数理科学与化学 类型
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204千字 字数
2019-06-01 发行日期
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工程师指南：焊接基础、组装核心工艺及可靠性问题

内容简介

本书是写给那些在生产一线忙碌的工程师的，以工程应用为目标，聚焦基本概念与原理、表面组装核心工艺、主要组装工艺问题及最新应用问题，以图文并茂的形式，介绍了焊接的基础原理与概念、表面组装的核心工艺与常见不良现象，以及组装工艺带来的可靠性问题。

目录

  • 封面
  • 扉页
  • 版权信息
  • 序言
  • 前言
  • 目录
  • 第一部分 工艺基础
  • 第1章 概述
  • 1.1 电子组装技术的发展
  • 1.2 表面组装技术
  • 1.2.1 元器件封装形式的发展
  • 1.2.2 印制电路板技术的发展
  • 1.2.3 表面组装技术的发展
  • 1.3 表面组装基本工艺流程
  • 1.3.1 再流焊接工艺流程
  • 1.3.2 波峰焊接工艺流程
  • 1.4 表面组装方式与工艺路径
  • 1.5 表面组装技术的核心与关键点
  • 1.6 表面组装元器件的焊接
  • 案例1 QFN的桥连
  • 案例2 BGA的球窝与开焊
  • 1.7 表面组装技术知识体系
  • 第2章 焊接基础
  • 2.1 软钎焊工艺
  • 2.2 焊点与焊锡材料
  • 2.3 焊点形成过程及影响因素
  • 2.4 润湿
  • 2.4.1 焊料的表面张力
  • 2.4.2 焊接温度
  • 2.4.3 焊料合金元素与添加量
  • 2.4.4 金属在熔融Sn合金中的溶解率
  • 2.4.5 金属间化合物
  • 2.5 相位图和焊接
  • 2.6 表面张力
  • 2.6.1 表面张力概述
  • 2.6.2 表面张力起因
  • 2.6.3 表面张力对液态焊料表面外形的影响
  • 2.6.4 表面张力对焊点形成过程的影响
  • 案例3 片式元件再流焊接时焊点的形成过程
  • 案例4 BGA再流焊接时焊点的形成过程
  • 2.7 助焊剂在焊接过程中的作用行为
  • 2.7.1 再流焊接工艺中助焊剂的作用行为
  • 2.7.2 波峰焊接工艺中助焊剂的作用行为
  • 案例5 OSP板采用水基助焊剂波峰焊时漏焊
  • 2.8 可焊性
  • 2.8.1 可焊性概述
  • 2.8.2 影响可焊性的因素
  • 2.8.3 可焊性测试方法
  • 2.8.4 润湿称量法
  • 2.8.5 浸渍法
  • 2.8.6 铺展法
  • 2.8.7 老化
  • 第3章 焊料合金、微观组织与性能
  • 3.1 常用焊料合金
  • 3.1.1 Sn-Ag合金
  • 3.1.2 Sn-Cu合金
  • 3.1.3 Sn-Bi合金
  • 3.1.4 Sn-Sb合金
  • 3.1.5 提高焊点可靠性的途径
  • 3.1.6 无铅合金中常用添加合金元素的作用
  • 3.2 焊点的微观结构与影响因素
  • 3.2.1 组成元素
  • 3.2.2 工艺条件
  • 3.3 焊点的微观结构与机械性能
  • 3.3.1 焊点（焊料合金）的金相组织
  • 3.3.2 焊接界面金属间化合物
  • 3.3.3 不良的微观组织
  • 3.4 无铅焊料合金的表面形貌
  • 第二部分 工艺原理与不良
  • 第4章 助焊剂
  • 4.1 助焊剂的发展历程
  • 4.2 液态助焊剂的分类标准与代码
  • 4.3 液态助焊剂的组成、功能与常用类别
  • 4.3.1 组成
  • 4.3.2 功能
  • 4.3.3 常用类别
  • 4.4 液态助焊剂的技术指标与检测
  • 4.5 助焊剂的选型评估
  • 4.5.1 桥连缺陷率
  • 4.5.2 通孔透锡率
  • 4.5.3 焊盘上锡饱满度
  • 4.5.4 焊后PCB表面洁净度
  • 4.5.5 ICT测试直通率
  • 4.5.6 助焊剂的多元化
  • 4.6 白色残留物
  • 4.6.1 焊剂中的松香
  • 4.6.2 松香变形物
  • 4.6.3 有机金属盐
  • 4.6.4 无机金属盐
  • 第5章 焊膏
  • 5.1 焊膏及组成
  • 5.2 助焊剂的组成与功能
  • 5.2.1 树脂
  • 5.2.2 活化剂
  • 5.2.3 溶剂
  • 5.2.4 流变添加剂
  • 5.2.5 焊膏配方设计的工艺性考虑
  • 5.3 焊粉
  • 5.4 助焊反应
  • 5.4.1 酸基反应
  • 5.4.2 氧化-还原反应
  • 5.5 焊膏流变性要求
  • 5.5.1 黏度及测量
  • 5.5.2 流体的流变特性
  • 5.5.3 影响焊膏流变性的因素
  • 5.6 焊膏的性能评估与选型
  • 5.7 焊膏的储存与应用
  • 5.7.1 储存、解冻与搅拌
  • 5.7.2 使用时间与再使用注意事项
  • 5.7.3 常见不良
  • 第6章 PCB表面镀层及工艺特性
  • 6.1 ENIG镀层
  • 6.1.1 工艺特性
  • 6.1.2 应用问题
  • 6.2 Im-Sn镀层
  • 6.2.1 工艺特性
  • 6.2.2 应用问题
  • 案例6 镀Sn层薄导致虚焊
  • 6.3 Im-Ag镀层
  • 6.3.1 工艺特性
  • 6.3.2 应用问题
  • 6.4 OSP膜
  • 6.4.1 OSP膜及其发展历程
  • 6.4.2 OSP工艺
  • 6.4.3 铜面氧化来源与影响
  • 6.4.4 氧化层的形成程度与通孔爬锡能力
  • 6.4.5 OSP膜的优势与劣势
  • 6.4.6 应用问题
  • 6.5 无铅喷锡
  • 6.5.1 工艺特性
  • 6.5.2 应用问题
  • 6.6 无铅表面耐焊接性对比
  • 第7章 元器件引脚/焊端镀层及工艺性
  • 7.1 表面组装元器件封装类别
  • 7.2 电极镀层结构
  • 7.3 Chip类封装
  • 7.4 SOP/QFP类封装
  • 7.5 BGA类封装
  • 7.6 QFN类封装
  • 7.7 插件类封装
  • 第8章 焊膏印刷与常见不良
  • 8.1 焊膏印刷
  • 8.2 印刷原理
  • 8.3 影响焊膏印刷的因素
  • 8.3.1 焊膏性能
  • 8.3.2 模板因素
  • 8.3.3 印刷参数
  • 8.3.4 擦网/底部擦洗
  • 8.3.5 PCB支撑
  • 8.3.6 实际生产中影响焊膏填充与转移的其他因素
  • 8.4 常见印刷不良现象及原因
  • 8.4.1 印刷不良现象
  • 8.4.2 印刷厚度不良
  • 8.4.3 污斑/边缘挤出
  • 8.4.4 少锡与漏印
  • 8.4.5 拉尖/狗耳朵
  • 8.4.6 塌陷
  • 8.5 SPI应用探讨
  • 8.5.1 焊膏印刷不良对焊接质量的影响
  • 8.5.2 焊膏印刷图形可接受条件
  • 8.5.3 0.4mm间距CSP
  • 8.5.4 0.4mm间距QFP
  • 8.5.5 0.4～0.5mm间距QFN
  • 8.5.6 0201
  • 第9章 钢网设计与常见不良
  • 9.1 钢网
  • 9.2 钢网制造要求
  • 9.3 模板开口设计基本要求
  • 9.3.1 面积比
  • 9.3.2 阶梯模板
  • 9.4 模板开口设计
  • 9.4.1 通用原则
  • 9.4.2 片式元件
  • 9.4.3 QFP
  • 9.4.4 BGA
  • 9.4.5 QFN
  • 9.5 常见的不良开口设计
  • 9.5.1 模板设计的主要问题
  • 案例7 模板避孔距离不够导致散热焊盘少锡
  • 案例8 焊盘宽、引脚窄导致SIM卡移位
  • 案例9 熔融焊锡漂浮导致变压器移位
  • 案例10 防锡珠开孔导致圆柱形二极管炉后飞料问题
  • 9.5.2 模板开窗在改善焊接良率方面的应用
  • 案例11 兼顾开焊与桥连的葫芦形开窗设计
  • 案例12 电解电容底座鼓包导致移位
  • 案例13 超薄BGA变形导致桥连与球窝
  • 第10章 再流焊接与常见不良
  • 10.1 再流焊接
  • 10.2 再流焊接工艺的发展历程
  • 10.3 热风再流焊接技术
  • 10.4 热风再流焊接加热特性
  • 10.5 温度曲线
  • 10.5.1 温度曲线的形状
  • 10.5.2 温度曲线主要参数与设置要求
  • 10.5.3 炉温设置与温度曲线测试
  • 10.5.4 再流焊接曲线优化
  • 10.6 低温焊料焊接SAC锡球的BGA混装再流焊接工艺
  • 10.6.1 有铅焊料焊接无铅BGA的混装工艺
  • 10.6.2 低温焊料焊接SAC锡球的混装再流焊接工艺
  • 10.7 常见焊接不良
  • 10.7.1 冷焊
  • 10.7.2 不润湿
  • 案例14 连接器引脚润湿不良现象
  • 案例15 沉锡板焊盘不上锡现象
  • 10.7.3 半润湿
  • 10.7.4 渗析
  • 10.7.5 立碑
  • 10.7.6 偏移
  • 案例16 限位导致手机电池连接器偏移
  • 案例17 元器件安装底部喷出的热气流导致元器件偏移
  • 案例18 元器件焊盘比引脚宽导致元器件偏移
  • 案例19 片式元件底部有半塞导通孔导致偏移
  • 案例20 不对称焊端容易导致偏移
  • 10.7.7 芯吸
  • 10.7.8 桥连
  • 案例21 0.4mm QFP桥连
  • 案例22 0.4mm间距CSP（也称μBGA）桥连
  • 案例23 铆接锡块表贴连接器桥连
  • 10.7.9 空洞
  • 案例24 BGA焊球表面氧化等导致空洞形成
  • 案例25 焊盘上的树脂填孔吸潮导致空洞形成
  • 案例26 HDI微盲孔导致BGA焊点空洞形成
  • 案例27 焊膏不足导致空洞产生
  • 案例28 排气通道不畅导致空洞产生
  • 案例29 喷印焊膏导致空洞产生
  • 案例30 QFP引脚表面污染导致空洞产生
  • 10.7.10 开路
  • 10.7.11 锡球
  • 10.7.12 锡珠
  • 10.7.13 飞溅物
  • 10.8 不同工艺条件下用63Sn/37Pb焊接SAC305 BGA的切片图
  • 第11章 特定封装的焊接与常见不良
  • 11.1 封装焊接
  • 11.2 SOP/QFP
  • 11.2.1 桥连
  • 案例31 某板上一个0.4mm间距QFP桥连率达到75%
  • 案例32 QFP焊盘加工尺寸偏窄导致桥连率增加
  • 11.2.2 虚焊
  • 11.3 QFN
  • 11.3.1 QFN封装与工艺特点
  • 11.3.2 虚焊
  • 11.3.3 桥连
  • 11.3.4 空洞
  • 11.4 BGA
  • 11.4.1 BGA封装类别与工艺特点
  • 11.4.2 无润湿开焊
  • 11.4.3 球窝焊点
  • 11.4.4 缩锡断裂
  • 11.4.5 二次焊开裂
  • 11.4.6 应力断裂
  • 11.4.7 坑裂
  • 11.4.8 块状IMC断裂
  • 11.4.9 热循环疲劳断裂
  • 第12章 波峰焊接与常见不良
  • 12.1 波峰焊接
  • 12.2 波峰焊接设备的组成及功能
  • 12.3 波峰焊接设备的选择
  • 12.4 波峰焊接工艺参数设置与温度曲线的测量
  • 12.4.1 工艺参数
  • 12.4.2 工艺参数设置要求
  • 12.4.3 波峰焊接温度曲线测量
  • 12.5 助焊剂在波峰焊接工艺过程中的行为
  • 12.6 波峰焊接焊点的要求
  • 12.7 波峰焊接常见不良
  • 12.7.1 桥连
  • 12.7.2 透锡不足
  • 12.7.3 锡珠
  • 12.7.4 漏焊
  • 12.7.5 尖状物
  • 12.7.6 气孔—吹气孔/针孔
  • 12.7.7 孔填充不良
  • 12.7.8 板面脏
  • 12.7.9 元器件浮起
  • 案例33 连接器浮起
  • 12.7.10 焊点剥离
  • 12.7.11 焊盘剥离
  • 12.7.12 凝固开裂
  • 12.7.13 引线润湿不良
  • 12.7.14 焊盘润湿不良
  • 第13章 返工与手工焊接常见不良
  • 13.1 返工工艺目标
  • 13.2 返工程序
  • 13.2.1 元器件拆除
  • 13.2.2 焊盘整理
  • 13.2.3 元器件安装
  • 13.2.4 工艺的选择
  • 13.3 常用返工设备/工具与工艺特点
  • 13.3.1 烙铁
  • 13.3.2 热风返修工作站
  • 13.3.3 吸锡器
  • 13.4 常见返修失效案例
  • 案例34 采用加焊剂方式对虚焊的QFN进行重焊导致返工失败
  • 案例35 采用加焊剂方式对虚焊的BGA进行重焊导致BGA中心焊点断裂
  • 案例36 风枪返修导致周边邻近带散热器的BGA焊点开裂
  • 案例37 返修时加热速率太大导致BGA角部焊点桥连
  • 案例38 手工焊接大尺寸片式电容导致开裂
  • 案例39 手工焊接插件导致相连片式电容失效
  • 案例40 手工焊接大热容量插件时长时间加热导致PCB分层
  • 案例41 采用铜辫子返修细间距元器件容易发生微桥连现象
  • 第三部分 组装可靠性
  • 第14章 可靠性概念
  • 14.1 可靠性定义
  • 14.1.1 可靠度
  • 14.1.2 MTBF与MTTF
  • 14.1.3 故障率
  • 14.2 影响电子产品可靠性的因素
  • 14.2.1 常见设计不良
  • 14.2.2 制造影响因素
  • 14.2.3 使用时的劣化因素
  • 14.3 常用的可靠性试验评估方法—温度循环试验
  • 第15章 完整焊点要求
  • 15.1 组装可靠性
  • 15.2 完整焊点
  • 15.3 常见不完整焊点
  • 第16章 组装应力失效
  • 16.1 应力敏感封装
  • 16.2 片式电容
  • 16.2.1 分板作业
  • 16.2.2 烙铁焊接
  • 16.3 BGA
  • 第17章 使用中温度循环疲劳失效
  • 17.1 高温环境下的劣化
  • 17.1.1 高温下金属的扩散
  • 17.1.2 界面劣化
  • 17.2 蠕变
  • 17.3 机械疲劳与温度循环
  • 案例42 拉应力叠加时的热疲劳断裂
  • 案例43 某模块灌封工艺失控导致焊点受到拉应力作用
  • 案例44 灌封胶与PCB的CTE不匹配导致焊点早期疲劳失效（开裂）
  • 第18章 环境因素引起的失效
  • 18.1 环境引起的失效
  • 18.1.1 电化学腐蚀
  • 18.1.2 化学腐蚀
  • 18.2 CAF
  • 18.3 银迁移
  • 18.4 硫化腐蚀
  • 18.5 爬行腐蚀
  • 第19章 锡须
  • 19.1 锡须概述
  • 19.2 锡须产生的原因
  • 19.3 锡须产生的五种基本场景
  • 19.4 室温下锡须的生长
  • 19.5 温度循环（热冲击）作用下锡须的生长
  • 19.6 氧化腐蚀引起的锡须生长
  • 案例45 某产品单板上的轻触开关因锡须短路
  • 19.7 外界压力作用下锡须的生长
  • 19.8 控制锡须生长的建议
  • 后记
  • 参考文献
  • 反侵权盗版声明
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出版方

电子工业出版社

电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。