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本书作者从终端客户的角度出发，结合当前主流PCB工厂的关键物料以及工艺评价体系，从实际应用的角度，详细阐述了PCB关键物料的评估方法，向读者呈现板材、阻焊、表面处理药水以及当前高速高频材料等PCB生产加工关键原材料评价的系统性方法，对终端客户以及PCB加工厂家有一定的实践指导意义。同时，作者依据多年的从业经验，详细介绍了行业先进的材料、加工工艺以及生产过程管理方案的评价及应用，并结合实际的案例，向读者详细阐述了当前行业前沿技术的评价以及趋势，对PCB加工厂家如何选择优异的材料、工艺和生产过程管理方案有指导性的意义，希望对原材料加工厂商对新材料的开发、推广、评价有一定的启发。

目　录
第 1 章   关键原材料测试评估	1
1.1   板材认证测试方案	1
1. 1. 1    覆铜板（CCL）项测试	1
1. 1. 2   成品板（PCB）项测试	1
1.2   阻焊油墨测试方案	4
1. 2. 1  阻焊介绍	4
1. 2. 2   测试板设计	4
1. 2. 3    阻焊油墨基本性能测试	4
1. 2. 4    阻焊油墨加工工艺能力测试	6
1.2. 5    阻焊油墨与助焊剂的兼容可靠性测试	8
第 2 章   表面处理测试评估	9
2.1  OSP测试方案	9
2. 1. 1    测试板设计	9
2. 1. 2    实验与测试安排	10
2. 1. 3    测试项目与标准	11
2.2    化镍金测试方案	13
2. 2. 1    化镍金介绍	13
2. 2. 2    测试板设计	13
2. 2. 3  测试方案	15
第 3 章   高频高速PCB相关特性	18
3.1   高速PCB简介	18
3. 2   高频高速PCB板材相关特性	20
3. 2. 1   板材关键参数	20
3. 2. 2   高频高速PCB板材树脂体系说明	21
3. 2. 3   高频高速PCB对板材的要求	25
3. 3    高速PCB插损测试	26
3. 3. 1   插损测试的意义及现状	26
3. 3. 2   TDR测试的原理及方法介绍	27
3. 3. 3   PCB插损测试技术介绍	29
3. 3. 4    结论	31
第 4 章   影响高频高速材料插损的因素	32
4.1    影响插损的因素	32
4. 1. 1    设计对插损的影响	32
4. 1. 2    板材对插损的影响	32
4. 1. 3    铜箔对插损的影响	34
4. 1. 4    走线设计对插损的影响	36
4. 1. 5    阻焊油墨对插损的影响	37
4. 1. 6    不同表面处理工艺对插损的影响	38
4. 1. 7    结论	39
4. 2    不同类型曝光机对插损的影响	39
4. 2. 1  研究背景	39
4. 2. 2  方案设计	39
4. 2. 3  不同曝光方式对线路的影响	42
4. 2. 4    不同曝光方式插损测试结果对比	45
4. 2. 5  结论	49
第 5 章   PCB先进加工材料介绍	50
5.1    涂层钻刀和铣刀的应用	50
5. 1. 1   PVD涂层镀膜的原理	50
5. 1. 2    磁控溅射离子镀技术优势	52
5. 1. 3    PVD涂层镀膜在PCB钻刀上的应用优势	53
5. 1. 4    涂层钻刀产品系列	53
5. 1. 5    涂层镀膜在通信产品PCB中的应用	54
5. 1. 6    涂层镀膜在基板封装微钻技术中的应用	59
5. 1. 7    涂层铣刀的应用	60
5. 1. 8    涂层钻刀和铣刀的风险管控措施	62
5. 1. 9    结论	62
5. 2    黑影在印制电路板中的应用	63
5. 2. 1    黑影工艺及其机理	64
5. 2. 2    黑影工艺与化学铜工艺对比	66
5. 2. 3    黑影工艺的可靠性验证	67
5. 2. 4    黑影工艺实验结果与分析	68
5. 2. 5    结论	73
5. 3    厚铜板阻焊油墨应用	73
5. 3. 1    生产流程对比	74
5. 3. 2    油墨性能对比	74
5. 3. 3    成品板效果对比	74
5.3. 4    阻焊油墨可用性评估	76
5. 3. 5    结论	80
第 6 章   PCB先进加工工艺方法介绍	81
6.1    用于微盲孔直接电镀工艺的导电聚合物	81
6. 1. 1    微盲孔直接电镀铜工艺流程	81
6. 1. 2    微盲孔常见问题与对策	83
6. 1. 3    结论	87
6. 2   提升PCB制造工艺的不溶性阳极VCP镀铜	88
6. 2. 1    电流密度分布影响因素	88
6. 2. 2    不溶性阳极镀铜添加剂分析	89
6. 2. 3    不溶性阳极VCP镀铜的优缺点	92
6. 2. 4    不溶性阳极VCP镀铜性能测试	96
6. 2. 5    结论	100
6. 3    脉冲电镀与直流电镀对比分析	100
6. 3. 1    脉冲电镀及其原理	100
6. 3. 2    酸性镀铜液主要成分及相关功能	103
6. 3. 3    脉冲电镀槽与直流电镀槽维护比较	106
6. 3. 4    脉冲电镀药水的优势	106
6. 3. 5    结论	109
6. 4    大尺寸双面可压接器件的盲孔背板	110
6. 4. 1    双面盲孔加工工艺流程	110
6. 4. 2    双面盲孔制作能力	112
6. 4. 3    新双面盲孔压接方案	114
6. 4. 4    新双面盲孔压接存在的风险	118
6. 4. 5   双面盲孔PCB背板情况及新方案总结	121
第 7 章   PCB先进过程管控方法介绍	122
7.1    新型影像式三次元测量仪	122
7. 1. 1  应用背景	122
7. 1. 2    影像式三次元测量仪的工作原理、功能、特点及成本优势	123
7. 1. 3    影像式三次元测量仪应用实例	127
7. 1. 4    影像式三次元测量仪对质量管理的正向贡献	133
7. 1. 5    结论	133
7. 2    背钻孔加工工艺及品质保证	134
7. 2. 1    背钻孔的作用	134
7. 2. 2    背钻孔加工控制点	135
7. 2. 3    背钻孔检测技术	138
7. 2. 4    结论	143
7. 3    全流程单块追溯解决方案	144
7. 3. 1    全流程单块追溯解决方案的作用	144
7. 3. 2    内层激光打码追溯	144
7. 3. 3    外层激光打码追溯	146
第 8 章   典型质量案例及评估	150
8.1    从5G天线射频插座焊点开裂问题看化镍金药水的选择	150
8. 1. 1    背景	150
8. 1. 2    失效分析	152
8. 1. 3    实验验证分析	157
8. 1. 4   实验结论	160
8. 2   超期PCB质量风险评估分析	160
8. 2. 1  实验目的	160
8. 2. 2   超期PCB实验方案	160
8. 2. 3   超期PCB实验结果	164
8. 2. 4   实验结论	169
8. 3   高频PCB板材耐温能力评估	169
8. 3. 1    背景及产品需求	169
8. 3. 2    评估模型及样品	169
8. 3. 3  实验方法	171
8. 3. 4    老化后的剥离强度	172
8. 3. 5    板材老化对电性能影响的评估	177
8. 3. 6   实验结论	180
8. 4   高速PCB寿命评估方法研究	181
8. 4. 1  实验背景	181
8. 4. 2  实验过程	181
8. 4. 3  结果分析	183
8. 4. 4  实验结论	188
参考文献	190

序　言1
2022年2月4日晚，北京冬奥会开幕式举世瞩目，盛会使用了数字表演与仿真技术，综合运用人工智能、5G、AR、裸眼3D等多种科技成果。据悉，开幕式期间国家体育场内实现5G 网络全覆盖，打造5G千兆场馆，高效支持开幕式当晚国家体育场内近4万人使用移动通信网络，通过社交媒体、直播等方式传递北京冬奥声音。作为电子电路行业从业者，在为祖国强大感到高兴之余，也为所从事的行业感到自豪。因为，作为“电子产品之母”的印制电路板正是当前5G通信技术的重要支撑。中兴通讯安维先生邀请我为他的新书作序，新书涉及通信印制电路板产品，所以我欣然接受。
印制电路板作为电子基础元器件，需求量大，使用面广，应用领域涵盖通信、工控、消费电子、汽车电子、航空航天等诸多方面。就通信领域而言，印制电路板作为信号传输的载体，其信号完整性对通信系统电气性能的影响越来越突出，影响因素包括生产材料、加工工艺、过程管控等。PCB  厂家在选择板材时，除了要选择达到客户的信号损耗标准的板材，还需能得到更优的性价比，因此，对关键材料的评估就显得尤为重要，而系统性的评估方案已成为企业生产过程中的重要课题。
安维先生深耕通信行业多年，一直专注PCB技术研究和质量管理，拥有深厚的理论背景，同时又拥有丰富的实践经验，此次他将多年的工作经验萃取提炼，汇集成册。本书内容涵盖通信产品的特性、关键材料和关键工序的评估测试，以及先进的加工工艺与过程管控，并辅以翔实的质量案例，从多维度介绍了如何生产出高质量、高可靠性的印制电路板产品， 同时给出了大量的实验数据和实用的图表，内容论证分析扎实，结构清晰，易于理解，相信必将成为一本非常实用的工具书。
“工欲善其事，必先利其器。”安维先生用他的经验为我们铸造了一本利器，相信一  定会给业界同人带来帮助。作为电子电路行业发展的见证者和参与者，我对安维先生表达最  诚挚的感谢，希望更多的行业专家参与到知识分享的行列中，为我国PCB行业的发展贡献力量。

中国电子电路行业协会秘书长
2022年2月于上海
序　言2
PCB行业又进入了新的黄金时期，尤其是以“端、管、云”为基础的产业蓬勃发展，为PCB  行业带来了巨大契机。中兴通讯作为“端、管、云”世界级先进技术企业之一，正在为国家和世界做出自己的特殊贡献。支撑中兴通讯成长的因素自然很多，PCB技术团队的努力就是其中重要的一环。
中兴通讯的PCB技术团队长期聚焦于PCB供应链建设，在技术、工艺、品质、成本等方面，积累了大量极有价值的经验，并于2021年对通信产品PCB的基础知识及其应用做了系统总结，出版了《通信产品PCB基础知识及其应用》一书。此书一经出版，我就仔细地通读了一遍。安维、曾福林两位专家将多年的宝贵经验汇集整理成书，填补了 PCB 图书市场不少空白，为PCB从业者提供了比较系统的具有巨大实践指导价值的专业知识和方法论。我对他们为PCB行业发展贡献自己智慧的努力深为感动。更令人感动的是，中兴通讯PCB专家安维、李冀星的专著《通信产品PCB关键材料通用评估方法》一书也要付梓出版。我非常高兴能先睹为快，并应邀为该书作序。
首先要感谢作者的笔耕不辍，继续为PCB行业提供前进的食粮。中国PCB行业已进入高速发展的快车道，可谓一日千里，但系统、全面、专业地总结快速发展的实践过程，总结PCB技术不断创新的过程，总结PCB供应链不断完善的过程，基本尚属空白。
《通信产品PCB关键材料通用评估方法》从关键原材料基板认证、阻焊油墨测试到涂层钻刀、铣刀的应用，都有专业而又简明的阐述，尤其是对高频高速PCB的特性及高频高速材料影响因素的总结，更是细致、规范、系统，对正在蓬勃发展的以“端、管、云”为主体应用的PCB企业和广大技术人员具有极大的应用和参考价值。
中国的PCB行业正快速地做大做强，一大批优秀的企业显示了巨大的创造力，为未来PCB行业展示了可想象的发展空间。在这一伟大的实践过程中，我们不但要有业绩上的硕果累累，更要从理论上系统总结出具有鲜明中国PCB时代的管理创新、工艺创新及技术创新等各方面的经验，作为时代记忆，成为推动中国PCB时代走向高峰的指引。
好的开始等于成功的一半。相信安维、李冀星两位专家给大家带来的不仅仅是一本专著，还是一个时代的召唤。

崇达技术股份有限公司董事长、深圳市线路板行业协会会长
2022年2月于深圳
序　言3
中国经过四十余年的改革开放，已经变得越来越强盛，特别是在通信行业，在世界上有着举足轻重的作用，令世人刮目相看。中兴通讯作为中国通信行业的佼佼者，在中国信息化、现代化道路上的贡献有目共睹，特别是在推动PCB行业高质量发展方面起到了重要的引领作用。
PCB作为通信设备中的重要材料之一，其技术水平及可靠性对通信设备的技术稳定性和设备可靠性，有着直接的影响。特别是随着集成电路行业的快速发展，通信设备的性能大幅  提升，但其电子组件的体积却在日渐缩小，这对PCB的走线密度、结构形式和制造工艺提出了不小的挑战。5G时代的到来，又使传输速率、频率、延迟及连接密度有了大幅提升，对PCB制造的设备精度、材料特性及加工要求提出了更高要求。因此，怎样使设备最优化，怎样优选合适的材料，怎样提高可靠性、提高效率和降低成本，这些问题的解决就显得至关重要。
本书作者在通信行业工作多年，对通信行业的技术发展脉络有清晰的认识，同时，作者负责PCB技术及可靠性研究，通过长期的探索、归纳和总结，积累了丰富的PCB专业知识。
本次撰写的《通信产品PCB关键材料通用评估方法》就是作者在大量的实践过程中总结出的精华，从通信设备的特殊要求出发，分别就原材料的测试评估、PCB的表面处理、高频高速PCB特性要求、高频高速材料对PCB插损的影响、PCB加工工艺的提升改造以及PCB制造过程中的原辅材料的改进等，做了比较详细的介绍。作者汇总提炼的这些技术精华，都是PCB行业中比较新的技术方向和评估方法，值得PCB行业的技术人员认真研读。
中国PCB行业的规模已经比较大了，但是还不够强，特别是在高端PCB领域占比不够，在 PCB工艺技术与生产管理、PCB精密设备、高端材料研发以及环保控制等领域，还需要持续提升。衷心希望中兴通讯携手产业链上下游合作伙伴，共同投身于中国电子行业由大变强的洪流中，共同致力于PCB工艺技术的提升、生产过程的智能制造以及设备材料的创新，共同见证中国PCB行业更加辉煌的未来！

奥士康科技股份有限公司董事长、湖南省电子电路行业协会会长
2022年2月于益阳
前　言
如何评估PCB关键材料是否满足实际产品的应用要求？对新物料的评估从哪些方面进行才能体现物料的综合价值（成本和质量等）？关于这些问题本身有很多专业的理论，但是很  少看到从实际应用的实践经验中系统性总结的方法论以及通俗易懂的案例。
笔者结合个人在电子电路行业十余年的从业经验，秉承让每一位PCB技术人员和采购人员能够获取拿来就可用的理论和实践方法，编写此书。笔者希望能够为PCB从业人员提供专业、可行的PCB关键材料评估方法，填补市场空白。
目前有关PCB的书籍，要么是关于PCB原始设计的，要么是关于PCB失效分析的，要么是介绍PCB生产制造的，主要面对PCB生产端的设计人员、质量相关人员和生产工艺人员，很少有内容涉及PCB关键材料评估的书籍，即便偶尔涉及，也不能直接应用于实际的物料采购技术评估。在笔者从业期间，在与PCB制造厂家和PCB终端客户沟通时也时常发现，很多制造厂家缺乏专业的材料技术人员，本身就希望能够获得专业的材料技术评估方法；有些厂家自己有系统性的评估方法，但要么不愿意公开共享，要么是方法没有考虑到实际终端应用需求，评估方法不健全。但PCB关键材料对PCB 的质量保证至关重要，很多质量问题的发生也与此相关，同时也对最终PCB成本有巨大的影响，所以PCB关键材料系统性评价方法就显得极为重要。所幸笔者所在公司中兴通讯是国内最大的通信设备上市公司，有专业的 PCB管理团队，同时在日常工作中会进行大量的PCB 关键材料成本和性能评估，同时与PCB行业龙头企业间技术交流频繁，所以笔者就一直想着把这些经验汇集成册，与大家分享、交流，让大家深入了解并拥有系统性的PCB关键材料评估方法和评估思维。
本书结合终端客户PCB关键材料评估方法和行业主流PCB厂家关键材料评估体系，从实际应用角度出发，对板材、表面处理、关键药水和典型的案例进行分析说明，旨在向读者呈现PCB关键材料技术评估的系统性方法，对于PCB制造厂家以及采购PCB的终端客户有一定的实践指导意义。
本书凝聚了中兴通讯多年的PCB材料管理经验，希望通过大量的实际案例，让读者深入了解终端客户对于PCB关键材料系统性的评估方法。
本书是“电子元器件失效分析技术丛书”中的一册，编著者安维和李冀星具有多年     PCB专业从业经验。
在本书的编写过程中，得到了中国电子电路行业协会秘书长洪芳女士，崇达技术股份有  限公司董事长、深圳市线路板行业协会会长姜雪飞先生，奥士康科技股份有限公司董事长、  湖南省电子电路行业协会会长程涌先生的大力支持，他们还在百忙之中为本书作序，实令笔  者感到无比荣幸。
本书由中兴通讯股份有限公司材料中心主任王志坚审校，在编写过程中，得到了公司采  购部主任张敬鑫等各级领导给予的支持与关注，还得到了曾福林、王峰、赵丽、张水琴和魏  新启等同事的协助和对书稿的校阅支持，在此向他们表示由衷的感谢。感谢江西博泉化学有  限公司舒平先生、深圳市贝加电子材料有限公司李荣先生、深圳市瑞利泰德精密涂层有限公  司林东先生、深南电路股份有限公司王宾先生、熊伟先生以及崇达技术股份有限公司王东先  生提供的帮助。感谢电子工业出版社宋梅编审对本书编写与出版的支持和帮助。
由于作者水平有限，书中难免有不妥和错误之处，恳请读者批评指正。

编著者
2022 年 2 月于深圳

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