印制电路手册 第6版PDF电子书下载

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