《现代电子装联工艺过程控制》讨论了现代电子产品生产过程中工艺过程控制的重要性，并以人、机、料、法、测、环等六大因素为对象，就工艺过程控制的基础技术理论、内容、方法和目标作了较全面的分析。旨在为从事现代电子产品制造的工艺工程师、质量工程师、生产计划管理工程师、物料管理工程师等，提供一本实践性较强的、理论和实践紧密结合的参考性读物。

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书 名: 现代电子装联工艺过程控制

作　者：樊融融

出版社： 电子工业出版社

出版时间： 2010年7月1日

ISBN: 9787121112966

开本： 16开

定价: 49.00元

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第1章 现代电子装联工艺过程控制概论 （1）

1.1 工艺技术和工艺技术进步 （1）

1.2 工艺过程和工艺过程控制 （3）

1.3 工艺过程控制的要素和内容 （4）

1.3.1 工艺过程控制的要素 （4）

1.3.2 工艺过程控制的内容 （4）

1.3.3 控制项目和方法 （7）

1.3.4 数据和图表 （8）

1.3.5 产品生产与运营 （9）

1.4 SMT全过程控制和管理 （10）

1.4.1 概述 （10）

1.4.2 SMT全过程控制和管理 （10）

1.5 工艺过程控制中应注意的问题 （13）

1.5.1 要更多关注检测过程 （13）

1.5.2 动作和措施的执行 （14）

1.5.3 正确地分离变异原因 （14）

1.6 电子制造技术的发展 （16）

第2章 现代电子装联工艺过程的环境控制要求 （18）

2.1 现代电子装联工艺过程质量与环璄 （18）

2.1.1 现代电子产品组装质量与环境的关系 （18）

2.1.2 DPMO与大气气候变化的统计关系 （20）

2.2 现代电子装联工艺过程对物理环境条件的要求 （25）

2.2.1 正常气象环境的定义 （25）

2.2.2 现代电子装联工艺过程对物理环境条件的要求 （25）

2.3 现代电子装联工作场地的静电防护要求 （28）

2.3.1 静电和静电的危害 （28）

2.3.2 电子产品制造中的静电 （29）

2.3.3 静电防护原理 （30）

2.3.4 静电监测仪器 （30）

2.3.5 现代电子装联工作场地的防静电技术指标要求（30）

第3章 电子元器件、PCB及装联用辅料的互连工艺性控制要求 （32）

3.1 概述 （32）

3.2 电子元器件引脚（电极）用材料及其特性 （32）

3.2.1 对电子元器件引脚材料的技术要求 （32）

3.2.2 电子元器件引脚用材料 （32）

3.3 基体金属涂层的可焊性控制 （35）

3.3.1 可焊性 （35）

3.3.2 可焊性涂层的分类 （35）

3.3.3 可焊性镀层的可焊性评估 （36）

3.4 电子元器件引脚及PCB焊盘可焊性镀层的特性描述 （37）

3.5 电子装联工艺过程对PCB焊盘涂层及基材特性的控制要求 （41）

3.5.1 PCB焊盘涂层材料及特性 （41）

3.5.2 电子装联工艺过程对PCB基材特性的控制要求（45）

3.6 常用电子元器件引脚镀层的典型结构 （46）

3.6.1 THT/THD类元器件引脚镀层结构 （46）

3.6.2 SMC/SMD类元器件引脚典型镀层结构 （47）

3.7 电子元器件引脚及PCB焊盘金属镀层的腐蚀（氧化）（52）

3.7.1 金属腐蚀的定义 （52）

3.7.2 金属腐蚀的分类 （53）

3.8 引脚镀层可焊性的储存期控制 （58）

3.8.1 储存期对可焊性的影响 （58）

3.8.2 加速老化处理控制 （59）

3.9 电子元器件焊端镀层的可焊性试验 （59）

3.9.1 可焊性的定义 （59）

3.9.2 可焊性和可靠性 （59）

3.9.3 焊接过程中与可焊性相关的物理参数 （60）

3.9.4 可焊性测试 （60）

3.10 助焊剂、钎料和焊膏的组装工艺性控制 （63）

3.10.1 电子装联用助焊剂的工艺性控制要求 （63）

3.10.2 电子装联用钎料的工艺性控制要求 （66）

3.10.3 电子装联用焊膏的工艺性控制要求 （68）

3.10.4 如何选购和评估焊膏应用的工艺性 （69）

第4章 电子装联用元器件及辅料的全流程过程控制 （71）

4.1 通用元器件的全流程过程控制 （71）

4.1.1 通用元器件引线镀层耐久性要求 （71）

4.1.2 通用元器件的验收、储存及配送 （71）

4.2 潮湿敏感元器件全流程过程控制 （72）

4.2.1 名词定义 （72）

4.2.2 MSD的分类及SMT包装的分级 （74）

4.2.3 MSD的入库、储存、配送、组装工艺过程管理（77）

4.3 静电敏感器件全流程过程控制 （81）

4.3.1 定义、标识和分类 （81）

4.3.2 SSD入库、储存、配送和操作过程控制 （84）

4.4 温度敏感元器件全流程过程控制 （87）

4.4.1 术语定义和温度敏感元器件损坏模式 （87）

4.4.2 常见的温度敏感元器件 （87）

4.4.3 温度敏感元器件的入库、储存、配送和操作过程控制（88）

4.5 PCB全流程过程控制 （89）

4.5.1 定义和分级 （89）

4.5.2 PCB的入库、储存、配送和操作过程控制 （89）

4.6 元器件引线、接线头、接线柱及导线可焊性控制（91）

4.6.1 标准和分类 （91）

4.6.2 试验设备 （92）

4.6.3 试验方法 （92）

4.6.4 试验步骤 （94）

4.7 钎料、助焊剂的管理过程控制 （98）

4.7.1 引用标准 （98）

4.7.2 管理过程控制 （98）

4.8 焊膏的管理过程控制 （100）

4.8.1 标准及对焊膏管理的描述 （100）

4.8.2 焊膏管理过程的控制 （101）

4.9 SMT贴片胶全流程管理控制 （104）

4.9.1 标准、作用及性能要求 （104）

4.9.2 管理过程控制 （105）

4.10 电子装联用其他辅料的全程管理控制 （106）

4.10.1 UNDERFILL胶水 （106）

4.10.2 导热胶 （107）

第5章 电子装联生产线和线型工艺设计及控制 （109）

5.1 电子装联生产线概论 （109）

5.1.1 电子设备的制造过程 （109）

5.1.2 电子装联和电子装联生产线 （109）

5.2 电子装联工艺全过程控制和管理 （110）

5.2.1 电子装联工艺全过程控制驱动了工艺装备技术的发展 （110）

5.2.2 Ionics公司典型SMT生产线配置介绍 （113）

5.3 表面贴装组件（SMA）的生产流程 （113）

5.3.1 单块板PCB组装结构及生产流程 （113）

5.3.2 PCB拼板组装结构及生产流程 （114）

5.4 THT组装生产线线体类型及其特点 （119）

5.4.1 目前流行的THT组装生产线体的类型 （119）

5.4.2 THT组装生产线体的流程参数设计和控制 （120）

5.5 SMT生产线线体类型及其应用特点 （121）

5.5.1 SMT生产线线型分类 （121）

5.5.2 适合于高密度组装的SMT生产线型 （122）

5.5.3 SMT组装生产线体的建线方案设计和控制 （123）

5.5.4 设备配置 （124）

5.6 电子产品制造中的静电防护 （128）

5.6.1 静电过载和静电释放损害的预防 （128）

5.6.2 EOS/ESD安全工作台/EPA （131）

5.6.3 生产线设备防静电实例 （132）

5.7 5S管理 （134）

5.7.1 5S管理概述 （134）

5.7.2 5S管理的内容 （135）

5.7.3 5S实施和管理 （138）

第6章 现代电子装联工艺过程控制的技术基础和方法（140）

6.1 现代电子装联工艺过程控制的特点 （140）

6.1.1 现代电子装联工艺过程控制概论 （140）

6.1.2 现代电子装联工艺过程控制的特点 （140）

6.1.3 精度与重复性的确定 （140）

6.2 现代电子装联工艺过程中所发生现象的规律性描述（141）

6.2.1 随机事件 （141）

6.2.2 统计规律和概率 （142）

6.3 6?与工艺过程控制 （146）

6.3.1 6?在过程控制中的应用 （146）

6.3.2 过程符合6?的能力 （147）

6.3.3　过程（工序）能力指数Cp （148）

6.3.4 6?在现代电子装联工艺过程控制中的应用 （153）

6.3.5 DPMO在电子装联板级组装中的应用 （156）

6.4 现代电子装联工艺过程控制中的统计过程控制（SPC） （160）

6.4.1 SPC技术概述 （160）

6.4.2 SPC技术的内容 （162）

6.4.3 SPC控制图的原理、结构和作用 （164）

6.4.4 常用控制图介绍 （167）

6.4.5 控制图的修订和注意事项 （171）

6.4.6 SPC应用实例 （172）

第7章 元器件成型、插装及波峰焊接工艺过程控制 （176）

7.1 元器件成型的工艺过程控制 （176）

7.1.1 元器件成型的定义及其对产品生产质量的影响（176）

7.1.2 元器件成型前的质量控制 （176）

7.1.3 元器件成型的基本参数要求 （177）

7.1.4 元器件成型设备 （180）

7.1.5 元器件成型的特殊问题——应力释放 （187）

7.1.6 元器件成型工艺过程控制 （188）

7.2 元器件在PCB上插装工艺过程控制 （189）

7.2.1 名词定义 （189）

7.2.2 插装的基本工艺要求 （189）

7.2.3 插装质量控制和目标 （192）

7.3 波峰焊接工艺窗口设计及其工艺过程控制 （192）

7.3.1 影响波峰焊接效果的四要素 （192）

7.3.2 无铅波峰焊接的工艺性问题 （197）

7.3.3 SMA波峰焊接的波形选择 （197）

7.3.4 波峰焊接工艺窗口设计 （199）

7.3.5 波峰焊接工艺过程控制 （204）

第8章 焊膏印刷模板设计、制造及印刷工艺过程控制（212）

8.1 概述 （212）

8.2 焊膏印刷设备 （212）

8.2.1 焊膏印刷设备 （212）

8.2.2 选择焊膏印刷设备时应关注的问题 （213）

8.3 印刷模板设计的工艺性要求 （213）

8.3.1 模板设计的任务及应关注的问题 （213）

8.3.2 模板设计参数的控制要求 （214）

8.3.3 模板开孔侧壁的形态对焊膏释放的影响 （219）

8.3.4 焊盘面积的经验公式 （221）

8.4 模板加工技术对焊膏释放的影响 （222）

8.4.1 模板开孔形态对焊膏释放量的影响 （222）

8.4.2 模板制造技术及其对焊膏释放量的影响 （222）

8.5 焊膏的选择和参数控制 （227）

8.5.1 焊膏的选择 （227）

8.5.2 焊膏的应用环境要求 （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 刮刀的选用 （230）

8.6.3 金属刮刀的优点 （231）

8.6.4 刮刀结构形状对焊膏印刷中释放量的影响 （231）

8.7 焊膏印刷准备工序及印刷参数的选择和设定 （232）

8.7.1 焊膏印刷准备工序 （232）

8.7.2 印刷参数的选择和设定 （234）

8.8 焊膏印刷工艺过程控制 （238）

8.8.1 焊膏印刷工艺过程控制要素 （238）

8.8.2 焊膏印刷工艺过程控制方法 （240）

8.8.3 焊膏印刷工艺过程连续实时监测 （243）

8.8.4 保持PCB工艺文件的稳定性 （243）

8.9 焊膏印刷的质量控制要求及常见缺陷 （244）

8.9.1 焊膏印刷的质量控制要求 （244）

8.9.2 影响焊膏印刷不良的因素 （245）

8.9.3 焊膏印刷中常见的不良现象 （248）

8.9.4 印刷不良单板的处理 （251）

第9章 表面贴装工程及贴装工艺过程控制 （252）

9.1 表面贴装工程概述 （252）

9.1.1 表面贴装工程技术的发展及其特点 （252）

9.1.2 支撑SMA发展的元器件技术 （252）

9.2 现代封装技术的发展对贴装设备的适应性要求 （257）

9.2.1 高密度电路互连技术的发展对贴装机的精度要求（257）

9.2.2 电子制造需求驱动了贴装设备技术不断创新 （258）

9.2.3 现代贴装设备的发展 （259）

9.3 贴装设备 （260）

9.3.1 常用的贴装机分类 （260）

9.3.2 典型机型简介 （262）

9.3.3 Multiflex线体 （266）

9.4 贴装机过程能力的验证 （270）

9.4.1 背景 （270）

9.4.2 贴装机过程能力的描述（IPC-9850简介） （271）

9.4.3 期望的贴装机能力指数Cpk （272）

9.5 贴装工艺质量要求 （272）

9.5.1 元器件贴装前的准备 （272）

9.5.2 贴装工艺质量要求 （273）

9.5.3 影响贴装质量的因素 （276）

9.6 元器件贴装工艺过程控制 （278）

9.6.1 元器件贴装工艺过程控制概述 （278）

9.6.2 贴装工序工艺过程控制 （279）

9.6.3 贴装工序工艺过程能力的测评及控制方法 （280）

9.7 在FPC上进行元器件贴装 （280）

第10章 SMT再流焊接工艺过程控制 （282）

10.1 再流焊接工艺要素分析 （282）

10.2 再流焊接温度曲线 （284）

10.2.1 再流焊接工艺过程中的温度特性 （284）

10.2.2 怎样设定再流焊接温度曲线 （287）

10.3 再流焊接工艺窗口设计 （290）

10.3.1 机器参数 （290）

10.3.2 过程记录参数 （293）

10.4 再流焊接工艺过程控制 （293）

10.4.1 再流焊接中需要控制的工艺要素 （293）

10.4.2 再流焊接工艺过程控制 （293）

10.5 再流焊接焊点质量的在线实时监控 （295）

10.5.1 再流焊点质量监控与工艺过程控制的相关性（295）

10.5.2 如何评估再流焊点的完整性 （295）

10.5.3 再流焊点质量监控 （296）

10.5.4 在组装过程中对BGA器件焊点质量的监控 （298）

第11章 刚性印制背板组装互连技术及工艺过程控制（301）

11.1 概述 （301）

11.1.1 刚性印制背板 （301）

11.1.2 刚性印制背板组装中所采用的接合、接续技术（303）

11.2 压接技术 （305）

11.2.1 简介 （305）

11.2.2 压接连接机理 （306）

11.2.3 压接工艺过程控制 （308）

11.3 绕接技术 （308）

11.3.1 定义和应用 （308）

11.3.2 绕接的原理 （309）

11.3.3 绕接连接的可靠性 （311）

11.3.4 绕接的特点 （313）

11.3.5 绕接工艺 （316）

11.4 背板的波峰焊接 （318）

11.4.1 背板波峰焊接的难点 （318）

11.4.2 适合于背板波峰焊接的设备特点 （319）

第12章 电子组件防护与加固工艺过程控制 （320）

12.1 电子组件防护与加固工艺的内容 （320）

12.1.1 为什么要对电子组件进行防护加固 （320）

12.1.2 防护加固的目的和内容 （326）

12.2 防护加固的工艺措施及其控制 （327）

12.2.1 气候环境防护加固工艺措施 （327）

12.2.2 防热加固工艺措施 （328）

12.2.3 机械应力环境的防护加固工艺措施 （329）

12.2.4 无铅焊点在机械应力环境中的工艺可靠性问题（329）

12.2.5 免清洗助焊剂在应用中的隐患 （330）

12.3 PCBA的防护与加固 （332）

12.3.1 敷形涂覆的目的和功能 （332）

12.3.2 常用的敷形涂层材料 （333）

12.3.3 对涂覆材料的要求 （334）

12.3.4 涂覆工艺环境的优化 （334）

12.3.5 敷形涂覆的工艺方法 （335）

12.3.6 敷形涂覆的典型工艺流程及应用中的工艺问题（336）

12.3.7 多层涂覆 （338）

12.3.8 涂层质量要求 （338）

第13章 电子产品的可靠性和环境试验 （339）

13.1 电子产品的可靠性及可靠性增长 （339）

13.2 环境条件试验 （339）

13.3 气候、温度环境试验 （341）

13.3.1 高、低温度试验 （341）

13.3.2 温度冲击试验 （341）

13.3.3 低气压试验 （341）

13.3.4 湿热试验 （342）

13.3.5 霉菌试验 （342）

13.3.6 盐雾试验 （343）

13.4 力学环境试验 （343）

13.4.1 振动试验 （343）

13.4.2 加速度试验 （344）

13.4.3 冲击试验 （344）

13.4.4 模拟运输试验 （344）

13.4.5 真空试验 （344）

13.5 电子产品的老练 （345）

13.5.1 基本描述 （345）

13.5.2 常温老练 （345）

13.5.3 应力条件下的老练 （346）

13.6 表面组装焊点的失效分析和可靠性试验 （346）

13.6.1 概述 （346）

13.6.2 SMT焊点的可靠性和失效 （346）

13.6.3 统计失效分布概念 （347）

13.6.4 可靠性试验 （347）

13.6.5 其他试验 （348）

13.6.6 性能试验方法 （348）

13.6.7 无铅电子产品焊点的长期可靠性问题 （351）

图书前言

序

现代电子产品制造是连接现代电子产品设计和市场营销之间的桥梁，任何一种先进的产品设计，均需经过产品制造这一环节，变成设计所赋予的全部功能的产品实体后，再通过市场营销手段转变为社会商品。显然产品制造是一个企业生产实践活动的核心，是企业赢取利润的重要环节。

随着芯片封装技术多功能化和微小型化日新月异地发展，现代电子产品制造技术已与传统电子产品制造技术有了很大的不同，这种不同就在于前者中的板级电子装联部分越来越占据主导地位，它成了决定现代电子产品制造质量好坏和制造可靠性高低的基础。

现代电子装联工艺技术，是研究如何以最优化的工艺流程，最适宜的工艺技术手段，力求以最低的成本，最少的人力、物力消耗，以最快的时间来响应市场的需求，向社会提供制造质量好、可靠性高的现代化的电子产品的一门技术。因此可以说：产品的高质量、低成本既是设计出来的，更是制造出来的。

产品制造中的高质量、低成本策略的实施，要以人为本。造就一批既精通现代电子装联技术理论，又有丰富实践经验的现代电子装联工艺工程师群体，是企业工艺文化的核心，是市场竞争的需求，也是企业产品不断发展与创新的需要。

笔者根据现代电子产品生产实际的需要，组织撰写了这套“现代电子装联工艺技术丛书”，目的是让电子装联工艺工程师们，在面对现代电子产品生产制造过程中的问题时，不仅知道如何去处理，还要知道为什么要这样处理。

期待本套书的出版，能对国内从事现代电子装联工艺工程师们的工作有所助益。

中兴通讯股份有限公司执行副总裁 樊庆峰

前 言

一个产品的制造工艺过程由工步、工序及若干个质量控制节点构成。为获得最高的良品率，按照预定的工艺技术要求和工艺窗口设计，对每一道工步、工序及影响制造质量的节点参数进行科学的控制和管理，使产品的整个生产链都处于工艺受控状态，总称为工艺过程控制。

产品制造过程和其他事物一样，其遵循的规律是在不断变化的，要控制产品的制造质量，做到事先预防，就必须掌握它的变化规律。这个规律就是产品质量的波动性。工艺过程控制的目的，就是为了最大限度地限制这种波动性，使其在所要求的范围之内。

引起产品制造中质量波动的主要因素可归纳为人、机、料、法、测、环（5M1E），因此，广义的工艺过程控制，应该以人、机、料、法、测、环等六大因素为对象，从产品设计的可制造性、可测试性、可维修性、原材料进厂、生产线的布局、人员的技术素质、各工序、工步的工艺参数和窗口的设定、质量控制标准、生产环境要求和控制，直到产品进入市场的每一个环节都应进行全方位的控制和管理。

改革开放以来，我国电子产品制造业已有了长足的发展，在单项工艺技术研究、工艺技术装备开发、产品质量缺陷形成机理等的研究试验水平也在向国际水平靠近。然而对产品制造全流程工艺过程控制技术、理论和应用的系统研究却还滞后于先进国家。这正是我国电子产品制造质量与国外一些著名品牌存在差距的症结所在。

（1）国内普遍存在的“虽然拥有世界一流的工艺技术装备和手段，但却不能完全实现低成本、稳定、持续生产出享誉世界的一流质量的产品”。

（2）国外一些与国内同等规模，甚至规模更小的公司，采用并非世界顶级的工艺装备和手段，却能源源不断地生产出享有世界盛名的高质量产品。

（3）遇到质量问题攻关，往往是越攻，工艺窗口越窄，其后果必然是该批次问题似乎解决了，下批次却又重生，好像割韮菜，割了又生，其要害也是轻视了“工艺过程控制”这一环节。

作者在对国外一些公司考察后，对所见所闻进行了长时间的深入思考和研究，不得不承认国内在电子产品制造过程中不同程度地忽视了“工艺过程控制”这一系统工程要素。国外一些公司正是通过不断完善的“工艺过程控制”这一手段，把产品质量形成过程中的各种要素，自始至终都严密地控制和管理起来了。

撰写本书的目的，是为了引起国内电子制造业界，在电子产品制造过程中对“工艺过程控制”这一系统工程要素的重视。唯有这样，才能使我国由电子制造大国变成电子制造强国。

本书的出版，得到了中兴通讯股份有限公司执行副总裁樊庆峰先生的热情支持，在此表示深深的谢意。

本书在编著过程中得到了中兴通讯高级顾问马庆魁先生，副总经理张强先生，硬件研究所长冯力博士，总工艺师戎孔亮先生，部件生产部长钱国民先生，PCBA生产工艺部长董四海先生，材料试验室主任宋好强先生和工艺专家贾忠中先生等同仁的关心与支持。基础工艺科长刘哲先生及邱华盛、孙磊、钟宏基、曾福林等高级工程师校阅了书稿，在此也向他们表示衷心的感谢。

由于时间仓促，作者水平有限，书中错误在所难免，敬请广大读者批评指正。

作 者

2009.10于中兴通讯股份有限公司