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前言
Preface

本书自2010年第1版出版以来不断受到读者好评,在京东网、当当网上一直名列同类书籍排行榜前列,多次重印。为了更好地服务读者,满足读者的工作需要,在第3版的基础上进行了修订。

本次修订聚焦内容的系统性和先进性,新增或新编包括助焊剂、现场工艺、可制造性设计、QFN组装工艺等章节内容以及部分案例,其中新编内容占第3版篇幅的1/3以上。同时,对全书案例进行了补充和完善。

表面组装技术(SMT)是一门不断发展的技术,从有铅工艺到无铅工艺,从大焊盘焊接到微焊盘焊接,挑战不断;但是,其基本的原理没有变,工艺工作的使命没有变(工艺实现方法和工艺稳定性)。重点掌握SMT的工艺要领、工程知识以及常见焊接不良现象的产生机理与处置对策,对建立有效的工艺控制体系,快速解决生产工艺问题,具有十分重要的现实意义。

工艺要领

顾名思义,工艺要领就是指工艺技术或工艺方法与要求的关键点。掌握了这些关键点,就等于抓住了工艺技术的“魂”,在遇到千变万化的不良现象时就可沿着正确的方向去分析和解决。举例来讲,如果不了解BGA焊接时本身要经历的“两次塌落”“自动对中”和“热变形”这三个微观的物理过程,就很难理解BGA焊接的峰值温度与焊接时间的意义。再比如,如果不了解有铅焊膏焊接无铅BGA时焊膏组分不断向BGA焊球扩散与迁移的特性,就很难理解混装工艺的复杂性,也很难理解混装焊点的可靠性。因此,在学习工艺知识时,掌握要领非常重要,它是分析、解决疑难工艺问题的基础。

工程知识

作为一名SMT的工程师,如果仅仅停留在了解书本的知识层次,就绝对称不上合格。生产现场需要的是掌握基本工程知识的人。对装联工艺而言,工程知识包括工艺窗口、基准工艺参数与基本工艺方法等。比如钢网开窗,对于某一特定的封装,采用多厚的钢网,开什么形状和多大尺寸的窗口,这些具体的、可用的应用知识,一般都是基于试验或经验获得的。

常见焊接不良现象的产生机理与处置对策

如果不了解每类元器件容易发生的焊接问题及其产生原因,就不能做到有效地预防。道理很简单,没有想到的绝对也做不到。掌握常见焊接不良现象的产生机理与处置对策,最根本的途径是在实践中运用所学的理论知识,分析问题、解决问题,把理论知识转化为处理问题的能力。工艺说到底是一门实践性很强的学问,多靠经验的积累,正如医生,看的病人多了,经验自然就丰富了。在生产实践中,我们经常会碰到这样的情况,如果问工程师什么是芯吸现象这样的理论知识,相信都能够回答出来,但在碰到由芯吸引起的问题时往往不会想到芯吸,这就是因为没有把理论知识转化为处理问题的能力造成的。日本的电子产品以质量著称于世,其重要的一条经验就是“学习故障,消除预期故障”。从实践中汲取经验,再将经验用于指导实践,这是非常重要的方法。

装联工艺是系统工程问题

装联工艺质量涉及“人、机、料、环、法”五大方面。如果这些“入口”质量波动很大,建立高质量、可重复的工艺就是一句空话。许多企业为了降低采购成本、规避风险,使用多品牌的物料,这对工艺而言却是一大隐患。不同品牌的物料,特别是标准化程度比较低的物料,常常质量不同、性能不够稳定,而这些往往是导致工艺不稳定的重要因素。因此,要打造一流的工艺,必须从物料选型、工艺设计、工艺试制、工艺优化、质量监控等方面进行系统考虑与控制。

鉴于以上的认知,著者从应用角度筛选了54个核心工艺议题,对其进行总结与解析,指出要领,作为本书的上篇;同时,精心选编了127个典型案例,采用图文并茂的方式系统地介绍缺陷的特征、常见原因以及改进措施(对策),作为本书的下篇。

对于案例的选编,主要以能够帮助读者深入理解工艺因素的影响为主要考量(限于篇幅,案例略去了问题的分析、解决过程,待以后有机会与读者再做深入交流)。对于案例提供的改进措施,限于“现象、现场、实物”的差异,仅供参考,不可盲目照搬。希望参考时注意:第一,这些案例中提供的改进措施不是关于某个问题的系统解决方案;第二,要认识到“一个工艺问题可能由多种原因产生,同样的原因也可能导致不同的缺陷”这一情况,在采取措施之前,必须对问题进行准确定位,对措施进行验证,不可盲目地照搬;第三,要认识到许多工艺措施具有“两面性”,比如,为减少密脚器件的桥连而使用薄的钢网,但又会加大引脚共面性差的元器件的开焊概率,因此在采取措施前必须进行权衡与评估。

需要说明的是,有个别案例重复出现在不同的章节,这不是简单的笔误,而是著者有意地重复使用。有些工艺问题产生的原因,有时很难界定是设计问题,还是物料问题或操作问题,它们之间有时会转换,往往从不同的处理角度都可以解决。对于某类问题的产生原因,可以说是A原因,也可以说是B原因。比如,BGA周围装螺钉容易引起BGA焊点拉断的问题,可以说是设计问题,也可以说是操作问题。本书下篇之所以按问题产生原因进行分类,主要是希望强化读者对这些工艺影响因素的认识,即在分析问题时能及时地联想到它们。

为了不给读者增加阅读负担,本书采用了图表格式编排,凡是图能够说明的问题就没有再用文字加以说明,也就是说本书有价值的信息大多包含在图中。

本书插图以及文字中所用的数值单位,一般采用公制英文字符缩写。对于一些在行业内习惯使用英制单位的应用场合,如钢网厚度,本书在英制单位后也加注了公制单位,以方便使用。

本书适合有一定SMT经验的从业人士阅读,最好是掌握SMT基础知识并有一年以上实际经验的专业人士。

本书前后各章节内容独立成篇,可以根据需要有选择性地阅读或查阅。

本书内容多是著者本人的工作经验总结,由于接触的产品类别、案例有限,有些观点或讲法可能不完全正确,敬请读者批评指正。如有建议,请反馈到著者的电子邮箱:1079585920@qq.com.

本书能够以全彩再版,离不开国产SMT一线品牌企业的鼎力支持,它们是:东莞市凯格精密机械有限公司、深圳市唯特偶新材料股份有限公司、深圳市振华兴科技有限公司、东莞市神州视觉科技有限公司、东莞市安达自动化设备有限公司及深圳市卓茂科技有限公司(排名不分先后)。在此表示衷心的感谢!

最后要特别感谢中兴通讯工艺研究部王峰部长,工艺总工刘哲、工艺总工邱华盛、工艺专家王玉的支持与帮助。他们为本书的再版提供了很好的建议与素材,使本书更加系统与全面。

著者
2020年2月于深圳 Wy5tUK+h7rD6BzoQqwNu8HAAlkFwQoMOj+5lb0agbYu5mNIfLGbPAID7h38RU7Pq

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