无铅焊接·微焊接技术分析与工艺设计

第1章焊料无铅化的背景

1．1焊料无铅化的背景

1．2无铅化的规定及其提案

1．3焊料无铅化的必要特性

1．4世界各国无铅焊料开发状况

1．4．1美国的开发情况

1．4．2欧洲的计划

1．4．3日本的计划

1．5实用无铅焊料简介

第2章无铅焊料基本物理特性

2．1无铅焊料的分类与特性比较

2．2Sn-Ag系合金组织与特性

2．3snBi系合金的组织与特性

2．4SnZn系合金组织与特性

2．5snCu系合金的组织与特性

第3章无铅焊接界面特性和评价

3．1润湿性

3．2无铅焊接的界面组织

3．3焊点性能分析

3．4绝缘性分析

3．5焊接界面的强度及评价方式

第4章电子元件、封装器件的无铅化技术

4．1电子元件的无铅化技术

4．1．1电子元件的无铅化技术

4．1．2不同无铅化镀层的特征

4．1．3表面贴装元件的无铅化

4．1．4引线式电子元件无铅化

4．2半导体封装器件的无铅化技术

4．2．1半导体封装器件的无铅化概要

4．2．2Pd镀层

4．2．3SnBi镀层

4．2．4焊球的无铅化

4．2．5snAgBiCu浸渍镀层

4．2．6Bi对焊接质量的影响

4．2．7半导体器件无铅化的发展课题

第5章无铅回流焊接工艺设计

5．1无铅回流焊的工艺考虑

5．1．1焊接材料的衡量

5．1．2焊接材料的选定与开发

5．1．3焊点特性分析

5．1．4对便携式MD随身听的量产

5．1．5扩大snAgBiIn焊料的使用范围

5．1．6混装电路板重复加热与焊接质量关系

5．2snAgCu焊料的焊接技术及实用验证

5．2．1snAgCu材料特性

5．2．2SnAgCu回流温度工艺曲线

5．2．3SnAgCu在产品上的应用

5．3SnZnBi焊料的焊接技术及实用验证

5．3．1SnZnBi焊料的特性

5．3．2SnZnBi回流温度曲线

5．3．3Sn-Zn.Bi焊料应用于产品

5．4无铅回流工艺对高密度组装的应用

5．4．1高密度组装的质量

5．4．20．6mmx0．3mm片式元件的无铅组装工艺

5．4．3CSP的无铅化组装

第6章无铅波峰焊接工艺设计

6．1波峰焊接用的无铅焊料

6．1．1不同无铅焊料的特性比较

6．1．2不同无铅焊料的评价试验说明

6．1．3可靠性评价结果

6．1．4润湿性(组装性能)

6．1．5含Bi焊料Pb混入时的影响

6．2SnCu系无铅焊料

6．2．1批量生产时杂质的混入

6．2．2杂质对焊接强度的影响

6．2．3SnCu系焊料无铅焊接应用实例

6．3SnAgCu系无铅焊料

6．3．1批量生产时杂质的熔入

6．3．2杂质对焊接强度的影响

6．3．3sn_AgCu系焊料无铅焊接应用实例

6．4无铅波峰焊的焊料液组成成分管理

6．4．1杂质管理用传感器

6．4．2焊料液组成的管理

6．4．3波峰焊槽杂质清除工艺

6．5无铅波峰焊不良的工艺对策

6．5．1对应剥离的工艺对策

6．5．2应对通孔润湿不良的工艺对策

第7章手工焊接工艺分析

7．1烙铁的组成

7．2烙铁焊接的问题点

7．3烙铁焊接的基本操作

第8章无铅焊接可靠性

8．1无铅焊接可靠性考虑方式与寿命预测

8．1．1影响可靠性的因素

8．1．2可靠性要求

8．1．3可靠性的解析

8．1．4相关的标准

8．2无铅焊接的界面反应与劣化

8．2．1熔融无铅焊料与金属的反应

8．2．2黑盘(BlackPad)

8．2．3界面反应层的重要性

8．3无铅焊接凝固时期的缺陷对策

8．3．1对应焊点组织粗化金属间化合物的对策

8．3．2剥离的对策

8．3．3焊盘凝固时裂缝的对策

8．4由Pb污染引起的现象

8．4．1结晶晶粒边界的劣化

8．4．2由低温相对界面的劣化

8．4．3由扩散造成的劣化

8．4．4对应Pb污染引起可靠性下降的对策

8．5由高温环境产生的劣化

8．5．1高温环境发生的金属扩散

8．5．2界面的劣化

8．5．3snZn系特殊界面的高温劣化

8．5．4高温环境的劣化对策

8．6蠕变

8．6．1蠕变简介

8．6．2蠕变机理

8．6．3蠕变的评价及课题

8．7机械疲劳和温度老化

8．7．1机械疲劳的效果

8．7．2温度老化的效果

8．7．3疲劳和温度老化的评价方法

8．8高湿环境下的劣化

8．8．1由吸湿产生的故障

8．8．2由高湿产生的腐蚀

8．8．3离子迁移

8．8．4气体的腐蚀

8．8．5不同的试验方法

8．9电迁移

8．9．1焊料的电迁移

8．9．2电迁移对焊接界面的影响

8．9．3电迁移对倒装芯片焊接的影响

8．10锡须

8．10．1什么是锡须

8．10．2室温下生长的锡须

8．10．3温度老化环境锡须的生长

8．10．4高温高湿环境的锡须

8．10．5由触点(Contact)形成的锡须

8．10．6对不同锡须的预防对策

第9章无铅焊接发展方向

9．1无铅焊接的标准化和国际化

9．2无铅焊料的安全性与环境调和性

9．3元件的问题

9．4技术方面的课题

9．5应用成本问题

第10章微焊接工艺设计

10．1微焊接工艺设计的必要性

10．2微焊接工艺设计的顺序

10．2．1利用计算机进行可靠性设计的顺序

10．2．2电路板焊盘设计

10．2．3印刷网版开口部设计

10．3工艺设计和设计应用实例

10．3．1对应片式元件的工艺设计

10．3．2设计应用实例(片式元件)

10．3．3对应QFP的工艺设计

10．3．4设计应用实例(QFP)

10．3．5TCP工艺设计和设计应用例

10．3．6BGA焊点工艺设计与设计应用实例

附录A无铅焊料的专利与三维状态图

A．1无铅焊料的有关专利

A．1．1snAgCu系焊料

A．1．2SnAgBiCu系焊料

A．1．3Sn-AgIn系焊料

A．1．4snzn系焊料

A．1．5snBiIn系焊料

A．1．6其他无铅焊料

A．1．7专利情况发展

A．2无铅焊料的三维状态图

附录B无铅焊接应用标准

B．1贴装元件和引线元件无铅焊点耐久性试验方法的选择

B．2翼形引线贴装器件的无铅焊点拉脱强度试验方法

B．3贴装元件无铅焊点横向剪切强度试验方法

B．4贴装元件无铅焊点扭转剪切强度试验方法

B．5贴装元件无铅焊点抗挠强度试验方法

B．6贴装元件无铅焊点重复抗挠强度试验方法

B．7贴装元件无铅焊点跌落冲击强度试验方法

B．8引线元件(插装)无铅焊点抗拉强度试验方法

B．9引线元件(插装)无铅焊点蠕变强度试验方法

参考文献

　　无铅制造实用化系统的建立，将涉及无铅焊料、无铅应用工艺、无铅元器件、组装设备、组装可靠性等诸多方面。作为电子制造企业，如何顺利地推广应用并及时掌握无铅技术的应用关键，是各个企业面临的一项新课题。本书针对无铅焊料的基本特性、焊接界面的特性评价方式、不同焊接方法的工艺设计、可靠性寿命预测技术等进行了详细的分析和解说。同时，还讲述了SMT微焊接工艺设计。全书给出多项实用化例子，便于读者对无铅焊接技术、微焊接技术的整体理解与应用。　　本书对焊料无铅化的背景、无铅焊料基本物理特性要求、无铅焊接界面评价方法、电子元器件无铅化技术要求、无铅回流焊、波峰焊工艺设计思路及应用实例效果、无铅手工焊接工艺、无铅焊接的可靠性结构要素等给予了详细的分析、解说。同时，对于SMT组装的微焊接工艺设计顺序方法和不同贴装元器件的具体设计应用案例也做了系统阐述。　　本书是电子制造企业工程技术人员从事无铅化组装的必备参考资料，也可作为相关专业大中专院校师生的参考指导用书。