SMT核心工艺解析与案例分析(第3版)电子书

前言

上篇 表面组装核心工艺解析

第1章 表面组装基础知识

1.1 SMT概述

1.2 表面组装基本工艺流程

1.3 PCBA组装流程设计

1.4 表面组装元器件的封装形式

1.5 印制电路板制造工艺

1.6 表面组装工艺控制关键点

1.7 表面润湿与可焊性

1.8 焊点的形成过程与金相组织

1.9 黑盘

1.10 工艺窗口与工艺能力

1.11 焊点质量判别

1.12 片式元器件焊点剪切力范围

1.13 P-BGA封装体翘曲与吸潮量、温度的关系

1.14 PCB的烘干

1.15 焊点可靠性与失效分析的基本概念

1.16 贾凡尼效应、电迁移、爬行腐蚀与硫化的概念

1.17 再流焊接次数对BGA与PCB的影响

1.18 焊点可靠性试验与寿命预估（IPC-9701）

第2章 工艺辅料

2.1 焊膏

2.2 失活性焊膏

2.3 无铅焊料合金及相图

第3章 核心工艺

3.1 钢网设计

3.2 焊膏印刷

3.3 贴片

3.4 再流焊接

3.5 波峰焊接

3.6 选择性波峰焊接

3.7 通孔再流焊接

3.8 柔性板组装工艺

3.9 烙铁焊接

3.10 BGA的角部点胶加固工艺

3.11 散热片的粘贴工艺

3.12 潮湿敏感器件的组装风险

3.13 Underfill加固器件的返修

3.14 不当的操作行为

第4章 特定封装组装工艺

4.1 03015封装的组装工艺

4.2 01005组装工艺

4.3 0201组装工艺

4.4 0.4mm CSP组装工艺

4.5 BGA组装工艺

4.6 PoP组装工艺

4.7 QFN组装工艺

4.8 LGA组装工艺

4.9 陶瓷柱状栅阵列元器件（CCGA）组装工艺要点

4.10 晶振组装工艺要点

4.11 片式电容组装工艺要点

4.12 铝电解电容器膨胀变形对性能的影响评估

4.13 子板/模块铜柱引出端组装工艺要点

4.14 表贴同轴连接器焊接的可靠性

4.15 LED的波峰焊接

第5章 无铅工艺

5.1 RoHS

5.2 无铅工艺

5.3 BGA混装工艺

5.4 混装工艺条件下BGA的收缩断裂问题

5.5 混装工艺条件下BGA的应力断裂问题

5.6 PCB表面处理工艺引起的质量问题

5.6.1 OSP工艺

5.6.2 ENIG工艺

5.6.3 Im-Ag工艺

5.6.4 Im-Sn工艺

5.6.5 OSP选择性处理

5.7 无铅工艺条件下微焊盘组装的要领

5.8 无铅烙铁的选用

5.9 无卤组装工艺面临的挑战

第6章 可制造性设计

6.1 焊盘设计

6.2 元器件间隔设计

6.3 阻焊层的设计

6.4 PCBA的热设计

6.5 面向直通率的工艺设计

6.6 组装可靠性的设计

6.7 再流焊接底面元器件的布局设计

6.8 厚膜电路的可靠性设计

6.9 散热器的安装方式引发元器件或焊点损坏

6.10 插装元器件的工艺设计

下篇 生产工艺问题与对策

第7章 由工艺因素引起的问题

7.1 密脚器件的桥连

7.2 密脚器件虚焊

7.3 空洞

7.4 元器件侧立、翻转

7.5 BGA虚焊的类别

7.6 BGA球窝现象

7.7 镜面对贴BGA缩锡断裂现象

7.8 BGA焊点机械应力断裂

7.9 BGA热重熔断裂

7.10 BGA结构型断裂

7.11 BGA冷焊

7.12 BGA焊盘不润湿

7.13 BGA焊盘不润湿——特定条件：焊盘无焊膏

7.14 BGA黑盘断裂

7.15 BGA返修工艺中出现的桥连

7.16 BGA焊点间桥连

7.17 BGA焊点与临近导通孔锡环间桥连

7.18 无铅焊点表面微裂纹现象

7.19 ENIG盘面焊锡污染

7.20 ENIG盘/面焊剂污染

7.21 锡球——特定条件：再流焊工艺

7.22 锡球——特定条件：波峰焊工艺

7.23 立碑

7.24 锡珠

7.25 0603波峰焊时两焊端桥连

7.26 插件元器件桥连

7.27 插件桥连——特定条件：安装形态（引线、焊盘、间距组成的环境）引起的

7.28 插件桥连——特定条件：托盘开窗引起的

7.29 波峰焊掉片

7.30 波峰焊托盘设计不合理导致冷焊问题

7.31 PCB变色但焊膏没有熔化

7.32 元器件移位

7.33 元器件移位——特定条件：设计/工艺不当

7.34 元器件移位——特定条件：较大尺寸热沉焊盘上有盲孔

7.35 元器件移位——特定条件：焊盘比引脚宽

7.36 元器件移位——特定条件：元器件下导通孔塞孔不良

7.37 元器件移位——特定条件：元器件焊端不对称

7.38 通孔再流焊插针太短导致气孔

7.39 测试针床设计不当，造成焊盘烧焦并脱落

7.40 QFN开焊与少锡（与散热焊盘有关的问题）

7.41 热沉元器件焊剂残留物聚集现象

7.42 热沉焊盘导热孔底面冒锡

7.43 热沉焊盘虚焊

7.44 片式电容因工艺引起的开裂失效

7.45 变压器、共模电感开焊

7.46 密脚连接器桥连

第8章 由PCB引起的问题

8.1 无铅HDI板分层

8.2 再流焊接时导通孔“长”出黑色物质

8.3 波峰焊点吹孔

8.4 BGA拖尾孔

8.5 ENIG板波峰焊后插件孔盘边缘不润湿现象

8.6 ENIG表面过炉后变色

8.7 ENIG面区域性麻点状腐蚀现象

8.8 OSP板波峰焊接时金属化孔透锡不良

8.9 OSP板个别焊盘不润湿

8.10 OSP板全部焊盘不润湿

8.11 喷纯锡对焊接的影响

8.12 阻焊剂起泡

8.13 ENIG镀孔压接问题

8.14 PCB光板过炉（无焊膏）焊盘变深黄色

8.15 微盲孔内残留物引起BGA焊点空洞大尺寸化

8.16 超储存期板焊接分层

8.17 PCB局部凹陷引起焊膏桥连

8.18 BGA下导通孔阻焊偏位

8.19 导通孔藏锡珠现象及危害

8.20 单面塞孔质量问题

8.21 CAF引起的PCBA失效

8.22 PCB基材波峰焊接后起白斑现象

第9章 由元器件电极结构、封装引起的问题

9.1 银电极浸析

9.2 单侧引脚连接器开焊

9.3 宽平引脚开焊

9.4 片式排阻开焊

9.5 QFN虚焊

9.6 元器件热变形引起的开焊

9.7 SLUG-BGA的虚焊

9.8 BGA焊盘下PCB次表层树脂开裂

9.9 陶瓷板塑封模块焊接时内焊点桥连

9.10 全矩阵BGA的返修——角部焊点桥连或心部焊点桥连

9.11 铜柱引线的焊接——焊点断裂

9.12 堆叠封装焊接造成内部桥连

9.13 片式排阻虚焊

9.14 手机EMI器件的虚焊

9.15 FCBGA翘曲

9.16 复合器件内部开裂——晶振内部

9.17 连接器压接后偏斜

9.18 引脚伸出太长，导致通孔再流焊“球头现象”

9.19 钽电容旁元器件被吹走

9.20 灌封器件吹气

9.21 手机侧键内进松香

9.22 MLP（Molded Laser PoP）的虚焊与桥连

9.23 表贴连接器焊接变形

9.24 片容应力失效

第10章 由设备引起的问题

10.1 再流焊后PCB表面出现异物

10.2 PCB静电引起Dek印刷机频繁死机

10.3 再流焊接炉链条颤动引起元器件移位

10.4 再流焊接炉导轨故障使单板烧焦

10.5 贴片机PCB夹持工作台上下冲击引起重元器件移位

10.6 钢网变形导致BGA桥连

10.7 擦网纸与擦网工艺引起的问题

第11章 由设计因素引起的工艺问题

11.1 HDI板焊盘上的微盲孔引起的少锡/开焊

11.2 焊盘上开金属化孔引起的虚焊、冒锡球

11.3 焊盘与元器件引脚尺寸不匹配引起开焊

11.4 焊盘大小不同导致表贴电解电容器再流焊接移位

11.5 测试盘接通率低

11.6 BGA附近设计有紧固件，无工装装配时容易引起BGA焊点断裂

11.7 散热器弹性螺钉布局不合理引起周边BGA的焊点拉断

11.8 局部波峰焊工艺下元器件布局不合理导致被撞掉

11.9 模块黏合工艺引起片容开裂

11.10 不同焊接温度需求的元器件布局在同一面

11.11 设计不当引起片容失效

11.12 设计不当导致模块电源焊点断裂

11.13 拼板V槽残留厚度小导致PCB严重变形

11.14 0.4mm间距CSP焊盘区域凹陷

11.15 薄板拼板连接桥宽度不足引起变形

11.16 灌封PCBA插件焊点断裂

第12章 由手工焊接、三防工艺引起的问题

12.1 焊剂残留物引起的绝缘电阻下降

12.2 焊点表面残留焊剂白化

12.3 强活性焊剂引起焊点间短路

12.4 焊点附近三防漆变白

12.5 导通孔焊盘及元器件焊端发黑

第13章 操作不当引起的焊点断裂与元器件问题

13.1 不当的拆连接器操作使SOP引脚拉断

13.2 机械冲击引起BGA脆断

13.3 多次弯曲造成BGA焊盘拉断

13.4 无工装安装螺钉导致BGA焊点拉断

13.5 元器件被周转车导槽撞掉

13.6 无工装操作使元器件撞掉

第14章 腐蚀失效

14.1 常见的腐蚀现象

14.2 厚膜电阻/排阻硫化失效

14.3 电容硫化现象

14.4 爬行腐蚀现象

14.5 银有关的典型失效

附录A 术语·缩写·简称

参考文献