实用表面组装技术PDF电子书下载

目录 1

第1章 概论 1

1.1 世界各国都重视SMT产业 3

1.2 表面组装技术的优点 4

1.3 表面组装和通孔插装技术的比较 5

1.4 表面组装工艺流程 5

1.5 表面组装技术的组成 7

1.6 我国SMT技术的基本现状与发展对策 10

1.7 表面组装技术的发展趋势 13

2.1.1 矩形片式电阻器 16

2.1 表面安装电阻器和电位器 16

第2章 表面安装元器件 16

2.1.2 圆柱型固定电阻器 20

2.1.3 小型固定电阻网络 22

2.1.4 片式电位器 25

2.2 表面安装电容器 27

2.2.1 多层片状瓷介电容器 28

2.2.2 特种多层片状瓷介电容器的特性 30

2.2.3 钽电解电容器 33

2.2.4 铝电解电容器 39

2.2.5 云母电容器 43

2.3 电感器 45

2.3.1 绕线型片式电感器 46

2.3.2 多层型片式电感器 48

2.4 磁珠 53

2.4.1 片式磁珠 53

2.4.2 多层片式磁珠 55

2.5 其他片式元件 57

2.5.1 片式多层压敏电阻器 57

2.5.2 片式热敏电阻 58

2.5.3 片式表面波滤波器 59

2.5.5 片式多层延时线 60

2.5.4 片式多层LC滤波器 60

2.6 表面安装半导体器件 61

2.6.1 二极管 61

2.6.2 小外形封装晶体管 62

2.6.3 小外形封装集成电路SOP 65

2.6.4 有引脚塑封芯片载体（PLCC） 67

2.6.5 方形扁平封装（QFP） 69

2.6.6 陶瓷芯片载体 70

2.6.7 PQFN 72

2.6.8 BGA（Ball Grid Array） 73

2.6.9 CSP（Chip Scale Package） 77

2.7.2 F·C 81

2.7.1 COB芯片 81

2.7 裸芯片 81

2.8 塑料封装表面安装器件的保管 82

2.8.1 塑料封装表面安装器件的储存 82

2.8.2 塑料封装表面安装器件的开封使用 83

2.8.3 已吸湿SMD的驱湿烘干 83

2.8.4 剩余SMD的保存方法 85

2.9 表面安装元器件的发展趋势 85

第3章 表面安装用的印制电路板 87

3.1 基板材料 87

3.1.1 纸基CCL 87

3.1.2 玻璃布基CCL 88

3.1.3 复合基CCL 89

3.1.4 金属基CCL 91

3.1.5 挠性CCL 92

3.1.6 陶瓷基板 93

3.1.7 覆铜箔板标准 94

3.1.8 CCL常用的字符代号 95

3.1.9 CCL标称厚度 95

3.1.10 铜箔种类与厚度 95

3.1.11 有机类CCL与电子产品的匹配性 95

3.2 表面安装印制板 96

3.2.1 SMB的特征 96

3.2.2 评估SMB基材质量的相关参数 97

3.3 PCB技术发展趋势 102

3.3.1 采用新型的基材 103

3.3.2 采用新型PCB制作工艺 104

第4章 SMB的优化设计 107

4.1 不良设计原因分析 108

4.1.1 设计人员对工艺不了解 108

4.1.2 缺乏本企业的可制造性设计规范 110

4.1.3 忽视工艺人员参加 110

4.2 SMB的优化设计 111

4.2.1 设计的基本原则 111

4.2.2 具体设计要求 115

第5章 焊接机理与可焊性测试 137

5.1 焊接机理 137

5.1.1 焊料的润湿与润湿力 137

5.1.2 表面张力与润湿力 138

5.1.3 润湿程度与润湿角θ 140

5.1.4 润湿程度的目测评估 141

5.1.5 毛细现象及其在焊接中的作用 141

5.1.6 扩散作用和金属间化合物 142

5.2 可焊性测试 145

5.2.1 边缘浸渍法 145

5.2.2 湿润平衡法 147

5.2.3 焊球法 152

5.2.4 可焊性测试方法的其他用途 154

5.2.5 加速老化处理 155

5.2.6 元器件的耐焊接热能力 155

5.2.7 片式元器件的保管 157

第6章 助焊剂 158

6.1 常见金属表面的氧化层 158

6.1.1 铜表面的氧化层 158

6.1.2 锡／铅表面的氧化层 159

6.2.1 按焊剂状态分类 160

6.2.2 按活性剂特性分类 160

6.2 焊剂的分类 160

6.2.3 按焊剂中固体含量分类 161

6.2.4 按传统的化学成分分类 161

6.3 常见的焊剂 161

6.3.1 松香型焊剂 162

6.3.2 水溶性焊剂 165

6.3.3 低固含量免清洗焊剂／无VOC焊剂 166

6.3.4 有机耐热预焊剂 168

6.4 焊剂的评价 169

6.4.1 工艺性能 169

6.4.2 理化指标 170

6.5.2 助焊剂发展方向 172

6.5 助焊剂的使用原则及发展方向 172

6.5.1 使用原则 172

第7章 锡铅焊料合金 173

7.1 电子产品焊接对焊料的要求 173

7.2 锡铅焊料 173

7.2.1 锡的物理和化学性质 175

7.2.2 铅的物理和化学性质 176

7.2.3 锡铅合金的物理性能 176

7.2.4 铅在焊料中的作用 177

7.2.5 锡铅焊料中的杂质 178

7.2.7 浸析现象 179

7.2.6 液态锡铅焊料的易氧化性 179

7.2.8 锡铅焊料的力学性能 180

7.2.9 高强度焊料合金 182

7.2.10 锡铅合金相图与特性曲线 182

7.2.11 国内外常用锡铅焊料的牌号和成分 184

7.2.12 焊锡丝 185

7.2.13 锡铅焊料的防氧化 185

第8章 无铅焊料合金 187

8.1 铅的危害以及无铅焊料的兴起 187

8.4 几种实用的无铅焊料 188

8.4.1 Sn-Ag系合金 188

8.2 无铅焊料应具备的条件 188

8.3 无铅焊料的定义 188

8.4.2 Sn-Ag-Cu系合金 190

8.4.3 Sn-Zn系合金 192

8.4.4 Sn-Bi系合金 195

8.4.5 Sn-Cu合金 198

8.5 无铅焊料的性能评估 201

8.5.1 无铅焊点焊接界面的组织结构 201

8.5.2 无铅焊料的可焊性 202

8.5.3 无铅焊料的表面张力 204

8.5.4 导电／导热性能 204

8.5.6 无铅焊料的力学性能 205

8.5.5 抗氧化性／腐蚀性 205

8.5.7 无铅焊料受到应力后的退化机理 207

8.5.8 部分无铅焊料的基本特性及其评述 208

8.6 元器件的端电极与PCB焊盘的涂层 210

8.7 铅含量对无铅焊接的影响 211

8.8 从元素周期表看无铅焊料的现状与发展趋势 215

8.9 加速无铅化转换进程 218

8.9.1 无铅转换进程的艰巨性 218

8.9.2 无铅技术的总体状况 220

8.9.3 如何实现无铅化制造 220

9.1.1 流变学基本概念与焊锡膏的流变行为 222

9.1 焊锡膏 222

第9章 焊锡膏与印刷技术 222

9.1.2 焊料粉的制造 225

9.1.3 糊状焊剂 227

9.1.4 焊锡膏的分类及标识 228

9.1.5 几种常见的焊锡膏 229

9.1.6 焊锡膏的评价 231

9.2 焊锡膏的印刷技术 235

9.2.1 模板／钢板 235

9.2.2 模板窗口形状和尺寸设计 237

9.2.3 印刷机简介 240

9.2.4 焊锡膏印刷机理与影响印刷质量的因素 240

9.2.5 焊锡膏印刷过程 242

9.2.6 印刷机工艺参数的调节与影响 243

9.2.7 新概念的捷流印刷工艺 247

9.2.8 焊锡膏印刷的缺陷、产生原因及对策 247

9.3 国外焊锡膏发展动向 249

第10章 贴片胶与涂布技术 250

10.1 贴片胶 250

10.1.1 贴片胶的工艺要求 250

10.1.2 环氧型贴片胶 251

10.1.3 丙烯酸类贴片胶 253

10.1.4 如何选用不同类型的贴片胶 254

10.1.5 贴片胶的流变行为 254

10.1.6 影响黏度的相关因素 256

10.1.7 黏结的基本原理 257

10.1.8 贴片胶的力学行为 258

10.1.9 贴片胶的评估 259

10.2 贴片胶的应用 263

10.2.1 常见的贴片胶涂布方法 263

10.2.2 影响胶点质量的因素 264

10.2.3 工艺参数优化设定 267

10.2.4 点胶工艺中常见的缺陷 268

10.2.5 贴片胶的固化 268

10.3 点胶—波峰焊工艺中常见的缺陷与解决方法 270

10.2.6 使用贴片胶的注意事项 270

10.4 贴片胶的发展趋势 272

10.5 小结 273

第11章 贴片技术与贴片机 274

11.1 贴片机的结构与特性 274

11.1.1 机架 275

11.1.2 传送机构与支撑台 276

11.1.3 X-Y与Z/θ伺服及定位系统 277

11.1.4 光学对中系统 283

11.1.5 贴片头 286

11.1.6 供料器 288

11.1.7 传感器 292

11.1.8 计算机控制系统 294

11.2.1 基本参数 295

11.2 贴片机的技术参数 295

11.2.2 贴片机技术参数的解析 296

11.3 贴片机的分类与典型机型介绍 302

11.3.1 贴片机的分类 302

11.3.2 典型贴片机介绍 304

11.4 贴片机的选型与验收 314

11.4.1 贴片机的选型 314

11.4.2 贴片机的验收 315

11.5 贴片机发展趋势 319

12.1 传热学基本概念 320

第12章 波峰焊接技术与设备 320

12.1.1 传导导热 321

12.1.2 对流导热 322

12.1.3 辐射导热 323

12.1.4 汽化热与相变传热 324

12.1.5 焊接过程中的热匹配 324

12.2 波峰焊技术 325

12.2.1 波峰焊机 325

12.2.2 助焊剂的涂布 327

12.2.3 正确控制焊剂密度 329

12.2.7 波峰焊工艺曲线解析 330

12.2.6 SMA预热温度测试 330

12.2.4 焊剂的烘干（预热） 330

12.2.5 波峰焊机中常见的预热方法 330

12.2.8 SMT生产中的混装工艺 335

12.2.9 波峰焊机的改进与发展 336

12.2.10 无铅波峰焊接工艺技术与设备 340

12.2.11 选择性波峰焊 344

12.2.12 波峰焊机的评估与选购注意事项 345

12.2.13 波峰焊接中常见的焊接缺陷 346

第13章 再流焊 350

13.1 红外再流焊 350

13.1.1 红外再流焊炉的演变 350

13.1.2 再流焊炉的基本结构与焊接温度曲线的调整 354

13.1.3 再流焊温度曲线的监控 361

13.1.4 通孔再流焊 364

13.1.5 无铅锡膏再流焊工艺与再流焊炉 367

13.1.6 Flip Chip再流焊技术 371

13.1.7 使用0201元件手机主板的焊接技术 372

13.1.8 如何做好CSP和BGA底部填充胶 376

13.1.9 再流焊炉的选用原则 378

13.2 汽相再流焊 384

13.2.1 VPS的优缺点 384

13.2.2 汽相焊的热转换介质 384

13.2.3 汽相焊设备 385

13.3 激光再流焊 387

13.3.1 原理和特点 387

13.3.2 激光再流焊设备 388

13.4 各种再流焊方法及性能对比 388

13.5 工艺中常见的焊接质量分析 389

13.6 焊接与环境问题 389

第14章 焊接质量评估与检测 391

14.1 连接性测试 391

14.1.1 人工目测检验（加辅助放大镜） 391

14.1.2 自动光学检查（AOI） 407

14.1.3 激光／红外线组合式检测系统 414

14.1.4 X射线检测仪 415

14.2 在线测试 417

14.2.1 模拟器件式在线测试技术 418

14.2.2 向量法测试技术 419

14.2.3 边界扫描测试技术（Boundary Scan Test） 420

14.2.4 非向量测试技术 421

14.2.5 飞针式测试仪 425

14.2.6 在线测试仪的功能 426

14.2.7 针床制造与测量 428

14.3.2 复合测试仪 429

14.3.1 特征分析（SA）测试技术 429

14.3 功能测试 429

14.4 电气测试所面临的挑战 430

14.5 SMT生产常见质量缺陷及解决办法 430

14.5.1 立碑现象的产生与解决办法 430

14.5.2 再流焊中锡珠生成原因与解决办法 432

14.5.3 焊接后印制板阻焊膜起泡的原因与解决方法 434

14.5.6 片式元器件开裂 435

14.5.7 焊点不光亮／残留物多 435

14.5.5 芯吸现象 435

14.5.4 印制板组件焊接后PCB基板上起泡的原因与解决办法 435

14.5.8 PCB扭曲 436

14.5.9 桥连 436

14.5.10 IC引脚焊接后开路／虚焊 437

14.5.11 BGA焊接缺陷 438

14.5.12 其他常见焊接缺陷 438

14.5.13 无铅锡膏中常出现的质量缺陷及其解决方法 439

14.6 SMA的维修 441

14.6.1 维修设备 441

14.6.2 维修过程 443

15.1.1 极性污染物 445

15.1.2 非极性污染物 445

15.1 污染物的种类 445

第15章 清洗与清洗剂 445

15.1.3 粒状污染物 446

15.2 清洗机理 447

15.3 几种常见的清洗工艺 447

15.3.1 溶剂清洗与CFC对臭氧层的破坏作用 447

15.3.2 溶剂选择原则与CFC代替品 449

15.3.3 CFC的代用品 451

15.3.4 溶剂法清洗工艺流程 452

15.3.5 皂化法水清洗 454

15.3.6 半水清洗 455

15.3.7 半水清洗工艺流程 456

15.3.8 净水清洗法 457

15.3.9 各种清洗工艺方案的评估 457

15.4 清洗的质量标准 459

15.4.1 MIL-P-28809标准 459

15.4.2 国内有关清洁度的标准 460

15.5 清洗效果的评价方法 461

15.5.1 目测法 461

15.5.2 溶剂萃取液测试法 461

15.5.3 表面绝缘电阻（SIR）测试法 461

15.6 SMA清洗总体方案设计 463

15.7 表面安装印制板主件（SMA）的清洗问题 464

15.8 有利于SMA的清洗的条件 464

15.9 免清洗发展的探讨 465

16.1 静电及其危害 466

16.1.1 静电的产生 466

第16章 电子产品组装中的静电防护技术 466

16.1.2 静电的力学效应 467

16.1.3 静电放电效应 468

16.1.4 静电感应 468

16.1.5 静电放电对电子工业的危害 468

16.1.6 静电敏感器件及其分类 469

16.1.7 电子产品生产环境中的静电源 471

16.2.1 静电防护原理 473

16.2.2 静电防护方法 473

16.2 静电防护 473

16.2.3 常用静电防护器材 475

16.2.4 静电测量仪器 476

16.3 电子整机作业过程中的静电防护 476

16.3.1 手机生产线内的防静电设施 476

16.3.2 生产过程的防静电 477

16.3.3 SSD的存储 477

16.3.4 其他部门的防静电要求 478

第17章 SMT生产中的质量管理 479

17.1 ISO-9000系列标准是SMT生产中质量管理的最好选择 479

17.2.3 SMT产品设计 480

17.2.2 质量保证体系的内涵 480

17.2.1 中心的质量目标 480

17.2 建立符合ISO-9000标准的SMT生产质量管理体系 480

17.2.4 外购件及外协件的管理 481

17.2.5 生产管理 482

17.2.6 质量检验 488

17.2.7 图纸文件管理 490

17.2.8 包装、储存及交货 490

17.2.9 降低成本 490

17.2.10 人员培训 490

17.3 统计技术在ISO-9000系列标准质量管理中的作用 491

17.3.1 调查表 491

17.3.4 因果图 492

17.3.5 流程图 492

17.3.2 分层图 492

17.3.3 头脑风暴法 492

17.3.6 树图 493

17.3.7 控制图 493

17.3.8 直方图 493

17.3.9 排列图 494

17.3.10 散布图 494

17.3.11 过程能力指数 495

参考文献 497