現代電子裝聯軟釺焊接技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

內容簡介

　　本書基於對現代電子裝聯軟釺焊技術原理分析，闡明瞭焊接過程中潤濕鋪展與溶解擴散兩個主要過程對焊點形成的重要性，對典型群焊技術（再流焊、波峰焊）、局部焊接技術（掩膜焊、選擇焊、激光焊、熱壓焊等）及手工焊接技術工藝特點、工作原理、製程設計與步驟、質量控製、常見焊接缺陷等進行瞭介紹；針對PCBA可製造性設計（DFM），從PCB加工製作、元器件選型與布局、焊盤設計、布綫設計、PCBA安裝設計等方麵進行瞭介紹，基於焊點可靠性分析，對焊點界麵組織特徵及接頭形態設計提齣要求，驗證瞭其與工藝參數之間的關聯性及對可靠性的影響，為高質量、高可靠電子組裝提供瞭依據和思路。

作者簡介

　　史建衛，中興通訊股份有限公司高級工程師，無鉛電子製造省部産學研創新聯盟副秘書長，中國電子學會會員，全國焊接標準化技術委員會釺焊分技術委員會委員，中興通訊電子製造職業學院兼職講師。

目錄

第1章 現代電子裝聯軟釺焊技術 1
1．1 概述 2
1．2 焊接與釺焊 2
1．2．1 焊接 2
1．2．2 釺焊及其分類 3
1．2．3 軟釺焊技術所涉及的學科領域及其影響 3
1．2．4 軟釺焊技術的基本分類 4
1．3 現代電子裝聯軟釺焊技術的新發展 6
1．3．1 “微焊接”技術 6
1．3．2 無鉛化焊接技術 8
思考題 11
第2章 現代電子裝聯軟釺焊原理 13
2．1 軟釺焊特點與常用術語 14
2．1．1 軟釺焊連接機理 14
2．1．2 軟釺焊工藝步驟 14
2．1．3 軟釺焊加熱方式 15
2．1．4 可焊性與潤濕性 15
2．1．5 接觸角與潤濕角 16
2．2 潤濕 16
2．2．1 固體金屬錶麵結構 17
2．2．2 液態釺料錶麵現象 17
2．2．3 潤濕及分類 19
2．2．4 楊氏方程（Young‘s Equation） 20
2．2．5 助焊劑作用下潤濕過程中的熱動力平衡 21
2．2．6 潤濕形式 22
2．2．7 潤濕性影響因素 23
2．2．8 潤濕性評定方法 27
2．2．9 常用去膜技術 28
2．3 釺料填縫過程 29
2．3．1 彎麯液麵附加壓力 29
2．3．2 拉普拉斯方程（Young-Laplace） 31
2．3．3 彎麯液麵對飽和蒸汽壓的影響 31
2．3．4 液態釺料毛細填縫過程 32
2．3．5 液態釺料的平衡形態 36
2．4 溶解與擴散 37
2．4．1 物質間的互溶條件與界麵張力關係 37
2．4．2 基體金屬的溶解過程 37
2．4．3 釺料與基體金屬之間的擴散 43
2．5 界麵反應組織 47
2．5．1 界麵層結閤模式 47
2．5．2 界麵層金屬間化閤物的形成與生長 49
2．6 釺焊接頭性能及接頭設計 53
2．6．1 釺焊接頭性能 53
2．6．2 釺焊接頭強度 53
思考題 57
第3章 現代電子裝聯軟釺焊應用材料 59
3．1 釺料閤金概述及其工藝性要求 60
3．1．1 釺料閤金概述 60
3．1．2 釺料閤金的選擇與使用 66
3．2 助焊劑概述及其工藝性要求 69
3．2．1 助焊劑概述 69
3．2．2 助焊劑的選擇與使用 72
3．3 釺料膏概述及其工藝性要求 74
3．3．1 釺料膏概述 74
3．3．2 釺料膏的選擇與使用 75
3．4 其他釺料形態概述 76
3．4．1 釺料絲 76
3．4．2 預成型焊片 77
3．5 無鉛化兼容性問題 78
3．5．1 無鉛化PCB焊盤錶麵鍍層工藝要求 78
3．5．2 無鉛化元器件焊端/引腳錶麵鍍層工藝要求 81
3．5．3 從潤濕性評估無鉛釺料與PCB錶麵保護層之間的兼容性 83
3．5．4 從潤濕性評估無鉛釺料與元器件錶麵鍍層之間的兼容性 89
思考題 91
第4章 再流焊接技術 93
4．1 再流焊接工藝特點 94
4．2 再流焊接溫度麯綫 94
4．2．1 溫度麯綫的基本特徵 94
4．2．2 典型溫度麯綫類型 96
4．2．3 加熱因子 96
4．2．4 帶寬與工藝窗口 98
4．2．5 溫度麯綫設置影響因素 100
4．2．6 溫度麯綫測試及優化 100
4．3 再流焊接傳熱技術 103
4．3．1 熱傳導 104
4．3．2 熱輻射 105
4．3．3 熱對流 105
4．4 紅外再流焊接技術 106
4．4．1 紅外再流焊接加熱原理 106
4．4．2 紅外再流焊接技術特點 106
4．4．3 紅外再流焊爐結構 107
4．5 熱風再流焊接技術 109
4．5．1 熱風再流焊接加熱原理 109
4．5．2 熱風再流焊接技術特點 110
4．5．3 熱風再流焊爐結構 110
4．6 紅外+熱風復閤加熱再流焊接技術 112
4．6．1 紅外+熱風復閤再流焊接加熱原理 112
4．6．2 紅外+熱風復閤再流焊接技術特點 113
4．6．3 紅外+熱風復閤再流焊爐結構 113
4．7 汽相再流焊接技術（VPS） 114
4．7．1 汽相再流焊接加熱原理 115
4．7．2 汽相再流焊接技術特點 116
4．7．3 汽相再流焊爐結構 117
4．8 再流焊爐設計參數及應用 118
4．9 無鉛再流焊接工藝技術 119
4．9．1 無鉛再流焊接工藝技術特點 119
4．9．2 無鉛化對再流焊接溫度麯綫的影響 120
4．9．3 無鉛化對再流焊爐的影響 120
4．9．4 有鉛+無鉛混裝再流焊接溫度麯綫設置 129
4．10 再流焊接常見缺陷及防治措施 130
4．10．1 焊點脫焊 131
4．10．2 釺料膏再流不完全 131
4．10．3 潤濕不良 132
4．10．4 墓碑 132
4．10．5 釺料珠 133
4．10．6 釺料球 134
4．10．7 橋連 134
4．10．8 元器件開裂 135
4．10．9 其他 135
思考題 136
第5章 波峰焊接技術 137
5．1 概述 138
5．1．1 波峰焊接的定義 138
5．1．2 波峰焊接的工藝特點 138
5．2 波峰焊接中的熱、力學現象 138
5．2．1 波峰焊接入口點的熱、力學現象 138
5．2．2 熱交換和釺料供給區的熱、力學現象 139
5．2．3 波峰退齣點的熱、力學現象 139
5．2．4 波峰焊接過程中的溫度特性 140
5．3 波峰焊接工藝窗口 141
5．3．1 助焊劑塗覆 141
5．3．2 預熱溫度 142
5．3．3 釺料槽溫度 144
5．3．4 傳輸速度 146
5．3．5 傳輸角度 147
5．3．6 波峰高度 148
5．3．7 壓波高度 148
5．3．8 冷卻速度 149
5．4 波峰焊接設備結構及其性能評估指標 149
5．4．1 波峰焊接設備係統組成 149
5．4．2 波峰焊接設備性能評估指標 149
5．5 波峰焊接工藝過程控製 156
5．5．1 工藝過程控製的意義 156
5．5．2 基材可焊性的監控 157
5．5．3 波峰焊接設備工序能力係數（Cpk）的實時監控 157
5．5．4 助焊劑塗覆的監控 158
5．5．5 波峰焊接溫度麯綫的監控 159
5．5．6 波峰焊接中釺料槽雜質汙染的危害 159
5．5．7 防汙染的對策 160
5．6 波峰焊接常見焊點缺陷及防治措施 163
5．6．1 虛焊 163
5．6．2 冷焊 164
5．6．3 拉尖 164
5．6．4 橋連 165
5．6．5 金屬化孔填充不良 167
5．6．6 針孔和吹孔 168
5．6．7 釺料珠和釺料球 169
5．6．8 芯吸現象 170
5．6．9 縮孔 171
思考題 171
第6章 局部焊接技術 173
6．1 掩膜波峰焊接技術 174
6．1．1 掩膜波峰焊接技術特點 174
6．1．2 掩膜闆材料分類及特性 174
6．1．3 掩膜闆設計技術要求 176
6．2 選擇性波峰焊接技術 176
6．2．1 選擇性波峰焊接技術特點 176
6．2．2 選擇性波峰焊接技術工藝流程 177
6．2．3 選擇性波峰焊接設備技術要求 178
6．3 其他局部焊接技術簡介 179
6．3．1 激光焊接技術簡介 179
6．3．2 熱壓焊接技術簡介 179
6．3．3 電磁感應焊接技術簡介 180
思考題 180
第7章 手工焊接技術 181
7．1 手工焊接工藝特點 182
7．2 手工焊接物理化學過程 183
7．3 手工焊接工具 185
7．3．1 電烙鐵概述 185
7．3．2 智能電烙鐵的工作原理 188
7．3．3 無鉛化對電烙鐵性能的影響 189
7．3．4 電烙鐵的維護保養 190
7．4 手工焊接工藝操作規範 190
7．4．1 手工焊接工藝過程 190
7．4．2 手工焊接工藝操作要領 191
7．5 手工焊接工藝質量控製 194
7．5．1 手工焊接工藝參數要求 194
7．5．2 電烙鐵的選擇與使用 194
思考題 198
第8章 PCBA可製造性設計（DFM） 199
8．1 電子産品分類及其質量標準要求 200
8．1．1 電子産品分類 200
8．1．2 電子産品質量標準要求 200
8．2 可製造性設計（DFM）對電子産品質量的意義 201
8．3 可製造性設計（DFM）概述及主要內容 201
8．3．1 可製造性設計概述 201
8．3．2 可製造性設計內容 202
8．4 PCBA組裝方式設計 202
8．4．1 電子産品的可生産性等級 202
8．4．2 電子産品的組裝方式分類 203
8．4．3 電子産品的組裝方式選用原則 204
8．5 PCB可製作性設計 204
8．5．1 布綫設計的注意事項 204
8．5．2 布綫設計的基本原則 205
8．5．3 電源綫與地綫設計要求 205
8．5．4 導綫設計要求 205
8．5．5 阻焊膜設計要求 207
8．6 PCBA可組裝性設計 209
8．6．1 基準點標記 209
8．6．2 工藝邊及傳送方嚮 211
8．6．3 元器件選型 211
8．6．4 元器件布局 213
8．6．5 元器件間隔 216
8．6．6 元器件焊盤設計工藝性要求 217
8．6．7 SMT工藝中的元器件焊盤設計示例 218
8．6．8 THT工藝中的元器件焊盤設計示例 220
8．6．9 其他 224
思考題 224
第9章 焊點接頭設計及其可靠性 225
9．1 電子裝聯可靠性 226
9．1．1 機械可靠性 226
9．1．2 電化學可靠性 227
9．2 焊點的界麵質量模型及焊點接頭模型 228
9．2．1 軟釺焊接焊點質量對電子産品可靠性的影響 228
9．2．2 理想焊點的界麵質量模型 228
9．2．3 焊點的接頭模型 229
9．3 焊接接頭結構設計對焊點可靠性的影響 230
9．3．1 焊接接頭的幾何形狀設計與強度分析 230
9．3．2 焊接接頭的幾何形狀設計與電氣特性 233
9．4 焊接接頭機械強度的影響因素 236
9．4．1 釺料量對接頭剪切強度的影響 236
9．4．2 與熔化釺料接觸時間對接頭剪切強度的影響 237
9．4．3 焊接溫度對接頭剪切強度的影響 237
9．4．4 接頭厚度/間隙對焊點剪切強度的影響 238
9．4．5 接頭強度隨釺料閤金成分和基體金屬的變化 239
9．4．6 接頭的蠕變強度 240
9．5 焊接接頭三要素與焊點可靠性 241
9．5．1 焊點可靠性的影響因素 241
9．5．2 可焊性對焊點可靠性的影響 243
9．5．3 可焊性的存儲期試驗及其方法 244
9．6 焊點可靠性評估方法 247
思考題 248
參考文獻 249
跋 251

前言/序言

　　總 序

　　當前，各種技術的日新月異及這個時代的各種應用和需求迅速推動著現代電子製造技術的革命。各門學科的深度融閤，例如，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。例如，人們對環保、生態的需求，隨著中國人口老齡化的不斷加劇，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，現代電子製造的發展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”，歸根到底都依賴於懂技術、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瞭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》共分為3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的整個行業，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

　　隨著電子産品嚮多功能、微型化、高密度、環保方嚮發展，電子裝聯越來越變得重要，如何將現代電子産品可靠、高效、低廉、定製化地完成組裝，已經成為現代電子裝聯的新課題。

　　現代電子裝聯是隨著封裝、印製電路闆、組裝材料和組裝技術共同發展起來的，在這一過程中，我們麵臨的高密度組裝及其可靠性問題必須得到重視，而且基於生産過程的工藝管理為電子裝聯成功與否提供瞭保障。

　　正是基於以上考量，我們根據現代電子裝聯在新形勢下的要求，提齣瞭編製針對專業技術人員的係列教材，以滿足現代電子裝聯的各項要求。

　　《現代電子裝聯軟釺焊技術》首先基於對現代電子裝聯軟釺焊技術原理的分析，闡明瞭焊接過程中的潤濕鋪展與溶解擴散兩個主要過程對焊點形成的重要性；其次對再流焊接技術、波峰焊接技術及手工焊接技術等的工藝特點、工作原理、製程設計與步驟、質量控製、常見焊接缺陷等進行瞭論述；再次針對PCBA可製造性設計（DFM）進行瞭介紹，為自動化組裝實現高焊接質量、高直通率保駕護航；最後基於焊點可靠性分析，對焊點界麵的組織特徵及接頭形態設計提齣瞭要求，並驗證瞭其與工藝參數之間的關聯性及對可靠性的影響，為高質量、高可靠電子組裝提供瞭依據和思路。

　　本書共分為9章，分彆是：第1章，現代電子裝聯軟釺焊技術；第2章，現代電子裝聯軟釺焊原理；第3章，現代電子裝聯軟釺焊應用材料；第4章，再流焊接技術；第5章，波峰焊接技術；第6章，局部焊接技術；第7章，手工焊接技術；第8章，PCBA可製造性設計（DFM）；第9章，焊點接頭設計及其可靠性。

　　本書的第1、2、3、4、7、8、9章由史建衛編寫，第5、6章由溫粵暉編寫。

　　本書在編著過程中得到瞭中興通訊股份有限公司董事長的大力支持、關心和鼓勵，並在百忙之中為本係列叢書作序。同時，該公司執行副總裁邱未召先生和高級顧問馬慶魁先生也親曆親為本書的按時齣版提供瞭指導，筆者十分感謝！

　　作為前輩和老師，有著八十歲高齡的樊融融研究員親自審核瞭全書，並為該書提齣瞭很多好的指導、意見和建議，筆者深錶感謝！

　　在本書的編寫過程中，還得到瞭製造中心工藝部汪蕓部長、邱華盛總工程師的關心和支持，在此錶示感謝！

　　筆者在完成這一書稿的過程中得到瞭製造工程研究院工藝研究部劉哲總工程師、賈忠中資深工藝專傢、製造中心工藝部孫磊資深工藝專傢的指導與協助，以及吳仙仙、曾慧兩位同誌在文字處理方麵的幫助，在此也錶示由衷的感謝！

　　本書在編寫過程參考瞭一些專業書籍和網上的相關資料，在此錶示衷心感謝！

　　作者

　　2015年7月於中興通訊股份有限公司

好評！

好評！

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很好

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書本的外錶麵有磨損，書皮與裏麵有捲摺。內容還比較新，介紹的部分波峰焊與迴流焊的技術也是比較新的。

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