编辑推荐
适读人群 ：本书适合于从事电子产品制造的工艺与质量工程师学习与参考。
由中兴公司首席工艺专家精心打造。精选45个典型案例，聚焦工程应用，图文并茂，全彩印刷，是SMT一线工程师必备参考书。
内容简介
本书是写给那些在生产一线忙碌的工程师的。全书以工程应用为目标，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。 本书适合于从事电子产品制造的工艺与质量工程师学习与参考。
作者简介
贾忠中，高级工程师，先后供职于中国电子集团工艺研究所、中兴通讯股份有限公司，从事电子制造工艺研究与管理工作近30年。在中兴通讯股份有限公司工作也超过20年，见证并参与了中兴工艺的发展历程，历任工艺研究部部长、副总工艺师、总工艺师、首席工艺专家。担任广东电子学会SMT专委会副主任委员、中国电子学会委员。对SMT、可制造性设计、失效分析、焊接可靠性有深入、系统的研究，擅长组装不良分析、焊点失效分析。出版了《SMT工艺质量控制》《SMT核心工艺解析与案例分析》《SMT可制造性设计》等专著。
章节目录
目录
第一部分工艺基础 1
第1章概述 3
1．1电子组装技术的发展 3
1．2表面组装技术 4
1．2．1元器件封装形式的发展 4
1．2．2印制电路板技术的发展 5
1．2．3表面组装技术的发展 6
1．3表面组装基本工艺流程 7
1．3．1再流焊接工艺流程 7
1．3．2波峰焊接工艺流程 7
1．4表面组装方式与工艺路径 8
1．5表面组装技术的核心与关键点 9
1．6表面组装元器件的焊接 10
案例1 QFN的桥连 11
案例2 BGA的球窝与开焊 11
1．7表面组装技术知识体系 12
第2章焊接基础 14
2．1软钎焊工艺 14
2．2焊点与焊锡材料 14
2．3焊点形成过程及影响因素 15
2．4润湿 16
2．4．1焊料的表面张力 17
2．4．2焊接温度 18
2．4．3焊料合金元素与添加量 18
2．4．4金属在熔融Sn合金中的溶解率 19
2．4．5金属间化合物 20
2．5相位图和焊接 23
2．6表面张力 24
2．6．1表面张力概述 24
2．6．2表面张力起因 26
2．6．3表面张力对液态焊料表面外形的影响 26
2．6．4表面张力对焊点形成过程的影响 26
案例3片式元件再流焊接时焊点的形成过程 26
案例4BGA再流焊接时焊点的形成过程 27
2．7助焊剂在焊接过程中的作用行为 28
2．7．1再流焊接工艺中助焊剂的作用行为 28
2．7．2波峰焊接工艺中助焊剂的作用行为 29
案例5OSP板采用水基助焊剂波峰焊时漏焊 29
2．8可焊性 30
2．8．1可焊性概述 30
2．8．2影响可焊性的因素 30
2．8．3可焊性测试方法 32
2．8．4润湿称量法 33
2．8．5浸渍法 35
2．8．6铺展法 35
2．8．7老化 36
第3章焊料合金、微观组织与性能 37
3．1常用焊料合金 37
3．1．1Sn-Ag合金 37
3．1．2Sn-Cu合金 38
3．1．3Sn-Bi合金 39
3．1．4Sn-Sb合金 39
3．1．5提高焊点可靠性的途径 40
3．1．6无铅合金中常用添加合金元素的作用 40
3．2焊点的微观结构与影响因素 42
3．2．1组成元素 42
3．2．2工艺条件 44
3．3焊点的微观结构与机械性能 44
3．3．1焊点（焊料合金）的金相组织 45
3．3．2焊接界面金属间化合物 46
3．3．3不良的微观组织 50
3．4无铅焊料合金的表面形貌 61
第二部分工艺原理与不良 63
第4章助焊剂 65
4．1助焊剂的发展历程 65
4．2液态助焊剂的分类标准与代码 66
4．3液态助焊剂的组成、功能与常用类别 68
4．3．1组成 68
4．3．2功能 69
4．3．3常用类别 70
4．4液态助焊剂的技术指标与检测 71
4．5助焊剂的选型评估 75
4．5．1桥连缺陷率 75
4．5．2通孔透锡率 76
4．5．3焊盘上锡饱满度 76
4．5．4焊后PCB表面洁净度 77
4．5．5ICT测试直通率 78
4．5．6助焊剂的多元化 78
4．6白色残留物 79
4．6．1焊剂中的松香 80
4．6．2松香变形物 81
4．6．3有机金属盐 81
4．6．4无机金属盐 81
第5章焊膏 83
5．1焊膏及组成 83
5．2助焊剂的组成与功能 84
5．2．1树脂 84
5．2．2活化剂 85
5．2．3溶剂 87
5．2．4流变添加剂 88
5．2．5焊膏配方设计的工艺性考虑 89
5．3焊粉 89
5．4助焊反应 90
5．4．1酸基反应 90
5．4．2氧化-还原反应 91
5．5焊膏流变性要求 91
5．5．1黏度及测量 91
5．5．2流体的流变特性 92
5．5．3影响焊膏流变性的因素 94
5．6焊膏的性能评估与选型 96
5．7焊膏的储存与应用 100
5．7．1储存、解冻与搅拌 100
5．7．2使用时间与再使用注意事项 101
5．7．3常见不良 101
第6章 PCB表面镀层及工艺特性 106
6．1ENIG镀层 106
6．1．1 工艺特性 106
6．1．2 应用问题 107
6．2Im-Sn镀层 108
6．2．1 工艺特性 109
6．2．2 应用问题 109
案例6 镀Sn层薄导致虚焊 109
6．3Im-Ag镀层 112
6．3．1 工艺特性 112
6．3．2应用问题 113
6．4 OSP膜 114
6．4．1 OSP膜及其发展历程 114
6．4．2 OSP工艺 115
6．4．3 铜面氧化来源与影响 115
6．4．4 氧化层的形成程度与通孔爬锡能力 117
6．4．5 OSP膜的优势与劣势 119
6．4．6 应用问题 119
6．5 无铅喷锡 119
6．5．1 工艺特性 120
6．5．2 应用问题 122
6．6 无铅表面耐焊接性对比 122
第7章 元器件引脚/焊端镀层及工艺性 124
7．1 表面组装元器件封装类别 124
7．2 电极镀层结构 125
7．3 Chip类封装 126
7．4 SOP/QFP类封装 127
7．5 BGA类封装 127
7．6 QFN类封装 127
7．7 插件类封装 128
第8章焊膏印刷与常见不良 129
8．1焊膏印刷 129
8．2印刷原理 129
8．3影响焊膏印刷的因素 130
8．3．1焊膏性能 130
8．3．2模板因素 133
8．3．3印刷参数 134
8．3．4擦网/底部擦洗 137
8．3．5PCB支撑 140
8．3．6实际生产中影响焊膏填充与转移的其他因素 141
8．4常见印刷不良现象及原因 143
8．4．1印刷不良现象 143
8．4．2印刷厚度不良 143
8．4．3污斑/边缘挤出 145
8．4．4少锡与漏印 146
8．4．5拉尖/狗耳朵 148
8．4．6塌陷 148
8．5SPI应用探讨 151
8．5．1焊膏印刷不良对焊接质量的影响 151
8．5．2焊膏印刷图形可接受条件 152
8．5．30．4mm间距CSP 153
8．5．40．4mm间距QFP 154
8．5．50．4～0．5mm间距QFN 155
8．5．60201 155
第9章钢网设计与常见不良 157
9．1钢网 157
9．2钢网制造要求 160
9．3模板开口设计基本要求 161
9．3．1面积比 161
9．3．2阶梯模板 162
9．4模板开口设计 163
9．4．1通用原则 163
9．4．2片式元件 165
9．4．3QFP 165
9．4．4BGA 166
9．4．5QFN 166
9．5常见的不良开口设计 168
9．5．1模板设计的主要问题 168
案例7模板避孔距离不够导致散热焊盘少锡 169
案例8焊盘宽、引脚窄导致SIM卡移位 170
案例9熔融焊锡漂浮导致变压器移位 170
案例10防锡珠开孔导致圆柱形二极管炉后飞料问题 171
9．5．2模板开窗在改善焊接良率方面的应用 171
案例11兼顾开焊与桥连的葫芦形开窗设计 171
案例12电解电容底座鼓包导致移位 173
案例13超薄BGA变形导致桥连与球窝 174
第10章再流焊接与常见不良 175
10．1再流焊接 175
10．2再流焊接工艺的发展历程 175
10．3热风再流焊接技术 176
10．4热风再流焊接加热特性 177
10．5温度曲线 178
10．5．1温度曲线的形状 179
10．5．2温度曲线主要参数与设置要求 180
10．5．3炉温设置与温度曲线测试 186
10．5．4再流焊接曲线优化 189
10．6低温焊料焊接SAC锡球的BGA混装再流焊接工艺 191
10．6．1有铅焊料焊接无铅BGA的混装工艺 192
10．6．2低温焊料焊接SAC锡球的混装再流焊接工艺 196
10．7常见焊接不良 197
10．7．1冷焊 197
10．7．2不润湿 199
案例14连接器引脚润湿不良现象 200
案例15沉锡板焊盘不上锡现象 201
10．7．3半润湿 202
10．7．4渗析 203
10．7．5立碑 204
10．7．6偏移 207
案例16限位导致手机电池连接器偏移 207
案例17元器件安装底部喷出的热气流导致元器件偏移 208
案例18元器件焊盘比引脚宽导致元器件偏移 208
案例19片式元件底部有半塞导通孔导致偏移 209
案例20不对称焊端容易导致偏移 209
10．7．7芯吸 210
10．7．8桥连 212
案例210．4mm QFP桥连 212
案例220．4mm间距CSP（也称?BGA）桥连 213
案例23铆接锡块表贴连接器桥连 214
10．7．9空洞 216
案例24BGA焊球表面氧化等导致空洞形成 218
案例25焊盘上的树脂填孔吸潮导致空洞形成 219
案例26HDI微盲孔导致BGA焊点空洞形成 219
案例27焊膏不足导致空洞产生 220
案例28排气通道不畅导致空洞产生 220
案例29喷印焊膏导致空洞产生 221
案例30QFP引脚表面污染导致空洞产生 221
10．7．10开路 222
10．7．11锡球 223
10．7．12锡珠 226
10．7．13飞溅物 229
10．8不同工艺条件下用63Sn/37Pb焊接SAC305 BGA的切片图 230
第11章特定封装的焊接与常见不良 232
11．1封装焊接 232
11．2SOP/QFP 232
11．2．1桥连 232
案例31某板上一个0．4mm间距QFP桥连率达到75% 234
案例32QFP焊盘加工尺寸偏窄导致桥连率增加 235
11．2．2虚焊 235
11．3QFN 236
11．3．1QFN封装与工艺特点 236
11．3．2虚焊 238
11．3．3桥连 240
11．3．4空洞 241
11．4BGA 244
11．4．1BGA封装类别与工艺特点 244
11．4．2无润湿开焊 245
11．4．3球窝焊点 246
11．4．4缩锡断裂 248
11．4．5二次焊开裂 249
11．4．6应力断裂 250
11．4．7坑裂 251
11．4．8块状IMC断裂 252
11．4．9热循环疲劳断裂 253
第12章 波峰焊接与常见不良 256
12．1 波峰焊接 256
12．2 波峰焊接设备的组成及功能 256
12．3 波峰焊接设备的选择 257
12．4 波峰焊接工艺参数设置与温度曲线的测量 257
12．4．1 工艺参数 258
12．4．2 工艺参数设置要求 258
12．4．3 波峰焊接温度曲线测量 258
12．5 助焊剂在波峰焊接工艺过程中的行为 259
12．6 波峰焊接焊点的要求 260
12．7 波峰焊接常见不良 262
12．7．1 桥连 262
12．7．2 透锡不足 265
12．7．3 锡珠 266
12．7．4 漏焊 268
12．7．5 尖状物 269
12．7．6 气孔―吹气孔/针孔 269
12．7．7孔填充不良 270
12．7．8 板面脏 271
12．7．9 元器件浮起 271
案例33 连接器浮起 272
12．7．10 焊点剥离 272
12．7．11 焊盘剥离 273
12．7．12 凝固开裂 274
12．7．13 引线润湿不良 275
12．7．14 焊盘润湿不良 275
第13章 返工与手工焊接常见不良 276
13．1 返工工艺目标 276
13．2 返工程序 276
13．2．1元器件拆除 276
13．2．2 焊盘整理 277
13．2．3 元器件安装 277
13．2．4 工艺的选择 277
13．3 常用返工设备/工具与工艺特点 278
13．3．1 烙铁 278
13．3．2 热风返修工作站 279
13．3．3 吸锡器 281
13．4 常见返修失效案例 282
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 282
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 282
案例36 风枪返修导致周边邻近带散热器的BGA焊点开裂 283
案例37 返修时加热速率太大导致BGA角部焊点桥连 284
案例38 手工焊接大尺寸片式电容导致开裂 284
案例39 手工焊接插件导致相连片式电容失效 285
案例40 手工焊接大热容量插件时长时间加热导致PCB分层 285
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 286
第三部分 组装可靠性 289
第14章 可靠性概念 291
14．1 可靠性定义 291
14．1．1 可靠度 291
14．1．2 MTBF与MTTF 291
14．1．3 故障率 292
14．2 影响电子产品可靠性的因素 293
14．2．1 常见设计不良 293
14．2．2 制造影响因素 294
14．2．3 使用时的劣化因素 295
14．3 常用的可靠性试验评估方法―温度循环试验 296
第15章 完整焊点要求 298
15．1 组装可靠性 298
15．2 完整焊点 298
15．3 常见不完整焊点 298
第16章 组装应力失效 304
16．1 应力敏感封装 304
16．2 片式电容 304
16．2．1 分板作业 304
16．2．2 烙铁焊接 306
16．3 BGA 307
第17章 使用中温度循环疲劳失效 308
17．1 高温环境下的劣化 308
17．1．1 高温下金属的扩散 308
17．1．2 界面劣化 309
17．2 蠕变 309
17．3 机械疲劳与温度循环 310
案例42 拉应力叠加时的热疲劳断裂 310
案例43 某模块灌封工艺失控导致焊点受到拉应力作用 310
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） 312
第18章 环境因素引起的失效 313
18．1环境引起的失效 313
18．1．1 电化学腐蚀 313
18．1．2 化学腐蚀 315
18．2 CAF 316
18．3 银迁移 317
18．4 硫化腐蚀 318
18．5 爬行腐蚀 318
第19章 锡须 321
19．1 锡须概述 321
19．2 锡须产生的原因 322
19．3 锡须产生的五种基本场景 323
19．4 室温下锡须的生长 324
19．5 温度循环（热冲击）作用下锡须的生长 325
19．6 氧化腐蚀引起的锡须生长 326
案例45 某产品单板上的轻触开关因锡须短路 327
19．7 外界压力作用下的锡须生长 327
19．8 控制锡须生长的建议 328
后记 330
参考文献 331
SMT工艺不良与组装可靠性是2019年由电子工业出版社出版,作者贾忠中。
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