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第1章 现代电子装联软钎焊技术1

1.1 概述2

1.2 焊接与钎焊2

1.2.1 焊接2

1.2.2 钎焊及其分类3

1.2.3 软钎焊技术所涉及的学科领域及其影响3

1.2.4 软钎焊技术的基本分类4

1.3 现代电子装联软钎焊技术的新发展6

1.3.1 “微焊接”技术6

1.3.2 无铅化焊接技术8

思考题11

第2章 现代电子装联软钎焊原理13

2.1 软钎焊特点与常用术语14

2.1.1 软钎焊连接机理14

2.1.2 软钎焊工艺步骤14

2.1.3 软钎焊加热方式15

2.1.4 可焊性与润湿性15

2.1.5 接触角与润湿角16

2.2 润湿16

2.2.1 固体金属表面结构17

2.2.2 液态钎料表面现象17

2.2.3 润湿及分类19

2.2.4 杨氏方程（Young＇s Equation）20

2.2.5 助焊剂作用下润湿过程中的热动力平衡21

2.2.6 润湿形式22

2.2.7 润湿性影响因素23

2.2.8 润湿性评定方法27

2.2.9 常用去膜技术28

2.3 钎料填缝过程29

2.3.1 弯曲液面附加压力29

2.3.2 拉普拉斯方程（Young-Laplace）31

2.3.3 弯曲液面对饱和蒸汽压的影响31

2.3.4 液态钎料毛细填缝过程32

2.3.5 液态钎料的平衡形态36

2.4 溶解与扩散37

2.4.1 物质间的互溶条件与界面张力关系37

2.4.2 基体金属的溶解过程37

2.4.3 钎料与基体金属之间的扩散43

2.5 界面反应组织47

2.5.1 界面层结合模式47

2.5.2 界面层金属间化合物的形成与生长49

2.6 钎焊接头性能及接头设计53

2.6.1 钎焊接头性能53

2.6.2 钎焊接头强度53

思考题57

第3章 现代电子装联软钎焊应用材料59

3.1 钎料合金概述及其工艺性要求60

3.1.1 钎料合金概述60

3.1.2 钎料合金的选择与使用66

3.2 助焊剂概述及其工艺性要求69

3.2.1 助焊剂概述69

3.2.2 助焊剂的选择与使用72

3.3 钎料膏概述及其工艺性要求74

3.3.1 钎料膏概述74

3.3.2 钎料膏的选择与使用75

3.4 其他钎料形态概述76

3.4.1 钎料丝76

3.4.2 预成型焊片77

3.5 无铅化兼容性问题78

3.5.1 无铅化PCB焊盘表面镀层工艺要求78

3.5.2 无铅化元器件焊端／引脚表面镀层工艺要求81

3.5.3 从润湿性评估无铅钎料与PCB表面保护层之间的兼容性83

3.5.4 从润湿性评估无铅钎料与元器件表面镀层之间的兼容性89

思考题91

第4章 再流焊接技术93

4.1 再流焊接工艺特点94

4.2 再流焊接温度曲线94

4.2.1 温度曲线的基本特征94

4.2.2 典型温度曲线类型96

4.2.3 加热因子96

4.2.4 带宽与工艺窗口98

4.2.5 温度曲线设置影响因素100

4.2.6 温度曲线测试及优化100

4.3 再流焊接传热技术103

4.3.1 热传导104

4.3.2 热辐射105

4.3.3 热对流105

4.4 红外再流焊接技术106

4.4.1 红外再流焊接加热原理106

4.4.2 红外再流焊接技术特点106

4.4.3 红外再流焊炉结构107

4.5 热风再流焊接技术109

4.5.1 热风再流焊接加热原理109

4.5.2 热风再流焊接技术特点110

4.5.3 热风再流焊炉结构110

4.6 红外＋热风复合加热再流焊接技术112

4.6.1 红外＋热风复合加热再流焊接加热原理112

4.6.2 红外＋热风复合加热再流焊接技术特点113

4.6.3 红外＋热风复合加热再流焊炉结构113

4.7 汽相再流焊接技术（VPS）114

4.7.1 汽相再流焊接加热原理115

4.7.2 汽相再流焊接技术特点116

4.7.3 汽相再流焊炉结构117

4.8 再流焊炉设计参数及应用118

4.9 无铅再流焊接工艺技术119

4.9.1 无铅再流焊接工艺技术特点119

4.9.2 无铅化对再流焊接温度曲线的影响120

4.9.3 无铅化对再流焊炉的影响121

4.9.4 有铅＋无铅混装再流焊接温度曲线设置129

4.10 再流焊接常见缺陷及防治措施131

4.10.1 焊点脱焊131

4.10.2 钎料膏再流不完全132

4.10.3 润湿不良132

4.10.4 墓碑132

4.10.5 钎料珠133

4.10.6 钎料球134

4.10.7 桥连134

4.10.8 元器件开裂135

4.10.9 其他136

思考题136

第5章 波峰焊接技术137

5.1 概述138

5.1.1 波峰焊接的定义138

5.1.2 波峰焊接的工艺特点138

5.2 波峰焊接中的热、力学现象138

5.2.1 波峰焊接入口点的热、力学现象138

5.2.2 热交换和钎料供给区的热、力学现象139

5.2.3 波峰退出点的热、力学现象139

5.2.4 波峰焊接过程中的温度特性140

5.3 波峰焊接工艺窗口141

5.3.1 助焊剂涂覆141

5.3.2 预热温度142

5.3.3 钎料槽温度144

5.3.4 传输速度146

5.3.5 传输角度147

5.3.6 波峰高度148

5.3.7 压波深度148

5.3.8 冷却速度149

5.4 波峰焊接设备结构及其性能评估指标149

5.4.1 波峰焊接设备系统组成149

5.4.2 波峰焊接设备性能评估指标149

5.5 波峰焊接工艺过程控制156

5.5.1 工艺过程控制的意义156

5.5.2 基材可焊性的监控157

5.5.3 波峰焊接设备工序能力系数（Cpk）的实时监控157

5.5.4 助焊剂涂覆的监控158

5.5.5 波峰焊接温度曲线的监控159

5.5.6 波峰焊接中钎料槽杂质污染的危害159

5.5.7 防污染的对策160

5.6 波峰焊接常见焊点缺陷及防治措施163

5.6.1 虚焊163

5.6.2 冷焊164

5.6.3 拉尖164

5.6.4 桥连165

5.6.5 金属化孔填充不良167

5.6.6 针孔和吹孔168

5.6.7 钎料珠和钎料球169

5.6.8 芯吸现象170

5.6.9 缩孔171

思考题171

第6章 局部焊接技术173

6.1 掩膜波峰焊接技术174

6.1.1 掩膜波峰焊接技术特点174

6.1.2 掩膜板材料分类及特性174

6.1.3 掩膜板设计技术要求176

6.2 选择性波峰焊接技术176

6.2.1 选择性波峰焊接技术特点176

6.2.2 选择性波峰焊接技术工艺流程177

6.2.3 选择性波峰焊接设备技术要求178

6.3 其他局部焊接技术简介179

6.3.1 激光焊接技术简介179

6.3.2 热压焊接技术简介179

6.3.3 电磁感应焊接技术简介180

思考题180

第7章 手工焊接技术181

7.1 手工焊接工艺特点182

7.2 手工焊接物理化学过程183

7.3 手工焊接工具185

7.3.1 电烙铁概述185

7.3.2 智能电烙铁的工作原理188

7.3.3 无铅化对电烙铁性能的影响189

7.3.4 电烙铁的维护保养190

7.4 手工焊接工艺操作规范190

7.4.1 手工焊接工艺过程190

7.4.2 手工焊接工艺操作要领191

7.5 手工焊接工艺质量控制194

7.5.1 手工焊接工艺参数要求194

7.5.2 电烙铁的选择与使用194

思考题198

第8章 PCBA可制造性设计（DFM）199

8.1 电子产品分类及其质量标准要求200

8.1.1 电子产品分类200

8.1.2 电子产品质量标准要求200

8.2 可制造性设计（DFM）对电子产品质量的意义201

8.3 可制造性设计（DFM）概述及主要内容201

8.3.1 可制造性设计概述201

8.3.2 可制造性设计内容202

8.4 PCBA组装方式设计202

8.4.1 电子产品的可生产性等级202

8.4.2 电子产品的组装方式分类203

8.4.3 电子产品的组装方式选用原则204

8.5 PCB可制作性设计204

8.5.1 布线设计的注意事项204

8.5.2 布线设计的基本原则205

8.5.3 电源线与地线设计要求205

8.5.4 导线设计要求205

8.5.5 阻焊膜设计要求207

8.6 PCBA可组装性设计209

8.6.1 基准点标记209

8.6.2 工艺边及传送方向211

8.6.3 元器件选型211

8.6.4 元器件布局213

8.6.5 元器件间隔216

8.6.6 元器件焊盘设计工艺性要求217

8.6.7 SMT工艺中的元器件焊盘设计示例218

8.6.8 THT工艺中的元器件焊盘设计示例220

8.6.9 其他224

思考题224

第9章 焊点接头设计及其可靠性225

9.1 电子装联可靠性226

9.1.1 机械可靠性226

9.1.2 电化学可靠性227

9.2 焊点的界面质量模型及焊点接头模型228

9.2.1 软钎焊接焊点质量对电子产品可靠性的影响228

9.2.2 理想焊点的界面质量模型228

9.2.3 焊点的接头模型229

9.3 焊接接头结构设计对焊点可靠性的影响230

9.3.1 焊接接头的几何形状设计与强度分析230

9.3.2 焊接接头的几何形状设计与电气特性233

9.4 焊接接头机械强度的影响因素236

9.4.1 钎料量对接头剪切强度的影响236

9.4.2 与熔化钎料接触时间对接头剪切强度的影响237

9.4.3 焊接温度对接头剪切强度的影响237

9.4.4 接头厚度／间隙对接头剪切强度的影响238

9.4.5 接头强度随钎料合金成分和基体金属的变化239

9.4.6 接头的蠕变强度240

9.5 焊接接头三要素与焊点可靠性241

9.5.1 焊点可靠性的影响因素241

9.5.2 可焊性对焊点可靠性的影响243

9.5.3 可焊性的存储期试验及其方法244

9.6 焊点可靠性评估方法247

思考题248

参考文献249

跋251