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现代电子装联焊接技术基础及其应用图书目录

现代电子装联焊接技术基础及其应用图书目录

目录 第1章电子装联焊接技术基础理论 1 1.1 电子装联焊接概论 2 1.1.1 电子装联焊接的定义和分类 2 1.1.2 在电子装联中为什么要采用软钎焊工艺及其特点 2 1.1.3 软钎焊技术在电子装联工艺中的重要地位 3 1.2 焊接科学及基础理论 4 1.2.1 焊接技术概述 4 1.2.2 金属焊接接合机理 4 1.2.3 润湿理论——杨氏公式 9 1.2.4 接触角（"para" label-module="para"> 1.2.5 弯曲液面下的附加压强——拉普拉斯方程 12 1.2.6 扩散、菲克（Fick）定律及扩散激活能 14 1.2.7 毛细现象 18 1.2.8 母材的熔蚀 20 1.3 焊接接头及其形成过程 21 1.3.1 润湿和连接界面 21 1.3.2 可焊性 22 1.3.3 固着面积 22 1.3.4 钎料接头产生连接强度的机理 22 1.3.5 形成焊接连接的必要条件 24 1.3.6 焊接接头形成的物理过程 26 1.4 焊接接头界面的金属状态 28 1.4.1 界面层的金属组织 28 1.4.2 合金层（金属间化合物）的形成 29 1.4.3 界面层的结晶和凝固 35 1.4.4 焊点的接头厚度和钎接温度对焊点的机械强度的影响 35 思考题 36 第2章焊接接头的界面特性 39 2.1 焊料的润湿和界面的形成 40 2.1.1 焊料的润湿 40 2.1.2 界面的形成 41 2.1.3 焊接界面反应机理 42 2.2 界面反应和组织 44 2.2.1 Sn和Cu的界面反应 44 2.2.2 Sn基焊料和母材Cu的界面反应 45 2.2.3 Sn基焊料合金和Ni的界面反应 49 2.2.4 Sn基焊料和Ni/Au镀层的冶金反应 51 2.2.5 Sn基焊料和Pd及Ni/Pd/Au涂覆层的冶金反应 53 2.2.6 Sn基焊料和Fe基合金的界面反应 54 2.2.7 Sn基焊料和被OSP保护金属的界面反应 55 思考题 57 第3章电子装联焊接用焊料 59 3.1 焊料冶金学知识 60 3.1.1 冶金学导言 60 3.1.2 相图 62 3.2 有Pb焊接用的SnPb基焊料 64 3.2.1 焊料常用的几种基本金属元素特性 64 3.2.2 SnPb合金 66 3.2.3 工程用SnPb焊料应用分析 67 3.2.4 SnPb焊料的蠕变性能 70 3.2.5 SnPb焊料合金中的杂质及其影响 70 3.2.6 Sn基有Pb焊料的工程应用 73 3.3 无Pb焊料合金 75 3.3.1 无Pb焊料合金的发展概况 75 3.3.2 实用的无Pb焊料合金 77 3.3.3 实用替代合金的应用特性 78 3.3.4 SnAg系合金 79 3.3.5 SnCu系合金 81 3.4.6 SnBi系合金 82 3.3.7 SnZn系合金 83 3.3.8 SnAgCu 焊料合金 84 3.3.9 SnAgCuBi四元合金 88 3.3.10 SnAgBi、SnAgBiIn合金 89 3.5 IPC SPVC推荐的无Pb焊料合金及其评估 89 3.5.1 IPC SPVC推荐的无Pb焊料合金 89 3.5.2 IPC SPVC对所推荐焊料的研究评估 89 3.6 无Pb焊料合金性能比较 89 3.6.1 SnAgCu与Sn37Pb的工艺性比较 89 3.6.2 常用的无Pb焊料合金的应用性能 90 3.6.3 成分、熔化温度范围和成本 90 3.6.4 润湿性 91 2.6.5 其他主要物理性能 91 2.6.6 接合界面 91 思考题 92 第4章电子装联焊接用助焊剂 93 4.1 焊料的氧化 94 4.1.1 焊料氧化的基本概念 94 4.1.2 影响焊料氧化的基本因素 94 4.2 助焊剂化学 95 4.2.1 助焊剂在焊接过程中的意义 95 4.2.2 助焊剂的作用及作用机理 97 4.2.3 助焊剂应具备的技术特性 99 4.2.4 助焊剂应具备的应用特性 102 4.2.5 助焊剂的分类 102 4.2.6 电子装联焊接用助焊剂的溶剂 107 4.2.7 无铅工艺对助焊剂的挑战 107 4.2.8 无铅助焊剂需要关注的主要性能与可靠性指标 110 4.2.9 助焊剂中活性物质的化学物理特性 110 思考题 113 第5章电子装联焊接用焊膏 115 5.1 概述 116 5.1.1 定义和用途 116 5.1.2 组成和特性 116 5.2 焊膏中常用的焊料合金成分及特性 116 5.2.1 焊膏中常用的焊料合金成分 116 5.2.2 焊膏中常用的焊料合金的特性 119 5.3 焊膏中的糊状助焊剂 121 5.3.1 焊膏中糊状助焊剂的组成及其要求 121 5.3.2 糊状助焊剂各组成部分的作用及作用机理 121 5.3.3 黏合剂 125 5.3.4 触变剂 125 5.3.5 溶剂 126 5.4 焊膏的应用特性 126 5.4.1 焊膏的应用特性 126 5.4.2 焊膏组成及特性对应用特性的影响 127 5.4.3 无铅焊膏应用的工艺性问题 127 5.5 如何选择和评估焊膏 128 5.5.1 选用焊膏时应注意的问题 128 5.5.2 如何评估焊膏 129 5.6 焊膏产品的新发展 130 5.6.1 新概念焊膏1——失活焊膏介绍 130 5.6.2 新概念焊膏2——不用冷藏和解冻，拿来就用的焊膏 134 5.6.3 掺入微量Co的无铅低银焊膏 134 思考题 142 第6章电子装联焊接接头设计 145 6.1 焊点的接头 146 6.1.1 焊接接头设计的意义 146 6.1.2 焊点的接头模型 146 6.1.3 焊接的基本接头结构 147 6.2 焊接接头结构设计对接头机电性能的影响 148 6.2.1 接头的几何形状设计及强度分析 148 6.2.2 焊接接头的电气特性 151 6.3 影响焊接接头机械强度的因素 154 6.3.1 施用的焊料量对焊点剪切强度的影响 154 6.3.2 与熔化焊料接触的时间对焊点剪切强度的影响 155 6.3.3 焊接温度对接头剪切强度的影响 155 6.3.4 接头厚度对强度的影响 156 6.3.5 接头强度随焊料合金成分和基体金属的变化 157 6.3.6 焊料接头的抗蠕变强度 158 6.4 SMT再流焊接接合部的工艺设计 160 6.4.1 THT和SMT焊点接合部的差异 160 6.4.2 再流焊接接合部的工艺设计 162 6.4.3 片式元器件焊接接合部的工艺设计 164 6.4.4 QFP焊接接合部的工艺设计 171 6.4.5 BGA、CSP再流焊接接合部的工艺设计 175 思考题 179 第7章焊接接头母材的预处理及可焊性检测和评估 181 7.1 焊接接头母材的概述 182 7.1.1 母材及其要求 182 7.1.2 母材常用的材料及其特性 182 7.2 母材金属焊接的前处理 184 7.2.1 母材金属焊接前处理的意义及处理方法 184 7.2.2 母材的可焊性涂覆 185 7.2.3 镀层的可焊性评估 187 7.3 元器件引脚常用可焊性镀层的特性描述 188 7.3.1 Au镀层 188 7.3.2 Ag镀层 190 7.3.3 Ni镀层 190 7.3.4 Sn镀层 191 7.3.5 Cu镀层 192 7.3.6 Pd镀层 193 7.3.7 Sn基合金镀层 193 7.4 PCB焊盘常用涂层及其特性 194 7.4.1 PCB焊盘涂层材料选择时应考虑的因素 194 7.4.2 HASL- Sn、SnPb 195 7.4.3 ENIG Ni（P）/Au涂覆层 195 7.4.4 Im-Sn涂覆层 197 7.4.5 Im-Ag涂层 197 7.4.6 OSP涂覆 198 7.4.7 PCB表面涂覆体系的比较 199 7.5 母材金属镀层的腐蚀（氧化） 199 7.5.1 金属腐蚀的定义 199 7.5.2 金属腐蚀的分类 200 7.6 母材金属镀层的可焊性试验 205 7.6.1 可焊性概念 205 7.6.2 母材镀层在贮存期可焊性的蜕变及其试验方法 206 7.6.3 可焊性试验方法 208 思考题 212 第8章现代电子装联PCBA焊接的DMF要求 215 8.1 PCBA焊接DFM 要求对产品生产质量的意义 216 8.1.1 概述 216 8.1.2 DFM是贯彻执行相关产品焊接质量标准的前提 216 8.1.3 良好的DFM对PCBA生产的重要意义 216 8.2 电子产品的分类及安装焊接的质量等级和要求 217 8.2.1 电子产品安装焊接的质量等级 217 8.2.2 电子产品的最终使用类型 218 8.2.3 电子产品的安装类型 218 8.2.4 电子产品的可生产性级别 219 8.3 PCBA波峰焊接安装设计的DFM要求 219 8.3.1 现代电子装联波峰焊接技术特征 219 8.3.2 PCB布线设计应遵循的DFM规则及考虑的因素 220 8.3.3 元器件在PCB上的安装布局要求 220 8.3.4 安装结构形态的选择 221 8.3.5 电源线、地线及导通孔的考虑 223 8.3.6 采用拼板结构时应注意的问题 223 8.3.7 测试焊盘的设置 224 8.3.8 元器件间距 224 8.3.9 阻焊膜的设计 224 8.3.10 排版与布局 225 8.3.11 元器件的安放 225 8.3.12 THT方式的图形布局 226 8.3.13 导线的线形设计 229 8.4 PCBA-SMT方式波峰焊接安装设计的DFM要求 232 8.4.1 PCBA-SMT方式的图形设计 232 8.4.2 IC插座焊盘的排列走向 234 8.4.3 直线密集型焊盘 235 8.4.4 引线伸出焊盘的高度 235 8.4.5 工艺区的设置 235 8.4.6 热工方面的考虑 236 8.4.7 SMT方式安装结构的波峰焊接要求 236 8.4.8 减少热损坏的安装和焊法 239 8.4.9 减少波峰焊接桥连率的安装法 239 8.5 PCBA再流焊接安装设计的DFM要求 240 8.5.1 选用SMT的原则 240 8.5.2 元器件间隔 240 8.5.3 适于清洁的元器件离板高度 241 8.5.4 基准点标记 241 8.5.5 布线设计的DMF要求 243 8.5.6 再流焊接对PCB焊盘的设计要求 245 8.5.7 元器件安装 247 思考题 248 第9章电子装联焊接技术应用概论 249 9.1 电子装联焊接技术概论 250 9.1.1 概述 250 9.1.2 电子装联高效焊接技术 250 9.1.3 焊接方法的分类 250 9.2 电子装联焊接技术的发展 252 9.2.1 传热式焊接方式 252 9.2.2 辐射热焊接方式 257 9.3 自动化焊接系统 259 9.3.1 概述 259 9.3.2 波峰焊接技术的发展 260 9.3.3 再流焊接技术的发展 269 思考题 273 第10章波峰焊接工艺窗口设计及其控制 275 10.1 影响波峰焊接效果的四要素 276 10.1.1 母材金属的可焊性 276 10.1.2 波峰焊接设备 277 10.1.3 PCB图形设计的波峰焊接工艺性 279 10.1.4 波峰焊接工艺的优化 279 10.1.5 无铅波峰焊接的工艺性问题 281 10.2 SMA波峰焊接的波形选择 281 10.2.1 SMA波峰焊接工艺的特殊性 281 10.2.2 气泡遮蔽效应 282 10.2.3 阴影效应 282 10.2.4 SMC/SMD的焊接特性和安装设计中应注意的事项 283 10.3 波峰焊接工艺窗口设计 284 10.3.1 正确进行波峰焊接工艺窗口设计的重要性 284 10.3.2 上机前的烘干处理 284 10.3.3 涂覆助焊剂 285 10.3.4 预热温度 285 10.3.5 焊料槽温度 288 10.3.6 夹送速度 290 10.3.7 夹送倾角 291 10.3.8 波峰高度 292 10.3.9 压波深度 292 10.3.10 冷却 293 10.4 波峰焊接工艺窗口控制 293 10.4.1 工艺窗口控制的意义 293 10.4.2 波峰焊接工艺窗口必须受控 293 10.4.3 PCB可焊性的监控 294 10.4.4 波峰焊接设备工序能力系数（Cpk）的实时监控 294 10.4.5 助焊剂涂覆监控 296 10.4.6 波峰焊接温度曲线的监控 296 10.4.7 波峰焊接中焊料槽杂质污染的危害 297 10.4.8 防污染的对策 298 思考题 300 第11章再流焊接工艺窗口设计及其控制 303 11.1 再流焊接工艺要素分析 304 11.1.1 焊前应确认的调节条件及检查项目 304 11.1.2 SMT组装工艺影响因素 304 11.2 再流焊接温度-时间曲线 305 11.2.1 再流焊接工艺过程中的温度特性 305 11.2.2 再流焊接过程中影响温度-时间曲线的因素 307 11.2.3 正确设置再流温度-时间曲线的意义 309 11.2.4 怎样设定再流温度-时间曲线 310 11.2.5 目前流行的再流温度-时间曲线的类型 315 11.3 再流焊接工艺窗口设计 317 11.3.1 再流焊接工艺参数 317 11.3.2 再流焊接工艺窗口控制 320 11.4 有铅和无铅混合安装PCBA再流焊接工艺窗口设计 322 11.4.1 无铅PCBA的再流焊接问题 322 11.4.2 有铅和无铅混合安装的过渡时期 323 11.5 再流焊接中的其他相关问题 326 11.5.1 气相再流焊接 326 11.5.2 在氮气保护气氛中的再流焊接 326 11.5.3 清洗与免清洗 327 11.5.4 双面PCB再流 328 思考题 328 第12章电子装联的选择焊法及模组焊法 329 12.1 电子装联的选择焊法 330 12.1.1 问题的提出 330 12.1.2 选择性焊接工艺应运而生 331 12.2 选择性焊接技术 331 12.2.1 选择性焊接技术的适用性 331 12.2.2 选择性焊接设备及其应用 332 12.2.3 选用购选择性焊接工艺时需考虑的问题 334 12.2.4 点波峰选择性焊接的工序组成 334 12.3 模组焊接系统 339 12.3.1 模组焊接系统的发展 339 12.3.2 ERSA VERSAFLOW 纯模组焊接设备 339 12.3.3 ERSA VERSAFLOW的点选择模组焊接复合焊接系统 340 12.3.4 日本模式 341 思考题 342 第13章电子装联焊接缺陷概论 343 13.1 波峰焊接常见缺陷及其抑制 344 13.1.1 波峰焊接中常见的缺陷现象 344 13.1.2 虚焊 344 13.1.3 冷焊 346 13.1.4 不润湿及反润湿 348 13.1.5 其他的缺陷 349 13.2 无铅波峰焊接中的特有缺陷现象 364 13.2.1 概述 364 13.2.2 无铅焊点的外观 364 13.2.3 焊缘起翘现象 365 13.2.4 焊缘起翘实例 370 13.2.5 从起翘发生的机理看抑制的对策 374 13.3 再流焊接常见缺陷及其抑制 377 13.3.1 脱焊 377 13.3.2 焊膏再流不完全 378 13.3.3 不润湿和反润湿 378 13.3.4 焊料小球 379 13.3.5 墓碑现象 382 13.3.6 芯吸现象 385 13.3.7 桥连现象 385 13.3.8 封装体起泡和开裂 386 13.3.9 焊料残渣 386 13.3.10 球状面阵列器件（BGA、CSP）焊料再流不完全 387 13.3.11 器件焊点破裂 387 13.4 再流焊接中的空洞和球窝 387 13.4.1 空洞 387 13.4.2 球窝（HIP） 389 思考题 393 参考文献 395 跋 3972100433B

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现代电子装联焊接技术基础及其应用内容简介

现代电子制造的核心是工艺技术，而影响现代电子产品质量的关键环节，是电子产品互连工艺中的焊接技术。本书本着理论与实践相结合的原则，使工程师们在产品生产中面临问题时，不仅知道该怎样去处理，还懂得为什么要这样处理。这些都是从事电子制造技术研究的工艺工程师、质量工程师、生产管理工程师们所应了解和掌握的。

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现代电子装联软钎焊接技术目录信息

第1章现代电子装联软钎焊技术 1 1.1 概述 2 1.2 焊接与钎焊 2 1.2.1 焊接 2 1.2.2 钎焊及其分类 3 1.2.3 软钎焊技术所涉及的学科领域及其影响 3 1.2.4 软钎焊技术的基本分类 4 1.3 现代电子装联软钎焊技术的新发展 6 1.3.1 "微焊接"技术 6 1.3.2 无铅化焊接技术 8 思考题 11 第2章现代电子装联软钎焊原理 13 2.1 软钎焊特点与常用术语 14 2.1.1 软钎焊连接机理 14 2.1.2 软钎焊工艺步骤 14 2.1.3 软钎焊加热方式 15 2.1.4 可焊性与润湿性 15 2.1.5 接触角与润湿角 16 2.2 润湿 16 2.2.1 固体金属表面结构 17 2.2.2 液态钎料表面现象 17 2.2.3 润湿及分类 19 2.2.4 杨氏方程(Young's Equation) 20 2.2.5 助焊剂作用下润湿过程中的热动力平衡 21 2.2.6 润湿形式 22 2.2.7 润湿性影响因素 23 2.2.8 润湿性评定方法 27 2.2.9 常用去膜技术 28 2.3 钎料填缝过程 29 2.3.1 弯曲液面附加压力 29 2.3.2 拉普拉斯方程(Young-Laplace) 31 2.3.3 弯曲液面对饱和蒸汽压的影响 31 2.3.4 液态钎料毛细填缝过程 32 2.3.5 液态钎料的平衡形态 36 2.4 溶解与扩散 37 2.4.1 物质间的互溶条件与界面张力关系 37 2.4.2 基体金属的溶解过程 37 2.4.3 钎料与基体金属之间的扩散 43 2.5 界面反应组织 47 2.5.1 界面层结合模式 47 2.5.2 界面层金属间化合物的形成与生长 49 2.6 钎焊接头性能及接头设计 53 2.6.1 钎焊接头性能 53 2.6.2 钎焊接头强度 53 思考题 57 第3章现代电子装联软钎焊应用材料 59 3.1 钎料合金概述及其工艺性要求 60 3.1.1 钎料合金概述 60 3.1.2 钎料合金的选择与使用 66 3.2 助焊剂概述及其工艺性要求 69 3.2.1 助焊剂概述 69 3.2.2 助焊剂的选择与使用 72 3.3 钎料膏概述及其工艺性要求 74 3.3.1 钎料膏概述 74 3.3.2 钎料膏的选择与使用 75 3.4 其他钎料形态概述 76 3.4.1 钎料丝 76 3.4.2 预成型焊片 77 3.5 无铅化兼容性问题 78 3.5.1 无铅化PCB焊盘表面镀层工艺要求 78 3.5.2 无铅化元器件焊端/引脚表面镀层工艺要求 81 3.5.3 从润湿性评估无铅钎料与PCB表面保护层之间的兼容性 83 3.5.4 从润湿性评估无铅钎料与元器件表面镀层之间的兼容性 89 思考题 91 第4章再流焊接技术 93 4.1 再流焊接工艺特点 94 4.2 再流焊接温度曲线 94 4.2.1 温度曲线的基本特征 94 4.2.2 典型温度曲线类型 96 4.2.3 加热因子 96 4.2.4 带宽与工艺窗口 98 4.2.5 温度曲线设置影响因素 100 4.2.6 温度曲线测试及优化 100 4.3 再流焊接传热技术 103 4.3.1 热传导 104 4.3.2 热辐射 105 4.3.3 热对流 105 4.4 红外再流焊接技术 106 4.4.1 红外再流焊接加热原理 106 4.4.2 红外再流焊接技术特点 106 4.4.3 红外再流焊炉结构 107 4.5 热风再流焊接技术 109 4.5.1 热风再流焊接加热原理 109 4.5.2 热风再流焊接技术特点 110 4.5.3 热风再流焊炉结构 110 4.6 红外+热风复合加热再流焊接技术 112 4.6.1 红外+热风复合再流焊接加热原理 112 4.6.2 红外+热风复合再流焊接技术特点 113 4.6.3 红外+热风复合再流焊炉结构 113 4.7 汽相再流焊接技术(VPS) 114 4.7.1 汽相再流焊接加热原理 115 4.7.2 汽相再流焊接技术特点 116 4.7.3 汽相再流焊炉结构 117 4.8 再流焊炉设计参数及应用 118 4.9 无铅再流焊接工艺技术 119 4.9.1 无铅再流焊接工艺技术特点 119 4.9.2 无铅化对再流焊接温度曲线的影响 120 4.9.3 无铅化对再流焊炉的影响 120 4.9.4 有铅+无铅混装再流焊接温度曲线设置 129 4.10 再流焊接常见缺陷及防治措施 130 4.10.1 焊点脱焊 131 4.10.2 钎料膏再流不完全 131 4.10.3 润湿不良 132 4.10.4 墓碑 132 4.10.5 钎料珠 133 4.10.6 钎料球 134 4.10.7 桥连 134 4.10.8 元器件开裂 135 4.10.9 其他 135 思考题 136 第5章波峰焊接技术 137 5.1 概述 138 5.1.1 波峰焊接的定义 138 5.1.2 波峰焊接的工艺特点 138 5.2 波峰焊接中的热、力学现象 138 5.2.1 波峰焊接入口点的热、力学现象 138 5.2.2 热交换和钎料供给区的热、力学现象 139 5.2.3 波峰退出点的热、力学现象 139 5.2.4 波峰焊接过程中的温度特性 140 5.3 波峰焊接工艺窗口 141 5.3.1 助焊剂涂覆 141 5.3.2 预热温度 142 5.3.3 钎料槽温度 144 5.3.4 传输速度 146 5.3.5 传输角度 147 5.3.6 波峰高度 148 5.3.7 压波高度 148 5.3.8 冷却速度 149 5.4 波峰焊接设备结构及其性能评估指标 149 5.4.1 波峰焊接设备系统组成 149 5.4.2 波峰焊接设备性能评估指标 149 5.5 波峰焊接工艺过程控制 156 5.5.1 工艺过程控制的意义 156 5.5.2 基材可焊性的监控 157 5.5.3 波峰焊接设备工序能力系数(Cpk)的实时监控 157 5.5.4 助焊剂涂覆的监控 158 5.5.5 波峰焊接温度曲线的监控 159 5.5.6 波峰焊接中钎料槽杂质污染的危害 159 5.5.7 防污染的对策 160 5.6 波峰焊接常见焊点缺陷及防治措施 163 5.6.1 虚焊 163 5.6.2 冷焊 164 5.6.3 拉尖 164 5.6.4 桥连 165 5.6.5 金属化孔填充不良 167 5.6.6 针孔和吹孔 168 5.6.7 钎料珠和钎料球 169 5.6.8 芯吸现象 170 5.6.9 缩孔 171 思考题 171 第6章局部焊接技术 173 6.1 掩膜波峰焊接技术 174 6.1.1 掩膜波峰焊接技术特点 174 6.1.2 掩膜板材料分类及特性 174 6.1.3 掩膜板设计技术要求 176 6.2 选择性波峰焊接技术 176 6.2.1 选择性波峰焊接技术特点 176 6.2.2 选择性波峰焊接技术工艺流程 177 6.2.3 选择性波峰焊接设备技术要求 178 6.3 其他局部焊接技术简介 179 6.3.1 激光焊接技术简介 179 6.3.2 热压焊接技术简介 179 6.3.3 电磁感应焊接技术简介 180 思考题 180 第7章手工焊接技术 181 7.1 手工焊接工艺特点 182 7.2 手工焊接物理化学过程 183 7.3 手工焊接工具 185 7.3.1 电烙铁概述 185 7.3.2 智能电烙铁的工作原理 188 7.3.3 无铅化对电烙铁性能的影响 189 7.3.4 电烙铁的维护保养 190 7.4 手工焊接工艺操作规范 190 7.4.1 手工焊接工艺过程 190 7.4.2 手工焊接工艺操作要领 191 7.5 手工焊接工艺质量控制 194 7.5.1 手工焊接工艺参数要求 194 7.5.2 电烙铁的选择与使用 194 思考题 198 第8章 PCBA可制造性设计(DFM) 199 8.1 电子产品分类及其质量标准要求 200 8.1.1 电子产品分类 200 8.1.2 电子产品质量标准要求 200 8.2 可制造性设计(DFM)对电子产品质量的意义 201 8.3 可制造性设计(DFM)概述及主要内容 201 8.3.1 可制造性设计概述 201 8.3.2 可制造性设计内容 202 8.4 PCBA组装方式设计 202 8.4.1 电子产品的可生产性等级 202 8.4.2 电子产品的组装方式分类 203 8.4.3 电子产品的组装方式选用原则 204 8.5 PCB可制作性设计 204 8.5.1 布线设计的注意事项 204 8.5.2 布线设计的基本原则 205 8.5.3 电源线与地线设计要求 205 8.5.4 导线设计要求 205 8.5.5 阻焊膜设计要求 207 8.6 PCBA可组装性设计 209 8.6.1 基准点标记 209 8.6.2 工艺边及传送方向 211 8.6.3 元器件选型 211 8.6.4 元器件布局 213 8.6.5 元器件间隔 216 8.6.6 元器件焊盘设计工艺性要求 217 8.6.7 SMT工艺中的元器件焊盘设计示例 218 8.6.8 THT工艺中的元器件焊盘设计示例 220 8.6.9 其他 224 思考题 224 第9章焊点接头设计及其可靠性 225 9.1 电子装联可靠性 226 9.1.1 机械可靠性 226 9.1.2 电化学可靠性 227 9.2 焊点的界面质量模型及焊点接头模型 228 9.2.1 软钎焊接焊点质量对电子产品可靠性的影响 228 9.2.2 理想焊点的界面质量模型 228 9.2.3 焊点的接头模型 229 9.3 焊接接头结构设计对焊点可靠性的影响 230 9.3.1 焊接接头的几何形状设计与强度分析 230 9.3.2 焊接接头的几何形状设计与电气特性 233 9.4 焊接接头机械强度的影响因素 236 9.4.1 钎料量对接头剪切强度的影响 236 9.4.2 与熔化钎料接触时间对接头剪切强度的影响 237 9.4.3 焊接温度对接头剪切强度的影响 237 9.4.4 接头厚度/间隙对焊点剪切强度的影响 238 9.4.5 接头强度随钎料合金成分和基体金属的变化 239 9.4.6 接头的蠕变强度 240 9.5 焊接接头三要素与焊点可靠性 241 9.5.1 焊点可靠性的影响因素 241 9.5.2 可焊性对焊点可靠性的影响 243 9.5.3 可焊性的存储期试验及其方法 244 9.6 焊点可靠性评估方法 247 思考题 248 参考文献 249 跋 251

现代电子装联软钎焊接技术目录

第1章现代电子装联软钎焊技术 1 1.1 概述 2 1.2 焊接与钎焊 2 1.2.1 焊接 2 1.2.2 钎焊及其分类 3 1.2.3 软钎焊技术所涉及的学科领域及其影响 3 1.2.4 软钎焊技术的基本分类 4 1.3 现代电子装联软钎焊技术的新发展 6 1.3.1 “微焊接”技术 6 1.3.2 无铅化焊接技术 8 思考题 11 第2章现代电子装联软钎焊原理 13 2.1 软钎焊特点与常用术语 14 2.1.1 软钎焊连接机理 14 2.1.2 软钎焊工艺步骤 14 2.1.3 软钎焊加热方式 15 2.1.4 可焊性与润湿性 15 2.1.5 接触角与润湿角 16 2.2 润湿 16 2.2.1 固体金属表面结构 17 2.2.2 液态钎料表面现象 17 2.2.3 润湿及分类 19 2.2.4 杨氏方程（Young‘s Equation） 20 2.2.5 助焊剂作用下润湿过程中的热动力平衡 21 2.2.6 润湿形式 22 2.2.7 润湿性影响因素 23 2.2.8 润湿性评定方法 27 2.2.9 常用去膜技术 28 2.3 钎料填缝过程 29 2.3.1 弯曲液面附加压力 29 2.3.2 拉普拉斯方程（Young-Laplace） 31 2.3.3 弯曲液面对饱和蒸汽压的影响 31 2.3.4 液态钎料毛细填缝过程 32 2.3.5 液态钎料的平衡形态 36 2.4 溶解与扩散 37 2.4.1 物质间的互溶条件与界面张力关系 37 2.4.2 基体金属的溶解过程 37 2.4.3 钎料与基体金属之间的扩散 43 2.5 界面反应组织 47 2.5.1 界面层结合模式 47 2.5.2 界面层金属间化合物的形成与生长 49 2.6 钎焊接头性能及接头设计 53 2.6.1 钎焊接头性能 53 2.6.2 钎焊接头强度 53 思考题 57 第3章现代电子装联软钎焊应用材料 59 3.1 钎料合金概述及其工艺性要求 60 3.1.1 钎料合金概述 60 3.1.2 钎料合金的选择与使用 66 3.2 助焊剂概述及其工艺性要求 69 3.2.1 助焊剂概述 69 3.2.2 助焊剂的选择与使用 72 3.3 钎料膏概述及其工艺性要求 74 3.3.1 钎料膏概述 74 3.3.2 钎料膏的选择与使用 75 3.4 其他钎料形态概述 76 3.4.1 钎料丝 76 3.4.2 预成型焊片 77 3.5 无铅化兼容性问题 78 3.5.1 无铅化PCB焊盘表面镀层工艺要求 78 3.5.2 无铅化元器件焊端/引脚表面镀层工艺要求 81 3.5.3 从润湿性评估无铅钎料与PCB表面保护层之间的兼容性 83 3.5.4 从润湿性评估无铅钎料与元器件表面镀层之间的兼容性 89 思考题 91 第4章再流焊接技术 93 4.1 再流焊接工艺特点 94 4.2 再流焊接温度曲线 94 4.2.1 温度曲线的基本特征 94 4.2.2 典型温度曲线类型 96 4.2.3 加热因子 96 4.2.4 带宽与工艺窗口 98 4.2.5 温度曲线设置影响因素 100 4.2.6 温度曲线测试及优化 100 4.3 再流焊接传热技术 103 4.3.1 热传导 104 4.3.2 热辐射 105 4.3.3 热对流 105 4.4 红外再流焊接技术 106 4.4.1 红外再流焊接加热原理 106 4.4.2 红外再流焊接技术特点 106 4.4.3 红外再流焊炉结构 107 4.5 热风再流焊接技术 109 4.5.1 热风再流焊接加热原理 109 4.5.2 热风再流焊接技术特点 110 4.5.3 热风再流焊炉结构 110 4.6 红外热风复合加热再流焊接技术 112 4.6.1 红外热风复合再流焊接加热原理 112 4.6.2 红外热风复合再流焊接技术特点 113 4.6.3 红外热风复合再流焊炉结构 113 4.7 汽相再流焊接技术（VPS） 114 4.7.1 汽相再流焊接加热原理 115 4.7.2 汽相再流焊接技术特点 116 4.7.3 汽相再流焊炉结构 117 4.8 再流焊炉设计参数及应用 118 4.9 无铅再流焊接工艺技术 119 4.9.1 无铅再流焊接工艺技术特点 119 4.9.2 无铅化对再流焊接温度曲线的影响 120 4.9.3 无铅化对再流焊炉的影响 120 4.9.4 有铅无铅混装再流焊接温度曲线设置 129 4.10 再流焊接常见缺陷及防治措施 130 4.10.1 焊点脱焊 131 4.10.2 钎料膏再流不完全 131 4.10.3 润湿不良 132 4.10.4 墓碑 132 4.10.5 钎料珠 133 4.10.6 钎料球 134 4.10.7 桥连 134 4.10.8 元器件开裂 135 4.10.9 其他 135 思考题 136 第5章波峰焊接技术 137 5.1 概述 138 5.1.1 波峰焊接的定义 138 5.1.2 波峰焊接的工艺特点 138 5.2 波峰焊接中的热、力学现象 138 5.2.1 波峰焊接入口点的热、力学现象 138 5.2.2 热交换和钎料供给区的热、力学现象 139 5.2.3 波峰退出点的热、力学现象 139 5.2.4 波峰焊接过程中的温度特性 140 5.3 波峰焊接工艺窗口 141 5.3.1 助焊剂涂覆 141 5.3.2 预热温度 142 5.3.3 钎料槽温度 144 5.3.4 传输速度 146 5.3.5 传输角度 147 5.3.6 波峰高度 148 5.3.7 压波高度 148 5.3.8 冷却速度 149 5.4 波峰焊接设备结构及其性能评估指标 149 5.4.1 波峰焊接设备系统组成 149 5.4.2 波峰焊接设备性能评估指标 149 5.5 波峰焊接工艺过程控制 156 5.5.1 工艺过程控制的意义 156 5.5.2 基材可焊性的监控 157 5.5.3 波峰焊接设备工序能力系数（Cpk）的实时监控 157 5.5.4 助焊剂涂覆的监控 158 5.5.5 波峰焊接温度曲线的监控 159 5.5.6 波峰焊接中钎料槽杂质污染的危害 159 5.5.7 防污染的对策 160 5.6 波峰焊接常见焊点缺陷及防治措施 163 5.6.1 虚焊 163 5.6.2 冷焊 164 5.6.3 拉尖 164 5.6.4 桥连 165 5.6.5 金属化孔填充不良 167 5.6.6 针孔和吹孔 168 5.6.7 钎料珠和钎料球 169 5.6.8 芯吸现象 170 5.6.9 缩孔 171 思考题 171 第6章局部焊接技术 173 6.1 掩膜波峰焊接技术 174 6.1.1 掩膜波峰焊接技术特点 174 6.1.2 掩膜板材料分类及特性 174 6.1.3 掩膜板设计技术要求 176 6.2 选择性波峰焊接技术 176 6.2.1 选择性波峰焊接技术特点 176 6.2.2 选择性波峰焊接技术工艺流程 177 6.2.3 选择性波峰焊接设备技术要求 178 6.3 其他局部焊接技术简介 179 6.3.1 激光焊接技术简介 179 6.3.2 热压焊接技术简介 179 6.3.3 电磁感应焊接技术简介 180 思考题 180 第7章手工焊接技术 181 7.1 手工焊接工艺特点 182 7.2 手工焊接物理化学过程 183 7.3 手工焊接工具 185 7.3.1 电烙铁概述 185 7.3.2 智能电烙铁的工作原理 188 7.3.3 无铅化对电烙铁性能的影响 189 7.3.4 电烙铁的维护保养 190 7.4 手工焊接工艺操作规范 190 7.4.1 手工焊接工艺过程 190 7.4.2 手工焊接工艺操作要领 191 7.5 手工焊接工艺质量控制 194 7.5.1 手工焊接工艺参数要求 194 7.5.2 电烙铁的选择与使用 194 思考题 198 第8章 PCBA可制造性设计（DFM） 199 8.1 电子产品分类及其质量标准要求 200 8.1.1 电子产品分类 200 8.1.2 电子产品质量标准要求 200 8.2 可制造性设计（DFM）对电子产品质量的意义 201 8.3 可制造性设计（DFM）概述及主要内容 201 8.3.1 可制造性设计概述 201 8.3.2 可制造性设计内容 202 8.4 PCBA组装方式设计 202 8.4.1 电子产品的可生产性等级 202 8.4.2 电子产品的组装方式分类 203 8.4.3 电子产品的组装方式选用原则 204 8.5 PCB可制作性设计 204 8.5.1 布线设计的注意事项 204 8.5.2 布线设计的基本原则 205 8.5.3 电源线与地线设计要求 205 8.5.4 导线设计要求 205 8.5.5 阻焊膜设计要求 207 8.6 PCBA可组装性设计 209 8.6.1 基准点标记 209 8.6.2 工艺边及传送方向 211 8.6.3 元器件选型 211 8.6.4 元器件布局 213 8.6.5 元器件间隔 216 8.6.6 元器件焊盘设计工艺性要求 217 8.6.7 SMT工艺中的元器件焊盘设计示例 218 8.6.8 THT工艺中的元器件焊盘设计示例 220 8.6.9 其他 224 思考题 224 第9章焊点接头设计及其可靠性 225 9.1 电子装联可靠性 226 9.1.1 机械可靠性 226 9.1.2 电化学可靠性 227 9.2 焊点的界面质量模型及焊点接头模型 228 9.2.1 软钎焊接焊点质量对电子产品可靠性的影响 228 9.2.2 理想焊点的界面质量模型 228 9.2.3 焊点的接头模型 229 9.3 焊接接头结构设计对焊点可靠性的影响 230 9.3.1 焊接接头的几何形状设计与强度分析 230 9.3.2 焊接接头的几何形状设计与电气特性 233 9.4 焊接接头机械强度的影响因素 236 9.4.1 钎料量对接头剪切强度的影响 236 9.4.2 与熔化钎料接触时间对接头剪切强度的影响 237 9.4.3 焊接温度对接头剪切强度的影响 237 9.4.4 接头厚度/间隙对焊点剪切强度的影响 238 9.4.5 接头强度随钎料合金成分和基体金属的变化 239 9.4.6 接头的蠕变强度 240 9.5 焊接接头三要素与焊点可靠性 241 9.5.1 焊点可靠性的影响因素 241 9.5.2 可焊性对焊点可靠性的影响 243 9.5.3 可焊性的存储期试验及其方法 244 9.6 焊点可靠性评估方法 247 思考题 248 参考文献 249 跋 251

现代电子装联波峰焊接技术基础内容简介

尽管目前由于SMT再流焊接工艺的大量应用，导致波峰焊接工艺的应用比例有所下降，但过孔组装在一些电子产品中仍占有一定的比例。这种状况持续存在的主要原因是:许多场合不需要SMT技术那样高的性能，而过孔组装无疑是一种低成本方案，所以被继续选用。因此，波峰焊接技术在此类产品生产中仍然占主流地位。

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