年產(chǎn)200萬臺(tái)5g手機(jī)pcb工藝設(shè)計(jì)

1、北京理工大學(xué)珠海學(xué)院2016屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)200萬臺(tái)5G手機(jī)PCB工藝設(shè)計(jì)學(xué) 院：專 業(yè)：姓 名：指導(dǎo)老師：化工與材料學(xué)院應(yīng)用化學(xué)蘇永杰學(xué) 號(hào)：職 稱：160505105298汪烈焰高級(jí)工程師中國珠海二二年五月誠信承諾書本人鄭重承諾：本人承諾呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)200萬臺(tái)5G手機(jī)PCB工藝設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)使用的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。本人簽名： 日期： 年 月 日中文題目摘 要PCB，中文名稱為印制電路板，又可以叫作印刷線路板，它可以說是一個(gè)電子產(chǎn)品里最關(guān)鍵的一個(gè)電子部件。它支撐著一個(gè)電子產(chǎn)品的所有電子元器

2、件，因此也可以說是扮演電子元器件電氣連接的一個(gè)重要角色。被稱之為“印刷”電路板是由于它的制作工藝是在基材上利用電子印刷術(shù)制作而成的。PCB有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，這也是它能受到越來越廣泛的應(yīng)用和青睞的原因，PCB能夠制成密度非常高，同時(shí)它還十分可靠，不僅如此，它還能隨著人們的使用需要來進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，以及PCB能夠進(jìn)行量化生產(chǎn)，能在成品出廠后進(jìn)行測(cè)試，還能利用不同的PCB板來進(jìn)行組裝等。其中，印制電路板一直能夠跟隨著集成電路集成度的不斷提升和安裝技術(shù)的進(jìn)步從而相應(yīng)發(fā)展。而通過一眾的對(duì)成品定時(shí)檢查，定時(shí)對(duì)成品進(jìn)行測(cè)試和防止產(chǎn)品老化試驗(yàn)等技術(shù)手段，可以保證PCB長期（使用期一般為20年）而可靠地工作。不

3、僅如此，PCB還可以使系統(tǒng)小型化、輕量化、信號(hào)傳輸高速化。而作為許多電子產(chǎn)品的最基礎(chǔ)的零部件之一，PCB的下游消費(fèi)市場(chǎng)的深刻變化無疑會(huì)推動(dòng)著PCB行業(yè)的發(fā)展軌跡。業(yè)內(nèi)的專業(yè)人士預(yù)測(cè)，三到五年的時(shí)間發(fā)展，5G通信功能可以成為帶動(dòng)PCB產(chǎn)業(yè)增長的第一引擎，不僅能夠超越如今的智能終端，還能超越汽車電子兩大應(yīng)用市場(chǎng)。關(guān)鍵詞：印制電路板；可高密度化；電路集成度；智能終端英文題目AbstractPCB, also known as printed circuit board in Chinese, can be called printed circuit board, it can be said to

4、 be one of the most critical electronic components in an electronic product. It supports all the electronic components of an electronic product, so it can also be said to play an important role in the electrical connection of electronic components. It is called printed circuit board because its fabr

5、ication process is made on the substrate using electronic printing.PCB has many unique advantages, that is it can attract more and more widely used and reasons, the PCB can be made into density is very high, at the same time it also is very reliable, not only that, it also can be used as peoples nee

6、ds for different designs, as well as PCB production can quantitatively, to test after the finished products, also can use for different PCB assembly, etc. Among them, printed circuit board has been able to follow the continuous improvement of integrated circuit integration and the progress of instal

7、lation technology so as to develop accordingly. Through a number of regular inspection of the finished products, regular testing of the finished products and the prevention of product aging test and other technical means, can ensure that PCB long-term (generally 20 years) and reliable work. Not only

8、 that, PCB can also make the system small, lightweight, high-speed signal transmission.As one of the most basic components of many electronic products, the profound changes in the downstream consumer market of PCB will undoubtedly promote the development trajectory of the PCB industry. Industry prof

9、essionals predict that in three to five years time, 5G communication function can become the first engine driving the growth of PCB industry, which can not only surpass todays intelligent terminals, but also surpass the two major application markets of automotive electronics.Keywords: Printed circui

10、t boards; High density; Circuit integration; Intelligent terminal目錄1 前言71.1研究的現(xiàn)狀及其意義71.2 印制電路板的發(fā)展概況71.2.1行業(yè)規(guī)模71.2.2市場(chǎng)分布81.2.3發(fā)展趨勢(shì)81.2.4全球P CB細(xì)分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)91.2.5全球PCB下游應(yīng)用領(lǐng)域91.2.6全球PCB領(lǐng)先企業(yè)101.3多層線路板的優(yōu)缺點(diǎn)112. 印制電路板材料的選擇122.1材料選擇時(shí)考慮的因素122.2基底材料122.3蝕刻劑122.4蝕刻條件123工藝流程133.1多層PCB板工藝流程133.2開料133.3內(nèi)層圖形133.3鉆孔133.4沉

11、銅143.5全板電鍍143.6圖形電鍍143.7蝕刻143.8阻焊143.9電測(cè)試153.10成品檢驗(yàn)（FQC）153.11成品包裝154車間分類155工作制度和年時(shí)基數(shù)、生產(chǎn)綱領(lǐng)155.1工作制度155.2年時(shí)基數(shù)155.3生產(chǎn)綱領(lǐng)156各工序時(shí)間計(jì)算166.1沉銅166.2電鍍銅166.3蝕刻176.4各工序時(shí)間176.4.1日生產(chǎn)批次和每批生產(chǎn)數(shù)量計(jì)算177物料衡算188設(shè)備選型189通風(fēng)要求199.1通風(fēng)設(shè)計(jì)目的及要求199.2通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)199.3集氣罩選用209.3.1集氣罩設(shè)計(jì)原則209.3.2集氣罩分類209.3.3集氣罩選用219.4除塵器設(shè)計(jì)219.5通風(fēng)管道設(shè)計(jì)2210車

12、間土建要求2210.1車間組成面積2210.2對(duì)廠房建筑的要求2310.3地面防腐蝕2311.小結(jié)2412附件241 前言Error! No bookmark name given.PCB的創(chuàng)造者是奧地利人保羅愛勒斯，1936年，他首先在收音機(jī)里采用了印刷電路板。1943年，美國人多將該技術(shù)運(yùn)用于軍用收音機(jī)，1948年，美國正式認(rèn)可此發(fā)明可用于商業(yè)用途。自20世紀(jì)50年代中期起，印刷線路板才開始被廣泛運(yùn)用。印刷電路板幾乎會(huì)出現(xiàn)在每一種電子設(shè)備當(dāng)中。如果在某樣設(shè)備中有電子零件，那么它們也都是鑲在大小各異的PCB上。PCB的主要功能是使各種電子零組件形成預(yù)定電路的連接，起中繼傳輸?shù)淖饔茫请娮赢a(chǎn)品

13、的關(guān)鍵電子互連件，有“電子產(chǎn)品之母”之稱。1.1研究的現(xiàn)狀及其意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼產(chǎn)品在我們的生活中無處不在。手機(jī)也是其中之一，而現(xiàn)在的手機(jī)消費(fèi)者對(duì)于性能要求越來越高。而且隨著科技的快速發(fā)展，越來越多的技術(shù)誕生，隨之而來的5G手機(jī)就誕生了。而5G手機(jī)的誕生，無疑給許多行業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，其中，印制電路板（PCB）就是其中一個(gè)具有代表性意義的行業(yè)。5G手機(jī)的發(fā)展及開發(fā)已經(jīng)引起了許多無線通信領(lǐng)域的研究人員們的興趣1。有分析指出2，在這十年里，衣服，車，火車，傳感器等超過50億的東西都將與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相連接。PCB提供了一個(gè)組裝基地給第一級(jí)部件和其它電子電路部件的連接，這樣使得許多不同的

14、部件就可以組合成一個(gè)具有獨(dú)特功能的成品。因此，PCB存在于整個(gè)電子設(shè)備中，作用是連接著所有的功能。從而當(dāng)電子設(shè)備出現(xiàn)失誤或者故障時(shí)，最先被認(rèn)為出故障的地方和零部件通常就是PCB，另外，PCB的加工制成方面也比較麻煩，所以生產(chǎn)控制這一方面在PCB的生產(chǎn)中尤為重要。而5G手機(jī)的PCB對(duì)比4G手機(jī)要求更為精細(xì)且精密，因此需要疊加的層數(shù)應(yīng)該更為多，但又不能使得整塊電路板占用太大面積，所以PCB的基材和層數(shù)就是本工藝要解決的關(guān)鍵點(diǎn)。1.2 印制電路板的發(fā)展概況1.2.1行業(yè)規(guī)模電子元件細(xì)分下來，毫無疑問PCB是占據(jù)最大的地位。隨著科技的日新月異，研究的不斷進(jìn)行和技術(shù)的不斷進(jìn)步。PCB產(chǎn)品正慢慢地往著其他

15、方面發(fā)展，其中密度更大是一個(gè)重要的點(diǎn)，而板材的孔徑越來越小也成為了一個(gè)挑戰(zhàn)，信息的容量往更大發(fā)展，整體產(chǎn)品更輕更薄的方向發(fā)展。據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)，18年全球PCB市場(chǎng)的GDP達(dá)到623.96億美元，同比增長百分之六，而據(jù)預(yù)測(cè)，未來五年全球PCB市場(chǎng)將保持溫和增長，物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、工業(yè)4.0、云端服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等將成為驅(qū)動(dòng)PCB需求增長的新方向3。1.2.2市場(chǎng)分布PCB的生產(chǎn)工業(yè)分布在世界各地。而因?yàn)楣I(yè)革命等因素歐美發(fā)達(dá)國家對(duì)比我國較早進(jìn)行了研發(fā)，不斷開發(fā)和充分利用了先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來進(jìn)行完善該行業(yè)，因此PCB行業(yè)取得了很大的發(fā)展。但隨著科技的進(jìn)步以及中心逐漸向亞洲轉(zhuǎn)移，PCB行業(yè)成為了在亞

16、洲，尤其是中國大陸為制造中心的新格局，而中國與全球經(jīng)濟(jì)的融合度日益提高，逐漸占據(jù)了全球PCB市場(chǎng)的半壁江山4。注：SEA/ROW代表東南亞/全球其他國家及地區(qū)。1.2.3發(fā)展趨勢(shì)在當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇環(huán)境下，通信電子行業(yè)和消費(fèi)電子行業(yè)的需求相對(duì)穩(wěn)定，而汽車電子、醫(yī)療器械等下游市場(chǎng)的新需求也在逐年增加5。預(yù)計(jì)未來5年全球PCB行業(yè)產(chǎn)值將繼續(xù)穩(wěn)步增長。1.2.4全球P CB細(xì)分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球PCB細(xì)分產(chǎn)品的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)如下：從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，當(dāng)前PCB市場(chǎng)剛性板仍占主流地位，其中多層板占比39.4%，單雙面板占比4.9%，其次是柔性板，占比達(dá)19.9%，HDI板和封裝基板分別占比為14.8%

17、和12.1%6。而伴隨著電子工業(yè)技術(shù)的飛速進(jìn)步，電子元器件的功能越來越多，電子產(chǎn)品對(duì)PCB的要求也越來越多，尤其以高密度為主。1.2.5全球PCB下游應(yīng)用領(lǐng)域PCB下游的應(yīng)用市場(chǎng)分布十分廣闊。包括我們常用的通訊系統(tǒng)，電腦，網(wǎng)絡(luò)支付，軍事航空等許多領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球PCB下游應(yīng)用領(lǐng)域分布如下：1.2.6全球PCB領(lǐng)先企業(yè)近幾年P(guān)CB行業(yè)主要分布在中國、中國臺(tái)灣、日本、韓國和歐美地區(qū)，但隨著這幾年來全球PCB逐漸向中國轉(zhuǎn)移，目前中國已經(jīng)是全球PCB行業(yè)產(chǎn)量最大的區(qū)域。2018年全球前十大PCB廠商的銷售情況如下：1.3多層線路板的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：做出來的產(chǎn)品的密度高，相對(duì)來說產(chǎn)品里的零件的體

18、積可以做到較小，從而零件的質(zhì)量可以變?yōu)檩p型的產(chǎn)品。而因?yàn)樽龀鰜淼漠a(chǎn)品的密度高，所以各組件之間形成的連線會(huì)有一定的減少。這樣不僅逐步提高了整個(gè)產(chǎn)品的可靠性能；而且還可以不斷增加零件的最大布線層數(shù)，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性變得更大；不僅如此，構(gòu)成的電路還具有一定阻抗；而這樣產(chǎn)品成品后形成的傳輸電路速度能達(dá)到一個(gè)較為高的值；當(dāng)然，產(chǎn)品中還可以按照需要來進(jìn)行設(shè)置電路和磁路屏蔽層，而且為了充分滿足所需要的屏蔽、散熱等特種功能，還可以在產(chǎn)品中多設(shè)置一個(gè)金屬芯散熱層；這樣不僅安裝十分簡(jiǎn)單，而且可靠性十分高。缺點(diǎn)：造價(jià)成本偏大；制作的時(shí)間需要花費(fèi)較多；而且還需要用到一些十分靠，也就是很少出現(xiàn)失誤的檢測(cè)手段。隨著多

19、層印制電路不斷發(fā)展和帶領(lǐng)之下，無疑電子技術(shù)會(huì)跟隨著往速度更快，能夠使用的功能更加廣泛，信息儲(chǔ)存和處理的容量巨更大，產(chǎn)品成品的體越來越小的方向發(fā)展。而隨著電子技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，最主要的體現(xiàn)是越來越大型的集成電路板在市場(chǎng)上的廣泛應(yīng)用，從而也會(huì)引領(lǐng)著多層印制電路迅猛快速地往密度逐漸變大、精確度逐漸變高等方向發(fā)展，而且在不斷出現(xiàn)的新型技術(shù)，更是出現(xiàn)了微細(xì)線條、小孔徑貫穿和盲孔埋孔以及高板厚孔徑比等一系列較為發(fā)達(dá)的技術(shù)以滿足市場(chǎng)的需要。2. 印制電路板材料的選擇2.1材料選擇時(shí)考慮的因素1.首先要考慮玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高的基材則是不二的首選，因?yàn)樵陔娐钒逯?，基材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度要高于電

20、路工作溫度。2.其次，熱膨脹系數(shù)的值要低。因?yàn)橐坏、Y和厚度方向的熱膨脹系數(shù)不能達(dá)到一個(gè)相對(duì)值，PCB就會(huì)變形而破壞了原本的結(jié)構(gòu)，形象功能，在嚴(yán)重時(shí)甚至能夠造成金屬化的孔斷裂和損壞整個(gè)元件。3.第三，整個(gè)基材的耐熱性能要達(dá)到一定高的值?？偟膩碚f，PCB要能有250/50S的耐熱性。4.第四，基材的整體平整度要達(dá)到良好的要求。其中，SMT的PCB翹曲度要求0.0075mm/mm7。5.最后，基材要有一個(gè)良好的電氣性能，不然在高頻電路時(shí)往往會(huì)發(fā)生故障損壞等情況。所以基材不但要求選擇介電常數(shù)高、介質(zhì)損耗小的材料。而且絕緣電阻、耐電壓強(qiáng)度、抗電弧性能都要滿足產(chǎn)品要求。2.2基底材料該工藝設(shè)計(jì)我選擇采

21、用聚酰亞胺薄膜作為基底材料，聚酰亞胺薄膜又可以細(xì)分為兩種，其中包括均苯型聚酰亞胺薄膜，以及聯(lián)苯型聚酰亞胺薄膜兩種8。聚酰亞胺薄膜制備方法為：聚酰胺酸溶液流延成膜、拉伸后，高溫酰亞胺化9。聚酰亞胺薄膜具有良好的耐熱性、耐腐蝕性和機(jī)械性能，同時(shí)還具備良好的穩(wěn)定性，不需要加入阻燃劑即可阻止燃燒。而本設(shè)計(jì)采用聚酰亞胺薄膜來制成多層撓性印制電路板。2.3蝕刻劑蝕刻劑我們選用硫酸（H2SO4）/ml：110-130；磷酸（H3PO4）/ml：50；過氧化氫（H2O2）/ml：300-350；尿素（NH2）2CO）/g：5對(duì)于本次設(shè)計(jì)選用的蝕刻液的成分是過氧化氫和硫酸。但它們的蝕刻性能和穩(wěn)定性不太穩(wěn)定，為了

22、穩(wěn)定該蝕刻劑的性能。我們可以加入相應(yīng)的穩(wěn)定劑和催化劑，從而達(dá)到加強(qiáng)蝕刻性和穩(wěn)定性的目的。該蝕刻液不僅能夠?qū)Ω鞣N抗蝕層使用，包括有機(jī)抗蝕層與金屬抗蝕層等；而且蝕刻速率能達(dá)到一個(gè)較為高的值，以及對(duì)材料的側(cè)蝕造成的影響較小，其次是反應(yīng)較為容易控制、能夠溶解的銅量比較大。最重要的是毒性小，相對(duì)來說操作安全，處理不好也不會(huì)對(duì)環(huán)境污染造成很大影響。但也有不足的是過氧化氫的穩(wěn)定性較差，但通過加入穩(wěn)定劑能稍微改善。而因?yàn)?G手機(jī)PCB的層數(shù)需要層數(shù)較為多，故選用薄膜來作為基材，撓性電路板可以充分利用儀器設(shè)備的有效空間，靈活排布電路，使得儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)小巧輕便10。2.4蝕刻條件本設(shè)計(jì)的蝕刻條件溫度選在蝕刻溫度

23、50-603工藝流程3.1多層PCB板工藝流程外層鉆孔層壓內(nèi)層蝕刻內(nèi)層圖形開料圖形電鍍外層圖形全板電鍍外層沉銅噴錫絲印字符絲印阻焊外層蝕刻包裝FQAFQC電測(cè)試成型成品出廠圖3.1多層PCB板工藝流程3.2開料 開料具體是指使用特定的裁切機(jī)將做好的成卷的產(chǎn)品裁剪成所需要的片狀尺寸，主要用于裁切單面覆銅板以及雙面覆銅板，還有膠膜和覆蓋膜等。最重要的是開料的精確度可以達(dá)到極其薄的0.3mm。3.3內(nèi)層圖形 材料開料后，先對(duì)芯板進(jìn)行處理，再對(duì)銅表面進(jìn)行輕微的蝕刻和粗化，然后打印濕膜或壓干膜處理,然后使用生產(chǎn)電影將涂布感光層核心板接觸,使感光層的線的交聯(lián)反應(yīng),通過弱堿顯影保存成品,然后由顯影液溶解未反

24、應(yīng)的底物,露出銅表面,最后將露銅的部分使用酸性蝕刻蝕刻,感光層覆蓋面積的銅可以保留,形成一個(gè)線形圖。3.3鉆孔 目的：在線路板上鉆通孔或盲孔，適用于線路板的元件焊接、裝配以及建立層與層之間的通道。其能否對(duì)后續(xù)工序產(chǎn)生很大影響取決于品質(zhì)對(duì)。鉆孔的方式包括數(shù)控鉆孔和沖孔以及激光鉆孔，但目前來說，工業(yè)水使用較為廣泛的還是數(shù)控鉆孔。3.4沉銅 沉銅，又可以稱之為化學(xué)鍍銅，能夠在孔隙壁的非導(dǎo)電表面沉積一層銅，從而保證內(nèi)部導(dǎo)體與電路之間的可靠連接。在沉銅的時(shí)候，我們需要加入一定量的催化劑來促使沉銅反應(yīng)，因?yàn)橄胍练e出金屬銅，不但要有反應(yīng)條件，還需要有在催化劑（Pd或Cu）存在，而新沉積出的銅本身就是一種可

25、以導(dǎo)致反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的催化劑，因此，一旦活化的工件發(fā)生化學(xué)鍍銅反應(yīng)，就可以在新的銅表面繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)?？梢岳眠@一特點(diǎn)不斷沉積出客戶或者廠家需要的的銅的厚度。3.5全板電鍍 目的：全板電鍍是為了保護(hù)新沉積出來的一層薄薄的銅單質(zhì)，防止銅單質(zhì)被氧化后再被酸浸蝕掉。 方法：主要是通過電鍍將新沉積的銅單質(zhì)加厚到一定程度，從而具有保護(hù)能力。3.6圖形電鍍 目的：圖形電鍍是指將孔壁或銅片電鍍?cè)谕饴侗砻嫔纤L的線形圖案一層所需厚度的銅。 流程：上板除油水洗二次微蝕水洗酸洗鍍銅水洗浸酸鍍錫水洗下板3.7蝕刻 原理：采用化學(xué)方法使得未做保護(hù)措施的銅單質(zhì)溶解掉，從而留下已經(jīng)做好保護(hù)措施的銅單質(zhì)，再將線路層上對(duì)銅進(jìn)行保

26、護(hù)的保護(hù)層（錫層）溶解，最后得到所需要的線路圖形在光銅板上。 生產(chǎn)流程：放板退膜水洗蝕刻水洗退錫水洗烘干QC檢查下工序3.8阻焊 原理：將已經(jīng)進(jìn)行前處理完成后的印制電路板，將阻焊油墨在絲網(wǎng)的作用下順利涂到到板面，并將其保持在特定的溫度和時(shí)間下，還要保持一定的抽風(fēng)量，從而能夠讓在油墨中的溶劑得以揮發(fā)。最后再用菲林圖形把所需的焊盤及孔保護(hù)住從而進(jìn)行曝光，顯影時(shí)將未與UV光反應(yīng)的油墨溶解掉，最終得到所需要焊接的焊盤和孔。 生產(chǎn)流程：磨板絲印阻焊預(yù)烤曝光顯影PQC檢查后固化下工序3.9電測(cè)試 目的：PCB的電氣性能測(cè)試，通?？梢越虚_關(guān)測(cè)試或開關(guān)短路測(cè)試，可以檢查生產(chǎn)的PCB板的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)是否符合條件和安

27、全性能，并測(cè)試是否符合原PCB板的設(shè)計(jì)要求。 原理：連通性測(cè)試：在被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的一端加電流，然后到網(wǎng)絡(luò)上在另一端進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，通過電流的變化值來判斷網(wǎng)絡(luò)是否有導(dǎo)通。確定網(wǎng)絡(luò)的電阻或網(wǎng)絡(luò)是否斷開。3.10成品檢驗(yàn)（FQC） 目的：產(chǎn)品出廠前進(jìn)行檢驗(yàn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合客戶要求。3.11成品包裝 根據(jù)客戶或商家的要求，檢驗(yàn)合格的成品PCB板在加熱、抽真空的條件下用真空包裝膜包裝，防止成品PCB板回潮，方便儲(chǔ)運(yùn)。4車間分類 車間設(shè)計(jì)原則：互不影響，對(duì)人不產(chǎn)生影響。 本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)工藝劃分，車間主要有：前處理車間，電鍍車間，后處理車間。 前處理車間主要對(duì)原材料進(jìn)行打磨拋光，水洗，除油等一系列前處理。 電鍍車

28、間包括沉銅，電鍍銅和中間的水洗，電鍍車間作為本設(shè)計(jì)較為重要的一個(gè)車間，因?yàn)楫a(chǎn)品的覆銅板會(huì)影響產(chǎn)品的性能。 后處理車間則是一系列檢查產(chǎn)品的車間。5工作制度和年時(shí)基數(shù)、生產(chǎn)綱領(lǐng)5.1工作制度 本設(shè)計(jì)采用的是一天兩班制，一天工作16小時(shí)，一年工作300天。所以，一年工作時(shí)間是：30016=4800小時(shí)5.2年時(shí)基數(shù)本設(shè)計(jì)的年時(shí)基數(shù)按95%計(jì)算，為：480095%=4560設(shè)備年時(shí)基數(shù)按95%計(jì)算，為：480095%=45605.3生產(chǎn)綱領(lǐng) 由于本次工藝設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)年產(chǎn)200萬臺(tái)5G手機(jī)PCB的工藝設(shè)計(jì)，而對(duì)于手機(jī)領(lǐng)域的PCB來說，需要做到非常細(xì)致。用于電子設(shè)備的PCB需要良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定

29、性以及最重要的薄，而5G手機(jī)的PCB更是要求薄。 所以我將銅箔層厚度設(shè)為35um，第一層和最后一層介質(zhì)定位0.25mm，一共20層，板厚2.0mm，則其余每層介質(zhì)厚度為（2.0-0.25*2）/（20-3）88um 而每個(gè)PCB板的尺寸設(shè)定為10cm*4cm 每年生產(chǎn)200萬臺(tái)5G手機(jī)PCB，以每年300天為工作天數(shù)，每天工作16小時(shí)，兩班制來計(jì)算，實(shí)際年產(chǎn)量為2046120個(gè)5G手機(jī)PCB：N=2000000（1+0.02）（1+0.003）=2046120其年生產(chǎn)綱領(lǐng)見下表5.1 所示：表5.1 5G手機(jī)PCB年生產(chǎn)綱領(lǐng)加工類別單個(gè)工件厚度/um年生產(chǎn)個(gè)數(shù)年生產(chǎn)厚度/cm其余介質(zhì)厚度88u

30、m17204612030609.9552銅箔35um716.142第一層介質(zhì)250um5115.3最后一層介質(zhì)250um5115.36各工序時(shí)間計(jì)算6.1沉銅 沉銅工藝中如果使用化學(xué)鍍液，則要求沉銅速率能有一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值。這個(gè)速率既不能太慢，否則就會(huì)導(dǎo)致板材的孔壁產(chǎn)生空洞或板材出現(xiàn)細(xì)小的針孔；但沉銅速率也不能過快，否則將會(huì)影響鍍層的質(zhì)量，導(dǎo)致鍍層變得粗糙等問題。所以，一定要嚴(yán)格控制好沉銅工藝的時(shí)間和速率沉銅反應(yīng)式： 先將待處理品進(jìn)行沉銅工藝前的預(yù)浸和對(duì)待處理品進(jìn)行活化，然后放入還原液中進(jìn)行還原處理，使得待會(huì)能夠順利進(jìn)行反應(yīng)，最后放進(jìn)沉銅液（25）中進(jìn)行沉銅處理半小時(shí)左右，拿出處理品進(jìn)行清洗，直

31、到清洗干凈為止。6.2電鍍銅由法拉第第一定律可知電鍍時(shí)間的計(jì)算公式，如下： （式6.2）式中，本設(shè)計(jì)鍍銅層為35m，陰極電流密度以2A/dm2進(jìn)行計(jì)算，代入式6.2可得其電鍍時(shí)間t為：min6.3蝕刻 蝕刻所需的時(shí)間跟蝕刻速度和蝕刻深度有關(guān)，三者關(guān)系如下：V=h/t，但這只是最基本的計(jì)算方法，在工業(yè)生產(chǎn)中還有很多因素會(huì)影響蝕刻的時(shí)間，在蝕刻劑的濃度和蝕刻條件一定時(shí)，材料的特性及熱處理狀態(tài)對(duì)蝕刻加工的速度同樣有很大的影響。6.4各工序時(shí)間本設(shè)計(jì)中控制槽與槽之間的距離為 0.5m。由于生產(chǎn)過程所經(jīng)過的工序較多，有除油、層壓、蝕刻、水洗、電鍍多個(gè)步驟，每個(gè)步驟所需的時(shí)間各不相同，其各個(gè)工序的時(shí)間參照

32、表如下表 6.2所示表6.3電鍍各個(gè)工序時(shí)間序號(hào)工序及步驟時(shí)間1除油30min2層壓10min3鉆孔15min4沉銅30min5全板電鍍99min6圖形電鍍45min7蝕刻30min8三級(jí)逆流水洗/共3次3min9水洗/共3次1015s粗略估計(jì)一個(gè)工件加工時(shí)間約為30+10+15+30+99+45+30+9+0.75=268.75min第二批（56=30個(gè)工件）加工開始在在第一批工件開始后t2后，則t2=工具的長度/速度v=600/6=100（s）每條生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)量=30（每天總的工作時(shí)間第一批工件所用的時(shí)間）/t2=30（143600268.7560）/100=10283（件）由于本設(shè)計(jì)

33、的年產(chǎn)量為 200 萬件，年實(shí)際工作天數(shù) 300 天，每天工作 16小時(shí)，所以生產(chǎn)線的條數(shù)=2000000/（30010283）=0.65條，即實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線條數(shù)為 1 條。6.4.1日生產(chǎn)批次和每批生產(chǎn)數(shù)量計(jì)算每天工作 16 小時(shí)，每一批工件加工，包括前處理及電鍍各步驟共 268.75min，其中工件加工時(shí)間為204min 左右，前處理及其他步驟時(shí)間總共為 55min，加上各工序耽誤時(shí)間，大概為 15min，所以每天可安排加工批次為：N=（1460-55-15）204=3.77 ，即 4批則一年按 300 天計(jì)算，每批所生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量為:2000000（3004）=1667（個(gè)）7物料

34、衡算在實(shí)際的操作中，鍍液槽的電解液不可能完完全全裝滿整個(gè)鍍液槽，其鍍液槽中鍍液真實(shí)的頁面高度為：槽高H液面至槽沿的距離H4=750-100=650（mm）鍍液體積V=液面高度H槽寬B槽長L =650500700 =0.227109(mm3) =227(L)因此，根據(jù)工藝配方及電鍍槽液的實(shí)際容積，可算出鍍槽所需物料用量，其中電鍍時(shí)不消耗的物質(zhì)大約為4個(gè)電解槽的量，消耗的物質(zhì)每日以5%的的質(zhì)量補(bǔ)加，即15個(gè)電解槽的量。其中硫酸鎳，氯離子為不消耗物質(zhì)。其各個(gè)工藝環(huán)節(jié)所需的具體物料用料數(shù)據(jù)見下表7.1所示表7.1各物料的生產(chǎn)用料工序物料名稱配方用量g/L除油磷酸鈉17.5OP-乳化劑1氫氧化鈉5蝕刻硫

35、酸 180磷酸90過氧化氫700尿素10電鍍銅硫酸銅175硫酸70聚乙二醇0.075氯離子0.05十二烷基硫酸鈉0.0752-巰基苯并咪唑（M）0.7510-3亞乙基硫脲0.5510-3聚二硫二丙烷磺酸鈉0.018沉銅硫酸銅125甲醛20Pd5氫氧化鈉58設(shè)備選型表8.1設(shè)備選型序列設(shè)備名稱設(shè)備規(guī)格大小數(shù)量1開料機(jī)1400850120012化學(xué)除油槽570056550013層壓機(jī)320013005014水洗槽94056550085數(shù)控鉆孔機(jī)1300400020016電鍍銅槽780056550017沉銅槽500056550018自動(dòng)恒溫/控溫箱科家KH-3KW6套9穩(wěn)壓直流電流0-12v，0-4

36、000A6套10隧道式烘干機(jī)GUANDN冠頂111去離子水機(jī)(2T/H)JJC-RO-2T/H-3112超濾裝置FY-UF-10113增壓泵G550WZ114電鍍鍍層測(cè)厚儀iEDX-150T115鍍層結(jié)合力測(cè)試儀 BLD-306 116鹽霧試驗(yàn)箱YWX/Q-150117袋式除塵器DMC-3219通風(fēng)要求在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)過多種會(huì)生產(chǎn)污染物的工序，其中包括開料、蝕刻、電鍍等在內(nèi)的許多不同的工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)。不同的工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生少量的生產(chǎn)粉塵、生產(chǎn)酸霧等不同的污染物，然而哪怕只有十分少量的污染物，若不進(jìn)行及時(shí)處理，不但會(huì)對(duì)工作人員身體健康產(chǎn)生危害，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)行，使得產(chǎn)品質(zhì)量

37、降低。對(duì)電鍍車間不同工段進(jìn)行危險(xiǎn)因素分析，提高對(duì)不同危害因素的認(rèn)識(shí)，能夠?yàn)楣芾碚卟捎煤线m通風(fēng)除塵方法提高基本條件支持11。9.1通風(fēng)設(shè)計(jì)目的及要求表面處理車間的磨光工段、拋光工段、浸蝕除油工段、電鍍工段等處，產(chǎn)生有毒氣體、含纖維的灰塵，為保證工人身體健康及產(chǎn)品質(zhì)量，必須采用強(qiáng)大的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)予以排除，通常情況下，這種系統(tǒng)使車間內(nèi)空氣每小時(shí)更換達(dá)8-10次左右，為了維持適宜的室溫又必須考慮采暖措施，因此車間既要求排風(fēng)又要求送風(fēng)。本設(shè)計(jì)生產(chǎn)場(chǎng)所粉塵濃度應(yīng)符合工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GBZ1-2010）、處理后氣體排入大氣，應(yīng)符合大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996），排放顆粒物濃度100

38、mg/m312。9.2通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)對(duì)于生產(chǎn)車間來說十分重要且十分復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)師不能簡(jiǎn)單而隨意的選擇通風(fēng)設(shè)備來進(jìn)行布置，更加不可隨意安裝所需的通風(fēng)設(shè)備，必須進(jìn)行實(shí)地勘察和測(cè)量等獲得數(shù)據(jù)和信息以及具體產(chǎn)生的粉塵的種類。從而可以對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而設(shè)計(jì)出合適且全面完整的通風(fēng)除塵系統(tǒng)。9.3集氣罩選用9.3.1集氣罩設(shè)計(jì)原則通風(fēng)除塵，顧名思義就是對(duì)工廠的員工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵等一系列污染物進(jìn)行處理，從而來達(dá)到改善作業(yè)環(huán)境，以及可以適當(dāng)保護(hù)工作人員，最重要的是能夠做到防止污染環(huán)境的目的。因此在進(jìn)行通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)之前必須確定作業(yè)環(huán)境中的產(chǎn)塵點(diǎn)，并選擇合適位置安裝集氣罩，要

39、做到既不影響作業(yè)人員的工作，同時(shí)又能在粉塵及污染物擴(kuò)散之前對(duì)其進(jìn)行收集處理13。粉塵、酸霧等污染物的產(chǎn)生點(diǎn)毫無疑問是各工段生產(chǎn)設(shè)備所產(chǎn)生的，所以用于通風(fēng)除塵的集氣罩應(yīng)按照以下原則進(jìn)行：1、 可以改良排放粉塵有害物的生產(chǎn)工藝和工藝環(huán)境，盡量能夠做到減少粉塵排放及對(duì)于環(huán)境造成的危害；2、 集氣罩最好能夠?qū)⑽廴驹雌鋰制饋聿⑶冶M可能靠近污染源，但又不能妨礙操作。3、 通過實(shí)地勘察和收集數(shù)據(jù)來決定集氣罩的安裝位置以及選擇正確有效的排氣方向；4、 防止集氣罩周圍的紊流；5、 吸吹式利用噴出的力量將污染氣體排出；6、 決定控制風(fēng)速。9.3.2集氣罩分類 由于生產(chǎn)工藝條件和操作方式的不同，可使用的集氣罩有很

40、多種。根據(jù)集氣罩的功能和結(jié)構(gòu)，可分為四種不同類型的集氣罩，即封閉式、半封閉式、外置集氣罩和吹吸式。1、 集氣罩基本上分為三種不同的形式，包括三種基本形式:部分密封罩、整體密封罩和大容量密封罩。 其中部分密封集氣罩可以部分密封設(shè)備的產(chǎn)塵部位，固定產(chǎn)塵部位，使設(shè)備暴露于外部的密封蓋。它的缺點(diǎn)是體積小，所以適用于產(chǎn)塵氣流小，瞬時(shí)升壓不大，粉塵集中連續(xù)的場(chǎng)所。 整體集氣罩，顧名思義，是指產(chǎn)生粉塵的設(shè)備或場(chǎng)所都密閉起來。設(shè)備的控制部分保持在密封蓋的外面。整體集氣罩的特點(diǎn)是氣密蓋本身是一個(gè)獨(dú)立的整體，便于進(jìn)行密閉操作。設(shè)備可以通過蓋板上的內(nèi)置觀察孔進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅如此，還可以在蓋板外對(duì)設(shè)備的傳動(dòng)部分進(jìn)行維修

41、。這種密封方式適用于振動(dòng)設(shè)備或風(fēng)速較大的粉塵產(chǎn)生場(chǎng)所。能將產(chǎn)生粉塵的設(shè)備和場(chǎng)所進(jìn)行全面密閉，是大容量密閉罩。它的最大特點(diǎn)是覆蓋面比較大，不僅能緩沖含塵的氣流，還能降低局部壓力。同樣的，大體積的封閉式蓋子可以通過蓋子上的觀察孔觀察監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，也可以對(duì)蓋子內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行維修。這種密封方式適用于工廠內(nèi)多處產(chǎn)生粉塵的設(shè)備或場(chǎng)所，或成波產(chǎn)生粉塵，粉塵氣流速度非常大的場(chǎng)所。2、半密閉罩：有箱式集氣罩和柜式集氣罩柜式集氣罩又按排風(fēng)形式有下部排風(fēng)柜式罩、上部排風(fēng)柜式罩和上下聯(lián)合排風(fēng)柜式罩。 3、外部集氣罩：外部集氣罩主要分為兩種不同類別的集氣罩，分別是上吸式集氣罩和側(cè)吸式集氣罩。在工廠中，許多時(shí)候有害污

42、染物不能對(duì)其進(jìn)行密閉操作或圍擋起來時(shí)，這時(shí)就可以在廠內(nèi)設(shè)置外部集氣罩，該類集氣罩主要是利用罩口的吸氣作用把距離吸氣口還有一定距離的有害物吸入罩內(nèi)。 4、吹吸罩：吹吸罩需要考慮一個(gè)與其他集氣罩不同的地方。它吸入口的吸氣速度會(huì)迅速減弱，而吹出的氣體的距離較遠(yuǎn)。在集氣罩的另一端設(shè)有一個(gè)噴氣口，用于噴出空氣，另一端則有一個(gè)進(jìn)氣口，用于吸入噴出的氣體以及被吸入槽表面的污染氣體。這種作用結(jié)合在一起的稱為吹吸罩。這種集氣罩之所以能在環(huán)境工程中得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)樗哂袣饬餍?、控制污染結(jié)果較好、防干擾強(qiáng)、不會(huì)影響生產(chǎn)等特點(diǎn)。9.3.3集氣罩選用拋光機(jī)在開料、打磨過程中產(chǎn)生了粉塵，因此選用外部集氣罩；采用雙側(cè)槽

43、邊吸氣罩且為條縫式吸氣口，既不影響操作，又能防止有害物經(jīng)過人的呼吸區(qū)。9.4除塵器設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)為常溫下通風(fēng)除塵，選用脈沖袋式除塵器；其余各工段產(chǎn)生的污染氣體主要含有酸霧或者堿霧，同時(shí)除油工段可能存有易燃蒸氣且濃度較低，為保證安全，選用濕式除塵方式中的填料塔進(jìn)行處理。表11.1除塵器類型及特性除塵器類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)重力除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、阻力小、易維護(hù)體積大、效率低慣性除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、阻力小效率較低旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、耐高溫、造價(jià)低、阻力中等捕集粒徑小于5微米的微粒效率不高袋式除塵器凈化效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、可回收高電阻率粉塵過濾速度低、體積龐大、耗鋼量大、壽命短、壓力損失大、運(yùn)

44、行費(fèi)用高脈沖噴吹袋式除塵器清灰效果好、凈化效率高、處理氣量大、濾袋壽命長、維修工作量小、運(yùn)行安全可靠需要壓縮空氣，若壓縮空氣壓力不夠，則會(huì)大大降低清灰效果靜電除塵器凈化效率高、阻力損失小、允許操作溫度高、可處理腐蝕性氣體、處理范圍大、可自動(dòng)控制設(shè)備復(fù)雜、對(duì)粉塵比電阻有一定要求、受氣體溫度等條件影響較大、投資大電袋復(fù)合除塵器可降低濾袋阻力、降低噴吹壓力、延長濾袋壽命粉塵需兼顧電除塵與袋除塵的操作要求濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓力損失小、操作穩(wěn)定、投資省需處理污泥，有可能造成二次污染1本次設(shè)計(jì)選用袋式除塵器，其特點(diǎn)為：（1）本設(shè)計(jì)采用的設(shè)備受到的外來干擾低，無論修理是還是安裝，即使是更換裝置都較為方便；

45、（2）釋放氣體的壓力低，使用低壓直通閥的結(jié)構(gòu)，使得很多容易受損的部件使用壽命超過一年；（3）濾袋籠骨細(xì)分又可以分為硬骨架和彈簧骨架兩種不同的類型，能滿足于不同用戶之間的各種不同需求；（4）自帶一個(gè)可以隨著使用需求任意打開的開關(guān)，可以在保證密封的前提下，進(jìn)行靈活自如的開啟關(guān)閉，而且使用者能夠在機(jī)外換袋；（5）在沒有集中供氣氣源的條件下，使用的客戶可以自己配制氣源空壓泵對(duì)設(shè)備進(jìn)行所需的供氣，減少了安裝氣源管路的必要。2.本次設(shè)計(jì)選用濕式填料塔（10%12%的NaOH）處理酸霧等污染物，其特點(diǎn)為：（1）氣液接觸時(shí)間、液氣比均可在較大范圍的調(diào)節(jié)；（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓力減?。唬?）生產(chǎn)能力大，分離效率高。

46、9.5通風(fēng)管道設(shè)計(jì)通風(fēng)管道是在一個(gè)工廠的除塵系統(tǒng)中連接著除塵器的關(guān)鍵設(shè)備，適當(dāng)?shù)牟季滞L(fēng)管道不僅可以節(jié)省許多成本和人力物力，還能保證具有良好的除塵效果。一般情況下，管道布置應(yīng)滿足以下條件：1.整個(gè)管道系統(tǒng)的配置和布局要從總體布局來考慮，對(duì)整個(gè)車間的管線通盤進(jìn)行考慮，不僅要進(jìn)行合理的布局，并且還要能夠保證安裝、操作、維修都十分方便，還要盡可能縮短管道布局的長度，節(jié)省一筆投資；2.在有多個(gè)污染源的場(chǎng)合的前提下，可以對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行分散布置多個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)，也可以選擇采用集中布置一個(gè)較為全面的通風(fēng)系統(tǒng)，具體情況要看實(shí)際而定；3.管道布置最重要的是最好布置的管道順直、減少外來阻力；4.管道設(shè)置還要遵循

47、一個(gè)原則，要避免遮擋室內(nèi)采光以及不得妨礙門窗的開合；更不能妨礙工人對(duì)其他設(shè)備的操作和檢修；5.水平管道應(yīng)有一定的坡度，以便于放水、放氣、疏水和防止積塵；6.要放置足夠數(shù)量的法蘭為方便工人進(jìn)行檢修、安裝；以焊接為主要連接方式的管道也要放置足夠數(shù)量的法蘭；其次，還有一種管道是以螺栓連接為主，這種管道要放置足夠數(shù)量的活接頭；最后，穿墻的管段和樓板的管段不能有焊縫；7.管道與閥件不倡導(dǎo)直接安裝在承載設(shè)備上，最好能夠單獨(dú)設(shè)置支架與吊架；8.管道上要安裝必不可少的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置。10車間土建要求10.1車間組成面積（1）車間組成表面處理車間按照不同的工作性質(zhì)和設(shè)備布置分為生產(chǎn)的主要車間部分和輔助的次要車間

48、部分。生產(chǎn)車間部分常見的有電鍍間、開料車間、沉銅車間、水洗間、化學(xué)表面處理車間及后處理車間。輔助車間部分包括供電所、維修車間、輔助材料存放倉庫、化學(xué)藥品存放倉庫、掛具制造車間以及通風(fēng)間、零件存放倉庫等。生活區(qū)部分包括了員工和領(lǐng)導(dǎo)的辦公室、工人們的更衣室和工人們的浴室以及衛(wèi)生間等一系列的生活設(shè)施。（2）面積生產(chǎn)部分面積按表面處理工種及設(shè)備外形尺寸畫出作業(yè)線及工作間的布置圖，根據(jù)平面布置圖計(jì)算出所需面積。輔助部分面積，占20%考慮，詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)表面處理車間有關(guān)輔助設(shè)施，按實(shí)際布置確定各部分的面積。最后，根據(jù)車間平面布置圖統(tǒng)計(jì)出車間生產(chǎn)面積和輔助面積，廠房?jī)?nèi)還應(yīng)考慮辦公室和生活部分面積。車間設(shè)計(jì)見附圖。10.2對(duì)廠房建筑的要求表面車間在生產(chǎn)過程中，會(huì)制造出腐蝕性氣體和水蒸氣。并排出許多含有酸堿及其他腐蝕性介質(zhì)的廢水，而且廢水的溫度也較高，因此對(duì)建筑物的防腐、廠房形式及參數(shù)、裝飾等都有一定的要求14。建筑物的承重結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用抗蝕性較好，堅(jiān)固耐久的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)具體情況，采用適當(dāng)?shù)姆栏胧７胖貌圩雍瓦M(jìn)行電鍍、酸洗等的地面，需耐酸、耐堿、清潔、容易沖洗、不污水、耐沖洗。地面及樓板上的金屬柱、欄桿、支架等底部要固定在高出地面的混凝土上，并對(duì)墊層的外露部分采取防腐包裹措施。地基應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，考慮到建筑的防腐處理。防腐地面應(yīng)有適宜