电子组装工艺可靠性PDF电子书下载

第1章 电子组装工艺可靠性概述 1

参考文献 3

第2章 印制电路板的可靠性设计 5

2.1 孔的可靠性设计 5

2.1.1 印制电路板上孔的分类 5

2.1.2 影响通孔可靠性的关键设计参数 6

2.2 PCB走线的可靠性设计 7

2.3 焊盘的散热设计 9

2.4 考虑机械应力的PCB布局设计 10

参考文献 11

第3章 焊点失效机理与寿命预测 13

3.1 焊点失效机理 13

3.1.1 热致失效 13

3.1.2 机械失效 14

3.1.3 电化学失效 15

3.2 焊点疲劳寿命预测模型 16

3.2.1 以塑性变形为基础的预测模型 16

3.2.2 以蠕变变形为基础的预测模型 17

3.2.3 以能量为基础的预测模型 18

3.2.4 以断裂参量为基础的预测模型 18

3.3 典型焊点的疲劳寿命预测举例 19

3.3.1 模型的建立和参数的选择 19

3.3.2 模拟结果和分析 21

3.3.3 分析结论 24

参考文献 24

第4章 电子组装过程中的可靠性问题 27

4.1 软钎焊原理 27

4.2 可焊性测试 29

4.2.1 边缘浸渍法 29

4.2.2 润湿平衡法 30

4.3 组装过程的潮湿敏感问题 33

4.3.1 潮湿敏感元器件的可靠性问题 33

4.3.2 吸湿造成的PCB爆板问题 35

4.4 金属间化合物对焊接可靠性的影响 36

4.5 再流焊接过程的质量与可靠性问题 39

4.5.1 冷焊 39

4.5.2 空洞 41

4.5.3 金对焊点可靠性的影响 42

4.5.4 金属渗析 43

4.5.5 片式元件开裂 45

4.5.6 片式元件立碑缺陷的机理分析与解决 47

参考文献 52

第5章 电子组装过程中的静电防护 53

5.1 电子元器件的静电损伤 53

5.1.1 静电和静电放电 53

5.1.2 对静电认识的发展历史 53

5.1.3 静电的产生 54

5.1.4 静电的来源 57

5.1.5 静电放电的3种模式 59

5.1.6 静电放电失效 61

5.2 保障工艺可靠性的静电防护措施 65

5.2.1 静电防护的作用和意义 65

5.2.2 静电对电子产品的损害 69

5.2.3 静电防护的目的和原则 71

5.2.4 静电防护材料 72

5.2.5 静电防护器材 72

5.2.6 静电防护的具体措施 76

5.2.7 静电防护总结 81

参考文献 82

第6章 电子工艺失效分析技术 83

6.1 外观检查 83

6.2 金相切片分析 84

6.2.1 金相切片的制作过程 85

6.2.2 金相切片技术在印制电路板生产检验中的应用 85

6.2.3 金相切片技术在印制电路板质量与可靠性分析中的应用 87

6.3 X射线分析技术 88

6.3.1 X射线的基本概念 88

6.3.2 X射线在电子工艺失效分析中的用途 88

6.3.3 X射线照相常用术语 89

6.3.4 X射线照相过程 90

6.3.5 X射线分析案例 91

6.4 光学显微镜分析技术 92

6.4.1 明、暗场观察 92

6.4.2 用光的干涉法测薄膜厚度 93

6.4.3 微分干涉相衬观察 95

6.4.4 偏振光干涉法观察 95

6.5 红外显微镜分析技术 96

6.5.1 红外显微镜的基本工作原理 96

6.5.2 红外显微分析技术在电子元器件失效分析中的应用 97

6.6 声学显微镜分析技术 97

6.6.1 SLAM的原理及应用 98

6.6.2 C-SAM的原理及应用 99

6.7 扫描电子显微镜技术（SEM） 100

6.7.1 扫描电子显微镜的基本工作原理 102

6.7.2 扫描电子显微镜的主要性能指标 102

6.7.3 扫描电子显微镜及其在电子元器件失效分析中的应用 104

6.8 电子束测试技术 106

6.8.1 电子束探测法（EBT） 106

6.8.2 电子束测试技术在器件失效分析中的应用 107

6.8.3 电子束测试系统中自动导航技术 108

6.8.4 电子束探针的最佳探测原则 108

6.9 电子束探针X射线显微分析仪 109

6.10 染色与渗透技术 110

6.10.1 染色与渗透试验基本原理 110

6.10.2 染色与渗透试验方法流程 110

6.10.3 染色与渗透试验结果的分析与应用 112

6.10.4 染色与渗透试验过程的质量控制 113

参考文献 114

第7章 电子产品可靠性试验 117

7.1 可靠性试验概述 117

7.2 可靠性试验 118

7.2.1 可靠性试验目的 118

7.2.2 可靠性试验的分类 118

7.2.3 可靠性试验设计 120

7.2.4 可靠性试验失效判据的确定 122

7.2.5 可靠性试验的抽样检查 122

7.2.6 可靠性试验的技术标准 124

7.3 可靠性筛选试验 125

7.3.1 筛选方法的评价 126

7.3.2 筛选的方法 126

7.3.3 失效模式与筛选方法的关系 128

7.3.4 可靠性筛选试验的设计 130

7.4 寿命试验 133

7.4.1 寿命试验的定义和特点 133

7.4.2 寿命试验的分类 133

7.4.3 寿命试验的设计 134

7.5 加速试验 136

7.5.1 加速试验的目的及分类 137

7.5.2 加速试验的产品层次及模型 138

7.5.3 先进的加速试验方案／思想 139

7.5.4 在加速试验中应当注意的问题 140

7.6 环境试验 142

7.6.1 环境试验项目 142

7.6.2 环境试验方法的分类和一般程序 142

7.6.3 环境试验方法 144

参考文献 147

第8章 无铅组装工艺可靠性 149

8.1 无铅焊接工艺简介 149

8.2 常用无铅焊料的可靠性特性 150

8.2.1 共熔锡-银合金（Sn-Ag） 150

8.2.2 锡-银-铋合金（Sn-Ag-Bi）和锡-银-铋-铟合金（Sn-Ag-Bi-in） 151

8.2.3 锡-银-铜合金（Sn-Ag-Cu）和锡-银-铜＋其他（Sn-Ag-Cu-X） 153

8.3 无铅PCB表面处理 153

8.3.1 有机可焊性保护膜（OSP） 154

8.3.2 化学镍金 156

8.3.3 无铅热风整平 160

8.3.4 化学镀锡 161

8.3.5 浸银 162

8.3.6 无铅表面处理总结 163

8.4 无铅组装过程的可靠性问题 164

8.4.1 无铅焊膏的印刷 164

8.4.2 无铅焊接再流曲线的设定 165

8.5 无铅焊点缺陷 168

8.5.1 焊点剥离（Lifted Pad） 168

8.5.2 锡-银-铜焊点空洞 169

8.6 无铅焊接高温的影响 171

8.6.1 无铅焊接高温对元器件可靠性的影响 171

8.6.2 无铅焊接高温对焊点可靠性的影响 174

8.6.3 无铅焊接高温对PCB可靠性的影响 175

8.7 无铅焊接的长期可靠性问题 175

8.7.1 锡须（Tin Whisker） 175

8.7.2 Kirkendall空洞 178

8.7.3 导电阳极丝（CAF） 179

参考文献 181

第9章 面阵列封装器件的工艺可靠性应用 183

9.1 面阵列封装器件简介 183

9.1.1 BGA封装的特点 183

9.1.2 BGA封装的类型与结构 184

9.2 BGA焊点空洞形成机理及对焊点可靠性的影响 190

9.2.1 BGA焊点空洞形成机理 190

9.2.2 BGA焊点空洞接受标准及其对焊点可靠性的影响 194

9.2.3 消除BGA空洞的措施 195

9.3 BGA不饱满焊点的形成机理及解决 195

9.4 BGA焊接润湿不良及改善措施 197

9.5 BGA焊接的自对中不良及解决方法 198

9.6 BGA焊点桥连及解决方法 200

9.7 BGA焊接的开焊及解决方法 201

9.8 焊点高度不均匀及解决方法 203

9.9 爆米花和分层 204

9.10 CCGA器件的可靠性返修 205

参考文献 207

第10章 QFN器件工艺可靠性应用 211

10.1 QFN封装器件的特点 211

10.2 QFN器件的焊盘设计 212

10.3 QFN器件的钢网设计 213

10.4 QFN器件组装过程常见工艺缺陷分析及解决方法 214

10.4.1 QFN器件引脚桥连缺陷的分析与解决方法 214

10.4.2 QFN器件焊点空洞的分析与解决方法 215

10.4.3 QFN器件组装过程焊珠缺陷的分析与解决方法 216

10.4.4 QFN器件组装过程焊点开路缺陷的分析与解决方法 216

10.5 QFN封装器件的可靠性返修 217

10.5.1 QFN返修的主要问题 217

10.5.2 QFN的返修流程 217

10.5.3 QFN可靠返修的技术要求 218

参考文献 221