現代電子裝聯焊接技術基礎及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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樊融融 著

圖書標籤:

• 電子裝聯
• 焊接技術
• SMT
• DIP
• 焊接材料
• 焊接工藝
• 質量控製
• 電路闆
• 電子製造
• 實操指南

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121277542

版次：1

商品編碼：11853580

包裝：平裝

叢書名： 現代電子製造係列叢書

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

頁數：416

字數：666000

正文語種：中文

內容簡介

　　現代電子製造的核心是工藝技術，而影響現代電子産品質量的關鍵環節，是電子産品互連工藝中的焊接技術。本書本著理論與實踐相結閤的原則，使工程師們在産品生産中麵臨問題時，不僅知道該怎樣去處理，還懂得為什麼要這樣處理。這些都是從事電子製造技術研究的工藝工程師、質量工程師、生産管理工程師們所應瞭解和掌握的。

作者簡介

　　樊融融，研究員，中興通訊股份有限公司工藝技術專傢，終生科學傢，中興通訊電子製造職業學院院長，中國印製電路行業協會（CPCA）專傢組專傢。先後有10項發明獲國傢專利，榮獲*傢級，部、省級科技進步奨共六次，部，省級優秀發明專利奬三次，享受“國務院政府特殊津貼”。

目錄

第1章 電子裝聯焊接技術基礎理論 1
1．1 電子裝聯焊接概論 2
1．1．1 電子裝聯焊接的定義和分類 2
1．1．2 在電子裝聯中為什麼要采用軟釺焊工藝及其特點 2
1．1．3 軟釺焊技術在電子裝聯工藝中的重要地位 3
1．2 焊接科學及基礎理論 4
1．2．1 焊接技術概述 4
1．2．2 金屬焊接接閤機理 4
1．2．3 潤濕理論――楊氏公式 9
1．2．4 接觸角 11
1．2．5 彎麯液麵下的附加壓強――拉普拉斯方程 12
1．2．6 擴散、菲剋（Fick）定律及擴散激活能 14
1．2．7 毛細現象 18
1．2．8 母材的熔蝕 20
1．3 焊接接頭及其形成過程 21
1．3．1 潤濕和連接界麵 21
1．3．2 可焊性 22
1．3．3 固著麵積 22
1．3．4 釺料接頭産生連接強度的機理 22
1．3．5 形成焊接連接的必要條件 24
1．3．6 焊接接頭形成的物理過程 26
1．4 焊接接頭界麵的金屬狀態 28
1．4．1 界麵層的金屬組織 28
1．4．2 閤金層（金屬間化閤物）的形成 29
1．4．3 界麵層的結晶和凝固 35
1．4．4 焊點的接頭厚度和釺接溫度對焊點的機械強度的影響 35
思考題 36
第2章 焊接接頭的界麵特性 39
2．1 焊料的潤濕和界麵的形成 40
2．1．1 焊料的潤濕 40
2．1．2 界麵的形成 41
2．1．3 焊接界麵反應機理 42
2．2 界麵反應和組織 44
2．2．1 Sn和Cu的界麵反應 44
2．2．2 Sn基焊料和母材Cu的界麵反應 45
2．2．3 Sn基焊料閤金和Ni的界麵反應 49
2．2．4 Sn基焊料和Ni/Au鍍層的冶金反應 51
2．2．5 Sn基焊料和Pd及Ni/Pd/Au塗覆層的冶金反應 53
2．2．6 Sn基焊料和Fe基閤金的界麵反應 54
2．2．7 Sn基焊料和被OSP保護金屬的界麵反應 55
思考題 57
第3章 電子裝聯焊接用焊料 59
3．1 焊料冶金學知識 60
3．1．1 冶金學導言 60
3．1．2 相圖 62
3．2 有Pb焊接用的SnPb基焊料 64
3．2．1 焊料常用的幾種基本金屬元素特性 64
3．2．2 SnPb閤金 66
3．2．3 工程用SnPb焊料應用分析 67
3．2．4 SnPb焊料的蠕變性能 70
3．2．5 SnPb焊料閤金中的雜質及其影響 70
3．2．6 Sn基有Pb焊料的工程應用 73
3．3 無Pb焊料閤金 75
3．3．1 無Pb焊料閤金的發展概況 75
3．3．2 實用的無Pb焊料閤金 77
3．3．3 實用替代閤金的應用特性 78
3．3．4 SnAg係閤金 79
3．3．5 SnCu係閤金 81
3．4．6 SnBi係閤金 82
3．3．7 SnZn係閤金 83
3．3．8 SnAgCu 焊料閤金 84
3．3．9 SnAgCuBi四元閤金 88
3．3．10 SnAgBi、SnAgBiIn閤金 89
3．5 IPC SPVC推薦的無Pb焊料閤金及其評估 89
3．5．1 IPC SPVC推薦的無Pb焊料閤金 89
3．5．2 IPC SPVC對所推薦焊料的研究評估 89
3．6 無Pb焊料閤金性能比較 89
3．6．1 SnAgCu與Sn37Pb的工藝性比較 89
3．6．2 常用的無Pb焊料閤金的應用性能 90
3．6．3 成分、熔化溫度範圍和成本 90
3．6．4 潤濕性 91
2．6．5 其他主要物理性能 91
2．6．6 接閤界麵 91
思考題 92
第4章 電子裝聯焊接用助焊劑 93
4．1 焊料的氧化 94
4．1．1 焊料氧化的基本概念 94
4．1．2 影響焊料氧化的基本因素 94
4．2 助焊劑化學 95
4．2．1 助焊劑在焊接過程中的意義 95
4．2．2 助焊劑的作用及作用機理 97
4．2．3 助焊劑應具備的技術特性 99
4．2．4 助焊劑應具備的應用特性 102
4．2．5 助焊劑的分類 102
4．2．6 電子裝聯焊接用助焊劑的溶劑 107
4．2．7 無鉛工藝對助焊劑的挑戰 107
4．2．8 無鉛助焊劑需要關注的主要性能與可靠性指標 110
4．2．9 助焊劑中活性物質的化學物理特性 110
思考題 113
第5章 電子裝聯焊接用焊膏 115
5．1 概述 116
5．1．1 定義和用途 116
5．1．2 組成和特性 116
5．2 焊膏中常用的焊料閤金成分及特性 116
5．2．1 焊膏中常用的焊料閤金成分 116
5．2．2 焊膏中常用的焊料閤金的特性 119
5．3 焊膏中的糊狀助焊劑 121
5．3．1 焊膏中糊狀助焊劑的組成及其要求 121
5．3．2 糊狀助焊劑各組成部分的作用及作用機理 121
5．3．3 黏閤劑 125
5．3．4 觸變劑 125
5．3．5 溶劑 126
5．4 焊膏的應用特性 126
5．4．1 焊膏的應用特性 126
5．4．2 焊膏組成及特性對應用特性的影響 127
5．4．3 無鉛焊膏應用的工藝性問題 127
5．5 如何選擇和評估焊膏 128
5．5．1 選用焊膏時應注意的問題 128
5．5．2 如何評估焊膏 129
5．6 焊膏産品的新發展 130
5．6．1 新概念焊膏1――失活焊膏介紹 130
5．6．2 新概念焊膏2――不用冷藏和解凍，拿來就用的焊膏 134
5．6．3 摻入微量Co的無鉛低銀焊膏 134
思考題 142
第6章 電子裝聯焊接接頭設計 145
6．1 焊點的接頭 146
6．1．1 焊接接頭設計的意義 146
6．1．2 焊點的接頭模型 146
6．1．3 焊接的基本接頭結構 147
6．2 焊接接頭結構設計對接頭機電性能的影響 148
6．2．1 接頭的幾何形狀設計及強度分析 148
6．2．2 焊接接頭的電氣特性 151
6．3 影響焊接接頭機械強度的因素 154
6．3．1 施用的焊料量對焊點剪切強度的影響 154
6．3．2 與熔化焊料接觸的時間對焊點剪切強度的影響 155
6．3．3 焊接溫度對接頭剪切強度的影響 155
6．3．4 接頭厚度對強度的影響 156
6．3．5 接頭強度隨焊料閤金成分和基體金屬的變化 157
6．3．6 焊料接頭的抗蠕變強度 158
6．4 SMT再流焊接接閤部的工藝設計 160
6．4．1 THT和SMT焊點接閤部的差異 160
6．4．2 再流焊接接閤部的工藝設計 162
6．4．3 片式元器件焊接接閤部的工藝設計 164
6．4．4 QFP焊接接閤部的工藝設計 171
6．4．5 BGA、CSP再流焊接接閤部的工藝設計 175
思考題 179
第7章 焊接接頭母材的預處理及可焊性檢測和評估 181
7．1 焊接接頭母材的概述 182
7．1．1 母材及其要求 182
7．1．2 母材常用的材料及其特性 182
7．2 母材金屬焊接的前處理 184
7．2．1 母材金屬焊接前處理的意義及處理方法 184
7．2．2 母材的可焊性塗覆 185
7．2．3 鍍層的可焊性評估 187
7．3 元器件引腳常用可焊性鍍層的特性描述 188
7．3．1 Au鍍層 188
7．3．2 Ag鍍層 190
7．3．3 Ni鍍層 190
7．3．4 Sn鍍層 191
7．3．5 Cu鍍層 192
7．3．6 Pd鍍層 193
7．3．7 Sn基閤金鍍層 193
7．4 PCB焊盤常用塗層及其特性 194
7．4．1 PCB焊盤塗層材料選擇時應考慮的因素 194
7．4．2 HASL- Sn、SnPb 195
7．4．3 ENIG Ni（P）/Au塗覆層 195
7．4．4 Im-Sn塗覆層 197
7．4．5 Im-Ag塗層 197
7．4．6 OSP塗覆 198
7．4．7 PCB錶麵塗覆體係的比較 199
7．5 母材金屬鍍層的腐蝕（氧化） 199
7．5．1 金屬腐蝕的定義 199
7．5．2 金屬腐蝕的分類 200
7．6 母材金屬鍍層的可焊性試驗 205
7．6．1 可焊性概念 205
7．6．2 母材鍍層在貯存期可焊性的蛻變及其試驗方法 206
7．6．3 可焊性試驗方法 208
思考題 212
第8章 現代電子裝聯PCBA焊接的DMF要求 215
8．1 PCBA焊接DFM 要求對産品生産質量的意義 216
8．1．1 概述 216
8．1．2 DFM是貫徹執行相關産品焊接質量標準的前提 216
8．1．3 良好的DFM對PCBA生産的重要意義 216
8．2 電子産品的分類及安裝焊接的質量等級和要求 217
8．2．1 電子産品安裝焊接的質量等級 217
8．2．2 電子産品的最終使用類型 218
8．2．3 電子産品的安裝類型 218
8．2．4 電子産品的可生産性級彆 219
8．3 PCBA波峰焊接安裝設計的DFM要求 219
8．3．1 現代電子裝聯波峰焊接技術特徵 219
8．3．2 PCB布綫設計應遵循的DFM規則及考慮的因素 220
8．3．3 元器件在PCB上的安裝布局要求 220
8．3．4 安裝結構形態的選擇 221
8．3．5 電源綫、地綫及導通孔的考慮 223
8．3．6 采用拼闆結構時應注意的問題 223
8．3．7 測試焊盤的設置 224
8．3．8 元器件間距 224
8．3．9 阻焊膜的設計 224
8．3．10 排版與布局 225
8．3．11 元器件的安放 225
8．3．12 THT方式的圖形布局 226
8．3．13 導綫的綫形設計 229
8．4 PCBA-SMT方式波峰焊接安裝設計的DFM要求 232
8．4．1 PCBA-SMT方式的圖形設計 232
8．4．2 IC插座焊盤的排列走嚮 234
8．4．3 直綫密集型焊盤 235
8．4．4 引綫伸齣焊盤的高度 235
8．4．5 工藝區的設置 235
8．4．6 熱工方麵的考慮 236
8．4．7 SMT方式安裝結構的波峰焊接要求 236
8．4．8 減少熱損壞的安裝和焊法 239
8．4．9 減少波峰焊接橋連率的安裝法 239
8．5 PCBA再流焊接安裝設計的DFM要求 240
8．5．1 選用SMT的原則 240
8．5．2 元器件間隔 240
8．5．3 適於清潔的元器件離闆高度 241
8．5．4 基準點標記 241
8．5．5 布綫設計的DMF要求 243
8．5．6 再流焊接對PCB焊盤的設計要求 245
8．5．7 元器件安裝 247
思考題 248
第9章 電子裝聯焊接技術應用概論 249
9．1 電子裝聯焊接技術概論 250
9．1．1 概述 250
9．1．2 電子裝聯高效焊接技術 250
9．1．3 焊接方法的分類 250
9．2 電子裝聯焊接技術的發展 252
9．2．1 傳熱式焊接方式 252
9．2．2 輻射熱焊接方式 257
9．3 自動化焊接係統 259
9．3．1 概述 259
9．3．2 波峰焊接技術的發展 260
9．3．3 再流焊接技術的發展 269
思考題 273
第10章 波峰焊接工藝窗口設計及其控製 275
10．1 影響波峰焊接效果的四要素 276
10．1．1 母材金屬的可焊性 276
10．1．2 波峰焊接設備 277
10．1．3 PCB圖形設計的波峰焊接工藝性 279
10．1．4 波峰焊接工藝的優化 279
10．1．5 無鉛波峰焊接的工藝性問題 281
10．2 SMA波峰焊接的波形選擇 281
10．2．1 SMA波峰焊接工藝的特殊性 281
10．2．2 氣泡遮蔽效應 282
10．2．3 陰影效應 282
10．2．4 SMC/SMD的焊接特性和安裝設計中應注意的事項 283
10．3 波峰焊接工藝窗口設計 284
10．3．1 正確進行波峰焊接工藝窗口設計的重要性 284
10．3．2 上機前的烘乾處理 284
10．3．3 塗覆助焊劑 285
10．3．4 預熱溫度 285
10．3．5 焊料槽溫度 288
10．3．6 夾送速度 290
10．3．7 夾送傾角 291
10．3．8 波峰高度 292
10．3．9 壓波深度 292
10．3．10 冷卻 293
10．4 波峰焊接工藝窗口控製 293
10．4．1 工藝窗口控製的意義 293
10．4．2 波峰焊接工藝窗口必須受控 293
10．4．3 PCB可焊性的監控 294
10．4．4 波峰焊接設備工序能力係數（Cpk）的實時監控 294
10．4．5 助焊劑塗覆監控 296
10．4．6 波峰焊接溫度麯綫的監控 296
10．4．7 波峰焊接中焊料槽雜質汙染的危害 297
10．4．8 防汙染的對策 298
思考題 300
第11章 再流焊接工藝窗口設計及其控製 303
11．1 再流焊接工藝要素分析 304
11．1．1 焊前應確認的調節條件及檢查項目 304
11．1．2 SMT組裝工藝影響因素 304
11．2 再流焊接溫度-時間麯綫 305
11．2．1 再流焊接工藝過程中的溫度特性 305
11．2．2 再流焊接過程中影響溫度-時間麯綫的因素 307
11．2．3 正確設置再流溫度-時間麯綫的意義 309
11．2．4 怎樣設定再流溫度-時間麯綫 310
11．2．5 目前流行的再流溫度-時間麯綫的類型 315
11．3 再流焊接工藝窗口設計 317
11．3．1 再流焊接工藝參數 317
11．3．2 再流焊接工藝窗口控製 320
11．4 有鉛和無鉛混閤安裝PCBA再流焊接工藝窗口設計 322
11．4．1 無鉛PCBA的再流焊接問題 322
11．4．2 有鉛和無鉛混閤安裝的過渡時期 323
11．5 再流焊接中的其他相關問題 326
11．5．1 氣相再流焊接 326
11．5．2 在氮氣保護氣氛中的再流焊接 326
11．5．3 清洗與免清洗 327
11．5．4 雙麵PCB再流 328
思考題 328
第12章 電子裝聯的選擇焊法及模組焊法 329
12．1 電子裝聯的選擇焊法 330
12．1．1 問題的提齣 330
12．1．2 選擇性焊接工藝應運而生 331
12．2 選擇性焊接技術 331
12．2．1 選擇性焊接技術的適用性 331
12．2．2 選擇性焊接設備及其應用 332
12．2．3 選用購選擇性焊接工藝時需考慮的問題 334
12．2．4 點波峰選擇性焊接的工序組成 334
12．3 模組焊接係統 339
12．3．1 模組焊接係統的發展 339
12．3．2 ERSA VERSAFLOW 純模組焊接設備 339
12．3．3 ERSA VERSAFLOW的點選擇＋模組焊接復閤焊接係統 340
12．3．4 日本模式 341
思考題 342
第13章 電子裝聯焊接缺陷概論 343
13．1 波峰焊接常見缺陷及其抑製 344
13．1．1 波峰焊接中常見的缺陷現象 344
13．1．2 虛焊 344
13．1．3 冷焊 346
13．1．4 不潤濕及反潤濕 348
13．1．5 其他的缺陷 349
13．2 無鉛波峰焊接中的特有缺陷現象 364
13．2．1 概述 364
13．2．2 無鉛焊點的外觀 364
13．2．3 焊緣起翹現象 365
13．2．4 焊緣起翹實例 370
13．2．5 從起翹發生的機理看抑製的對策 374
13．3 再流焊接常見缺陷及其抑製 377
13．3．1 脫焊 377
13．3．2 焊膏再流不完全 378
13．3．3 不潤濕和反潤濕 378
13．3．4 焊料小球 379
13．3．5 墓碑現象 382
13．3．6 芯吸現象 385
13．3．7 橋連現象 385
13．3．8 封裝體起泡和開裂 386
13．3．9 焊料殘渣 386
13．3．10 球狀麵陣列器件（BGA、CSP）焊料再流不完全 387
13．3．11 器件焊點破裂 387
13．4 再流焊接中的空洞和球窩 387
13．4．1 空洞 387
13．4．2 球窩（HIP） 389
思考題 393
參考文獻 395
跋 397

前言/序言

　　總序

　　當前，各種技術的日新月異以及這個時代的各種應用和需求迅速地推動著現代電子製造技術的革命。各門學科的深度融閤，比如，物理學、化學、電子學、行為科學、生物學等，提供瞭現代電子製造技術廣闊的發展空間，特彆是移動互聯網技術的不斷升級換代、工業4。0技術推動著現代電子技術的高速發展。同時，現代電子製造技術將會在機遇和挑戰中不斷變革。比如，人們對環保、生態的需求，隨著中國人口老齡化不斷加劇，操作工人的短缺和生産的自動化，以及企業對生産效率提高的驅動，將會給現代電子製造技術帶來深刻變革。伴隨著完全不同的時代特徵、運行環境和實現條件，使得現代電子製造的發展得以也必須建立在一個嶄新的曆史起點上。這就意味著，在這樣一個深刻的、深遠的時代轉摺時期，電子製造業生態和電子生産製造體係的變革，為增強製造業競爭力提供瞭難得的機遇。

　　作為全球電子産品的生産大國，電子製造技術對中國無疑是非常重要的。而中興通訊作為中國最大的通信設備上市公司，30年來，其産品經曆瞭從跟隨、領先到超越的發展曆程，市場經曆瞭從國內起步擴展到國外的發展曆程，目前已成為全球領先的通信産品和服務供應商，可以說是中國電子通信産品高速發展的縮影。在中興通訊成功的因素中，技術創新是製勝法寶，而電子製造技術也是中興通訊的核心競爭力。

　　無論是“中國智造”，還是“中國創造”，歸根到底都依賴懂技術、肯實乾的人纔。中興通訊要不斷夯實自身生産製造雄厚的技術優勢和特長，以更好地推動和支撐中興通訊産品創新和技術創新。為此，2013年中興通訊組建瞭電子製造職業學院，幫助工程師進修學習新知識和新技術，不斷提升工程師的技術能力。為提升學習和培訓效果，我們重點下功夫編寫供工程師進修學習的精品教材。為此，公司組織瞭以樊融融教授為首的教材編寫小組，這個小組集中瞭中興通訊資深的既有豐富理論又有實踐經驗的專傢隊伍，這批專傢也可以說是業界頂尖的工程師，這無疑保證瞭這套教材極高的水準。

　　《現代電子製造係列叢書》共分三個係列，分彆用於高級班、中級班、初級班，高級班教材有4本，中級班教材有6本，初級班教材有2本。本套叢書基本上覆蓋瞭現代電子製造所有方麵的理論、知識、實際問題及其答案，體現瞭教材的係統性、全麵性、實用性，不僅在理論和實際操作上有一定的深度，更在新技術、新應用和新趨勢方麵有許多突破。

　　本套叢書的內容也可以說是中興通訊的核心技術，現在與電子工業齣版社聯閤將此叢書公開齣版發行，嚮社會和業界傳播電子製造新技術，使現在和未來從事電子製造技術研究的工程師受益，將造福於中國電子製造整個行業，對推動中國製造提升能力有深遠的影響，這無疑體現瞭“中興通訊，中國興旺”的公司願景和一貫的社會責任。

　　中興通訊股份有限公司董事長

　　前言

　　隨著“現代電子裝聯焊接技術基礎及其應用”的完稿，積聚在筆者人生中的最後一個夢想，在耗費瞭近十年的時光和心血，終於如願以償地瞭。在麵對我所熱愛的祖國和中興通訊公司，終於可以說我圓夢瞭，終生無憾瞭。

　　2002年筆者從曾奮鬥瞭40餘年的軍工係統退休，來到瞭中興通訊這個改革開放的前哨陣地後，從中親身感受瞭改革開放後，我國的民族工業精英們是如何繪製著我國民族工業的發展宏圖，他們是如何開創瞭中國民族工業發展的新曆史。2004年中興公司最高層領導（侯為貴董事長和邱未召執行副總裁）兩次指派筆者率工藝技木考察團，赴日本對幾傢知名的現代電子製造公司考察和交流，在廣泛與對方的技術專傢們進行瞭專題研討，並深入到電子製造生産現場，麵對麵地與操作員工們進行交流。全程考察中的目睹耳聞，我一直有一個難解的疑結，憑心而言，他們的生産設備某些方麵還不如我們的先進，工作場地的寬鬆度更不如我們，為什他們能以最小的人力資源獲得最高的生産效率及最高的産品質量（不良率≤５ppm）呢？我一項一項地進行對比研究，也廣泛研讀瞭21世紀以來日本在電子製造技術方麵的最新齣版物，最後歸結為四個字“技不如人”。

　　産品製造技術的核心是産品的工藝技術，多年來我國一直流行著“先進的設計，落後的工藝”的說法。這確實映射瞭我國的電子産品生産中所存在的問題。這也正是橫在我國由電子製造大國奔嚮電子製造強國的徵途上必須要攻剋的瓶頸。盡快提升從事電子製造人纔的智能和技能水平，更好地改善他們智能知識的沉澱和技能經驗的積纍。讓我們從事電子製造的工程師們，在麵對電子産品製造中的問題時，不僅知道怎樣去處理，而且還必須懂得為什麼要這樣處理。這是作者近十年來持之以恒追求的目標，盡管作者能力非常有限，但隻要盡心去作，也算對公司和國傢盡責瞭。

　　圓夢過程是漫長和艱辛的，但這一過程卻始終得到瞭公司創始人侯為貴董事長的重視，在公司總裁史立榮先生的關懷下，執行副總裁邱未召先生的直接領導下，公司高級顧問馬慶魁先生的幫助下，當我寫完人生中這最後一部書稿的最後一個字時，我迴首瞭十年圓夢曆程中最使我不能忘懷，令我激動的三件事是：

　　①中興公司最高領導層在科技上的高瞻遠矚：他們營造瞭“尊重科學、尊敬人纔”的公司文化，在這種濃厚的文化背景下，筆者終於圓瞭十年的夢，成瞭公司文化的最大受益者。

　　②中興公司高層領導的高度社會責任心令人肅然起敬，他們不是僅考慮公司自身的發展，同時還不忘對對國傢和社會進步的貢獻。工藝技術是一項理論和實踐高度結閤的應用性學科，工藝研究和實踐中必然會形成大量的工藝“訣竅”，這些訣竅”很多是“一點就明，一捅就破”。然而要獲得它，就必需要經過工藝技術研究和試驗纔能得到。對筆者在工藝技術領域的研究成果和實踐心得，公司從來就是釆取信任和開放的態度，隻要對國傢和社會科技進步有益的事，他們都是滿腔熱情地支持。因此，筆者在工藝技術領域公開的任何研究成果，均屬於中興公司對國傢和社會進步的奉獻。

　　③“尊重科學、尊敬人纔”已成為公司高級領導層共同的風格。作者應聘來中興公司工作的13年來，作者的高層主管領導從邱未召執行副總裁→樊慶峰執行副總裁→田文果執行副總裁再迴到邱未召執行副總裁，不管領導怎樣更迭，對作者的關心、幫助和支持卻絲毫未受任何影響，實令作者激動和難忘。

　　現在電子製造的核心是工藝技術，而影響現代電子産品質量的關鍵環節，是電子産品互連工藝中的焊接技術，在通信終端産品生産和服役中，發生的缺陷和故障幾乎90％都是源自於焊接工序。由於各種小型化和微型化微電子學器件的大量應用，特彆是高密度安裝和微焊接技木在工業生産中應用越來越來普遍的態勢下，焊接工藝愈來愈精細，新的焊材層齣不窮，新的缺陷和失效模式及機理不斷刷新，這一切均對我們的工程師們構成瞭新的挑戰。廣大從事電子裝聯焊接技術的工程師們正麵臨著知識更新的新形勢。

　　遵循侯為貴董事長對中興電子製造職業學院教材建設的指示。在公司執行副總裁邱未召先生的直接領導下，我們編著瞭這部“現代電子裝聯焊接技術及其應用”的教材，本著理論和實踐相結閤的原則現在和未來，讓我們的工程師們在産品生産中麵臨問題時，不僅知道該怎樣去處理，還懂得為什麼要這樣處理。本書擬作為“中興通訊電子製造職業學院”工程師研修班的教材。

　　本書在編寫過程中，還得到瞭中興通訊公司高級副總裁陳健洲先先、公司高級顧問馬慶魁先生、公司人力資源部曾力部長、中興通訊公司製造中心主任董海先生、副主任丁國興先生、、質量部林彬部長；中興通訊電子製造職業學院汪蕓副院長、張加民副院長等領導的關杯和幫助，在此錶示衷心的感謝。

　　作者在完成這一書稿過程中得到瞭我的學生製造中心和製造技術研究院的劉哲、邱華盛、孫磊、史建衛、付紅誌、潘華強等的協助，在此也錶示由衷的謝謝。

　　樊融融

　　2015年12月15日於中興通訊股份有限公司

現代電子裝聯焊接技術基礎及其應用 一、 概述：為何焊接技術在現代電子産業中舉足輕重？ 在日新月異的電子産業浪潮中，每一個微小的元器件都肩負著實現復雜功能的重任。而連接這些元器件，賦予它們生命力的關鍵工藝，便是焊接。從智能手機的精密電路闆到龐大的數據中心服務器，從高性能的汽車電子到關乎國計民生的航空航航天設備，無一不依賴於可靠、高效的焊接技術。它不僅是物理連接的手段，更是保障電子産品性能、穩定性和壽命的基石。 隨著電子産品集成度不斷提高，元器件尺寸日益微小化，以及對産品性能和可靠性要求的持續攀升，傳統的焊接方法已難以滿足需求。現代電子裝聯焊接技術，正是為瞭應對這些挑戰而發展起來的一係列先進工藝、材料和設備的總稱。它涵蓋瞭從焊料的選擇、焊劑的作用、加熱方式的控製，到焊點質量的檢測與評估，每一個環節都蘊含著深厚的科學原理與精湛的工程實踐。 本書旨在係統地闡述現代電子裝聯焊接技術的基礎理論，深入剖析其核心工藝，並結閤廣泛的實際應用案例，為讀者構建一個全麵而深入的認知框架。我們將從焊接的基本原理齣發，循序漸進地探討各種主流焊接方法的特點、優勢與局限，重點關注那些在現代電子製造中扮演著關鍵角色的技術，如波峰焊、迴流焊、手工焊、選擇性波焊以及新興的激光焊接、微波焊接等。同時，我們還將詳細介紹用於輔助焊接過程的各類材料，包括焊料閤金、焊劑的化學成分與作用機理，以及保護氣氛和清洗技術的重要性。 更重要的是，本書將把理論知識與實踐緊密結閤。通過分析不同電子産品在焊接過程中遇到的典型問題，如虛焊、橋接、焊料球、冷焊等，並提供相應的解決方案和預防措施，幫助讀者理解如何在實際生産中優化焊接工藝，提升産品質量，降低不良率。我們還將探討如何根據不同的裝聯基闆（如PCB、CSP、BGA等）和元器件特性，選擇最適閤的焊接技術和工藝參數。 理解現代電子裝聯焊接技術，不僅是工程師、技術人員必備的專業知識，對於産品設計者、質量控製人員，甚至是對電子産品製造過程感興趣的愛好者而言，都具有重要的參考價值。掌握這些技術，意味著能夠更有效地設計齣易於焊接、可靠性高的電子産品，能夠更精準地控製生産過程，能夠更深入地診斷和解決焊接相關的質量問題。 二、 焊接的科學基礎：連接的奧秘 焊接，本質上是一種利用加熱或加壓，或兩者並用，並藉助填充金屬（焊料）的熔融，使被連接的金屬或非金屬材料（工件）的接頭達到原子間結閤的金屬連接方法。在電子裝聯領域，焊接的目標是形成一個導電性好、機械強度高、耐環境性強的電性連接。 1. 熔焊： 這是最常見的焊接方式，通過將焊料（如焊锡）加熱到熔點以上，使其熔化後填充到被連接的工件錶麵，冷卻後形成牢固的連接。焊料的熔點遠低於工件的熔點，因此焊料熔化而工件基本不熔化，從而實現連接。 2. 壓焊： 這種方法在不熔化工件金屬的情況下，通過施加壓力使工件緊密接觸，並在局部區域通過加熱或摩擦等方式，促使金屬原子間産生擴散或形成冶金結閤。在電子裝聯中，一些特殊的連接方式，如冷壓連接，也屬於廣義的壓焊範疇。 3. 釺焊： 釺焊與熔焊類似，但其填充金屬（釺料）的熔點低於450°C。釺料的熔點低於工件的熔點，但高於450°C（有時也包括低於450°C的軟釺焊）。在電子裝聯中，以焊锡為代錶的軟釺焊應用最為廣泛，其熔點通常在183°C至250°C之間，對電子元器件的熱損傷較小。 關鍵科學原理： 潤濕（Wetting）： 這是焊接成功的首要條件。潤濕是指熔化的焊料在被連接錶麵形成一層均勻、連續且牢固附著的液膜的現象。良好的潤濕意味著焊料與工件之間形成瞭良好的冶金結閤。潤濕的程度取決於焊料的錶麵張力、工件錶麵的錶麵張力以及焊料與工件之間的界麵張力。焊劑在促進潤濕方麵起著至關重要的作用。 擴散（Diffusion）： 在焊接過程中，尤其是當焊料與工件發生冶金結閤時，兩種金屬的原子會相互滲透擴散，形成閤金層。這個閤金層的形成是實現牢固連接的關鍵。擴散的程度受到溫度、時間和金屬種類等因素的影響。 冶金結閤（Metallurgical Bonding）： 成功的焊接最終形成的是一種冶金結閤，而非簡單的物理粘附。這意味著焊料和工件的金屬原子之間形成瞭化學鍵閤，是原子層麵的相互作用。 錶麵張力（Surface Tension）： 焊料在高溫下的錶麵張力會影響其在工件錶麵的鋪展和流動性。低錶麵張力有利於形成良好的潤濕和鋪展。 熱應力（Thermal Stress）： 焊接過程中，由於不同材料的綫膨脹係數不同，以及溫度變化，會在焊點區域産生熱應力。過大的熱應力可能導緻焊點開裂或損壞。 三、 現代電子裝聯焊接技術詳解 1. 波峰焊 (Wave Soldering): 原理: 將PCB闆的一麵（通常是元器件背麵）浸入到連續流動的熔融焊料波中，焊料通過波峰的作用，在PCB闆上的焊盤和元器件引腳之間形成連接。 特點: 適用於大批量生産，效率高，成本相對較低。但對元器件的耐熱性要求較高，容易産生橋接、焊料不足等問題。 應用: 主要用於通孔元器件（THT）的焊接，如電阻、電容、連接器等。 2. 迴流焊 (Reflow Soldering): 原理: 首先將焊膏（锡膏）印刷在PCB焊盤上，然後將貼有元器件的PCB闆送入迴流焊爐，通過預熱、浸潤、迴流、冷卻等幾個溫度區域，使焊膏熔化，形成連接。 特點: 適用於錶麵貼裝元器件（SMT）的焊接，精度高，可實現高度集成化的焊接。是當前電子産品製造中最主流的焊接技術。 應用: 幾乎所有SMT元器件的焊接，如貼片電阻、電容、IC芯片、連接器等。 3. 手工焊 (Manual Soldering): 原理: 使用烙鐵頭將焊料加熱熔化，然後填充到焊盤和元器件引腳之間。 特點: 靈活性高，適用於小批量、維修、特殊元器件或空間受限的焊接。但效率較低，質量依賴操作人員的技能。 應用: 電子産品維修、原型開發、特殊定製産品、以及通孔元器件的局部焊接。 4. 選擇性波焊 (Selective Wave Soldering): 原理: 針對PCB上特定區域或特定焊盤進行焊接，采用集中的噴射或浸漬方式將熔融焊料送達。 特點: 結閤瞭波峰焊的效率和手工焊的針對性，能夠避免對PCB整體進行高溫處理，保護敏感元器件。 應用: 混閤裝聯PCB（同時有THT和SMT元器件），對局部焊接精度要求高的場閤，以及避免對整個PCB進行波峰焊處理。 5. 汽相焊 (Vapor Phase Soldering) / 傳導焊 (Conduction Soldering): 原理: 利用惰性液體的沸騰産生高溫蒸汽，通過蒸汽的凝結將熱量傳遞給PCB闆和元器件，使其達到焊接溫度。 特點: 溫度均勻，焊接質量高，不易氧化，尤其適閤焊接對溫度敏感的元器件。但設備成本較高，工藝流程相對固定。 應用: 高端電子産品，航空航天，醫療設備等對焊接質量要求極高的領域。 6. 激光焊接 (Laser Soldering): 原理: 利用高能量密度的激光束作為熱源，選擇性地加熱焊接區域，實現快速、精確的焊接。 特點: 焊接速度快，熱影響區小，精度高，可實現微小元器件的焊接，且非接觸式焊接，對産品無機械損傷。 應用: 微電子封裝，BGA、CSP等高密度封裝器件的焊接，以及光電器件的連接。 7. 微波焊接 (Microwave Soldering): 原理: 利用微波能量使焊料和被連接的金屬錶麵發熱，從而實現焊接。 特點: 加熱速度快，效率高，可實現選擇性加熱，但對材料的介電損耗特性有一定要求。 應用: 還在發展中，潛在應用於一些特殊的微電子連接。 四、 焊接材料與工藝控製：質量的保證 1. 焊料（Solder）: 成分: 傳統上以鉛锡閤金為主，但由於環保法規，無鉛焊料（如锡銀銅閤金SAC係列）已成為主流。 選擇: 焊料的選擇需要考慮熔點、潤濕性、機械強度、導電性、耐腐蝕性、成本以及與基材的兼容性。 形態: 焊锡絲、焊锡膏（锡膏）、焊條、焊粉等。 2. 焊劑（Flux）: 作用: 焊劑是焊接過程中不可或缺的輔助材料，其主要作用是去除焊盤和元器件引腳錶麵的氧化物，阻止在焊接過程中氧化，降低金屬的錶麵張力，促進焊料的潤濕和鋪展。 分類: 按活性強度可分為：R（免清洗）、RA（活性助焊劑）、RSA（超活性助焊劑）等。按化學成分可分為：鬆香型、有機酸型、無機酸型等。 選擇: 焊劑的選擇取決於被焊接材料的錶麵狀態、焊接溫度、以及對殘留物的要求。 3. 助焊劑的化學機理: 焊劑中的活性成分（如有機酸）能在加熱過程中與金屬氧化物發生化學反應，生成易溶於焊料的金屬鹽，從而將氧化物去除。同時，焊劑的低錶麵張力也能幫助熔融焊料更好地鋪展。 4. 工藝參數控製: 溫度: 預熱溫度、浸潤溫度、迴流溫度、峰值溫度、冷卻速率等，直接影響焊料的熔化、鋪展、閤金層的形成以及應力的産生。 時間: 預熱時間、浸潤時間、迴流時間、冷卻時間，與溫度配閤，共同決定瞭焊接過程的完整性。 速度: PCB在波峰焊中的輸送速度、迴流焊爐的傳送帶速度，影響瞭各溫度區的停留時間。 氣氛: 惰性氣體（如氮氣）的使用可以有效抑製焊接過程中的氧化，提高焊點質量。 五、 典型應用與問題分析：從理論到實踐 1. PCB焊接中的挑戰: 微小焊盤與高密度封裝: 隨著元器件尺寸的縮小和封裝密度的增加，焊盤尺寸減小，間距縮小，對焊接精度要求極高，易齣現橋接、虛焊等問題。 不同材料的匹配: PCB基闆（如FR-4）、銅箔、焊盤鍍層（如OSP、ENIG）、元器件引腳材料（如閤金、鍍層）之間的熱膨脹係數差異和化學兼容性，會影響焊點的可靠性。 焊點可靠性: 焊點需要承受機械應力、熱應力、濕熱、化學腐蝕等多種環境因素的考驗。 2. 常見焊接缺陷及其原因分析: 虛焊 (Insufficient Solder/Cold Solder Joint): 焊料未能與焊盤和引腳形成良好的冶金結閤，連接不可靠。原因可能包括：潤濕不良、溫度不足、氧化物未清除、焊接時間過短。 橋接 (Bridging): 焊料連接瞭相鄰的焊盤或引腳。原因：焊料量過多、焊膏印刷不良、焊料流動性過大、PCB設計問題。 焊料球 (Solder Balls): 細小的焊料顆粒附著在PCB錶麵。原因：焊膏中的溶劑揮發不完全、焊膏質量問題、焊接溫度過高。 焊瘤/焊锡過多 (Solder Globules/Excess Solder): 焊料量過大，形成不規則的焊球或堆積。原因：焊料量控製不當、焊膏印刷問題、工藝參數設置不閤理。 氧化物殘留: 焊點錶麵暗淡、粗糙，連接強度差。原因：焊劑失效、焊接時間過長或溫度不足導緻氧化加速。 3. 可靠性評估與質量控製: 目檢 (Visual Inspection): 檢查焊點的外觀、形狀、潤濕性、有無缺陷。 X射綫檢測 (X-ray Inspection): 用於檢測BGA、CSP等封裝器件內部的焊球是否存在虛焊、空洞等問題。 AOI (Automated Optical Inspection): 自動光學檢測，通過圖像識彆技術檢測焊點外觀缺陷。 可靠性試驗: 如拉力試驗、振動試驗、高低溫循環試驗、濕熱試驗等，評估焊點的長期可靠性。 六、 未來發展趨勢：持續創新與精進 更高集成度與微型化: 隨著電子産品朝著更小型、更輕薄的方嚮發展，對焊接技術在微小尺寸、高密度連接方麵的要求將更加嚴苛。 新材料與新工藝: 納米焊料、新型焊劑、先進的非接觸式焊接技術（如激光、微波）、3D打印焊接等正在不斷湧現，為解決未來電子裝聯的挑戰提供可能。 智能化與自動化: 焊接過程的智能化控製、機器人焊接、在綫實時監測與反饋係統將得到更廣泛的應用，以提高生産效率和焊接質量的穩定性。 綠色環保焊接: 減少有害物質（如鉛）的使用，開發低揮發性有機化閤物（VOCs）的焊劑，以及更節能的焊接工藝，是未來發展的必然趨勢。 物聯網與大數據: 將焊接過程數據化，通過大數據分析優化工藝參數，實現預測性維護和質量追溯，是提升整體製造水平的重要方嚮。 通過對現代電子裝聯焊接技術基礎及其應用的深入探討，我們不僅能夠理解這項核心工藝的科學原理和技術要領，更能掌握在實際生産中解決問題的能力，並對未來的發展趨勢有所展望。這本書將成為您在電子製造領域探索焊接技術奧秘的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最初是被這本書的封麵和標題吸引的。我一直覺得電子裝聯和焊接技術雖然重要，但總感覺有些枯燥和難以掌握，所以一直沒有深入研究。但這本書的標題“現代電子裝聯焊接技術基礎及其應用”給瞭我一種耳目一新的感覺，仿佛它能揭示一些新的、有趣的東西。讀完之後，我的感覺超齣瞭預期。它並沒有簡單地羅列技術參數和操作步驟，而是花瞭大量篇幅去闡述這些技術背後的“為什麼”。比如，為什麼某種焊接方式在特定場閤下更優越？為什麼不同的元器件需要不同的焊接方式？它從材料科學、熱力學、甚至電化學的角度去解釋這些問題，讓我對整個過程有瞭更深層次的理解。而且，書中還穿插瞭一些曆史發展和未來趨勢的討論，讓我看到瞭這項技術是如何演進的，以及它在人工智能、物聯網等新興領域中的潛力。這種宏觀與微觀相結閤的視角，讓這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一次對電子製造技術發展脈絡的探索。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身打造的！作為一名剛踏入電子製造領域的新手，我之前對“裝聯”和“焊接”這些概念總是模模糊糊，隻知道大概是個什麼意思，但具體操作起來卻抓不住要領。翻開這本書，我簡直像找到瞭救星。它從最基礎的原理講起，比如不同焊接方法的優缺點，各種焊料的成分和適用範圍，還有電子元器件的類型和裝配要求。我最喜歡的是書中那些清晰明瞭的圖解，把復雜的電路闆和焊接過程一步步拆解開來，讓我這個新手也能看得懂。而且，它不僅僅是理論，還結閤瞭很多實際應用的案例，比如手機、電腦主闆的焊接，讓我能將學到的知識和現實聯係起來，非常有成就感。最讓我驚喜的是，書中還提到瞭很多關於安全操作的注意事項，這對於我們這些初學者來說太重要瞭，避免瞭很多潛在的危險。我感覺這本書就像一位耐心又專業的老師，循序漸進地引導我入門，讓我對電子裝聯焊接技術有瞭係統性的認識，並且非常有信心將其運用到我的工作中去。

評分☆☆☆☆☆

我一直對精密的電子産品內部構造感到好奇，尤其是那些微小的元器件是如何連接在一起的。這本書就像打開瞭一個新世界的大門。它用非常形象的比喻和生動的故事，將原本抽象的電子裝聯焊接技術變得通俗易懂。我最喜歡的是書中關於“焊接的藝術”的描述，它不僅僅是技術，更是一種精湛的手藝。從焊料的流動性到焊點的光澤度，書中都做瞭細緻的描寫，讓我感受到這項工作中的美學和嚴謹。我特彆注意到書中關於“熱應力管理”和“應力釋放”的章節，這對於保證電子産品長期穩定運行至關重要，而我之前從來沒有意識到這個問題的重要性。通過這本書，我不僅瞭解瞭各種焊接方法的原理，還學會瞭如何從更全麵的角度去評估和選擇適閤特定應用場景的裝聯焊接技術。對於那些對電子産品充滿好奇，想要瞭解其“心髒”是如何跳動的朋友們來說，這本書絕對是一本不容錯過的入門讀物，它會讓你對科技産品産生全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的最大感受是其前瞻性和實用性的高度結閤。作為一名在研發一綫工作的工程師，我深知技術更新換代的速度之快，尤其是電子裝聯和焊接技術，更是日新月異。這本書並沒有僅僅停留在介紹現有的技術，而是花瞭相當大的篇幅去探討未來可能的發展方嚮。比如，關於新型焊接材料的研發、納米焊接技術的前景、以及在柔性電子和可穿戴設備中的應用，這些都讓我看到瞭這項技術的無限可能。同時，書中對當前市場主流的電子裝聯焊接技術進行瞭係統的梳理和分析，並且提供瞭大量具有實際指導意義的案例和數據。我特彆喜歡書中關於“工藝參數優化”和“質量控製體係”的章節，這對於我們實際項目中的産品開發和生産至關重要。它提供瞭一套完整的思路和方法論，幫助我們能夠更有效地解決在實際工作中遇到的各種技術難題。這本書無疑是一本能夠幫助我們在快速變化的技術浪潮中保持領先地位的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在電子行業摸爬滾打多年的資深技術人員，我一直認為焊接技術是門“老手藝”，經驗很重要。但隨著技術的飛速發展，特彆是微型化、高密度化等趨勢的齣現，很多傳統的焊接理念和方法已經難以應對。這本書的齣現，恰恰解決瞭我的這個睏惑。它沒有停留在“怎麼焊”，而是深入探討瞭“如何更好地焊”。書中關於焊點可靠性分析、焊接缺陷的根源探究以及對應的改進方案，讓我茅塞頓開。我之前遇到的一些疑難雜癥，在這本書裏找到瞭閤理解釋和有效對策。尤其令我印象深刻的是關於無鉛焊料的應用和挑戰的部分，這本書提供瞭非常詳盡的數據和實驗結果，幫助我更科學地評估和選擇閤適的焊料，並有效控製焊接過程中的環境影響。此外，書中關於自動化焊接設備和工藝優化方麵的討論，也為我們這些需要提升生産效率的同行提供瞭寶貴的參考。這本書的價值在於，它不僅鞏固瞭我的基礎知識，更拓寬瞭我的技術視野，讓我看到瞭更多解決問題的新思路和新方法。

評分☆☆☆☆☆

看著挺好的，多學習一下。

評分☆☆☆☆☆

好評

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好評！

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書還不錯，包裝保護不行

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書有缺頁

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好評

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很好，很專業，從上麵學到很多知識

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書還不錯，包裝保護不行

評分☆☆☆☆☆

看著挺好的，多學習一下。