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第1部分 无铅指令3

第1章 印制电路的立法及其影响3

1.1 指令概述3

1.2 废弃电子电气设备指令（WEEE）3

1.3 限制在电子电气产品中使用有害物质的指令（RoHS）3

1.4 RoHS指令对印制电路行业的影响6

1.5 无铅化的前景10

第2部分 PCB的技术驱动因素13

第2章 电子封装和高密度互连13

2.1 引 言13

2.2 互连（HDI）变革的衡量13

2.3 互连的层次结构16

2.4 互连选择的影响因素17

2.5 IC和封装20

2.6 密度评估24

2.7 提高PCB密度的方法27

第3章 半导体封装技术33

3.1 引 言33

3.2 单芯片封装37

3.3 多芯片封装46

3.4 光互连50

3.5 高密度／高性能封装总结52

3.6 路线图信息52

第4章 先进元件封装54

4.1 引 言54

4.2 无铅55

4.3 系统级芯片（SOC）和系统级封装（SOP）56

4.4 多芯片模块（MCM）58

4.5 多芯片封装（MCP）59

4.6 少芯片封装（FCP）60

4.7 芯片级封装（CSP）60

4.8 晶圆级封装（WLP）61

4.9 3D封装62

4.10 使能技术63

4.11 致谢71

第5章 PCB的类型75

5.1 引 言75

5.2 PCB的分类75

5.3 有机与无机基板77

5.4 图形法和分立布线法印制板77

5.5 刚性和挠性印制板78

5.6 图形法制作的印制板79

5.7 模制互连器件（MID）83

5.8 镀覆孔技术84

5.9 总结87

第3部分 材料91

第6章 基材介绍91

6.1 引 言91

6.2 等级与标准91

6.3 基材的性能指标96

6.4 FR-4的种类99

6.5 层压板鉴别101

6.6 粘结片鉴别104

6.7 层压板和粘结片的制造工艺105

第7章 基材的成分111

7.1 引 言111

7.2 环氧树脂体系111

7.3 其他树脂体系115

7.4 添加剂117

7.5 增强材料121

7.6 导体材料127

第8章 基材的性能136

8.1 引 言136

8.2 热性能、物理性能及机械性能136

8.3 电气性能149

第9章 基材的性能问题153

9.1 引言153

9.2 提高线路密度的方法153

9.3 铜箔154

9.4 层压板的配本结构159

9.5 粘结片的选择和厚度161

9.6 尺寸稳定性162

9.7 高密度互连／微孔材料165

9.8 CAF的形成166

9.9 电气性能173

9.10 低Dk/Df无铅兼容材料的电气性能185

第10章 无铅组装对基材的影响187

10.1 引 言187

10.2 RoHS基础知识187

10.3 基材的兼容性问题188

10.4 无铅组装对基材成分的影响190

10.5 关键基材性能191

10.6 对PCB可靠性和材料选择的影响204

10.7 总结207

第11章 无铅组装的基材选型209

11.1 引言209

11.2 PCB制造与组装的相互影响209

11.3 为具体的应用选择合适的基材214

11.4 应用举例220

11.5 无铅组装峰值温度范围的讨论221

11.6 无铅应用及IPC-4101规格表222

11.7 为无铅应用附加的基材选择223

11.8 总结224

第12章 层压板认证和测试225

12.1 引 言225

12.2 行业标准226

12.3 层压板测试方案228

12.4 基础性测试229

12.5 完整的材料测试233

12.6 鉴定测试计划245

12.7 可制造性245

第4部分 工程和设计251

第13章 PCB的物理特性251

13.1 PCB设计类型251

13.2 PCB类型和电子电路封装类型257

13.3 连接元件的方法261

13.4 元件封装类型262

13.5 材料选择265

13.6 制造方法269

13.7 选择封装类型和制造商270

第14章 PCB设计流程273

14.1 设计目标273

14.2 设计流程273

14.3 设计工具278

14.4 选择一套设计工具283

14.5 CAE、CAD和CAM 工具的彼此接口284

14.6 设计流程的输入284

第15章 电子和机械设计参数286

15.1 PCB设计要求286

15.2 电气信号完整性介绍286

15.3 电磁兼容性概述288

15.4 噪声预算289

15.5 信号完整性设计与电磁兼容289

15.6 机械设计要求294

第16章 PCB的电流承载能力303

16.1 引言303

16.2 导体（线路）尺寸图表303

16.3 载流量304

16.4 图表308

16.5 基线图表312

16.6 奇形怪状的几何形状与“瑞士奶酪”效应321

16.7 铜厚322

第17章 PCB的热性能设计324

17.1 引言324

17.2 PCB作为焊接元件的散热器325

17.3 优化PCB热性能325

17.4 热传导到机箱334

17.5 大功率PCB散热器连接的要求336

17.6 PCB的热性能建模337

第18章 信息格式化和交换342

18.1 数据交换简介342

18.2 数据交换过程344

18.3 数据交换格式350

18.4 进化的驱动力363

18.5 致谢363

第19章 设计、制造和组装的规划365

19.1 引 言365

19.2 一般注意事项366

19.3 新产品设计368

19.4 布局权衡规划373

19.5 PCB制造权衡规划379

19.6 组装规划权衡387

第20章 制造信息、文档和CAM工具转换（含PCB制造与组装）391

20.1 引 言391

20.2 制造信息391

20.3 初步设计审查397

20.4 设计导入404

20.5 设计审查和分析409

20.6 CAM 工装工艺410

20.7 额外的流程420

20.8 致谢422

第21章 埋入式元件423

21.1 引 言423

21.2 定义和范例423

21.3 应用和权衡424

2 1.4 埋入式元件应用设计425

21.5 材料428

21.6 提供的材料类型431

第5部分 高密度互连435

第22章 HDI技术介绍435

22.1 引 言435

22.2 定 义435

22.3 HDI的结构439

22.4 设计442

22.5 介质材料与涂敷方法445

22.6 HDI制造工艺458

第23章 先进的高密度互连技术469

23.1 引 言469

23.2 HDI工艺因素的定义469

23.3 HDI制造工艺471

23.4 下一代HDI工艺500

第6部分 制造509

第24章 钻孔工艺509

24.1 引 言509

24.2 材料510

24.3 机器517

24.4 方法521

24.5 孔的质量526

24.6 钻孔后的检验527

24.7 每孔的钻孔成本527

第25章 精确互连钻孔531

25.1 引言531

25.2 高密度钻孔的影响因素531

25.3 激光钻孔与机械钻孔532

25.4 影响高密度钻孔的因素535

25.5 控制深度的钻孔方法539

25.6 高厚径比钻孔540

25.7 多层板的内层检查543

第26章 成像549

26.1 引言549

26.2 感光材料550

26.3 干膜型抗蚀剂552

26.4 液体光致抗蚀剂555

26.5 电泳沉积光致抗蚀剂556

26.6 光致抗蚀剂工艺556

26.7 可制造性设计574

第27章 多层板材料和工艺579

27.1 引 言579

27.2 PCB材料580

27.3 多层结构的类型594

27.4 ML-PCB工艺流程616

27.5 层压工艺632

27.6 层压过程控制及故障处理640

27.7 层压综述644

27.8 ML-PCB总结645

第28章 电路板的镀前准备646

28.1 引 言646

28.2 工艺决策647

28.3 工艺用水648

28.4 多层板PTH预处理650

28.5 化学沉铜654

28.6 致谢657

第29章 电镀658

29.1 引 言658

29.2 电镀的基本原理658

29.3 高厚径比孔和微孔电镀659

29.4 水平电镀661

29.5 电镀铜的一般问题663

29.6 酸性硫酸铜溶液和操作671

29.7 电镀焊料（锡铅）677

29.8 电镀锡679

29.9 电镀镍681

29.10 电镀金684

29.11 铂系金属687

29.12 电镀银688

29.13 实验室的过程控制688

29.14 致谢691

第30章 直接金属化692

30.1 引言692

30.2 直接金属化技术概述692

30.3 钯基系统693

30.4 碳／石墨系统697

30.5 导电聚合物系统698

30.6 其他方法700

30.7 直接金属化技术工艺步骤的比较700

30.8 直接金属化技术的水平工艺设备701

30.9 直接金属化技术的工艺问题702

30.10 直接金属化技术工艺总结702

第31章 PCB制造中的全化学镀铜704

31.1 全化学镀704

31.2 加成工艺及其差异705

31.3 图镀加成705

31.4 板镀加成710

31.5 局部加成711

31.6 化学镀的化学反应712

31.7 全化学镀的问题715

第32章 PCB的表面处理719

32.1 引 言719

32.2 可供选择的表面处理721

32.3 热风焊料整平722

32.4 化学镀镍／浸金（ENIG）724

32.5 有机可焊性保护膜726

32.6 化学沉银729

32.7 化学沉锡730

32.8 其他表面处理732

32.9 组装兼容性734

32.10 可靠性试验方法737

32.11 特定主题737

32.12 失效模式738

32.13 表面处理的性能比较742

第33章 阻焊743

33.1 引言743

33.2 阻焊的发展趋势及挑战744

33.3 阻焊类型745

33.4 阻焊的选择746

33.5 阻焊处理工艺751

33.6 导通孔的保护759

33.7 阻焊的最终性能760

33.8 字符与标记（术语）761

第34章 蚀刻工艺和技术763

34.1 引言763

34.2 总的蚀刻注意事项和工艺764

34.3 抗蚀层去除766

34.4 蚀刻剂768

34.5 其他PCB构成材料781

34.6 其他非铜金属782

34.7 蚀刻线形成的基础783

34.8 设备和技术789

第35章 机械加工和铣外形795

35.1 引 言795

35.2 冲孔（穿孔）795

35.3 覆铜箔层压板的冲裁、剪切及切割798

35.4 铣外形801

35.5 刻痕808

35.6 致谢810

第7部分 裸板测试813

第36章 裸板测试的目标及定义813

36.1 引 言813

36.2 HDI的影响813

36.3 为什么测试？814

36.4 电路板故障817

第37章 裸板测试方法821

37.1 引言821

37.2 非电气测试方法821

37.3 基本电气测试方法822

37.4 专业的电气测试方法829

37.5 数据和夹具的准备833

37.6 组合测试方法840

第38章 裸板测试设备842

38.1 引 言842

38.2 系统的选择842

38.3 通用网格系统844

38.4 飞针／移动探针测试系统859

38.5 验证和修复862

38.6 测试部门的规划和管理863

第39章 HDI裸板的特殊测试方法866

39.1 引 言866

39.2 精细节距倾斜针夹具867

39.3 弯梁夹具868

39.4 飞针868

39.5 耦合板868

39.6 短路平板869

39.7 导电橡胶夹具870

39.8 光学检测870

39.9 非接触式测试方法871

39.10 组合测试方法872

第8部分 组装875

第40章 组装工艺875

40.1 引 言875

40.2 通孔焊接技术877

40.3 表面贴装技术889

40.4 异型元件组装915

40.5 过程控制921

40.6 工艺设备的选择927

40.7 返修和返工930

40.8 敷形涂层、封装和底部填充材料937

40.9 致谢938

第41章 敷形涂层939

41.1 引 言939

41.2 敷形涂层种类942

41.3 产品准备945

41.4 涂敷方法947

41.5 固化、检查和修整950

41.6 返修方法952

41.7 敷形涂层设计953

第9部分 可焊性技术959

第42章 可焊性：来料检验与润湿天平法959

42.1 引 言959

42.2 可焊性960

42.3 可焊性测试——科学方法964

42.4 温度对测试结果的影响969

42.5 润湿天平可焊性测试结果解释970

42.6 锡球测试972

42.7 PCB表面处理和可焊性测试972

42.8 元件的可焊性979

第43章 助焊剂和清洗982

43.1 引 言982

43.2 组装工艺983

43.3 表面处理984

43.4 助焊剂985

43.5 助焊剂形式与焊接工艺987

43.6 松香助焊剂988

43.7 水溶性助焊剂989

43.8 低固助焊剂990

43.9 清洗问题991

43.10 总结993

第10部分 焊接材料和工艺999

第44章 焊接的基本原理999

44.1 引言999

44.2 焊点的组成要素1000

44.3 普通的金属连接方法1000

44.4 焊料概述1001

44.5 焊接基础1002

第45章 焊接材料与冶金学1006

45.1 引 言1006

45.2 焊料1007

45.3 焊料合金与腐蚀1010

45.4 无铅焊料：寻找替代品1010

45.5 无铅元素合金的候选者1011

45.6 电路板表面处理1016

第46章 助焊剂1027

46.1 引 言1027

46.2 助焊剂的活性和属性1029

46.3 助焊剂：理想与现实1030

46.4 助焊剂类型1030

46.5 水洗（水性）助焊剂1031

46.6 免洗助焊剂1033

46.7 其他助焊剂警告1036

46.8 焊接气氛1039

第47章 焊接技术1044

47.1 引 言1044

47.2 群焊技术1044

47.3 回流焊1044

47.4 波峰焊1071

47.5 波峰焊的缺陷1082

47.6 气相回流焊1085

47.7 激光回流焊1086

47.8 工具和对共面性及紧密接触的要求1093

47.9 补充信息1096

47.10 热棒焊接1096

47.11 热气焊接1101

47.12 超声波焊接1102

第48章 焊接返修和返工1105

48.1 引言1105

48.2 热气返修1105

48.3 手工焊接喷泉1110

48.4 自动焊接喷泉1111

48.5 激光1111

48.6 返修注意事项1111

第11部分 非焊接互连1115

第49章 压接互连1115

49.1 引 言1115

49.2 压接技术的崛起1116

49.3 顺应针结构1116

49.4 压接注意事项1118

49.5 压接引脚材料1119

49.6 表面处理及效果1120

49.7 设备1123

49.8 组装工艺1124

49.9 常用压接方式1125

49.10 PCB设计和采购建议1128

49.11 压接工艺建议1128

49.12 检验和测试1130

49.13 焊接和压接引脚1130

第50章 触点阵列互连1132

50.1 引 言1132

50.2 LGA和环境1132

50.3 LGA的系统要素1133

50.4 组装1136

50.5 PCBA的返工1139

50.6 设计指南1139

第12部分 质量1143

第51章 PCB的可接受性和质量1143

51.1 引 言1143

51.2 不同类型PCB的特定质量和可接受性标准1145

51.3 验证可接受性的方法1146

51.4 检验批的形成1147

51.5 检验类别1148

51.6 模拟回流焊后的可接受性和质量1149

51.7 不合格PCB和材料审查委员会的职责1151

51.8 PCB组装的成本1151

51.9 如何开发可接受性标准和质量标准1151

51.10 服务级别1153

51.11 检验标准1154

51.12 加速环境暴露的可靠性检验1173

第52章 PCBA的可接受性1176

52.1 理解客户的需求1176

52.2 PCBA的保护处理1182

52.3 PCBA硬件可接受性的注意事项1185

52.4 元件安装或贴装要求1191

52.5 元件和PCB可焊性要求1200

52.6 焊接相关缺陷1201

52.7 PCBA层压板状况、清洁度和标记要求1207

52.8 PCBA涂层1210

52.9 无焊料绕接（导线绕接）1211

52.10 PCBA的改动1213

第53章 组装检验1216

53.1 引 言1216

53.2 缺陷、故障、过程指标及潜在缺陷的定义1218

53.3 检验的原因1219

53.4 检验时无铅的影响1221

53.5 小型化及更高复杂性1223

53.6 目 检1223

53.7 自动检测1227

53.8 3D自动焊膏检测1229

53.9 回流焊前自动光学检测1231

53.10 回流焊后自动检测1233

53.11 检测系统的实施1238

53.12 检测系统的设计意义1239

第54章 测试设计1241

54.1 引 言1241

54.2 定义1242

54.3 专项可测性设计1242

54.4 可测性的结构化设计1244

54.5 基于标准的测试1246

第55章 PCBA的测试1254

55.1 引言1254

55.2 测试过程1255

55.3 定义1257

55.4 测试方法1260

55.5 在线测试技术1264

55.6 替代传统的电气测试1269

55.7 测试仪比较1272

第13部分 可靠性1275

第56章 导电阳极丝的形成1275

56.1 引 言1275

56.2 了解CAF的形成1275

56.3 电化学迁移和CAF的形成1280

56.4 影响CAF形成的因素1282

56.5 耐CAF材料的测试方法1285

56.6 制造公差的注意事项1285

第57章 PCBA的可靠性1289

57.1 可靠性的基本原理1289

57.2 PCB及其互连的失效机理1291

57.3 设计对可靠性的影响1305

57.4 制造和组装对PCB可靠性的影响1306

57.5 材料选择对可靠性的影响1315

57.6 老化、验收测试和加速可靠性测试1324

57.7 总结1333

第58章 元件到PCB的可靠性：设计变量和无铅的影响1338

58.1 引 言1338

58.2 封装的挑战1339

58.3 影响可靠性的变量1342

第59章 元件到PCB的可靠性：焊点可靠性的评估和无铅焊料的影响1371

59.1 引 言1371

59.2 热机械可靠性1373

59.3 机械可靠性1389

59.4 有限元分析1395

第14部分 环境问题1411

第60章 过程废物最少化和处理1411

60.1 引言1411

60.2 合规性1411

60.3 PCB制造中废物的主要来源和数量1414

60.4 废物最少化1414

60.5 污染预防技术1416

60.6 回收和再利用技术1424

60.7 可以替代的方法1427

60.8 化学处理系统1430

60.9 各种处理方法的优缺点1434

第15部分 挠性电路板1439

第61章 挠性电路板的应用和材料1439

61.1 引 言1439

61.2 挠性电路板的应用1441

61.3 高密度互连挠性电路板1442

61.4 挠性电路板材料1444

61.5 基板材料的特性1445

61.6 导体材料1449

61.7 挠性覆铜板1450

61.8 覆盖层材料1455

61.9 补强材料1460

61.10 黏合材料1460

61.11 限制使用有毒害物质（RoHS）的问题1461

第62章 挠性电路板设计1462

62.1 引言1462

62.2 设计流程1462

62.3 挠性电路板的类型1463

62.4 线路弯曲设计1473

62.5 电气设计1477

62.6 高可靠性设计1477

62.7 电路设计中的环保要求1479

第63章 挠性电路板的制造1480

63.1 引 言1480

63.2 加工高密度互连挠性电路板的特殊问题1480

63.3 基本流程要素1482

63.4 加工精细线路的新工艺1493

63.5 加工覆盖膜的工艺1502

63.6 表面处理1508

63.7 冲切1509

63.8 补强材料的工艺1510

63.9 包装1511

63.10 RTR制造1511

63.11 尺寸控制1513

第64章 挠性电路板终端1517

64.1 引 言1517

64.2 终端应用技术的选择1518

64.3 永久性连接1520

64.4 半永久性连接1528

64.5 非永久性连接1530

64.6 高密度挠性电路板终端1537

第65章 多层挠性电路板和刚挠结合电路板1538

65.1 引 言1538

65.2 多层刚挠结合电路板1538

第66章 挠性电路板的特殊结构1550

66.1 引言1550

66.2 飞线结构1550

66.3 载带自动键合1557

66.4 微凸点阵列1559

66.5 厚膜导体挠性电路板1561

66.6 挠性电缆屏蔽层1562

66.7 功能性挠性电路板1563

第67章 挠性电路板的质量保证1565

67.1 引 言1565

67.2 挠性电路板质量保证的基本概念1565

67.3 自动光学检测设备1566

67.4 尺寸测量1567

67.5 电气性能测试1567

67.6 检验顺序1569

67.7 原材料1570

67.8 挠性电路板功能检测1570

67.9 挠性电路板的质量标准和规范1573