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顾霭云 等 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121219689

商品编码：27926257548

包装：平装

出版时间：2014-01-01

图书基本信息
图书名称	表面组装技术（SMT）基础与通用工艺
作者	顾霭云 等
定价	79.00元
出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121219689
出版日期	2014-01-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书首先介绍了当前国际上先进的表面组装技术（SMT）生产线及主要设备、基板、元器件、工艺材料等基础知识及表面组装印制电路板可制造性设计（DFM）；然后介绍了SMT通用工艺，包括每道工序的工艺流程、操作程序、安全技术操作方法、工艺参数、检验标准、检验方法、缺陷分析等内容；同时结合锡焊（钎焊）机理，重点分析了如何运用焊接理论正确设置再流焊温度曲线，无铅再流焊以及有铅、无铅混装再流焊工艺控制的方法；还介绍了当前流行的一些新工艺和新技术。

作者简介

顾霭云，原公安一所副研究员，北京电子学会SMT专业委员会委员。曾给多个企业做过SMT生产线建线和设备选型、SMT企业培训、以及清华大学的SMT工艺、无铅工艺及可制造性设计培训。

目录

上篇 表面组装技术SMT基础与可制造性设计DFM 第1章 表面组装元器件SMC/SMD 1.1 对SMC/SMD的基本要求及无铅焊接对元器件的要求 1.2 SMC的封装命名及标称 1.3 SMD的封装命名 1.4 SMC/SMD的焊端结构 1.5 SMC/SMD的包装类型 1.6 SMC/SMD与静电敏感元器件SSD的运输、存储、使用要求 1.7 湿度敏感器件MSD的管理、存储、使用要求 1.8 SMC/SMD方向发展 思考题 第2章 表面组装印制电路板SMB 2.1 印制电路板 2.1.1 印制电路板的定义和作用 2.1.2 常用印制电路板的基板材料 2.1.3 评估PCB基材质量的相关参数 2.2 SMT对表面组装印制电路的一些要求 2.2.1 SMT对印制电路板的总体要求 2.2.2 表面组装PCB材料的选择 2.2.3 无铅焊接用FR-4特性 2.3 PCB焊盘表面涂镀层及无铅PCB焊盘涂镀层的选择 2.3.1 PCB焊盘表面涂镀层 2.3.2 无铅PCB焊盘涂镀层的选择 2.4 当前国际先进印制电路板及其制造技术的发展动向 思考题 第3章 表面组装工艺材料 3.1 锡铅焊料合金 3.1.1 锡的基本物理和化学特性 3.1.2 铅的基本物理和化学特性 3.1.3 63Sn-37Pb锡铅共晶合金的基本特性 3.1.4 铅在焊料中的作用 3.1.5 锡铅合金中的杂质及其影响 3.2 无铅焊料合金 3.2.1 对无铅焊料合金的要求 3.2.2 目前有可能替代Sn-Pb焊料的合金材料 3.2.3 目前应用多的无铅焊料合金 3.2.4 Sn-Ag-Cu系焊料的佳成分 3.2.5 继续研究更理想的无铅焊料 3.3 助焊剂 3.3.1 对助焊剂物理和化学特性的要求 3.3.2 助焊剂的分类和组成 3.3.3 助焊剂的作用 3.3.4 四类常用助焊剂 3.3.5 助焊剂的选择 3.3.6 无铅助焊剂的特点、问题与对策 3.4 焊膏 3.4.1 焊膏的技术要求 3.4.2 焊膏的分类 3.4.3 焊膏的组成 3.4.4 影响焊膏特性的主要参数 3.4.5 焊膏的选择 3.4.6 焊膏的检测与评估 3.4.7 焊膏的发展动态 3.5 焊料棒和丝状焊料 3.6 贴片胶粘结剂 3.6.1 常用贴片胶 3.6.2 贴片胶的选择方法 3.6.3 贴片胶的存储、使用工艺要求 3.7 清洗剂 3.7.1 对清洗剂的要求 3.7.2 清洗剂的种类 3.7.3 有机溶剂清洗剂的性能要求 3.7.4 清洗效果的评价方法与标准 思考题 第4章 SMT生产线及主要设备 4.1 SMT生产线 4.2 印刷机 4.3 点胶机 4.4 贴装机 4.4.1 贴装机的分类 4.4.2 贴装机的基本结构 4.4.3 贴装头 4.4.4 X、Y与Z/ 的传动定位伺服系统 4.4.5 贴装机对中定位系统 4.4.6 传感器 4.4.7 送料器 4.4.8 吸嘴 4.4.9 贴装机的主要易损件 4.4.10 贴装机的主要技术指标 4.4.11 贴装机的发展方向 4.5 再流焊炉 4.5.1 再流焊炉的分类 4.5.2 全热风再流焊炉的基本结构与性能 4.5.3 再流焊炉的主要技术指标 4.5.4 再流焊炉的发展方向 4.5.5 气相再流焊VPS炉的新发展 4.6 波峰焊机 4.6.1 波峰焊机的种类 4.6.2 双波峰焊机的基本结构 4.6.3 波峰焊机的主要技术参数 4.6.4 波峰焊机的发展方向及无铅焊接对波峰焊设备的要求 4.6.5 选择性波峰焊机 4.7 检测设备 4.7.1 自动光学检查设备AOI 4.7.2 自动X射线检查设备AXI 4.7.3 在线测试设备 4.7.4 功能测试设备 4.7.5 锡膏检查设备SPI 4.7.6 三次元影像测量仪 4.8 手工焊接与返修设备 4.8.1 电烙铁 4.8.2 焊接机器人和非接触式焊接机器人 4.8.3 SMD返修系统 4.8.4 手工贴片工具 4.9 清洗设备 4.9.1 超声清洗设备 4.9.2 气相清洗设备 4.9.3 水清洗设备 4.10 选择性涂覆设备 4.11 其他辅助设备 思考题 第5章 SMT印制电路板的可制造性设计DFM 5.1 不良设计在SMT生产中的危害 5.2 国内SMT印制电路板设计中普遍存在的问题及解决措施 5.2.1 SMT印制电路板设计中的常见问题举例 5.2.2 消除不良设计、实现DFM的措施 5.3 编制本企业可制造性设计规范文件 5.4 PCB设计包含的内容及可制造性设计实施程序 5.5 SMT工艺对设计的要求 5.5.1 表面贴装元器件SMC/SMD焊盘设计 5.5.2 通孔插装元器件THC焊盘设计 5.5.3 布线设计 5.5.4 焊盘与印制导线连接的设置 5.5.5 导通孔的设置 5.5.6 测试孔和测试盘设计可测试性设计DFTDesign for Testability 5.5.7 阻焊、丝网的设置 5.5.8 元器件整体布局设置 5.5.9 再流焊与波峰焊贴片元件的排列方向设计 5.5.10 元器件小间距设计 5.5.11 模板设计 5.6 SMT设备对设计的要求 5.6.1 PCB外形、尺寸设计 5.6.2 PCB定位孔和夹持边的设置 5.6.3 基准标志Mark设计 5.6.4 拼板设计 5.6.5 PCB设计的输出文件 5.7 印制电路板可靠性设计 5.7.1 散热设计简介 5.7.2 电磁兼容性高频及抗电磁干扰设计简介 5.8 无铅产品PCB设计 5.9 PCB可加工性设计 5.10 SMT产品设计评审和印制电路板可制造性设计审核 5.10.1 SMT产品设计评审 5.10.2 SMT印制电路板可制造性设计审核 5.11 IPC-7351《表面贴装设计和焊盘图形标准通用要求》简介 思考题 下篇 表面组装技术SMT通用工艺 第6章 表面组装工艺条件 6.1 厂房承重能力、振动、噪声及防火防爆要求 6.2 电源、气源、排风、烟气排放及废弃物处理、照明、工作环境 6.3 SMT制造中的静电防护技术 6.3.1 防静电基础知识 6.3.2 国际静电防护协会推荐的6个原则 6.3.3 高密度组装对防静电的新要求 6.3.4 IPC推荐的电子组装件操作的习惯做法 6.3.5 手工焊接中防静电的一般要求和防静电措施 6.4 对SMT生产线设备、仪器、工具的要求 6.5 SMT制造中的工艺控制与质量管理 6.5.1 SMT制造中的工艺控制 6.5.2 SMT制造中的质量管理 6.5.3 SPC和六西格玛质量管理理念简介 思考题 第7章 典型表面组装方式及其工艺流程 7.1 典型表面组装方式 7.2 纯表面组装工艺流程 7.3 表面组装和插装混装工艺流程 7.4 工艺流程的设计原则 7.5 选择表面组装工艺流程应考虑的因素 7.6 表面组装工艺的发展 思考题 第8章 施加焊膏通用工艺 8.1 施加焊膏技术要求 8.2 焊膏的选择和正确使用 8.3 施加焊膏的方法 8.4 印刷焊膏的原理 8.5 印刷机金属模板印刷焊膏工艺 8.6 影响印刷质量的主要因素 8.7 印刷焊膏的主要缺陷与不良品的判定和调整方法 8.8 印刷机安全操作规程及设备维护 8.9 手动滴涂焊膏工艺介绍 8.10 SMT不锈钢激光模板制作外协程序及工艺要求 思考题 第9章 施加贴片胶通用工艺 9.1 施加贴片胶的技术要求 9.2 施加贴片胶的方法和工艺参数的控制 9.2.1 针式转印法 9.2.2 印刷法 9.2.3 压力注射法 9.3 施加贴片胶的工艺流程 9.4 贴片胶固化 9.4.1 热固化 9.4.2 光固化 9.5 施加贴片胶检验、清洗、返修 9.6 点胶中常见的缺陷与解决方法 思考题 第10章 自动贴装机贴片通用工艺 10.1 贴装元器件的工艺要求 10.2 全自动贴装机贴片工艺流程 10.3 贴装前准备 10.4 开机 10.5 编程 10.5.1 离线编程 10.5.2 在线编程 10.6 安装供料器 10.7 做基准标志Mark和元器件的视觉图像 10.8 首件试贴并检验 10.9 根据首件试贴和检验结果调整程序或重做视觉图像 10.10 连续贴装生产 10.11 检验 10.12 转再流焊工序 10.13 提高自动贴装机的贴装效率 10.14 生产线多台贴片机的任务平衡 10.15 贴片故障分析及排除方法 10.16 贴装机的设备维护和安全操作规程 10.17 手工贴装工艺介绍 思考题 第11章 再流焊通用工艺 11.1 再流焊的工艺目的和原理 11.2 再流焊的工艺要求 11.3 再流焊的工艺流程 11.4 焊接前准备 11.5 开炉 11.6 编程设置温度、速度等参数或调程序 11.7 测试实时温度曲线 11.7.1 温度曲线测量、分析系统 11.7.2 实时温度曲线的测试方法和步骤 11.7.3 BGA/CSP、QFN实时温度曲线的测试方法 11.8 正确设置、分析与优化再流焊温度曲线 11.8.1 设置佳理想的温度曲线 11.8.2 正确分析与优化再流焊温度曲线 11.9 首件表面组装板焊接与检测 11.10 连续焊接 11.11 检测 11.12 停炉 11.13 注意事项与紧急情况处理 11.14 再流焊炉的安全操作规程 11.15 双面再流焊工艺控制 11.16 双面贴GA工艺 11.17 常见再流焊焊接缺陷、原因分析及预防和解决措施 11.17.1 再流焊的工艺特点 11.17.2 影响再流焊质量的原因分析 11.17.3 SMT再流焊中常见的焊接缺陷分析与预防对策 11.18 再流焊炉的设备维护 思考题 第12章 通孔插装元件再流焊工艺PIHR介绍 12.1 通孔插装元件再流焊工艺的优点及应用 12.2 通孔插装元件再流焊工艺对设备的特殊要求 12.3 通孔插装元件再流焊工艺对元件的要求 12.4 通孔插装元件焊膏量的计算 12.5 通孔插装元件的焊盘设计 12.6 通孔插装元件的模板设计 12.7 施加焊膏工艺 12.8 插装工艺 12.9 再流焊工艺 12.10 焊点检测 思考题 第13章 波峰焊通用工艺 13.1 波峰焊原理 13.2 波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求 13.3 波峰焊的设备、工具及工艺材料 13.3.1 设备、工具 13.3.2 工艺材料 13.4 波峰焊的工艺流程和操作步骤 13.5 波峰焊工艺参数控制要点 13.6 无铅波峰焊工艺控制 13.7 无铅波峰焊必须预防和控制Pb污染 13.8 波峰焊机安全技术操作规程 13.9 影响波峰焊质量的因素与波峰焊常见焊接缺陷分析及预防对策 13.9.1 影响波峰焊质量的因素 13.9.2 波峰焊常见焊接缺陷的原因分析及预防对策 思考题 第14章 手工焊、修板和返修工艺 14.1 手工焊接基础知识 14.2 表面贴装元器件SMC/SMD手工焊工艺 14.2.1 两个端头无引线片式元件的手工焊接方法 14.2.2 翼形引脚元件的手工焊接方法 14.2.3 J形引脚元件的手工焊接方法 14.3 表面贴装元器件修板与返修工艺 14.3.1 虚焊、桥接、拉尖、不润湿、焊料量少、焊膏未熔化等焊点缺陷的修整 14.3.2 Chip元件立碑、元件移位的修整 14.3.3 三焊端的电位器、SOT、SOP、SOJ移位的返修 14.3.4 QFP和PLCC表面组装器件移位的返修 14.3.5 BGA的返修和置球工艺 14.4 无铅手工焊接和返修技术 14.5 手工焊接、返修质量的评估和缺陷的判断 思考题 第15章 表面组装板焊后清洗工艺 15.1 清洗机理 15.2 表面组装板焊后有机溶剂清洗工艺 15.2.1 超声波清洗 15.2.2 气相清洗 15.3 非ODS清洗介绍 15.3.1 免清洗技术 15.3.2 有机溶剂清洗 15.3.3 水洗技术 15.3.4 半水清洗技术 15.4 水清洗和半水清洗的清洗过程 15.5 无铅焊后清洗

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本书是由北京电子学会表面安装技术（SMT）委员会组织，共同策划、编辑的。

文摘

序言

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《表面组装技术（SMT）基础与通用工艺》图书简介 引言 电子产品设计的进步，离不开电子元器件的微型化和集成化。在这个趋势下，表面组装技术（Surface Mount Technology, SMT）应运而生，并迅速成为现代电子制造的核心。从智能手机、电脑到复杂的医疗设备和航空航天系统，SMT的影子无处不在，它极大地提升了电子产品的性能、可靠性，并降低了生产成本。本书《表面组装技术（SMT）基础与通用工艺》正是为了系统地阐述这一关键技术而编写，旨在为行业内的工程师、技术人员、管理人员以及相关专业的学生提供一份全面、深入且实用的学习资料。 本书内容聚焦于SMT技术的核心原理、基本流程、关键设备、常用工艺以及质量控制方法，力求做到理论与实践相结合，概念清晰，案例丰富。我们深知，SMT技术涉及的学科广泛，从材料科学、机械工程到电子工程、自动化控制，每一个环节都至关重要。因此，本书将从最基础的概念入手，逐步深入到复杂的工艺细节，让读者能够建立起完整的SMT知识体系。 第一部分：SMT技术概览与发展历程 在深入了解SMT的具体工艺之前，我们首先需要对这项技术有一个宏观的认识。本部分将从SMT的定义、发展历程、与通孔插装技术（Through-Hole Technology, THT）的对比以及其在现代电子制造中的重要地位等方面展开。 1. SMT的定义与核心理念：我们将清晰地阐述SMT的本质，即如何将电子元器件直接焊接到印刷电路板（PCB）的表面，而不是通过孔连接。这其中涉及到的关键概念，如焊膏（Solder Paste）、焊料（Solder）、元件引脚（Component Leads）的配合，将得到细致的讲解。 2. SMT的发展简史：从早期对THT的补充，到如今的主流地位，SMT的发展并非一蹴而就。我们将追溯其发展脉络，介绍关键的技术突破和推动者，使读者了解SMT如何一步步演进，成为驱动电子产业发展的强大引擎。 3. SMT与THT的比较：为了更好地理解SMT的优势，本书将详细对比SMT与传统的THT技术。从元器件的尺寸、PCB的复杂度、组装密度、生产效率、成本以及产品性能等多个维度进行分析，突出SMT在 miniaturization、高密度互联（High Density Interconnect, HDI）以及自动化生产方面的显著优势。 4. SMT在现代电子制造中的地位：我们将探讨SMT技术如何渗透到各种电子产品领域，从消费电子到工业控制，从通信设备到汽车电子，阐述SMT为何成为现代电子产品不可或缺的生产工艺。 第二部分：SMT的关键设备与原理 SMT生产线是一个高度自动化的系统，其中包含了多种精密设备，每种设备都扮演着不可或缺的角色。本部分将逐一介绍SMT生产线上的关键设备及其工作原理。 1. 丝印（锡膏印刷）机 (Solder Paste Printer)：作为SMT生产的第一步，精确的锡膏印刷是保证焊点质量的基础。我们将详细讲解丝印机的结构、工作原理（包括网版、刮刀、锡膏的配合），以及影响印刷质量的关键因素（如网版精度、刮刀压力、印刷速度、对准精度等），并介绍常见的印刷模式。 2. 贴装机 (Pick and Place Machine)：这是SMT生产线的核心设备，负责将电子元器件精确地放置到PCB上的预定焊盘位置。我们将深入剖析贴装机的类型（如高速贴装机、多功能贴装机）、其工作流程（如吸嘴吸取、识别、对准、放置），以及决定贴装精度的关键技术（如视觉识别系统、伺服控制系统、传送系统）。 3. 回流焊机 (Reflow Soldering Machine)：回流焊是SMT中实现焊料熔化并形成牢固焊点的关键工艺。本书将详细介绍回流焊机的类型（如强制热风式、红外式、真空式）、其内部的温度区域划分（预热区、恒温区、回流区、冷却区）以及温度曲线的设置与优化。我们将强调温度曲线对焊点质量的决定性影响，并给出常见的温度曲线参数设置指导。 4. 其他辅助设备：除了核心设备，SMT生产线还可能包含其他辅助设备，如PCB传送带、PCB检测设备（如AOI、X-Ray）、点胶机（Dispenser）、清洗机（Cleaning Machine）等。本书也将对这些设备的功能和作用进行简要介绍。 第三部分：SMT通用工艺流程详解 SMT生产是一个连续的、系统性的过程。本部分将按照SMT生产的实际流程，详细讲解每一个步骤的操作要点、技术要求和注意事项。 1. PCB准备与前处理：在进行SMT组装之前，PCB需要经过一系列的准备工作。这包括PCB的外观检查、清洁、焊剂涂覆（对于某些工艺）等。我们将强调PCB表面状态对焊接质量的影响。 2. 锡膏印刷 (Solder Paste Printing)：这是SMT工艺的首要环节。本书将详细阐述锡膏印刷的工艺参数设置（如印刷速度、刮刀角度、压力、回抽速度等）、网版的选择与维护、印刷质量的检查方法，以及常见的印刷缺陷及其预防措施（如虚焊、桥接、锡膏坍塌等）。 3. 元器件贴装 (Component Placement)：贴装的精度直接关系到后续的焊接质量。我们将讲解元器件的料盘（Reel）、托盘（Tray）、管装（Tube）等供料方式，贴装机的对准机制，以及如何保证元器件的极性、方向和位置的正确性。 4. 回流焊工艺 (Reflow Soldering)：回流焊是SMT工艺的核心。本书将详细介绍回流焊的温度曲线控制，包括预热、浸润、回流、冷却等各个阶段的温度变化规律。我们将分析不同类型元器件和PCB材料对温度曲线的要求，以及如何通过温度曲线的优化来获得高质量的焊点。 5. 清洗 (Cleaning)：焊接完成后，PCB上的助焊剂残留可能会影响产品的性能和可靠性。本书将探讨清洗的目的、常用的清洗剂（如水基清洗剂、溶剂基清洗剂）以及清洗工艺的参数设置。 6. 返修与检测 (Rework and Inspection)：SMT生产过程中难免会出现缺陷，因此返修和检测是必不可少的环节。本书将介绍SMT的常见缺陷类型（如虚焊、短路、连锡、错位、立碑效应等），以及AOI（Automated Optical Inspection）和X-Ray（X射线检测）等检测技术的工作原理和应用。同时，也将介绍SMT元件的返修技术和常用工具。 第四部分：SMT关键材料与元器件 SMT技术的成功离不开优质的材料和不断演进的元器件。本部分将深入探讨SMT中涉及的关键材料以及常用SMT元器件的特点。 1. 焊料与焊膏 (Solder and Solder Paste)：我们将深入讲解焊料的成分（如锡、银、铜的比例）、熔点、合金特性，以及焊膏的组成（焊料粉末、助焊剂、粘结剂、溶剂）。本书将分析不同类型焊膏（如无铅焊膏、有铅焊膏）的特性和应用场合，以及助焊剂在焊接过程中的作用。 2. PCB基材与表面处理 (PCB Substrates and Surface Finishes)：PCB的基材（如FR-4）和表面处理（如HASL、OSP、ENIG）对焊接性能有着重要影响。我们将探讨不同PCB基材的特性，以及各种表面处理工艺对焊盘的可焊性、储存寿命和装配的影响。 3. SMT元器件封装 (SMT Component Packages)：SMT技术能够支持的元器件封装形式多种多样，从最初的SOP、SOJ，到后来的QFP、BGA、CSP，再到更小的0201、01005等。本书将介绍各种SMT元器件封装的结构特点、引脚形式、尺寸规格以及在PCB布局和焊接上的考量。 第五部分：SMT工艺优化与质量控制 SMT生产的最终目标是实现高质量、高效率、低成本的生产。本部分将重点关注SMT工艺的优化策略和有效的质量控制方法。 1. 工艺参数优化：我们将探讨如何根据具体的产品、设备和材料，对SMT生产中的各项工艺参数（如印刷参数、贴装参数、回流焊温度曲线）进行优化，以达到最佳的焊接效果。 2. 质量管理体系 (Quality Management System)：本书将引入SMT生产中的质量管理理念，包括SPC（Statistical Process Control, 统计过程控制）的应用，以实现对生产过程的监控和管理。 3. 常见SMT缺陷分析与预防：我们将对SMT生产中最常见的缺陷进行深入分析，阐述其产生的原因，并提供有效的预防和解决措施。这包括对焊点外观、内部结构以及功能性缺陷的全面解读。 4. 可靠性工程 (Reliability Engineering) 在SMT中的应用：了解SMT组件的可靠性对于产品生命周期至关重要。本书将简要介绍与SMT相关的可靠性测试方法（如高低温循环试验、振动试验）及其意义。 结论 《表面组装技术（SMT）基础与通用工艺》旨在为读者构建一个扎实、系统的SMT知识框架。本书内容涵盖了SMT技术的方方面面，从基本概念到复杂工艺，从设备原理到材料选择，从质量控制到工艺优化。我们希望通过本书，能够帮助读者深入理解SMT技术的精髓，掌握其核心技能，从而在快速发展的电子制造行业中，具备更强的竞争力。无论您是初学者还是有经验的工程师，都希望这本书能够成为您在SMT领域探索和进步的可靠伙伴。 本书特色 内容全面深入：覆盖SMT技术的核心原理、关键设备、通用工艺、材料选择及质量控制等各个方面。 结构清晰合理：按照 SM T 生产的逻辑顺序，循序渐进地展开论述，易于理解和学习。 理论与实践结合：不仅讲解技术原理，还强调实际操作中的要点和注意事项，提供指导性建议。 语言简洁明了：采用通俗易懂的语言，避免过多晦涩的专业术语，方便不同背景的读者阅读。 图文并茂（假定）：为了更好地说明概念，本书（预期）会配以大量的示意图、流程图和实物图片，增强学习的直观性。 面向广泛读者：适用于电子制造行业的工程师、技术员、生产管理人员、质量工程师以及相关专业的学生。 通过对本书的学习，您将能够： 深刻理解SMT技术的核心价值和发展趋势。 熟练掌握SMT生产线的各项关键设备及其操作要领。 全面了解SMT通用工艺流程，并能应对生产中的常见问题。 掌握SMT关键材料的特性，并能根据需求进行选择。 有效进行SMT工艺的优化与质量控制，提高产品合格率。 本书是您通往SMT专业领域的一站式学习指南。

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