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本书基于对现代电子装联软钎焊技术原理分析，阐明了焊接过程中润湿铺展与溶解扩散两个主要过程对焊点形成的重要性，对典型群焊技术（再流焊、波峰焊）、局部焊接技术（掩膜焊、选择焊、激光焊、热压焊等）及手工焊接技术工艺特点、工作原理、制程设计与步骤、质量控制、常见焊接缺陷等进行了介绍；针对PCBA可制造性设计（DFM），从PCB加工制作、元器件选型与布局、焊盘设计、布线设计、PCBA安装设计等方面进行了介绍，基于焊点可靠性分析，对焊点界面组织特征及接头形态设计提出要求，验证了其与工艺参数之间的关联性及对可靠性的影响，为高质量、高可靠电子组装提供了依据和思路。
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
丛书名 :现代电子制造系列丛书
作 译 者:史建卫,温粤晖
出版时间:2015-12 千 字 数:429
版 次:01-01 页 数:268
开 本:16开
I S B N :9787121275968
手工焊接是传统的焊接方法，虽然批量电子产品生产已较少采用手工焊接了，但对电子产品的维修、调试中不可避免地还会用到手工焊接。焊接质量的好坏也直接影响到维修效果。手工焊接是一项实践性很强的技能,在了解一般...
焊接技术就是属于焊接专业。
焊接方法视铸件的材质、大小、厚薄、复杂程度、缺陷类型和尺寸，以及切削加工和技术要求等来选择不同焊接方法。并按不同的焊接要求作焊前准备，如清除油污及夹砂、开坡口或预热等。焊接方法有气焊、钎焊、手工电弧焊...
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
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
随着电子产品向多功能、高密度、微型化方向发展，电子装联工艺发生了很大的变化，涉及焊料、PCB、元器件等组装材料面临更多的挑战，对装联工艺技术和可靠性提出了更高的要求，因此，迫切需要一本能系统阐述现代电子装联工艺并为后续产品实际组装提供指导的图书。 本书从PCB、元器件和焊接材料入手，系统讲解了现代电子装联工艺中常见的技术，包括软钎焊、压接、胶接、螺装、分板等工艺技术，对电子装联过程失效和可靠性进行了分析，并站在工艺管理的角度阐述了现代电子装联的工艺管理要求。
第1章 绪论 1
1.1 工艺概述 2
1.1.1 什么是工艺 2
1.1.2 如何理解工艺 2
1.1.3 什么是电子装联工艺 2
1.2 电子装联工艺技术的发展 3
1.2.1 发展历程 3
1.2.2 国内外发展状况 4
1.3 电子装联工艺学 6
1.3.1 什么是电子装联工艺学 6
1.3.2 现代电子装联工艺学特点 7
1.3.3 现代电子装联工艺的发展方向 7
思考题1 8
第2章 现代电子装联器件封装 9
2.1 概述 10
2.1.1 封装的基本概念 10
2.1.2 电子封装的三个级别 11
2.2 元器件封装引脚 12
2.2.1 电子元器件引脚(电极)材料及其特性 12
2.2.2 引脚的可焊性涂层 14
2.3 常用元器件引线材料的镀层 24
2.3.1 THT/THD类元器件引脚材料及镀层结构 24
2.3.2 SMC/SMD类元器件引脚(电极)用材料及镀层结构 27
2.4 镀层可焊性的储存期试验及试验方法 33
2.4.1 储存期对可焊性的影响 33
2.4.2 加速老化处理试验 34
2.4.3 可焊性试验方法及其标准化 35
2.5 插装元器件 44
2.5.1 插装元器件的形式 44
2.5.2 常见插装元器件方向/极性的识别 44
2.5.3 常用插装元器件在印制电路板上的丝印标识 48
2.5.4 插装元器件的引脚成型 50
2.6 潮湿敏感元器件 54
2.6.1 基本概念 54
2.6.2 MSD的分类以及SMT包装袋分级 56
2.6.3 潮湿敏感性标志 58
2.6.4 MSD的入库、储存、配送、组装工艺过程管理 59
思考题2 64
第3章 印制电路板 65
3.1 概述 66
3.1.1 基本概念 66
3.1.2 发展历程 66
3.1.3 印制板的分类 69
3.2 印制电路板制作 70
3.2.1 PCB构成 70
3.2.2 PCB加工 71
3.3 现代电子装联过程中常见的PCB缺陷 82
3.3.1 装联中的几种常见缺陷 82
3.3.2 检查工具和方法 84
3.3.3 常见缺陷的判定 84
3.4 PCB的可制造性设计 90
3.4.1 可制造性设计的重要性 90
3.4.2 制造工艺能力 91
3.4.3 可制造性设计过程 92
3.4.4 PCB电子装联可制造性设计 93
思考题3 106
第4章 电子装联用辅料 107
4.1 概述 108
4.1.1 电子装联用辅料的作用 108
4.1.2 电子装联用辅料的构成 108
4.2 钎料 108
4.2.1 钎料的定义和分类 108
4.2.2 锡铅钎料的特性和应用 108
4.2.3 无铅钎料的特性和应用 110
4.2.4 钎料中的杂质及其影响 111
4.2.5 钎料的评估和选择 112
4.3 电子装联用助焊剂 112
4.3.1 助焊剂的分类 112
4.3.2 按助焊剂活性分类 113
4.3.3 按JST-D-004分类 113
4.3.4 助焊剂的作用及作用机理 113
4.3.5 在焊接中如何评估和选择助焊剂 116
4.4 再流焊接用焊膏 117
4.4.1 定义和特性 117
4.4.2 焊膏中常用的钎料合金成分及其种类 118
4.4.3 焊膏中糊状助焊剂各组成部分的作用及作用机理 118
4.4.4 焊膏的应用特性 120
4.4.5 如何选择和评估焊膏 120
4.5 电子胶水 122
4.5.1 电子胶水的种类和特性 122
4.5.2 电子胶水选择时应注意的问题 122
4.5.3 常用电子胶水 122
4.6 其他类电子装联辅料 124
4.6.1 金手指保护胶纸 124
4.6.2 耐高温胶纸 124
4.6.3 清洗剂 124
思考题4 124
第5章 软钎焊接工艺技术 125
5.1 软钎焊接理论 126
5.1.1 什么是软钎焊 126
5.1.2 软钎焊接机理 127
5.2 手工焊接工艺 129
5.2.1 手工焊接用工具和材料 129
5.2.2 手工焊接工艺 132
5.2.3 手工焊接注意事项 138
5.3 波峰焊焊接工艺 139
5.3.1 波峰焊焊接机理 139
5.3.2 波峰焊焊接工艺参数 142
5.3.3 波峰焊焊接工艺窗口的调制 147
5.3.4 故障模式、原理和解决方法 147
5.4 选择性波峰焊焊接工艺 156
5.4.1 工艺原理 156
5.4.2 工艺参数 158
5.4.3 选择性波峰焊焊接工艺窗口调制 161
5.4.4 选择性波峰焊焊接故障模式、原理和解决方法 164
5.5 再流焊接工艺 172
5.5.1 再流焊接机理 172
5.5.2 主要工艺参数 173
5.5.3 再流焊接工艺参数的调制 174
5.5.4 再流焊接故障模式、原理和解决方法 177
5.6 其他焊接工艺 183
5.6.1 气相回流焊接工艺 183
5.6.2 压焊工艺 183
5.6.3 激光焊接工艺 183
思考题5 184
第6章 压接工艺技术 185
6.1 压接概念 186
6.1.1 什么是压接连接 186
6.1.2 压接工艺的应用和压接端子的特点 186
6.2 压接机理 187
6.3 压接设备及工装 189
6.3.1 压接方式分类及设备 189
6.3.2 压接工装 191
6.4 压接设计工艺性要求 192
6.4.1 单板上压接连接器周围元器件布局要求 192
6.4.2 常用压接元器件的安装孔径和焊盘尺寸 193
6.4.3 背板设计要求 193
6.4.4 常见压接元器件设计检查 195
6.5 压接操作通用要求 195
6.5.1 半自动压接单点通用要求 195
6.5.2 全自动压接单点通用要求 196
6.6 压接工艺过程控制 199
6.6.1 压接工艺过程控制的意义 199
6.6.2 影响压接的主要工艺参数 199
6.6.3 常见压接不良 201
6.6.4 压接不良的检查方法 202
6.6.5 压接工艺过程控制 203
6.6.6 对压接件的控制 203
思考题6 204
第7章 电子胶接工艺技术 205
7.1 电子胶及其黏结理论 206
7.1.1 电子胶的作用 206
7.1.2 电子装配中的胶黏剂分类 206
7.1.3 黏结理论 207
7.2 保护类胶黏剂 209
7.2.1 概述 209
7.2.2 灌封胶 209
7.2.3 COB包封胶 209
7.2.4 底部填充胶 210
7.2.5 敷型涂覆 210
7.3 表面贴装用胶黏剂 211
7.4 导电胶、导热胶 212
7.4.1 各向同性导电胶 212
7.4.2 各向异性导电胶 213
7.4.3 导热胶 213
7.5 用于LCD制造中的胶黏剂 214
7.5.1 LCD的发展 214
7.5.2 电子胶在LCD制造过程中的应用 215
7.6 其他通用黏结类胶黏剂的应用领域 216
思考题7 218
第8章 螺装工艺技术 219
8.1 螺装基础知识 220
8.1.1 螺装工艺概述 220
8.1.2 影响螺装的主要因素 220
8.2 螺装技术要求 222
8.3 螺装工艺原理 222
8.4 螺装工具--电批 225
8.4.1 电批分类 225
8.4.2 电批使用 226
8.4.3 电批操作注意事项 228
8.4.4 电批扭矩设定和校验 228
8.5 螺装工艺参数 229
8.6 螺装故障模式、原因和解决方法 230
8.6.1 螺柱爆裂 230
8.6.2 螺钉歪斜 230
8.6.3 螺钉头花或螺钉头缺失 231
8.6.4 打滑丝 231
8.6.5 锁不到位 231
8.6.6 顶白、起泡 232
8.6.7 螺钉头脱漆 232
8.6.8 批头不良 232
8.6.9 螺钉使用一段时间或经过高温后断裂 232
8.6.10 螺牙打花现象 232
8.6.11 螺钉生锈现象 233
8.6.12 漏打螺钉问题 233
8.6.13 电批扭矩不稳定问题 233
8.6.14 批头滑出损坏产品表面 234
8.6.15 螺钉拧不紧问题:安装不到位 234
8.6.16 漏气、缝隙或接触不良、螺钉安装不到位 234
思考题8 234
第9章 分板工艺技术 235
9.1 概述 236
9.2 分板工艺类型及选用根据 237
9.3 分板工艺 238
9.3.1 V-CUT分板 238
9.3.2 铣刀式分板 247
思考题9 260
第10章 现代电子装联失效分析及其可靠性 261
10.1 概述 262
10.2 失效分析 262
10.2.1 失效分析简介 262
10.2.2 常用手段及标准 264
10.2.3 焊接缺陷失效分析谱 269
10.2.4 失效分析应用举例 271
10.3 电子装联可靠性 273
10.3.1 可靠性 273
10.3.2 电子装联可靠性 276
10.4 焊接工艺可靠性提升 283
10.4.1 固有可靠性影响因素 283
10.4.2 焊接工艺使用可靠性影响因素 287
10.4.3 常见焊接缺陷分析及对策 289
10.5 其他装联工艺失效及其可靠性 293
10.5.1 压接工艺 293
10.5.2 螺装工艺 294
10.5.3 分板工艺 296
10.5.4 三防涂覆工艺 297
思考题10 298
第11章 电子装联工艺管理 299
11.1 工艺管理概述 300
11.1.1 工艺管理定位 300
11.1.2 工艺管理内涵 300
11.2 工序质量控制 301
11.2.1 工序定义 301
11.2.2 关键工序 301
11.2.3 工序管理 302
11.3 工艺标准化 303
11.3.1 标准化内容 303
11.3.2 工艺文件编制 304
11.3.3 工艺文件控制 304
11.4 工艺执行与纪律 306
11.4.1 工艺纪律要求 306
11.4.2 监督与考核 306
11.5 其他管理方法介绍 306
11.5.1 定置管理 307
11.5.2 目视管理 308
思考题11 310
参考资料 311
参考文献 315
跋 317
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