了得網工業技術_電子組裝工藝可靠性技術與案例研究（全彩）

編輯推薦

本書主要介紹了綠色電子組裝工藝過程所涉及的多方面內容，這些內容彙聚了作者及同事多年從事電子制造工藝與可靠性技術工作的積累，案例以及技術都來自生產一線，具有非常重要的參考價值。

內容簡介

本書主要介紹了綠色電子組裝工藝過程所涉及的環保、標準、材料、工藝、質量與可靠性技術，其中包括工藝可靠性基礎、試驗分析技術、器件的選擇與應用技術、18個類型的近40個典型的失效與故障案例研究、工藝缺陷控制技術等。這些內容彙聚了作者及同事多年從事電子制造工藝與可靠性技術工作的積累，案例以及技術都來自生產一線，具有非常重要的參考價值。

作者簡介

羅道軍，中國電子學會高級會員以及SMT專家咨詢委員會委員、中國印制電路協會理事、廣東省電子學會SMT專委會委員、國標委電工電子產品與繫統環境標準化（SAC/TC297/SC3）的副主任委員、全國焊接標準化技術委員會（SAC/TC55）委員；IPC中國技術顧問等。1995年起從事軍事電子產品可靠性工程技術、工藝可靠性技術、電子電氣產品RoHS符合性技術、電子材料檢測分析技術等方面的科研和技術服務；為電子制造行業提供數百次的公開或內部培訓，主要課程包括無鉛工藝與可靠性技術、波峰焊技術、工藝可靠性與案例研究、RoHS符合性技術等。

第1章基礎篇 / 1
1.1電子組裝技術與可靠性概述 / 1
1.1.1電子組裝技術概述 / 1
1.1.2可靠性概論 / 3
1.2電子組件的可靠性試驗方法 / 11
1.2.1可靠性試驗的基本內容 / 12
1.2.2焊點的可靠性試驗標準 / 12
1.2.3焊點的失效判據與失效率分布 / 13
1.2.4主要的可靠性試驗方法 / 14
1.2.5可靠性試驗中的焊點強度檢測技術 / 25
1.3電子組件的失效分析技術 / 32
1.3.1焊點形成過程與影響因素 / 32
1.3.2導致焊點缺陷的主要原因與機理分析 / 33
1.3.3焊點失效分析基本流程 / 36第1章基礎篇 / 1

1.1電子組裝技術與可靠性概述 / 1

1.1.1電子組裝技術概述 / 1

1.1.2可靠性概論 / 3

1.2電子組件的可靠性試驗方法 / 11

1.2.1可靠性試驗的基本內容 / 12

1.2.2焊點的可靠性試驗標準 / 12

1.2.3焊點的失效判據與失效率分布 / 13

1.2.4主要的可靠性試驗方法 / 14

1.2.5可靠性試驗中的焊點強度檢測技術 / 25

1.3電子組件的失效分析技術 / 32

1.3.1焊點形成過程與影響因素 / 32

1.3.2導致焊點缺陷的主要原因與機理分析 / 33

1.3.3焊點失效分析基本流程 / 36

1.3.4焊點失效分析技術 / 36

第2章環保與標準篇 / 54

2.1電子電氣產品的環保法規與標準化 / 54

2.1.1歐盟RoHS / 55

2.1.2中國RoHS**進展 / 58

2.1.3REACH法規——毒害物質的管理 / 60

2.1.4廢棄電子電氣產品的回收處理法規 / 62

2.1.5EuP/ErP指令——產品能源消耗的源頭管控 / 65

2.2電子電氣產品的無鹵化及其檢測方法 / 66

2.2.1電子電氣產品的無鹵化簡介 / 66

2.2.2無鹵的相關標準或技術要求 / 67

2.2.3電子電氣產品無鹵化檢測方法 / 68

2.3無鉛工藝的標準化進展 / 69

2.3.1無鉛工藝概述 / 69

2.3.2無鉛工藝標準化的重要性 / 71

2.3.3無鉛工藝的標準體繫 / 72

2.3.4配套中國RoHS實施的無鉛標準制定情況 / 75

2.3.5國內外已有的無鉛標準簡介 / 76

2.3.6無鉛工藝及其標準化展望 / 79

第3章材料篇 / 81

3.1無鉛助焊劑的選擇和應用 / 81

3.1.1無鉛助焊劑概述 / 81

3.1.2無鉛助焊劑的選擇 / 84

3.1.3無鉛助焊劑的發展趨勢 / 95

3.2器件工藝適應性要求 / 97

3.2.1無鉛工藝特點 / 97

3.2.2器件的要求 / 98

3.2.3器件工藝適應性 / 100

3.2.4結束語 / 105

3.3無鉛焊料的選擇與應用 / 106

3.3.1電子裝聯行業常用無鉛焊料 / 106

3.3.2無鉛焊料的選擇與應用 / 117

3.4印制電路板的選擇與評估 / 123

3.4.1印制電路板概述 / 123

3.4.2綠色制造工藝給印制電路板帶來的挑戰 / 124

3.4.3綠色制造工藝對印制電路板的要求 / 129

3.4.4印制電路板的選用 / 132

3.4.5印制電路板的評估 / 139

3.4.6印制板及基材的檢測、驗收通用標準 / 144

3.4.7印制板技術的發展 / 147

3器件鍍層表面晶須風險評估與對策 / 148

3.5.1錫須現像及其危害 / 149

3.5.2錫須的生長機理 / 151

3.5.3錫須生長的影響因素 / 153

3.5.4錫須評估方法 / 156

3.5.5錫須生長的抑制 / 159

3.5.6結束語 / 164

3.6電子組件的三防技術及**進展 / 168

3.6.1濕熱、鹽霧以及霉菌對電子組件可靠性的影響 / 170

3.6.2電子組件的防護技術 / 172

3.6.3傳統防護塗料及塗覆工藝 / 174

3.6.4電子組件三防技術**進展 / 177

3.6.5結束語 / 182

3.7焊錫膏的選用與評估 / 185

3.7.1焊錫膏概述 / 185

3.7.2焊錫膏的選用與評估 / 189

3.7.3焊錫膏的現狀及發展趨勢 / 195

第4章方法篇 / 196

4.1助焊劑的擴展率測試方法的研究 / 196

4.1.1擴展率的物理含義 / 196

4.1.2目前的測試方法 / 197

4.1.3試驗方法研究 / 198

4.1.4結果與討論 / 199

4.1.5結論 / 202

4.2SMT焊點的染色與滲透試驗方法研究 / 202

4.2.1染色與滲透試驗的基本原理 / 203

4.2.2染色與滲透試驗方法描述 / 203

4.2.3染色與滲透試驗結果分析與應用 / 205

4.2.4試驗過程的質量控制 / 207

4.2.5結論 / 209

4.3熱分析技術在PCB失效分析中的應用 / 210

4.3.1熱分析技術 / 210

4.3.2典型的失效案例 / 212

4.3.3結論 / 215

4.4紅外顯微鏡技術在組件失效分析中的應用 / 216

4.4.1紅外顯微鏡分析技術的基本原理 / 216

4.4.2顯微紅外技術在電子組件失效分析中的應用 / 217

4.4.3結論 / 219

4.5陰影雲紋技術在工藝失效分析中的應用 / 220

4.5.1陰影雲紋技術的測試原理 / 220

4.5.2陰影雲紋技術的特點 / 221

4.5.3陰影雲紋技術在失效分析中的典型應用 / 222

4.5.4典型分析案例 / 224

4.6離子色譜分析技術及其在工藝分析中的應用 / 227

4.6.1離子色譜的基本原理 / 228

4.6.2離子色譜繫統 / 228

4.6.3色譜圖 / 229

4.6.4基本分析程序 / 230

4.6.5離子色譜分析法在電子制造業中的應用 / 230

4.7應變電測技術及其在PCBA可靠性評估中的應用 / 232

4.7.1應變電測技術的基本原理 / 233

4.7.2應變電測技術在PCBA可靠性評估中的應用 / 235

4.7.3典型應用案例 / 241

4.7.4結束語 / 244

第5章案例研究篇 / 245

5.1陽極導電絲（CAF）生長失效案例 / 245

5.1.1CAF生長機理 / 245

5.1.2CAF生長影響因素 / 246

5.1.3CAF生長失效典型案例 / 247

5.1.4啟示與建議 / 249

5.2兼容性試驗方案設計及案例 / 250

5.2.1兼容性試驗原理 / 250

5.2.2兼容性試驗方案 / 251

5.2.3案例研究 / 251

5.2.4啟示與建議 / 254

5.3波峰焊中不熔錫產生的機理與控制對策 / 254

5.3.1不熔錫產生機理分析 / 255

5.3.2不熔錫產生的機理 / 258

5.3.3不熔錫產生的控制對策 / 259

5.4PCB導線開路失效案例研究 / 259

5.4.1主要開路機理 / 259

5.4.2表面導線開路影響因素 / 260

5.4.3PCB表面導線開路典型案例 / 260

5.4.4啟示與建議 / 263

5.5PCB爆板分層案例研究 / 263

5.5.1主要爆板分層機理 / 264

5.5.2主要爆板分層模式 / 264

5.5.3PCB爆板分層典型案例 / 264

5.5.4啟示與建議 / 266

5.6PCB孔銅斷裂失效案例研究 / 267

5.6.1主要孔銅斷裂機理 / 267

5.6.2孔銅斷裂主要影響因素 / 268

5.6.3孔銅斷裂典型案例 / 268

5.6.4啟示與建議 / 270

5.7電遷移與枝晶生長失效案例 / 271

5.7.1電遷移與枝晶產生的機理 / 271

5.7.2枝晶生長風險分析 / 272

5.7.3電遷移與枝晶生長失效典型案例 / 273

5.7.4啟示與建議 / 277

5.8波峰焊通孔填充不良案例研究 / 278

5.8.1通孔波峰焊焊點填充不良現像描述 / 278

5.8.2波峰焊通孔填錫的物理過程 / 279

5.8.3影響波峰焊通孔填充不良的因素分析 / 281

5.8.4PTH填充不良典型案例 / 281

5.8.5啟示與建議 / 287

5.9PCBA組件腐蝕失效案例研究 / 287

5.9.1PCBA腐蝕機理 / 287

5.9.2PCBA腐蝕失效典型案例 / 288

5.9.3啟示與建議 / 293

5.10漏電失效案例研究 / 293

5.10.1主要漏電失效機理 / 294

5.10.2漏電主要影響因素 / 294

5.10.3漏電失效典型案例 / 294

5.10.4啟示與建議 / 300

5.11化學鎳金黑焊盤失效案例 / 300

5.11.1黑焊盤形成機理 / 301

5.11.2黑焊盤形成的影響因素及控制措施 / 302

5.11.3黑焊盤失效案例 / 302

5.11.4啟示與建議 / 308

5.12焊盤坑裂失效案例 / 309

5.12.1焊盤坑裂機理 / 309

5.12.2焊盤坑裂形成的影響因素 / 310

5.12.3焊盤坑裂失效案例 / 311

5.12.4啟示與建議 / 318

5.13疲勞失效案例研究 / 318

5.13.1疲勞失效機理 / 318

5.13.2引起疲勞的因素 / 319

5.13.3疲勞失效典型案例 / 319

5.13.4啟示與建議 / 325

5.14HASL焊盤可焊性不良案例研究 / 325

5.14.1HASL焊盤可焊性不良的主要機理 / 326

5.14.2HASL焊盤可焊性不良的主要影響因素 / 327

5.14.3HASL焊盤可焊性不良案例 / 327

5.14.4啟示與建議 / 330

5.15混合封裝FCBGA的典型失效模式與控制 / 331

5.15.1FCBGA的封裝結構和工藝介紹 / 331

5.15.2混合封裝FCBGA的典型失效案例分析 / 332

5.15.3針對混合封裝FCBGA類似失效模式

前言

序

任何電子整機都是將各種電子零部件通過線路板組裝在一起形成的一種電子產品，而器件組合形成電子整機的過程就是人們常說的“電子組裝”過程，該過程涉及原器件、印制電路板（PCB）及其工藝和設計、綠色環保、質量與可靠性分析等眾多關鍵環節和復雜的工程技術內容。
該書的作者長期在我國**的專業進行電子產品質量與可靠性研究的權威機構――中國賽寶實驗室（CEPREI）工作，對於電子組裝技術領域從相關材料的檢測分析到產品的研究開發、可靠性試驗、產品質量解析和改進，以及工藝研究咨詢等，幾乎涵蓋整個電子組裝技術領域中所涉及的電子產品質量與可靠性方面的問題，進行過廣泛而深入的研究，積累了十分豐富的知識與寶貴的經驗。序

任何電子整機都是將各種電子零部件通過線路板組裝在一起形成的一種電子產品，而器件組合形成電子整機的過程就是人們常說的“電子組裝”過程，該過程涉及原器件、印制電路板（PCB）及其工藝和設計、綠色環保、質量與可靠性分析等眾多關鍵環節和復雜的工程技術內容。

該書的作者長期在我國**的專業進行電子產品質量與可靠性研究的權威機構――中國賽寶實驗室（CEPREI）工作，對於電子組裝技術領域從相關材料的檢測分析到產品的研究開發、可靠性試驗、產品質量解析和改進，以及工藝研究咨詢等，幾乎涵蓋整個電子組裝技術領域中所涉及的電子產品質量與可靠性方面的問題，進行過廣泛而深入的研究，積累了十分豐富的知識與寶貴的經驗。

該書是作者在多年工作過程中有關電子組裝技術與可靠性方面部分科技文章的一個整理與彙集，也是一種工作經驗與心得的彙集與交流。全書主要介紹了綠色電子組裝工藝過程所涉及的環保、質量與可靠性技術，其中包括各種近代試驗與分析技術、電子材料器件的選擇與應用技術、典型的失效與故障案例研究等。內容十分豐富，是一本近年來電子制造業十分稀缺、少見，而在產業界又十分需求的有關質量與可靠性方面特色鮮明的專著。

我在閱讀了該書的書稿之後，深感該書的出版不僅可為從事電子組裝技術領域工作的相關技術人員提供參考和借鋻，還可為從事電子產品質量與可靠性研究、從事新型電子產品開發的相關部門和相關技術人員提供有益參考。同時，也可作為工科高等院校電子科學與技術專業和微電子與固體電子學專業的教學參考資料。

電子科技大學

微電子與固體電子學院

楊邦朝（教授、博導）

前言

人們生活品質日新月異的變化得益於21世紀初以來電子信息技術取得了飛速的發展，從而帶動了電子制造業在國內特別是珠三角與長三角地區的快速成長。電子組裝作為電子制造業的核心環節，決定了電子信息產品的品質水平，也是制造業價值的核心來源。電子組裝就是將各種零部件通過線路板組裝在一起形成電子產品的核心部分——PCBA電子組件，該過程涉及了器件、PCB以及工藝和設計等多個關鍵環節和復雜的技術內容。一直以來，業界一直存在重設計輕工藝的根深蒂固的觀念，導致組裝生產出來的產品質量問題不斷，給需要大規模生產的消費類電子產品帶來成本的顯著增加與品牌形像的損失。與此同時，由於以歐盟RoHS指令為代表的國內外環保法規的要求和限制，許多傳統上含有有毒有害物質的電子材料和零部件將逐步不能繼續使用，這股綠色環保的旋風導致了整個電子制造業產業鏈的技術革命，也給電子組裝工藝技術與產品的可靠性帶來了更加嚴峻的挑戰。我國如要從制造大國邁向制造強國則必須經過“使產品可靠”這道坎。

隨著消費電子產品從極度匱乏到極大豐富再到好品牌的形成，人們經歷了對產品質量與可靠性問題認識的深刻轉變，從當初哪裡有質量事故或投訴就到哪裡的消防隊員工作模式，亦即客戶要我做的被動迎接質量審核的模式開始到主動進行產品的可靠性設計、試驗、分析評價以及改進增長等各種質量可靠性技術手段的應用，再到今天產品的可靠性已經成為品牌與競爭力的體現，可靠性已經真真正正成為了當今*時髦的工業技術詞彙了。作者有幸參與了這一轉變過程，並且體會和感慨良多，現將部分經驗技術彙集於此跟各位分享。

本書作者20世紀90年代初期進入電子組裝技術這個領域，從相關材料的檢測技術到產品的研究開發、工藝研究咨詢、可靠性試驗、分析和改進等，幾乎涉獵整個電子組裝技術領域。同時還參與了國內外有關電子綠色環保法規和標準的制定工作。本書彙聚了作者及其團隊在電子組裝技術與可靠性方面的實際經驗與技術的積累，與傳統類似技術專著不同的是，本書主要是通過介紹工藝可靠性基礎知識加活生生的案例集的方式來呈現這些成果或經驗積累，內容包括環保、器件與PCB、可靠性試驗技術、失效分析技術、工藝改進、失效案例研究等，其中的案例都是眾多企業實際踫到的問題的研究和解決方法。希望本書可以為從事該技術和工作領域的工程技術人員，相關企業的品質、工程、設計等部門的管理人員提供有益的參考。

本書主要內容包括介紹工藝可靠性技術的基礎篇、環保與標準篇，包括電子組裝器件和PCB的材料篇、方法篇和案例研究篇等，由中國賽寶實驗室可靠性研究分析中心的許多同仁共同完成。其中1.1～1.3節以及2.3、3.2、4.1～4.4、5.3、5.14、5.15節由羅道軍編寫，3.4和5.17節由賀光輝編寫，4.5、5.1、5.11和5.12節由鄒雅冰編寫，3.5、4.7、5.7～5.9節由肖慧編寫，5.4～5.6和5.10節由胡朝輝編寫， 3.1節由劉子蓮編寫，3.3和3.7節由王宏芹編寫，5.13和5.16節由許慧編寫，2.1和2.2節由雷敏編寫，4.6和5.2節由李勇編寫，3.6節由李偉明編寫，5.18節由趙振博編寫；全書*後由羅道軍統一修改定稿。此外，書中的許多內容得到了作者單位許多同事的大力支持和幫助，圖譜繪制和論文與案例中的試驗部分基本上都是他們完成的，在此一並感謝；同時，本書成書還得到許多電子行業的相關企業的大力支持，是它們提供給我們很好的學習和研究案例的機會，由於保密的原因我們隱去其相關信息，在此深表感謝！

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