SMT核心工藝解析與案例分析（第2版）

目　錄

上篇　表面組裝核心工藝解析

第1章　表面組裝基礎(chǔ)知識

1.1　SMT概述 3

1.2　表面組裝基本工藝流程 5

1.3　PCBA組裝流程設(shè)計 6

1.4　表面組裝元器件的封裝形式 8

1.5　印制電路板制造工藝 14

1.6　表面組裝工藝控制關(guān)鍵點 21

1.7　表面潤濕與可焊性 22

1.8　金屬間化合物 23

1.9　黑盤 25

1.10　工藝窗口與工藝能力 26

1.11　焊點質(zhì)量判別 28

1.12　片式元件焊點剪切力范圍 31

1.13　P-BGA封裝體翹曲與吸潮量、溫度的關(guān)系 32

1.14　PCB的烘干 34

1.15　焊點可靠性與失效分析的基本概念 36

1.16　如何做工藝 37

第2章　工藝輔料

2.1　焊膏 38

2.2　失活性焊膏 43

2.3　無鉛焊料 45

2.4　常用焊料的合金相圖 46

第3章　核心工藝

3.1　鋼網(wǎng)設(shè)計 48

3.2　焊膏印刷 54

3.3　貼片 61

3.4　再流焊接 62

3.5　波峰焊 73

3.6　選擇性波峰焊 90

3.7　通孔再流焊 96

3.8　柔性板組裝工藝 98

3.9　烙鐵焊接 99

3.10　BGA的角部點膠加固工藝 101

3.11　散熱片的粘貼工藝 102

3.12　潮濕敏感器件的組裝風(fēng)險 103

3.13　Underfill加固器件的返修 104

3.14　不當(dāng)?shù)牟僮餍袨?105

第4章　特定封裝組裝工藝

4.1　01005組裝工藝 107

4.2　0201組裝工藝 108

4.3　0.4mmCSP組裝工藝 110

4.4　BGA組裝工藝 111

4.5　POP組裝工藝 112

4.6　QFN組裝工藝 116

4.7　陶瓷柱狀柵陣列元件（CCGA）組裝工藝要點 122

4.8　晶振組裝工藝要點 123

4.9　片式電容組裝工藝要點 124

4.10　鋁電解電容膨脹變形對性能的影響評估 127

4.11　子板/模塊銅柱引出端組裝工藝要點 128

4.12　表貼同軸連接器焊接的可靠性 130

第5章　無鉛工藝

5.1　RoHS 132

5.2　無鉛工藝 133

5.3　BGA混裝工藝 134

5.4　混裝工藝條件下BGA的收縮斷裂問題 142

5.5　混裝工藝條件下BGA的應(yīng)力斷裂問題 146

5.6　PCB表面處理工藝引起的質(zhì)量問題 150

5.6.1　OSP工藝 152

5.6.2　ENIG工藝 154

5.6.3　Im-Ag工藝 156

5.6.4　Im-Sn工藝 158

5.6.5　OSP選擇性處理 160

5.7　無鉛工藝條件下微焊盤組裝的要領(lǐng) 161

5.8　無鉛烙鐵的選用 162

5.9　無鹵組裝工藝面臨的挑戰(zhàn) 163

第6章　可制造性設(shè)計

6.1　焊盤設(shè)計 166

6.2　元件間隔設(shè)計 171

6.3　阻焊層的設(shè)計 172

6.4　PCBA的熱設(shè)計 173

6.5　面向直通率的工藝設(shè)計 176

6.6　組裝可靠性的設(shè)計 182

6.7　再流焊接底面元件的布局設(shè)計 184

6.8　厚膜電路的可靠性設(shè)計 185

6.9　散熱器的安裝方式引發(fā)元件或焊點損壞 187

6.10　插裝元件的工藝設(shè)計 189

下篇　生產(chǎn)工藝問題與對策

第7章　由工藝因素引起的問題

7.1　密腳器件的橋連 193

7.2　密腳器件虛焊 195

7.3　氣孔或空洞 196

7.4　元件側(cè)立、翻轉(zhuǎn) 197

7.5　BGA空洞 198

7.6　BGA空洞——特定條件：混裝工藝 200

7.7　BGA空洞——特定條件：HDI板 201

7.8　BGA虛焊的類別 202

7.9　BGA球窩現(xiàn)象 203

7.10　BGA冷焊 204

7.11　BGA焊盤不潤濕 205

7.12　BGA焊盤不潤濕——特定條件：焊盤無焊膏 206

7.13　BGA黑盤斷裂 207

7.14　BGA焊點機械應(yīng)力斷裂 208

7.15　BGA熱重熔斷裂 211

7.16　BGA結(jié)構(gòu)型斷裂 213

7.17　BGA返修工藝中出現(xiàn)的橋連 215

7.18　BGA焊點間橋連 217

7.19　BGA焊點與臨近導(dǎo)通孔錫環(huán)間橋連 218

7.20　無鉛焊點微裂 219

7.21　ENIG盤面焊錫污染 220

7.22　ENIG盤面焊劑污染 221

7.23　錫球——特定條件：再流焊工藝 222

7.24　錫球——特定條件：波峰焊工藝 223

7.25　立碑 225

7.26　錫珠 227

7.27　0603波峰焊時兩焊端橋連 228

7.28　插件元件橋連 229

7.29　插件橋連——特定條件：安裝形態(tài)（引線、焊盤、間距組成的環(huán)境）引起的 230

7.30　插件橋連——特定條件：托盤開窗引起的 231

7.31　波峰焊掉片 232

7.32　波峰焊托盤設(shè)計不合理導(dǎo)致冷焊問題 233

7.33　PCB變色但焊膏沒有熔化 234

7.34　元件移位 235

7.35　元件移位——特定條件：設(shè)計/工藝不當(dāng) 236

7.36　元件移位——特定條件：較大尺寸熱沉焊盤上有盲孔 237

7.37　元件移位——特定條件：焊盤比引腳寬 238

7.38　元件移位——特定條件：元件下導(dǎo)通孔塞孔不良 239

7.39　通孔再流焊插針太短導(dǎo)致氣孔 240

7.40　測試針床設(shè)計不當(dāng)（焊盤燒焦并脫落） 240

7.41　QFN開焊與少錫（與散熱焊盤有關(guān)的問題） 241

7.42　熱沉元件焊劑殘留物聚集現(xiàn)象 242

7.43　熱沉焊盤導(dǎo)熱孔底面冒錫 243

7.44　熱沉焊盤虛焊 245

7.45　片式電容因工藝引起的開裂失效 246

7.46　變壓器、共模電感開焊 249

7.47　銅柱連接塊開焊 250

7.48　POP虛焊 251

第8章　PCB引起的問題

8.1　無鉛HDI板分層 252

8.2　再流焊接時導(dǎo)通孔“長”出黑色物質(zhì) 253

8.3　波峰焊點吹孔 254

8.4　BGA拖尾孔 255

8.5　ENIG板波峰焊后插件孔盤邊緣不潤濕現(xiàn)象 256

8.6　ENIG表面過爐后變色 258

8.7　ENIG面區(qū)域性麻點狀腐蝕現(xiàn)象 259

8.8　OSP板波峰焊接時金屬化孔透錫不良 260

8.9　OSP板個別焊盤不潤濕 261

8.10　OSP板全部焊盤不潤濕 262

8.11　噴純錫對焊接的影響 263

8.12　阻焊劑起泡 264

8.13　ENIG鍍孔壓接問題 265

8.14　PCB光板過爐（無焊膏）焊盤變深黃色 266

8.15　微盲孔內(nèi)殘留物引起B(yǎng)GA焊點空洞大尺寸化 267

8.16　超儲存期板焊接分層 268

8.17　PCB局部凹陷引起焊膏橋連 269

8.18　BGA下導(dǎo)通孔阻焊偏位 270

8.19　導(dǎo)通孔藏錫珠現(xiàn)象及危害 271

8.20　單面塞孔質(zhì)量問題 272

8.21　PTH孔口色淺 273

8.22　絲印字符過爐變紫 274

8.23　CAF引起的PCBA失效 275

8.24　元件下導(dǎo)通孔塞孔不良導(dǎo)致元件移位 277

8.25　PCB基材波峰焊接后起白斑現(xiàn)象 278

第9章　由元件電極結(jié)構(gòu)、封裝引起的問題

9.1　銀電極浸析 281

9.2　單側(cè)引腳連接器開焊 282

9.3　寬平引腳開焊 283

9.4　片式排阻開焊 284

9.5　QFN虛焊 285

9.6　元件熱變形引起的開焊 286

9.7　SLUG-BGA的虛焊 287

9.8　BGA焊盤下PCB次表層樹脂開裂 288

9.9　片式元件兩端電鍍尺寸不同導(dǎo)致立片 290

9.10　陶瓷板塑封模塊焊接時內(nèi)焊點橋連 291

9.11　全矩陣BGA的返修——角部焊點橋連或心部焊點橋連 292

9.12　銅柱引線的焊接——焊點斷裂 293

9.13　堆疊封裝焊接造成內(nèi)部橋連 294

9.14　片式排阻虛焊 295

9.15　手機EMI器件的虛焊 296

9.16　FCBGA翹曲 297

9.17　復(fù)合器件內(nèi)部開裂——晶振內(nèi)部 298

9.18　連接器壓接后偏斜 299

9.19　通孔再流焊“球頭現(xiàn)象” 300

9.20　鉭電容旁元件被吹走 301

9.21　灌封器件吹氣 302

9.22　手機側(cè)鍵內(nèi)進松香 303

9.23　MLP（Molded Laser POP）的虛焊與橋連 305

第10章　由設(shè)備引起的問題

10.1　再流焊后PCB表面出現(xiàn)堅硬黑色異物 307

10.2　PCB靜電引起Dek印刷機頻繁死機 307

10.3　再流焊接爐鏈條顫動引起元件移位 308

10.4　再流焊接爐導(dǎo)軌故障使單板燒焦 309

10.5　貼片機PCB夾持工作臺上下沖擊引起重元件移位 310

10.6　貼片機貼放時使屏蔽架變形 311

第11章　由設(shè)計因素引起的工藝問題

11.1　HDI板焊盤上的微盲孔引起的少錫/開焊 312

11.2　焊盤上開金屬化孔引起的虛焊、冒錫球 313

11.3　焊盤與元件引腳尺寸不匹配引起開焊 315

11.4　焊盤大小不同導(dǎo)致表貼電解電容再流焊接移位 316

11.5　測試盤接通率低 316

11.6　BGA焊點斷裂 317

11.7　散熱器彈性螺釘布局不合理引起周邊BGA的焊點斷裂 318

11.8　托盤選擇性波峰焊工藝下元件布局不合理導(dǎo)致被撞掉 319

11.9　模塊黏合工藝引起片容開裂 320

11.10　不同焊接溫度需求的元件布局在同一面 321

11.11　設(shè)計不當(dāng)引起片容失效 322

11.12　設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致模塊電源焊點斷裂 323

11.13　拼版V槽殘留厚度小導(dǎo)致PCB嚴(yán)重變形 325

第12章　由手工焊接、三防工藝引起的問題

12.1　焊劑殘留物引起的絕緣電阻下降 327

12.2　焊點表面殘留焊劑白化 328

12.3　強活性焊劑引起焊點間短路 329

12.4　焊點附近三防漆變白 330

12.5　導(dǎo)通孔焊盤及元件焊端發(fā)黑 331

12.6　噴涂三防漆后局部出現(xiàn)霧狀白塊 332

第13章　操作不當(dāng)引起的焊點斷裂與元件問題

13.1　不當(dāng)?shù)牟疬B接器操作使SOP引腳拉斷 333

13.2　機械沖擊引起B(yǎng)GA脆斷 334

13.3　多次彎曲造成BGA焊盤拉斷 335

13.4　無工裝安裝螺釘導(dǎo)致BGA焊點拉斷 336

13.5　散熱器彈性螺釘引起周邊BGA的焊點拉斷 337

13.6　元件被周轉(zhuǎn)車導(dǎo)槽撞掉 338

13.7　無工裝操作使元件撞掉 339

第14章　腐蝕失效

14.1　厚膜電阻/排阻硫化失效 340

14.2　電容硫化現(xiàn)象 342

14.3　爬行腐蝕現(xiàn)象 343

附錄A　術(shù)語縮寫簡稱 3452100433B

本書是作者在《SMT核心工藝解析與案例分析》第1版基礎(chǔ)上又一次的實際經(jīng)驗總結(jié)。全書分上下兩篇（共14章），上篇（第1～6章）匯集了表面組裝技術(shù)的65項核心工藝，從工程應(yīng)用角度，全面、系統(tǒng)地對其應(yīng)用原理進行了解析和說明，對深刻理解SMT的工藝原理、指導(dǎo)實際生產(chǎn)、處理生產(chǎn)現(xiàn)場問題有很大的幫助；下篇（第7～14章）精選了134個典型案例，較全面地展示了實際生產(chǎn)中遇到的各種工藝問題，包括由工藝、設(shè)計、元器件、PCB、設(shè)計、操作、環(huán)境等因素引起的工藝問題，對處理現(xiàn)場生產(chǎn)問題、提高組裝的可靠性具有非常現(xiàn)實的指導(dǎo)作用。

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本書以滿足表面組裝技術(shù)（Surface Mounted Technology, SMT）生產(chǎn)企業(yè)對SMT崗位能力要求為目標(biāo)，以任務(wù)為驅(qū)動、項目為導(dǎo)向進行編寫，注重理論與實踐相結(jié)合，系統(tǒng)地介紹了SMT工藝流程，詳細(xì)介紹了SMT制造核心工藝流程實施方法，具有較強的工程實踐指導(dǎo)性。 本書主要內(nèi)容包括：認(rèn)知SMT工藝及SMT生產(chǎn)線、識別及檢測常用電子元器件、學(xué)會使用SMT工藝中的輔助材料、掌握SMT印刷工藝和焊膏印刷機、學(xué)會貼片膠涂敷工藝、掌握貼片設(shè)備及貼片工藝、掌握焊接設(shè)備及焊接工藝和掌握SMT工藝質(zhì)量管理方法。 本書既可作為高等職業(yè)院校、中等職業(yè)學(xué)校電子制造專業(yè)教材，也可作為電子制造工程專業(yè)培訓(xùn)教材，以及電子制造工程技術(shù)人員的參考資料。

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