高可靠性電子產(chǎn)品工藝設計及案例分析

基本概念篇

第1章　電子產(chǎn)品可靠性概述 3

1．1 現(xiàn)代電子產(chǎn)品的特點 3

1．2 電子產(chǎn)品的可靠性要求 4

1．3 電子產(chǎn)品可靠性簡介 5

1．3．1 可靠性的概念 5

1．3．2 可靠性的分類 5

1．4 影響電子產(chǎn)品可靠性的主要因素 6

1．5 提高電子產(chǎn)品可靠性的主要措施 7

1．5．1 可靠性設計 7

1．5．2 可靠性試驗驗證 9

1．6 電子產(chǎn)品可靠性試驗介紹 10

1．6．1 可靠性試驗的目的 10

1．6．2 可靠性試驗的分類 11

1．7 小結(jié) 13

第2章　電子產(chǎn)品工藝設計簡介 14

2．1 工藝的基本概念 14

2．2 工藝設計的概念和內(nèi)涵 15

2．3 工藝設計的方法和原則 16

2．4 工藝設計概念的拓展 17

2．4．1 并行工程的概念和內(nèi)涵 17

2．4．2 DFX的概念和內(nèi)涵 19

2．4．3 DFX是工藝設計概念的拓展 21

2．5 電子產(chǎn)品工藝設計內(nèi)容 21

元器件與材料工藝選型篇

第3章　電子元器件的工藝選型 25

3．1 電子元器件工藝選型目的 25

3．2 電子元器件工藝選型原則 25

3．3 電子元器件工藝選型要求 27

3．3．1 尺寸要求 27

3．3．2 可焊性鍍層要求 30

3．3．3 耐熱性能要求 34

3．3．4 耐潮濕性能要求 37

3．3．5 防靜電性能要求 41

3．3．6 元器件包裝要求 43

3．3．7 其他工藝選型要求 44

3．4 常用電子元器件選用指南 44

3．4．1 電阻器選用 44

3．4．2 電容器選用 45

3．4．3 繼電器選用 45

3．4．4 IC等半導體器件選用 46

3．4．5 其他元器件選用 46

3．5 電子元器件選用工藝性檢查 47

3．5．1 可獲得性 47

3．5．2 經(jīng)濟性 47

3．5．3 可靠性 47

3．5．4 可制造性 48

3．5．5 可裝配性 48

第4章 印制板（PCB）的工藝選型 49

4．1 PCB的由來 49

4．2 PCB工藝選型的目的 50

4．3 電子裝聯(lián)常用PCB分類及簡介 50

4．3．1 按結(jié)構形式分類 50

4．3．2 按性能等級分類 53

4．3．3 按材料分類 53

4．3．4 按用途分類 55

4．4 PCB生產(chǎn)工藝簡介 56

4．4．1 生產(chǎn)工序 56

4．4．2 生產(chǎn)工藝 58

4．5 PCB表面處理工藝簡介 60

4．6 PCB工藝選型要求 62

4．6．1 基材選擇 62

4．6．2 厚度選擇 63

4．6．3 鍍層選擇 64

4．6．4 結(jié)構/層數(shù)選擇 64

4．6．5 外形及尺寸選擇 64

4．6．6 平整度要求 65

4．6．7 尺寸公差要求 66

4．7 PCB驗收要求 67

4．7．1 驗收標準 67

4．7．2 檢驗內(nèi)容和可接受條件 69

第5章　導線/電纜線與電連接器的工藝選型 73

5．1 導線/電纜線的概念及簡介 73

5．1．1 導線/電纜線的定義 73

5．1．2 導線分類及簡介 73

5．1．3 電纜線分類及簡介 75

5．2 導線/電纜線選用要求 76

5．2．1 一般要求 76

5．2．2 額定電壓與額定電流要求 76

5．2．3 線徑及安裝強度要求 76

5．2．4 材料性能要求 77

5．2．5 射頻電纜線選用要求 77

5．3 電子產(chǎn)品導線/電纜線選用指南 77

5．3．1 裸線的選用 77

5．3．2 電磁線的選用 78

5．3．3 絕緣電線的選用 78

5．4 電連接器的概念及簡介 80

5．4．1 電連接器的定義 80

5．4．2 電連接器的分類及簡介 81

5．4．3 電連接器的命名（標志） 83

5．4．4 電連接器適用標準 84

5．5 電連接器工藝選型要求 85

5．5．1 選用原則 85

5．5．2 功能選擇 86

5．5．3 參數(shù)及結(jié)構形式選擇 86

5．5．4 質(zhì)量等級選擇 90

5．5．5 型號、品種、規(guī)格選擇 90

5．5．6 供貨單位選擇 91

5．6 電連接器選用案例 91

可制造性設計篇

第6章　PCB可制造性設計 95

6．1 PCB設計的概念及簡介 95

6．2 PCB可制造性設計要素 96

6．3 PCB可制造性設計要求 96

6．3．1 加工文件要求 96

6．3．2 基材選用要求 97

6．3．3 厚度設計要求 99

6．3．4 結(jié)構設計要求 100

6．3．5 外形尺寸設計要求 101

6．3．6 拼板設計 101

6．3．7 PCB拼板布局設計 106

6．3．8 PCB拼板連接方式設計 108

6．3．9 線寬/線距設計 110

6．3．10 孔盤設計 112

6．3．11 阻焊設計 114

6．3．12 表面鍍層選用要求 116

第7章 PCBA可制造性設計 117

7．1 可制造性設計的基本概念 117

7．2 可制造性設計對生產(chǎn)的意義 118

7．3 PCBA可制造性設計簡介 119

7．4 PCBA可制造性設計相關要素 120

7．5 PCBA可制造性設計流程及原則 121

7．6 PCBA可制造性設計要求 123

7．6．1 自動化生產(chǎn)傳送和定位要素設計要求 123

7．6．2 組裝工藝路徑設計 129

7．6．3 元器件布局設計 132

7．6．4 表面貼裝元器件焊盤設計 139

7．6．5 與焊盤連接的導通孔設計 155

7．6．6 盤中孔設計 157

7．6．7 插裝元器件孔盤設計 159

第8章 低頻電纜組裝件工藝設計 162

8．1 低頻電纜組裝件簡介 162

8．1．1 電纜組裝件的概念 162

8．1．2 裝備用低頻電纜組裝件分類 162

8．1．3 裝備用電纜組裝件制作材料介紹 164

8．2 裝備用低頻電纜組裝件設計原則 170

8．3 裝備用低頻電纜組裝件設計要求 171

8．3．1 電連接器的選用 171

8．3．2 導線/電纜線的選用 173

8．3．3 電連接器的接點分配 175

8．3．4 導線/電纜線與電連接器的匹配性要求 176

8．3．5 分支設計 178

8．3．6 電纜組裝件的防護/保護設計 183

8．4 某星用低頻電纜網(wǎng)設計案例 184

8．4．1 電連接器的選擇 185

8．4．2 導線/電纜線的選擇 188

8．4．3 接線表設計 189

8．4．4 電纜的分支設計 190

8．4．5 電纜網(wǎng)結(jié)構搭接設計 190

8．4．6 電纜組裝件制作工藝要求 191

結(jié)構設計與防護設計篇

第9章 電子產(chǎn)品整機結(jié)構設計 195

9．1 電子產(chǎn)品整機結(jié)構設計簡介 195

9．2 電子產(chǎn)品整機結(jié)構設計的內(nèi)容 196

9．3 電子產(chǎn)品整機結(jié)構設計的基本原則 197

9．4 電子產(chǎn)品整機結(jié)構設計的順序及要求 199

9．5 電子產(chǎn)品整機結(jié)構設計的工藝性要求 202

9．5．1 機電連接接口設計 202

9．5．2 布局設計 202

9．5．3 尺寸設計 203

9．5．4 組裝結(jié)構設計 203

9．6 典型機械結(jié)構件設計及工藝性要求 204

9．6．1 機箱（柜） 204

9．6．2 底座 210

9．6．3 面板 212

9．6．4 其他常見零件 214

第10章 電子產(chǎn)品整機防護設計 216

10．1 電子產(chǎn)品整機防護設計簡介 216

10．2 電子產(chǎn)品熱設計 217

10．2．1 電子產(chǎn)品熱設計的目的 217

10．2．2 電子產(chǎn)品散熱系統(tǒng)簡介 217

10．2．3 電子產(chǎn)品熱設計的基本問題及要求 219

10．2．4 電子產(chǎn)品熱設計原則 220

10．2．5 自然冷卻系統(tǒng)設計 221

10．2．6 強迫風冷散熱系統(tǒng)設計 222

10．2．7 液冷式冷板散熱系統(tǒng)設計 224

10．2．8 其他冷卻系統(tǒng)設計介紹 225

10．3 電子產(chǎn)品抗振/緩沖設計 226

10．3．1 電子產(chǎn)品抗振/緩沖設計簡介 226

10．3．2 加固設計 227

10．3．3 隔振緩沖設計 230

10．4 電子產(chǎn)品電磁兼容性設計 232

10．4．1 電磁兼容性設計簡介 232

10．4．2 電磁干擾的概念及簡介 233

10．4．3 電磁干擾分類 234

10．4．4 電磁干擾抑制技術 235

10．4．5 電磁兼容性設計原則 236

10．4．6 接地設計 237

10．4．7 屏蔽設計 242

10．4．8 濾波設計 245

10．4．9 布線設計 247

10．4．10 電路抗干擾設計 248

10．5 某星載應答機電磁兼容性設計案例 249

10．5．1 整機的電磁兼容結(jié)構形式 250

10．5．2 機箱的電磁屏蔽設計 251

10．5．3 濾波設計 252

10．5．4 接地設計 253

10．6 電子設備“三防”設計 254

10．6．1 “三防”技術簡介 254

10．6．2 “三防”技術的內(nèi)容及其對電子產(chǎn)品的影響 254

10．6．3 “三防”設計內(nèi)容 256

10．6．4 “三防”設計措施 257

附錄A 參考及引用標準 259

A．1 中華人民共和國國家標準（GB） 259

A．2 中華人民共和國國家軍用標準（GJB） 259

A．3 中華人民共和國航天行業(yè)標準（QJ） 259

A．4 中華人民共和國航空行業(yè)標準（HB） 260

A．5 中華人民共和國電子行業(yè)標準（SJ） 260

A．6 美國連接電子業(yè)協(xié)會標準（IPC） 260

參考文獻 262

王威，工學博士，高級工程師，廣東省電子學會SMT專業(yè)委員會資深專家委員，現(xiàn)任中國科學院長春光機所電裝中心主任，在電子產(chǎn)品可靠性工程、電子產(chǎn)品可制造性設計和電子產(chǎn)品工藝可靠性設計等方面擁有豐富的實踐經(jīng)驗。 2100433B

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