現代電子裝聯高密度安裝及微焊接技術

第1章 高密度安裝技術概論\t1
1．1 現代電子設備的電氣安裝\t2
1．1．1 電子設備概述\t2
1．1．2 電子設備的電氣安裝\t3
1．2 電子設備的高密度安裝技術\t5
1．2．1 何謂高密度安裝技術\t5
1．2．2 現代電子設備的安裝密度\t7
1．2．3 現代電子設備高密度安裝技術是一項系統工程技術\t10
思考題\t12
第2章 高密度安裝中的元器件\t15
2．1 電子設備用電子元器件\t16
2．1．1 電子設備用電子元器件的基本概念\t16
2．1．2 元器件的小型輕量化對現代電子設備高密度安裝的意義\t17
2．2 現代微電子設備用電子元件\t19
2．2．1 現代微電子設備用分立元件\t19
2．2．2 現代微電子設備用元件的小型化和輕量化的發(fā)展歷程\t22
2．3 現代微電子設備用電子器件\t25
2．3．1 現代微電子設備中的電子器件及其對安裝環(huán)境的適應性\t25
2．3．2 高密度安裝半導體封裝技術\t26
2．3．3 高密度安裝的半導體器件小型化和輕量化的發(fā)展\t27
2．4 集成電路（IC）\t30
2．4．1 集成電路及其特點\t30
2．4．2 集成電路的常用分類方法\t30
2．4．3 IC封裝及其作用\t31
2．5 如何區(qū)別集成電路的封裝類型\t32
2．5．1 周邊配列封裝\t32
2．5．2 表面陣列封裝（BGA和CSP等）\t35
2．5．3 QFP、BGA、CSP等IC的主要電氣特性比較\t43
思考題\t43
第3章 高密度安裝中的IC多芯片組件\t45
3．1 SoC、SiP及HIC\t46
3．1．1 引言\t46
3．1．2 SoC和SiP\t46
3．1．3 HIC（混合IC）\t49
3．2 MCM多芯片組件\t50
3．2．1 MCM概述\t50
3．2．2 MCM的分類及特性比較\t52
3．2．3 HIC、MCM、SiP的相互關系\t53
3．3 模塊、裸芯片和KGD\t55
3．3．1 模塊（組件）\t55
3．3．2 裸芯片和KGD\t55
3．3．3 光模塊\t57
3．3．4 微波IC和微波模塊\t60
3．4 3D安裝\t62
3．4．1 3D安裝技術的發(fā)展\t62
3．4．2 3D安裝工藝\t62
思考題\t64
第4章 高密度組裝中的印制電路板\t67
4．1 概述\t68
4．1．1 印制線路、印制電路和印制板\t68
4．1．2 制造印制電路板的基本工藝方法及其特點\t69
4．1．3 印制板的分類\t70
4．2 高密度組裝用多層印制電路板\t70
4．2．1 多層印制板（MLB）\t70
4．2．2 MLB互連基板的特點\t72
4．2．3 影響高密度安裝MLB機械性能、電性能、熱性能的因素\t73
4．2．4 高密度安裝MLB基板布線的基本原則\t75
4．3 積層／高密度互連（HDI）印制板\t76
4．3．1 積層多層印制電路板（BLB）的高速發(fā)展\t76
4．3．2 積壓多層印制板（BLB）的芯板\t77
4．3．3 積層用芯板的主要制造工藝\t78
4．3．4 目前采用非電鍍方法制造（BLB）主要的工藝方法\t79
4．3．5 積層／高密度互連（HDI）印制板\t82
4．4 金屬芯印制板及撓性印制板\t85
4．4．1 金屬芯印制板的作用及常用的材料\t85
4．4．2 撓性印制板概述\t87
4．5 埋入元器件的印制板\t89
4．5．1 埋入式印制板概述\t89
4．5．2 同時埋置有源及無源元器件的系統集成封裝基板\t91
4．6 高密度安裝無鉛印制板及表面可焊性涂覆層的選擇\t92
4．6．1 無鉛焊接對層壓板的要求\t92
4．6．2 高密度安裝高頻印制板的可焊性涂層的特性分析\t93
思考題\t94
第5章 微細元器件在PCBA上的安裝\t97
5．1 微細元器件概述\t98
5．1．1 微細元器件及其發(fā)展驅動力\t98
5．1．2 微細元器件在電子設備中的應用及其對相關工藝裝備的要求\t98
5．1．3 微細元器件在高密度安裝中的主要缺陷及其成因\t99
5．2 0201在PCBA基板上的安裝\t100
5．2．1 0201片式元件在電子設備中的應用及其對安裝工藝的挑戰(zhàn)\t100
5．2．2 使用0201元件的PCB的安裝設計\t101
5．2．3 0201在PCBA基板上安裝的工藝窗口要求\t102
5．2．4 歸納與總結\t105
5．3 01005在PCBA基板上的安裝\t106
5．3．1 超級微細元件01005的發(fā)展、應用及安裝工藝面臨的挑戰(zhàn)\t106
5．3．2 01005在PCB上安裝焊盤圖形設計的優(yōu)化\t107
5．3．3 01005在PCB上安裝的工藝窗口要求\t108
5．3．4 歸納與總結\t109
5．4 EMI/ESD器件的安裝問題\t110
5．4．1 EMI/ESD類器件的基本特性\t110
5．4．2 EMI/ESD類器件供應商推薦的無鉛再流焊接參數\t111
5．4．3 EMI/ESD類器件在安裝中常見的焊接缺陷\t112
5．4．4 安裝中焊接缺陷的形成機理及改進的措施\t112
思考題\t114
第6章 細間距球陣列封裝芯片（FBGA、CSP、LGA、FCOB）在PCBA
基板上的2D安裝\t117
6．1 細間距球陣列封裝芯片\t118
6．1．1 細間距球陣列封裝（FBGA）芯片\t118
6．1．2 芯片尺寸封裝（CSP）\t119
6．2 細間距球陣列封裝芯片安裝技術概述\t121
6．2．1 細間距球陣列封裝芯片安裝技術的發(fā)展\t121
6．2．2 安裝階層（安裝層次）的定義\t126
6．2．3 表面安裝技術已成為現代電子產品高密度安裝的主流工藝\t127
6．2．4 高密度安裝技術的標準化及安裝注意事項\t128
6．3 細間距球陣列封裝芯片在PCBA上的安裝\t130
6．3．1 焊膏及其應用\t130
6．3．2 鋼網厚度和孔徑設計\t131
6．3．3 貼裝工藝與控制\t133
6．3．4 再流焊接\t133
6．3．5 清洗與免清洗\t136
6．3．6 安裝間隔高度\t137
6．3．7 SMT后工序\t137
6．4 無引腳框架的超薄外形芯片（LGA/QFN）在PCBA上的安裝\t138
6．4．1 陣列焊盤封裝（LGA）\t138
6．4．2 無引腳周邊扁平封裝（QFN）\t142
6．4．3 芯片直接貼裝（DCA）\t143
思考題\t143
第7章 細間距芯片在PCBA上的3D（堆疊）安裝\t145
7．1 3D安裝概述\t146
7．1．1 3D安裝的定義與發(fā)展\t146
7．1．2 3D 安裝技術的分類及其在電子裝備表面安裝中的應用\t148
7．2 SMT的新拓展――從二維走向三維\t151
7．2．1 3D安裝技術在SMT中的拓展\t151
7．2．2 3D堆疊安裝所面臨的挑戰(zhàn)\t153
7．3 3D堆疊（PoP）安裝技術\t155
7．3．1 概述\t155
7．3．2 堆疊工藝\t157
7．3．3 PoP的安裝形態(tài)\t158
7．3．4 助焊劑膏和焊膏的應用\t159
7．3．5 PoP芯片堆疊安裝SMT工序解析\t160
思考題\t164
第8章 電子整機系統安裝中的高密度安裝技術\t167
8．1 電子整機系統概述\t168
8．1．1 系統及系統的特征\t168
8．1．2 電子整機系統的結構組成\t169
8．2 剛性印制背板的制造\t172
8．2．1 背板的作用、要求及分類\t172
8．2．2 光印制板的原理和構造\t173
8．3 剛性背板的安裝\t175
8．3．1 普通高速高密印制背板安裝中所采用的接合、接續(xù)技術\t175
8．3．2 光印制板的安裝\t180
8．4 微電子設備整機系統的安裝\t182
8．4．1 微電子設備整機系統安裝的內容和特點\t182
8．4．2 微電子設備安裝電路的發(fā)展歷程\t183
8．4．3 安裝工藝設計的要求\t184
8．4．4 用導線進行機箱（柜）內的電氣安裝\t185
8．4．5 印制板插座架的裝配\t187
8．4．6 門、設備和機架的裝配\t187
8．5 微波組件和光模塊的安裝\t188
8．5．1 微波組件的安裝\t188
8．5．2 光?電復合基板的3D安裝\t190
思考題\t191
第9章 微電子設備高密度安裝中的電磁兼容及散熱問題\t193
9．1 概述\t194
9．1．1 現代微電子設備高密度安裝中所面臨的挑戰(zhàn)\t194
9．1．2 解決電子設備高密度安裝中的電磁兼容和熱問題是項系統工程\t194
9．1．3 安裝工藝過程控制要求越來越精細\t194
9．2 微電子設備高密度安裝中的電磁兼容性\t195
9．2．1 電磁兼容性及在電氣安裝中的要求\t195
9．2．2 微電子設備安裝工藝的抗干擾性及其影響因素\t195
9．2．3 在高密度電氣安裝中對電磁兼容性的基本考慮\t196
9．2．4 在高密度電氣安裝中電氣互連線的電長度\t197
9．2．5 電氣安裝互連線的寄生耦合\t198
9．2．6 用導線進行電氣安裝的電磁兼容性\t199
9．2．7 EMS、EMI和EMC\t201
9．3 微電子設備高密度安裝中的熱工問題\t201
9．3．1 概述\t201
9．3．2 微電子設備中的熱產生源\t203
9．3．3 熱管理――熱量的散失方法\t206
9．3．4 熱界面材料\t208
9．3．5 BGA散熱片的黏附方法\t209
9．3．6 微電子設備中冷卻手段的選擇\t211
9．3．7 特殊的冷卻方式\t214
思考題\t217
第10章 電子裝聯高密度安裝中的微焊接技術\t219
10．1 高密度安裝中的微焊接技術\t220
10．1．1 高密度安裝中的微焊點與微焊接\t220
10．1．2 微焊接技術的工藝特征\t222
10．2 高密度安裝中的微焊接工藝可靠性設計\t223
10．2．1 設計依據\t223
10．2．2 微焊接工藝可靠性設計的基本概念和內容\t223
10．2．3 微焊接工藝可靠性設計的定義和內容\t224
10．2．4 微焊接安裝工程要求\t226
10．3 微焊接技術對傳統SMT工藝的挑戰(zhàn)\t226
10．3．1 焊膏釬料粉粒度的選擇和鋼網開孔\t226
10．3．2 焊膏印刷工藝中從未有過的基本物理問題\t228
10．3．3 微細元件及細間距器件對貼裝的挑戰(zhàn)\t230
10．3．4 微細元件及細間距器件對再流焊接的挑戰(zhàn)\t231
10．4 微焊接對再流爐加熱方式和加熱機構的要求\t236
10．4．1 微焊接用再流焊接爐的基本熱量傳遞方式及效果評估\t236
10．4．2 適合微細元件及細間距器件微焊接用的“遠紅外線+熱風”爐\t240
10．5 細間距器件在微焊接過程中應關注的問題\t242
10．5．1 細間距封裝器件在再流焊接過程中焊點的受熱問題\t242
10．5．2 高密度安裝中的共面性\t244
10．5．3 建議要關注的工藝問題\t247
思考題\t249
第11章 微焊接技術中常見的焊點缺陷及其分析\t251
11．1 細間距封裝器件的安裝工藝控制標準\t252
11．1．1 細間距封裝器件的高密度安裝工藝控制\t252
11．1．2 微焊接焊點缺陷的特征和分類\t253
11．2 微焊接中極易發(fā)生的焊點缺陷\t255
11．2．1 焊點焊料量不足（少錫）\t255
11．2．2 焊點橋連\t255
11．2．3 冷焊\t256
11．2．4 虛焊\t257
11．2．5 偏位\t257
11．2．6 元件滑動\t258
11．2．7 立碑現象\t259
11．2．8 芯吸現象\t259
11．2．9 開路\t260
11．2．10 不充分／不均衡加熱\t260
11．2．11 元器件缺陷\t261
11．3 微焊點中的空洞\t263
11．3．1 概述\t263
11．3．2 空洞的產生\t264
11．3．3 空洞的分類及影響\t264
11．3．4 焊球中空洞的工藝控制標準要求\t266
11．4 球窩（PoP）\t267
11．4．1 球窩的分類和形位特征\t267
11．4．2 PoP再流焊接中球窩缺陷的圖像特征\t269
11．4．3 PoP再流焊接球窩缺陷形成機理\t275
11．4．4 PoP再流焊接球窩缺陷的抑制措施\t276
思考題\t277
第12章 高密度安裝中的微焊接焊點檢測技術\t279
12．1 微焊點檢測技術概述\t280
12．1．1 微焊接中的主要缺陷及其特征\t280
12．1．2 在微焊接中常用焊點檢測方法及其適合性\t280
12．2 高密度安裝中的X-Ray檢測技術\t281
12．2．1 X-Ray檢測技術的功能和檢測原理\t281
12．2．2 X-Ray圖像捕獲\t282
12．2．3 實時X-Ray設備的選用\t282
12．2．4 斷層X-Ray檢測技術\t285
12．2．5 觀察視野\t286
12．3 高密度安裝中的其他檢測技術\t287
12．3．1 聲頻顯微掃描檢測技術\t287
12．3．2 紅外熱敏成像\t289
12．3．3 掃描電鏡（SEM）與能譜分析（EDX）\t290
12．3．4 BGA間隔測量\t292
12．3．5 光學檢測\t292
12．3．6 破壞性分析\t293
12．4 產品生產性驗收試驗\t294
12．4．1 電氣測試（ICT和FT）\t294
12．4．2 測試覆蓋率\t295
12．4．3 老化和加速測試\t295
思考題\t297
第13章 現代電子裝聯高密度安裝技術發(fā)展的瓶頸及未來可能的解決途徑\t299
13．1 現代電子制造高密度安裝技術現狀\t300
13．1．1 高密度安裝技術的發(fā)展歷程\t300
13．1．2 先進的元器件加速了高密度安裝技術的發(fā)展\t300
13．1．3 先進板級電路安裝工藝技術的發(fā)展\t301
13．2 現代電子裝聯高密度安裝技術正面臨的瓶頸\t302
13．2．1 摩爾定律所揭示的發(fā)展規(guī)律\t302
13．2．2 焊膏印刷所面臨的挑戰(zhàn)\t304
13．2．3 貼片和貼片機面臨的挑戰(zhàn)\t305
13．2．4 再流焊接和焊接設備所面臨的挑戰(zhàn)\t306
13．2．5 電子整機與封裝走向一體化\t306
13．3 電子裝聯技術未來走向\t307
13．3．1 背景\t307
13．3．2 下一代微型元器件安裝技術――電場貼裝\t307
13．3．3 電子裝聯技術未來的走向――自組裝技術\t308
思考題\t309
縮略語\t311
跋\t317