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表面組裝技術（SMT）基礎與通用工藝

為了解決錫膏印刷機英文的問題，作者顧靄雲等編著 這樣論述：

本書首先介紹了當前國際上先進的表面組裝技術（SMT）生產線及主要設備、基板、元器件、工藝材料等基礎知識及表面組裝印制電路板可制造性設計（DFM）；然后介紹了SMT通用工藝，包括每道工序的工藝流程、操作程序、安全技術操作方法、工藝參數、檢驗標准、檢驗方法、缺陷分析等內容；同時結合錫焊（釺焊）機理，重點分析了如何運用焊接理論正確設置再流焊溫度曲線，無鉛再流焊以及有鉛、無鉛混裝再流焊工藝控制的方法；還介紹了當前流行的一些新工藝和新技術。顧靄雲，原公安一所副研究員，北京電子學會SMT專業委員會委員。曾給多個企業做過SMT生產線建線和設備選型、SMT企業培訓、以及清華大學的SMT工藝、無鉛工藝及可制造性

設計培訓。 上篇 表面組裝技術（SMT）基礎與可制造性設計（DFM）第1章 表面組裝元器件（SMC／SMD）1.1 對SMC／SMD的基本要求及無鉛焊接對元器件的要求1.2 SMC的封裝命名及標稱1.3 SMD的封裝命名1.4 SMC／SMD的焊端結構1.5 SMC／SMD的包裝類型1.6 SMC／SMD與靜電敏感元器件（SSD）的運輸、存儲、使用要求1.7 濕度敏感器件（MSD）的管理、存儲、使用要求1.8 SMC／SMD方向發展思考題第2章 表面組裝印制電路板（SMB）2.1 印制電路板2.1.1 印制電路板的定義和作用2.1.2 常用印制電路板的基板材料2.1.3 評

估PCB基材質量的相關參數2.2 SMT對表面組裝印制電路的一些要求2.2.1 SMT對印制電路板的總體要求2.2.2 表面組裝PCB材料的選擇2.2.3 無鉛焊接用FR—4特性2.3 PCB焊盤表面塗（鍍）層及無鉛PCB焊盤塗鍍層的選擇2.3.1 PCB焊盤表面塗（鍍）層2.3.2 無鉛PCB焊盤塗鍍層的選擇2.4 當前國際先進印制電路板及其制造技術的發展動向思考題第3章 表面組裝工藝材料3.1 錫鉛焊料合金3.1.1 錫的基本物理和化學特性3.1.2 鉛的基本物理和化學特性3.1.363Sn—37Pb錫鉛共晶合金的基本特性3.1.4 鉛在焊料中的作用3.1.5 錫鉛合金中的雜質及其影響3.

2 無鉛焊料合金3.2.1 對無鉛焊料合金的要求3.2.2 目前最有可能替代Sn—Pb焊料的合金材料3.2.3 目前應用最多的無鉛焊料合金3.2.4 Sn—Ag—Cu系焊料的最佳成分3.2.5 繼續研究更理想的無鉛焊料3.3 助焊劑3.3.1 對助焊劑物理和化學特性的要求3.3.2 助焊劑的分類和組成3.3.3 助焊劑的作用3.3.4 四類常用助焊劑3.3.5 助焊劑的選擇3.3.6 無鉛助焊劑的特點、問題與對策3.4 焊膏3.4.1 焊膏的技術要求3.4.2 焊膏的分類3.4.3 焊膏的組成3.4.4 影響焊膏特性的主要參數3.4.5 焊膏的選擇3.4.6 焊膏的檢測與評估3.4.7 焊膏的

發展動態3.5 焊料棒和絲狀焊料3.6 貼片膠（粘結劑）3.6.1 常用貼片膠3.6.2 貼片膠的選擇方法3.6.3 貼片膠的存儲、使用工藝要求3.7 清洗劑3.7.1 對清洗劑的要求3.7.2 清洗劑的種類3.7.3 有機溶劑清洗劑的性能要求3.7.4 清洗效果的評價方法與標准思考題第4章 SMT生產線及主要設備4.1 SMT生產線4.2 印刷機4.3 點膠機4.4 貼裝機4.4.1 貼裝機的分類4.4.2 貼裝機的基本結構4.4.3 貼裝頭4.4.4 X、Y與Z／ 的傳動定位（伺服）系統4.4.5 貼裝機對中定位系統4.4.6 傳感器4.4.7 送料器4.4.8 吸嘴4.4.9 貼裝機的主

要易損件4.4.10 貼裝機的主要技術指標4.4.11 貼裝機的發展方向4.5 再流焊爐4.5.1 再流焊爐的分類4.5.2 全熱風再流焊爐的基本結構與性能4.5.3 再流焊爐的主要技術指標4.5.4 再流焊爐的發展方向4.5.5 氣相再流焊（VPS）爐的新發展4.6 波峰焊機4.6.1 波峰焊機的種類4.6.2 雙波峰焊機的基本結構4.6.3 波峰焊機的主要技術參數4.6.4 波峰焊機的發展方向及無鉛焊接對波峰焊設備的要求4.6.5 選擇性波峰焊機4.7 檢測設備4.7.1 自動光學檢查設備（AOI）4.7.2 自動X射線檢查設備（AXI）4.7.3 在線測試設備4.7.4 功能測試設備4.

7.5 錫膏檢查設備（SPI）4.7.6 三次元影像測量儀4.8 手工焊接與返修設備4.8.1 電烙鐵4.8.2 焊接機器人和非接觸式焊接機器人4.8.3 SMD返修系統4.8.4 手工貼片工具4.9 清洗設備4.9.1 超聲清洗設備4.9.2 氣相清洗設備4.9.3 水清洗設備4.10 選擇性塗覆設備4.11 其他輔助設備思考題第5章 SMT印制電路板的可制造性設計（DFM）5.1 不良設計在SMT生產中的危害5.2 國內SMT印制電路板設計中普遍存在的問題及解決措施5.2.1 SMT印制電路板設計中的常見問題舉例5.2.2 消除不良設計、實現DFM的措施5.3 編制本企業可制造性設計規范文

件5.4 PCB設計包含的內容及可制造性設計實施程序5.5 SMT工藝對設計的要求5.5.1 表面貼裝元器件（SMC／SMD）焊盤設計5.5.2 通孔插裝元器件（THC）焊盤設計5.5.3 布線設計5.5.4 焊盤與印制導線連接的設置5.5.5 導通孔的設置5.5.6 測試孔和測試盤設計—可測試性設計DFT（Design for Testability）5.5.7 阻焊、絲網的設置5.5.8 元器件整體布局設置5.5.9 再流焊與波峰焊貼片元件的排列方向設計5.5.10 元器件最小間距設計5.5.11 模板設計5.6 SMT設備對設計的要求5.6.1 PCB外形、尺寸設計5.6.2 PCB定位

孔和夾持邊的設置5.6.3 基准標志（Mark）設計5.6.4 拼板設計5.6.5 PCB設計的輸出文件5.7 印制電路板可靠性設計5.7.1 散熱設計簡介5.7.2 電磁兼容性（高頻及抗電磁干擾）設計簡介5.8 無鉛產品PCB設計5.9 PCB可加工性設計5.10 SMT產品設計評審和印制電路板可制造性設計審核5.10.1 SMT產品設計評審5.10.2 SMT印制電路板可制造性設計審核5.11 IPC—7351《表面貼裝設計和焊盤圖形標准通用要求》簡介思考題下篇 表面組裝技術（SMT）通用工藝第6章 表面組裝工藝條件6.1 廠房承重能力、振動、噪聲及防火防爆要求6.2 電源、氣源、排風、煙

氣排放及廢棄物處理、照明、工作環境6.3 SMT制造中的靜電防護技術6.3.1 防靜電基礎知識6.3.2 國際靜電防護協會推薦的6個原則6.3.3 高密度組裝對防靜電的新要求6.3.4 IPC推薦的電子組裝件操作的習慣做法6.3.5 手工焊接中防靜電的一般要求和防靜電措施6.4 對SMT生產線設備、儀器、工具的要求6.5 SMT制造中的工藝控制與質量管理6.5.1 SMT制造中的工藝控制6.5.2 SMT制造中的質量管理6.5.3 SPC和六西格瑪質量管理理念簡介思考題第7章 典型表面組裝方式及其工藝流程7.1 典型表面組裝方式7.2 純表面組裝工藝流程7.3 表面組裝和插裝混裝工藝流程7.4

工藝流程的設計原則7.5 選擇表面組裝工藝流程應考慮的因素7.6 表面組裝工藝的發展思考題第8章 施加焊膏通用工藝8.1 施加焊膏技術要求8.2 焊膏的選擇和正確使用8.3 施加焊膏的方法8.4 印刷焊膏的原理8.5 印刷機金屬模板印刷焊膏工藝8.6 影響印刷質量的主要因素8.7 印刷焊膏的主要缺陷與不良品的判定和調整方法8.8 印刷機安全操作規程及設備維護8.9 手動滴塗焊膏工藝介紹8.10 SMT不銹鋼激光模板制作外協程序及工藝要求思考題第9章 施加貼片膠通用工藝9.1 施加貼片膠的技術要求9.2 施加貼片膠的方法和工藝參數的控制9.2.1 針式轉印法9.2.2 印刷法9.2.3 壓力注

射法9.3 施加貼片膠的工藝流程9.4 貼片膠固化9.4.1 熱固化9.4.2 光固化9.5 施加貼片膠檢驗、清洗、返修9.6 點膠中常見的缺陷與解決方法思考題第10章 自動貼裝機貼片通用工藝10.1 貼裝元器件的工藝要求10.2 全自動貼裝機貼片工藝流程10.3 貼裝前准備10.4 開機10.5 編程10.5.1 離線編程10.5.2 在線編程10.6 安裝供料器10.7 做基准標志（Mark）和元器件的視覺圖像10.8 首件試貼並檢驗10.9 根據首件試貼和檢驗結果調整程序或重做視覺圖像10.10 連續貼裝生產10.11 檢驗10.12 轉再流焊工序10.13 提高自動貼裝機的貼裝效率10

.14 生產線多台貼片機的任務平衡10.15 貼片故障分析及排除方法10.16 貼裝機的設備維護和安全操作規程10.17 手工貼裝工藝介紹思考題第11章 再流焊通用工藝11.1 再流焊的工藝目的和原理11.2 再流焊的工藝要求11.3 再流焊的工藝流程11.4 焊接前准備11.5 開爐11.6 編程（設置溫度、速度等參數）或調程序11.7 測試實時溫度曲線11.7.1 溫度曲線測量、分析系統11.7.2 實時溫度曲線的測試方法和步驟11.7.3 BGA／CSP、QFN實時溫度曲線的測試方法11.8 正確設置、分析與優化再流焊溫度曲線11.8.1 設置最佳（理想）的溫度曲線11.8.2 正確分析

與優化再流焊溫度曲線11.9 首件表面組裝板焊接與檢測11.10 連續焊接11.11 檢測11.12 停爐11.13 注意事項與緊急情況處理11.14 再流焊爐的安全操作規程11.15 雙面再流焊工藝控制11.16 雙面貼裝BGA工藝11.17 常見再流焊焊接缺陷、原因分析及預防和解決措施11.17.1 再流焊的工藝特點11.17.2 影響再流焊質量的原因分析11.17.3 SMT再流焊中常見的焊接缺陷分析與預防對策11.18 再流焊爐的設備維護思考題第12章 通孔插裝元件再流焊工藝（PIHR）介紹12.1 通孔插裝元件再流焊工藝的優點及應用12.2 通孔插裝元件再流焊工藝對設備的特殊要求12

.3 通孔插裝元件再流焊工藝對元件的要求12.4 通孔插裝元件焊膏量的計算12.5 通孔插裝元件的焊盤設計12.6 通孔插裝元件的模板設計12.7 施加焊膏工藝12.8 插裝工藝12.9 再流焊工藝12.10 焊點檢測思考題第13章 波峰焊通用工藝13.1 波峰焊原理13.2 波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求13.3 波峰焊的設備、工具及工藝材料13.3.1 設備、工具13.3.2 工藝材料13.4 波峰焊的工藝流程和操作步驟13.5 波峰焊工藝參數控制要點13.6 無鉛波峰焊工藝控制13.7 無鉛波峰焊必須預防和控制Pb污染13.8 波峰焊機安全技術操作規程13.9 影響波峰焊質量的因素

與波峰焊常見焊接缺陷分析及預防對策13.9.1 影響波峰焊質量的因素13.9.2 波峰焊常見焊接缺陷的原因分析及預防對策思考題第14章 手工焊、修板和返修工藝14.1 手工焊接基礎知識14.2 表面貼裝元器件（SMC／SMD）手工焊工藝14.2.1 兩個端頭無引線片式元件的手工焊接方法14.2.2 翼形引腳元件的手工焊接方法14.2.3 J形引腳元件的手工焊接方法14.3 表面貼裝元器件修板與返修工藝14.3.1 虛焊、橋接、拉尖、不潤濕、焊料量少、焊膏未熔化等焊點缺陷的修整14.3.2 Chip元件立碑、元件移位的修整14.3.3 三焊端的電位器、SOT、SOP、SOJ移位的返修14.3.4

QFP和PLCC表面組裝器件移位的返修14.3.5 BGA的返修和置球工藝14.4 無鉛手工焊接和返修技術14.5 手工焊接、返修質量的評估和缺陷的判斷思考題第15章 表面組裝板焊后清洗工藝15.1 清洗機理15.2 表面組裝板焊后有機溶劑清洗工藝15.2.1 超聲波清洗15.2.2 氣相清洗15.3 非ODS清洗介紹15.3.1 免清洗技術15.3.2 有機溶劑清洗15.3.3 水洗技術15.3.4 半水清洗技術15.4 水清洗和半水清洗的清洗過程15.5 無鉛焊后清洗15.6 清洗后的檢驗思考題第16章 表面組裝檢驗（檢測）工藝16.1 組裝前的檢驗（或稱來料檢測）16.1.1 表面組裝

元器件（SMC／SMD）檢驗16.1.2 印制電路板（PCB）檢驗16.1.3 工藝材料檢驗16.2 工序檢驗（檢測）16.2.1 印刷焊膏工序檢驗16.2.2 貼裝工序檢驗（包括機器貼裝和手工貼裝）16.2.3 再流焊工序檢驗（焊后檢驗）16.2.4 清洗工序檢驗16.3 表面組裝板檢驗16.4 自動光學檢測（AOI）16.4.1 AOI在SMT中的作用16.4.2 AOI編程16.5 自動X射線檢測（AXI）16.5.1 X射線評估和判斷BGA、CSP焊點缺陷的標准16.5.2 X射線檢測BGA、CSP焊點圖像的評估和判斷及其他應用16.6 美國電子裝聯協會《電子組裝件驗收標准IPC—A—

610E》簡介16.6.1 IPC—A—610概述16.6.2 IPC—A—610E簡介思考題第17章 電子組裝件三防塗覆工藝17.1 環境對電子設備的影響17.2 三防設計的基本概念17.3 三防塗覆材料17.4 電子組裝件新型防護技術——選擇性塗覆工藝17.4.1 工藝流程17.4.2 選擇性塗覆工藝17.4.3 印制電路板和組裝件敷形塗覆的質量檢測思考題第18章 運用焊接理論正確設置無鉛再流焊溫度曲線18.1 概述18.2 錫焊（釺焊）機理18.2.1 釺焊過程中助焊劑與金屬表面（母材）、熔融焊料之間的相互作用18.2.2 熔融焊料與焊件（母材）表面之間的反應18.2.3 釺縫的金相組織

18.3 焊點強度、連接可靠性分析18.4 如何獲得理想的界面組織18.5 無鉛焊接機理18.6 Sn—Ag—Cu焊料與不同材料的金屬焊接時的界面反應和釺縫組織18.6.1 無鉛焊料合金、元器件焊端鍍層材料、PCB焊盤表面鍍層三要素18.6.2 焊料合金元素與各種金屬電極焊接后在界面形成的化合物18.6.3 Sn系焊料與Ni／Au（ENIG）焊盤焊接的界面反應和釺縫組織18.6.4 Sn系焊料與42號合金鋼（Fe—42Ni合金）焊接的界面反應和釺縫組織18.7 運用焊接理論正確設置無鉛再流焊溫度曲線18.7.1 以焊接理論為指導、分析再流焊的焊接機理18.7.2 影響釺縫（金屬間結合層）質量與

厚度的因素18.7.3 運用焊接理論正確設置無鉛再流焊溫度曲線18.7.4 幾種典型的溫度曲線思考題第19章 無鉛焊接可靠性討論及無鉛再流焊工藝控制19.1 無鉛焊接可靠性討論19.2 無鉛再流焊的特點及對策19.3 如何正確實施無鉛工藝19.4 無鉛再流焊工藝控制19.4.1 三種無鉛再流焊溫度曲線19.4.2 無鉛再流焊工藝控制思考題第20章 有鉛、無鉛混裝再流焊工藝控制20.1 有鉛、無鉛混裝制程分析20.1.1 再流焊工藝中無鉛焊料與有鉛元件混裝20.1.2 再流焊工藝中有鉛焊料與無鉛元件混裝20.1.3 再流焊工藝中有鉛焊料焊接有鉛和無鉛元器件的混裝工藝20.2 有鉛焊料與有鉛、無鉛

元件混裝工藝必須考慮相容性問題20.2.1 材料相容性20.2.2 工藝相容性20.2.3 設計相容性20.3 有鉛焊料與有鉛、無鉛元件混裝工藝質量控制方案的建議思考題第21章 其他工藝和新技術介紹21.10201、01005的印刷與貼裝技術21.1.10201、01005的焊膏印刷技術21.1.20201、01005的貼裝技術21.2 PQFN的印刷、貼裝與返修工藝21.2.1 PQFN的印刷和貼裝21.2.2 PQFN的返修工藝21.3 COB技術21.4 倒裝芯片FC（Flip Chip）與晶圓級CSP（WL—CSP）、WLP（Wafer Level Processing）的組裝技術21

.5 倒裝芯片（Flip Chip）、晶圓級CSP和CSP底部填充工藝21.6 三維堆疊POP（Package On Package）技術21.7 ACA、ACF與ESC技術21.7.1 ACA、ACF技術21.7.2 ESC技術21.8 FPC的應用與發展21.9 LED 應用的迅速發展21.10 PCBA無焊壓入式連接技術21.11 無焊料電子裝配工藝——Occam倒序互連工藝介紹思考題附錄A SMT常用縮略語、術語、金屬元素中英文名稱及物理性能表參考文獻