高可靠性电子产品工艺设计及案例分析

基本概念篇

第1章　电子产品可靠性概述 3

1．1 现代电子产品的特点 3

1．2 电子产品的可靠性要求 4

1．3 电子产品可靠性简介 5

1．3．1 可靠性的概念 5

1．3．2 可靠性的分类 5

1．4 影响电子产品可靠性的主要因素 6

1．5 提高电子产品可靠性的主要措施 7

1．5．1 可靠性设计 7

1．5．2 可靠性试验验证 9

1．6 电子产品可靠性试验介绍 10

1．6．1 可靠性试验的目的 10

1．6．2 可靠性试验的分类 11

1．7 小结 13

第2章　电子产品工艺设计简介 14

2．1 工艺的基本概念 14

2．2 工艺设计的概念和内涵 15

2．3 工艺设计的方法和原则 16

2．4 工艺设计概念的拓展 17

2．4．1 并行工程的概念和内涵 17

2．4．2 DFX的概念和内涵 19

2．4．3 DFX是工艺设计概念的拓展 21

2．5 电子产品工艺设计内容 21

元器件与材料工艺选型篇

第3章　电子元器件的工艺选型 25

3．1 电子元器件工艺选型目的 25

3．2 电子元器件工艺选型原则 25

3．3 电子元器件工艺选型要求 27

3．3．1 尺寸要求 27

3．3．2 可焊性镀层要求 30

3．3．3 耐热性能要求 34

3．3．4 耐潮湿性能要求 37

3．3．5 防静电性能要求 41

3．3．6 元器件包装要求 43

3．3．7 其他工艺选型要求 44

3．4 常用电子元器件选用指南 44

3．4．1 电阻器选用 44

3．4．2 电容器选用 45

3．4．3 继电器选用 45

3．4．4 IC等半导体器件选用 46

3．4．5 其他元器件选用 46

3．5 电子元器件选用工艺性检查 47

3．5．1 可获得性 47

3．5．2 经济性 47

3．5．3 可靠性 47

3．5．4 可制造性 48

3．5．5 可装配性 48

第4章 印制板（PCB）的工艺选型 49

4．1 PCB的由来 49

4．2 PCB工艺选型的目的 50

4．3 电子装联常用PCB分类及简介 50

4．3．1 按结构形式分类 50

4．3．2 按性能等级分类 53

4．3．3 按材料分类 53

4．3．4 按用途分类 55

4．4 PCB生产工艺简介 56

4．4．1 生产工序 56

4．4．2 生产工艺 58

4．5 PCB表面处理工艺简介 60

4．6 PCB工艺选型要求 62

4．6．1 基材选择 62

4．6．2 厚度选择 63

4．6．3 镀层选择 64

4．6．4 结构/层数选择 64

4．6．5 外形及尺寸选择 64

4．6．6 平整度要求 65

4．6．7 尺寸公差要求 66

4．7 PCB验收要求 67

4．7．1 验收标准 67

4．7．2 检验内容和可接受条件 69

第5章　导线/电缆线与电连接器的工艺选型 73

5．1 导线/电缆线的概念及简介 73

5．1．1 导线/电缆线的定义 73

5．1．2 导线分类及简介 73

5．1．3 电缆线分类及简介 75

5．2 导线/电缆线选用要求 76

5．2．1 一般要求 76

5．2．2 额定电压与额定电流要求 76

5．2．3 线径及安装强度要求 76

5．2．4 材料性能要求 77

5．2．5 射频电缆线选用要求 77

5．3 电子产品导线/电缆线选用指南 77

5．3．1 裸线的选用 77

5．3．2 电磁线的选用 78

5．3．3 绝缘电线的选用 78

5．4 电连接器的概念及简介 80

5．4．1 电连接器的定义 80

5．4．2 电连接器的分类及简介 81

5．4．3 电连接器的命名（标志） 83

5．4．4 电连接器适用标准 84

5．5 电连接器工艺选型要求 85

5．5．1 选用原则 85

5．5．2 功能选择 86

5．5．3 参数及结构形式选择 86

5．5．4 质量等级选择 90

5．5．5 型号、品种、规格选择 90

5．5．6 供货单位选择 91

5．6 电连接器选用案例 91

可制造性设计篇

第6章　PCB可制造性设计 95

6．1 PCB设计的概念及简介 95

6．2 PCB可制造性设计要素 96

6．3 PCB可制造性设计要求 96

6．3．1 加工文件要求 96

6．3．2 基材选用要求 97

6．3．3 厚度设计要求 99

6．3．4 结构设计要求 100

6．3．5 外形尺寸设计要求 101

6．3．6 拼板设计 101

6．3．7 PCB拼板布局设计 106

6．3．8 PCB拼板连接方式设计 108

6．3．9 线宽/线距设计 110

6．3．10 孔盘设计 112

6．3．11 阻焊设计 114

6．3．12 表面镀层选用要求 116

第7章 PCBA可制造性设计 117

7．1 可制造性设计的基本概念 117

7．2 可制造性设计对生产的意义 118

7．3 PCBA可制造性设计简介 119

7．4 PCBA可制造性设计相关要素 120

7．5 PCBA可制造性设计流程及原则 121

7．6 PCBA可制造性设计要求 123

7．6．1 自动化生产传送和定位要素设计要求 123

7．6．2 组装工艺路径设计 129

7．6．3 元器件布局设计 132

7．6．4 表面贴装元器件焊盘设计 139

7．6．5 与焊盘连接的导通孔设计 155

7．6．6 盘中孔设计 157

7．6．7 插装元器件孔盘设计 159

第8章 低频电缆组装件工艺设计 162

8．1 低频电缆组装件简介 162

8．1．1 电缆组装件的概念 162

8．1．2 装备用低频电缆组装件分类 162

8．1．3 装备用电缆组装件制作材料介绍 164

8．2 装备用低频电缆组装件设计原则 170

8．3 装备用低频电缆组装件设计要求 171

8．3．1 电连接器的选用 171

8．3．2 导线/电缆线的选用 173

8．3．3 电连接器的接点分配 175

8．3．4 导线/电缆线与电连接器的匹配性要求 176

8．3．5 分支设计 178

8．3．6 电缆组装件的防护/保护设计 183

8．4 某星用低频电缆网设计案例 184

8．4．1 电连接器的选择 185

8．4．2 导线/电缆线的选择 188

8．4．3 接线表设计 189

8．4．4 电缆的分支设计 190

8．4．5 电缆网结构搭接设计 190

8．4．6 电缆组装件制作工艺要求 191

结构设计与防护设计篇

第9章 电子产品整机结构设计 195

9．1 电子产品整机结构设计简介 195

9．2 电子产品整机结构设计的内容 196

9．3 电子产品整机结构设计的基本原则 197

9．4 电子产品整机结构设计的顺序及要求 199

9．5 电子产品整机结构设计的工艺性要求 202

9．5．1 机电连接接口设计 202

9．5．2 布局设计 202

9．5．3 尺寸设计 203

9．5．4 组装结构设计 203

9．6 典型机械结构件设计及工艺性要求 204

9．6．1 机箱（柜） 204

9．6．2 底座 210

9．6．3 面板 212

9．6．4 其他常见零件 214

第10章 电子产品整机防护设计 216

10．1 电子产品整机防护设计简介 216

10．2 电子产品热设计 217

10．2．1 电子产品热设计的目的 217

10．2．2 电子产品散热系统简介 217

10．2．3 电子产品热设计的基本问题及要求 219

10．2．4 电子产品热设计原则 220

10．2．5 自然冷却系统设计 221

10．2．6 强迫风冷散热系统设计 222

10．2．7 液冷式冷板散热系统设计 224

10．2．8 其他冷却系统设计介绍 225

10．3 电子产品抗振/缓冲设计 226

10．3．1 电子产品抗振/缓冲设计简介 226

10．3．2 加固设计 227

10．3．3 隔振缓冲设计 230

10．4 电子产品电磁兼容性设计 232

10．4．1 电磁兼容性设计简介 232

10．4．2 电磁干扰的概念及简介 233

10．4．3 电磁干扰分类 234

10．4．4 电磁干扰抑制技术 235

10．4．5 电磁兼容性设计原则 236

10．4．6 接地设计 237

10．4．7 屏蔽设计 242

10．4．8 滤波设计 245

10．4．9 布线设计 247

10．4．10 电路抗干扰设计 248

10．5 某星载应答机电磁兼容性设计案例 249

10．5．1 整机的电磁兼容结构形式 250

10．5．2 机箱的电磁屏蔽设计 251

10．5．3 滤波设计 252

10．5．4 接地设计 253

10．6 电子设备“三防”设计 254

10．6．1 “三防”技术简介 254

10．6．2 “三防”技术的内容及其对电子产品的影响 254

10．6．3 “三防”设计内容 256

10．6．4 “三防”设计措施 257

附录A 参考及引用标准 259

A．1 中华人民共和国国家标准（GB） 259

A．2 中华人民共和国国家军用标准（GJB） 259

A．3 中华人民共和国航天行业标准（QJ） 259

A．4 中华人民共和国航空行业标准（HB） 260

A．5 中华人民共和国电子行业标准（SJ） 260

A．6 美国连接电子业协会标准（IPC） 260

参考文献 262

王威，工学博士，高级工程师，广东省电子学会SMT专业委员会资深专家委员，现任中国科学院长春光机所电装中心主任，在电子产品可靠性工程、电子产品可制造性设计和电子产品工艺可靠性设计等方面拥有丰富的实践经验。 2100433B

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