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第1章 电子组装工艺可靠性概述1

参考文献3

第2章 印制电路板的可靠性设计5

2.1 孔的可靠性设计5

2.1.1 印制电路板上孔的分类5

2.1.2 影响通孔可靠性的关键设计参数6

2.2 PCB走线的可靠性设计7

2.3 焊盘的散热设计9

2.4 考虑机械应力的PCB布局设计10

参考文献11

第3章 焊点失效机理与寿命预测13

3.1 焊点失效机理13

3.1.1 热致失效13

3.1.2 机械失效14

3.1.3 电化学失效15

3.2 焊点疲劳寿命预测模型16

3.2.1 以塑性变形为基础的预测模型16

3.2.2 以蠕变变形为基础的预测模型17

3.2.3 以能量为基础的预测模型18

3.2.4 以断裂参量为基础的预测模型18

3.3 典型焊点的疲劳寿命预测举例19

3.3.1 模型的建立和参数的选择19

3.3.2 模拟结果和分析21

3.3.3 分析结论24

参考文献24

第4章 电子组装过程中的可靠性问题27

4.1 软钎焊原理27

4.2 可焊性测试29

4.2.1 边缘浸渍法29

4.2.2 润湿平衡法30

4.3 组装过程的潮湿敏感问题33

4.3.1 潮湿敏感元器件的可靠性问题33

4.3.2 吸湿造成的PCB爆板问题35

4.4 金属间化合物对焊接可靠性的影响36

4.5 再流焊接过程的质量与可靠性问题39

4.5.1 冷焊39

4.5.2 空洞41

4.5.3 金对焊点可靠性的影响42

4.5.4 金属渗析43

4.5.5 片式元件开裂45

4.5.6 片式元件立碑缺陷的机理分析与解决47

参考文献52

第5章 电子组装过程中的静电防护53

5.1 电子元器件的静电损伤53

5.1.1 静电和静电放电53

5.1.2 对静电认识的发展历史53

5.1.3 静电的产生54

5.1.4 静电的来源57

5.1.5 静电放电的3种模式59

5.1.6 静电放电失效61

5.2 保障工艺可靠性的静电防护措施65

5.2.1 静电防护的作用和意义65

5.2.2 静电对电子产品的损害69

5.2.3 静电防护的目的和原则71

5.2.4 静电防护材料72

5.2.5 静电防护器材72

5.2.6 静电防护的具体措施76

5.2.7 静电防护总结81

参考文献82

第6章 电子工艺失效分析技术83

6.1 外观检查83

6.2 金相切片分析84

6.2.1 金相切片的制作过程85

6.2.2 金相切片技术在印制电路板生产检验中的应用85

6.2.3 金相切片技术在印制电路板质量与可靠性分析中的应用87

6.3 X射线分析技术88

6.3.1 X射线的基本概念88

6.3.2 X射线在电子工艺失效分析中的用途88

6.3.3 X射线照相常用术语89

6.3.4 X射线照相过程90

6.3.5 X射线分析案例91

6.4 光学显微镜分析技术92

6.4.1 明、暗场观察92

6.4.2 用光的干涉法测薄膜厚度93

6.4.3 微分干涉相衬观察95

6.4.4 偏振光干涉法观察95

6.5 红外显微镜分析技术96

6.5.1 红外显微镜的基本工作原理96

6.5.2 红外显微分析技术在电子元器件失效分析中的应用97

6.6 声学显微镜分析技术97

6.6.1 SLAM的原理及应用98

6.6.2 C-SAM的原理及应用99

6.7 扫描电子显微镜技术（SEM）100

6.7.1 扫描电子显微镜的基本工作原理102

6.7.2 扫描电子显微镜的主要性能指标102

6.7.3 扫描电子显微镜及其在电子元器件失效分析中的应用104

6.8 电子束测试技术106

6.8.1 电子束探测法（EBT）106

6.8.2 电子束测试技术在器件失效分析中的应用107

6.8.3 电子束测试系统中自动导航技术108

6.8.4 电子束探针的最佳探测原则108

6.9 电子束探针X射线显微分析仪109

6.10 染色与渗透技术110

6.10.1 染色与渗透试验基本原理110

6.10.2 染色与渗透试验方法流程110

6.10.3 染色与渗透试验结果的分析与应用112

6.10.4 染色与渗透试验过程的质量控制113

参考文献114

第7章 电子产品可靠性试验117

7.1 可靠性试验概述117

7.2 可靠性试验118

7.2.1 可靠性试验目的118

7.2.2 可靠性试验的分类118

7.2.3 可靠性试验设计120

7.2.4 可靠性试验失效判据的确定122

7.2.5 可靠性试验的抽样检查122

7.2.6 可靠性试验的技术标准124

7.3 可靠性筛选试验125

7.3.1 筛选方法的评价126

7.3.2 筛选的方法126

7.3.3 失效模式与筛选方法的关系128

7.3.4 可靠性筛选试验的设计130

7.4 寿命试验133

7.4.1 寿命试验的定义和特点133

7.4.2 寿命试验的分类133

7.4.3 寿命试验的设计134

7.5 加速试验136

7.5.1 加速试验的目的及分类137

7.5.2 加速试验的产品层次及模型138

7.5.3 先进的加速试验方案／思想139

7.5.4 在加速试验中应当注意的问题140

7.6 环境试验142

7.6.1 环境试验项目142

7.6.2 环境试验方法的分类和一般程序142

7.6.3 环境试验方法144

参考文献147

第8章 无铅组装工艺可靠性149

8.1 无铅焊接工艺简介149

8.2 常用无铅焊料的可靠性特性150

8.2.1 共熔锡-银合金（Sn-Ag）150

8.2.2 锡-银-铋合金（Sn-Ag-Bi）和锡-银-铋-铟合金（Sn-Ag-Bi-in）151

8.2.3 锡-银-铜合金（Sn-Ag-Cu）和锡-银-铜＋其他（Sn-Ag-Cu-X）153

8.3 无铅PCB表面处理153

8.3.1 有机可焊性保护膜（OSP）154

8.3.2 化学镍金156

8.3.3 无铅热风整平160

8.3.4 化学镀锡161

8.3.5 浸银162

8.3.6 无铅表面处理总结163

8.4 无铅组装过程的可靠性问题164

8.4.1 无铅焊膏的印刷164

8.4.2 无铅焊接再流曲线的设定165

8.5 无铅焊点缺陷168

8.5.1 焊点剥离（Lifted Pad）168

8.5.2 锡-银-铜焊点空洞169

8.6 无铅焊接高温的影响171

8.6.1 无铅焊接高温对元器件可靠性的影响171

8.6.2 无铅焊接高温对焊点可靠性的影响174

8.6.3 无铅焊接高温对PCB可靠性的影响175

8.7 无铅焊接的长期可靠性问题175

8.7.1 锡须（Tin Whisker）175

8.7.2 Kirkendall空洞178

8.7.3 导电阳极丝（CAF）179

参考文献181

第9章 面阵列封装器件的工艺可靠性应用183

9.1 面阵列封装器件简介183

9.1.1 BGA封装的特点183

9.1.2 BGA封装的类型与结构184

9.2 BGA焊点空洞形成机理及对焊点可靠性的影响190

9.2.1 BGA焊点空洞形成机理190

9.2.2 BGA焊点空洞接受标准及其对焊点可靠性的影响194

9.2.3 消除BGA空洞的措施195

9.3 BGA不饱满焊点的形成机理及解决195

9.4 BGA焊接润湿不良及改善措施197

9.5 BGA焊接的自对中不良及解决方法198

9.6 BGA焊点桥连及解决方法200

9.7 BGA焊接的开焊及解决方法201

9.8 焊点高度不均匀及解决方法203

9.9 爆米花和分层204

9.10 CCGA器件的可靠性返修205

参考文献207

第10章 QFN器件工艺可靠性应用211

10.1 QFN封装器件的特点211

10.2 QFN器件的焊盘设计212

10.3 QFN器件的钢网设计213

10.4 QFN器件组装过程常见工艺缺陷分析及解决方法214

10.4.1 QFN器件引脚桥连缺陷的分析与解决方法214

10.4.2 QFN器件焊点空洞的分析与解决方法215

10.4.3 QFN器件组装过程焊珠缺陷的分析与解决方法216

10.4.4 QFN器件组装过程焊点开路缺陷的分析与解决方法216

10.5 QFN封装器件的可靠性返修217

10.5.1 QFN返修的主要问题217

10.5.2 QFN的返修流程217

10.5.3 QFN可靠返修的技术要求218

参考文献221