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第一部分 表面组装（SMT）通用工艺 2

第1章 表面组装工艺条件 2

1.1厂房承重能力、振动、噪声及防火防爆要求 2

1.2电源 2

1.3气源 2

1.4排风、烟气排放及废弃物处理 3

1.5照明 3

1.6工作环境 3

1.7SMT制造中的静电防护技术 3

防静电基础知识 4

国际静电防护协会推荐的6个原则 14

高密度组装对防静电的新要求 14

IPC推荐的电子组装件操作的习惯做法 15

具有ESD危害的不正确做法举例 17

手工焊接中防静电的一般要求和防静电措施 17

ESD防护相关标准与我国ESD防护的现状 19

1.8对SMT生产线设备、仪器、工具的要求 19

1.9SMT制造中的工艺控制与质量管理 19

SMT制造中的工艺控制 20

SMT制造中的质量管理 26

SPC和六西格玛质量管理理念简介 30

思考题 47

第2章 典型表面组装方式及其工艺流程 49

2.1表面组装技术的组装类型 49

2.2典型表面组装方式 50

2.3纯表面组装工艺流程 50

2.4表面组装和插装混装工艺流程 51

2.5工艺流程的设计原则 51

2.6选择表面组装工艺流程应考虑的因素 52

2.7表面组装工艺的发展 52

思考题 53

第3章 施加焊膏通用工艺 55

3.1施加焊膏技术要求 55

3.2表面组装工艺材料焊膏的选择和正确使用 56

3.3施加焊膏的方法和各种方法的适用范围 57

3.4印刷焊膏的原理 58

3.5全自动与半自动印刷机金属模板印刷焊膏工艺 59

3.6印刷机安全操作规程及设备维护 65

3.7影响印刷质量的主要因素 66

3.8提高印刷质量的措施 72

3.9印刷焊膏的主要缺陷与不良品的判定和调整方法 73

3.10采用简易印刷工装手工印刷焊膏工艺介绍 74

3.11手动点胶机滴涂焊膏工艺介绍 77

3.12PROFLOWDIREKT——焊膏印刷新技术介绍 78

3.13SMT不锈钢激光模板制作外协程序及工艺要求 79

思考题 84

第4章 施加贴片胶通用工艺 85

4.1施加贴片胶的技术要求 85

4.2表面组装工艺材料——贴片胶 86

4.3施加贴片胶的方法和工艺参数的控制 86

针式转印法 86

印刷法 86

压力注射法（分配器滴涂法） 90

4.4施加贴片胶的工艺流程 95

4.5贴片胶固化 95

热固化 96

光固化 96

4.6施加贴片胶检验 97

4.7清洗 97

4.8返修 98

4.9点胶中常见的缺陷与解决方法 98

思考题 100

第5章 自动贴装机贴片通用工艺 101

5.1贴装元器件的工艺要求 101

5.2自动贴装机的贴装过程和工艺流程 103

5.3贴装前准备 105

5.4开机 105

5.5编程 106

编程基础知识 106

贴片程序优化原则及编程工艺注意事项 112

离线编程 113

在线编程 115

5.6安装供料器 117

5.7做基准标志（Mark）和元器件的视觉图像 118

5.8首件试贴并检验 120

5.9根据首件试贴和检验结果调整程序或重做视觉图像 121

5.10连续贴装生产 121

5.11检验 122

5.12转再流焊工序 122

5.13提高自动贴装机的贴装效率 122

5.14生产线多台贴片机的任务平衡 123

5.15贴片故障分析及排除方法 123

5.16贴装机的设备维护和安全操作规程 126

5.17手工贴装工艺介绍 130

思考题 131

第6章 再流焊通用工艺 133

6.1再流焊的工艺目的和原理 134

6.2再流焊的工艺要求 134

6.3再流焊的工艺流程 135

6.4焊接前准备 135

6.5开炉 136

6.6编程（设置温度、速度等参数）或调程序 136

6.7测试实时温度曲线 137

温度曲线测量、分析系统 137

实时温度曲线的测试方法和步骤 142

BGA／CSP.QFN实时温度曲线的测试方法 143

6.8正确分析与优化再流焊温度曲线 145

理想的温度曲线 146

正确分析与优化再流焊温度曲线 146

6.9首件表面组装板焊接与检测 149

6.10连续焊接 149

6.11检测 150

6.12停炉 150

6.13注意事项与紧急情况处理 150

6.14再流焊炉的安全操作规程 151

6.15双面回流焊工艺控制 151

6.16双面贴装BGA工艺 153

6.17常见再流焊焊接缺陷、原因分析及预防和解决措施 153

再流焊的工艺特点 153

影响再流焊质量的原因分析 155

SMT再流焊中常见的焊接缺陷分析与预防对策 158

6.18再流焊炉的设备维护 168

6.19通孔插装元件（THC）再流焊工艺介绍 168

通孔元件再流焊工艺的优、缺点及应用 169

通孔元件再流焊工艺对设备的特殊要求 170

通孔元件再流焊工艺对元件的要求 171

通孔元件焊膏量的计算 172

通孔元件的焊盘设计 172

通孔元件的模板设计 173

施加焊膏工艺 174

插装工艺 179

再流焊工艺 179

焊点检测 181

思考题 181

第7章 波峰焊通用工艺 183

7.1波峰焊原理 183

7.2波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求 187

7.3波峰焊的设备、工具及工艺材料 188

设备、工具 188

工艺材料 188

7.4波峰焊的工艺流程和操作步骤 190

7.5波峰焊工艺参数控制要点 192

7.6波峰焊质量控制方法 197

7.7波峰焊机安全技术操作规程 198

7.8影响波峰焊质量的因素与波峰焊常见焊接缺陷分析及预防对策 199

影响波峰焊质量的因素 199

波峰焊常见焊接缺陷的原因分析及预防对策 201

思考题 211

第8章 手工焊、修板和返修工艺 212

8.1手工焊接基础知识 213

8.2表面贴装元器件（SMC／SMD）手工焊工艺 219

两个端头无引线片式元件的手工焊接方法 220

翼形引脚元件的手工焊接方法 221

J形引脚元件的手工焊接方法 222

8.3表面贴装元器件修板与返修工艺 223

虚焊、桥接、拉尖、不润湿、焊料量少、焊膏未熔化等焊点缺陷的修整 225

Chip元件吊桥、元件移位的修整 225

三焊端的电位器、SOT、SOP、SOJ移位的返修 226

QFP和PLCC表面组装器件移位的返修 227

BGA的返修和置球工艺 228

8.4无铅手工焊接和返修技术 234

8.5手工焊接、返修质量的评估和缺陷的判断 235

思考题 235

第9章 表面组装板焊后清洗工艺 236

9.1清洗机理 238

9.2表面组装板焊后清洗的传统有机溶剂清洗工艺 240

超声波清洗 240

汽相清洗 243

9.3非ODS清洗介绍 244

免清洗技术 245

有机溶剂清洗 248

水洗技术 249

半水清洗技术 250

9.4水清洗和半水清洗的清洗过程 251

9.5水清洗常见故障的产生原因及解决措施 254

9.6水清洗的安全性与环境要求 256

9.7清洗后的检验 256

9.8电子产品清洗工艺设计 257

思考题 260

第10章 表面组装检验（检测）工艺 261

10.1组装前的检验（或称来料检测） 262

表面组装元器件（SMC／SMD）检验 263

印制电路板（PCB）检验 264

工艺材料检验 264

10.2工序检验（检测） 265

印刷焊膏工序检验 265

贴装工序检验（包括机器贴装和手工贴装） 266

再流焊工序检验（焊后检验） 268

清洗工序检验 269

10.3表面组装板检验 269

10.4自动光学检测（AOI） 272

AOI在SMT中的作用 272

AOI编程 274

AOI自动检测操作规程 274

10.5自动X射线检测 276

X射线评估和判断BGA、CSP焊点缺陷的标准 277

X射线检测BGA、CSP焊点图像的评估和判断及其他应用 278

10.6美国电子装联协会《电子组装件验收标准IPC-A-610D》简介 281

IPC-A-610概述 281

IPC-A-610D简介 283

相关文件和适用的相关文件 286

IPC-A-610D第5章焊接（Soldering）内容介绍 286

IPC-A-610D第7章通孔工艺（Through-HoleTechnology）内容介绍 289

IPC-A-610D第8章表面组装件（SurfaceMountAssemblies）内容介绍 289

思考题 295

第11章 电子组装件三防涂覆工艺 297

11.1环境对电子设备的影响 297

11.2三防设计的基本概念 298

11.3三防涂覆材料 299

11.4电子组装件新型防护技术--选择性涂覆工艺 302

工艺流程 302

选择性涂覆工艺 304

印制电路板和组装件敷形涂覆的质量检测 306

军用电子设备三防工艺和环境试验标准目录 309

思考题 309

第12章 挠性印制电路板的表面组装工艺 311

12.1挠性印制电路板的定义和应用 311

12.2挠性印制电路板的组成材料及其优缺点 312

12.3挠性印制电路板的分类 314

12.4挠性印制电路板的制造工艺 316

12.5挠性板的表面组装技术 316

挠性板焊接载板治具 316

挠性板在印刷、贴装、焊接、传送运输和清洗过程中应注意的问题 318

思考题 320

第13章 陶瓷基板表面组装工艺 321

13.1陶瓷基板 321

陶瓷基板的功能 321

陶瓷基板的表面特性 322

氧化铝基板 323

13.2组装工艺 327

引言 327

芯片和基板的贴装 328

互连 337

思考题 348

第14章 其他工艺和新技术介绍 349

14.10201.01005的印刷与贴装技术 350

0201、01005的焊膏印刷技术 351

0201、01005的贴装技术 353

14.2PQFN的印刷、贴装与返修工艺 356

PQFN的印刷和贴装 356

PQFN的返修工艺 358

14.3COB技术 359

14.4倒装芯片FC（FlipChip）与晶圆级CSP（WL-CSP）、WLP（Wafer LevelProcessing）的组装技术 366

14.5倒装芯片（FlipChip）、晶圆级CSP和CSP底部填充工艺 374

14.6三维堆叠POP（PackageOnPackage）技术 383

14.7ACA.ACF与ESC技术 389

导电胶的种类及应用 389

ACA、ACF技术 391

ESC技术 394

14.8无焊料电子装配工艺--Occam倒序互连工艺介绍 395

思考题 401

第二部分 无铅工艺实施 404

第15章 无铅焊接概况 404

15.1无铅简介 404

实施无铅的必要性 404

ROHS指令与WEEE指令 406

无铅的定义和标识 409

15.2无铅焊接的现状 411

15.3无铅焊料合金 413

对无铅焊料合金的要求 413

目前最有可能替代Sn／Pb焊料的合金材料 414

Sn-Ag共晶合金 414

Sn-Ag-Cu三元合金 415

Sn-Cu系焊料合金 416

Sn-Zn系焊料合金 416

Sn-Bi系焊料合金 417

Sn-In和Sn-Sb系合金 418

目前应用最多的无铅焊料合金 418

关于Sn-Ag-Cu系焊料的最佳成分 419

继续攻克研究更理想的无铅焊料 420

15.4无铅对助焊剂的要求 421

15.5无铅对PCB的要求 422

15.6无铅对元器件的要求 424

思考题 426

第16章 运用焊接理论正确设置再流焊温度曲线 427

16.1电子装联技术中的焊接技术——软钎焊技术 428

16.2焊接（钎焊）机理 429

焊接过程中助焊剂与金属表面（母材）、熔融焊料之间的相互作用 429

熔融焊料与焊件（母材）表面之间的反应 431

钎缝的金相组织 436

16.3焊点强度、连接可靠性分析 437

16.4如何获得理想的界面组织 439

16.5无铅焊接机理 439

16.6SN-AG-CU焊料与不同材料的金属焊接时的界面反应和钎缝组织 441

无铅焊料、元器件焊端镀层材料、PCB焊盘表面镀层三要素 442

焊料合金元素与各种金属电极焊接后在界面形成的化合物 443

Sn系焊料与Ni／Au（ENIG）焊盘焊接的界面反应和钎缝组织 443

Sn系焊料与42号合金钢（Fe-42Ni合金）焊接的界面反应和钎缝组织 444

16.7无铅焊接材料的相容性 445

16.8运用焊接理论正确设置无铅再流焊温度曲线 445

以焊接理论为指导、分析再流焊的焊接机理 446

影响钎缝（金属间结合层）质量与厚度的因素 446

运用焊接理论正确设置无铅再流焊温度曲线 449

几种典型的温度曲线 454

思考题 457

第17章 无铅焊接的特点、应对措施及如何建立符合ROHS的无铅生产线 459

17.1无铅工艺与有铅工艺比较 459

17.2无铅焊接的特点 460

从再流焊温度曲线分析无铅再流焊的特点及对策 461

无铅波峰焊特点及对策 464

17.3无铅焊接对设备的要求 468

17.4如何建立无铅回流焊生产线 469

17.5如何建立无铅波峰焊生产线 470

无铅波峰焊机的评估 470

预防和控制Pb污染、Cu污染和Fe污染 471

思考题 472

第18章 无铅工艺实施 474

18.1确定组装方式及工艺流程 474

18.2选择无铅元器件 476

18.3选择无铅PCB材料及焊盘涂镀层 478

18.4选择无铅焊接材料（包括合金和助焊剂） 481

18.5无铅产品PCB设计 484

18.6无铅印刷工艺 485

18.7无铅贴装工艺 486

18.8无铅再流焊工艺控制 487

三种无铅再流焊温度曲线 487

无铅再流焊工艺控制 488

18.9无铅波峰焊工艺控制 493

18.10无铅焊点外观检测 494

18.11无铅手工焊接和返修 495

18.12无铅焊后清洗 497

18.13高可靠性产品（或有条件的情况下）要做可靠性试验检测 498

18.14对无铅产品进行质量评估、确保符合ROHS 498

18.15无铅工艺实施过程总结 499

思考题 500

第19章 焊点可靠性试验与失效分析技术 502

19.1焊点可靠性概论 502

研究焊点可靠性的意义 502

可靠性基本概念 502

可靠性试验概述 503

确保可靠性的基本工作内容 504

影响焊点可靠性的主要环境应力 505

焊点的主要失效模式 506

焊点主要失效机理 506

19.2焊点的可靠性试验方法 507

可靠性试验的基本内容 507

焊点的可靠性试验标准 508

焊点的失效判据与失效率分布 508

主要的可靠性试验方法 508

无铅焊点可靠性试验的方案设计 518

19.3焊点的失效分析技术 520

焊点的形成过程与影响因素 521

导致焊点缺陷的主要原因与机理分析 521

焊点失效分析的基本流程 522

焊点失效分析技术 523

焊点失效分析案例 532

思考题 537

第20章 无铅焊接可靠性讨论及过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题 539

20.1关于过渡时期无铅焊接可靠性的讨论 539

20.2过渡阶段有铅、无铅混用制程分析 545

再流焊工艺中无铅焊料与有铅元件混用 545

再流焊工艺中有铅焊料与无铅元件混用 549

无铅波峰焊必须预防和控制Pb污染 550

20.3过渡阶段有铅、无铅混用必须注意材料的相容性 551

20.4过渡阶段有铅和无铅混用问题的应对措施 552

思考题 555

第21章 无铅生产物料管理 557

21.1加强对上游供应商的管理 557

21.2建立无铅物料管理制度与措施 557

21.3无铅元器件、PCB、焊接材料的评估与认证 560

无铅元器件的检测与评估 561

无铅PCB的检测与评估 563

无铅助焊剂的检测与评估 564

无铅焊膏的检测与评估 566

无铅焊料棒的检测与评估 566

无铅焊锡丝的检测与评估 566

思考题 568

附录A IEC／TC91电子装联及其相关无铅标准 569

附录B 与SMT相关的部分IPC标准目录 574

参考文献 576