現代電子裝聯工藝過程控制

《現代電子裝聯工藝過程控制》是2010年7月電子工業出版社出版的圖書，作者是樊融融。

基本介紹

• 書名：現代電子裝聯工藝過程控制
• 作者：樊融融
• ISBN：9787121112966
• 定價：49.00元
• 出版社： 電子工業出版社
• 出版時間：2010年7月1日
• 開本：16開

內容簡介

《現代電子裝聯工藝過程控制》討論了現代電子產品生產過程中工藝過程控制的重要性，並以人、機、料、法、測、環等六大因素為對象，就工藝過程控制的基礎技術理論、內容、方法和目標作了較全面的分析。旨在為從事現代電子產品製造的工藝工程師、質量工程師、生產計畫管理工程師、物料管理工程師等，提供一本實踐性較強的、理論和實踐緊密結合的參考性讀物。

圖書目錄

第1章 現代電子裝聯工藝過程控制概論 （1）

1.1 工藝技術和工藝技術進步 （1）

1.2 工藝過程和工藝過程控制 （3）

1.3 工藝過程控制的要素和內容 （4）

1.3.1 工藝過程控制的要素 （4）

1.3.2 工藝過程控制的內容 （4）

1.3.3 控制項目和方法 （7）

1.3.4 數據和圖表 （8）

1.3.5 產品生產與運營 （9）

1.4 SMT全過程控制和管理 （10）

1.4.1 概述 （10）

1.4.2 SMT全過程控制和管理 （10）

1.5 工藝過程控制中應注意的問題 （13）

1.5.1 要更多關注檢測過程 （13）

1.5.2 動作和措施的執行 （14）

1.5.3 正確地分離變異原因 （14）

1.6 電子製造技術的發展 （16）

第2章 現代電子裝聯工藝過程的環境控制要求 （18）

2.1 現代電子裝聯工藝過程質量與環璄 （18）

2.1.1 現代電子產品組裝質量與環境的關係 （18）

2.1.2 DPMO與大氣氣候變化的統計關係 （20）

2.2 現代電子裝聯工藝過程對物理環境條件的要求 （25）

2.2.1 正常氣象環境的定義 （25）

2.2.2 現代電子裝聯工藝過程對物理環境條件的要求 （25）

2.3 現代電子裝聯工作場地的靜電防護要求 （28）

2.3.1 靜電和靜電的危害 （28）

2.3.2 電子產品製造中的靜電 （29）

2.3.3 靜電防護原理 （30）

2.3.4 靜電監測儀器 （30）

2.3.5 現代電子裝聯工作場地的防靜電技術指標要求（30）

第3章 電子元器件、PCB及裝聯用輔料的互連工藝性控制要求 （32）

3.1 概述 （32）

3.2 電子元器件引腳（電極）用材料及其特性 （32）

3.2.1 對電子元器件引腳材料的技術要求 （32）

3.2.2 電子元器件引腳用材料 （32）

3.3 基體金屬塗層的可焊性控制 （35）

3.3.1 可焊性 （35）

3.3.2 可焊性塗層的分類 （35）

3.3.3 可焊性鍍層的可焊性評估 （36）

3.4 電子元器件引腳及PCB焊盤可焊性鍍層的特性描述 （37）

3.5 電子裝聯工藝過程對PCB焊盤塗層及基材特性的控制要求 （41）

3.5.1 PCB焊盤塗層材料及特性 （41）

3.5.2 電子裝聯工藝過程對PCB基材特性的控制要求（45）

3.6 常用電子元器件引腳鍍層的典型結構 （46）

3.6.1 THT/THD類元器件引腳鍍層結構 （46）

3.6.2 SMC/SMD類元器件引腳典型鍍層結構 （47）

3.7 電子元器件引腳及PCB焊盤金屬鍍層的腐蝕（氧化）（52）

3.7.1 金屬腐蝕的定義 （52）

3.7.2 金屬腐蝕的分類 （53）

3.8 引腳鍍層可焊性的儲存期控制 （58）

3.8.1 儲存期對可焊性的影響 （58）

3.8.2 加速老化處理控制 （59）

3.9 電子元器件焊端鍍層的可焊性試驗 （59）

3.9.1 可焊性的定義 （59）

3.9.2 可焊性和可靠性 （59）

3.9.3 焊接過程中與可焊性相關的物理參數 （60）

3.9.4 可焊性測試 （60）

3.10 助焊劑、釺料和焊膏的組裝工藝性控制 （63）

3.10.1 電子裝聯用助焊劑的工藝性控制要求 （63）

3.10.2 電子裝聯用釺料的工藝性控制要求 （66）

3.10.3 電子裝聯用焊膏的工藝性控制要求 （68）

3.10.4 如何選購和評估焊膏套用的工藝性 （69）

第4章 電子裝聯用元器件及輔料的全流程過程控制 （71）

4.1 通用元器件的全流程過程控制 （71）

4.1.1 通用元器件引線鍍層耐久性要求 （71）

4.1.2 通用元器件的驗收、儲存及配送 （71）

4.2 潮濕敏感元器件全流程過程控制 （72）

4.2.1 名詞定義 （72）

4.2.2 MSD的分類及SMT包裝的分級 （74）

4.2.3 MSD的入庫、儲存、配送、組裝工藝過程管理（77）

4.3 靜電敏感器件全流程過程控制 （81）

4.3.1 定義、標識和分類 （81）

4.3.2 SSD入庫、儲存、配送和操作過程控制 （84）

4.4 溫度敏感元器件全流程過程控制 （87）

4.4.1 術語定義和溫度敏感元器件損壞模式 （87）

4.4.2 常見的溫度敏感元器件 （87）

4.4.3 溫度敏感元器件的入庫、儲存、配送和操作過程控制（88）

4.5 PCB全流程過程控制 （89）

4.5.1 定義和分級 （89）

4.5.2 PCB的入庫、儲存、配送和操作過程控制 （89）

4.6 元器件引線、接線頭、接線柱及導線可焊性控制（91）

4.6.1 標準和分類 （91）

4.6.2 試驗設備 （92）

4.6.3 試驗方法 （92）

4.6.4 試驗步驟 （94）

4.7 釺料、助焊劑的管理過程控制 （98）

4.7.1 引用標準 （98）

4.7.2 管理過程控制 （98）

4.8 焊膏的管理過程控制 （100）

4.8.1 標準及對焊膏管理的描述 （100）

4.8.2 焊膏管理過程的控制 （101）

4.9 SMT貼片膠全流程管理控制 （104）

4.9.1 標準、作用及性能要求 （104）

4.9.2 管理過程控制 （105）

4.10 電子裝聯用其他輔料的全程管理控制 （106）

4.10.1 UNDERFILL膠水 （106）

4.10.2 導熱膠 （107）

第5章 電子裝聯生產線和線型工藝設計及控制 （109）

5.1 電子裝聯生產線概論 （109）

5.1.1 電子設備的製造過程 （109）

5.1.2 電子裝聯和電子裝聯生產線 （109）

5.2 電子裝聯工藝全過程控制和管理 （110）

5.2.1 電子裝聯工藝全過程控制驅動了工藝裝備技術的發展 （110）

5.2.2 Ionics公司典型SMT生產線配置介紹 （113）

5.3 表面貼裝組件（SMA）的生產流程 （113）

5.3.1 單塊板PCB組裝結構及生產流程 （113）

5.3.2 PCB拼板組裝結構及生產流程 （114）

5.4 THT組裝生產線線體類型及其特點 （119）

5.4.1 目前流行的THT組裝生產線體的類型 （119）

5.4.2 THT組裝生產線體的流程參數設計和控制 （120）

5.5 SMT生產線線體類型及其套用特點 （121）

5.5.1 SMT生產線線型分類 （121）

5.5.2 適合於高密度組裝的SMT生產線型 （122）

5.5.3 SMT組裝生產線體的建線方案設計和控制 （123）

5.5.4 設備配置 （124）

5.6 電子產品製造中的靜電防護 （128）

5.6.1 靜電過載和靜電釋放損害的預防 （128）

5.6.2 EOS/ESD安全工作檯/EPA （131）

5.6.3 生產線設備防靜電實例 （132）

5.7 5S管理 （134）

5.7.1 5S管理概述 （134）

5.7.2 5S管理的內容 （135）

5.7.3 5S實施和管理 （138）

第6章 現代電子裝聯工藝過程控制的技術基礎和方法（140）

6.1 現代電子裝聯工藝過程控制的特點 （140）

6.1.1 現代電子裝聯工藝過程控制概論 （140）

6.1.2 現代電子裝聯工藝過程控制的特點 （140）

6.1.3 精度與重複性的確定 （140）

6.2 現代電子裝聯工藝過程中所發生現象的規律性描述（141）

6.2.1 隨機事件 （141）

6.2.2 統計規律和機率 （142）

6.3 6?與工藝過程控制 （146）

6.3.1 6?在過程控制中的套用 （146）

6.3.2 過程符合6?的能力 （147）

6.3.3　過程（工序）能力指數Cp （148）

6.3.4 6?在現代電子裝聯工藝過程控制中的套用 （153）

6.3.5 DPMO在電子裝聯板級組裝中的套用 （156）

6.4 現代電子裝聯工藝過程控制中的統計過程控制（SPC） （160）

6.4.1 SPC技術概述 （160）

6.4.2 SPC技術的內容 （162）

6.4.3 SPC控制圖的原理、結構和作用 （164）

6.4.4 常用控制圖介紹 （167）

6.4.5 控制圖的修訂和注意事項 （171）

6.4.6 SPC套用實例 （172）

第7章 元器件成型、插裝及波峰焊接工藝過程控制 （176）

7.1 元器件成型的工藝過程控制 （176）

7.1.1 元器件成型的定義及其對產品生產質量的影響（176）

7.1.2 元器件成型前的質量控制 （176）

7.1.3 元器件成型的基本參數要求 （177）

7.1.4 元器件成型設備 （180）

7.1.5 元器件成型的特殊問題——應力釋放 （187）

7.1.6 元器件成型工藝過程控制 （188）

7.2 元器件在PCB上插裝工藝過程控制 （189）

7.2.1 名詞定義 （189）

7.2.2 插裝的基本工藝要求 （189）

7.2.3 插裝質量控制和目標 （192）

7.3 波峰焊接工藝視窗設計及其工藝過程控制 （192）

7.3.1 影響波峰焊接效果的四要素 （192）

7.3.2 無鉛波峰焊接的工藝性問題 （197）

7.3.3 SMA波峰焊接的波形選擇 （197）

7.3.4 波峰焊接工藝視窗設計 （199）

7.3.5 波峰焊接工藝過程控制 （204）

第8章 焊膏印刷模板設計、製造及印刷工藝過程控制（212）

8.1 概述 （212）

8.2 焊膏印刷設備 （212）

8.2.1 焊膏印刷設備 （212）

8.2.2 選擇焊膏印刷設備時應關注的問題 （213）

8.3 印刷模板設計的工藝性要求 （213）

8.3.1 模板設計的任務及應關注的問題 （213）

8.3.2 模板設計參數的控制要求 （214）

8.3.3 模板開孔側壁的形態對焊膏釋放的影響 （219）

8.3.4 焊盤面積的經驗公式 （221）

8.4 模板加工技術對焊膏釋放的影響 （222）

8.4.1 模板開孔形態對焊膏釋放量的影響 （222）

8.4.2 模板製造技術及其對焊膏釋放量的影響 （222）

8.5 焊膏的選擇和參數控制 （227）

8.5.1 焊膏的選擇 （227）

8.5.2 焊膏的套用環境要求 （229）

8.6 印刷用刮刀（刮板） （229）

8.6.1 常用的刮刀（刮板）形式 （229）

8.6.2 刮刀的選用 （230）

8.6.3 金屬刮刀的優點 （231）

8.6.4 刮刀結構形狀對焊膏印刷中釋放量的影響 （231）

8.7 焊膏印刷準備工序及印刷參數的選擇和設定 （232）

8.7.1 焊膏印刷準備工序 （232）

8.7.2 印刷參數的選擇和設定 （234）

8.8 焊膏印刷工藝過程控制 （238）

8.8.1 焊膏印刷工藝過程控制要素 （238）

8.8.2 焊膏印刷工藝過程控制方法 （240）

8.8.3 焊膏印刷工藝過程連續實時監測 （243）

8.8.4 保持PCB工藝檔案的穩定性 （243）

8.9 焊膏印刷的質量控制要求及常見缺陷 （244）

8.9.1 焊膏印刷的質量控制要求 （244）

8.9.2 影響焊膏印刷不良的因素 （245）

8.9.3 焊膏印刷中常見的不良現象 （248）

8.9.4 印刷不良單板的處理 （251）

第9章 表面貼裝工程及貼裝工藝過程控制 （252）

9.1 表面貼裝工程概述 （252）

9.1.1 表面貼裝工程技術的發展及其特點 （252）

9.1.2 支撐SMA發展的元器件技術 （252）

9.2 現代封裝技術的發展對貼裝設備的適應性要求 （257）

9.2.1 高密度電路互連技術的發展對貼裝機的精度要求（257）

9.2.2 電子製造需求驅動了貼裝設備技術不斷創新 （258）

9.2.3 現代貼裝設備的發展 （259）

9.3 貼裝設備 （260）

9.3.1 常用的貼裝機分類 （260）

9.3.2 典型機型簡介 （262）

9.3.3 Multiflex線體 （266）

9.4 貼裝機過程能力的驗證 （270）

9.4.1 背景 （270）

9.4.2 貼裝機過程能力的描述（IPC-9850簡介） （271）

9.4.3 期望的貼裝機能力指數Cpk （272）

9.5 貼裝工藝質量要求 （272）

9.5.1 元器件貼裝前的準備 （272）

9.5.2 貼裝工藝質量要求 （273）

9.5.3 影響貼裝質量的因素 （276）

9.6 元器件貼裝工藝過程控制 （278）

9.6.1 元器件貼裝工藝過程控制概述 （278）

9.6.2 貼裝工序工藝過程控制 （279）

9.6.3 貼裝工序工藝過程能力的測評及控制方法 （280）

9.7 在FPC上進行元器件貼裝 （280）

第10章 SMT再流焊接工藝過程控制 （282）

10.1 再流焊接工藝要素分析 （282）

10.2 再流焊接溫度曲線 （284）

10.2.1 再流焊接工藝過程中的溫度特性 （284）

10.2.2 怎樣設定再流焊接溫度曲線 （287）

10.3 再流焊接工藝視窗設計 （290）

10.3.1 機器參數 （290）

10.3.2 過程記錄參數 （293）

10.4 再流焊接工藝過程控制 （293）

10.4.1 再流焊接中需要控制的工藝要素 （293）

10.4.2 再流焊接工藝過程控制 （293）

10.5 再流焊接焊點質量的線上實時監控 （295）

10.5.1 再流焊點質量監控與工藝過程控制的相關性（295）

10.5.2 如何評估再流焊點的完整性 （295）

10.5.3 再流焊點質量監控 （296）

10.5.4 在組裝過程中對BGA器件焊點質量的監控 （298）

第11章 剛性印製背板組裝互連技術及工藝過程控制（301）

11.1 概述 （301）

11.1.1 剛性印製背板 （301）

11.1.2 剛性印製背板組裝中所採用的接合、接續技術（303）

11.2 壓接技術 （305）

11.2.1 簡介 （305）

11.2.2 壓接連線機理 （306）

11.2.3 壓接工藝過程控制 （308）

11.3 繞接技術 （308）

11.3.1 定義和套用 （308）

11.3.2 繞接的原理 （309）

11.3.3 繞接連線的可靠性 （311）

11.3.4 繞接的特點 （313）

11.3.5 繞接工藝 （316）

11.4 背板的波峰焊接 （318）

11.4.1 背板波峰焊接的難點 （318）

11.4.2 適合於背板波峰焊接的設備特點 （319）

第12章 電子組件防護與加固工藝過程控制 （320）

12.1 電子組件防護與加固工藝的內容 （320）

12.1.1 為什麼要對電子組件進行防護加固 （320）

12.1.2 防護加固的目的和內容 （326）

12.2 防護加固的工藝措施及其控制 （327）

12.2.1 氣候環境防護加固工藝措施 （327）

12.2.2 防熱加固工藝措施 （328）

12.2.3 機械應力環境的防護加固工藝措施 （329）

12.2.4 無鉛焊點在機械應力環境中的工藝可靠性問題（329）

12.2.5 免清洗助焊劑在套用中的隱患 （330）

12.3 PCBA的防護與加固 （332）

12.3.1 敷形塗覆的目的和功能 （332）

12.3.2 常用的敷形塗層材料 （333）

12.3.3 對塗覆材料的要求 （334）

12.3.4 塗覆工藝環境的最佳化 （334）

12.3.5 敷形塗覆的工藝方法 （335）

12.3.6 敷形塗覆的典型工藝流程及套用中的工藝問題（336）

12.3.7 多層塗覆 （338）

12.3.8 塗層質量要求 （338）

第13章 電子產品的可靠性和環境試驗 （339）

13.1 電子產品的可靠性及可靠性增長 （339）

13.2 環境條件試驗 （339）

13.3 氣候、溫度環境試驗 （341）

13.3.1 高、低溫度試驗 （341）

13.3.2 溫度衝擊試驗 （341）

13.3.3 低氣壓試驗 （341）

13.3.4 濕熱試驗 （342）

13.3.5 黴菌試驗 （342）

13.3.6 鹽霧試驗 （343）

13.4 力學環境試驗 （343）

13.4.1 振動試驗 （343）

13.4.2 加速度試驗 （344）

13.4.3 衝擊試驗 （344）

13.4.4 模擬運輸試驗 （344）

13.4.5 真空試驗 （344）

13.5 電子產品的老練 （345）

13.5.1 基本描述 （345）

13.5.2 常溫老練 （345）

13.5.3 應力條件下的老練 （346）

13.6 表面組裝焊點的失效分析和可靠性試驗 （346）

13.6.1 概述 （346）

13.6.2 SMT焊點的可靠性和失效 （346）

13.6.3 統計失效分布概念 （347）

13.6.4 可靠性試驗 （347）

13.6.5 其他試驗 （348）

13.6.6 性能試驗方法 （348）

13.6.7 無鉛電子產品焊點的長期可靠性問題 （351）

圖書前言

序

現代電子產品製造是連線現代電子產品設計和市場行銷之間的橋樑，任何一種先進的產品設計，均需經過產品製造這一環節，變成設計所賦予的全部功能的產品實體後，再通過市場行銷手段轉變為社會商品。顯然產品製造是一個企業生產實踐活動的核心，是企業贏取利潤的重要環節。

隨著晶片封裝技術多功能化和微小型化日新月異地發展，現代電子產品製造技術已與傳統電子產品製造技術有了很大的不同，這種不同就在於前者中的板級電子裝聯部分越來越占據主導地位，它成了決定現代電子產品製造質量好壞和製造可靠性高低的基礎。

現代電子裝聯工藝技術，是研究如何以最最佳化的工藝流程，最適宜的工藝技術手段，力求以最低的成本，最少的人力、物力消耗，以最快的時間來回響市場的需求，向社會提供製造質量好、可靠性高的現代化的電子產品的一門技術。因此可以說：產品的高質量、低成本既是設計出來的，更是製造出來的。

產品製造中的高質量、低成本策略的實施，要以人為本。造就一批既精通現代電子裝聯技術理論，又有豐富實踐經驗的現代電子裝聯工藝工程師群體，是企業工藝文化的核心，是市場競爭的需求，也是企業產品不斷發展與創新的需要。

筆者根據現代電子產品生產實際的需要，組織撰寫了這套“現代電子裝聯工藝技術叢書”，目的是讓電子裝聯工藝工程師們，在面對現代電子產品生產製造過程中的問題時，不僅知道如何去處理，還要知道為什麼要這樣處理。

期待本套書的出版，能對國內從事現代電子裝聯工藝工程師們的工作有所助益。

中興通訊股份有限公司執行副總裁 樊慶峰

前 言

一個產品的製造工藝過程由工步、工序及若干個質量控制節點構成。為獲得最高的良品率，按照預定的工藝技術要求和工藝視窗設計，對每一道工步、工序及影響製造質量的節點參數進行科學的控制和管理，使產品的整個生產鏈都處於工藝受控狀態，總稱為工藝過程控制。

產品製造過程和其他事物一樣，其遵循的規律是在不斷變化的，要控制產品的製造質量，做到事先預防，就必須掌握它的變化規律。這個規律就是產品質量的波動性。工藝過程控制的目的，就是為了最大限度地限制這種波動性，使其在所要求的範圍之內。

引起產品製造中質量波動的主要因素可歸納為人、機、料、法、測、環（5M1E），因此，廣義的工藝過程控制，應該以人、機、料、法、測、環等六大因素為對象，從產品設計的可製造性、可測試性、可維修性、原材料進廠、生產線的布局、人員的技術素質、各工序、工步的工藝參數和視窗的設定、質量控制標準、生產環境要求和控制，直到產品進入市場的每一個環節都應進行全方位的控制和管理。

改革開放以來，我國電子產品製造業已有了長足的發展，在單項工藝技術研究、工藝技術裝備開發、產品質量缺陷形成機理等的研究試驗水平也在向國際水平靠近。然而對產品製造全流程工藝過程控制技術、理論和套用的系統研究卻還滯後於先進國家。這正是我國電子產品製造質量與國外一些著名品牌存在差距的癥結所在。

（1）國內普遍存在的“雖然擁有世界一流的工藝技術裝備和手段，但卻不能完全實現低成本、穩定、持續生產出享譽世界的一流質量的產品”。

（2）國外一些與國內同等規模，甚至規模更小的公司，採用並非世界頂級的工藝裝備和手段，卻能源源不斷地生產出享有世界盛名的高質量產品。

（3）遇到質量問題攻關，往往是越攻，工藝視窗越窄，其後果必然是該批次問題似乎解決了，下批次卻又重生，好像割韮菜，割了又生，其要害也是輕視了“工藝過程控制”這一環節。

作者在對國外一些公司考察後，對所見所聞進行了長時間的深入思考和研究，不得不承認國內在電子產品製造過程中不同程度地忽視了“工藝過程控制”這一系統工程要素。國外一些公司正是通過不斷完善的“工藝過程控制”這一手段，把產品質量形成過程中的各種要素，自始至終都嚴密地控制和管理起來了。

撰寫本書的目的，是為了引起國內電子製造業界，在電子產品製造過程中對“工藝過程控制”這一系統工程要素的重視。唯有這樣，才能使我國由電子製造大國變成電子製造強國。

本書的出版，得到了中興通訊股份有限公司執行副總裁樊慶峰先生的熱情支持，在此表示深深的謝意。

本書在編著過程中得到了中興通訊高級顧問馬慶魁先生，副總經理張強先生，硬體研究所長馮力博士，總工藝師戎孔亮先生，部件生產部長錢國民先生，PCBA生產工藝部長董四海先生，材料試驗室主任宋好強先生和工藝專家賈忠中先生等同仁的關心與支持。基礎工藝科長劉哲先生及邱華盛、孫磊、鐘宏基、曾福林等高級工程師校閱了書稿，在此也向他們表示衷心的感謝。

由於時間倉促，作者水平有限，書中錯誤在所難免，敬請廣大讀者批評指正。

作 者

2009.10於中興通訊股份有限公司