第1章 塑料、弹性体与复合材料

1.1 引言

1.2 基础知识

1.2.1 聚合物定义

1.2.2 聚合物的类型

1.2.3 结构与性能

1.2.4 合成

1.2.5 术语

1.3 热塑性体

1.3.1 丙烯酸树脂

1.3.2 氟塑料

1.3.3 酮树脂

1.3.4 液晶聚合物

1.3.5 尼龙

1.3.6 聚酰胺酰亚胺

1.3.7 聚酰亚胺

1.3.8 聚醚酰亚胺

1.3.9 聚多芳基化合物和聚酯

1.3.10 聚碳酸酯

1.3.11 聚烯烃

1.3.12 聚苯醚

1.3.13 聚苯硫醚

1.3.14 苯乙烯类聚合物

1.3.15 聚砜

1.3.16 乙烯基树脂

1.3.17 热塑性混合物与共混物

1.4 热固性体

1.4.1 烯丙基树脂

1.4.2 双马来酰亚胺

1.4.3 环氧树脂

1.4.4 酚醛树脂

1.4.5 聚酯

1.4.6 聚氨酯

1.4.7 硅氧烷（硅橡胶）

1.4.8 交联热塑性体

1.4.9 氰酸酯树脂

1.4.10 苯并环丁烯

1.5 弹性体

1.5.1 性能

1.5.2 弹性体的类型

1.5.3 热塑性弹性体（TPE）

1.6 应用

1.6.1 层压板

1.6.2 模塑和挤出

1.6.3 浇铸和灌封

1.6.4 粘结剂

1.6.5 有机涂层

1.7 参考文献

第2章 粘结剂、下填料与涂敷料

2.1 引言

2.2 流变学

2.2.1 流变响应与行为

2.2.2 流变的测量

2.3 粘结剂体系的固化

2.3.1 热固化

2.3.2 紫外（UV）固化

2.3.3 变频微波辐射固化

2.3.4 吸潮固化

2.4 玻璃化转变温度

2.5 热膨胀系数

2.6 杨氏模量

2.7 应用

2.7.1 粘结剂（贴片胶）

2.7.2 下填料

2.7.3 导电胶

2.7.4 热管理

2.7.5 保形涂层

2.8 参考文献

2.9 致谢

第3章 热管理

3.1 引言

3.2 为什么需要热管理

3.2.1 温度对电路工作的影响

3.2.2 温度对物理结构的影响

3.2.3 失效率

3.3 热流理论

3.3.1 热力学第二定律

3.3.2 传热机理

3.3.3 瞬态热流

3.4 热设计

3.4.1 设计过程

3.4.2 选择冷却技术

3.5 热沉

3.5.1 热沉介绍

3.5.2 热沉粘结材料

3.5.3 热沉选择

3.5.4 空气冷却

3.6 电路卡组件冷却

3.7 高热负载的冷却

3.7.1 CCA的贯通（径流）冷却

3.7.2 冷侧壁冷却

3.7.3 冷板

3.7.4 射流喷射冷却

3.7.5 浸没式冷却

3.7.6 微沟道冷却

3.8 特殊冷却装置

3.8.1 热电冷却器

3.8.2 热管

3.9 热模拟

3.9.1 有限元方法

3.9.2 有限差分方法

3.9.3 流动网络模型

3.9.4 计算流体力学

3.9.5 主要软件要求

3.10 热管理

3.10.1 直接温度测量技术

3.10.2 红外热成像

3.10.3 液晶显微量热计

3.10.4 光纤温度测试探针

3.10.5 间接温度测量技术

3.10.6 X射线成像

3.10.7 声学显微成像

3.10.8 热测试芯片

3.11 参考文献

第4章 连接器和互连技术

4.1 连接器综述

4.1.1 连接器功能

4.1.2 连接器的应用：互连的级别

4.1.3 连接器类型

4.1.4 连接器应用：信号和功率

4.1.5 连接器结构

4.2 接触件接口

4.2.1 接触接口形态和接触电阻

4.2.2 接触接口形态和机械性能

4.2.3 小结

4.3 接触镀层

4.3.1 接触镀层和腐蚀防护

4.3.2 接触镀层和界面的优化

4.3.3 贵金属镀层综述

4.3.4 非贵金属镀层

4.3.5 接触镀层的选择

4.3.6 小结

4.4 接触簧片

4.4.1 接触簧片和电气要求

4.4.2 接触簧片和机械要求

4.4.3 接触簧片材料的选择

4.4.4 小结

4.5 连接器外壳

4.5.1 电气功能

4.5.2 机械功能

4.5.3 环境屏蔽（保护）

4.5.4 应用要求

4.5.5 材料选择

4.5.6 小结

4.6 可分离的连接

4.6.1 接触件设计

4.6.2 应用问题

4.6.3 小结

4.7 永久连接

4.7.1 电线和电缆的综述

4.7.2 印制电路板结构的综述

4.7.3 电线/电缆的机械永久连接

4.7.4 绝缘位移连接

4.7.5 印制电路板的机械永久连接

4.7.6 机械永久连接小结

4.7.7 焊接连接

4.8 连接器应用

4.8.1 信号应用

4.8.2 电源应用

4.9 连接器的类型

4.9.1 板对板连接器

4.9.2 线对板和线对线连接器

4.9.3 同轴连接器

4.9.4 连接器类型小结

4.10 连接器试验

4.10.1 连接器试验

4.10.2 试验的类型

4.10.3 估算连接器的可靠性

4.11 参考文献

第5章 电子封装与组装的焊接技术

5.1 引言

5.1.1 定义

5.1.2 表面安装技术

5.1.3 工业发展趋势

5.1.4 交叉学科和系统方法

5.2 软钎焊材料

5.2.1 软钎焊料合金

5.2.2 锡铅合金的冶金学

5.2.3 软钎焊料粉

5.2.4 机械性能

5.3 焊膏

5.3.1 定义

5.3.2 特性

5.3.3 钎剂和助焊

5.3.4 钎剂活性

5.3.5 水溶性钎剂

5.3.6 气相钎剂

5.3.7 免清洗钎剂

5.3.8 水溶性钎剂和免清洗钎剂的对比

5.3.9 流变学

5.3.10[KG*2]配方

5.3.11[KG*2]达到系统高可靠性的焊膏设计和使用原则

5.3.12[KG*2] 质保检测

5.4 软钎焊方法

5.4.1 分类

5.4.2 反应与相互作用

5.4.3 工艺参数

5.4.4 回流温度曲线

5.4.5 回流曲线的影响

5.4.6 优化回流曲线

5.4.7 激光焊

5.4.8 可控气氛钎焊

5.4.9 温度分布曲线的测量

5.5 可软钎焊性

5.5.1 定义

5.5.2 基板

5.5.3 润湿现象

5.5.4 元器件的可软钎焊性

5.5.5 PCB的表面涂镀

5.6 清洗

5.6.1 原理和选择

5.7 窄节距应用

5.7.1 开口设计与模板厚度的关系

5.7.2 焊盘图形与模板开口设计的关系

5.7.3 模板选择

5.8 有关钎焊问题

5.8.1 [ZK(]金属间化合物与焊接点形成的关系

5.8.2 镀金基板与焊点形成的关系

5.8.3 焊接点气孔

5.8.4 焊球/焊珠

5.8.5 印制电路板（PCB）表面涂敷

5.9 焊接点的外观形貌及显微结构

5.9.1 外观形貌

5.9.2 显微结构

5.10 焊接点的完整性

5.10.1 基本失效过程

5.10.2 BGA钎焊互连的可靠性

5.10.3 [ZK(]周边焊点的可靠性——元器件引线的影响

5.10.4 焊点寿命预测模型的挑战

5.10.5 蠕变和疲劳相互作用

5.11 无铅钎焊料

5.11.1 世界立法的现状

5.11.2 研究和技术开发的背景

5.11.3 有实用前景合金的比较

5.11.4 合金的排序

5.11.5 元素的相对成本和毒性

5.11.6 回流条件

5.11.7 表面安装制造性能

5.11.8 高抗疲劳无Pb钎焊材料

5.11.9 无铅实施方案和结论

5.12 参考资料

5.13 推荐读物

第6章 集成电路的封装和互连

6.1 引言

6.2 电路和系统的驱动力

6.2.1 电路级要求

6.2.2 系统级要求

6.3 IC封装

6.4 封装分类

6.4.1 通孔插入式安装的封装

6.4.2 表面安装封装

6.5 封装技术

6.5.1 模塑技术

6.5.2 [ZK(]模压陶瓷（玻璃熔封陶瓷）技术

6.5.3 共烧层压陶瓷技术

6.5.4 层压塑料技术

6.6 封装技术比较

6.7 封装设计考虑

6.7.1 电设计

6.7.2 热设计

6.7.3 热-力设计

6.7.4 物理设计——芯片设计规则

6.8 封装IC的组装工艺

6.8.1 芯片到封装的互连

6.8.2 其他组装工艺

6.9 外包代工——外包组装

6.9.1 什么是组装代工商

6.9.2 [ZK(]在本厂内或外包代工组装的决定

6.9.3 代工组装承包商的选择指南

6.9.4 封装与2级互连

6.9.5 总结和展望

6.10 参考资料

第7章 混合微电子与多芯片模块

7.1 引言

7.2 混合电路用陶瓷基板

7.2.1 陶瓷基板的制造

7.3 陶瓷的表面性能

7.4 陶瓷材料的热性能

7.4.1 热导率

7.4.2 比热容

7.4.3 热膨胀系数

7.5 陶瓷基板的机械性能

7.5.1 弹性模量

7.5.2 断裂模量

7.5.3 抗拉强度和抗压强度

7.5.4 硬度

7.5.5 热冲击

7.6 陶瓷的电性能

7.6.1 电阻率

7.6.2 击穿电压

7.6.3 介电性能

7.7 基板材料的性能

7.7.1 氧化铝

7.7.2 氧化铍

7.7.3 氮化铝

7.7.4 金刚石

本书比较全面、系统地介绍了聚酰胺各方面的内容，包括原料单体的合成、聚合；聚酰胺的表征和剖析；结构与性能的关系；熔融加工基本理论、加工技术；性能测试和标准；增强、增韧、阻燃等改性技术；聚酰胺塑料及其用途、回收利用和再生技术，以及聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺等。 　本书比较充分地反映了当前聚酰胺的最新研究成果和技术发展水平，既有一定的理论深度，又紧密结合实际，具有很强的系统性与实用性。可供从事聚酰胺及

尼龙外涂层自粘性漆包线自粘性漆包线漆发展历程

漆包线的结构非常简单，只有裸导线和包覆在其外面的绝缘漆膜两部分组成。市场上比较常用的是聚酯、聚酯亚胺、聚氨酯、聚酰胺酰亚胺等。而这些基本都是通过涂线后绕成线圈再通过浸涂粘结树脂使各匝导线粘结在一起。该工艺比较复杂、繁琐，而且对于环境来说也是一个很大的污染。各国科研人员不断探索新型的绝缘漆，其中之一就是具有自粘性能的漆包线漆。

自粘性漆包线漆就是在适当的溶剂或者加热的条件下，使各匝线圈相互粘合成型。据文献资料记载，1958年美国成功研制出具有实用意义的自粘性漆包线漆，20 世纪60 年代中期我国也研制成功复合涂层的自粘性漆包线漆。当时主要是出于制造黑白电视机偏转线圈的需要。70年代我国研制了自粘直焊漆包线，阻燃自粘性漆包线和F级自粘线等。90 年代有醇溶性自粘线的开发。80～90 年代，自粘性漆包线已成功地应用于三相电动机、密封电机和变压器中。至于家电(如吸尘器、微波炉等)、音响设备等各个方面，更是自粘性漆包线的常用场合。同时自粘性漆的材料也从聚乙烯醇缩丁醛、聚酯、环氧等发展到脂肪族聚酰胺、聚酯亚胺和芳香族聚酰胺等品种上。自粘性漆从低耐热等级发展到高耐热等级和具有直焊性能的漆包线漆，同时一些具有特种性能的产品也不断开发成功。

尼龙外涂层自粘性漆包线自粘性漆包线漆的特点

与普通漆包线漆的相同点

自粘性漆包线漆同其他普通的漆包线漆一样，由绕制性、成型性、嵌入性来衡量，都具有较好的可加工性。绕制性即指在绕制线圈过程中，绕组线抗拒机械损坏和电气损坏的能力，绕成的线圈最紧密最服贴。成型性即指能经受弯曲和保持线圈形状的能力，成型性好时，形状不变，从绕线机上取下后，线圈能保持各种角度，长方形线圈不会鼓成桶形，单根线不会跳出。嵌入性是指嵌入线槽的能力。

与普通漆包线漆的不同点

自粘性顾名思义即为具有非常简便的粘结工艺。通过烘焙或线圈直接通电加热(或借助适当的溶剂)，使自粘性涂层相互粘结，冷却后即能固定成型。自粘性漆的主要特点是能一次成型，无需通过预烘、浸漆、滴干、烘干等工序，在简化工艺的同时还能够保护环境，减少大量有机溶剂的释放，节约能源。而且一些比较特殊的工件结构用普通的漆包线漆涂覆的难度非常大，有的甚至无法涂覆，所以自粘性漆包线漆的优势就非常明显。

尼龙外涂层自粘性漆包线自粘性漆包线漆的发展方向

目前的电机都朝体积小的方向发展，线圈在使用过程中将会产生非常大的热量，所以对绝缘材料的耐热等级要求也在不断提高。虽然现在已经有多种自粘性漆包线漆的涂料在应用，但是高耐热等级(如H 级)的自粘性漆还比较少，许多研究者正在开发此类的绝缘漆。芳香族聚酰胺树脂的熔融温度比较高，适合作为高耐热等级自粘性绝缘漆使用。这里所说的芳香族聚酰胺树脂，是指芳脂族聚酰胺树脂，就是其主链中有比较长的脂肪链。根据美国专利，史堪纳迪对此做了比较详细的研究。对于完全的芳香族聚酰胺树脂，其主链结构中没有可以粘结的单元，即使是升温到260 ℃，它也不会相互粘结成型。而全脂肪族的聚酰胺树脂虽然有很好的粘结能力，可是其耐潮湿性能和耐冷冻剂性能却很差，同时树脂本身的耐热性能也较低。为了综合这两种树脂的优缺点，所以考虑在脂肪族聚酰胺树脂中引入苯环来改善脂肪族树脂的缺点。一般所采用的合成原料是二元酸，二异氰酸酯或者二胺，作者对此也做了一系列的试验分析。所用的原料，脂肪族二元酸一般具有6~30 个碳的链长，比较理想的是6~12 个碳原子。

配方中大多采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和4,4'二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，而二元酸较多采用对苯二甲酸和癸二酸(或十二双酸)。二元酸中脂肪族的酸(癸二酸)用量比芳香族(对苯二甲酸)用量要多一些，物质的量之比在2.5/1~1.5/1之间比较好，这样可以降低整个树脂的刚性，提升其物理机械性能，降低结晶性。反应物中—COOH/—NCO 的物质的量之比在1/0.99~1/0.95 之间合成的树脂综合性能较为优秀。

采用上述配方比例，经过适当调整，合成了热塑型芳脂族聚酰胺树脂(AAPA)，采用多层复合配套体系，外层涂覆AAPA 树脂，在180 ℃下30 min 使其粘结成型，然后分别在180 ℃和200 ℃下测试其粘结程度，200 ℃下的粘结力降至180 ℃下的1/3，是常温粘结力的1/10，但是其粘结力仍然满足使用要求。而且该树脂的耐潮湿性能同尼龙-11 一样的优秀。另外还有一种热固性的芳脂族聚酰胺树脂，一般采用封闭异氰酸酯进行后固化，就是必须要在树脂粘合成型后，继续升温，解封闭异氰酸酯进行固化，这样可以使树脂的交联度变高，也能相应提高耐热性能。但是这种树脂市场上比较少见。在这里不作赘述。

对于自粘性漆最主要的指标之一就是粘结力，这包括两个方面，其一：再软化温度，即经过热粘合后，具有一定的粘结力，再升温使其失去粘结力的温度，这个对确定漆膜的耐热型是具有实际意义的数据；其二：高温区域的粘结力，就是在使用温度下，长时间保持较高的粘结力，不至于被破坏，而这个区域即为推荐使用温度。聚酰胺树脂具有良好的粘结力，铜线涂漆绕线后在一定温度(180～200 ℃)，一定时间(10～30 min)下，给予其一定的压力，使其自粘合成型。经测量，在170～200 ℃的使用温度下，聚酰胺漆包线漆仍能提供相当高的粘结力。现在漆包线线圈一般都采用高速自动绕线，在绕制线圈的过程中，不可避免地会使导线受到冲击和摩擦，这样就会对绝缘漆膜产生破坏，影响使用。为了快速绕线，以前使用石蜡等润滑剂涂覆在漆膜表面来增加漆膜的润滑，但是这样会影响导线固定，使相互粘结不牢固。而聚酰胺树脂具有自润滑和高耐磨耗性能，在绕制过程中不会产生上面所述的问题。

芳脂族聚酰胺树脂由于主链中含有苯环结构，苯环对树脂的低温性能有很大的影响，苯环在低温下的振动具有次级转变，会增加树脂在低温下的柔韧性。它的使用温度可以在－70～250 ℃，在一些耐冷冻剂的线圈上也可以涂覆，其应用范围较广。