现代电子装联常用工艺装备及其应用

电子装联工艺装备是电子产品生产制造过程中所使用的各种机电装备、工模具、夹具、检测设备、测量器具等的总称，是实施电子装联工艺技术的工具和手段。工艺技术的发展决定了工艺装备的发展方向和内容，而现代化的工艺装备是确保工艺体系高效和低成本运作的基础。电子装联工艺装备的不断优化和完善，就是要使产品充分满足电子制造工艺规范的需要，实现工艺体系高效和低成本运作的目标。其反过来又促进了电子装联工艺技术的不断完善和优化。

孙磊，2005年4月毕业于哈尔滨工程大学，机械电子工程专业，获工学硕士学位。担任中兴通讯公司工艺工程师多年，一直从事相关技术工作。兼任中兴通讯电子职业技术学院讲师，负责讲授工艺设备方面的课程。

第1章概论1
1.1现代电子装联工艺装备的基本概念2
1.1.1电子装联与电子封装2
1.1.2电子装联工艺技术及电子装联工艺装备2
1.2电子装联工艺装备的作用及分类3
1.2.1电子装联工艺装备的作用3
1.2.2现代电子装联工艺装备的分类3
1.3电子装联工艺技术与电子装联工艺装备的关系4
1.3.1一代工艺技术成就一代工艺装备4
1.3.2现代化的工艺装备是确保工艺体系高效和低成本运作的基础4
1.4掌握电子装联工艺装备基本技术要求的意义5
1.4.1现代电子装联工程师应具备的知识结构5
1.4.2衡量电子装联工艺工程师成熟的标志6
思考题6
第2章波峰焊设备及其应用7
2.1波峰焊设备技术概述8
2.2波峰焊接设备系统构成10
2.2.1钎料波峰发生器10
2.2.2助焊剂涂覆系统18
2.2.3预热系统22
2.2.4夹送系统25
2.2.5冷却系统27
2.2.6电气控制系统28
2.2.7常用的钎料波峰整流结构29
2.2.8钎料波形调控技术31
2.3如何评价和选购波峰焊设备34
2.3.1评价设备系统性能优劣的判断依据34
2.3.2设备的验收35
2.3.3Esamber Wave Explorer介绍38
2.4波峰焊接技术所面临的挑战38
2.4.1波峰焊接技术的进化38
2.4.2无铅波峰焊接的技术特点39
2.4.3适宜于无铅波峰焊接工艺的设备技术43
2.5典型的无铅波峰焊接设备介绍48
思考题52
第3章选择性焊接和模组焊接设备技术及其应用53
3.1选择性焊接技术的发展及其应用54
3.1.1现代PCBA高密度双面组装中面临的挑战54
3.1.2选择性焊接技术的适用性及其优势55
3.2选择性焊接设备分类及其选用56
3.2.1选择性焊接设备分类56
3.2.2选购选择性焊接设备时需考虑的问题60
3.2.3典型微波峰选择性焊接设备系统的基本构成61
3.3模组焊接系统68
3.3.1模组焊接系统的发展68
3.3.2目前国外流行的模组焊接设备机型69
思考题72
第4章再流焊接技术及其应用73
4.1再流焊接及其设备定义和特征74
4.1.1再流焊接定义和特征74
4.1.2再流焊接设备定义及焊法77
4.2再流焊接设备技术概述78
4.2.1对再流焊接设备的基本要求78
4.2.2再流焊法的演变及其特点79
4.2.3再流焊接炉的炉型结构85
4.3再流焊接炉的设计参数90
4.3.1热转换效率90
4.3.2供氮系统91
4.3.3助焊剂挥发物的管理91
4.3.4能源效率92
4.3.5传送系统92
4.3.6无铅再流焊接温度曲线92
4.3.7热传导92
4.3.8炉温调控能力93
4.4如何评价再流焊接设备的性能93
4.4.1再流焊接炉性能的表征93
4.4.2对再流焊接设备的质量要求94
4.4.3Esamber回流炉评估系统94
4.5再流焊接设备技术的发展95
4.5.1无铅应用推动了再流焊接技术的进步95
4.5.2市场对电子产品微小型化需求的日益高涨的驱动96
4.5.3无铅再流焊接对再流焊接炉的适用性要求97
4.5.4汽相再流焊接（VPS）将东山再起102
思考题104
第5章表面贴装设备技术及其应用105
5.1表面贴装工程（SMA）概述106
5.1.1表面贴装工程（SMA）定义和特征106
5.1.2贴装设备的定义及特征106
5.2贴装设备技术概述108
5.2.1现代贴装设备的发展108
5.2.2常用的贴装设备分类109
5.2.3贴片机的供料方式113
5.2.4贴片机的吸嘴115
5.3典型贴装设备机型简介118
5.3.1ASM（原西门子Siemens）贴装机118
5.3.2安必昂Assembleon（原飞利浦）贴装机118
5.3.3FUJI-NXT模组型高速多功能贴片机119
5.4贴装机过程能力的验证120
5.4.1背景120
5.4.2贴装机过程能力的描述（IPC-9850简介）121
思考题123
第6章焊膏印刷设备技术及其应用125
6.1焊膏印刷工艺及设备概述126
6.1.1焊膏印刷126
6.1.2焊膏印刷机129
6.2选择焊膏印刷设备时应关注的问题143
6.3典型焊膏印刷设备143
6.3.1国外知名品牌印刷机143
6.3.2国产知名品牌印刷机147
6.4焊膏印刷设备技术的发展趋势148
思考题150
第7章点胶设备技术及其应用151
7.1点胶设备技术概述152
7.1.1点胶工艺综述152
7.1.2点胶机的分类及特点152
7.1.3点胶设备的功用及其构成155
7.2点胶工艺控制158
7.2.1高精度点胶加工时应注意的问题158
7.2.2影响微量胶点形成的因素159
7.3如何评价和选购点胶机161
7.3.1在选购点胶机前应关注的问题161
7.3.2如何判断点胶设备的性能162
7.3.3全自动点胶机在使用中应遵守的原则165
7.4焊膏喷印技术166
7.5常用的刮胶／点胶设备及其应用特性168
7.5.1刮胶机168
7.5.2点胶机168
思考题174
第8章THC-THD元器件引脚成形设备技术及其应用175
8.1元器件成形概述176
8.1.1元器件成形的定义及其对产品生产质量的影响176
8.1.2元器件成形的基本参数要求177
8.1.3主要元器件成形规范型谱结构形式179
8.2元器件成形设备及其应用特性181
8.2.1IC成形机181
8.2.2散装铝电容切脚机182
8.2.3轴向电阻、二极管安装成形机183
8.2.4功率晶体自动成形机185
8.2.5气动式电源模块切断机186
8.2.6发光二极管切脚机187
8.2.7其他成形设备188
思考题190
第9章THC、THD元器件插装设备技术及其应用191
9.1PCB上插装引脚元器件技术的发展192
9.2自动插件机技术概述193
9.2.1自动插装机对PCB及元器件的要求193
9.2.2自动插装机的分类及特点196
9.2.3自动插件机的工艺流程和实现方式201
9.3当前主流国外自动插件机品牌和型号简介204
9.3.1简介204
9.3.2美国环球自动插件机系列204
9.3.3日本松下（Panasonic）自动插件机205
9.4当前主流国内自动插件机品牌和型号简介207
9.4.1自动插件机的国产化207
9.4.2东莞新泽谷自动插件机207
9.4.3中禾旭全自动插件机209
思考题211
第10章自动光学检测设备（AOI）及其应用213
10.1概述214
10.1.1在SMA生产中导入AOI有何作用和意义214
10.1.2自动光学检测设备（AOI）的优点214
10.2自动光学检测设备（AOI）的结构组成及检测原理215
10.2.1AOI的结构组成215
10.2.2AOI工作原理216
10.2.3三色光检测原理的典型应用220
10.3自动光学检测设备应用策略及技巧222
10.3.1自动光学检测设备的分类222
10.3.2AOI应用策略和技巧223
10.4统计过程控制SPC在AOI检测中的应用230
10.4.1SPC的定义及其对电子制造过程的作用230
10.4.2SPC统计图表231
10.5AOI的发展现状及如何选购233
10.5.1AOI的发展现状233
10.5.2如何评价和选购AOI234
10.6国内AOI设备主要供应商及其典型产品应用特性简介235
10.7国外AOI设备主要供应商及其典型产品应用特性简介239
思考题240
第11章X-ray检测设备及其应用241
11.1X射线检测概述242
11.1.1自动X射线检测及X-ray检测仪242
11.1.2X-ray的使用243
11.2X-ray设备中X射线的发射和接收装置及其原理244
11.2.1开管式和闭管式X射线管244
11.2.2影像接收器245
11.32D／3D／5DX-ray检测的原理和应用246
11.3.12DX-ray检测系统246
11.3.23DX-ray检测系统248
11.3.35DX-ray检测系统249
11.4X-ray在组装焊接中的应用技巧及图像判读251
11.4.1概述251
11.4.2BGA、uBGA（CSP）器件典型缺陷的X-ray图像特征252
11.5主流X-ray设备供应商简介259
11.5.1国外知名X-ray检测系统259
11.5.2国内知名X-ray检测系统260
思考题261
第12章压接设备、返修台及侧面光学检查设备263
12.1压接设备264
12.1.1压接工艺概述264
12.1.2压接工艺的机理264
12.1.3压接的应用和分类265
12.1.4压接设备的定义和分类266
12.2BGA返修工作台269
12.2.1BGA及BGA返修台269
12.2.2BGA返修台的作用、返修基本方法及应遵循的原则271
12.2.3对BGA返修工艺设备的基本要求273
12.2.4如何选购BGA返修台273
12.2.5典型BGA返修台产品介绍275
12.3面阵列器件侧面光学检测系统278
12.3.1面阵列器件侧面光学检测系统ERSASCOPE-3000XL简介278
12.3.2BGA、μBGA（CSP）焊点光学微聚焦透镜检测图像判读280
12.3.3其他的微视觉检测系统286
思考题286
参考文献287
跋289