《印制電路與印制電子先進技術(shù)(下冊)》從印制電路與印制電子新技術(shù)、新材料、新工藝、新設備、信號完整性、可制造性、可靠性等方面全面系統(tǒng)地論述了何為教授團隊近十年所取得的研究成果。本書內(nèi)容涵蓋了撓性及剛撓結(jié)合印制電路、高密度互聯(lián)印制電路技術(shù)、特種印制電路技術(shù)、高頻印制電路技術(shù)、圖形轉(zhuǎn)移新技術(shù)、基于系統(tǒng)封裝的集成元器件印制電路技術(shù)、集成電路封裝基板技術(shù)、光電印制電路板技術(shù)、印制電路板的有限元熱學分析、銅電沉積的電化學動力學原理及應用、高均鍍能力電鍍原理及應用、PCB信號完整性影響因素仿真技術(shù)及應用、印制電路板焊接的無鉛化與失效分析、印制電子技術(shù)、低溫共燒陶瓷技術(shù)等先進技術(shù),力求科學性、先進性、系統(tǒng)性和應用性的統(tǒng)一。鑒于印制電路未來發(fā)展趨勢,本書還專門論述了何為團隊近5年在印制電子領(lǐng)域取得的研究成果。本書共16章,分為上下兩冊,著重闡述基本概念和原理的,深入淺出,理論聯(lián)系實際。每章都配有習題,指導讀者深入學習。為了方便教學,還提供了與本書配套的多媒體教學課件。
《印制電路與印制電子先進技術(shù)(下冊)》可作為高等學校印制電路與印制電子專業(yè)的研究生和高年級本科生的教材,可供從事印制電路與印制電子、集成電路及系統(tǒng)封裝的科研、設計、制造及應用等方面的科研及工程技術(shù)人員使用,也可作為具備大學物理、化學、材料、印制電路基本原理、電子電路基礎(chǔ)的研究生及相關(guān)領(lǐng)域的科研人員與工程技術(shù)人學習了解印制電路與印制電路技術(shù)先進技術(shù)的專業(yè)參考書。
電子信息產(chǎn)品向小型化、功能化、集成化和高可靠性方向發(fā)展,就要求作為集成電路(芯片)、電子元件、功能模塊實現(xiàn)電氣互聯(lián)的載體——印制電路板向著高密度化、高頻高速化、3D任意安裝、多功能化和高可靠性方向發(fā)展。印制電路(printed circuit board,PCB)在電子信息產(chǎn)業(yè)鏈中起著承上啟下的作用。中國在2006年就超過日本成為全球第一大PCB制造與應用大國,2015年中國PCB產(chǎn)值達到300億美元,占全球PCB總產(chǎn)值的45%。我國雖然是全球印制電路制造大國,但不是強國。因為我國企業(yè)的印制電路產(chǎn)品多為低技術(shù)含量、低附加值產(chǎn)品,高端印制電路系列高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品依賴進口。而且,國外企業(yè)對我國實行產(chǎn)品壟斷和技術(shù)封鎖,進而制約我國電子產(chǎn)品的升級換代。要實現(xiàn)我國印制電路由大到強的轉(zhuǎn)變,就必須掌握印制電路的先進技術(shù),這對于完善我國的電子信息產(chǎn)業(yè)鏈,提升印制電路企業(yè)整體的國際競爭力具有重要意義。
本書分上下兩冊,共16章。本書全面總結(jié)了何為教授的印制電路研究團隊多年來在印制電路領(lǐng)域所取得的研究成果,尤其是近十年與中國的印制電路骨干企業(yè)進行產(chǎn)學研合作,把所取得的研究成果轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,何為教授團隊在印制電路領(lǐng)域獲得的研究成果獲得了2014年國家科學技術(shù)進步二等獎,產(chǎn)學研合作成果獲得了教育部2008~2010年度中國產(chǎn)學研合作十大優(yōu)秀案例。這些成果都極大地推進了我國印制電路行業(yè)的科學技術(shù)進步,提高了我國印制電路骨干企業(yè)的國際競爭力。
本書是何為教授撰寫的國家“十一五”規(guī)劃教材-《現(xiàn)代印制電路原理與工藝》(第二版)(2009年,,機械工業(yè)出版社)的姊妹篇。《現(xiàn)代印制電路原理與工藝》是我國普通高校的第一部印制電路教材,主要偏重講解基本原理和工藝。本著與《現(xiàn)代印制電路原理與工藝》內(nèi)容不重復的原則,本書論述了近六年全球印制電路領(lǐng)域最新研究成果及何為教授研究團隊近十年在印制電路和印制電子領(lǐng)域的研究成果。研究成果包含何為團隊在國內(nèi)外專業(yè)刊物發(fā)表的300余篇研究論文、60多項發(fā)明專利、1項國家科學技術(shù)進步二等獎、一項省部級1等獎、5項省部級二等獎等。
本書從印制電路與印制電子新技術(shù)、新材料、新工藝、新設備、信號完整性、可制造性、可靠性等方面全面系統(tǒng)地論述了全球印制電路領(lǐng)域最新的研究成果及何為教授團隊近十年所取得的研究成果。本書內(nèi)容涵蓋撓性及剛撓結(jié)合印制電路技術(shù)、高密度互聯(lián)印制電路技術(shù),特種印制電路技術(shù)、高頻印制電路技術(shù)、圖形轉(zhuǎn)移新技術(shù)、基于系統(tǒng)封裝的集成元器件印制電路技術(shù)、集成電路封裝基板技術(shù)、光電印制電路板技術(shù)、印制電路板的有限元熱學分析、銅電沉積的電化學動力學原理及應用、高均鍍能力電鍍原理及應用、PCB信號完整性影響因素仿真技術(shù)及應用、印制電路板焊接的無鉛化與失效分析、印制電子技術(shù)、低溫共燒陶瓷技術(shù)等先進技術(shù),力求科學性、系統(tǒng)性、先進性和應用性的統(tǒng)一。鑒于印制電路未來發(fā)展趨勢,本書還專門論述了何為團隊近5年在印制電子領(lǐng)域取得的最新研究成果,全面體現(xiàn)了作者把科學理論應用于生產(chǎn)實踐的先進技術(shù)和經(jīng)驗,促進了產(chǎn)業(yè)進步,給社會帶來了良好的經(jīng)濟效益。
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何為,男,教授,博士生導師。四川省有突出貢獻的優(yōu)秀專家,廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊帶頭人。1990年9月至1992年9月年國家公派到意大利佛羅倫薩大學化學系做訪問學者,2000年11月至2001年11月年在佛羅倫薩大學化學系做客座教授。現(xiàn)任電子薄膜與集成器件國家重點實驗室珠海分實驗室主任,中國印制電路行業(yè)協(xié)會教育和培訓工作委員會主任及全印制電子分會副會長,電子科技大學微電子與固體電子學院應用化學系主任。
出版教材3部,參與翻譯專著1部。擔任《印制電路原理和工藝》和《試驗設計方法》兩門四川省精品課程主持人。獲四川省教學成果一等獎2項。在國內(nèi)外刊物發(fā)表研究論文350余篇(其中SCI/EI論文100余篇)。申請國家發(fā)明專利60多項(其中30項已獲授權(quán))。
作為第二負責人獲得2014年度國家科技進步二等獎1項,作為負責人獲2011年教育部科技進步一等獎、2008年四川省科技進步二等獎、教育部科技進步二等獎各一項,以第二負責人獲2011年廣東省科技進步二等獎一項、2008年廣東省科技進步二等獎一項。2010年獲得廣東省教育部、科技部及中國科學院授予的“優(yōu)秀企業(yè)科技特派員”稱號。分別于2010年和2015年獲中國印制電路行業(yè)協(xié)會“園丁獎”。產(chǎn)學研合作成果被教育部評為2008~2010年度中國高校產(chǎn)學研合作十大優(yōu)秀案例。2012年獲中國產(chǎn)學研合作創(chuàng)新獎個人獎等。
第9章 印制電路板的熱學及熱應力耦合場分析
9.1 熱傳導理論概述
9.1.1 熱傳導基本定律
9.1.2 熱傳導與熱傳導方程
9.1.3 熱對流與熱輻射
9.2 有限元熱分析
9.2.1 有限元介紹
9.2.2 有限元分析流程
9.3 印制電路板的有限元熱分析
9.3.1 熱仿真對象分析
9.3.2 熱仿真關(guān)鍵步驟
9.3.3 穩(wěn)態(tài)熱力分析實例
9.3.4 瞬態(tài)熱力分析實例
9.3.5 載荷隨時間變化的瞬態(tài)熱力分析實例
9.4 印制電路板的有限元熱應力分析
9.4.1 模型建立
9.4.2 仿真分析與結(jié)果
習題
第10章 銅電沉積的電化學動力學原理及應用
10.1 PCB電鍍銅技術(shù)概述
10.1.1 電鍍銅技術(shù)發(fā)展
10.1.2 PCB電鍍銅鍍液發(fā)展和趨勢
10.1.3 新型酸銅鍍液研發(fā)
10.2 金屬電沉積動力學原理
10.2.1 電化學動力學基礎(chǔ)
10.2.2 銅的電結(jié)晶
10.2.3 均鍍能力與整平原理
10.2.4 PCB電鍍銅的電化學原理
10.3 電鍍銅鍍液各組分性能與作用
10.3.1 酸性電鍍銅概述
10.3.2 抑制劑在電鍍鍍液中的作用
10.3.3 光亮劑在電鍍鍍液中的作用
10.3.4 整平劑在電鍍液中的作用
10.3.5 無機組分在電鍍液中的作用
10.3.6 陽極與鍍液間的相互影響
10.3.7 副產(chǎn)物對電鍍性能的影響
10.4 電鍍銅鍍液電化學分析技術(shù)
10.4.1 CVS分析技術(shù)
10.4.2 其他鍍液添加劑分析技術(shù)
10.5 電鍍銅鍍液使用與維護
10.5.1 鍍液穩(wěn)定性與電鍍均勻性
10.5.2 雜質(zhì)金屬離子在鍍液中的影響
10.5.3 鍍液維護技術(shù)
習題
第11章 高均鍍能力電鍍原理及應用
11.1 高均鍍能力電鍍技術(shù)概述
11.1.1 高均鍍能力電鍍銅工藝發(fā)展概述
11.1.2 均勻電鍍理論
11.1.3 多物理場耦合方法研究PCB電鍍銅
11.2 高厚徑比通孔均勻電鍍銅原理及應用
11.2.1 高厚徑比通孔電鍍銅的技術(shù)特點
11.2.2 高厚徑比通孔均勻電鍍銅模型
11.2.3 高厚徑比通孔均勻高速電鍍原理
11.2.4 高厚徑比通孔鍍層異形現(xiàn)象及理論解析
11.3 HDI微盲孔填充技術(shù)
11.3.1 HDI微盲孔填銅的理論模型
11.3.2 HDI微盲孔填銅異常現(xiàn)象及理論解析
11.3.3 HDI微盲孔填銅的技術(shù)應用
11.4 封裝基板全加成鍍銅技術(shù)
11.4.1 電鍍銅柱工藝
11.4.2 電鍍銅柱理論模型
11.4.3 解決電鍍銅柱整板均勻性、良率等問題的理論支持
11.4.4 電鍍銅柱的理論應用
11.5 撓性多層板互連鍍銅技術(shù)
11.5.1 撓性板通孔填孔電鍍的理論模型
11.5.2 微通孔的電鍍銅填充技術(shù)
11.5.3 撓性板的多層互連技術(shù)
11.6 電鍍銅前處理技術(shù)
11.6.1 前處理對鍍銅質(zhì)量的影響
11.6.2 聚合物導電技術(shù)
11.6.3 預浸加速技術(shù)
11.7 電鍍銅裝備及其在PCB制造中的應用
11.7.1 改進型龍門線
11.7.2 垂直連續(xù)電鍍電鍍線
11.7.3 水平電鍍線
習題
第12章 PCB信號完整性影響因素仿真技術(shù)及應用
12.1 印制電路板與信號完整性的基本原理
12.1.1 信號完整性基礎(chǔ)
12.1.2 傳輸線基本原理
12.1.3 傳輸線的串擾
12.1.4 傳輸線的反射
12.1.5 有損傳輸線理論
12.1.6 差分線的傳輸特性
12.2 印制電路板信號完整性的仿真技術(shù)
12.2.1 信號完整性仿真技術(shù)概述
12.2.2 信號完整性常用仿真分析軟件介紹
12.2.3 IBIS模型與SPICE模型
12.3 傳輸線幾何結(jié)構(gòu)對信號完整性的影響仿真
12.3.1 導線寬度與導線間距對信號完整性的影響
12.3.2 導線表面粗糙度與趨膚效應
12.3.3 返回平面不連續(xù)對信號完整性的影響
12.3.4 彎曲不連續(xù)對信號完整性的影響
12.3.5 過孔效應
12.4 PCB制造過程對信號完整性的影響
12.4.1 PCB設計對信號完整性的影響
12.4.2 PCB材料對信號完整性的影響
12.4.3 PCB制造工藝對信號完整性的影響
習題
第13章 印制電路板焊接的無鉛化與失效分析
13.1 無鉛焊接技術(shù)概述
13.1.1 無鉛化對印制電路板焊料的性能要求
13.1.2 無鉛化對印制電路板基材的性能要求
13.2 印制電路板無鉛焊接技術(shù)
13.2.1 無鉛焊料的組成與類型
13.2.2 無鉛焊料的轉(zhuǎn)移方法
13.2.3 無鉛焊接方法
13.2.4 無鉛焊接界面的金屬間化合物
13.3 印制電路板焊接無鉛化失效分析技術(shù)
13.3.1 外觀檢查
13.3.2 X射線透視檢查
13.3.3 金相切片分析
13.3.4 超聲掃描顯微鏡檢查
13.3.5 紅外熱相分析
13.3.6 紅外光譜分析
13.3.7 掃描電子顯微鏡檢測及元素能譜分析
13.3.8 染色與滲透檢測
13.3.9 焊點力學檢測
13.4 印制電路板焊接的失效案例分析
13.4.1 焊點吹孔失效分析
13.4.2 焊點空洞失效分析
13.4.3 黑焊盤失效分析
13.4.4 錫須生長失效分析
13.4.5 焊接的爆板失效分析
13.4.6 焊點的電遷移失效分析
13.4.7 焊點的機械失效分析
13.4.8 焊點的熱疲勞失效分析
13.4.9 焊點的溫變失效分析
習題
第14章 印制電子技術(shù)——材料篇
14.1 印制電子技術(shù)概述
14.1.1 印制電子的定義及其技術(shù)特點
14.1.2 印制電子技術(shù)的應用及發(fā)展趨勢
14.2 印制電子導電油墨
14.2.1 印制電子對導電油墨的性能要求
14.2.2 印制電子導電納米顆粒合成方法
14.2.3 印制電子導電油墨制作技術(shù)
14.2.4 金屬導電油墨燒結(jié)技術(shù)
14.2.5 無顆粒型導電油墨
14.3 印制電子導電膠
14.3.1 導電膠的主要組成
14.3.2 導電膠的導電機理
14.3.3 影響導電膠導電性能的因素
14.3.4 提高導電膠接觸電阻穩(wěn)定性的方法
14.3.5 導電膠可靠性分析方法
14.4 印制薄膜晶體管材料
14.4.1 薄膜晶體管概述
14.4.2 印制有機半導體材料性能要求
14.4.3 印制P型有機半導體材料
14.4.4 印制N型有機半導體材料
14.4.5 印制雙極型有機半導體材料
14.4.6 印制無機半導體材料
14.4.7 印制薄膜晶體管工藝技術(shù)
14.5 其他印制電子材料
14.5.1 印制傳感材料
14.5.2 印制有機薄膜太陽能電池材料
14.5.3 印制有機電致發(fā)光材料
14.5.4 印制埋嵌電阻材料
14.6 印制電子技術(shù)的發(fā)展前景
習題
第15章 印制電子技術(shù)——工藝篇
15.1 印制電子性能要求
15.2 絲網(wǎng)印刷技術(shù)
15.2.1 絲網(wǎng)印刷工作原理及技術(shù)特點
15.2.2 絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版制作
15.2.3 絲網(wǎng)印刷工藝的控制因素
15.2.4 絲網(wǎng)印刷面臨的技術(shù)難題
15.3 噴墨打印技術(shù)
15.3.1 噴墨打印工作原理及技術(shù)特點
15.3.2 噴墨打印對設備的要求
15.3.3 噴墨打印技術(shù)在印制電子中的應用
15.3.4 噴墨打印技術(shù)面臨的技術(shù)難題
15.4 快速印制技術(shù)
15.4.1 凹版印刷技術(shù)
15.4.2 凸版柔性印刷技術(shù)
15.5 微納印制技術(shù)
15.5.1 微納壓印技術(shù)
15.5.2 氣溶膠噴墨打印技術(shù)
15.5.3 電流體動力學打印技術(shù)
15.6 其他印制技術(shù)
15.6.1 膠印
15.6.2 燙印
15.6.3 激光誘發(fā)前向轉(zhuǎn)移技術(shù)
15.7 印制電子前/后處理技術(shù)
15.7.1 印制電子前處理技術(shù)
15.7.2 印制電子后處理技術(shù)
習題
第16章 低溫共燒陶瓷技術(shù)
16.1 LTCC技術(shù)簡介
16.2 LTCC材料制備
16.2.1 LTCC導電材料的制備
16.2.2 LTCC材料的制備
16.2.3 內(nèi)埋嵌式材料
16.3 LTCC制造技術(shù)
16.3.1 流延
16.3.2 沖孔
16.3.3 填孔
16.3.4 印刷圖形
16.3.5 疊片
16.3.6 層壓
16.3.7 熱切
16.3.8 排膠
16.3.9 燒結(jié)
16.3.10 表面處理和被銀電極
16.4 LTCC內(nèi)埋置無源器件技術(shù)
16.4.1 埋嵌電阻技術(shù)
16.4.2 埋嵌電容技術(shù)
16.4.3 埋嵌電感技術(shù)
16.5 LTCC多層基板的應用
16.5.1 大型高速計算機
16.5.2 汽車電子控制單元(ECU)
16.5.3 高頻部件
16.5.4 光通信用界面模塊及HEMT模塊
16.6 LTCC技術(shù)的發(fā)展趨勢
16.6.1 LTCC材料的發(fā)展趨勢
16.6.2 LTCC工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢
習題
參考文獻
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