現(xiàn)代電子裝聯(lián)無鉛焊接技術(shù)

前言

質(zhì)量意味著能夠滿足顧客的需要，從而使顧客滿意的產(chǎn)品特征；同時，質(zhì)量也意味著免于不良。這是兩項對質(zhì)量的基本定義。隨著科技進步和社會發(fā)展，環(huán)保問題越來越突出，各國都對環(huán)保越來越重視，顧客對環(huán)保的要求越來越高。一方面，科技的進步在創(chuàng)造財富、改善人們生活的同時，產(chǎn)生了大量的污染，給人們生活和身體健康造成相當(dāng)大的危害；另一方面，人們不斷追求高品質(zhì)的生活，尤其電子產(chǎn)品已成為日常生活中不可或缺的工具，．電子產(chǎn)品中的有害物質(zhì)減少或消除勢在必行。歐盟、美國、日本及中國相繼立法，限制電子產(chǎn)品中有害物質(zhì)的使用，并已陸續(xù)實施。滿足RoHS要求無疑是質(zhì)量的一項最基本的要求。本書作者長期從事電子裝聯(lián)焊接技術(shù)的研究，有著豐富的理論造詣和實踐經(jīng)驗，始終走在電子裝聯(lián)技術(shù)研究和應(yīng)用的最前列。在電子裝聯(lián)無鉛化轉(zhuǎn)換中，它無疑也是技術(shù)的先驅(qū)和開拓者。中興通訊是國家“走出去”戰(zhàn)略的優(yōu)秀企業(yè)，生產(chǎn)的產(chǎn)品出口到全球各個國家，尤其在歐美和日本比例較大。由于市場的需求，中興通訊在國內(nèi)最先實施無鉛轉(zhuǎn)換。無鉛化焊接技術(shù)不是簡單的無鉛化處理，而是一項復(fù)雜的技術(shù)。它包括無鉛波峰焊接、無鉛再流焊接及無鉛人工焊接，和有鉛焊接相比發(fā)生了重大變化，涉及物理學(xué)、化學(xué)、金屬學(xué)、電氣學(xué)、材料力學(xué)等，通過影響可焊性、焊接部腐蝕和焊接強度，最終影響焊接的可靠性。同時，生產(chǎn)過程中工藝設(shè)備的兼容性、工藝的可靠性、產(chǎn)能、各種器件引腳表面的涂覆層、焊接爐的熱穩(wěn)定性、加熱溫度曲線的設(shè)定，以及怎樣使PCB的溫度均勻分布等問題，也給無鉛焊接技術(shù)的理論分析和工藝實踐增加了相當(dāng)大的難度。而無鉛化轉(zhuǎn)換更是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。它涉及各個方面的協(xié)調(diào)和配合，包括材料檢測和選擇、供應(yīng)商的認證和培訓(xùn)、更換工藝和生產(chǎn)裝備、生產(chǎn)計劃和管理、倉儲、市場預(yù)測、工程師和生產(chǎn)工人的培訓(xùn)等。在轉(zhuǎn)換階段，有鉛和無鉛生產(chǎn)并存，有些產(chǎn)品有鉛、有些產(chǎn)品無鉛，或有些元器件有鉛、有些元器件無鉛，稍有不慎，就會造成混亂，影響質(zhì)量。而且這種配合和協(xié)同并不僅在一個企業(yè)內(nèi)部，而是在一個整體供應(yīng)鏈上；不僅在一個國家，而且在全球范圍內(nèi)。這種協(xié)同和配合最終需要無鉛焊接技術(shù)在理論上的研究和實踐上的創(chuàng)新才能滿足對可靠性和質(zhì)量的要求。本書從無鉛化組裝、無鉛焊接技術(shù)、無鉛焊點質(zhì)量控制等方面全面介紹了無鉛化技術(shù)，是一本既具有理論意義又極具實踐價值的經(jīng)典之作。作者結(jié)合自己從事無鉛化的實踐和研究心得，編寫這本《現(xiàn)代電子裝聯(lián)無鉛焊接技術(shù)》，無疑為中國電子產(chǎn)品無鉛化的技術(shù)革命進程做出了重要貢獻。

內(nèi)容概要

　　《現(xiàn)代電子裝聯(lián)無鉛焊接技術(shù)》從生產(chǎn)實際應(yīng)用出發(fā)，對電子產(chǎn)品無鉛制程中的一些典型問題展開討論，并采用大量來自業(yè)界生產(chǎn)實踐的典型真實案例進行輔助說明，圖文并茂，讓從事電子制造的工藝工程師們面對這些問題時，不僅知道如何去處理，還懂得為什么要這樣處理。無鉛電子制造正成為電子產(chǎn)業(yè)中的大趨勢，各企業(yè)都將其視為提高競爭力和擴大市場份額的有效手段。然而要實現(xiàn)這一過程是一項系統(tǒng)工程，在無鉛生產(chǎn)實施過程中將遇到許多陌生的應(yīng)用性技術(shù)問題?！　　冬F(xiàn)代電子裝聯(lián)無鉛焊接技術(shù)》主要面向從事電子產(chǎn)品組裝的工藝工程師、質(zhì)量工程師、物料工程師及相關(guān)的管理工程師，對生產(chǎn)現(xiàn)場的操作者也有很好的參考價值。

書籍目錄

第1章概論1.1 鉛污染的危害1.1.1 鉛污染的形成1.1.2 對人類健康的危害1.2 電子產(chǎn)品無鉛化組裝必須關(guān)注的問題1.2.1 全面實施有鉛向無鉛的轉(zhuǎn)換是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程1.2.2 現(xiàn)代電子產(chǎn)品組裝無鉛化的核心是無鉛焊接1.3 無鉛釬料合金1.3.1 無鉛釬料合金的定義1.3.2 評價無鉛釬料合金應(yīng)用性能的標(biāo)準(zhǔn)1.3.3 實用的無鉛釬料合金1.4 無鉛助焊劑1.4.1 無鉛焊接對助焊劑的要求1.4.2 無鉛焊接用助焊劑應(yīng)具備的特性1.4.3 無鉛助焊劑應(yīng)用時需要關(guān)注的主要性能與可靠性指標(biāo)1.4.4 助焊劑在焊接中所起的作用1.4.5 助焊劑在焊接中的作用機理1.5 無鉛焊膏1.5.1 何謂無鉛焊膏1.5.2 無鉛焊膏的特點1.5.3 無鉛焊膏的主要成分及其作用1.5.4 如何選擇和評估無鉛焊膏1.5.5 無鉛失活焊膏1.6 無鉛電子元器件1.6.1 無鉛電子元器件的定義1.6.2 電子元器件無鉛化面臨的挑戰(zhàn)1.6.3 對無鉛電子元器件焊接的工藝性要求1.7 PCB基材及其金屬涂覆層的無鉛化1.7.1 PCB基材無鉛化中的主要問題1.7.2 無鉛PCB基材的選擇要求1.7.3 PCB焊盤可焊性鍍層的無鉛化第2章無鉛焊接連接的界面理論2.1 電子裝聯(lián)概述2.1.1 電子裝聯(lián)的基本概念2.1.2 軟焊接在電子裝聯(lián)工藝中的地位2.1.3 軟焊接技術(shù)所涉及的學(xué)科領(lǐng)域及其影響2.2 軟焊接原理——冶金連接2.2.1 冶金連接2.2.2 釬料及軟釬接2.2.3 電子互連焊接機理2.2.4 釬料的潤濕作用2.2.5 擴散2.3 界面的金屬狀態(tài)2.3.1 界面層的金屬組織2.3.2 合金層（金屬間化合物）的形成2.3.3 毛細現(xiàn)象2.3.4 界面層的結(jié)晶和凝固2.4 界面反應(yīng)和組織2.4.1 Sn基釬料合金和Cu的界面反應(yīng)2.4.2 Sn基釬料合金和Ni的界面反應(yīng)2.4.3 Sn基釬料合金和Ni／Au鍍層的冶金反應(yīng)2.4.4 Sn基釬料合金和Pd及Ni／Pd／Au涂覆層的冶金反應(yīng)2.4.5 Sn基釬料合金和Fe基合金的界面反應(yīng)2.4.6 Sn基釬料和被OSP保護金屬的界面反應(yīng)第3章無鉛波峰焊接技術(shù)3.1 波峰焊接技術(shù)的進化和無鉛應(yīng)用3.1.1 波峰焊接技術(shù)的進化3.1.2 無鉛波峰焊接的技術(shù)特點3.2 無鉛波峰焊接設(shè)備技術(shù)3.2.1 適宜于無鉛波峰焊接工藝的設(shè)備技術(shù)3.2.2 無鉛波峰焊接設(shè)備技術(shù)的新發(fā)展3.3 無鉛波峰焊接工藝過程控制3.3.1 傳統(tǒng)波峰焊接工藝過程控制理論的局限性3.3.2 新的波峰焊接工藝過程控制理論要點3.3.3 波峰焊接機器參數(shù)3.3.4 無鉛波峰焊接工藝設(shè)定參數(shù)及其優(yōu)化3.3.5 波峰焊接工藝過程記錄參數(shù)3.4 無鉛波峰焊接工藝質(zhì)量控制3.4.1 無鉛波峰焊接工藝質(zhì)量控制中應(yīng)關(guān)注的問題3.4.2 無鉛波峰焊接工藝質(zhì)量控制要素3.5 影響無鉛波峰焊接焊點質(zhì)量的因素3.5.1 無鉛波峰焊接的主要缺陷現(xiàn)象3.5.2 影響無鉛波峰焊接焊點質(zhì)量的因素第4章無鉛再流焊接技術(shù)4.1 無鉛再流焊接技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)4.1.1 無鉛應(yīng)用推動了再流焊接技術(shù)的進步4.1.2 無鉛再流焊接的技術(shù)特點4.2 無鉛再流焊接設(shè)備技術(shù)及其發(fā)展4.2.1 無鉛再流焊接設(shè)備技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)4.2.2 無鉛再流焊接設(shè)備加熱技術(shù)的發(fā)展4.2.3 無鉛汽相再流焊接（VPS）4.3 無鉛再流焊接工藝技術(shù)4.3.1 無鉛再流焊接的物理化學(xué)過程4.3.2 無鉛再流焊接工藝參數(shù)4.3.3 再流焊接工藝參數(shù)的優(yōu)化4.4 無鉛再流焊接焊點缺陷4.4.1 無鉛再流焊接缺陷的主要類型4.4.2 影響無鉛再流焊接焊點質(zhì)量的因素第5章無鉛手工焊接技術(shù)5.1 無鉛手工焊接技術(shù)所面臨的問題5.2 無鉛釬料合金的手工焊接工藝5.2.1 無鉛手工焊接在現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝中的意義5.2.2 無鉛手工焊接的物理.化學(xué)過程及要求5.3 無鉛手工焊接工具5.3.1 無鉛手工焊接工具的特性5.3.2 電烙鐵分類5.3.3 電烙鐵的選擇5.3.4 無鉛手工焊接電烙鐵頭溫度的選擇5.4 影響無鉛手工焊接效果的因素5.4.1 無鉛釬料絲的選擇5.4.2 助焊劑的考慮5.4.3 優(yōu)化熱傳遞5.5 無鉛手工焊接工藝過程控制5.5.1 無鉛手工焊接的基本過程5.5.2 無鉛手工焊接工藝參數(shù)控制5.6 無鉛手工焊接中的工藝性缺陷及其對策第6章有鉛.無鉛混合組裝的工藝問題6.1 由有鉛向無鉛轉(zhuǎn)換中所面臨的工藝問題6.1.1 轉(zhuǎn)換早期的有鉛焊端對于鉛釬料的混用6.1.2 轉(zhuǎn)換中.后期的無鉛焊端對有鉛釬料的混用6.2 無鉛.有鉛混用的分類和組合6.2.1 混用中的引腳焊端涂覆層6.2.2 無鉛.有鉛混用的幾種常見形式6.2.3 無鉛.有鉛混用對焊點質(zhì)量的影響6.3 無鉛.有鉛混用的工藝性分析6.3.1 高溫對元器件的不利影響6.3.2 電氣可靠性6.3.3 混合組裝的返修工藝問題6.3.4 焊膏與BGA／CSP焊球的相容性6.3.5 爐溫曲線與控制問題6.4 有鉛.無鉛混合組裝的可行性評估6.4.1 焊點機械強度6.4.2 分層剝離（Lift-off）現(xiàn)象第7章無鉛焊點的主要缺陷現(xiàn)象和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)7.1 概述7.2 無鉛焊接典型缺陷分析及質(zhì)量要求7.2.1 共性的缺陷分析及其質(zhì)量要求7.2.2 無鉛波峰焊接特有的缺陷現(xiàn)象及其質(zhì)量要求7.2.3 無鉛再流焊接缺陷分析及其質(zhì)量要求7.3 無鉛焊接焊點的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第8章虛焊和冷焊8.1 概述8.2 虛焊和冷焊的異同8.2.1 相似性8.2.2 差異性及物理定位8.3 虛焊8.3.1 定義和特征8.3.2 焊接中金屬間化合物的生成8.3.3 虛焊發(fā)生的機理8.3.4 影響虛焊的因素8.4 冷焊8.4.1 定義和特征8.4.2 機理8.4.3 冷焊焊點的判據(jù)8.4.4 冷焊焊點缺陷程度分析8.4.5 誘發(fā)冷焊的原因及其抑制對策第9章無鉛再流焊接的爆板、分層現(xiàn)象9.1 概述9.2 爆板、分層現(xiàn)象的特征9.2.1 現(xiàn)象特征9.2.2 爆板沿厚度方向的分布9.3 分層和爆板的定義9.4 影響分層.爆板的因素9.4.1 有揮發(fā)物的形成源是產(chǎn)生分層.爆板的必要條件9.4.2 PP與銅箔面黏附力差是產(chǎn)生分層.爆板的充分條件9.4.3 再流焊接溫度選擇不適是分層.爆板的誘發(fā)因素9.4.4 可揮發(fā)物逃逸不暢是分層.爆板的助長因素9.5 分層.爆板發(fā)生的機理9.5.1 分層發(fā)生的機理9.5.2 爆板發(fā)生的機理9.6 預(yù)防分層.爆板的對策9.6.1 根除爆板發(fā)生的必要條件9.6.2 抑制爆板發(fā)生的充分條件9.6.3 改善大銅箔面的透氣性第10章無鉛焊接中焊盤.焊緣起翹及芯片變形10.1 無鉛焊接過程中的凝固過程10.2 起翹.剝離及對策10.2.1 起翹的定義及研究動向10.2.2 起翹現(xiàn)象發(fā)生的機理10.2.3 從起翹發(fā)生的機理看抑制的對策10.3 PBGA封裝體翹曲及其對傳統(tǒng)MSL分級的影響10.3.1 背景10.3.2 PBGA封裝體翹曲發(fā)生的機理10.3.3 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的不足10.3.4 B.T.Vaccaro等人的研究試驗結(jié)論第11章無鉛再流焊接中PBGA.CSP焊點空洞和球窩缺陷11.1 概述11.2 無鉛焊接中PBGA.CSP焊點的空洞11.2.1 PBGA.CSP焊點中空洞的分類及物理特征11.2.2 空洞的影響因素11.2.3 空洞的形成機理11.2.4 空洞的檢測和控制11.2.5 空洞是問題嗎11.3 無鉛焊接中PBGA.CSP焊點的球窩現(xiàn)象11.3.1 球窩現(xiàn)象的表現(xiàn)11.3.2 球窩的分類和形位特征11.3.3 在再流焊接過程中與球窩相關(guān)事件的研究11.3.4 球窩發(fā)生的機理11.3.5 球窩的危害11.3.6 球窩的抑制措施第12章電子產(chǎn)品無鉛制程的可靠性問題與失效分析12.1 電子產(chǎn)品無鉛制程的可靠性評估12.1.1 電子產(chǎn)品無鉛制程可靠性概述12.1.2 電子產(chǎn)品無鉛制程對環(huán)境的適應(yīng)性12.2 無鉛焊點的可靠性問題12.2.1 影響無鉛焊點可靠性的因素12.2.2 無鉛焊點工藝可靠性設(shè)計12.2.3 無鉛焊點的可靠性評估12.2.4 無鉛電子產(chǎn)品長期工作的可靠性問題12.3 焊點失效分析基礎(chǔ)12.3.1 名詞及定義12.3.2 失效分析的目的和失效率曲線12.3.3 失效分析的層次和原則12.3.4 失效分析方法12.3.5 焊點的主要失效模式12.3.6 焊點的失效機理12.4 批量生產(chǎn)中無鉛焊點失效特點及案例分析12.4.1 無鉛焊點失效的特有現(xiàn)象12.4.2 SMT／THT混合組裝無鉛波峰焊接的可靠性問題12.4.3 批量生產(chǎn)中無鉛焊點失效案例分析12.5 無鉛焊點的可靠性試驗12.5.1 無鉛焊點可靠性試驗的目的12.5.2 試驗分類和檢測技術(shù)的適用性12.5.3 主要的試驗內(nèi)容和方法參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　概論1.1　鉛污染的危害1.1.2　對人類健康的危害據(jù)2002年7月15日中國政策科學(xué)研究會研究會鉛防治問題研究組、中國醫(yī)學(xué)促進會、婦兒醫(yī)療保健委員會、北京兒童醫(yī)院、北京晚報發(fā)表的“零鉛工程”調(diào)查報告指出，我國曾對9省19個城市的6502個3－5歲幼兒靜脈血進行血鉛測定，結(jié)果顯示兒童血鉛濃度的總體均值為88.3ug/L，有近30％的幼兒血鉛超過國際公認的兒童鉛中毒水平。

編輯推薦

《現(xiàn)代電子裝聯(lián)無鉛焊接技術(shù)》由電子工業(yè)出版社出版。中興通訊股份有限公司的工藝專家樊融融研究員，以其深厚的理論功底，多年的從業(yè)經(jīng)驗，主導(dǎo)了中興通訊公司技術(shù)層面的無鉛化進程，并將其研究和實踐成果編著成《現(xiàn)代電子裝聯(lián)無鉛焊接技術(shù)》，以供同行參考學(xué)習(xí)?！冬F(xiàn)代電子裝聯(lián)無鉛焊接技術(shù)》涉及了無鉛化過程的各個要素，基本涵蓋了電子組裝的全過程。從理論上闡述了軟釬焊的機理和影響因素，列舉了大量的數(shù)據(jù)和圖片。特別值得稱道的是，作者借鑒了國際先進公司的做法和自己長期身體力行的實踐對焊接技術(shù)、工藝技術(shù)、焊接材料、焊接缺陷及解決方法進行了詳盡論述，使本書具有很強的可讀性和實際指導(dǎo)意義，是一本具有很高價值的電子無鉛化組裝技術(shù)的參考書。相信本書的出版一定會對中國電子產(chǎn)品的無鉛化產(chǎn)生深遠的影響。

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