无铅焊接工艺开发与可靠性

作者贾斯比尔·巴斯在焊接、表面贴装和封装技术领域拥有近30年的研究、设计、开发和应用经验。曾供职于ITRI、IPC等企业。 译者刘春光长期从事电子制造技术的研究、培训与标准化工作，在专业领域拥有丰富的工业实践经验。 本书系统总结了无铅焊接的新发展，系统梳理国际优选经验，以丰富翔实的案例和数据，论证无铅焊接在诸多领域里的发展和亟待解决的问题。对于一线工程师有实际指导意义，同时也适合该方向的研究人员和学生阅读。

本书主要介绍了电子制造无铅焊接技术，包括无铅焊接工艺及其发展、无铅焊料合金（低温合金、高温合金和高可靠合金）、无铅PCB表面镀层与基材、底部填充与包封材料、金属间化合物、敷形涂敷等。无铅焊接工艺具有前瞻性，本书有助于制造企业在交通、国防和航空航天等领域的高可靠性电子产品制造中引入无铅环境，将影响电子制造行业未来的发展。
本书可为相关行业决策者、电子制造行业从业者提供有价值的技术信息和行业指南，也可作为教材供相关专业师生阅读。

贾斯比尔·巴斯 创办巴斯咨询有限责任公司，该公司面向电子制造业的企业和从业者提供咨询和培训服务。他曾任英国ITRI公司的技术主管。后加入美国旭电公司，担任首 席工程师，参与锡铅焊接工艺和无铅焊接工艺研发。 译者 刘春光 1964年生，山西榆次人。高 级工程师。 1981年考入西安交通大学，毕业后任职于电子工业部工艺研究所（中国电子科技集团公司第 二研究所），任SMT系统工程部主任。曾担任中国电子学会生产技术分会焊接专业委员会学术秘书和青年委员会副主任、IPC大中华区技术与标准总监、工业与信息化部教育考试中心专 家。目前担任北京竹泓科技有限公司总经理。 长期从事电子制造技术的研究、培训与标准化工作，为电子制造企业提供管理和咨询服务；创立国际IPC手工焊接竞赛和电子制造工艺水平诊断方法；提出电子制造健康管理理念。

第1章无铅表面贴装技术1
1．1概述1
1．2无铅焊料合金1
1．3焊膏印刷1
1．4器件贴装4
1．5再流焊5
1．6真空焊接7
1．7通孔再流焊8
1．8机器人焊接8
1．9优选表面贴装技术9
1．10检查10
参考文献13
第2章波峰焊/选择性波峰焊14
2．1概述14
2．2助焊剂14
2．3助焊剂在PCB上的施加量15
2．4助焊剂的处理15
2．5助焊剂的使用16
2．6预热18
2．7选择性波峰焊22
2．8波峰焊29
2．9结论32
参考文献32
第3章无铅返工33
3．1概述33
3．2SMT与PTH器件的手工焊接返工33
3．3BGA/CSP的返工37
3．4非标器件的返工40
3．5PTH的波峰返工42
3．6结论50
参考文献51
第4章焊膏与助焊剂技术53
4．1概述53
4．2焊膏54
4．3助焊剂56
4．4焊膏的组成57
4．5焊膏的特性62
4．6结论67
参考文献68
第5章低温无铅焊料合金与焊膏69
5．1概述69
5．2高可靠铋基低温焊料合金的发展76
5．3SnBi焊膏的SMT工艺特性81
5．4SnBi低温合金的聚合物增强83
5．5BGA混合焊点93
5．6焊点可靠性103
5．7结论107
参考文献109
第6章高温无铅键合材料112
6．1概述112
6．2无铅焊接材料115
6．3银烧结材料131
6．4TLPB材料与技术133
6．5结论135
致谢136
参考文献136
第7章高可靠、高性能无铅焊料及应用140
7．1商用无铅焊料的发展140
7．2第三代商用无铅焊料的研究与开发145
7．3第三代商用无铅焊料的可靠性测试155
7．4可靠性问题与下一步研发建议162
7．5结论169
致谢170
参考文献170
第8章无铅PCB的表面镀层175
8．1概述175
8．2商用的表面镀层176
8．3应用前景180
8．4表面镀层电镀工艺184
8．5结论219
参考文献220
第9章PCB基材221
9．1概述221
9．2制造背景221
9．3影响成品合格率与可靠性的设计与制造因素221
9．4影响成品合格率与可靠性的组装工艺因素224
9．5铜箔的发展趋势224
9．6高频/高速及其他因素对层压材料的影响227
9．7结论228
参考文献229
第10章无铅电子组件的底部填充与包封230
10．1概述230
10．2流变性230
10．3黏性系统的固化236
10．4玻璃化转变温度243
10．5热膨胀系数245
10．6杨式模量247
10．7应用247
10．8结论256
参考文献256
第11章热循环可靠性基本要素258
11．1概述258
11．2封装形式与热循环曲线的影响261
11．3电路板与焊盘设计的影响263
11．4疲劳寿命预测模型267
11．5结论271
参考文献271
第12章金属间化合物274
12．1概述274
12．2焊点在不同负载条件下的基本行为277
12．3常规无铅焊料合金系统282
12．4高铅——豁免项305
12．5结论305
参考文献306
第13章敷形涂敷311
13．1概述311
13．2EHS要求311
13．3敷形涂敷类型312
13．4确保成功涂装的准备工作318
13．5敷形涂敷方法325
13．6固化、检查与去掩蔽329
13．7返工与维修工艺331
13．8敷形涂敷设计指导及需要考虑的物理性能332
13．9长期可靠性测试336
13．10结论336
参考文献337
缩略语338