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通信產品PCB關鍵材料通用評估方法

( 簡體 字)
作者:安維,李冀星類別:1. -> 電子工程 -> 電子電氣
譯者:
出版社:電子工業出版社通信產品PCB關鍵材料通用評估方法 3dWoo書號: 56000
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NT售價: 495

出版日:8/1/2022
頁數:204
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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(請先登入會員)
ISBN:9787121439872
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

序 言1
2022年2月4日晚,北京冬奧會開幕式舉世矚目,盛會使用了數字表演與仿真技術,綜合運用人工智能、5G、AR、裸眼3D等多種科技成果。據悉,開幕式期間國家體育場內實現5G 網絡全覆蓋,打造5G千兆場館,高效支持開幕式當晚國家體育場內近4萬人使用移動通信網絡,通過社交媒體、直播等方式傳遞北京冬奧聲音。作為電子電路行業從業者,在為祖國強大感到高興之余,也為所從事的行業感到自豪。因為,作為“電子產品之母”的印制電路板正是當前5G通信技術的重要支撐。中興通訊安維先生邀請我為他的新書作序,新書涉及通信印制電路板產品,所以我欣然接受。
印制電路板作為電子基礎元器件,需求量大,使用面廣,應用領域涵蓋通信、工控、消費電子、汽車電子、航空航天等諸多方面。就通信領域而言,印制電路板作為信號傳輸的載體,其信號完整性對通信系統電氣性能的影響越來越突出,影響因素包括生產材料、加工工藝、過程管控等。PCB 廠家在選擇板材時,除了要選擇達到客戶的信號損耗標準的板材,還需能得到更優的性價比,因此,對關鍵材料的評估就顯得尤為重要,而系統性的評估方案已成為企業生產過程中的重要課題。
安維先生深耕通信行業多年,一直專注PCB技術研究和質量管理,擁有深厚的理論背景,同時又擁有豐富的實踐經驗,此次他將多年的工作經驗萃取提煉,匯集成冊。本書內容涵蓋通信產品的特性、關鍵材料和關鍵工序的評估測試,以及先進的加工工藝與過程管控,并輔以翔實的質量案例,從多維度介紹了如何生產出高質量、高可靠性的印制電路板產品, 同時給出了大量的實驗數據和實用的圖表,內容論證分析扎實,結構清晰,易于理解,相信必將成為一本非常實用的工具書。
“工欲善其事,必先利其器。”安維先生用他的經驗為我們鑄造了一本利器,相信一 定會給業界同人帶來幫助。作為電子電路行業發展的見證者和參與者,我對安維先生表達最 誠摯的感謝,希望更多的行業專家參與到知識分享的行列中,為我國PCB行業的發展貢獻力量。

中國電子電路行業協會秘書長
2022年2月于上海
序 言2
PCB行業又進入了新的黃金時期,尤其是以“端、管、云”為基礎的產業蓬勃發展,為PCB 行業帶來了巨大契機。中興通訊作為“端、管、云”世界級先進技術企業之一,正在為國家和世界做出自己的特殊貢獻。支撐中興通訊成長的因素自然很多,PCB技術團隊的努力就是其中重要的一環。
中興通訊的PCB技術團隊長期聚焦于PCB供應鏈建設,在技術、工藝、品質、成本等方面,積累了大量極有價值的經驗,并于2021年對通信產品PCB的基礎知識及其應用做了系統總結,出版了《通信產品PCB基礎知識及其應用》一書。此書一經出版,我就仔細地通讀了一遍。安維、曾福林兩位專家將多年的寶貴經驗匯集整理成書,填補了 PCB 圖書市場不少空白,為PCB從業者提供了比較系統的具有巨大實踐指導價值的專業知識和方法論。我對他們為PCB行業發展貢獻自己智慧的努力深為感動。更令人感動的是,中興通訊PCB專家安維、李冀星的專著《通信產品PCB關鍵材料通用評估方法》一書也要付梓出版。我非常高興能先睹為快,并應邀為該書作序。
首先要感謝作者的筆耕不輟,繼續為PCB行業提供前進的食糧。中國PCB行業已進入高速發展的快車道,可謂一日千里,但系統、全面、專業地總結快速發展的實踐過程,總結PCB技術不斷創新的過程,總結PCB供應鏈不斷完善的過程,基本尚屬空白。
《通信產品PCB關鍵材料通用評估方法》從關鍵原材料基板認證、阻焊油墨測試到涂層鉆刀、銑刀的應用,都有專業而又簡明的闡述,尤其是對高頻高速PCB的特性及高頻高速材料影響因素的總結,更是細致、規范、系統,對正在蓬勃發展的以“端、管、云”為主體應用的PCB企業和廣大技術人員具有極大的應用和參考價值。
中國的PCB行業正快速地做大做強,一大批優秀的企業顯示了巨大的創造力,為未來PCB行業展示了可想象的發展空間。在這一偉大的實踐過程中,我們不但要有業績上的碩果累累,更要從理論上系統總結出具有鮮明中國PCB時代的管理創新、工藝創新及技術創新等各方面的經驗,作為時代記憶,成為推動中國PCB時代走向高峰的指引。
好的開始等于成功的一半。相信安維、李冀星兩位專家給大家帶來的不僅僅是一本專著,還是一個時代的召喚。

崇達技術股份有限公司董事長、深圳市線路板行業協會會長
2022年2月于深圳
序 言3
中國經過四十余年的改革開放,已經變得越來越強盛,特別是在通信行業,在世界上有著舉足輕重的作用,令世人刮目相看。中興通訊作為中國通信行業的佼佼者,在中國信息化、現代化道路上的貢獻有目共睹,特別是在推動PCB行業高質量發展方面起到了重要的引領作用。
PCB作為通信設備中的重要材料之一,其技術水平及可靠性對通信設備的技術穩定性和設備可靠性,有著直接的影響。特別是隨著集成電路行業的快速發展,通信設備的性能大幅 提升,但其電子組件的體積卻在日漸縮小,這對PCB的走線密度、結構形式和制造工藝提出了不小的挑戰。5G時代的到來,又使傳輸速率、頻率、延遲及連接密度有了大幅提升,對PCB制造的設備精度、材料特性及加工要求提出了更高要求。因此,怎樣使設備最優化,怎樣優選合適的材料,怎樣提高可靠性、提高效率和降低成本,這些問題的解決就顯得至關重要。
本書作者在通信行業工作多年,對通信行業的技術發展脈絡有清晰的認識,同時,作者負責PCB技術及可靠性研究,通過長期的探索、歸納和總結,積累了豐富的PCB專業知識。
本次撰寫的《通信產品PCB關鍵材料通用評估方法》就是作者在大量的實踐過程中總結出的精華,從通信設備的特殊要求出發,分別就原材料的測試評估、PCB的表面處理、高頻高速PCB特性要求、高頻高速材料對PCB插損的影響、PCB加工工藝的提升改造以及PCB制造過程中的原輔材料的改進等,做了比較詳細的介紹。作者匯總提煉的這些技術精華,都是PCB行業中比較新的技術方向和評估方法,值得PCB行業的技術人員認真研讀。
中國PCB行業的規模已經比較大了,但是還不夠強,特別是在高端PCB領域占比不夠,在 PCB工藝技術與生產管理、PCB精密設備、高端材料研發以及環保控制等領域,還需要持續提升。衷心希望中興通訊攜手產業鏈上下游合作伙伴,共同投身于中國電子行業由大變強的洪流中,共同致力于PCB工藝技術的提升、生產過程的智能制造以及設備材料的創新,共同見證中國PCB行業更加輝煌的未來!

奧士康科技股份有限公司董事長、湖南省電子電路行業協會會長
2022年2月于益陽
前 言
如何評估PCB關鍵材料是否滿足實際產品的應用要求?對新物料的評估從哪些方面進行才能體現物料的綜合價值(成本和質量等)?關于這些問題本身有很多專業的理論,但是很 少看到從實際應用的實踐經驗中系統性總結的方法論以及通俗易懂的案例。
筆者結合個人在電子電路行業十余年的從業經驗,秉承讓每一位PCB技術人員和采購人員能夠獲取拿來就可用的理論和實踐方法,編寫此書。筆者希望能夠為PCB從業人員提供專業、可行的PCB關鍵材料評估方法,填補市場空白。
目前有關PCB的書籍,要么是關于PCB原始設計的,要么是關于PCB失效分析的,要么是介紹PCB生產制造的,主要面對PCB生產端的設計人員、質量相關人員和生產工藝人員,很少有內容涉及PCB關鍵材料評估的書籍,即便偶爾涉及,也不能直接應用于實際的物料采購技術評估。在筆者從業期間,在與PCB制造廠家和PCB終端客戶溝通時也時常發現,很多制造廠家缺乏專業的材料技術人員,本身就希望能夠獲得專業的材料技術評估方法;有些廠家自己有系統性的評估方法,但要么不愿意公開共享,要么是方法沒有考慮到實際終端應用需求,評估方法不健全。但PCB關鍵材料對PCB 的質量保證至關重要,很多質量問題的發生也與此相關,同時也對最終PCB成本有巨大的影響,所以PCB關鍵材料系統性評價方法就顯得極為重要。所幸筆者所在公司中興通訊是國內最大的通信設備上市公司,有專業的 PCB管理團隊,同時在日常工作中會進行大量的PCB 關鍵材料成本和性能評估,同時與PCB行業龍頭企業間技術交流頻繁,所以筆者就一直想著把這些經驗匯集成冊,與大家分享、交流,讓大家深入了解并擁有系統性的PCB關鍵材料評估方法和評估思維。
本書結合終端客戶PCB關鍵材料評估方法和行業主流PCB廠家關鍵材料評估體系,從實際應用角度出發,對板材、表面處理、關鍵藥水和典型的案例進行分析說明,旨在向讀者呈現PCB關鍵材料技術評估的系統性方法,對于PCB制造廠家以及采購PCB的終端客戶有一定的實踐指導意義。
本書凝聚了中興通訊多年的PCB材料管理經驗,希望通過大量的實際案例,讓讀者深入了解終端客戶對于PCB關鍵材料系統性的評估方法。
本書是“電子元器件失效分析技術叢書”中的一冊,編著者安維和李冀星具有多年 PCB專業從業經驗。
在本書的編寫過程中,得到了中國電子電路行業協會秘書長洪芳女士,崇達技術股份有 限公司董事長、深圳市線路板行業協會會長姜雪飛先生,奧士康科技股份有限公司董事長、 湖南省電子電路行業協會會長程涌先生的大力支持,他們還在百忙之中為本書作序,實令筆 者感到無比榮幸。
本書由中興通訊股份有限公司材料中心主任王志堅審校,在編寫過程中,得到了公司采 購部主任張敬鑫等各級領導給予的支持與關注,還得到了曾福林、王峰、趙麗、張水琴和魏 新啟等同事的協助和對書稿的校閱支持,在此向他們表示由衷的感謝。感謝江西博泉化學有 限公司舒平先生、深圳市貝加電子材料有限公司李榮先生、深圳市瑞利泰德精密涂層有限公 司林東先生、深南電路股份有限公司王賓先生、熊偉先生以及崇達技術股份有限公司王東先 生提供的幫助。感謝電子工業出版社宋梅編審對本書編寫與出版的支持和幫助。
由于作者水平有限,書中難免有不妥和錯誤之處,懇請讀者批評指正。

編著者
2022 年 2 月于深圳
內容簡介:

本書作者從終端客戶的角度出發,結合當前主流PCB工廠的關鍵物料以及工藝評價體系,從實際應用的角度,詳細闡述了PCB關鍵物料的評估方法,向讀者呈現板材、阻焊、表面處理藥水以及當前高速高頻材料等PCB生產加工關鍵原材料評價的系統性方法,對終端客戶以及PCB加工廠家有一定的實踐指導意義。同時,作者依據多年的從業經驗,詳細介紹了行業先進的材料、加工工藝以及生產過程管理方案的評價及應用,并結合實際的案例,向讀者詳細闡述了當前行業前沿技術的評價以及趨勢,對PCB加工廠家如何選擇優異的材料、工藝和生產過程管理方案有指導性的意義,希望對原材料加工廠商對新材料的開發、推廣、評價有一定的啟發。
目錄:

第 1 章 關鍵原材料測試評估 1
1.1 板材認證測試方案 1
1. 1. 1 覆銅板(CCL)項測試 1
1. 1. 2 成品板(PCB)項測試 1
1.2 阻焊油墨測試方案 4
1. 2. 1 阻焊介紹 4
1. 2. 2 測試板設計 4
1. 2. 3 阻焊油墨基本性能測試 4
1. 2. 4 阻焊油墨加工工藝能力測試 6
1.2. 5 阻焊油墨與助焊劑的兼容可靠性測試 8
第 2 章 表面處理測試評估 9
2.1 OSP測試方案 9
2. 1. 1 測試板設計 9
2. 1. 2 實驗與測試安排 10
2. 1. 3 測試項目與標準 11
2.2 化鎳金測試方案 13
2. 2. 1 化鎳金介紹 13
2. 2. 2 測試板設計 13
2. 2. 3 測試方案 15
第 3 章 高頻高速PCB相關特性 18
3.1 高速PCB簡介 18
3. 2 高頻高速PCB板材相關特性 20
3. 2. 1 板材關鍵參數 20
3. 2. 2 高頻高速PCB板材樹脂體系說明 21
3. 2. 3 高頻高速PCB對板材的要求 25
3. 3 高速PCB插損測試 26
3. 3. 1 插損測試的意義及現狀 26
3. 3. 2 TDR測試的原理及方法介紹 27
3. 3. 3 PCB插損測試技術介紹 29
3. 3. 4 結論 31
第 4 章 影響高頻高速材料插損的因素 32
4.1 影響插損的因素 32
4. 1. 1 設計對插損的影響 32
4. 1. 2 板材對插損的影響 32
4. 1. 3 銅箔對插損的影響 34
4. 1. 4 走線設計對插損的影響 36
4. 1. 5 阻焊油墨對插損的影響 37
4. 1. 6 不同表面處理工藝對插損的影響 38
4. 1. 7 結論 39
4. 2 不同類型曝光機對插損的影響 39
4. 2. 1 研究背景 39
4. 2. 2 方案設計 39
4. 2. 3 不同曝光方式對線路的影響 42
4. 2. 4 不同曝光方式插損測試結果對比 45
4. 2. 5 結論 49
第 5 章 PCB先進加工材料介紹 50
5.1 涂層鉆刀和銑刀的應用 50
5. 1. 1 PVD涂層鍍膜的原理 50
5. 1. 2 磁控濺射離子鍍技術優勢 52
5. 1. 3 PVD涂層鍍膜在PCB鉆刀上的應用優勢 53
5. 1. 4 涂層鉆刀產品系列 53
5. 1. 5 涂層鍍膜在通信產品PCB中的應用 54
5. 1. 6 涂層鍍膜在基板封裝微鉆技術中的應用 59
5. 1. 7 涂層銑刀的應用 60
5. 1. 8 涂層鉆刀和銑刀的風險管控措施 62
5. 1. 9 結論 62
5. 2 黑影在印制電路板中的應用 63
5. 2. 1 黑影工藝及其機理 64
5. 2. 2 黑影工藝與化學銅工藝對比 66
5. 2. 3 黑影工藝的可靠性驗證 67
5. 2. 4 黑影工藝實驗結果與分析 68
5. 2. 5 結論 73
5. 3 厚銅板阻焊油墨應用 73
5. 3. 1 生產流程對比 74
5. 3. 2 油墨性能對比 74
5. 3. 3 成品板效果對比 74
5.3. 4 阻焊油墨可用性評估 76
5. 3. 5 結論 80
第 6 章 PCB先進加工工藝方法介紹 81
6.1 用于微盲孔直接電鍍工藝的導電聚合物 81
6. 1. 1 微盲孔直接電鍍銅工藝流程 81
6. 1. 2 微盲孔常見問題與對策 83
6. 1. 3 結論 87
6. 2 提升PCB制造工藝的不溶性陽極VCP鍍銅 88
6. 2. 1 電流密度分布影響因素 88
6. 2. 2 不溶性陽極鍍銅添加劑分析 89
6. 2. 3 不溶性陽極VCP鍍銅的優缺點 92
6. 2. 4 不溶性陽極VCP鍍銅性能測試 96
6. 2. 5 結論 100
6. 3 脈沖電鍍與直流電鍍對比分析 100
6. 3. 1 脈沖電鍍及其原理 100
6. 3. 2 酸性鍍銅液主要成分及相關功能 103
6. 3. 3 脈沖電鍍槽與直流電鍍槽維護比較 106
6. 3. 4 脈沖電鍍藥水的優勢 106
6. 3. 5 結論 109
6. 4 大尺寸雙面可壓接器件的盲孔背板 110
6. 4. 1 雙面盲孔加工工藝流程 110
6. 4. 2 雙面盲孔制作能力 112
6. 4. 3 新雙面盲孔壓接方案 114
6. 4. 4 新雙面盲孔壓接存在的風險 118
6. 4. 5 雙面盲孔PCB背板情況及新方案總結 121
第 7 章 PCB先進過程管控方法介紹 122
7.1 新型影像式三次元測量儀 122
7. 1. 1 應用背景 122
7. 1. 2 影像式三次元測量儀的工作原理、功能、特點及成本優勢 123
7. 1. 3 影像式三次元測量儀應用實例 127
7. 1. 4 影像式三次元測量儀對質量管理的正向貢獻 133
7. 1. 5 結論 133
7. 2 背鉆孔加工工藝及品質保證 134
7. 2. 1 背鉆孔的作用 134
7. 2. 2 背鉆孔加工控制點 135
7. 2. 3 背鉆孔檢測技術 138
7. 2. 4 結論 143
7. 3 全流程單塊追溯解決方案 144
7. 3. 1 全流程單塊追溯解決方案的作用 144
7. 3. 2 內層激光打碼追溯 144
7. 3. 3 外層激光打碼追溯 146
第 8 章 典型質量案例及評估 150
8.1 從5G天線射頻插座焊點開裂問題看化鎳金藥水的選擇 150
8. 1. 1 背景 150
8. 1. 2 失效分析 152
8. 1. 3 實驗驗證分析 157
8. 1. 4 實驗結論 160
8. 2 超期PCB質量風險評估分析 160
8. 2. 1 實驗目的 160
8. 2. 2 超期PCB實驗方案 160
8. 2. 3 超期PCB實驗結果 164
8. 2. 4 實驗結論 169
8. 3 高頻PCB板材耐溫能力評估 169
8. 3. 1 背景及產品需求 169
8. 3. 2 評估模型及樣品 169
8. 3. 3 實驗方法 171
8. 3. 4 老化后的剝離強度 172
8. 3. 5 板材老化對電性能影響的評估 177
8. 3. 6 實驗結論 180
8. 4 高速PCB壽命評估方法研究 181
8. 4. 1 實驗背景 181
8. 4. 2 實驗過程 181
8. 4. 3 結果分析 183
8. 4. 4 實驗結論 188
參考文獻 190
序: