SMT核心工藝解析與案例分析(第2版） ( 簡體 字) |
| 作者：賈忠中 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 35126
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| 出版日：3/1/2013 |
| 頁數：356 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121197352 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：近年有關表面組裝技術（SMT）的書籍多起來了，各種教材、譯著、專著等已有數十種之多，這是我國SMT產業興旺發達的重要標志之一。不過目前已經面世的SMT書籍，來自產業第一線技術人員原創的還不多見，相當一部分內容來源于譯著和國內外技術刊物、會議論文和技術培訓等資料的梳理、歸納和整理，作為SMT教育培訓和入門學習，發揮了很大作用。但是這些以技術普及為特征的著作，對于目前業界產業轉型、技術升級等越來越高的要求，就顯得捉襟見肘了。
從1985年起，我國的SMT產業經歷了初期的小規模技術引進、消化吸收和學習探索；早期的技術積累和產業逐步走向規模化；繼而在世紀之交進入中期的快速發展，產業規模急劇擴張，從業人員大量增加，技術人員供不應求，產能迅速擴大，成為電子制造“世界工廠”；之后開始步入調整充實階段，并經歷了百年不遇的世界經濟危機的洗禮，產業蓄勢待發；現在可以說已經迎來產業轉型、發展模式創新、由SMT大國向強國跨越式發展的歷史新階段。在這個階段，學術界需要深入研究，企業界需要技術提高，非常需要來自產業一線的、經過實踐檢驗的技術專著。
不謀萬世者，不足謀一時；不謀全局者，不足謀一域。SMT先進國家發展的歷史經驗值得注意。在規模化電子產業半個多世紀的發展中，日本電子產品以高品質著稱于世，稱雄全球幾十年，至今不衰，靠的是什么？靠的是他們對技術的精益求精，靠的是他們對行業的鍥而不舍，靠的是他們對技術細節的精雕細刻，靠的是他們工作經驗的日積月累，靠的是他們對高品質孜孜不倦的追求。產業轉型，實現由大到強的跨越，不可不向日本企業學習。不管科技含量高低，只要產業需要，認認真真鉆研它，兢兢業業做好它，老老實實積累經驗教訓，力爭少犯或不犯同樣的錯誤，這是日本企業一貫的做法，也是最容易學的一個“秘籍”。很多收集案例的日本技術書籍，可能在有些人眼里是沒有什么學術水平的“雕蟲小技”，但是卻能解決實際問題。業界需要更多這樣的適用、實用并且管用的著作。
當前，我國企業正處于轉型的關鍵時期，SMT產業也不例外。 當低成本勞動力優勢不再的時候，當單純靠組裝加工維持增長越來越艱難的時候，當制造大量低質產品壓價競爭越來越不靈的時候，當粗放型管理和技術已經走到盡頭的時候，只有一條路，就是自主創新，技術升級，靠高質量、高效率創自己的品牌。在這個時期，非常需要在業界打拼了多年、業績卓著、經驗豐富的技術專家把多年的積累整合提高，與業界同仁共享，為早日實現我國SMT強國目標貢獻力量。
作為一個在SMT行業工作了二十多年的SMT技術專家，賈忠中高級工程師總結了自己在生產實踐中積累的經驗，把處理過的典型問題整理為65項核心工藝和134個案例，拿出來奉獻給業界，正是當前急需，雪中送炭，十分難能可貴。在向作者辛勤工作、慷慨奉獻表示敬意的同時，向業界推薦這本技術專著。
SMT是實踐性很強的工程技術，必須在實踐中學習和提高。古人云“吃一塹，長一智”，這是對一般人而言。對聰明人來說，應該少吃塹多長智，甚至不吃塹也長智，這就是借鑒別人的“塹”長自己的“智”。這本書就為我們提供了許多“智”的增長點，就看你能否很好應用。
清華大學SMT實驗室
2010年6月于清華園
前 言
本書第1版寫于2010年11月，當時寫作的目的很簡單，不想寫一本SMT的基礎教程，因為類似的書已經很多，希望能夠寫一點對讀者有幫助的參考書，那怕有一個案例或一句話能夠對讀者所從事的工作有所啟發就知足了。在此思想指導下，作者把自己多年從事SMT的一些心得、案例進行了簡單的整理，奉獻給讀者。
本書自出版以來得到很多讀者的歡迎，大多數讀者給予了“實用”、“有用”、“是一本不可多得的參考書”等高度的評價（見當當網），我覺得很欣慰。讀者的評價給我很大的動力，也因此對本書進行了“升級”，希望讀者朋友喜歡。
表面組裝技術（SMT）是一門比較復雜且不斷發展的技術，從有鉛工藝到無鉛工藝，從大焊盤焊接到微焊盤焊接，挑戰不斷，但是，其基本的原理沒有變，工藝工作的使命沒有變（工藝實現和工藝穩定的問題）。重點掌握SMT的工藝要領、工程知識、常見焊接不良現象的產生機理與處置對策，對建立有效的工藝控制體系，快速解決生產工藝問題，具有十分重要的現實意義。
工藝要領
工藝要領，顧名思義，就是指工藝技術或工藝方法與要求的關鍵點。掌握了這些關鍵點，就等于抓住了工藝技術的“魂”，在遇到千變萬化的不良現象時就可沿著正確的方向去分析和解決。舉例來講，如果不了解BGA焊接時本身要經歷的“兩次塌落”和“變形”這兩個微觀的物理過程，就很難理解BGA焊接的峰值溫度與焊接時間的意義。再比如，如果不了解有鉛焊膏焊接無鉛BGA將改變焊點的熔點及組分的特性，就很難理解混裝工藝的復雜性。因此，在學習工藝知識時，掌握要領非常重要，它是分析、解決疑難工藝問題的基礎。
工程知識
作為一名SMT的工程師，如果僅僅停留在了解書本知識的層次，絕對稱不上合格。生產現場需要的是掌握基本工程知識的人。對裝聯工藝而言，工程知識包括工藝窗口、基準工藝參數與基本工藝方法，如鋼網開窗，對某一特定的封裝，采用多厚的鋼網、開什么形狀及多大尺寸的窗口，這些具體的、可用的實用知識，一般都是基于試驗或經驗獲得的。
常見焊接不良現象的產生機理與處置對策
如果不了解每類元件容易發生的焊接問題、產生原因，那么，就不能做到有效地預防。道理很簡單，沒有想到的絕對做不到。掌握常見焊接不良現象的產生機理與處置對策，最根本的途徑是在實踐中運用所學的理論知識，分析問題、解決問題，把理論知識轉化為處理問題的能力。工藝說到底是一門實踐性很強的學問，靠經驗的積累，正如醫生看病，看的病人多了，經驗就豐富了。在實踐中，我們經常會碰到這樣的情況，比如什么是芯吸現象？相信大多數工程師都能夠回答出來，但在碰到芯吸引起的問題時往往不會想到芯吸，這是因為沒有把理論知識轉為處理問題的能力。日本電子產品以質量著稱于世，一條重要的經驗就是“學習故障，消除預期故障”。從實踐中汲取經驗，把經驗再用于指導實踐，這是非常重要的方法。
裝聯工藝是系統工程問題
裝聯工藝質量涉及“人、機、料、環、法”五大方面。如果這些“入口”質量波動很大，那么，建立高質量、可重復的工藝就是一句空話。許多企業為了降低采購成本、規避風險，使用多品牌的物料，這對工藝而言卻是一大隱患。不同品牌的物料，特別是標準化程度比較低的物料，常常質量不同、引腳寬度不同，這些往往是導致工藝不穩定的因素。因此，要打造一流的工藝，必須從物料選型、工藝設計、工藝試制、工藝優化、質量監控等方面系統思考、系統控制。
鑒于以上的認知，作者從應用角度篩選了65個核心工藝議題，對其進行了總結與解析，指出要領，作為本書的上篇。同時，精心選編了134個典型案例，圖文并茂地介紹了缺陷的特征、常見原因以及改進措施，作為本書的下篇。
對于案例的選編，主要是以能夠幫助讀者深入理解工藝因素的影響為主要考量（限于篇幅，案例都略去了問題的分析、解決過程，待以后有機會與讀者深入交流）。對于案例提供的解決措施，限于“現象、現場、現物”的差異，僅供參考，不可盲目照搬。希望參考時注意：第一，這些案例中提供的解決方法不是一個關于某問題的系統解決方案；第二，要認識到，“一個工藝問題可能有多種產生原因，同樣的原因也可能導致不同的缺陷”這一情況，在采取措施之前，必須對問題進行準確定位、對措施進行驗證，不可盲目地照搬；第三，要認識到，許多工藝措施具有“兩面性”，比如，為減少密腳器件的橋連而使用薄的鋼網，但又會加大引腳共面性差元件的開焊（Open Soldering）概率，因此，在采取措施前必須進行權衡與評估。
需要說明的是有個別案例出現在不同的章節，這不是簡單的筆誤，而是作者有意地重復使用。有些工藝問題產生的原因，有時很難界定為設計問題、物料問題或操作問題，它們之間有時會轉換，往往從不同的側面都可以解決。對于此類問題的產生原因，可以說是A原因，也可以說是B原因。比如， BGA周圍裝螺釘容易引起BGA焊點拉斷的問題，可以說是設計問題，也可以說是操作問題。本書案例篇之所以按問題產生原因進行分類，主要希望強化讀者對這些工藝影響因素的認識，在分析問題時想到它。
為了不給讀者增加閱讀負擔，本書采用了圖表格式編排，凡是圖能夠說明的問題就不再用文字加以說明。
本書插圖及文字中所用的數值單位一般采用公制英文字符縮寫。對于一些在行業內習慣使用英制單位的應用場合，如鋼網厚度，本書在公制單位后也加注了英制單位的數值，以方便使用。
本書適合有一定SMT經驗的從業人士使用，最好是掌握SMT基礎知識并有一年以上實際工作經驗的專業人士參考。
本書前后各節內容獨立成篇，可以根據需要選擇性閱讀或查閱。
本書內容多是作者的經驗總結，限于作者見識的產品類別、案例所限，有些觀點或講法可能不完全正確，敬請讀者批評指正。
特別感謝清華大學王天曦教授百忙中為本書作序。
賈忠中 |
內容簡介：本書是作者在《SMT核心工藝解析與案例分析》第1版基礎上又一次的實際經驗總結。全書分上下兩篇（共14章），上篇（第1∼6章）匯集了表面組裝技術的65項核心工藝，從工程應用角度，全面、系統地對其應用原理進行了解析和說明，對深刻理解SMT的工藝原理、指導實際生產、處理生產現場問題有很大的幫助；下篇（第7∼14章）精選了134個典型案例，較全面地展示了實際生產中遇到的各種工藝問題，包括由工藝、設計、元器件、PCB、設計、操作、環境等因素引起的工藝問題，對處理現場生產問題、提高組裝的可靠性具有非常現實的指導作用。
本書編寫形式新穎，直接切入主題，重點突出，是一本非常有價值的工具書，適合有一年以上實際工作經驗的電子裝聯工程師使用，也可作為大學本科、高職院校電子裝聯專業師生的參考書。 |
目錄：上篇 表面組裝核心工藝解析
第1章 表面組裝基礎知識
1.1 SMT概述 3
1.2 表面組裝基本工藝流程 5
1.3 PCBA組裝流程設計 6
1.4 表面組裝元器件的封裝形式 8
1.5 印制電路板制造工藝 14
1.6 表面組裝工藝控制關鍵點 21
1.7 表面潤濕與可焊性 22
1.8 金屬間化合物 23
1.9 黑盤 25
1.10 工藝窗口與工藝能力 26
1.11 焊點質量判別 28
1.12 片式元件焊點剪切力范圍 31
1.13 P-BGA封裝體翹曲與吸潮量、溫度的關系 32
1.14 PCB的烘干 34
1.15 焊點可靠性與失效分析的基本概念 36
1.16 如何做工藝 37
第2章 工藝輔料
2.1 焊膏 38
2.2 失活性焊膏 43
2.3 無鉛焊料 45
2.4 常用焊料的合金相圖 46
第3章 核心工藝
3.1 鋼網設計 48
3.2 焊膏印刷 54
3.3 貼片 61
3.4 再流焊接 62
3.5 波峰焊 73
3.6 選擇性波峰焊 90
3.7 通孔再流焊 96
3.8 柔性板組裝工藝 98
3.9 烙鐵焊接 99
3.10 BGA的角部點膠加固工藝 101
3.11 散熱片的粘貼工藝 102
3.12 潮濕敏感器件的組裝風險 103
3.13 Underfill加固器件的返修 104
3.14 不當的操作行為 105
第4章 特定封裝組裝工藝
4.1 01005組裝工藝 107
4.2 0201組裝工藝 108
4.3 0.4mmCSP組裝工藝 110
4.4 BGA組裝工藝 111
4.5 POP組裝工藝 112
4.6 QFN組裝工藝 116
4.7 陶瓷柱狀柵陣列元件（CCGA）組裝工藝要點 122
4.8 晶振組裝工藝要點 123
4.9 片式電容組裝工藝要點 124
4.10 鋁電解電容膨脹變形對性能的影響評估 127
4.11 子板/模塊銅柱引出端組裝工藝要點 128
4.12 表貼同軸連接器焊接的可靠性 130
第5章 無鉛工藝
5.1 RoHS 132
5.2 無鉛工藝 133
5.3 BGA混裝工藝 134
5.4 混裝工藝條件下BGA的收縮斷裂問題 142
5.5 混裝工藝條件下BGA的應力斷裂問題 146
5.6 PCB表面處理工藝引起的質量問題 150
5.6.1 OSP工藝 152
5.6.2 ENIG工藝 154
5.6.3 Im-Ag工藝 156
5.6.4 Im-Sn工藝 158
5.6.5 OSP選擇性處理 160
5.7 無鉛工藝條件下微焊盤組裝的要領 161
5.8 無鉛烙鐵的選用 162
5.9 無鹵組裝工藝面臨的挑戰 163
第6章 可制造性設計
6.1 焊盤設計 166
6.2 元件間隔設計 171
6.3 阻焊層的設計 172
6.4 PCBA的熱設計 173
6.5 面向直通率的工藝設計 176
6.6 組裝可靠性的設計 182
6.7 再流焊接底面元件的布局設計 184
6.8 厚膜電路的可靠性設計 185
6.9 散熱器的安裝方式引發元件或焊點損壞 187
6.10 插裝元件的工藝設計 189
下篇 生產工藝問題與對策
第7章 由工藝因素引起的問題
7.1 密腳器件的橋連 193
7.2 密腳器件虛焊 195
7.3 氣孔或空洞 196
7.4 元件側立、翻轉 197
7.5 BGA空洞 198
7.6 BGA空洞——特定條件：混裝工藝 200
7.7 BGA空洞——特定條件：HDI板 201
7.8 BGA虛焊的類別 202
7.9 BGA球窩現象 203
7.10 BGA冷焊 204
7.11 BGA焊盤不潤濕 205
7.12 BGA焊盤不潤濕——特定條件：焊盤無焊膏 206
7.13 BGA黑盤斷裂 207
7.14 BGA焊點機械應力斷裂 208
7.15 BGA熱重熔斷裂 211
7.16 BGA結構型斷裂 213
7.17 BGA返修工藝中出現的橋連 215
7.18 BGA焊點間橋連 217
7.19 BGA焊點與臨近導通孔錫環間橋連 218
7.20 無鉛焊點微裂 219
7.21 ENIG盤面焊錫污染 220
7.22 ENIG盤面焊劑污染 221
7.23 錫球——特定條件：再流焊工藝 222
7.24 錫球——特定條件：波峰焊工藝 223
7.25 立碑 225
7.26 錫珠 227
7.27 0603波峰焊時兩焊端橋連 228
7.28 插件元件橋連 229
7.29 插件橋連——特定條件：安裝形態（引線、焊盤、間距組成的環境）引起的 230
7.30 插件橋連——特定條件：托盤開窗引起的 231
7.31 波峰焊掉片 232
7.32 波峰焊托盤設計不合理導致冷焊問題 233
7.33 PCB變色但焊膏沒有熔化 234
7.34 元件移位 235
7.35 元件移位——特定條件：設計/工藝不當 236
7.36 元件移位——特定條件：較大尺寸熱沉焊盤上有盲孔 237
7.37 元件移位——特定條件：焊盤比引腳寬 238
7.38 元件移位——特定條件：元件下導通孔塞孔不良 239
7.39 通孔再流焊插針太短導致氣孔 240
7.40 測試針床設計不當（焊盤燒焦并脫落） 240
7.41 QFN開焊與少錫（與散熱焊盤有關的問題） 241
7.42 熱沉元件焊劑殘留物聚集現象 242
7.43 熱沉焊盤導熱孔底面冒錫 243
7.44 熱沉焊盤虛焊 245
7.45 片式電容因工藝引起的開裂失效 246
7.46 變壓器、共模電感開焊 249
7.47 銅柱連接塊開焊 250
7.48 POP虛焊 251
第8章 PCB引起的問題
8.1 無鉛HDI板分層 252
8.2 再流焊接時導通孔“長”出黑色物質 253
8.3 波峰焊點吹孔 254
8.4 BGA拖尾孔 255
8.5 ENIG板波峰焊后插件孔盤邊緣不潤濕現象 256
8.6 ENIG表面過爐后變色 258
8.7 ENIG面區域性麻點狀腐蝕現象 259
8.8 OSP板波峰焊接時金屬化孔透錫不良 260
8.9 OSP板個別焊盤不潤濕 261
8.10 OSP板全部焊盤不潤濕 262
8.11 噴純錫對焊接的影響 263
8.12 阻焊劑起泡 264
8.13 ENIG鍍孔壓接問題 265
8.14 PCB光板過爐（無焊膏）焊盤變深黃色 266
8.15 微盲孔內殘留物引起BGA焊點空洞大尺寸化 267
8.16 超儲存期板焊接分層 268
8.17 PCB局部凹陷引起焊膏橋連 269
8.18 BGA下導通孔阻焊偏位 270
8.19 導通孔藏錫珠現象及危害 271
8.20 單面塞孔質量問題 272
8.21 PTH孔口色淺 273
8.22 絲印字符過爐變紫 274
8.23 CAF引起的PCBA失效 275
8.24 元件下導通孔塞孔不良導致元件移位 277
8.25 PCB基材波峰焊接后起白斑現象 278
第9章 由元件電極結構、封裝引起的問題
9.1 銀電極浸析 281
9.2 單側引腳連接器開焊 282
9.3 寬平引腳開焊 283
9.4 片式排阻開焊 284
9.5 QFN虛焊 285
9.6 元件熱變形引起的開焊 286
9.7 SLUG-BGA的虛焊 287
9.8 BGA焊盤下PCB次表層樹脂開裂 288
9.9 片式元件兩端電鍍尺寸不同導致立片 290
9.10 陶瓷板塑封模塊焊接時內焊點橋連 291
9.11 全矩陣BGA的返修——角部焊點橋連或心部焊點橋連 292
9.12 銅柱引線的焊接——焊點斷裂 293
9.13 堆疊封裝焊接造成內部橋連 294
9.14 片式排阻虛焊 295
9.15 手機EMI器件的虛焊 296
9.16 FCBGA翹曲 297
9.17 復合器件內部開裂——晶振內部 298
9.18 連接器壓接后偏斜 299
9.19 通孔再流焊“球頭現象” 300
9.20 鉭電容旁元件被吹走 301
9.21 灌封器件吹氣 302
9.22 手機側鍵內進松香 303
9.23 MLP（Molded Laser POP）的虛焊與橋連 305
第10章 由設備引起的問題
10.1 再流焊后PCB表面出現堅硬黑色異物 307
10.2 PCB靜電引起Dek印刷機頻繁死機 307
10.3 再流焊接爐鏈條顫動引起元件移位 308
10.4 再流焊接爐導軌故障使單板燒焦 309
10.5 貼片機PCB夾持工作臺上下沖擊引起重元件移位 310
10.6 貼片機貼放時使屏蔽架變形 311
第11章 由設計因素引起的工藝問題
11.1 HDI板焊盤上的微盲孔引起的少錫/開焊 312
11.2 焊盤上開金屬化孔引起的虛焊、冒錫球 313
11.3 焊盤與元件引腳尺寸不匹配引起開焊 315
11.4 焊盤大小不同導致表貼電解電容再流焊接移位 316
11.5 測試盤接通率低 316
11.6 BGA焊點斷裂 317
11.7 散熱器彈性螺釘布局不合理引起周邊BGA的焊點斷裂 318
11.8 托盤選擇性波峰焊工藝下元件布局不合理導致被撞掉 319
11.9 模塊黏合工藝引起片容開裂 320
11.10 不同焊接溫度需求的元件布局在同一面 321
11.11 設計不當引起片容失效 322
11.12 設計不當導致模塊電源焊點斷裂 323
11.13 拼版V槽殘留厚度小導致PCB嚴重變形 325
第12章 由手工焊接、三防工藝引起的問題
12.1 焊劑殘留物引起的絕緣電阻下降 327
12.2 焊點表面殘留焊劑白化 328
12.3 強活性焊劑引起焊點間短路 329
12.4 焊點附近三防漆變白 330
12.5 導通孔焊盤及元件焊端發黑 331
12.6 噴涂三防漆后局部出現霧狀白塊 332
第13章 操作不當引起的焊點斷裂與元件問題
13.1 不當的拆連接器操作使SOP引腳拉斷 333
13.2 機械沖擊引起BGA脆斷 334
13.3 多次彎曲造成BGA焊盤拉斷 335
13.4 無工裝安裝螺釘導致BGA焊點拉斷 336
13.5 散熱器彈性螺釘引起周邊BGA的焊點拉斷 337
13.6 元件被周轉車導槽撞掉 338
13.7 無工裝操作使元件撞掉 339
第14章 腐蝕失效
14.1 厚膜電阻/排阻硫化失效 340
14.2 電容硫化現象 342
14.3 爬行腐蝕現象 343
附錄A 術語縮寫簡稱 345 |
| 序： |
