電子組裝技術

第1 章 電子組裝技術概述 1

1.1 表面組裝技術發(fā)展概況 1

1.2 表面組裝和通孔插裝工藝方法比較 4

1.3 表面組裝生產(chǎn)系統(tǒng)的基本組成 5

1.4 表面組裝工藝方法 7

1.4.1 單面混合組裝工藝 7

1.4.2 雙面混合組裝工藝 7

1.4.3 全表面組裝 8

1.5 表面組裝工藝流程 8

1.6 表面組裝技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 10

第2 章 表面組裝元器件 11

2.1 表面組裝矩形片式電阻器 12

2.1.1 矩形片式電阻器結構 13

2.1.2 矩形片式電阻器的制造工藝 13

2.1.3 矩形片式電阻器的尺寸及焊盤設計 13

2.1.4 矩形片式電阻器的標識 14

2.2 表面組裝圓柱形片式電阻器 14

2.2.1 圓柱形片式電阻器的外形及結構 14

2.2.2 圓柱形片式電阻器的制造工藝 14

2.2.3 圓柱形片式電阻器的標識 15

2.3 表面組裝電位器 16

2.3.1 片式電位器外形及內部結構 16

2.3.2 片式電位器的焊盤尺寸 17

2.3.3 片式電位器的包裝 18

2.4 電阻網(wǎng)絡 18

2.4.1 電阻網(wǎng)絡的外型及內部結構 18

2.4.2 電阻網(wǎng)絡的封裝結構 18

2.4.3 電阻網(wǎng)絡的焊盤尺寸 19

2.4.4 電阻網(wǎng)絡的包裝形式 19

2.5 表面組裝電容器 20

2.5.1 多層片式瓷介電容器 20

2.5.2 表面組裝鋁電解電容器 22

2.5.3 片式鈮、鉭電解電容器 23

2.5.4 片式云母電容器 26

2.5.5 片式薄膜電容器 26

2.5.6 片式微調電容器 27

2.6 片式電感器 27

2.6.1 繞線型片式電感器 28

2.6.2 氧化鋁陶瓷疊層片式電感器 30

2.6.3 片式電感器的標識 33

2.6.4 片式磁珠 34

2.6.5 片式濾波器 34

2.7 矩形片式元件的命名方法 36

2.8 敏感元件 36

2.8.1 多層片式氧化鋅壓敏電阻器 36

2.8.2 片式熱敏電阻 38

2.9 機電零件 41

2.9.1 片式開關 41

2.9.2 片式連接器 41

2.9.3 表面組裝變壓器 42

2.9.4 表面組裝繼電器 42

2.10 表面組裝半導體器件 47

2.10.1 表面組裝晶體管 48

2.10.2 集成電路 49

2.10.3 半導體芯片制造工藝 55

第3 章 表面組裝印制電路板 61

3.1 表面組裝電路板基板 61

3.1.1 表面組裝電路板基板材料分類 62

3.1.2 表面組裝電路板基板的結構 64

3.1.3 表面組裝電路板基板材料的幾個重要參數(shù) 65

3.1.4 電路板基板材料的生產(chǎn)工藝 65

3.2 表面組裝印制板 67

3.2.1 表面組裝印制電路板制造工藝 67

3.3 陶瓷基板電路制造技術 70

3.3.1 厚膜電路的制造技術 70

3.3.2 薄膜電路的制造技術 70

3.4 無鉛印制電路板 70

3.5 多層撓性電路板 71

3.5.1 撓性電路板材料的選擇 72

3.5.2 撓性板生產(chǎn)工藝流程及關鍵技術 72

3.6 剛性和撓性結合電路板 74

第4 章 釬焊機理 75

4.1 基本概念 75

4.2 表面張力 76

4.3 潤濕曲線 78

4.4 釬焊機理 78

第5 章 焊料合金 81

5.1 焊料合金的成分及作用 81

5.1.1 錫 81

5.1.2 鉛 81

5.1.3 鉛—錫合金 82

5.1.4 焊料中鉛的作用 84

5.2 有鉛焊料 84

5.2.1 Sn - Pb 共晶焊料 84

5.2.2 低溫焊料 85

5.2.3 高溫焊料 85

5.2.4 高強度焊料 85

5.3 焊錫膏 85

5.3.1 焊膏材料的組成 85

5.3.2 焊膏的分類 86

5.3.3 SMT 對焊膏的要求 86

5.3.4 焊膏的選用 87

5.3.5 焊膏使用和儲存注意事項 87

5.3.6 焊膏金屬粉末的制造 88

5.4 無鉛焊料 88

5.4.1 無鉛焊料的主要性能 89

5.4.2 錫銀系合金 91

5.4.3 錫鋅系焊料 93

5.4.4 錫銅系焊料 94

5.4.5 錫鉍系及錫銦焊料 94

5.5 電子組裝對無鉛焊料的性能要求 94

5.6 從元素周期表認識無鉛焊料 95

第6 章 電子組裝輔助材料 97

6.1 助焊劑 97

6.1.1 助焊劑的作用 97

6.1.2 助焊劑應具備的性能 97

6.1.3 助焊劑的種類 98

6.1.4 助焊劑的成分 99

6.1.5 助焊劑的助焊機理 100

6.1.6 助焊劑的噴涂方式 101

6.1.7 助焊劑殘留物對組件產(chǎn)生的不良影響與對策 101

6.1.8 免清洗助焊劑及其主要特性 101

6.1.9 無鉛助焊劑 104

6.2 黏接劑 104

6.2.1 黏接劑的作用 104

6.2.2 黏接劑分類 104

6.2.3 黏接劑的化學組成 104

6.2.4 黏接劑的包裝 105

6.2.5 黏接劑的特性 105

6.2.6 黏接劑的使用要求 106

6.3 清洗劑… 106

6.3.1 清洗劑的作用 106

6.3.2 常用電路板清洗劑 107

6.3.3 開發(fā)環(huán)保型的清洗劑… 107

6.3.4 清洗劑的技術指標 108

第7 章 焊膏與黏接劑涂敷技術 110

7.1 印刷法… 111

7.1.1 絲網(wǎng)印刷法… 111

7.1.2 模板印刷法… 112

7.1.3 印刷焊膏的基本要求… 116

7.1.4 焊膏印刷不良現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因分析 116

7.1.5 印刷黏接劑的工藝要求 117

7.1.6 模板印刷與絲網(wǎng)印刷的比較 119

7.2 點涂法… 120

7.2.1 點膠工藝 121

7.2.2 不良點膠現(xiàn)象 121

7.2.3 點膠工藝缺陷分析及控制… 122

7.2.4 影響點膠質量的因素… 123

7.2.5 膠點的固化… 124

7.2.6 印刷法與點涂法的比較 125

第8 章 貼裝設備與貼裝技術… 126

8.1 貼片機概況… 126

8.1.1 國外貼片機的狀況 126

8.1.2 國內貼片機的狀況 126

8.2 貼片機的分類 127

8.2.1 貼片機按速度分類 127

8.2.2 貼片機按功能分類 127

8.2.3 貼片機按貼裝方式分類 127

8.2.4 貼片機按自動化程度分類… 128

8.2.5 貼片機按結構形式分類 129

8.3 貼片機的結構 130

8.3.1 機架 131

8.3.2 電路板傳送機構與工作臺… 131

8.3.3 貼片頭的運動控制及定位系統(tǒng)… 132

8.3.4 貼片機視覺對中系統(tǒng)及工作原理 133

8.3.5 貼片機的貼片頭… 138

8.3.6 貼片機的供料器… 144

8.3.7 貼片機的傳感器… 148

8.3.8 貼片機的計算機系統(tǒng)… 155

8.3.9 貼片機的計算機操作系統(tǒng)… 157

8.4 貼裝工藝技術 158

8.4.1 貼片機新產(chǎn)品調試 159

8.4.2 貼片機新產(chǎn)品導入 160

8.4.3 貼片機元器件預檢查… 161

8.4.4 貼片機拼板基準點校正和線路板元件組裝 162

8.4.5 貼片機貼裝后的驗證… 163

8.4.6 影響貼裝質量因素 163

8.4.7 貼片機的主要技術參數(shù) 168

8.4.8 貼片機的貼裝率… 170

8.4.9 SIEMENS 貼片機的用戶界面及基本操作… 171

8.4.10 三星貼片機脫機編程軟件實際操作… 173

8.4.11 貼片機常見故障分析… 174

8.5 貼片機的選用 176

第9 章 焊接設備與焊接技術… 177

9.1 波峰焊… 177

9.1.1 波峰焊設備… 177

9.1.2 波峰焊工藝過程… 177

9.1.3 波峰焊缺陷分析與防范措施 180

9.1.4 提高波峰焊接質量的方法和措施 182

9.1.5 波峰機的維護保養(yǎng) 183

9.1.6 無鉛波峰焊及特點 183

9.2 再流焊… 184

9.2.1 再流焊設備及結構 184

9.2.2 再流焊的工藝方法 186

9.2.3 焊接溫度曲線設計和優(yōu)化… 194

9.2.4 再流焊接缺陷的原因分析… 197

第10 章 清洗技術與清洗設備 201

10.1 污染物 201

10.2 污染物清洗機理 202

10.3 清洗工藝技術… 202

10.3.1 溶劑法清洗工藝 203

10.3.2 皂化水清洗 204

10.3.3 半水清洗… 204

10.3.4 凈水清洗… 205

10.3.5 凈水清洗設備… 205

10.4 免清洗工藝技術 206

10.5 無鉛組裝PCB 的清洗 207

10.6 印制電路板清洗質量要求 208

10.7 清洗效果的檢測 209

第11 章 SMT 檢測技術與檢測設備 210

11.1 人工目檢 210

11.2 在線電路測試 210

11.3 自動光學檢測(AOI) 211

11.3.1 AOI 系統(tǒng)的構成及工作過程 212

11.3.2 AOI 系統(tǒng)的技術模塊劃分 212

11.3.3 AOI 工作原理 214

11.3.4 無鉛焊料的AOI 檢測 219

11.3.5 AOI 技術的特點 220

11.3.6 AOI 的分析算法及特點 220

11.3.7 算法舉例 221

11.4 X 射線檢測 223

11.4.1 二維X 射線檢測 224

11.4.2 三維X 射線檢測 224

11.4.3 基于二維圖像具有高放大倍數(shù)的X 射線檢測 225

11.4.4 無鉛化對X 射線檢測的影響 226

第12 章 電子產(chǎn)品生產(chǎn)中的靜電防護技術 227

12.1 靜電現(xiàn)象 227

12.2 靜電的利用和危害 227

12.2.1 電子產(chǎn)品制造中靜電的產(chǎn)生 228

12.2.2 靜電敏感器件 230

12.2.3 靜電防護原理 231

12.2.4 靜電防護方法 231

12.3 電子產(chǎn)品制造中防靜電技術指標 233

12.4 電子產(chǎn)品制造中防靜電要求 233

12.5 靜電敏感元器件的管理 234

12.6 防靜電工作區(qū)的管理與維護 235

第13 章 電子組裝生產(chǎn)質量管理 236

13.1 SMT 生產(chǎn)質量管理 236

13.1.1 電子產(chǎn)品制造工藝技術的管理 236

13.1.2 電子產(chǎn)品生產(chǎn)質量管理 238

13.2 SMT 生產(chǎn)質量控制的方法和措施 249

13.2.1 生產(chǎn)質量過程控制 249

13.2.2 檢驗標準的制定 249

13.2.3 質量缺陷數(shù)的統(tǒng)計 259

13.3 SMT 生產(chǎn)物料管理 259

13.3.1 對組裝材料供應的管理 259

13.3.2 對組裝物料存放、保管的管理 260

13.4 SMT 過渡階段的生產(chǎn)管理 262

13.4.1 過渡階段生產(chǎn)過程中相容性管理 263

13.4.2 元器件、電路板、工藝材料的識別 263

13.4.3 SMT 生產(chǎn)工藝材料管理自動化 264

13.4.4 生產(chǎn)線設置驗證管理 264

13.4.5 采取可追溯性與材料清單管理制度 264

附錄 行業(yè)標準 265

參考文獻 281

系統(tǒng)介紹了電子組裝的基本材料元器件、印制電路板的制造工藝過程，焊接材料的種類、特性及工藝特點，電子組裝生產(chǎn)線的組成，各種組裝設備的基本結構和使用方法，電子組裝各工藝環(huán)節(jié)的工藝方法和工藝參數(shù)的設置及優(yōu)化，電子組裝過程中的檢測技術與檢測設備的工作原理，生產(chǎn)過程中的靜電防護技術及技術質量管理等內容。本教材配有課件，方便教師使用多媒體教學。

《電子組裝技術》既適用于應用型、技能型人才培養(yǎng)的普通高校應用電子類專業(yè)的本科教學，也適用于高職高專、成人教育相關專業(yè)的教學，同時可作為電子組裝專業(yè)技術培訓和從事電子組裝的工程技術人員的參考書。

前言 6

1電子組裝概述 7

1.1電子組裝的基本概念 7

1.2電子組裝的等級 9

1.3電子組裝的進展 12

1.4教材主要內容 15

知識點小結 16

復習題 16

2電子組裝材料 17

2.1半導體材料 17

2.2引線與框架材料 20

2.3芯片基板材料 24

2.4熱沉材料 29

2.5印制電路板材料 30

2.6電極漿料 35

知識點小結 36

復習題 37

3電子組裝的原理 38

3.1冶金結合與非冶金結合 38

3.1.1冶金結合的物理本質 38

3.1.2冶金結合的條件與途徑 40

3.1.3材料連接技術分類 44

3.2熔焊基本原理 46

3.2.1熔焊接頭形成的一般過程 46

3.2.2熔焊焊接的冶金反應 47

3.2.3焊接熔池與焊縫凝固 48

3.2.4熔焊焊接缺陷 51

3.3壓焊基本原理 54

3.3.1壓焊接頭形成的一般過程 54

3.3.2冷壓焊 63

3.3.3熱壓焊 64

3.3.4電阻焊 67

3.3.5超聲波焊 73

3.4釬焊基本原理 77

3.4.1潤濕與填縫 77

3.4.2去膜反應 82

3.4.3釬焊接頭的形成 88

3.4.4常見釬焊缺陷 95

3.4.5釬焊方法與釬焊材料 101

3.5膠接基本原理 107

3.5.1膠接的機理 107

3.5.2膠接接頭 108

3.5.3膠粘劑的組成及分類 110

知識點小結 113

復習題 114

4器件級電子組裝工藝 116

4.1芯片貼接 116

4.1.1導電膠粘接 116

4.1.2金-硅共晶合金釬焊 118

4.1.3銀/玻璃漿料法 119

4.2引線鍵合技術 121

4.2.1引線鍵合技術類型 122

4.2.2熱超聲鍵合工藝 125

4.3梁式引線鍵合技術 128

4.4載帶自動鍵合技術 130

4.5倒裝芯片鍵合技術 133

4.6復合芯片互聯(lián)技術 137

4.7包封與密封 139

4.7.1包封 139

4.7.2密封 143

知識點小結 145

復習題 146

5板卡級電子組裝工藝 148

5.1通孔插裝板卡的連接 148

5.1.1通孔插裝板卡的單點釬焊 148

5.1.2通孔插裝板卡的整體釬焊 152

5.2表面安裝板卡的連接 157

5.2.1再流焊技術的原理與工藝 157

5.2.2再流焊主要焊接缺陷及影響因素 160

5.2.3再流焊加工設備 164

知識點小結 167

復習題 167

6導線互聯(lián)與連接工藝 169

6.1導線釬焊連接 169

6.2導線繞接 170

6.2.1導線繞接的基本原理 170

6.2.2繞接設備與繞接工藝 174

6.2.3導線繞接性能檢驗 175

6.3導線壓接 177

6.3.1一次性壓接 177

6.3.2連接器 179

知識點小結 181

復習題 181

7電子組裝的可靠性 183

7.1電子產(chǎn)品的故障及失效機理 183

7.2焊點失效的特點與影響因素 185

7.3焊點可靠性測試與可靠性評價 188

7.3.1焊點可靠性測試 188

7.3.2焊點力學性能試驗 195

7.3.3焊點加速失效試驗 196

7.3.4焊點壽命預測 196

知識點小結 198

復習題 198

參考文獻 198

電子組裝術語 1992100433B

根據(jù)電原理圖或邏輯圖，運用微電子技術和高密度組裝技術，將微電子器件和微小型元件組裝成適用的、可生產(chǎn)的電子硬件的技術過程。

微電子組裝是新一代電子組裝技術。它是一門新型的電路、工藝、結構、元件、器件緊密結合的綜合性技術，涉及到集成電路固態(tài)技術、厚膜技術、薄膜技術、電路技術、互連技術、微電子焊接技術、高密度組裝技術、散熱技術、計算機輔助設計、計算機輔助生產(chǎn)、計算機輔助測試技術和可靠性技術等領域。

微電子組裝一方面盡可能減小芯片和元件、器件的安裝面積、互連線尺寸和長度，以提高組裝密度和互連密度；另一方面則盡可能擴大基板尺寸和布線層數(shù)，以容納盡可能多的電路器件,完成更多、更重要的功能,從而減少組裝層次和外連接點數(shù)。

本書系統(tǒng)地介紹了熔焊、固相鍵合、釬焊、膠接及機械連接等材料連接方法的基本原理和技術特點，在此基礎上分別討論了器件級、板卡級和分機級等各電子組裝等級所涉及的互聯(lián)方法、連接材料和典型連接工藝，并討論了互聯(lián)與連接的缺陷、失效模式和電子組裝可靠性問題。本書理論深入系統(tǒng)，工藝扼要全面，是一本關于電子組裝互聯(lián)與連接技術的實用性教科書和工具書。

本書可作為高等院校電子、材料、機械等專業(yè)的本科生、研究生教材，也可作為電子制造及相關行業(yè)的科研、工程技術人員的參考書。