表面安装技术 原理和实践PDF电子书下载

译者序 1

序言 1

第一部分 表面安装绪论 1

第一章 表面安装技术介绍 1

1.0 概述 1

目录 1

1.1 表面安装的类型 4

1.2 表面安装的好处 6

1.3 需要大笔投资的SMT设备 11

1.3.3 固化／烘烤炉 12

1.3.1 贴片设备 12

1.3.2 焊膏网印机 12

1.3.4 再流焊设备 13

1.3.5 溶剂清洗 13

1.3.6 波峰焊设备 13

1.3.7 修理和检验设备 14

1.4 什么情况下采用表面安装 14

1.5 表面安装的技术问题 15

1.6 表面安装的趋向 17

1.7 展望 18

1.7.1 芯片和引线（板上芯片）技术 20

1.7.2 带自动键合（TAB） 21

1.7.3 倒芯片或受控塌落键合 23

1.8 小结 24

第二部分 表面安装的设计 25

第二章 表面安装技术的实施 25

2.0 概述 25

2.1 制订实施策略 25

2.2 建立SMT的基础结构 27

2.2.1 内部SMT基础结构的形成 28

2.2.2 外部SMT基础结构的形成 29

2.3 制订内部生产策略 31

2.4 外部SMT装配工厂的选择 32

2.4.1 子承包工厂的评审 32

2.4.2 子承包商资格审查的程序 33

2.4.3 子承包工厂的等级评定 33

2.5 应付风险：试生产 36

2.6 小结 37

3.1 表面安装元件的特点 39

第三章 表面安装元件 39

3.0 概述 39

3.2 无源元件 40

3.2.1 表面安装用分立电阻器 40

3.2.2 表面安装电阻器网络 42

3.2.3 陶瓷电容器 43

3.2.4 钽电容器 46

3.2.5 管式无源元件 49

3.3 有源器件：陶瓷封装 50

3.3.1 无引脚陶瓷芯片载体 51

3.3.2 引脚陶瓷芯片载体（预引脚和后引脚） 52

3.4 有源器件：塑料封装 55

3.4.1 小外形晶体管 55

3.4.2 小外形集成电路 56

3.4.3 有引脚塑料芯片载体 58

3.4.4 小外形J封装 61

3.4.5 小间距封装 61

3.5 其它元件 64

3.6 未来的元件 64

3.7.1 引脚共面度 65

3.7 元件的主要问题 65

3.7.2 引脚结构 66

3.7.3 标准化 68

3.8 元件购买指南 69

3.9 小结 70

第四章 表面安装基片 71

4.0 概述 71

4.1 玻璃转变温度 71

4.2 热膨胀的x,y,z系数 72

4.3 基片材料的选择 74

4.3.1 基片选择中CTE匹配的考虑 77

4.3.2 基片选择中的工艺考虑 79

4.4 陶瓷基片 80

4.4.1 瓷化钢基片 81

4.5 约束芯板基片 81

4.5.1 铜-殷钢-铜约束芯板基片 81

4.5.2 环氧石墨约束基片 83

4.6 塑性层基片 83

4.7 环氧玻璃基片 84

4.7.1 环氧玻璃基片的类型 85

4.7.2 环氧玻璃电路板的工作温度 86

4.7.3 环氧玻璃基片的制造 87

4.8 镀敷工艺 92

4.8.1 铜镀层 93

4.8.2 金镀层 94

4.8.3 镍镀层 94

4.8.4 铅-锡焊料涂层 94

4.9 焊模选择 94

4.9.1 湿膜和干膜焊模 95

4.10 基片上通路孔的开裂问题 97

4.9.2 照相焊模 97

4.11 小结 99

第五章 表面安装设计考虑 100

5.0 概述 100

5.1 系统设计考虑 100

5.2 形状、配合和功能 101

5.3 覆盖面积考虑 101

5.4 制造考虑 104

5.5.1 印制电路板的成本 105

5.5 成本考虑 105

5.5.2 元件的成本 108

5.5.3 装配的成本 109

5.6 温度考虑 109

5.7 封装可靠性考虑 112

5.7.1 封装开裂的机理 113

5.7.2 封装开裂的解决方案 116

5.7.3 封装开裂的可靠性试验 118

5.8 焊点可靠性考虑 119

5.8.1 焊点可靠性试验 121

5.9 互连的考虑 124

5.10 CAD布局考虑 126

5.11 小结 126

第六章 表面安装焊盘图形的设计 128

6.0 概 述 128

6.1 焊盘图形设计的一般考虑 129

6.2 无源元件的焊盘图形 129

6.2.1 矩形无源元件的焊盘图形设计 130

6.2.2 钽电容器的焊盘图形设计 132

6.4 晶体管的焊盘图形 133

6.3 圆柱形无源器件的焊盘图形 133

6.5 有引脚塑料芯片载体的焊盘图形 134

6.6 无引脚陶瓷芯片载体的焊盘图形 136

6.7 小外形集成电路和R封装的焊盘图形 137

6.8 SOJ（存贮器）封装的焊盘图形 139

6.9 DIP（对接安装）封装的焊盘图形 139

6.10 小间距、鸥翼形封装的焊盘图形 140

6.11 焊膏和焊模网的焊盘图形 140

6.12 小结 141

第七章 可制造性、测试和修理的设计 142

7.0 概述 142

7.1 设计指南、规则、设计师的作用 143

7.2 标准形状因数考虑 143

7.3 可制造性元件选择的考虑 144

11.4.2 散料送料器 145

7.4 焊接考虑 145

7.5 元件取向考虑 148

7.6 封装之间的间距考虑 150

7.6.1 封装间距的一些假定 151

7.6.2 封装之间的间距 151

7.7 通路孔考虑 154

7.8 焊模考虑 156

7.9 可修理性考虑 157

7.10 洁净考虑 158

7.11 可测试性考虑 158

7.11.1 ATE测试指南 159

7.12 小结 160

8.1 表面安装用的理想胶粘剂 161

第八章 胶粘剂及其应用 161

8.1.1 固化前的特性 161

8.0 概述 161

第三部分 表面安装的制造工艺 161

8.1.2 固化特性 162

8.1.3 固化后的特性 162

8.2 胶粘剂的一般分类 163

8.3 表面安装用的胶粘剂 164

8.3.1 环氧树脂胶粘剂 164

8.3.2 聚丙烯胶粘剂 164

8.3.3 表面安装用的其它胶粘剂 165

8.4 表面安装用的导电胶粘剂 165

8.5 胶粘剂的涂敷方法 167

8.5.2 针孔转印 168

8.5.1 网印 168

8.5.3 注射 170

8.6 胶粘剂的固化 173

8.6.1 热固化 174

8.6.2 紫外光／加热固化 178

8.7 利用差动扫描量热法评价胶粘剂 179

8.7.1 DSC分析的基本原理 179

8.7.2 环氧胶粘剂的DSC特性的确定 180

8.7.3 聚丙烯胶粘剂的DSC特性的确定 182

8.8 小结 185

第九章 焊膏及其应用 186

9.0 概述 186

9.1 焊膏的性质 186

9.1.1 金属成分 187

9.1.2 金属含量 188

9.1.3 颗粒的尺寸和形状 188

9.1.4 焊剂的活化剂和浸润作用 189

9.1.6 流变性质 190

9.1.5 溶剂和空洞的形成 190

9.1.7 焊料球 193

9.1.8 可印刷性 193

9.2 焊膏印刷设备 195

9.3 焊膏印刷工艺 197

9.3.1 丝网印刷 201

9.3.2 模板印刷 203

9.3.3 丝网印刷与模板印刷的比较 203

9.3.4 注射法（点膏） 205

9.4 焊膏印刷缺陷 206

9.5 焊膏印刷参量 207

9.5.1 焊膏粘滞度 207

9.5.2 印刷厚度 207

9.5.3 涂刷器的磨损、压力和硬度 208

9.5.4 印刷速度 208

9.5.5 网格张力 208

9.5.6 电路板翘曲 208

9.6 小结 208

10.1 相图 210

第十章 焊接金属学和可焊性 210

10.0 概述 210

10.2 无源表面安装元件中金属的析出 213

10.3 焊料合金及其特性 215

10.4 可焊性 219

10.4.1 浸润 219

10.4.2 不浸润 220

10.4.3 去浸润 221

10.5 确保可焊性的各种方法 222

10.6 可焊性试验方法和要求 223

10.7 关于可焊性试验方法和技术条件的建议 226

10.8 基片表面光洁度对可焊性的影响 228

10.9 元件引脚或端接头的光洁度对可焊性的影响 229

10.10 小结 231

第十一章 元件的贴放 232

11.0 元件的贴放 232

11.1 元件的手工贴放 232

11.2 元件的自动贴放 234

11.3 选择贴放设备的准则 235

11.3.1 贴放最大基片尺寸的能力 235

11.3.2 送料器输入或插槽的最大容量 237

11.3.3 贴放速度和灵活性 237

11.3.5 目检能力 238

11.3.4 贴放的准确度／重复性 238

11.3.6 点胶能力 239

11.3.7 其它重要选择判据 240

11.4 用于贴放设备的送料器的选择 242

11.4.1 带式和卷式送料器 242

11.4.3 管式或杆式送料器 245

11.5 可以买到的贴放设备 247

11.5.1 低灵活性和高生产率的设备 248

11.4.4 维夫封装 248

11.5.2 高灵活性和低生产率的设备 249

11.5.3 具有中等灵活性和生产率的设备 249

11.5.4 廉价、低生产率但高灵活性的设备 251

11.6 小结 253

第十二章 表面安装元件的焊接 254

12.0 焊接 254

12.1 波峰焊 254

12.1.1 波峰焊的设计和工艺参量 255

12.1.2 波峰焊的工艺和设备参量 258

12.2 表面安装波峰焊的类型 259

12.2.1 双波峰焊接 260

12.2.2 振动波峰焊 261

12.2.3 改进的波峰焊 262

12.3 波峰焊和再流焊的比较 264

12.4 混合组装的一次性焊接 265

12.5 双面SMT部件的一次性焊接 265

12.6 汽相焊接 266

12.6.1 汽相焊接的热传递机理 267

12.7 红外再流焊 269

12.7.1 红外焊接的热传递机理 269

12.7.2 对流／红外系统与红外系统的比较 270

12.8 汽相焊接与红外再流焊接的比较 271

12.8.1 成本和灵活性 272

12.8.2 焊接温度分布的建立 273

12.8.3 焊接缺陷 274

12.8.4 焊料脱焊（吸吮现象） 275

12.8.7 焊模变化 278

12.8.5 直立现象和元件的移动 278

12.8.6 对元件的热冲击 278

12.9 激光再流焊 279

12.10 其它再流焊接方法 280

12.11 选择适当的焊接方法 282

12.12 小结 283

第十三章 焊剂和清洗 284

13.0 概述 284

13.1 表面安装清洗中的若干问题 284

13.2 焊剂的作用 285

13.3 焊剂选择的考虑因素 286

13.4 焊剂的分类 287

13.4.1 无机焊剂 287

13.4.2 有机酸焊剂 288

13.4.3 超活性焊剂（SRA和SA） 288

13.4.4 树脂焊剂 288

13.5 沾污物及其影响 289

13.5.1 颗粒性沾污物 289

13.5.3 极性沾污物 290

13.5.2 非极性沾污物 290

13.6 选择溶剂时的主要考虑 291

13.7 常用的溶剂类型 294

13.8 溶剂清洗设备 295

13.8.1 批量式溶剂清洗设备 295

13.8.2 在线式溶剂清洗设备 296

13.8.3 超声清洗设备 299

13.9 水溶液清洗 299

13.9.1 水溶液清洗设备 302

13.10.2 溶剂萃取 303

13.10.3 表面绝缘电阻（SIR） 303

13.10 清洁度试验方法和要求 303

13.10.1 目检 303

13.11 清洗的方案 308

13.12 小结 309

第十四章 质量管理、修理和测试 311

14.0 概述 311

14.1 统计质量管理 311

14.2 SQC的应用l典型例证 313

14.2.1 统计过程管理的实施 315

14.3 与材料和工艺有关的一些缺陷 316

14.3.1 与基片有关的缺陷 317

14.3.2 与元件有关的缺陷 317

14.3.3 与胶粘剂有关的缺陷 319

14.3.4 与焊膏有关的缺陷 320

14.3.5 与工艺有关的缺陷 320

14.4 焊点的质量要求 320

14.5 焊点检验 326

14.6 修理设备和工艺过程 329

14.6.1 修理设备 331

14.6.2 表面安装修理用的烙铁 334

14.6.3 用于表面安装修理的热风系统 334

14.6.4 返工操作图 337

14.7 部件测试 338

14.7.1 ATE测试用的夹具 339

14.7.2 ATE测试的一些问题 341

14.8 小结 341

附录A 表面安装标准 343

附录B 表面安装技术的常用术语 349

参考文献 355