《印制电路与印制电子先进技术(下册)》从印制电路与印制电子新技术、新材料、新工艺、新设备、信号完整性、可制造性、可靠性等方面全面系统地论述了何为教授团队近十年所取得的研究成果。本书内容涵盖了挠性及刚挠结合印制电路、高密度互联印制电路技术、特种印制电路技术、高频印制电路技术、图形转移新技术、基于系统封装的集成元器件印制电路技术、集成电路封装基板技术、光电印制电路板技术、印制电路板的有限元热学分析、铜电沉积的电化学动力学原理及应用、高均镀能力电镀原理及应用、PCB信号完整性影响因素仿真技术及应用、印制电路板焊接的无铅化与失效分析、印制电子技术、低温共烧陶瓷技术等先进技术,力求科学性、先进性、系统性和应用性的统一。鉴于印制电路未来发展趋势,本书还专门论述了何为团队近5年在印制电子领域取得的研究成果。本书共16章,分为上下两册,着重阐述基本概念和原理的,深入浅出,理论联系实际。每章都配有习题,指导读者深入学习。为了方便教学,还提供了与本书配套的多媒体教学课件。
《印制电路与印制电子先进技术(下册)》可作为高等学校印制电路与印制电子专业的研究生和高年级本科生的教材,可供从事印制电路与印制电子、集成电路及系统封装的科研、设计、制造及应用等方面的科研及工程技术人员使用,也可作为具备大学物理、化学、材料、印制电路基本原理、电子电路基础的研究生及相关领域的科研人员与工程技术人学习了解印制电路与印制电路技术先进技术的专业参考书。
电子信息产品向小型化、功能化、集成化和高可靠性方向发展,就要求作为集成电路(芯片)、电子元件、功能模块实现电气互联的载体——印制电路板向着高密度化、高频高速化、3D任意安装、多功能化和高可靠性方向发展。印制电路(printed circuit board,PCB)在电子信息产业链中起着承上启下的作用。中国在2006年就超过日本成为全球第一大PCB制造与应用大国,2015年中国PCB产值达到300亿美元,占全球PCB总产值的45%。我国虽然是全球印制电路制造大国,但不是强国。因为我国企业的印制电路产品多为低技术含量、低附加值产品,高端印制电路系列高技术含量、高附加值的产品依赖进口。而且,国外企业对我国实行产品垄断和技术封锁,进而制约我国电子产品的升级换代。要实现我国印制电路由大到强的转变,就必须掌握印制电路的先进技术,这对于完善我国的电子信息产业链,提升印制电路企业整体的国际竞争力具有重要意义。
本书分上下两册,共16章。本书全面总结了何为教授的印制电路研究团队多年来在印制电路领域所取得的研究成果,尤其是近十年与中国的印制电路骨干企业进行产学研合作,把所取得的研究成果转化成生产力并实现产业化,何为教授团队在印制电路领域获得的研究成果获得了2014年国家科学技术进步二等奖,产学研合作成果获得了教育部2008~2010年度中国产学研合作十大优秀案例。这些成果都极大地推进了我国印制电路行业的科学技术进步,提高了我国印制电路骨干企业的国际竞争力。
本书是何为教授撰写的国家“十一五”规划教材-《现代印制电路原理与工艺》(第二版)(2009年,,机械工业出版社)的姊妹篇。《现代印制电路原理与工艺》是我国普通高校的第一部印制电路教材,主要偏重讲解基本原理和工艺。本着与《现代印制电路原理与工艺》内容不重复的原则,本书论述了近六年全球印制电路领域最新研究成果及何为教授研究团队近十年在印制电路和印制电子领域的研究成果。研究成果包含何为团队在国内外专业刊物发表的300余篇研究论文、60多项发明专利、1项国家科学技术进步二等奖、一项省部级1等奖、5项省部级二等奖等。
本书从印制电路与印制电子新技术、新材料、新工艺、新设备、信号完整性、可制造性、可靠性等方面全面系统地论述了全球印制电路领域最新的研究成果及何为教授团队近十年所取得的研究成果。本书内容涵盖挠性及刚挠结合印制电路技术、高密度互联印制电路技术,特种印制电路技术、高频印制电路技术、图形转移新技术、基于系统封装的集成元器件印制电路技术、集成电路封装基板技术、光电印制电路板技术、印制电路板的有限元热学分析、铜电沉积的电化学动力学原理及应用、高均镀能力电镀原理及应用、PCB信号完整性影响因素仿真技术及应用、印制电路板焊接的无铅化与失效分析、印制电子技术、低温共烧陶瓷技术等先进技术,力求科学性、系统性、先进性和应用性的统一。鉴于印制电路未来发展趋势,本书还专门论述了何为团队近5年在印制电子领域取得的最新研究成果,全面体现了作者把科学理论应用于生产实践的先进技术和经验,促进了产业进步,给社会带来了良好的经济效益。
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何为,男,教授,博士生导师。四川省有突出贡献的优秀专家,广东省创新创业团队带头人。1990年9月至1992年9月年国家公派到意大利佛罗伦萨大学化学系做访问学者,2000年11月至2001年11月年在佛罗伦萨大学化学系做客座教授。现任电子薄膜与集成器件国家重点实验室珠海分实验室主任,中国印制电路行业协会教育和培训工作委员会主任及全印制电子分会副会长,电子科技大学微电子与固体电子学院应用化学系主任。
出版教材3部,参与翻译专著1部。担任《印制电路原理和工艺》和《试验设计方法》两门四川省精品课程主持人。获四川省教学成果一等奖2项。在国内外刊物发表研究论文350余篇(其中SCI/EI论文100余篇)。申请国家发明专利60多项(其中30项已获授权)。
作为第二负责人获得2014年度国家科技进步二等奖1项,作为负责人获2011年教育部科技进步一等奖、2008年四川省科技进步二等奖、教育部科技进步二等奖各一项,以第二负责人获2011年广东省科技进步二等奖一项、2008年广东省科技进步二等奖一项。2010年获得广东省教育部、科技部及中国科学院授予的“优秀企业科技特派员”称号。分别于2010年和2015年获中国印制电路行业协会“园丁奖”。产学研合作成果被教育部评为2008~2010年度中国高校产学研合作十大优秀案例。2012年获中国产学研合作创新奖个人奖等。
第9章 印制电路板的热学及热应力耦合场分析
9.1 热传导理论概述
9.1.1 热传导基本定律
9.1.2 热传导与热传导方程
9.1.3 热对流与热辐射
9.2 有限元热分析
9.2.1 有限元介绍
9.2.2 有限元分析流程
9.3 印制电路板的有限元热分析
9.3.1 热仿真对象分析
9.3.2 热仿真关键步骤
9.3.3 稳态热力分析实例
9.3.4 瞬态热力分析实例
9.3.5 载荷随时间变化的瞬态热力分析实例
9.4 印制电路板的有限元热应力分析
9.4.1 模型建立
9.4.2 仿真分析与结果
习题
第10章 铜电沉积的电化学动力学原理及应用
10.1 PCB电镀铜技术概述
10.1.1 电镀铜技术发展
10.1.2 PCB电镀铜镀液发展和趋势
10.1.3 新型酸铜镀液研发
10.2 金属电沉积动力学原理
10.2.1 电化学动力学基础
10.2.2 铜的电结晶
10.2.3 均镀能力与整平原理
10.2.4 PCB电镀铜的电化学原理
10.3 电镀铜镀液各组分性能与作用
10.3.1 酸性电镀铜概述
10.3.2 抑制剂在电镀镀液中的作用
10.3.3 光亮剂在电镀镀液中的作用
10.3.4 整平剂在电镀液中的作用
10.3.5 无机组分在电镀液中的作用
10.3.6 阳极与镀液间的相互影响
10.3.7 副产物对电镀性能的影响
10.4 电镀铜镀液电化学分析技术
10.4.1 CVS分析技术
10.4.2 其他镀液添加剂分析技术
10.5 电镀铜镀液使用与维护
10.5.1 镀液稳定性与电镀均匀性
10.5.2 杂质金属离子在镀液中的影响
10.5.3 镀液维护技术
习题
第11章 高均镀能力电镀原理及应用
11.1 高均镀能力电镀技术概述
11.1.1 高均镀能力电镀铜工艺发展概述
11.1.2 均匀电镀理论
11.1.3 多物理场耦合方法研究PCB电镀铜
11.2 高厚径比通孔均匀电镀铜原理及应用
11.2.1 高厚径比通孔电镀铜的技术特点
11.2.2 高厚径比通孔均匀电镀铜模型
11.2.3 高厚径比通孔均匀高速电镀原理
11.2.4 高厚径比通孔镀层异形现象及理论解析
11.3 HDI微盲孔填充技术
11.3.1 HDI微盲孔填铜的理论模型
11.3.2 HDI微盲孔填铜异常现象及理论解析
11.3.3 HDI微盲孔填铜的技术应用
11.4 封装基板全加成镀铜技术
11.4.1 电镀铜柱工艺
11.4.2 电镀铜柱理论模型
11.4.3 解决电镀铜柱整板均匀性、良率等问题的理论支持
11.4.4 电镀铜柱的理论应用
11.5 挠性多层板互连镀铜技术
11.5.1 挠性板通孔填孔电镀的理论模型
11.5.2 微通孔的电镀铜填充技术
11.5.3 挠性板的多层互连技术
11.6 电镀铜前处理技术
11.6.1 前处理对镀铜质量的影响
11.6.2 聚合物导电技术
11.6.3 预浸加速技术
11.7 电镀铜装备及其在PCB制造中的应用
11.7.1 改进型龙门线
11.7.2 垂直连续电镀电镀线
11.7.3 水平电镀线
习题
第12章 PCB信号完整性影响因素仿真技术及应用
12.1 印制电路板与信号完整性的基本原理
12.1.1 信号完整性基础
12.1.2 传输线基本原理
12.1.3 传输线的串扰
12.1.4 传输线的反射
12.1.5 有损传输线理论
12.1.6 差分线的传输特性
12.2 印制电路板信号完整性的仿真技术
12.2.1 信号完整性仿真技术概述
12.2.2 信号完整性常用仿真分析软件介绍
12.2.3 IBIS模型与SPICE模型
12.3 传输线几何结构对信号完整性的影响仿真
12.3.1 导线宽度与导线间距对信号完整性的影响
12.3.2 导线表面粗糙度与趋肤效应
12.3.3 返回平面不连续对信号完整性的影响
12.3.4 弯曲不连续对信号完整性的影响
12.3.5 过孔效应
12.4 PCB制造过程对信号完整性的影响
12.4.1 PCB设计对信号完整性的影响
12.4.2 PCB材料对信号完整性的影响
12.4.3 PCB制造工艺对信号完整性的影响
习题
第13章 印制电路板焊接的无铅化与失效分析
13.1 无铅焊接技术概述
13.1.1 无铅化对印制电路板焊料的性能要求
13.1.2 无铅化对印制电路板基材的性能要求
13.2 印制电路板无铅焊接技术
13.2.1 无铅焊料的组成与类型
13.2.2 无铅焊料的转移方法
13.2.3 无铅焊接方法
13.2.4 无铅焊接界面的金属间化合物
13.3 印制电路板焊接无铅化失效分析技术
13.3.1 外观检查
13.3.2 X射线透视检查
13.3.3 金相切片分析
13.3.4 超声扫描显微镜检查
13.3.5 红外热相分析
13.3.6 红外光谱分析
13.3.7 扫描电子显微镜检测及元素能谱分析
13.3.8 染色与渗透检测
13.3.9 焊点力学检测
13.4 印制电路板焊接的失效案例分析
13.4.1 焊点吹孔失效分析
13.4.2 焊点空洞失效分析
13.4.3 黑焊盘失效分析
13.4.4 锡须生长失效分析
13.4.5 焊接的爆板失效分析
13.4.6 焊点的电迁移失效分析
13.4.7 焊点的机械失效分析
13.4.8 焊点的热疲劳失效分析
13.4.9 焊点的温变失效分析
习题
第14章 印制电子技术——材料篇
14.1 印制电子技术概述
14.1.1 印制电子的定义及其技术特点
14.1.2 印制电子技术的应用及发展趋势
14.2 印制电子导电油墨
14.2.1 印制电子对导电油墨的性能要求
14.2.2 印制电子导电纳米颗粒合成方法
14.2.3 印制电子导电油墨制作技术
14.2.4 金属导电油墨烧结技术
14.2.5 无颗粒型导电油墨
14.3 印制电子导电胶
14.3.1 导电胶的主要组成
14.3.2 导电胶的导电机理
14.3.3 影响导电胶导电性能的因素
14.3.4 提高导电胶接触电阻稳定性的方法
14.3.5 导电胶可靠性分析方法
14.4 印制薄膜晶体管材料
14.4.1 薄膜晶体管概述
14.4.2 印制有机半导体材料性能要求
14.4.3 印制P型有机半导体材料
14.4.4 印制N型有机半导体材料
14.4.5 印制双极型有机半导体材料
14.4.6 印制无机半导体材料
14.4.7 印制薄膜晶体管工艺技术
14.5 其他印制电子材料
14.5.1 印制传感材料
14.5.2 印制有机薄膜太阳能电池材料
14.5.3 印制有机电致发光材料
14.5.4 印制埋嵌电阻材料
14.6 印制电子技术的发展前景
习题
第15章 印制电子技术——工艺篇
15.1 印制电子性能要求
15.2 丝网印刷技术
15.2.1 丝网印刷工作原理及技术特点
15.2.2 丝网印刷网版制作
15.2.3 丝网印刷工艺的控制因素
15.2.4 丝网印刷面临的技术难题
15.3 喷墨打印技术
15.3.1 喷墨打印工作原理及技术特点
15.3.2 喷墨打印对设备的要求
15.3.3 喷墨打印技术在印制电子中的应用
15.3.4 喷墨打印技术面临的技术难题
15.4 快速印制技术
15.4.1 凹版印刷技术
15.4.2 凸版柔性印刷技术
15.5 微纳印制技术
15.5.1 微纳压印技术
15.5.2 气溶胶喷墨打印技术
15.5.3 电流体动力学打印技术
15.6 其他印制技术
15.6.1 胶印
15.6.2 烫印
15.6.3 激光诱发前向转移技术
15.7 印制电子前/后处理技术
15.7.1 印制电子前处理技术
15.7.2 印制电子后处理技术
习题
第16章 低温共烧陶瓷技术
16.1 LTCC技术简介
16.2 LTCC材料制备
16.2.1 LTCC导电材料的制备
16.2.2 LTCC材料的制备
16.2.3 内埋嵌式材料
16.3 LTCC制造技术
16.3.1 流延
16.3.2 冲孔
16.3.3 填孔
16.3.4 印刷图形
16.3.5 叠片
16.3.6 层压
16.3.7 热切
16.3.8 排胶
16.3.9 烧结
16.3.10 表面处理和被银电极
16.4 LTCC内埋置无源器件技术
16.4.1 埋嵌电阻技术
16.4.2 埋嵌电容技术
16.4.3 埋嵌电感技术
16.5 LTCC多层基板的应用
16.5.1 大型高速计算机
16.5.2 汽车电子控制单元(ECU)
16.5.3 高频部件
16.5.4 光通信用界面模块及HEMT模块
16.6 LTCC技术的发展趋势
16.6.1 LTCC材料的发展趋势
16.6.2 LTCC工艺技术的发展趋势
习题
参考文献
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