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现代电子制造系列丛书 现代电子装联焊接技术基础及其应用 樊融融 编著 2015年版

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  • 更新时间:2022-08-30
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资料介绍

现代电子制造系列丛书 现代电子装联焊接技术基础及其应用
作者:樊融融 编著
出版时间:2015年版
丛编项: 现代电子制造系列丛书
内容简介
  现代电子制造的核心是工艺技术,而影响现代电子产品质量的关键环节,是电子产品互连工艺中的焊接技术。本书本着理论与实践相结合的原则,使工程师们在产品生产中面临问题时,不仅知道该怎样去处理,还懂得为什么要这样处理。这些都是从事电子制造技术研究的工艺工程师、质量工程师、生产管理工程师们所应了解和掌握的。
目录
第1章 电子装联焊接技术基础理论/t1
1.1 电子装联焊接概论/t2
1.1.1 电子装联焊接的定义和分类/t2
1.1.2 在电子装联中为什么要采用软钎焊工艺及其特点/t2
1.1.3 软钎焊技术在电子装联工艺中的重要地位/t3
1.2 焊接科学及基础理论/t4
1.2.1 焊接技术概述/t4
1.2.2 金属焊接接合机理/t4
1.2.3 润湿理论――杨氏公式/t9
1.2.4 接触角 11
1.2.5 弯曲液面下的附加压强――拉普拉斯方程/t12
1.2.6 扩散、菲克(Fick)定律及扩散激活能/t14
1.2.7 毛细现象/t18
1.2.8 母材的熔蚀/t20
1.3 焊接接头及其形成过程/t21
1.3.1 润湿和连接界面/t21
1.3.2 可焊性/t22
1.3.3 固着面积/t22
1.3.4 钎料接头产生连接强度的机理/t22
1.3.5 形成焊接连接的必要条件/t24
1.3.6 焊接接头形成的物理过程/t26
1.4 焊接接头界面的金属状态/t28
1.4.1 界面层的金属组织/t28
1.4.2 合金层(金属间化合物)的形成/t29
1.4.3 界面层的结晶和凝固/t35
1.4.4 焊点的接头厚度和钎接温度对焊点的机械强度的影响/t35
思考题/t36
第2章 焊接接头的界面特性/t39
2.1 焊料的润湿和界面的形成/t40
2.1.1 焊料的润湿/t40
2.1.2 界面的形成/t41
2.1.3 焊接界面反应机理/t42
2.2 界面反应和组织/t44
2.2.1 Sn和Cu的界面反应/t44
2.2.2 Sn基焊料和母材Cu的界面反应/t45
2.2.3 Sn基焊料合金和Ni的界面反应/t49
2.2.4 Sn基焊料和Ni/Au镀层的冶金反应/t51
2.2.5 Sn基焊料和Pd及Ni/Pd/Au涂覆层的冶金反应/t53
2.2.6 Sn基焊料和Fe基合金的界面反应/t54
2.2.7 Sn基焊料和被OSP保护金属的界面反应/t55
思考题/t57
第3章 电子装联焊接用焊料/t59
3.1 焊料冶金学知识/t60
3.1.1 冶金学导言/t60
3.1.2 相图/t62
3.2 有Pb焊接用的SnPb基焊料/t64
3.2.1 焊料常用的几种基本金属元素特性/t64
3.2.2 SnPb合金/t66
3.2.3 工程用SnPb焊料应用分析/t67
3.2.4 SnPb焊料的蠕变性能/t70
3.2.5 SnPb焊料合金中的杂质及其影响/t70
3.2.6 Sn基有Pb焊料的工程应用/t73
3.3 无Pb焊料合金/t75
3.3.1 无Pb焊料合金的发展概况/t75
3.3.2 实用的无Pb焊料合金/t77
3.3.3 实用替代合金的应用特性/t78
3.3.4 SnAg系合金/t79
3.3.5 SnCu系合金/t81
3.4.6 SnBi系合金/t82
3.3.7 SnZn系合金/t83
3.3.8 SnAgCu 焊料合金/t84
3.3.9 SnAgCuBi四元合金/t88
3.3.10 SnAgBi、SnAgBiIn合金/t89
3.5 IPC SPVC推荐的无Pb焊料合金及其评估/t89
3.5.1 IPC SPVC推荐的无Pb焊料合金/t89
3.5.2 IPC SPVC对所推荐焊料的研究评估/t89
3.6 无Pb焊料合金性能比较/t89
3.6.1 SnAgCu与Sn37Pb的工艺性比较/t89
3.6.2 常用的无Pb焊料合金的应用性能/t90
3.6.3 成分、熔化温度范围和成本/t90
3.6.4 润湿性/t91
2.6.5 其他主要物理性能/t91
2.6.6 接合界面/t91
思考题/t92
第4章 电子装联焊接用助焊剂/t93
4.1 焊料的氧化/t94
4.1.1 焊料氧化的基本概念/t94
4.1.2 影响焊料氧化的基本因素/t94
4.2 助焊剂化学/t95
4.2.1 助焊剂在焊接过程中的意义/t95
4.2.2 助焊剂的作用及作用机理/t97
4.2.3 助焊剂应具备的技术特性/t99
4.2.4 助焊剂应具备的应用特性/t102
4.2.5 助焊剂的分类/t102
4.2.6 电子装联焊接用助焊剂的溶剂/t107
4.2.7 无铅工艺对助焊剂的挑战/t107
4.2.8 无铅助焊剂需要关注的主要性能与可靠性指标/t110
4.2.9 助焊剂中活性物质的化学物理特性/t110
思考题/t113
第5章 电子装联焊接用焊膏/t115
5.1 概述/t116
5.1.1 定义和用途/t116
5.1.2 组成和特性/t116
5.2 焊膏中常用的焊料合金成分及特性/t116
5.2.1 焊膏中常用的焊料合金成分/t116
5.2.2 焊膏中常用的焊料合金的特性/t119
5.3 焊膏中的糊状助焊剂/t121
5.3.1 焊膏中糊状助焊剂的组成及其要求/t121
5.3.2 糊状助焊剂各组成部分的作用及作用机理/t121
5.3.3 黏合剂/t125
5.3.4 触变剂/t125
5.3.5 溶剂/t126
5.4 焊膏的应用特性/t126
5.4.1 焊膏的应用特性/t126
5.4.2 焊膏组成及特性对应用特性的影响/t127
5.4.3 无铅焊膏应用的工艺性问题/t127
5.5 如何选择和评估焊膏/t128
5.5.1 选用焊膏时应注意的问题/t128
5.5.2 如何评估焊膏/t129
5.6 焊膏产品的新发展/t130
5.6.1 新概念焊膏1――失活焊膏介绍/t130
5.6.2 新概念焊膏2――不用冷藏和解冻,拿来就用的焊膏/t134
5.6.3 掺入微量Co的无铅低银焊膏/t134
思考题/t142
第6章 电子装联焊接接头设计/t145
6.1 焊点的接头/t146
6.1.1 焊接接头设计的意义/t146
6.1.2 焊点的接头模型/t146
6.1.3 焊接的基本接头结构/t147
6.2 焊接接头结构设计对接头机电性能的影响/t148
6.2.1 接头的几何形状设计及强度分析/t148
6.2.2 焊接接头的电气特性/t151
6.3 影响焊接接头机械强度的因素/t154
6.3.1 施用的焊料量对焊点剪切强度的影响/t154
6.3.2 与熔化焊料接触的时间对焊点剪切强度的影响/t155
6.3.3 焊接温度对接头剪切强度的影响/t155
6.3.4 接头厚度对强度的影响/t156
6.3.5 接头强度随焊料合金成分和基体金属的变化/t157
6.3.6 焊料接头的抗蠕变强度/t158
6.4 SMT再流焊接接合部的工艺设计/t160
6.4.1 THT和SMT焊点接合部的差异/t160
6.4.2 再流焊接接合部的工艺设计/t162
6.4.3 片式元器件焊接接合部的工艺设计/t164
6.4.4 QFP焊接接合部的工艺设计/t171
6.4.5 BGA、CSP再流焊接接合部的工艺设计/t175
思考题/t179
第7章 焊接接头母材的预处理及可焊性检测和评估/t181
7.1 焊接接头母材的概述/t182
7.1.1 母材及其要求/t182
7.1.2 母材常用的材料及其特性/t182
7.2 母材金属焊接的前处理/t184
7.2.1 母材金属焊接前处理的意义及处理方法/t184
7.2.2 母材的可焊性涂覆/t185
7.2.3 镀层的可焊性评估/t187
7.3 元器件引脚常用可焊性镀层的特性描述/t188
7.3.1 Au镀层/t188
7.3.2 Ag镀层/t190
7.3.3 Ni镀层/t190
7.3.4 Sn镀层/t191
7.3.5 Cu镀层/t192
7.3.6 Pd镀层/t193
7.3.7 Sn基合金镀层/t193
7.4 PCB焊盘常用涂层及其特性/t194
7.4.1 PCB焊盘涂层材料选择时应考虑的因素/t194
7.4.2 HASL- Sn、SnPb/t195
7.4.3 ENIG Ni(P)/Au涂覆层/t195
7.4.4 Im-Sn涂覆层/t197
7.4.5 Im-Ag涂层/t197
7.4.6 OSP涂覆/t198
7.4.7 PCB表面涂覆体系的比较/t199
7.5 母材金属镀层的腐蚀(氧化)/t199
7.5.1 金属腐蚀的定义/t199
7.5.2 金属腐蚀的分类/t200
7.6 母材金属镀层的可焊性试验/t205
7.6.1 可焊性概念/t205
7.6.2 母材镀层在贮存期可焊性的蜕变及其试验方法/t206
7.6.3 可焊性试验方法/t208
思考题/t212
第8章 现代电子装联PCBA焊接的DMF要求/t215
8.1 PCBA焊接DFM 要求对产品生产质量的意义/t216
8.1.1 概述/t216
8.1.2 DFM是贯彻执行相关产品焊接质量标准的前提/t216
8.1.3 良好的DFM对PCBA生产的重要意义/t216
8.2 电子产品的分类及安装焊接的质量等级和要求/t217
8.2.1 电子产品安装焊接的质量等级/t217
8.2.2 电子产品的最终使用类型/t218
8.2.3 电子产品的安装类型/t218
8.2.4 电子产品的可生产性级别/t219
8.3 PCBA波峰焊接安装设计的DFM要求/t219
8.3.1 现代电子装联波峰焊接技术特征/t219
8.3.2 PCB布线设计应遵循的DFM规则及考虑的因素/t220
8.3.3 元器件在PCB上的安装布局要求/t220
8.3.4 安装结构形态的选择/t221
8.3.5 电源线、地线及导通孔的考虑/t223
8.3.6 采用拼板结构时应注意的问题/t223
8.3.7 测试焊盘的设置/t224
8.3.8 元器件间距/t224
8.3.9 阻焊膜的设计/t224
8.3.10 排版与布局/t225
8.3.11 元器件的安放/t225
8.3.12 THT方式的图形布局/t226
8.3.13 导线的线形设计/t229
8.4 PCBA-SMT方式波峰焊接安装设计的DFM要求/t232
8.4.1 PCBA-SMT方式的图形设计/t232
8.4.2 IC插座焊盘的排列走向/t234
8.4.3 直线密集型焊盘/t235
8.4.4 引线伸出焊盘的高度/t235
8.4.5 工艺区的设置/t235
8.4.6 热工方面的考虑/t236
8.4.7 SMT方式安装结构的波峰焊接要求/t236
8.4.8 减少热损坏的安装和焊法/t239
8.4.9 减少波峰焊接桥连率的安装法/t239
8.5 PCBA再流焊接安装设计的DFM要求/t240
8.5.1 选用SMT的原则/t240
8.5.2 元器件间隔/t240
8.5.3 适于清洁的元器件离板高度/t241
8.5.4 基准点标记/t241
8.5.5 布线设计的DMF要求/t243
8.5.6 再流焊接对PCB焊盘的设计要求/t245
8.5.7 元器件安装/t247
思考题/t248
第9章 电子装联焊接技术应用概论/t249
9.1 电子装联焊接技术概论/t250
9.1.1 概述/t250
9.1.2 电子装联高效焊接技术/t250
9.1.3 焊接方法的分类/t250
9.2 电子装联焊接技术的发展/t252
9.2.1 传热式焊接方式/t252
9.2.2 辐射热焊接方式/t257
9.3 自动化焊接系统/t259
9.3.1 概述/t259
9.3.2 波峰焊接技术的发展/t260
9.3.3 再流焊接技术的发展/t269
思考题/t273
第10章 波峰焊接工艺窗口设计及其控制/t275
10.1 影响波峰焊接效果的四要素/t276
10.1.1 母材金属的可焊性/t276
10.1.2 波峰焊接设备/t277
10.1.3 PCB图形设计的波峰焊接工艺性/t279
10.1.4 波峰焊接工艺的优化/t279
10.1.5 无铅波峰焊接的工艺性问题/t281
10.2 SMA波峰焊接的波形选择/t281
10.2.1 SMA波峰焊接工艺的特殊性/t281
10.2.2 气泡遮蔽效应/t282
10.2.3 阴影效应/t282
10.2.4 SMC/SMD的焊接特性和安装设计中应注意的事项/t283
10.3 波峰焊接工艺窗口设计/t284
10.3.1 正确进行波峰焊接工艺窗口设计的重要性/t284
10.3.2 上机前的烘干处理/t284
10.3.3 涂覆助焊剂/t285
10.3.4 预热温度/t285
10.3.5 焊料槽温度/t288
10.3.6 夹送速度/t290
10.3.7 夹送倾角/t291
10.3.8 波峰高度/t292
10.3.9 压波深度/t292
10.3.10 冷却/t293
10.4 波峰焊接工艺窗口控制/t293
10.4.1 工艺窗口控制的意义/t293
10.4.2 波峰焊接工艺窗口必须受控/t293
10.4.3 PCB可焊性的监控/t294
10.4.4 波峰焊接设备工序能力系数(Cpk)的实时监控/t294
10.4.5 助焊剂涂覆监控/t296
10.4.6 波峰焊接温度曲线的监控/t296
10.4.7 波峰焊接中焊料槽杂质污染的危害/t297
10.4.8 防污染的对策/t298
思考题/t300
第11章 再流焊接工艺窗口设计及其控制/t303
11.1 再流焊接工艺要素分析/t304
11.1.1 焊前应确认的调节条件及检查项目/t304
11.1.2 SMT组装工艺影响因素/t304
11.2 再流焊接温度-时间曲线/t305
11.2.1 再流焊接工艺过程中的温度特性/t305
11.2.2 再流焊接过程中影响温度-时间曲线的因素/t307
11.2.3 正确设置再流温度-时间曲线的意义/t309
11.2.4 怎样设定再流温度-时间曲线/t310
11.2.5 目前流行的再流温度-时间曲线的类型/t315
11.3 再流焊接工艺窗口设计/t317
11.3.1 再流焊接工艺参数/t317
11.3.2 再流焊接工艺窗口控制/t320
11.4 有铅和无铅混合安装PCBA再流焊接工艺窗口设计/t322
11.4.1 无铅PCBA的再流焊接问题/t322
11.4.2 有铅和无铅混合安装的过渡时期/t323
11.5 再流焊接中的其他相关问题/t326
11.5.1 气相再流焊接/t326
11.5.2 在氮气保护气氛中的再流焊接/t326
11.5.3 清洗与免清洗/t327
11.5.4 双面PCB再流/t328
思考题/t328
第12章 电子装联的选择焊法及模组焊法/t329
12.1 电子装联的选择焊法/t330
12.1.1 问题的提出/t330
12.1.2 选择性焊接工艺应运而生/t331
12.2 选择性焊接技术/t331
12.2.1 选择性焊接技术的适用性/t331
12.2.2 选择性焊接设备及其应用/t332
12.2.3 选用购选择性焊接工艺时需考虑的问题/t334
12.2.4 点波峰选择性焊接的工序组成/t334
12.3 模组焊接系统/t339
12.3.1 模组焊接系统的发展/t339
12.3.2 ERSA VERSAFLOW 纯模组焊接设备/t339
12.3.3 ERSA VERSAFLOW的点选择+模组焊接复合焊接系统/t340
12.3.4 日本模式/t341
思考题/t342
第13章 电子装联焊接缺陷概论/t343
13.1 波峰焊接常见缺陷及其抑制/t344
13.1.1 波峰焊接中常见的缺陷现象/t344
13.1.2 虚焊/t344
13.1.3 冷焊/t346
13.1.4 不润湿及反润湿/t348
13.1.5 其他的缺陷/t349
13.2 无铅波峰焊接中的特有缺陷现象/t364
13.2.1 概述/t364
13.2.2 无铅焊点的外观/t364
13.2.3 焊缘起翘现象/t365
13.2.4 焊缘起翘实例/t370
13.2.5 从起翘发生的机理看抑制的对策/t374
13.3 再流焊接常见缺陷及其抑制/t377
13.3.1 脱焊/t377
13.3.2 焊膏再流不完全/t378
13.3.3 不润湿和反润湿/t378
13.3.4 焊料小球/t379
13.3.5 墓碑现象/t382
13.3.6 芯吸现象/t385
13.3.7 桥连现象/t385
13.3.8 封装体起泡和开裂/t386
13.3.9 焊料残渣/t386
13.3.10 球状面阵列器件(BGA、CSP)焊料再流不完全/t387
13.3.11 器件焊点破裂/t387
13.4 再流焊接中的空洞和球窝/t387
13.4.1 空洞/t387
13.4.2 球窝(HIP)/t389
思考题/t393
参考文献/t395
跋/t397


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