电子组装技术与材料 郭福 9787030314857 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭福 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030314857

商品编码：29296628504

包装：平装

出版时间：2011-08-01

基本信息

书名：电子组装技术与材料

定价：82.00元

作者：郭福

出版社：科学出版社

出版日期：2011-08-01

ISBN：9787030314857

字数：564000

页码：362

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.740kg

编辑推荐

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郭福等编译的《电子组装技术与材料》的主要内容包括：电子产品制造概述，硅晶片的制造，集成电路的制造，芯片的制造，表面组装技术，电子封装用金属材料、高分子材料、陶瓷材料，印制电路板，电子封装材料的分析，印刷与贴片技术，焊接原理与工艺技术，检测及返修技术，电子组装的可制造性设计，电子组装中可靠性设计及分析。作为学生双语教学的教材，特别是阅读材料，使教学既有重点内容的体现，又有深度、广度的扩展。同时，本书也可作为电子组装工程领域专业技术人员的参考资料。

内容提要

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郭福等编译的《电子组装技术与材料》选取了国外知名原版教材中与电子封装及组装技术和材料相关的英文章节，并配以中文译文编写而成。主要内容包括：电子产品制造简介，硅晶片的制造，集成电路组装技术，芯片制造，表面组装技术，电子封装用金属材料、高分子材料、陶瓷材料，印制电路板，材料性能表征与测试，焊膏印刷及元器件贴装，钎焊原理与工艺，检验与返修，电子封装的可制造性设计，可靠性设计与分析。
《电子组装技术与材料》可作为学生双语教学的教材，特别是阅读材料，使教学既有重点内容的体现，又有深度、广度的扩展。同时，也可作为电子组装工程领域专业技术人员的参考资料。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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电子组装技术与材料 绪论 电子产品的飞速发展，不仅体现在其功能日新月异，更在于其日益精密的结构和高效的制造工艺。在这些背后，电子组装技术扮演着至关重要的角色。它如同连接电子元器件的桥梁，将复杂的电子系统从零散的元件集结成功能齐全的成品，直接影响着产品的性能、可靠性、小型化以及生产成本。而支撑这一切的，则是不断革新和优化的电子组装材料。材料的特性决定了组装工艺的可行性、产品的耐久度以及对环境的适应性。 本书旨在深入探讨电子组装技术的核心要义，并全面梳理当前电子组装领域所使用的关键材料。我们并非仅仅罗列技术和材料的名称，而是力求从原理、实践、发展趋势等多个维度进行剖析，为读者构建一个系统、深入的认知框架。无论是初涉此领域的学生，还是希望深化理解的工程师，抑或是对电子制造产业充满兴趣的研究者，都能从中获得有益的启发和宝贵的知识。 第一章 电子组装技术概述 电子组装技术是一个涵盖广泛的领域，它涉及到从元器件的焊接、连接，到PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的设计与制造，再到整个电子整机和系统的集成。本章将首先勾勒出电子组装技术的整体轮廓，明确其在整个电子产品生命周期中的定位。 1.1 电子组装技术的重要性与发展历程 回顾电子产品的发展史，便是组装技术不断突破的过程。从早期笨重的真空管收音机，到如今轻薄便携的智能手机，每一次飞跃都离不开组装技术的进步。微型化、集成化、高性能化是电子组装技术发展的三大主旋律。从通孔焊接（Through-hole Technology, THT）到表面贴装技术（Surface Mount Technology, SMT），再到如今更加精密的倒装芯片（Flip Chip）和晶圆级封装（Wafer Level Packaging, WLP），组装工艺的每一次革新都极大地提高了电子产品的集成度和性能。 1.2 电子组装的主要工艺流程 典型的电子产品组装过程并非单一环节，而是一个多步骤、精细化的流程。我们将详细介绍其关键环节： PCB的制造与表面处理： PCB是电子组装的基石，其设计和制造精度直接影响组装效果。本节将探讨PCB的基材选择、层数设计、导线布设以及必要的表面处理工艺，如沉金、OSP（Organic Solderability Preservatives）等，以确保焊盘的良好可焊性。 元器件的贴装与焊接： SMT是现代电子组装的主流技术。我们将深入解析SMT的贴装流程，包括焊膏印刷、元器件拾取与放置（Pick-and-Place）、回流焊（Reflow Soldering）等关键步骤。对于一些特殊元器件或高密度组装，还会涉及到的选择性波峰焊、手工焊接等辅助工艺。 封装技术与互连： 电子元器件的封装不仅仅是为了保护芯片，更是为了实现芯片与外部电路的电气连接。本节将介绍不同类型的封装，如DIP、SOP、QFP、BGA（Ball Grid Array）等，并重点讲解BGA等先进封装的组装工艺，以及相应的焊球（solder ball）形成、回流焊条件控制等。 三维组装与异构集成： 随着电子产品对性能和体积要求的不断提高，传统的二维组装已难以满足需求。三维组装技术，如堆叠芯片（3D Stacking）和系统级封装（System-in-Package, SiP），正在兴起。本节将介绍这些先进的组装模式及其挑战。 清洗与返修： 组装后的电子产品需要进行清洗，以去除焊剂残留和其它污染物，确保产品的可靠性。同时，对于组装过程中出现的缺陷，高效的返修技术也是不可或缺的。 1.3 电子组装的技术挑战与发展趋势 电子组装技术面临着日益严峻的挑战，例如元器件的微型化带来的手工操作困难，高密度互连带来的信号完整性问题，以及环境友好性要求对焊接材料的升级。因此，未来的发展趋势将集中在： 更高精度和更小间距的组装： 应对更小的元器件和更密集的引脚。 先进封装技术的普及： 如扇出型晶圆级封装（Fan-out WLP）、多芯片模组（MCM）等。 智能制造和自动化： 引入AI和大数据技术优化组装过程。 绿色和环保组装： 减少有毒有害物质的使用，开发可回收材料。 高可靠性和长寿命设计： 满足极端环境下的应用需求。 第二章 电子组装关键材料 材料是电子组装的血肉。没有合适的材料，再先进的组装技术也无法实现。本章将聚焦于电子组装过程中所使用的主要材料，深入探讨其性能、选择依据及应用。 2.1 焊接材料 焊接是电子组装中最核心的连接方式之一。 焊料合金： 传统的焊料主要以Sn-Pb（锡铅）合金为主，但由于环保法规的限制，无铅焊料（Lead-free solder）已成为主流。我们将详细介绍各种无铅焊料合金的成分、熔点、力学性能、润湿性和抗氧化性，如Sn-Ag-Cu（锡银铜）、Sn-Cu（锡铜）等。分析不同合金在不同温度和环境下的适用性。 焊剂： 焊剂在焊接过程中起到清除氧化物、降低表面张力、促进焊料铺展的重要作用。我们将介绍不同类型的焊剂，如活性、非活性、水溶性、免清洗型等，并分析其化学成分（如松香、有机酸、活化剂）和作用机理。特别会强调不同应用场景下焊剂的选择原则，以及焊剂残留对产品可靠性的影响。 焊膏： 焊膏是膏状的焊料，由焊料粉末、助焊剂和溶剂组成，是SMT贴装过程中用于焊盘预涂的关键材料。我们将解析焊膏的配方组成、粘度、印刷性能、脱模性、回流焊特性以及其在不同温度曲线下的行为。 助焊剂残留物与清洗： 焊剂在焊接后会留下残留物，这些残留物可能影响产品的电性能和可靠性。因此，清洗工艺至关重要。本节将探讨不同的清洗方法（如水基清洗、溶剂清洗、等离子清洗）及其对焊剂残留物的去除效果，以及清洗后残留物的检测方法。 2.2 PCB基材与覆铜板 PCB的基材性能直接决定了电路板的电性能、热性能、机械强度和可靠性。 酚醛纸基层压板（FR-4）： 目前最广泛应用的PCB基材，具有良好的绝缘性、阻燃性和力学性能，成本适中。我们将分析其成分（环氧树脂、玻璃纤维、填料）及其对PCB性能的影响。 环氧玻璃布基材： 适用于要求更高强度和耐热性的场合。 陶瓷基板： 在高频、高温应用中具有优势，如氧化铝、氮化铝基板。 金属基覆铜板（MCPCB）： 具有优良的导热性能，常用于LED照明和电源模块。 柔性电路板（FPC）基材： 如聚酰亚胺（PI）薄膜，用于可折叠设备和需要弯曲的应用。 2.3 封装材料 电子元器件的封装是其核心保护和连接结构。 塑封材料： 主要为环氧树脂模塑料（Epoxy Molding Compound, EMC），具有优良的绝缘性、耐湿性、耐热性和机械强度，用于保护集成电路和分立器件。我们将讨论EMC的成分、固化机理、以及其对封装性能的影响。 引线框架（Leadframe）： 通常由铜合金或铁镍合金制成，用于承载芯片并提供与外部电路的连接通路。 键合线（Bonding Wire）： 用于芯片内部与引线框架的电连接，常用金线（Au）、铜线（Cu）或铝线（Al）。 填充材料与粘合剂： 如导热硅脂、底部填充胶（Underfill），用于提高散热性能、增强芯片与基板的机械连接强度，以及防止焊点疲劳。 2.4 导电与绝缘材料 除了焊料，还有其他形式的导电和绝缘材料在电子组装中发挥作用。 导电胶（Electrically Conductive Adhesive, ECA）： 一种替代焊料的新型连接材料，由导电粒子（如银、铜、镍）分散在树脂基体中形成。ECA具有常温固化、低应力、易于处理等优点。 导热材料： 包括导热硅脂、导热凝胶、导热垫片等，用于将芯片产生的热量传递到散热器，提高电子设备的散热效率。 绝缘涂层与灌封材料： 如三防漆（Conformal Coating）、灌封胶，用于保护PCB和电子组件免受潮湿、灰尘、化学腐蚀和机械振动的影响。 2.5 其他辅助材料 清洗剂： 用于去除焊接后的助剂残留和污染物。 保护涂层： 如防潮涂层、防静电涂层。 热界面材料（TIM）： 广泛应用于需要高效散热的电子产品中。 第三章 电子组装的关键技术挑战与解决方案 在瞬息万变的电子产业中，电子组装技术始终面临着新的挑战，而材料的创新和工艺的优化是应对这些挑战的关键。 3.1 微型化与高密度组装的挑战 随着电子产品的不断小型化，元器件的尺寸越来越小，引脚间距也越来越窄。这给传统的焊接和贴装带来了巨大的挑战。 微小焊点的形成与可靠性： 当焊点尺寸缩小到微米级别时，其表面张力、熔化行为以及应力分布都会发生显著变化。焊料合金成分的选择、焊剂的活性度以及回流焊的温度曲线控制变得尤为关键。例如，针对微间距BGA，需要选择具有更好润湿性和细小晶粒结构的焊料合金，并精确控制回流焊的升温速率和峰值温度，以避免焊球坍塌或桥接。 精细间距的印刷与贴装： 极小的间距对焊膏印刷的精度和均匀性提出了极高的要求。高精度模板（Stencil）的设计和制造，以及先进的印刷设备成为必需。同时，微型元器件的拾取和放置也需要高精度的贴装设备和视觉识别系统。 信号完整性问题： 在高密度互连电路中，信号传输过程中可能会出现串扰、反射、衰减等问题，影响信号的质量。PCB基材的介电常数、损耗特性，以及布线的设计都对信号完整性产生重要影响。 3.2 高温与高功率电子器件的组装 随着电子器件工作功率的不断提升，散热成为一个严峻的挑战。同时，一些应用场景（如汽车电子、航空航天）要求电子组件能够在高温环境下稳定工作。 高效的导热材料与散热设计： 传统的导热材料可能不足以满足高功率器件的需求。新型的导热材料，如更高导热率的陶瓷基板、石墨烯复合材料等，以及先进的散热结构设计（如散热片、热管、风扇）成为必不可少。 耐高温焊料与封装材料： 传统的无铅焊料在高温下可能出现蠕变或强度下降的问题。需要开发和使用具有更高熔点、更好高温力学性能的焊料合金，如Sn-Ag-Cu合金的优化配方，甚至探索具有更高熔点的焊料体系。同时，封装材料也需要具备优异的高温稳定性和热膨胀系数匹配性，以减少热应力。 热应力管理： 元器件与PCB之间的热膨胀系数差异会导致热应力，尤其是在温度变化剧烈的情况下。底部填充胶、柔性连接器等技术可以有效地缓解热应力，提高产品的可靠性。 3.3 异构集成与三维组装的复杂性 异构集成（Heterogeneous Integration）是指将不同类型、不同功能、甚至不同工艺制造的器件集成到同一个封装中。三维组装则将这些器件在垂直方向上堆叠。 互连技术的突破： 随着堆叠层数的增加，传统的引线键合或BGA连接可能面临路径过长、信号损耗增大等问题。硅通孔（Through-Silicon Via, TSV）技术是实现三维组装的关键，它允许在硅片内部形成垂直的导电通道。 热管理与功耗均衡： 三维堆叠的器件密度极高，热量集中，散热成为一个巨大挑战。需要精细的热设计和多层散热结构。同时，不同器件之间的功耗分配和管理也需要更智能的策略。 良率控制与可靠性评估： 异构集成和三维组装的生产流程更加复杂，任何一个环节的缺陷都可能导致整个组件的失效。如何保证生产良率，并对其进行有效的可靠性评估，是亟待解决的问题。 3.4 环保与可持续发展的要求 全球对环保和可持续发展的日益关注，对电子组装材料和工艺提出了新的要求。 无卤素材料的应用： 传统的电子产品中使用的某些阻燃剂含有卤素，会对环境造成污染。因此，推广使用无卤素阻燃剂，以及开发低卤素甚至无卤素的PCB基材成为趋势。 可回收与生物降解材料的研发： 积极探索使用可回收的金属材料、可生物降解的塑料等，减少电子垃圾对环境的负担。 绿色清洗工艺： 逐步淘汰对环境有害的有机溶剂清洗剂，转而使用水基清洗剂或超临界流体清洗等更环保的工艺。 低功耗与节能设计： 组装过程中，优化能源消耗，减少能源浪费。 结论 电子组装技术与材料是推动电子信息产业发展的双引擎。本书从技术和材料两个核心维度，深入剖析了电子组装的各个环节，并对当前面临的关键挑战及未来的发展趋势进行了展望。技术的精进离不开材料的支撑，而新材料的出现又能催生新的技术飞跃。 我们希望通过本书的阐述，能够帮助读者建立起对电子组装领域一个全面而深入的认知。理解其中的原理，掌握关键的技术，熟悉常用的材料，并能预见未来的发展方向。这对于从事电子设计、制造、研发的专业人士，以及对现代科技发展充满好奇心的读者，都将具有重要的参考价值。电子组装技术仍在不断演进，其未来充满了无限可能，值得我们持续关注和深入探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，标题“电子组装技术与材料”醒目地摆放在中央，下方署名“郭福”以及ISBN号，让人一眼就能了解到这本书的主题和作者。我一直对电子产品的内部构造和组装过程非常好奇，尤其是那些精密的电子元件是如何被巧妙地焊接、固定，最终形成我们日常使用的各种设备的。这本书的出现，似乎为我揭开这个神秘面纱提供了一个绝佳的机会。我期待这本书能深入浅出地介绍电子组装的关键技术，比如表面贴装技术（SMT）、通孔插装技术（THT）等，并解释它们各自的原理和应用场景。同时，我也很想了解在电子组装过程中，各种材料扮演着怎样的角色，例如焊料、基板、粘合剂等，它们的性能如何影响到最终产品的可靠性和寿命。希望作者能够用通俗易懂的语言，结合丰富的图例和实例，带领读者走进电子组装的世界，让我这个非专业人士也能领略到其中的奥妙与魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者署名“郭福”，这个名字似乎带着一种严谨和专业的味道，这让我对书中内容的深度和广度充满了期待。我一直认为，支撑起我们现代科技奇迹的，除了那些闪耀的芯片和复杂的算法，还有那些默默无闻却至关重要的组装技术和材料。我希望这本书能够从一个更宏观的视角，介绍电子组装技术在整个电子产业中的地位和作用，以及它所面临的挑战和发展机遇。在技术层面，我期待能够了解到更多关于微组装、三维封装、以及异构集成等前沿技术的信息。在材料方面，我希望能深入了解各种先进材料的特性、制备工艺以及它们在电子组装中的创新应用，比如纳米材料、先进陶瓷、以及生物基电子材料等。如果这本书能帮助我洞察电子组装技术与材料的未来发展趋势，并激发我对这个领域的进一步探索，那它将是一本极具价值的读物。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一位对电子学充满热情的爱好者来说，能够拥有一本系统介绍电子组装技术与材料的书籍，简直是件令人兴奋的事情。我平时喜欢DIY一些电子小玩意，虽然动手能力还算不错，但常常会遇到一些技术瓶颈，比如焊点不牢固、元件排布不合理导致散热问题等等。我希望这本书能够提供一些实用的组装技巧和注意事项，例如如何正确选择和使用烙铁、助焊剂，如何进行元器件的焊接和检查，以及如何进行电路板的布局和布线。同时，我也希望这本书能详细介绍各种电子材料的特性，比如导电材料、绝缘材料、结构材料等，让我明白不同材料在电子产品中的作用和重要性。如果书中还能包含一些关于静电防护（ESD）和可靠性测试的内容，那就更完美了，能够帮助我提升DIY作品的质量和使用寿命，让我真正享受到电子制作的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

说实话，看到这本书的标题，我立刻联想到了我大学时期的电子工艺实习课。那时候，我们接触到的组装技术和材料相对比较基础，很多先进的理念和工艺我们都未曾涉猎。如今，电子产品已经深入到我们生活的方方面面，从智能手机到电动汽车，其背后都离不开精密的电子组装技术。因此，我非常期待这本书能够为我提供一个系统、全面的视角，让我重新认识电子组装这个领域。我希望作者能够深入探讨不同类型电子组装技术，比如半导体封装、PCB组装、以及模块化组装等，并对其优缺点进行比较分析。在材料方面，我期待了解到更多关于高性能电子材料的信息，例如高导热材料、低介电损耗材料、以及环保型材料等，以及它们在实际应用中的案例。这本书如果能帮助我理解电子产品设计与组装工艺之间的紧密联系，那将非常有意义。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电子行业摸爬滚打多年的工程师，我深知扎实的理论基础和丰富的实践经验对于一名合格的组装技术人员来说是多么重要。读到“电子组装技术与材料”这本书，我的第一感觉是它可能是一本能够填补我知识空白的宝藏。尤其是在当今电子产品更新换代速度如此之快，新材料、新工艺层出不穷的背景下，持续学习和更新知识显得尤为关键。我希望这本书不仅仅是停留在基础概念的讲解，更能涵盖一些前沿的技术发展趋势，例如无铅焊料的应用、高密度互连（HDI）技术、柔性电子组装等。同时，对于材料方面，我也希望能够了解到不同材料的特性、选择原则以及它们对组装工艺的影响，例如热膨胀系数匹配、介电常数、导热性等。如果书中还能提供一些实际案例分析，探讨在不同产品应用中遇到的组装难题及解决方案，那就更具参考价值了，能帮助我更好地应对工作中的挑战。