现代电子装联高密度安装及微焊接技术 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

　　《现代电子装联高密度安装及微焊接技术》理论联系实际，深刻阐述了现电子装联高密度安装的技术原理，由浅入深地介绍了微焊接技术的具体应用。

内容简介

　　现代电子制造技术的发展日新月异，电子产品生产更快、体积更小、价格更廉价的要求推动了电子制造技术的革命。微电子技术的高速发展和进步给人类社会带了更多的好处和福音，但也给现代电子制造技术带来了更多的问题和挑战。不断缩小的封装很快使周边引线方式走到了尽头；不断细微化的微小间距面阵列封装成了从事电子安装者们的梦魔。本书从目前的微小型元器件（0201、01005、EMI、EDS）、细间距芯片及其封装（如FBGA、LGA、CSP、FCOB、QFN）等的高密度安装特性、焊接技术的要求和遇到的瓶颈问题出发，全面地分析了现代电子设备高密度安装和微焊接技术的发展特点和技术内容；通过寻找遇到的瓶颈问题的可能的解决办法，探索了电子制造技术未来的发展趋势。这些都是现在和未来从事电子制造技术研究的工艺工程师、质量工程师、生产管理工程师们所应了解和掌握的。

作者简介

　　樊融融，研究员，中兴通讯股份有限公司工艺技术专家，终生科学家，中兴通讯电子制造职业学院院长，中国印制电路行业协会（CPCA）专家组专家。先后有10项发明获国家专利，荣获国家，部、省级科技进步奨共六次，部，省级优秀发明专利奖三次，享受“国务院政府特殊津贴”。

目录

第1章 高密度安装技术概论 1
1．1 现代电子设备的电气安装 2
1．1．1 电子设备概述 2
1．1．2 电子设备的电气安装 3
1．2 电子设备的高密度安装技术 5
1．2．1 何谓高密度安装技术 5
1．2．2 现代电子设备的安装密度 7
1．2．3 现代电子设备高密度安装技术是一项系统工程技术 10
思考题 12
第2章 高密度安装中的元器件 15
2．1 电子设备用电子元器件 16
2．1．1 电子设备用电子元器件的基本概念 16
2．1．2 元器件的小型轻量化对现代电子设备高密度安装的意义 17
2．2 现代微电子设备用电子元件 19
2．2．1 现代微电子设备用分立元件 19
2．2．2 现代微电子设备用元件的小型化和轻量化的发展历程 22
2．3 现代微电子设备用电子器件 25
2．3．1 现代微电子设备中的电子器件及其对安装环境的适应性 25
2．3．2 高密度安装半导体封装技术 26
2．3．3 高密度安装的半导体器件小型化和轻量化的发展 27
2．4 集成电路（IC） 30
2．4．1 集成电路及其特点 30
2．4．2 集成电路的常用分类方法 30
2．4．3 IC封装及其作用 31
2．5 如何区别集成电路的封装类型 32
2．5．1 周边配列封装 32
2．5．2 表面阵列封装（BGA和CSP等） 35
2．5．3 QFP、BGA、CSP等IC的主要电气特性比较 43
思考题 43
第3章 高密度安装中的IC多芯片组件 45
3．1 SoC、SiP及HIC 46
3．1．1 引言 46
3．1．2 SoC和SiP 46
3．1．3 HIC（混合IC） 49
3．2 MCM多芯片组件 50
3．2．1 MCM概述 50
3．2．2 MCM的分类及特性比较 52
3．2．3 HIC、MCM、SiP的相互关系 53
3．3 模块、裸芯片和KGD 55
3．3．1 模块（组件） 55
3．3．2 裸芯片和KGD 55
3．3．3 光模块 57
3．3．4 微波IC和微波模块 60
3．4 3D安装 62
3．4．1 3D安装技术的发展 62
3．4．2 3D安装工艺 62
思考题 64
第4章 高密度组装中的印制电路板 67
4．1 概述 68
4．1．1 印制线路、印制电路和印制板 68
4．1．2 制造印制电路板的基本工艺方法及其特点 69
4．1．3 印制板的分类 70
4．2 高密度组装用多层印制电路板 70
4．2．1 多层印制板（MLB） 70
4．2．2 MLB互连基板的特点 72
4．2．3 影响高密度安装MLB机械性能、电性能、热性能的因素 73
4．2．4 高密度安装MLB基板布线的基本原则 75
4．3 积层／高密度互连（HDI）印制板 76
4．3．1 积层多层印制电路板（BLB）的高速发展 76
4．3．2 积压多层印制板（BLB）的芯板 77
4．3．3 积层用芯板的主要制造工艺 78
4．3．4 目前采用非电镀方法制造（BLB）主要的工艺方法 79
4．3．5 积层／高密度互连（HDI）印制板 82
4．4 金属芯印制板及挠性印制板 85
4．4．1 金属芯印制板的作用及常用的材料 85
4．4．2 挠性印制板概述 87
4．5 埋入元器件的印制板 89
4．5．1 埋入式印制板概述 89
4．5．2 同时埋置有源及无源元器件的系统集成封装基板 91
4．6 高密度安装无铅印制板及表面可焊性涂覆层的选择 92
4．6．1 无铅焊接对层压板的要求 92
4．6．2 高密度安装高频印制板的可焊性涂层的特性分析 93
思考题 94
第5章 微细元器件在PCBA上的安装 97
5．1 微细元器件概述 98
5．1．1 微细元器件及其发展驱动力 98
5．1．2 微细元器件在电子设备中的应用及其对相关工艺装备的要求 98
5．1．3 微细元器件在高密度安装中的主要缺陷及其成因 99
5．2 0201在PCBA基板上的安装 100
5．2．1 0201片式元件在电子设备中的应用及其对安装工艺的挑战 100
5．2．2 使用0201元件的PCB的安装设计 101
5．2．3 0201在PCBA基板上安装的工艺窗口要求 102
5．2．4 归纳与总结 105
5．3 01005在PCBA基板上的安装 106
5．3．1 超级微细元件01005的发展、应用及安装工艺面临的挑战 106
5．3．2 01005在PCB上安装焊盘图形设计的优化 107
5．3．3 01005在PCB上安装的工艺窗口要求 108
5．3．4 归纳与总结 109
5．4 EMI/ESD器件的安装问题 110
5．4．1 EMI/ESD类器件的基本特性 110
5．4．2 EMI/ESD类器件供应商推荐的无铅再流焊接参数 111
5．4．3 EMI/ESD类器件在安装中常见的焊接缺陷 112
5．4．4 安装中焊接缺陷的形成机理及改进的措施 112
思考题 114
第6章 细间距球阵列封装芯片（FBGA、CSP、LGA、FCOB）在PCBA
基板上的2D安装 117
6．1 细间距球阵列封装芯片 118
6．1．1 细间距球阵列封装（FBGA）芯片 118
6．1．2 芯片尺寸封装（CSP） 119
6．2 细间距球阵列封装芯片安装技术概述 121
6．2．1 细间距球阵列封装芯片安装技术的发展 121
6．2．2 安装阶层（安装层次）的定义 126
6．2．3 表面安装技术已成为现代电子产品高密度安装的主流工艺 127
6．2．4 高密度安装技术的标准化及安装注意事项 128
6．3 细间距球阵列封装芯片在PCBA上的安装 130
6．3．1 焊膏及其应用 130
6．3．2 钢网厚度和孔径设计 131
6．3．3 贴装工艺与控制 133
6．3．4 再流焊接 133
6．3．5 清洗与免清洗 136
6．3．6 安装间隔高度 137
6．3．7 SMT后工序 137
6．4 无引脚框架的超薄外形芯片（LGA/QFN）在PCBA上的安装 138
6．4．1 阵列焊盘封装（LGA） 138
6．4．2 无引脚周边扁平封装（QFN） 142
6．4．3 芯片直接贴装（DCA） 143
思考题 143
第7章 细间距芯片在PCBA上的3D（堆叠）安装 145
7．1 3D安装概述 146
7．1．1 3D安装的定义与发展 146
7．1．2 3D 安装技术的分类及其在电子装备表面安装中的应用 148
7．2 SMT的新拓展――从二维走向三维 151
7．2．1 3D安装技术在SMT中的拓展 151
7．2．2 3D堆叠安装所面临的挑战 153
7．3 3D堆叠（PoP）安装技术 155
7．3．1 概述 155
7．3．2 堆叠工艺 157
7．3．3 PoP的安装形态 158
7．3．4 助焊剂膏和焊膏的应用 159
7．3．5 PoP芯片堆叠安装SMT工序解析 160
思考题 164
第8章 电子整机系统安装中的高密度安装技术 167
8．1 电子整机系统概述 168
8．1．1 系统及系统的特征 168
8．1．2 电子整机系统的结构组成 169
8．2 刚性印制背板的制造 172
8．2．1 背板的作用、要求及分类 172
8．2．2 光印制板的原理和构造 173
8．3 刚性背板的安装 175
8．3．1 普通高速高密印制背板安装中所采用的接合、接续技术 175
8．3．2 光印制板的安装 180
8．4 微电子设备整机系统的安装 182
8．4．1 微电子设备整机系统安装的内容和特点 182
8．4．2 微电子设备安装电路的发展历程 183
8．4．3 安装工艺设计的要求 184
8．4．4 用导线进行机箱（柜）内的电气安装 185
8．4．5 印制板插座架的装配 187
8．4．6 门、设备和机架的装配 187
8．5 微波组件和光模块的安装 188
8．5．1 微波组件的安装 188
8．5．2 光?电复合基板的3D安装 190
思考题 191
第9章 微电子设备高密度安装中的电磁兼容及散热问题 193
9．1 概述 194
9．1．1 现代微电子设备高密度安装中所面临的挑战 194
9．1．2 解决电子设备高密度安装中的电磁兼容和热问题是项系统工程 194
9．1．3 安装工艺过程控制要求越来越精细 194
9．2 微电子设备高密度安装中的电磁兼容性 195
9．2．1 电磁兼容性及在电气安装中的要求 195
9．2．2 微电子设备安装工艺的抗干扰性及其影响因素 195
9．2．3 在高密度电气安装中对电磁兼容性的基本考虑 196
9．2．4 在高密度电气安装中电气互连线的电长度 197
9．2．5 电气安装互连线的寄生耦合 198
9．2．6 用导线进行电气安装的电磁兼容性 199
9．2．7 EMS、EMI和EMC 201
9．3 微电子设备高密度安装中的热工问题 201
9．3．1 概述 201
9．3．2 微电子设备中的热产生源 203
9．3．3 热管理――热量的散失方法 206
9．3．4 热界面材料 208
9．3．5 BGA散热片的黏附方法 209
9．3．6 微电子设备中冷却手段的选择 211
9．3．7 特殊的冷却方式 214
思考题 217
第10章 电子装联高密度安装中的微焊接技术 219
10．1 高密度安装中的微焊接技术 220
10．1．1 高密度安装中的微焊点与微焊接 220
10．1．2 微焊接技术的工艺特征 222
10．2 高密度安装中的微焊接工艺可靠性设计 223
10．2．1 设计依据 223
10．2．2 微焊接工艺可靠性设计的基本概念和内容 223
10．2．3 微焊接工艺可靠性设计的定义和内容 224
10．2．4 微焊接安装工程要求 226
10．3 微焊接技术对传统SMT工艺的挑战 226
10．3．1 焊膏钎料粉粒度的选择和钢网开孔 226
10．3．2 焊膏印刷工艺中从未有过的基本物理问题 228
10．3．3 微细元件及细间距器件对贴装的挑战 230
10．3．4 微细元件及细间距器件对再流焊接的挑战 231
10．4 微焊接对再流炉加热方式和加热机构的要求 236
10．4．1 微焊接用再流焊接炉的基本热量传递方式及效果评估 236
10．4．2 适合微细元件及细间距器件微焊接用的“远红外线+热风”炉 240
10．5 细间距器件在微焊接过程中应关注的问题 242
10．5．1 细间距封装器件在再流焊接过程中焊点的受热问题 242
10．5．2 高密度安装中的共面性 244
10．5．3 建议要关注的工艺问题 247
思考题 249
第11章 微焊接技术中常见的焊点缺陷及其分析 251
11．1 细间距封装器件的安装工艺控制标准 252
11．1．1 细间距封装器件的高密度安装工艺控制 252
11．1．2 微焊接焊点缺陷的特征和分类 253
11．2 微焊接中极易发生的焊点缺陷 255
11．2．1 焊点焊料量不足（少锡） 255
11．2．2 焊点桥连 255
11．2．3 冷焊 256
11．2．4 虚焊 257
11．2．5 偏位 257
11．2．6 元件滑动 258
11．2．7 立碑现象 259
11．2．8 芯吸现象 259
11．2．9 开路 260
11．2．10 不充分／不均衡加热 260
11．2．11 元器件缺陷 261
11．3 微焊点中的空洞 263
11．3．1 概述 263
11．3．2 空洞的产生 264
11．3．3 空洞的分类及影响 264
11．3．4 焊球中空洞的工艺控制标准要求 266
11．4 球窝（PoP） 267
11．4．1 球窝的分类和形位特征 267
11．4．2 PoP再流焊接中球窝缺陷的图像特征 269
11．4．3 PoP再流焊接球窝缺陷形成机理 275
11．4．4 PoP再流焊接球窝缺陷的抑制措施 276
思考题 277
第12章 高密度安装中的微焊接焊点检测技术 279
12．1 微焊点检测技术概述 280
12．1．1 微焊接中的主要缺陷及其特征 280
12．1．2 在微焊接中常用焊点检测方法及其适合性 280
12．2 高密度安装中的X-Ray检测技术 281
12．2．1 X-Ray检测技术的功能和检测原理 281
12．2．2 X-Ray图像捕获 282
12．2．3 实时X-Ray设备的选用 282
12．2．4 断层X-Ray检测技术 285
12．2．5 观察视野 286
12．3 高密度安装中的其他检测技术 287
12．3．1 声频显微扫描检测技术 287
12．3．2 红外热敏成像 289
12．3．3 扫描电镜（SEM）与能谱分析（EDX） 290
12．3．4 BGA间隔测量 292
12．3．5 光学检测 292
12．3．6 破坏性分析 293
12．4 产品生产性验收试验 294
12．4．1 电气测试（ICT和FT） 294
12．4．2 测试覆盖率 295
12．4．3 老化和加速测试 295
思考题 297
第13章 现代电子装联高密度安装技术发展的瓶颈及未来可能的解决途径 299
13．1 现代电子制造高密度安装技术现状 300
13．1．1 高密度安装技术的发展历程 300
13．1．2 先进的元器件加速了高密度安装技术的发展 300
13．1．3 先进板级电路安装工艺技术的发展 301
13．2 现代电子装联高密度安装技术正面临的瓶颈 302
13．2．1 摩尔定律所揭示的发展规律 302
13．2．2 焊膏印刷所面临的挑战 304
13．2．3 贴片和贴片机面临的挑战 305
13．2．4 再流焊接和焊接设备所面临的挑战 306
13．2．5 电子整机与封装走向一体化 306
13．3 电子装联技术未来走向 307
13．3．1 背景 307
13．3．2 下一代微型元器件安装技术――电场贴装 307
13．3．3 电子装联技术未来的走向――自组装技术 308
思考题 309
缩略语 311
跋 317

前言/序言

　　总 序

　　当前，各种技术的日新月异以及这个时代的各种应用和需求迅速地推动着现代电子制造技术的革命。各门学科，比如，物理学、化学、电子学、行为科学、生物学等的深度融合，提供了现代电子制造技术广阔的发展空间，特别是移动互联网技术的不断升级换代、工业4.0技术推动着现代电子技术的高速发展。同时，现代电子制造技术将会在机遇和挑战中不断变革。比如，人们对环保、生态的需求，随着中国人口老龄化不断加剧，操作工人的短缺和生产的自动化，以及企业对生产效率提高的驱动，将会给现代电子制造技术带来深刻变革。不同的时代特征、运行环境和实现条件，使现代电子制造的发展也必须建立在一个崭新的起点上。这就意味着，在这样一个深刻的、深远的转折时期，电子制造业生态和电子生产制造体系的变革，为增强制造业竞争力提供了难得的机遇。

　　对于中国这个全球电子产品的生产大国，电子制造技术无疑是非常重要的。而中兴通讯作为中国最大的通信设备上市公司，30年来，其产品经历了从跟随、领先到超越的发展历程，市场经历了从国内起步扩展到国外的发展历程，目前已成为全球领先的通信产品和服务供应商，可以说是中国电子通信产品高速发展的缩影。在中兴通讯成功的因素中，技术创新是制胜法宝，而电子制造技术也是中兴通讯的核心竞争力。

　　无论是“中国智造”，还是“中国创造”，归根到底都依赖懂技术、肯实干的人才。中兴通讯要不断夯实自身生产制造雄厚的技术优势和特长，以更好地推动和支撑中兴通讯产品创新和技术创新。为此，2013年中兴通讯组建了电子制造职业学院，帮助工程师进修学习新知识和新技术，不断提升工程师的技术能力。为提升学习和培训效果，我们下功夫编写供工程师进修学习的精品教材。为此，公司组织了以樊融融教授为首的教材编写小组，这个小组集中了中兴通讯既有丰富理论又有实践经验的资深的专家队伍，这批专家也可以说是业界级的工程师，这无疑保证了这套教材的水准。

　　《现代电子制造系列丛书》共分三个系列，分别用于高级班、中级班、初级班，高级班教材有4本，中级班教材有6本，初级班教材有2本。本套丛书基本上覆盖了现代电子制造所有方面的理论、知识、实际问题及其答案，体现了教材的系统性、全面性、实用性，不仅在理论和实际操作上有一定的深度，更在新技术、新应用和新趋势方面有许多突破。

　　本套丛书的内容也可以说是中兴通讯的核心技术，现

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