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无铅焊料互联及可靠性
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无铅焊料互联及可靠性

  • 作者:(美)上官东恺 刘建影 孙鹏
  • 出版社:电子工业出版社
  • ISBN:9787121054679
  • 出版日期:2008年01月01日
  • 页数:363
  • 定价:¥49.00
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    内容提要
    本书系统地介绍了无铅焊料焊点及其可靠性研究的*新成果,涵盖了无铅焊料焊点及其可靠性相关的各个方面,包括无铅合金焊料的各种组份、无铅焊料中的金属间化合物、“锡晶须”生长、锡铅焊料与无铅焊料的可靠性比较,以及焊点失效机理、失效模式和失效测试估计方法等。导电胶也是一种常用的锡焊料替代品,本书也专门讲述了和导电胶相关的一些可靠性问题。
    本书可供从事电子产品研制、生产和使用的工程技术人员学习与参考,也可作为高等院校电子、材料和信息类等相关专业的师生的教学参考书。
    文章节选
    第1章 无铅焊接与和谐环境:综述
    1.1 引言
    焊料连接主要完成以下3个任务:电气连接、机械连接和热连接。焊点不仅在封装器件中为硅芯片与衬底线路之间(一级封装连接)、不同封装体之间(如封装之问间的堆叠、器件和线路板的铜导线之间,以及印制电路板之问(二级封装连接)提供了电连接,而且为各种被连接的不同类型器件提供了机械支撑。因为芯片功率的提高,散热成为一个影响电子系统性能的关键问题。焊点连接,和其他散热手段一样,担负起散热的功能。电子产品功能的实现都依赖于这些细小且数量巨大的焊点提供的可靠连接,它们贯穿了产品的整个生命周期,经历着许许多多完全不同的服役环境。
    自电子工业的初始阶段(先不提5 000年前焊料的应用)起,焊料主要是锡和铅两种元素构成,尤其是重量百分比为63%Sn和37%Pb的共晶锡铅合金(共晶熔点l83℃)更是为绝大多数电子产品所采用。从成本、实用性、电学、机械和化学性质等多方面来考量,锡铅合金的性能是十分优异的。尽管我们对锡铅焊料的性质还没有彻底掌握,但过去50年的经验已经积累了大量有价值的数据。
    不断增长的电子垃圾和绝大多数被填埋处理的解决方式已经引起全球的密切关注。铅对人体的损害是显而易见的,因此,对于电子产品中含有的铅对环境造成的影响是不容置疑的,虽然还略存一些不同意见。关于电子产品中剔除铅的好处不是本书讨论的范围,全面考量这一问题可以借助于生命循环评估的手段。*近欧盟通过的《关于限制在电器电子设备中使用某些有害成分的指令法案》使全球器件封装、电路板组装和电子产品制
    造业中采纳无铅焊接的趋势变得不可阻挡,同时还规定电器电子设备中不能含有汞、镉、六价铬、聚溴联苯和多溴联苯醚。
    全球无铅焊接状况正经历着显著的变革。它正从实验室走向生产车间,正从研发**走向产业实现,正从小批试产到大规模量产,正从消费类产品扩大到绝大多数的产品类型。当全球电子工业在电路板组装中使用无铅焊料时,从目前量产的锡铅焊接平稳过渡到无铅焊接,兼容问题成为一个关键的问题。过渡到无铅焊接的系统性的整体考虑如图1-1所示,包括设计、材料、工艺、质量以及可靠性、设备、操作和商业化等多方面的考虑,这是无铅焊料在全球成功推广的关键。而无铅焊���的系统连接可靠性则是无铅转换的关键。
    ……
    目录
    第1章 无铅焊接与和谐环境:综述
    1.1 引言
    1.2 无铅焊接材料
    1.2.1 无铅焊接合金
    1.2.2 其他合金选择
    1.2.3 助焊剂
    1.2.4 印制电路板
    1.2.5 器件
    1.3 无铅焊接的工艺、设备和质量
    1.3.1 SMT回流焊接
    1.3.2 波峰焊接
    1.3.3 返工和修理
    1.3.4 设备
    1.4 无铅焊接可靠性
    1.4.1 器件的可靠性
    1.4.2 印制电路板的可靠性
    1.4.3 电化学可靠性
    1.4.4 热和力学可靠性
    1.5 无铅焊接设计和环境兼容
    1.6 环境兼容展望
    1.6.1 环保规则要求
    1.6.2 电子产品循环和报废处理
    1.6.3 环境兼容的挑战
    1.7 总结
    致谢
    参考文献
    第2章 无铝焊料互联中显微组织的演化和界面反应
    2.1 引言
    2.2 无铅焊料显微组织的演化
    2.2.1 相图和平衡凝固
    2.2.2 形核和生长
    2.2.3 凝固后的显微组织
    2.2.4 固相老化中显微组织的演化
    2.3 基体和焊料间的反应:引言
    2.4 熔化焊料基板间的反应
    2.4.1 焊接中的溶解行为
    2.4.2 Cu-Sn界面金属间化合物的形成
    2.4.3 Ni-Sn界面金属间化合物的形成
    2.4.4 Cu-Sn界面金属间化合物的生长
    2.4.5 液态焊料中Ni3Sn4的动力学
    2.4.6 界面IMC的显微组织
    2.5 固相焊料-基板间的反应
    2.5.1 实验数据
    2.6 界面可靠性
    2.6.1 富Pb相区域
    2.6.2 块状Ag3Sn
    2.6.3 IMC的临界厚度
    2.6.4 IMC中的柯肯达尔空洞
    2.6.5 黑盘
    2.6.6 Au脆
    致谢
    参考文献
    第3章 无铅焊料合金的疲劳和蠕变:基本性质
    3.1 引言
    3.2 材料的变形
    3.2.1 时间无关的变形
    3.2.2 微观组织
    3.2.3 无铅焊料
    3.2.4 无铅焊料的微观组织
    3.2.5 疲劳变形
    3.2.6 微观组织
    3.2.7 无铅焊料
    3.2.8 无铅焊料的微观组织
    3.3 蠕变变形
    3.3.1 描述
    3.3.2 微观组织
    3.3.3 无铅焊料
    3.3.4 无铅焊料的微观组织
    3.4 总结
    致谢
    参考文献
    第4章 无铅焊点可靠性研究进展
    第5章 无铅焊料互联的化学反应与可靠性测试
    第6章 无铅焊料表面的锡晶须生长
    第7章 无铅焊料互联的加速试验方法
    第8章 无铅焊料的热机械可靠性
    第9章 可靠性设计一无铅焊料互联的有限元模拟
    第10章 无铅焊料缺陷的检测及失效分析
    第11章 导电胶连接的可靠性
    第12章 无铅焊料连接可靠性展望
    附录A 专业术语汇总表
    附件B 化学元素符号
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