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2024年12月/ 2025年 1月
中国电子制造行业主导刊物
www.sbs-mag.com ISSN: 3005-6411
微 信 公 众 号
DFM理论及实际应用 1 6
电子产品装联过程可靠性热点问题（三） 19
DFX工具是提高设计质量的抓手 34
第十八届一步步卓越奖专辑 14
一步步卓越奖
STEP-BY-STEP EXCELLENCE AWARDS
一步步卓越奖
STEP-BY-STEP EXCELLENCE AWARDS
创新性：Nordson Test & Inspection公司的SQ3000M2技术在自动光学检测和计量系统领域取得了突破性的进展，是专门为引线键
合应用而量身定制的。其创新的变焦计量（FVM）技术设定了精密测量的新标准，确保了键合线高度评估的极高的准确性。
速度/吞吐量：超高速编程能力将易用性提升到新的高度，显著加快了设置速度，简化了流程，减少了培训工作量，并最大限度地减少
了人为交互，从而节省了宝贵的时间和成本。我们的解决方案通过集成AI2（自主图像判读）技术，实现了更智能、更快速的检测，确保
在不到13分钟内完成设置。凭借数据丰富的预加载的数据库和自动化脚本，自动收集和更新模型，我们的系统能够使用户检查所有
的特征，并精确地识别各种各样的缺陷。AI2技术通过消除原来所需的调整参数或微调算法，简化了操作，使其成为效率至上的高混
合和大批量应用的理想选择。
质量：随着向更小的组件和更高耐用性的产品制造要求的发展，SQ3000M2在保持质量和可靠性方面发挥着至关重要的作用。通过
提供全面的检查和计量数据，它使制造商能够在生产过程的早期识别和解决潜在的缺陷，从而最大限度地提高产品质量。
成本效益：通过减少人工检查，并最大限度地减少由于缺陷而导致的昂贵的退货，SQ3000M2为制造商带来了显著的成本效益。随着
时间的推移，其提高产量和改进工艺的能力将转化为切实的财务节约，使其成为任何工厂的有价值的投资。
环保性：SQ3000M2采用节能LED照明技术，最大限度地降低了功耗，同时最大限度地提高了缺陷检测能力。此外，其高效运行能力有
助于工厂的整体资源节约。
易用性：凭借其用户友好的界面和直观的控制，SQ3000M2很容易在现有的生产流程中实施。其自动化功能，如动态Z高度校正和自
动对焦功能，简化了检测过程，减少了大量的对操作人员培训的需求，并确保了与制造操作的无缝集成。
可维护性：Nordson Test & Inspection公司对客户满意度的承诺一直延伸到了其产品的可维护性。SQ3000M2的设计具有高可靠性
和长寿命，结构坚固，易于维护。在维修或保养时，Nordson的专业支持团队将提供及时的帮助，最大限度地减少停机时间，确保不间
断运行。
Nordson Test & Inspection
公司网址：www.nordson.com
联系电话：13812760901
公司地址：江苏省苏州市虎丘区永安路19号
上市科创园8号楼
SQ3000M2 AOI及计量系统 SQ3000M2 AOI及计量系统
获奖产品
Award Winner
SQ3000M2 AOI & Metrology System SQ3000M2 AOI & Metrology System
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 1
目录1
编辑手记 Editor's Note
3 DFM 发展历程中的里程碑事件
Milestones in the Development of DFM
胡婴
市场动态 Market Watch
4 双组份、大比差、高粘度胶粘剂应用 ViscoTec 维世科
创新之路
Application of Two-Component, Large Ratio, High
Viscosity Adhesives ViscoTec's Road to Innovation
ViscoTec 维世科 Markus SCHULTZ 专访
5 感谢每一位“星”光见证者，NEPCON ASIA 2024 亚
洲电子展圆满收官
Thanks to Every Participant, Nepcon Asia 2024 has
Come to a Successful Conclusion
我的看法 My Viewpoints
10 敢问路在何方？
——国内工业粘合剂企业发展之我见
Where is the Road Ahead?
——My Opinion on the Development of Domestic
Industrial Adhesives Enterprises
邵建义
专题 Cover Story
6 DFM 理论及实际应用 1
DFM Theory and Practical Application 1
薛广辉
中国版总701期
郭朝阳 华为公司工艺技术首席专家
胡林忠 美的集团首席专家
潘开林 桂林电子科技大学 教授
景焕强 中兴通讯副总裁
李宁成 炫纯科技创始人 博士
《一步步新技术》编委会 （按照姓氏拼音）
田艳红 哈尔滨工业大学 教授
王文利 西安电子科技大学电子可靠性（深圳）研究中心主任 教授 博士
薛广辉 一步步新技术杂志技术总顾问，深圳市跬步磐石创始人
闫焉服 河南科技大学 教授
周金柱 西安电子科技大学 电子封装系主任 教授
14
2024年12月/ 2025Dec/Jan 年1月
卓越奖 Excellence Awards
14 第十八届一步步卓越奖专辑
Winners of the 18th Step by Step Excellence Awards
6
4
10
2 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
名匠解析 Experts Talk
19 电子产品装联过程可靠性热点问题（三）
Hot Issues in PCBA Reliability of Electronic Product
Assembly Process (3)
郭宏飞 正泰智能
26 透射电镜分析中能谱元素面分布分析技术的研究和在
半导体芯片失效分析中的应用
Studies of TEM ／ EDS Elemental Color Mapping
Technique and its Application in Semiconductor IC Chip
Failure Analysis
华佑南，刘兵海，李晓旻 胜科纳米
章春阳，李德帅 赛默飞世尔科技
30 DFM 理论及实际应用 2
DFM Theory and Practical Application 2
薛广辉
技术特写 Tech Features
34 DFX 工具是提高设计质量的抓手
DFX Software is a Tool to Improve Design Quality
刘久轩 望友信息
37 浅谈问题解决方法论在分板工艺中的应用 ( 六 )
A Brief Discussion on the Application of Problem-Solving
Methodology in Depaneling Process (6)
石建华 博世汽车
目录2
中国版总701期
版权所有，翻印必究。All rights reserved.
关于雅时国际商讯 (ACT International) www.actintl.com.hk
雅时国际传媒集团成立于 1998 年，在高增长的中国市场上为众多高科技领域提供服务。通过其产品系列，包括印刷和数字媒体以及会议和活动，雅时国际为国际营销公司和本地企业提供了进入
中国市场的机会。雅时国际的媒体品牌为电子制造、机器视觉系统、激光 / 光子学、射频 / 微波系统设计、洁净室 / 污染控制和半导体制造 , 化合物半导体 , 工业 AI 等领域的 20 多万名专业读者
和受众提供服务，雅时国际也是一些世界领先的技术出版社和活动组织者的销售代表。雅时国际的总部设在香港，在北京、上海、深圳和武汉设有分公司。
About ACT International Media Group www.actintl.com.hk
ACT International, established 1998, serves a wide range of high technology sectors in the high-growth China market. Through its range of products -- including magazines and online publishing, training, conferences and events --
ACT delivers proven access to the China market for international marketing companies and local enterprises. ACT's portfolio includes multiple technical magazine titles and related websites plus a range of conferences serving
more than 200,000 professional readers and audiences in fields of electronic manufacturing, machine vision system design, laser/photonics, RF/microwave, cleanroom and contamination control, compound semiconductor,
semiconductor manufacturing and AI in Manufacturing. ACT International is also the sales representative for a number of world leading technical publishers and event organizers. ACT is headquartered in Hong Kong and
operates liaison offices in Beijing, Shanghai, Shenzhen and Wuhan.
关于《一步步新技术》 www.sbs-mag.com
《一步步新技术》于 2003 年创刊，由香港雅时国际商讯出版及发行，每年出版 6 期，以简体中文发行。《一步步新技术》内容介绍 SMT 和电子制造的新技术、新工艺、新设备、新材料以及产业未来的发展，帮
助读者们开展表面贴装印刷电路板的设计、组装和测试。并为从事表面贴装制造和电子制造的工程师、高级技术管理人员和决策人员免费提供最新及最实用的技术和市场信息。
About SbSTM www.sbs-mag.com
SbSTM magazine was launched in 2003, published by ACT International in Hong Kong, 6 issues per year in Simplified Chinese. The content introduces new technologies, new processes, new equipment, new materials and
future development of the industry in SMT and electronic manufacturing, helping readers design, assemble and test surface-mount printed circuit boards. And provide the latest and most practical technology and market
information free of charge to engineers, senior technical managers and decision-makers engaged in surface-mount manufacturing and electronic manufacturing.
2024年12月/ 2025Dec/Jan 年1月
熔融焊锡
木熔焊膏
19
26
30
34
37
Editor’s Note 编 辑 手 记
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 3
DFM（Design for Manufacturing，面向制造的设计）是一种通过优化产品设
计过程，提高产品生产效率、降低成本和提升质量的工程理念。其核心思想是
将制造过程的可行性、成本和效率考虑到产品设计的每一个环节，以确保设计
能够顺利、高效地转化为实际产品。DFM 不仅仅关注产品本身的功能和外观设
计，更注重生产过程中工艺、材料、装配等方面的优化。
• 20 世纪中期 - DFM 的起源
DFM 的起源可以追溯到二战后大规模生产的兴起，制造商们面临着如何提
高生产效率、降低生产成本的难题。传统设计往往忽视制造过程中的可行性和
成本控制，导致设计与制造脱节。
1950 年代末，美国著名工程师亨利 · 福特提出了“设计即制造”（Design is
Manufacturing）的观点，强调设计必须与生产密切配合，为 DFM 的出现奠定了基础。
• 1980 年代 - 丰田生产方式的启发
20 世纪 80 年代，丰田生产方式（Toyota Production System, TPS）成为全球
制造业的典范，强调简化流程、消除浪费和提升效率，实现成本降低。这一思
想深刻影响了 DFM，使其从单一产品的设计逐步扩展至生产流程、资源配置及
供应链管理。丰田的 JIT 理念为后来的精益设计和精益制造提供了重要启示。
这一阶段，设计师可以通过 CAD 软件实时模拟和评估产品的可制造性，提
前发现潜在的制造难题，减少设计阶段的修改与调整，降低生产成本。
• 1990 年代 - ISO 9000 和精益生产的推动
ISO 9000 质量管理体系强调质量控制和标准化管理，使得 DFM 在质量管
理方面有了更为明确的指导原则。DFM 在设计过程中引入了更多的质量控制措
施，从设计环节开始就确保产品的高质量和高可靠性。此时，精益生产（Lean
Manufacturing）理念在全球制造业中得到广泛推广。DFM 逐渐与精益生产相结
合，进一步推动了制造过程中的优化。
• 2000 年代至今 - 数字化设计与制造软件的崛起
进入 21 世纪后，随着工业 4.0 的提出，数字化制造和智能化设计成为 DFM
的最新发展趋势。数字化设计工具和制造软件集成了 DFM 功能，设计师可以在
设计阶段进行实时的制造评估，提前预测生产中的可能问题，避免了传统设计
中的冗余和错误。
本期看点
本期杂志围绕DFX和失效分析展开，精选了各类专业文章：薛广辉老师《DFM
理论及实际应用》，望友科技刘久轩老师《DFX 工具是提高设计质量的抓手》，
胜科纳米和赛默飞合作撰写的透射电镜在半导体芯片失效分析中的应用，正泰
郭宏飞老师的电子产品装联过程中的失效分析，还有博世汽车石建华老师《浅
谈问题解决方法论在分板工艺中的应用 ( 六 )》。特别值得推荐的是邵建义博士
的《敢问路在何方？——国内工业粘合剂企业发展之我见》，呼吁中国胶粘剂行
业发挥各自优势，进行良性竞争，我相信对于一些“未热先卷”的产业也是很
好的借鉴。另外，第十八届“一步步卓越奖”专辑表彰在 2024 年推出的众多产
品和服务中真正脱颖而出的佼佼者，值得驻足。
胡婴
DFM发展历程中的里程碑事件
© 2024 版权所有 翻印必究
中国/香港特别行政区
China / Hong Kong SAR
麦协林 Adonis Mak
adonism@actintl.com.hk
胡 婴 Lily Hu
lilyh@actintl.com.hk
胡 婴 Lily Hu
lilyh@actintl.com.hk
容菁璐 Louise Rong
louiser@actintl.com.hk
薛广辉 Sunny Xue
谭良辉 Ivy Tan
裴雅琴 kiki Pei
梁钰爱 Matthew Leung
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市 场 动 态 Market Watch
4 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
ViscoTec 维世科进入中国已有 11 年，
一路走来，“一步步卓越奖”见证了公司的
快速发展和产品的持续创新。计量喷涂泵、
不含金属 RD-EC 计量泵、动态混合双组份
计量泵、压力 & 温度一体传感器等产品在
历年榜单上出现，代表着行业的高度认可。
2024 年，又获殊荣，preeflow®
eco-PEN XS
180 微型计量泵获一步步卓越金奖、viproDUO 双组份计量泵获一步步卓越奖。
1、ViscoTec 维世科利用无限循环活塞原理精准点胶，
其在双组份、大比差、高粘度胶粘剂的应用方面世界领先，
且研发推出新品的速度惊人，这得益于贵司雄厚的的研发
能力和超强的技术前瞻性，您认为未来在电子制造领域的
技术难点有哪些，公司做了哪些技术储备？
未来的电子制造领域，随着电子元器件的小型化，点
胶精度要求越来越高，确保每次点胶量的一致性和准确性
是关键。许多新型胶粘剂具有高粘度，如何在不降低生产
效率的前提下进行有效的点胶也是一大挑战。ViscoTec 维
世科的产品基于无限循环活塞原理，能够精确控制点胶量，
特别适用于高粘度和双组份材料是其优势。今年荣获一步
步卓越金奖的 preeflow®
eco-PEN XS 180 微型计量泵，革
新微量点胶技术，专为追求达到最小计量输送量所设计。
今年正式投入市场的新一代双组份计量泵 vipro-DUO，在
原有的双组份计量泵的功能和设计上进行了较大的创新，
我们期待未来它为各行业的应用开启高精度流体处理技术
的新纪元。创新一直是 ViscoTec 维世科坚守的基石，作
为一家德国企业，我们始终坚持在研发方面持续投入，快
速推出新品，以满足市场变化及客户需求。
2、荣获一步步卓越奖的新一代双组份流体输送计量
泵 vipro-DUO，是将原有成熟技术与创新的模块化设计的
计量头结合。基于客户端需求角度进行改进，进而推进整
体行业的发展，这也正是举办“一步步卓越奖”的宗旨与
双组份、大比差、高粘度胶粘剂应用
ViscoTec 维世科创新之路
——专访 Markus SCHULTZ 马科斯，ViscoTec 维世科东亚地区首席执行官
希望。贵司在参与评审过程中，是否得益
于评审专家、广大客户端的反馈？有没有
具体的案例可以分享？
基于荣获 2023 年一步步卓越奖创新
奖的 vipro-PUMP 单组份计量泵的革新技
术，结合久经市场考验的旧款双组份计量
泵，模块化设计的 vipro-DUO 在设计和功
能方面做到了两全其美。vipro-DUO 同样
基于久经考验的无限循环螺杆泵技术，在
处理的流体介质方面应用广泛，从低粘度到高粘度的各
种流体介质均可进行计量配送，即使填料含量较高，也
能确保获得高精度的结果和维持较长的产品使用寿命。
很荣幸我们的产品得到了《一步步新技术》杂志的技术
总顾问薛广辉先生，也是第 18 届一步步卓越奖评审委员
会的技术主席的高度评价。他指出普通高粘度胶粘剂的
应用对技术的要求仍在企业可及范围内，但双组份、大
比差、高粘度胶粘剂的应用则是胶粘剂应用中的重大挑
战。ViscoTec 维世科的螺杆阀最大比差可达 100:1，确保
精准配比，超高粘度胶粘剂也能精确应对。在灌封、包封、
密封、补强、底填、角加固、边加固和点加固等工艺中
的表现均十分出色。在高粘度、大比差、双组份及多组份、
高精度配比领域，ViscoTec 维世科始终引领行业，为行
业的发展保驾护航。
3、我们注意到，ViscoTec 维世科已开发 3D 打印头
用于增材制造，未来在 PCB、SMT 智能化生产领域，会
有怎样的助力？
ViscoTec 维世科在很多年前就已开发了用于增材制造
的 3D 打印头，并且除了传统的工业行业，我们的 3D 打
印头应用领域已拓展到航空航天，食品及生物领域。您可
以使用我们的 vipro-HEAD 系列打印头打印有机硅、UV
胶粘剂、陶瓷油膏、聚氨酯、环氧树脂和金属膏。我们的
3D 打印头能够快速、轻松地集成到增材制造机器中，实
下转第36页
Market Watch 市 场 动 态
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 5
2024 年 11 月 8 日，为期三日的
NEPCON ASIA 2024 亚洲电子展圆满
收官！本次展会盛况空前，累计吸引
专业观众人数达 64,035 位，其中包
含了 1,546 名海外采购商远道而来参
观交流，为行业打造一场集产业推动、
商业促进、国际交流于一体的电子制
造行业盛会。
创新与活力并存打造产业集群盛会
众多行业翘楚与新展商齐聚
NEPCON ASIA 2024 亚洲电子展，纷
纷展示了各自的明星产品和前沿技
术，吸引了无数专业观众及采购商
蜂拥而至，场面热烈！本届展会有
YAMAHA、HANWHA、FUJI、 凯
格、德森、OMRON、KOH YOUNG、
Parmi、ERSA、Rehm、劲拓、日东、
Nordson、彼勒豪斯、JBC、安达、矩
子、神州视觉、轴心、快克等知名企
业参与；阿童木机器人、捷智通、美陆、
舰长科技、优傲、铟泰、博瑞、佳乐、
逻辑自动化、励精化工等近百位新展
商首次亮相。本次展会上，展商贴合
市场需求，差异化展示应用于新能源、
汽车电子、光伏、半导体、智能手机、
电脑等不同领域的技术与产品，推动
各行各业产业发展与革新，为全球经
济的发展贡献更多力量。
同 时，NEPCON 首次打造的
IGBT & SiC 模块封测工艺示范线，
感谢每一位“星”光见证者，
NEPCON ASIA 2024 亚洲电子展圆满收官！
融合SiC固晶银烧结、IGBT锡片固晶、
绑线与塑封 / 灌胶除胶等三大关键工
艺段，精彩呈现了正实、思立康、宝创、
诺顶、松下、中科同志、路远、铭沣、
诚联恺达、山木、奥特维、锐铂自动化、
安达、广林达等数十款高品质国产化
设备，打造一场创新与活力的产业集
群盛会，助力行业迈向新高度。展会
期间，络绎不绝的人流纷纷前来围观
打卡更是充分展示了功率半导体行业
的无限潜力！
40 场论坛活动前沿与智慧交响演绎
本次展会累计举办 40 场论坛活
动，华为云、中兴通讯、铟泰、麦德
美爱法、工信五所、松下、快克、美
的等数百位行业领袖、专家及领军企
业出席演讲，主要涵盖电子制造质量
与可靠性、焊接技术和材料、先进封
装技术、热门领域的半导体技术应用、
零碳制造、人工智能等热门议题，前
沿科技与智慧的交响演绎，吸引了无
数行业精英的广泛关注，深入了解行
业现状、技术革新以及未来趋势，为
电子制造行业精同仁提供前瞻性思考
与借鉴。
五大特色展区共展全球商机
IGBT & SiC 模块封测工艺示范
线、电子制造展示区、电子精品集市、
印度尼西亚电子制造国家展团、FBC
日本展团五大特色展区惊艳亮相，为
观众提供了一个高效对接业务需求、
发现合作新机遇的平台。其中两大国
家展团——FBC 日本展团与印度尼西
亚电子制造国家展团的加入，带来了
各自领域的最新趋势和前沿技术，深
度打开国际市场，为观众提供了一个
与国际接轨的合作窗口。此外，本届
展会特别组织了一系列面向海外买家
的组团参观交流活动，精准邀约泰国、
越南、韩国、日本、印尼、马来西亚
等海外买家，与展商积极互动，热烈
探讨合作机会，真正实现中国制造走
出国门，与国际接轨，从而拓展全球
电子制造市场新商机。
展会期间，NEPCON ASIA 共接
待美的、TCL、创维、富士康、华为、
比亚迪、格力等诸多知名企业组团参
观交流，促进了参展企业和观众之间
的深度交流与合作，为双方创造出更
多商业价值。
在此，感谢今年参与各论坛活动
的演讲嘉宾，感谢每一位展商的辛勤
努力以及观众的信任与支持，让我们
共探电子制造业的精彩未来！下一站
2025 年 4 月 22-24 日，上海展见。
专 题 Cover Story
6 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
薛广辉
DFM 理论及应用 1
笔者在实际培训中，经常听到两
种认知形态 ：一种是如何克服
困难生产、如何将生产不良率降低一
些、如何加派人手将产品及时维修出
来交付、如何将不良品控制在工厂内
部、如何对客诉品做返工…… 此种
意识形态本质是救火或者治病，救火
固然重要，只救火而不防火无异于曲
突徙薪 ；治病也固然重要，治而不防
终究是夭折之身。部分企业的主管对
于救火英雄甚是推崇，毕竟救火可以
减少企业一些损失，多数情况下救火
者也伤痕累累。此类主管治下团队绩
效不张，终日忙、盲、茫而产出不多，
成本极高，客诉不断，自我感觉有苦
劳。但苦劳不等于功劳，终是愤愤然
悲也者。另一种如认知形态是防火、
防病、防患于未然，组织团队、构建
规则、灭火于无形，看似团队轻轻松
松，实则交付顺畅，品质良好，客户
满意，成本较低，一切井然有序……
此为良帅也。前者重视灭火，终究伤
痕累累 ；后者重视防患，承平欢笑
舒坦。对于电子产品制造产业而言，
DFX 是防患于未然之策，各种看似取
巧之临时克服方案即为灭火之举，企
业免不了要付出一定代价。笔者试着
整理一两案例供读者参考，抛砖引玉，
以明救火与防患于未然之区别。
案例 1 ：某产品上 0201 表贴电
容焊接后有立碑、虚焊现象。观察锡
膏印刷品质、元件贴装品质均正常如
图 1.1-MLCC 虚焊之锡膏印刷与元件
贴装。请对此现象做出改善。
改善者 A ：
修改钢板开孔，同一钢板上开
多种方案，验证哪一种开孔方案实际
焊接良率高。钢板开孔方案如图 1.2-
MLCC 钢板开孔优化方案。验证结果
出来后再制作一款钢板批量生产。
临时对策 ：优化 Reflow 温度曲
线，拉长恒温区 20~40 秒 缩短恒
温区 20~40 秒 峰值温度加 10°C
峰值温度降低 5°C 降低升温斜率控
制在 1.5oC/ 秒以内。
最终结果 ：使用原来钢板开孔方
案，恒温区拉长到 120 秒左右，不良
率从 7% 降低到 4% 左右。
改善者 B ：
0201 元件标准尺寸如下表
1-Chip 件尺寸标准，标准的元件尺寸
图 1.1 MLCC 虚焊之锡膏印刷与元件贴装。
图 1.2 MLCC 钢板开孔优化方案。
Cover Story 专 题
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 7
为 0.6mm×0.3mm×0.3mm，端电极
0.15mm 宽，则端电极内距为 0.3mm。
元件放置于焊盘上，如果焊盘内沿与
元件本体端电极取平齐，则焊盘内距
为 0.3mm。观察、测量实际 PCB 焊盘：
PCB 焊盘为圆形，元件放置于焊盘上
会出现几种现象，图 1.3- 圆形焊盘小
元件相对位置 ： 元件不可焊本体压
到过多锡膏，因其为圆形焊盘，元件
贴装后外观看不出来。如果使用方型
焊盘则容易观察看出异常 。元件本
体端电极如果与焊盘平齐，圆形焊盘
外观显示元件部分端电极无法接触锡
膏 ，方形焊盘则显示正常 。
综合以上可以看出，因产品实际
使用圆形焊盘，元件贴装后外观显示
端电极与焊锡膏接触接近平齐，可知
元件本体底部不可焊本体压到过多锡
膏，图 1.4- 圆形焊盘元件本体覆盖过
多锡膏。由此可知，0201 MLCC 虚
焊的真因为圆形焊盘设计，不易管制
锡膏印刷量，外观不易观察。临时改
善方案 ：修改钢板开孔，将元件本体
接触到的锡膏切除，图 1.5- 圆形焊盘
钢板开孔方案优化 ；长期预防对策 ：
①禁止使用圆形焊盘 ②对于焊盘设
计为圆形的 Chip 件，钢板开孔管制
规范为内切与元件端电极平齐。
以上案例可以看出，改善者 A 问
题分析没有逻辑性，看到问题先“忙
起来”，各种试验、各种调整。团队会
很忙，结果及过程也是茫茫然，没有
预防性措施，不知其所以然。此种改
善是典型的“抱薪救火”，忙、盲、茫。
改善者 A 在企业会下很多对策，对策
时灵时不灵，自以为很资深，实际对
团队是减分作用：团队很忙，绩效很差，
各种问题持续不断。管理者遇到此类
干部需谨慎使用，不宜授以管理权限。
案例 2 ：某产品焊接时 0201 电
表 1 Chip 件尺寸标准
图 1.4 - 圆形焊盘元件本体覆盖过多锡膏。
图 1.3 - 圆形焊盘小元件相对位置。
容出现虚焊现象，如图 1.6-MLCC 虚
焊。观察不良品可知，PCB Layout
时在焊盘中间使用文字漆（白油），
焊接时文字漆支撑元件本体，出现虚
焊现象。
改善者 A ：调整温度曲线恒温时
间、最高温、冷却斜率、升温斜率，
效果不明显 ；调整印刷机参数，将
PCB 与钢板贴紧程度降低，增加锡膏
厚度—印刷有多锡、锡珠现象 ；制作
阶梯钢板，锡膏刮不干净 ；校准贴片
机取料位置、贴装参数—效果不明显。
专 题 Cover Story
8 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
以上对策实施后，改善效果不明显。
改善者 B ：PCB 上丝印的功用有
几个 ：1. 标识元件位置，便于 PCBA
业者寻找对应元件； 2. 标识元件极性，
便于 PCBA 业者生产过程确认元件极
性方向 ； 3. 标识贴标签位置或元件类
别标识 ； 4. 塞孔 ； 5. 标识元件外形位
置，便于 PCBA 业者判断是否有偏
位等。普通 PCB 空间较大，可以在
板面上用文字漆标识各元件位置及外
形，便于 SMT 业者炉前目视检查参
考。元件密度高度的产品丝印会集中
处理，便于 SMT 业者查找、对应元
件位置。HDI 板因元件密度高、板面
没有空间，直接将板面丝印取消，如
图 1.6 所示。无论哪种产品，极少在
元件底部使用丝印的。本案在表贴电
容两端焊盘中间设置丝印，没有任何
价值。
PCB 文字漆厚度的管理是每家
企业品质控制的一个细节项目，一般
文字漆厚度管控标准为 5-20μm。如
果 PCB 文字漆厚度超标，如 35μm 后
的的文字漆出现在元器件底部，焊接
时会支撑元件本体导致虚焊。工厂
锡膏印刷钢板厚度 0.1mm，也就是
100μm。按照 IPC-7527 标准，锡膏印
刷厚度最薄需大于钢板厚度的 50%，
也就是 50μm，工厂加严管控锡膏厚
度下限为 60μm，此即 SPI（锡膏检
查机管制规格下限）。锡膏是助焊膏
与锡粉颗粒的混合物，其中锡粉颗粒
的体积约为 50%。60μm 的锡膏厚度
熔化后理论厚度为 30μm，如果元件
底部文字漆厚度超过 30μm，则焊锡
熔化时文字漆会扮演跷跷板支撑轴角
色，导致元件出现立碑虚焊。
临时改善对策 ：①增加印刷锡膏
厚度如钢板底部贴钢板贴纸 ；②调整
SPI 管制规格，锡膏厚度最薄 70μm ；
③钢板开孔扩孔补锡。
预防对策 1 ：管制 PCB 板面文
字漆厚度不大于 20μm，IQC 进料检
验纳入管制内容。
预防对策 2 ：取消 Chip 件本体
底部文字漆设置，纳入 DFM 审查内
容，纳入 NPI 检验内容。
本案例可知，改善者 B 分析不
良真因，给出的对策逻辑清楚，方向
明确。管制 SPI 锡膏厚度规格方法有
效可落地。同时规范化企业 PCB 丝
印厚度规格属于梳理流程与规范，具
备系统化管理能力。取消 PCB Layout
时 Chip 件本体底部丝印属于 DFM 范
畴，为技术性规范更新，属于标准的
预防对策，有助于研发团队技能提升。
纳入 NPI、DFM 审查条款，属于工
厂预防性拦截对策。此同仁分析问题
逻辑清楚、数据明确、对策有效，是
具备管理能力的技术性人才，是企业
图 1.6 MLCC 虚焊。
图 1.7 DQFN 功能不良信息。
图 1.5 圆形焊盘钢板开孔方案优化。
Cover Story 专 题
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 9
技术性骨干重点培养对象。
案例 3 ：某产品生产完成后交付
客户测试装配，老化试验时出现功能
不良，分析判定为产品上 QFN 功能
不良。QFN 元件及对应的 PCB 如图
1.7-DQFN 功能不良信息。
改善者 A ： 修改钢板开孔成
斜条状 - 结果无效 ； 将钢板开孔改
为方形，单块面积是周边功能脚焊盘
的 3 倍 - 结果无效； 调整温度曲线，
延长恒温区时间，150°C-190°C 时间
从 80 秒左右拉长到 120 秒左右 - 效
果不明显 ；Reflow 峰值温度从实测
值 242°C 拉高到 251°C- 改善效果不
明显 ； 焊接前安排烙铁手对 QFN
引脚上锡，试验 20pcs，焊接后效果
不明显 ； 将不良品送实验室分析，
结果为焊点气泡超标。
客供 PCB, 没有 PCB 可
以更换 ；客供物料，没
有物料可以更换。与客
户协商放松焊点气泡率
管制规范，客户不同意，
老板出面协商，同意焊
点气泡率按照小于 50%
管理。临时对策 ：工厂
100%X-ray 检查，超过 50% 气泡率的
产品维修处理。制造协调维修员支持、
品质协调 IPQC 照 X-ray。
改善者 B ：观察不良 PCBA,QFN
中间接地焊盘气泡率严重超标，产品
工作时散热不良，易引发焊点出现断
裂。观察 PCB 裸板，PCB 焊盘表面
大量密集散热过孔。为防止焊接时焊
锡膏自过孔漏掉，PCB 使用背部阻
焊半塞孔工艺将散热焊盘过孔堵塞。
图 1.8-QFN 焊点气泡率超标分析。测
量过孔尺寸为 0.35mm，过孔 Pitch
0.7mm。综合以上信息可知，QFN 散
热焊盘过孔尺寸大、密度大。锡膏印
刷无论钢板开孔设计为圆形、长方形、
斜条形，均不易避过孔。焊锡膏覆盖
过孔，因背部采用阻焊半塞处理成盲
孔，焊接时气泡率超标在所难免。
临时克服方案 ：钢板开孔锡膏印
刷在过孔中间位置，避免覆盖过孔 ；
控制 QFN 贴装高度，避免元件贴装
压力过大将锡膏挤压进入过孔。钢板
开孔方案如图1.9-钢板开孔优化方案。
预防对策 ：①规范化 PCB 焊盘
设计原则 ：接地焊盘过孔设计 Pitch
0.7mm，过孔尺寸 0.2mm ；
②钢板开孔设计原则规范化 ：钢
板开孔避开过孔，形状不限，开孔数
量越多越好 ；
③元件贴装规范 ：元件贴装不可
挤压过度，避免将焊锡膏挤压进入过
孔 ；
④ IPQC 每 2 小时在 Reflow 前
用 X-ray 抽检贴装品质，观察锡膏是
否有挤压进入过孔现象 ；Reflow 后抽
检焊点气泡率，管控标准焊点气泡率
<30%。
实际生产效果 ：可以满足客户品
质需求。客户接受公司技术反馈信息。
改善者 B 分析了不良产生机理，
规范了 PCB 设计标准，不是只告诉
客户设计不良，还要告诉客户如何做
才完美。给出 PCBA 过程管控可落地
方案及实际操作管制具体内容。
情长纸短，篇幅所限笔者无法
一次将所有可制造性设计案例全部端
出，敬请关注下集短文，希望于诸君
有益。
图 1.8 QFN 焊点气泡率超标分析。
图 1.9 钢板开孔优化方案。
我 的 看 法 My Viewpoints
10 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
众所周知，当今人类社会正处在百年未有之大变局。
中美博弈仍将继续，受俄乌冲突、中东战乱、逆全
球化思潮、产业链转移等一系列因素影响，全球经济仍将
疲软。国内目前受产业升级、部分产业链外移以及消费信
心不足等各种因素的影响，各行各业都比较艰难，用这两
年流行的词来说就是 ：“都很卷”！那么，胶粘剂行业，
尤其是国内的生产型企业，目前的状况如何？他们又存在
哪些问题？未来将如何破局？这也是胶粘剂行业从业人员
一直在讨论，思考和面对的问题。
邵建义 博士
敢问路在何方？
——国内工业粘合剂企业发展之我见
中国的胶粘剂行业经过这几十年的发展已经有了十
足的进步，形成了巨大的市场规模，胶粘材料主要包括胶
粘剂、胶带和胶膜三类。2021 年，中国的胶粘剂产量突
破了 760 万吨，销售突破了 1100 亿元 ；胶粘带产量达到
了 357 亿平方米，销售突破了 638 亿元。此外，随着国内
光伏产业的爆发式发展，胶膜产业的发展也实现了井喷
式增长，2022 年实现规模突破 330 亿元。但最近两年来，
胶粘剂行业发展有放缓的趋势，不少企业的业绩增长和净
利润明显下滑。相当一部分企业陷入了“内卷”的状况。
My Viewpoints 我 的 看 法
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 11
笔者对中国胶粘剂行业的生产型企业的发展现状和特点做
了一个梳理，概括为如下三个特点 ：
百花齐放，百家争鸣
企业数量庞大 ：中国的胶粘剂行业不但市场体量大，
而且企业数量也非常多，据不完全统计，胶水生产型企业
可能有超过 1000 多家，其中主要集中在华南、华东以及
山东省。当然，这其中也包括建筑家具、木材、鞋业等用胶，
也包括电子胶。其中的电子胶生产企业，华南应该有超过
100家，华东应该超过20家，而山东省也应该有超过100家。
企业规模有大有小 ：国内众多的工业粘合剂企业当
中，上市企业大概有不超过 15 家。年产值超过 7 亿人民
币的企业应该不少于 25 家。而年产值超过 5,000 万的企
业则不超过 100 家，所以绝大多数还是小微企业。
产品品类丰富 ：中国国内胶粘剂企业生产的产品基本
上覆盖了胶粘剂的所有品类，也就是说，国内生产的胶水
基本上涵盖了胶水的所有的大类，包括硅胶、聚氨酯、环
氧、丙烯酸等等。以上这些现状造就了国内胶水行业百花
齐放、百家争鸣的态势。
高效灵活
这主要体现在研发效率高，技术支持快，运输物流快
这三个方面。从研发效率上来讲，国外企业的研发周期相
对都比较长，一般需要一个月到六个月。而国内的企业则
可以以周和天来计，所以速度非常快 ；技术支持快主要体
现在只要客户有诉求，国内的企业就可以快速作出反应，
比如说当天打电话当天就可以去客户现场 ；运输物流快主
要得益于国内强大的运输物流网络，在国内，运输基本上
一到两天，最长三天就能够覆盖全国范围。对灵活的理解
主要是经营方式比较灵活，比如生产型企业可以直营，也
可以找代理商和渠道商合作，可以代工，也可以贴牌，亦
或有其他的一些合作方式。另外，就是客户要求特殊的包
装方式，也可以进行灵活的应对。总之，体现出了一切以
客户为中心的服务理念。
物美价廉
不少国内企业生产的胶粘剂产品性能优越，已具有很
强的竞争力。尤其以聚氨酯类产品和硅胶类产品来说，有
些产品已经具有国际竞争力，打入了国际头部的品牌厂商
并占有一定的市场份额 ；从价格的角度来讲，国内生产的
产品非常具有吸引力，这也是一个普遍性的优势。国内生
产的工业粘合剂，一公斤几十元钱的产品比比皆是，以国
内的胶粘剂生产的总量和市场总价值来估算，平均一公斤
的产品大概在 15 元人民币左右，价格非常具有竞争优势，
当然这涵盖了所有品类的胶水。
当然，中国胶粘剂行业，部分企业目前也存在一些问
题，笔者也就这些问题进行了梳理，主要总结出如下几点：
缺乏创新的追随者
这可以从三个方面进行理解，首先是研发创新或者产
品创新。主要是指没有能开发出具有竞争力甚至是具有护
城河效应的产品，所以只能去效仿别人的产品 ；其次是应
用创新方面。应用创新更多的是指去开发出一些全新的应
用领域和应用场景，比如说去替代其他的连接方式的应用；
还有就是方法创新，方法创新更多的可以理解成对工业粘
合剂的某些性能进行测试，寻找出更加合理的测试方法。
比如测气体的释放，现有的方法是否合理？是否准确？有
没有更好的办法去提升测试的准确率？再比如一些特殊的
工业粘合剂，它的性能可能会不同于常规的产品。那么用
现有的国标和国际标准测试可能不一定合适，那么会不会
有一些新的特殊的方法来标定这些参数？关于这些方面，
往往不少企业都没有沉下心来去进行研究。
缺乏创新最终导致的结果无非是两方面 ：一方面就是
同质化严重。首先就是产品的同质化，基本上来讲就是其
他家做什么产品，那么我们也做什么产品 ；其次就是应用
的同质化，也就是说，都去看别人在做什么应用领域，我
们也杀入到里面去做同样的应用 ；另一方面就是跟国际巨
头和知名企业之间的差距还是比较大，只能是做一个追随
者，而无法超越他们，所以也很难进入高端市场，这样最
终导致的结果必然就是内卷。
我 的 看 法 My Viewpoints
12 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
价格战的挑起者
现代企业之间的竞争是常态，问题是，到底要通过什
么样的方式去竞争呢？是要良性的竞争，还是要一味的打
价格战？这个值得各企业去深思。良性的竞争就是通过技
术提升给客户带来技术红利，比如新技术的开发，品质稳
定性的提升以及工艺的改善等等。而一味的价格战就是降
低价格抢订单，这样一来，价格没有最低只有更低，最后
导致的结果是谁的日子都不好过！汽车行业似乎也存在类
似的问题，2024 年 7 月 17 日，汽车行业最有名的头部企
业 BBA 等公司纷纷宣布停止降价，反而提升某些车型的
售价。他们这种做法其实就是在反思自己，不再一味的参
与价格战，其实这何尝不是一种无奈之举？国内上市企业
的财务状况都是公开的，2024 年国内粘合剂头部上市企
业的财务状况到底如何？相信大家都心知肚明。某知名企
业多卖了 30% 的货，但销售额比去年还少了 3%，利润更
是下降了 40%，不知这算不算是靠价格抢单的一个案例。
其实，价格战的危害是极大的，往往最直接的危害就是把
一个高大上的行业给做烂了。这里面的问题就是企业到底
想赚快钱，还是基业长青？值得思考。
商业规则的破坏者
个别企业在商业竞争中不断的去破坏商业规则。比如
有的企业为了拿到订单可以不顾一切的去降低价格，甚至
是突破自己以前定制的原则和底线（低于一定的毛利，就
放弃这个订单）。笔者也听说甚至有不惜亏本去抢单的情
况 ；有的企业为了获得订单，保持利润，就抛开现有的渠
道，直接跟客户对接；有的企业为了进入头部客户资源池，
和行业头部客户做生意，不断的接受头部企业的一些不合
理的商业条款，这里边包括更长的账期，不合理的赔款协
议等等。其实，不断接受这些不合理的商业条款，一方面
是在纵容客户，另一方面是在压缩整个工业粘合剂行业的
生存空间，对行业的影响比较大。还有一些其他的违反商
业规则和商业道德的情况，从长期和全局来看，都是对行
业的伤害！
行业生态的破坏者
任何一个行业都有生态，就如同自然界一样，健康的
生态都是一个平衡的生态。个别企业为了突围，为了解困，
想在新的行业做一些尝试和突破，这是好事。可是当我们
决定要在新的行业去突围的时候，有没有对这个行业进行
深入的了解？比如产业链的情况，上游下游以及供需平衡
的情况。还有行业的一些技术要求是否清楚？同行的情况
怎么样？以及行业内产品的价格情况怎么样？如果这些都
没有了解清楚，就贸然进入一个行业，这时往往就会用“特
殊”的方式来切入。比如可以先表态 ：自己能做这样的产
品，能开发出这样的产品，可以配合去做这样的项目！然
后再扔一个王炸 ：用超低价格取得参与项目的机会！最后
再用软件行业常用的打法 ：快速的进行产品迭代来配合项
目。但是这样快速的产品迭代，不但会使项目的周期拉长，
使客户和我们自己的项目成本不断增加，也会影响客户对
品牌的信心和信任度，长此以往其实不利于品牌建设。最
后的结果无非是测试成功亦或项目失败。如果项目测试失
败，那只能放弃项目，留下的则是一地鸡毛 ；如果测试成
功，多数情况下可能只是赚了个吆喝，赚了个辛苦，因为
这时候的整体成本已经不知不觉地随着产品不断迭代而增
加了。最终可能打破了原有的生态平衡，是对整个产业链
的破坏。
如上简单地梳理了一下国内工业粘合剂行业部分企
业在发展过程中面临的一些问题。那么如何克服困难，解
决这些问题，如何破局？未来这些企业将何去何从？对此，
笔者基于对行业的观察和理解，也进行了简单的梳理和概
括，可从如下几个方面进行突围和发力。
我劝天公重抖擞，不拘一格降人才
中国不缺从一到十的企业家，缺的是从零到一的战略
型企业家。正因为难，所以需要能够破局的企业家，带领
企业走出困境，冲出突围；其次，要培养和招募研发专才，
研发专才的作用就是要能开发出具有护城河的产品 ；另
外应用专家也是非常重要的人才，应用工程师是研发和销
售之间的一座桥梁，不少公司不注重应用人才，其实应用
人才也非常重要 ；业务开拓专家（Business Development
Specialist）也不可或缺，他们似乎解决的是哲学问题，我
们是谁？我们从哪里来，我们要到哪里去……，所以要确
My Viewpoints 我 的 看 法
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 13
定的是未来三到五年的方向。一个企业唯有人才是不可以
被复制的，人才才是企业的核心竞争力！所以企业一定要
想尽一切办法来培养和发掘人才。要努力形成一套机制，
吸引全球的人才为我所用。
绿色引领
绿色引领已经成为时代的潮流，尤其我们从事的行业
是化工行业，人们往往“谈胶色变”，所以我们更应该注
重绿色发展。这里面包含方方面面的内容，比如说开发出
无溶剂的环保产品，针对 VOC 排放国家已经有明确的法
规，应该在这方面要去做大量的工作 ；另外开发出生物基
的胶粘剂。生物基也是国家的战略性方向 ；还有其他的一
些方面比如 PFAS free，CMR free 的产品，甚至可返修的
产品等，都符合绿色引领的主题。
节能减排
节能减排也是国家的发展战略，我国已经有明确的双
碳目标，即在 2030 年实现碳达峰，在 2060 年实现碳中和。
在双碳战略的背景下，我们这个行业也要行动起来，在方
方面面都要顺应这样一个时代发展的潮流，做到节能减排。
比如说，在生产制造环节要优化生产工艺，升级生产设备
以减少能耗 ；而在胶水的使用环节要多开发出紫外光固化
的产品以及低温快速固化的产品以节省能耗 ；还有减少胶
水在使用环节的浪费，这都是对节能减排的贡献。另外在
运输环节尽量避免冷冻运输，因为冷冻运输要用到干冰——
二氧化碳，它直接会参与碳排放 ；要尽量减少冷藏运输，
尽量开发出常温运输的产品，就能尽最大可能的做到减少
能耗。当然胶水的回收环节也是一个不可忽视的环节。
创新驱动
这一点非常重要，创新驱动是所有企业都应该去积极
践行的一个点。各企业要以市场为导向，市场的需求往往
就是企业创新的最好动力。然后研发要跟上，只有研发能
够开发出市场真正需要的产品，才有可能把这些产品销售
出去，实现销售额。关于研发创新这一块，国外的巨头和
行业知名企业往往做得比较好，起引领作用。比如有的企
业已经实现了生物基的产品，有的企业开发出一类黑色的
UV 胶，即使单独 UV 光照也能够完全固化。这类胶水在
光照的时候胶水就会透明，光照结束以后胶水又变黑，以
后就再也不会透明了。这种所谓的黑透光技术就是非常典
型的一个创新案例 ；另一个典型的例子就是笔者之前在文
章中也提过高性能的导电胶和低成本之间其实也是一个矛
盾，据了解有企业正在努力解决这一问题，一旦这个问题
被解决，就可以大大降低导电胶的成本，并且还会带来一
系列其他的优势，这就是创新带来的好处。这样的产品必
然会具有一定的护城河。
内外兼修
各企业要做到由内而外，内外兼修。内修是要修文化、
修产品、修品质。文化是一个企业的灵魂，它不是企业写
在形象墙上的一句话，而是要渗透到企业的每一个角落里，
渗透到每一个员工的心目中 ；修产品就是要不断迭代产品
的性能 ；修品质就是要提升产品的品质，保持质量的稳定
性。外修要修形象、修市场、修服务。让企业具有一定的
国际形象，然后打磨在市场上的营销以及提升企业的服务。
其实中国靠服务来打出品牌的企业为数还不少，可以参考
这些成功的案例。还有一点就是要立足本土，走向世界。
既然国内的生意不好做，可以尝试走出去，就像新能源汽
车一样，最终还是要走向全球。发达国家可能需要性价比
好的产品，而亚非拉国家可能需要一些供货能力强、渠道
稳定、品质稳定的产品，这可能都是中国企业未来的机遇
所在。
总之，业内各企业要发挥优势，良性竞争。根据自身
的特点，分析自身的优势，做好市场精准定位，形成错位
竞争、互补的竞争，最终形成良性竞争，把各自企业做强。
工业粘合剂本是一个十分传统的行业，而当今技术飞速发
展，物联网、大数据、云计算以及人工智能与制造业不断
深度融合，给这个行业注入了新动能。当下政策层面的利
好和国产化替代，也是行业发展的红利。工业粘合剂在现
代制造业中也发挥着越来越多元化的不可替代的作用。未
来已来，工业粘合剂已经迎来了一个前所未有的发展机遇，
时代的发展和技术的进步，给行业提出了各种更高的要求
并提供了更广的发展维度。让我们迎接挑战，砥砺前行，
努力实现行业高质量发展，为新质生产力赋能！
产品 公司 类别
卓越白金奖
SQ3000M2 AOI 及计量系统 000 Nordson Test & Inspection Inspection & Testing-AOI
卓越金奖
自动转换技术 依工电子设备 锡膏印刷 - 模板 / 丝网印刷
D2（双通道和双头） PEMTRON 检测 -SPI
preeflow®
eco-PEN XS 180 微型计量泵 ViscoTec 维世科 涂覆 - 点胶设备
诺贝高速插件机 诺贝机电设备（江门）有限公司 插件 - 标准机
3D-CT 在线 X 射线检测设备 LX9200 深圳市日联科技有限公司 检测 -X-ray
E9988GL Keysight i3070 系列
7i 高密度在线电路测试（ICT）系统 是德科技中国有限公司 检测 -ICT
全自动在线植球机 东莞市崴泰电子有限公司 智能设备
卓越奖
粘合剂 Vitralit® UC 1633 好乐紫外技术贸易（上海）有限公司 固定
常压等离子镀膜系统
Openair-Plasma@ PlasmaPlus@ PTU 普思玛等离子处理设备贸易（上海）有限公司 产前准备 - 清洁机
智能锡膏存储柜 苏州山木智能科技有限公司 产前准备 - 智能锡膏存储柜
vipro-DUO 双组份计量泵 ViscoTec 维世科 涂覆 - 点胶设备
压电喷射阀 苏州希盟科技股份有限公司 涂覆 - 点胶设备
一步步创新奖
D2（双通道和双头） PEMTRON 检测 -SPI
一步步中华成就奖
诺贝高速插件机 诺贝机电设备（江门）有限公司 插件 - 标准机
3D-CT 在线 X 射线检测设备 LX9200 深圳市日联科技有限公司 检测 -X-ray
一步步编辑推荐奖
粘合剂 Vitralit®
UC 1633 好乐紫外技术贸易（上海）有限公司 固定
一步步网络推荐奖
全自动在线植球机 东莞市崴泰电子有限公司 智能设备
向第十八届一步步卓越奖获奖者祝贺
Congratulations to the Winners of the 18th Step by Step Excellence Awards
*企业排名不分先后
卓越奖 Excellence Awards
2024年12月/ 2025年1月 SbSTM 15
自动化脚本，自动收集和更新模型，我们的系统能够使用户检查所
有的特征，并精确地识别各种各样的缺陷。AI2 技术通过消除原来所
需的调整参数或微调算法，简化了操作，使其成为效率至上的高混
合和大批量应用的理想选择。
质量 ：随着向更小的组件和更高耐用性的产品制造要求的发展，
SQ3000M2 在保持质量和可靠性方面发挥着至关重要的作用。通过
提供全面的检查和计量数据，它使制造商能够在生产过程的早期识
别和解决潜在的缺陷，从而最大限度地提高产品质量。
成本效益 ：通过减少人工检查，并最大限度地减少由于缺陷而
导致的昂贵的退货，SQ3000M2 为制造商带来了显著的成本效益。
随着时间的推移，其提高产量和改进工艺的能力将转化为切实的财
务节约，使其成为任何工厂的有价值的投资。
环保性 ：SQ3000M2 采用节能 LED 照明技术，最大限度地降低
了功耗，同时最大限度地提高了缺陷检测能力。此外，其高效运行
能力有助于工厂的整体资源节约。
易用性 ：凭借其用户友好的界面和直观的控制，SQ3000M2 很
容易在现有的生产流程中实施。其自动化功能，如动态 Z 高度校正
和自动对焦功能，简化了检测过程，减少了大量的对操作人员培训
的需求，并确保了与制造操作的无缝集成。
可维护性 ：Nordson Test & Inspection 公司对客户满意度的承诺
一直延伸到了其产品的可维护性。SQ3000M2 的设计具有高可靠性
和长寿命，结构坚固，易于维护。在维修或保养时，Nordson 的专业
支持团队将提供及时的帮助，最大限度地减少停机时间，确保不间
断运行。
检测-AOI
Nordson Test & Inspection
SQ3000M2 AOI及计量系统
创 新 性：Nordson
Test & Inspection 公司的
SQ3000M2 技术在自动光
学检测和计量系统领域取
得了突破性的进展，是专
门为引线键合应用而量身
定制的。其创新的变焦计
量（FVM）技术设定了精
密测量的新标准，确保了
键合线高度评估的极高的
准确性。
速度 / 吞吐量 ：超高速编程能力将易用性提升到新的高度，显
著加快了设置速度，简化了流程，减少了培训工作量，并最大限度
地减少了人为交互，从而节省了宝贵的时间和成本。我们的解决方
案通过集成 AI2（自主图像判读）技术，实现了更智能、更快速的检测，
确保在不到 13 分钟内完成设置。凭借数据丰富的预加载的数据库和
第十八届卓越奖
获奖产品简介
SMT 硬件工具类
卓越奖 Excellence Awards
16 2024年12月/ 2025年1月 SbSTM
体运行的稳定性。使用线性 X 和 Y 平台，TROI ™ 提供 ±5 µm 以
下的高精度。
灵活性 ：D2 系统的双通道、双头配置，提供了无与伦比的灵活
性。它适应各种检测场景，包括不同的 PCB 版本和配置，显示了对
不同生产要求的适应性。
速度 / 吞吐量 ：D2 系统的双通道和双头设计，极大地提高了吞
吐量。通过同时检测两种不同的 PCB，制造商可以显著提高检测速度，
优化生产效率。
性能 ：PEMTRON 的 D2 系统通过其 2D 和 3D 同时检测算法，
实现了卓越的性能。远心镜头、高速 CPU 和精确的 PZT 操作，有助
于实现最佳的性能，确保准确的检测结果和可靠的可重复性。
用户友好性 ：D2 系统以其直观的 GUI、内置的库管理系统和离
线实时调试站，优先考虑了用户友好性。检测头组成的简单性和先
进的 3D 技术增强了用户的便利性。
可维护性和可返修性 ：PEMTRON 在设计 D2 系统时考虑了易
维护性和易返修性。该系统具有简单的检测头组成，便于维护、简
单的组装和设置。内部开发的关键部件，如远心镜头和 PZT，确保
了长期可靠性和易维修性。
涂覆-点胶设备
ViscoTec 维世科
preeflow®
eco-PEN XS 180 微型计量泵
作为 ViscoTec 维世科旗下精密计量供给
设备闻名的品牌，preeflow 开发了最新型的微
型计量供给泵 eco-PEN XS 180，专为追求达
到最小计量输送量所设计，立志于成为目前
世界上最精密的体积式微量计量供给泵，开
启微量计量供给技术（0.25 µl *）的新里程碑。
eco-PEN XS 180 可对纳升和微升范围内
的各种流体物料进行高精度计量输送，产品
减少了总重量，约 175 克，工作平台可以实
现更快的轴加速度。附带前端的支装适配器
可以在工作间距相对较窄的空间约 25 毫米放
置每一个计量单元。
随着工业的发展，芯片封装变得越来越小，PCB 的复杂性日益
增加，确保重复精度的精准计量技术对于制造商来说比任何时候都
重要。无论是点式计量出料还是线式计量出料，eco-PEN XS 180 都
能确保可靠且放心地处理最小的计量量，微珠宽度大于 0.1 毫米 * 起
即可计量供给。它能可靠、精确地计量焊膏、贴片粘接剂、边缘粘
合剂、导电胶、底部填充剂或灌封材料等流体物料。对于 SMT 制造
业应用，渐进式空腔技术的计量泵可实现计量多种粘度的物料，含
有固体的流体也可以以特别低的剪切力进行计量，并能防止物料分
离或填料颗粒的破坏。
eco-PEN XS 180 的诞生，旨在创造出目前世界上最小的微型计量
供给器，从而实现再一次突破计量应用的可行界限，开辟新的可能性。
产品亮点 ：
·旨在达到处理最小体积计量量 -0.25 µl *
·产品轻 - 适用于高轴加速度和多个计量泵安装
·前置支装分配器 - 可在间距约 25 毫米的空间安装
·360° 旋转鲁尔锁用于物料入口的定位
·优化死角 - 较之前产品减少了三倍
（* 最小计量供给量取决于应用）
锡膏印刷-模板/丝网印刷
依工电子设备
自动转换技术
Edison II ACT（自动转换技
术）使用简单，易于采用，可扩
展的自动化解决方案。更高效率
和富有成效的生产运行，降低成
本，增加产能。
Edison II ACT 集成了快速
且 性能稳定的自动转换技术，
减少对操作员的需求，从而实现
无错误转换，提高良率和产能。
Edison II ACT 的设计目的是使
用简单，易于采用，对操作技能要求较低。这种创新且高性价比的
解决方案可以渐进式升级，逐步实现完全 自动化。
无可比拟的精准度和产能 The MPM®
Edison ™ II ACT 是业界
最为精准的印刷机 ：经过独立的第三方印刷能力验证机构 (PCA) 验
证的 ±8 微米对准精度和 ±15 微米锡膏印刷重复精度 ( ≥ 2 Cpk @
6σ)。 Edison II ACT 具有平行处理能力带来了无可匹敌的 15 秒总循
环时间。
渐进式升级，逐步实现完全自动化制造商在实现无人工厂化的
进程中处于不同的阶段。我们的解决方案旨在 针对这些差异，提供
适应各种情况的分层服务。您可以从 Edison II ACT 基础机器开始，
根据需要升级其功能，以满足您实现自动化的时 间安排。高量制造
商将受益于全自动转换锡 膏筒和模板。高混合制造商则从全自动转
换支持工具及模板和锡膏筒 转换中受益。
检测-SPI
PEMTRON
D2（双通道和双头）
创新性 ：PEMTRON
的 D2 系统充分体现了自
动化光学检测和焊膏检
测领域技术的独创性和
创新性。双通道和双头，
可以同时检测两种不同
的 PCB，展示了无与伦
比的创新性。该系统能够同时检测不同的电路板，如 8 路 +4 路 /12
路 +4 路 /8 路 +8 路配置，为 AOI 和 SPI 技术设定了新的标准。
与现有技术的兼容性 ：D2 系统与现有技术无缝集成，确保制造
商能够顺利将这种先进的检测系统整合到生产过程中。兼容性是其
一大关键优势，可以有效地集成到不同的制造环境中。
成本效益 ：除了其突破性的功能外，D2 系统还引入了一种高成
本效益的检测方法。双通道和双头设计，显著提高了吞吐量，最大
限度地提高了制造商的价值主张。
设计 ：PEMTRON 的 D2 系统拥有先进精细的设计技术，不仅
可以容纳双通道和双头，还提供了用户友好的 GUI、内置的库管理
系统和离线实时调试站。该系统的可定制性，可根据各种检测对象
进行调整，反映了其深思熟虑和精心的设计。
预期可靠性：D2 系统的设计确保了一致性和可靠性。远心镜头、
高速 CPU 和图像处理功能的结合，增强了系统的可靠性，有助于整
卓越奖 Excellence Awards
2024年12月/ 2025年1月 SbSTM 17
i3070 7i 测试系统的特性与优
点 ： • 双倍测试节点 ：在保持紧凑
的占地空间的同时，可容纳多达 2
倍的测试节点。 • 集成超级电容测
试 ：通过集成现有的解决方案轻松
测试高达100法拉（F）的超级电容。
• 实现低电流测量 ：实现低至 100
纳安（nA）的测量，缩短开发时间。
• 加速短路测试 ：与传统方法相比，
执行增强的短路测试算法速度提高
50%。 • 提高覆盖率 ：通过自动集
群测试生成来提高覆盖率。 • 便于
扩展 ：提供内置功能端口以扩展测试功能。 • 克服访问限制 ：集成
x1149 边界扫描分析仪以克服受限的测试访问。
产前准备-清洁机
普思玛等离子处理设备贸易（上海）有限公司
常压等离子镀膜系统 Openair-Plasma@ PlasmaPlus@ PTU
常压等离子镀膜系统 Openair-Plasma@ PlasmaPlus@ PTU 源
自 Plasmatreat GmbH。该系统利用
Openair-Plasma@ PlasmaPlus® 等离子
技术，集成等离子活化改性和镀膜技
术对 PCB 表面进行预处理，提升 PCB
表面的润湿性从而粘接能力和粘接界
面的致密性，满足不断提升的老化环
境测试要求。除此之外，系统配置的
等离子镀膜喷枪结合不同配方的镀膜
材料，在 PCB 表面实现多种功能性镀
层。如 EMI 防护镀层、金属表面助粘
镀层、疏水镀层防止溢胶等功能。
工艺特性 ： 1. 均匀性大于 95% 2.
可对产品进行选择性处理 3. 处理速度快，节拍时间短 4. 适用于敏感
电子器件 5. 高效环保的镀膜工艺。
产前准备-智能锡膏存储柜
苏州山木智能科技有限公司
智能锡膏存储柜
智能锡膏存储柜是山木智能专业
针对 SMT 行业锡膏管理使用中常见的
人工操作繁琐、工作量大、时间控制不
准确、品质稳定性差等问题设计的智能
化自动化锡膏管理设备，采用山木自主
软件系统，设备集自动扫码、自动冷藏、
锡膏预约、自动回温、自动搅拌，领料
等功能与一体，锡膏严格执行先进先出
的出料原则，MES/ERP 等系统个性化
无缝对接交互，锡膏信息全程可正 / 反
向追溯，让工厂的锡膏管理使用更自动
化，智能化，标准化，数据化。
插件-标准机
诺贝机电设备（江门）有限公司
诺贝高速插件机
全自动立式插件机 伺服
电机驱动，360°插入角度，
实现高速高密度插件。 插件
不良自动检测，可以选择自
动补插功能。 全自动上下板
轨道系统，配合上下板机实
现全自动流程。 支持 2.5/5.0，
7.5/10.0/3.5mm 跨距（选项）。
触摸屏中文界面，高端、便捷、
易用。
电源额定电压：3 相
380V±20V 频率 ：50/60HZ 额定容量 ：约 4.0kVA 空气源 供给气压 ：
Min 0.45Mpa-Max 0.8Mpa ( 运转气压为 0.45MPa-0.5MPa) 供给空气量：
约 80L/min（A.N.R）设备尺寸 W2120mm*D1750mm*H1610mm( 不
包信号塔，料架 ) 重量 主机重量 ：约 2000kg( 仅主机 ) 速度 快速插
件 ：0.168 秒 / 点 适合元件 间距：2.5mm/5.0mm( 标准型号 ) 间距：
3.5mm/7.5mm/10.0mm（选购型号√）插入方向 360°方向（1°为单位）
补插方式 自动机器补插 / 手动机器补插 识别方式 自动识别 适用基板
尺寸 最小 ：50*50mm 最大 ：500*380mm 折弯角度 N 字形 35°角 供
料器 5.0mm 标准供料器（20 支）
检测-X-ray
深圳市日联科技有限公司
3D-CT 在线X射线检测设备 LX9200
LX9200 是新一代全面升级
3D 在线 X-Ray 自动检测设备，
可轻松应对不同用户多方位、多
角度的产品检测需求。产品具有
高速在线自动检测 ；360°环绕
斜 视 3D 重建；2D、2.5D、3D
多模式自由选择 ；模块化设计、
支持功能扩展、定制开发等亮点。
主要应用于半导体、SMT、
DIP、电子元器件检测，覆盖
IC、BGA、CSP、倒装芯片
POP、 Void等多种封装类型检测，
还可用于汽车零部件、铝压铸模件、LED、电池、光伏行业以及模
压塑料、陶瓷制品等特殊行业检测。
检测-ICT
是德科技中国有限公司
E9988GL Keysight i3070 系列7i高密度在线电路测试
（ICT）系统
Keysight i3070 系列 7 在线测试系统配备最新的四倍密度测试针
卡，最多可容纳 5760 个测试节点，同时保持纤薄的 800 毫米宽度的
占地面积。这种增加的容量为复杂的测试需求提供了更多资源，并
允许处理更大的板子，从而节省了板子处理和传输时间。
卓越奖 Excellence Awards
18 2024年12月/ 2025年1月 SbSTM
·最小线宽 0.2mm, 最小点径 0.2mm
·压电式驱动 , 切换速度快 , 可软体校准采用快拆式喷嘴
·撞针设计 , 拆卸方便消除 Z 轴的移动 , 可提高移动效率
·非接触式喷胶，点胶速度快
·改善的胶阀冷却系统使点胶稳定性更高
·更先进的胶阀控制逻辑 , 稳定，高效
·增加液盒套件快拆，维护保养方便快捷
智能设备
东莞市崴泰电子有限公司
崴泰科技
VT-860A Ⅱ是一款高精密
全自动在线植球机，主要适用
于 SiP(System In a Package 系
统级封装 )、SoC、PoP、BGA
等先进封装锡球的安装，具备
自动植球、AOI 检测（强大的
AI 深度学习系统自动检查多
球、少球、球偏位、大小球、
球瑕疵等）。广泛应用于汽车
电子模块、半导体封装行业。
固定
好乐紫外技术贸易（上海）有限公司
粘合剂 Vitralit®
UC 1633
Vitralit® UC 1633 是 Panacol 一款透明的环氧
树脂体系纯 UV 固化胶黏剂。 Vitralit®
UC 1633 的
基本性能特点之一是其粘度极低，170-230mPas，
非常容易施胶 ; 它同时拥有极低的吸水率，仅 0.5%;
作为一款环氧树脂胶黏剂，它也有优秀的表干性能。
除此之外，这款胶光学性能稳定，拥有极强的耐黄
变性能，尺寸稳定性强，且已经在客户端通过了严
苛的可靠性测试。 Vitralit®
UC 1633 对玻璃有优秀
的粘接力，再加上其高透光性，高耐黄变性能，与
PDMS 的兼容性，使其成为光学镜片粘接的首选，
也是作为压印材料的选择之一。这款胶黏剂的出现，
满足市场对 UV 胶耐候性的发展需求，为相关领域
市场提供全新的用胶选择，大大改善行业内目前存
在的 UV 胶的一些应用痛点。
涂覆-点胶设备
ViscoTec 维世科
vipro-DUO 双组份计量泵
创新和品质一直是 ViscoTec 维
世科的产品服务于各行业客户所坚
守 的 理 念 基 石。 距 离 ViscoTec 维
世科划时代的革新技术产品 viproPUMP 单组份计量供给泵诞生不到
一年之际 , 我们隆重地向大家介绍
新一代双组份流体输送计量泵 viproDUO，一款由久经考验的技术与创新
精神完美结合的成果体现。
基 于 vipro-PUMP 单 组分计量
泵 ( 荣获 2023 一步步卓越奖创新奖）
的革新技术 , 结合久经考验的双组分
ViscoDUO 计量泵，双组份领域现在
也有了模块化设计的计量头，viproDUO 在设计和功能方面做到了两全其美。
设计上减少了安装支架，产线规划设计师和机械工程师都将受
益于优化的安装空间。自带的安装背板将 vipro-DUO 和机器臂结合，
使用自动化产线的用户都会对这一技术上的优化感到满意。混合块
两边带有排胶阀门，确保了双组份物料混合区域的通风，轻松排气
排胶。此外，设计上还优化了计量泵与物料混合区域的连接，使其
更易于维护。
用于监控过程的计量压力传感器安装在正面，设计上减少了轮
廓干涉。vipro-DUO 可以通过侧面的阀门在计量压力下轻松地实现
高精度校准。与 ViscoTec 维世科旗下的其他产品一样，vipro-DUO
同样基于久经考验的无限循环螺杆泵技术，所以在处理的流体介质
方面应用广泛，从低粘度到高粘度的各种流体介质均可进行计量配
送，即使填料含量较高，也能确保获得高精度的结果和维持较长的
产品使用寿命。
产品优势 ：更紧凑的设计 ：- 可变的正面和侧面的对齐式供料，
使产线布局更灵活 - 位于正面的计量压力传感器，节省了胶枪在 Y
轴空间并提升了 Z 轴的自由度 - 自带传感器的分线盒，更方便整齐
地与系统集成 更简易的操作 ：- 螺纹拧紧替代了抱箍设计，使总体安
装更简单快速 - 混合快上的阀门可以直接用于排气，排胶，校准 更
模块化的设计 ：- 不同材料定转子可直接替换 - 可灵活选择静态混合
接头 ：F、B 钟型混合器连接套件 更为客户需求考虑的配置 ： - 自带
固定背板，可准确方便固定于机器人上，同时稳定的固定胶枪，进
料管路，进料压力传感器和分线盒 - 可以单独更换转子，无需更换
整个总成。
涂覆-点胶设备
苏州希盟科技股份有限公司
压电喷射阀
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喷射
·高速度 ：最大喷射速度 1000 次 / 秒
·高精度 ：胶点尺寸始终保持一致，体积误
差士 1% 以内
智能制造
材料类
Experts Talk 名匠解析
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 19
1.金脆效应
1.1 定义与特征
1） 定义 ：钎料中 Au 的含量超过 3% 或在金属界面
处形成 AuSn4，导致焊点金脆化或机械强度下降现象称为
“金脆效应”。
2) 特征 ：
① 电子行业软钎焊接中，Au 是抗氧化性很强金属及
钎料对它有很好的润性。所以 Au 成为最常用的表面镀层
金属之一。但作为焊料里的杂质，金对钎料的延展性是非
常有害的。由于回流焊接时间很短，几秒内即完成，所以
Au 不能在焊料中均匀地扩散，这样会在局部或 IMC 附近
形成高浓度层 AuSn4，这层的机械性能最低 ；
② Au 在焊接后光泽变差，颜色发白，从表面看很像
冷焊或虚焊。在光亮镀 Au 时会在镀层界面产生由聚积物
引起裂纹 ；
③ Au 表面镀层的焊料中会形成脆性的 Sn-Au 金属间
化合物（主要是 AuSn4）。虽然低浓度的 AuSn4 能提高含
锡焊料的机械性能（拉伸、剪切强度、延伸率），但当金
在焊点中的含量超过 3wt% 时或 Sn-Au 金属间化合物（主
要是 AuSn4）堆积在 IMC 附近，都会使机械性能迅速下降。
如图 1 所示 IMC 附近 AuSn4 引起脆性断裂。
1.2 焊点中 Au 形成“金脆效应”条件
1）在焊接过程中，Au 溶解到焊料中，在凝固时析出
郭宏飞
（上海正泰智能科技有限公司）
电子产品装联过程可靠性热点问题（三）
AuSn4 并均匀地分布在焊点中，BGA、CSP 等在再流焊接
的焊点中，Au 的浓度通常都不会超过 1wt%，故这些焊点
通常不会变脆 ；
2）焊点机械性能随着 Au 含量增加而增加，当如果
Au 的浓度在焊点中到达 3wt% 处达到峰值，此后焊点机
械性能逐渐减弱，并在 6wt% 处急剧降低，故通常认为
Au 的浓度应限制在 3wt% 为宜 ；
3）含有 Au 的焊点老化 \\ 烘烤之后，析出的 AuSn4
颗粒会从焊料内部向钎料和 Cu 间的界面运动，由于金属
化合物中 Au 和 Sn 的比为 1/4，故少量的 Au 也会在界面
处析出较厚的 AuSn4 层，此时 Au 浓度只要超过 0.1wt%
就有可能在界面处 AuSn4 层引起脆性断裂。如图 2 所示焊
点老化后主要断裂区域示意图、如图 3 所示焊点老化后在
界面处由于迁移析出 AuSn4 层。
1.3 形成机理
1）在镀层为金的金属基材焊接过程中，由于 Au 回
图 1 ：IMC 附近 AuSn4 引起脆性断裂。 流焊接时间很短，几秒内即完成，Au 不能在焊料中均匀
图 2 ：焊点老化后主要断裂区域。
图 3 ：焊点老化后在界面处由于迁移析出 AuSn4 层。
名匠解析 Experts Talk
20 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
地扩散，在局部或 IMC 附近形成高浓
度层 AuSn4，引起金脆效应 ；
2）Au 层厚度过厚，引起焊点中
Au 的浓度在焊点中到达 3wt% 及以
上，引起金脆效应 ；
3）含有 Au 的焊点老化 \\ 烘烤之
后，在焊点中析出的 AuSn4 颗粒会从焊料内部向钎料和
Cu 间的界面运动，界面处析出较厚的 AuSn4 层，引起脆
性断裂。
1.4 采取措施
1）在含有 Au 镀层焊点回流过程中，提高焊接温度，
使 Au 均匀分布在焊点中，避免在局部或 IMC 附近形成
高浓度层 AuSn4 ；
2）控制 Au 层厚度，减少焊接后金在焊点中的浓度 ；
3）控制含有 Au 镀层产品使用环境，避免长期使用
在高温环境中引起 AuSn4 从焊料内部向钎料和 Cu 间的界
面运动，引发脆性断裂。
2.芯吸效应（灯芯效应）
2.1 定义与特征
1）定义 ：PCBA 焊接时熔化的焊锡沿着器件引脚向
上爬升 ( 像酒精沿着灯芯向上爬升 )，PCB 焊盘上焊锡大
量被抽走，呈现焊盘上焊锡量不足的现象称谓“灯芯效应”，
如图 4 所示典型灯芯效应后形成焊点 ；如图 5 所示焊接之
后外形观察芯吸现象 ；
2）特征 ：PCBA 焊接机理中，焊锡固有特性是“焊
锡总是从低温流向高温”，焊接时如果器件引脚的温度高，
液态焊锡会沿着引脚向上爬升润湿元器件引脚，就像是煤
油灯里的煤油沿着灯芯往上抽，严重者焊锡接触到元器件
塑封本体。灯芯效应的形成一般在延伸脚器件上居多（如
鸥翼型封装、J 型封装、L 型封装），形貌特征是大部分的
焊料沿着引脚向上芯吸，在焊盘上只留下少量焊料，形成
了饥饿焊点或开路焊点。假如没有形成饥饿焊点或开路焊
点且焊锡没有接触到焊锡本体，此现象可以接受的，如图
6 所示芯吸效应形成过程。
2.2 形成机理
形成芯吸效应直接的推动力是在引脚和印制板之间
温度的差异、引脚的可焊性与 PCB 焊盘可焊性差异引起
熔融焊料的湿润力差异。常见的原因有 ：
1） 再流时引脚的较小热容量，其温度常常高于印制
板引起芯吸 ；
2） 再流时元器件引脚可焊性明显比 PCB 焊盘可焊
性佳引起芯吸，假如形成饥饿焊点或开路焊点，被引脚的
不良共面性进一步恶化 ；
3） 使用快速润湿速率的助焊剂或使用容易润湿的焊
料合金也会促进芯吸效应的发生 ；
4） 使用了耐热性高的助焊剂及时间长的温度 - 时间
曲线场合中。表现在熔融的焊料向上湿润到引脚的上部。
2.3 灯芯效应危害
1）灯芯效应引起密间距元器件短路或焊盘少锡开路；
2）元器件形成饥饿焊点，引起焊接面积减少，导致
焊接强度减弱 ；
3）焊锡爬升导致鸥翼脚上部弯折区失去弹性，降低
了引脚吸收机械应力、
热应力的能力，三级产品外观检验判定为不接受 ；
(a) 翼形引脚芯吸现象 (b) BGA的NWO ，一种特殊芯吸现象
图 4 ：典型灯芯形成焊点。 图 5 ：焊接之后形成芯吸现象。
熔融焊锡
木熔焊膏
图 6 ：芯吸效应形成过程。
Experts Talk 名匠解析
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 21
4）连接器灯芯效应，焊锡穿过
连接器本体进入接插装配区，影响装
配接触性能，判定为不允收 ；
5）灯芯效应焊锡通过引脚与本
体结合处不紧密处通过毛细作用进入
器件内部引起器件功能失效。
2.4 采取措施
1) 工艺和设计方面
① 温度曲线优化。PCB 焊盘可
焊性较差而器件端子可焊性佳时，注
意炉温曲线恒温区需具备一定时间，
让助焊剂有充分时间清除 PCB 焊盘
氧化层，避免焊锡熔化时助焊剂仍未
能将 PCB 焊盘表面氧化层清除出现
灯芯效应 ；
② 避免 PCB 温度与器件本体温
度落差过大
③ 使用较慢的加热速率，避免
使用气相再流方法 ；
④ 使用底部加热，少使用顶部
加热 ；
⑤ 提高元器件引脚的共面性 ；
⑥ 遮盖导通孔 ；
⑦ 手工焊接出现灯芯效应时注
意焊接驻留时间及烙铁温度设定值不
可过高 ；
2）材料方面
① 器件端子镀层处理采用分段
方案，预防焊锡爬升过度 ；
② 选用端子、本体一体成型注
塑方案，确保塑料本体与端子的紧密
接合 ；
③ 使用较小塌陷趋势的焊膏，
用较高黏度的焊膏 ；
④ 使用较慢润湿速率的助焊剂；
⑤ 使用较高活化温度的助焊剂 ；
⑥ 使用延时熔化的焊膏，如非
共晶合金焊料的焊膏。
3. 锡珠现象
3.1 定义与特征
1）定义 ：指在再流焊接过程中形
成的一或多个较大球状或不规则的锡
球，一般指大的锡球称之为锡珠现象；
2）特征 ：
① 锡珠一般位于片式元件两侧
或底部，再流焊接产生的锡珠是通过
助焊剂残留物牢固粘在 PCBA 上，只
有用水或溶剂清洗才能将其清除掉。
测试或运输振动过程不会导致锡珠移
动，因此不用担心其可靠性。锡珠成
为缺陷主要是出于对外观的考虑，对
于采用清洗工艺的生产线和非密间距
产品来说，锡珠不是严重缺陷，如图
7 所示片式元件形成锡珠 ；
② 锡珠的存在主要影响产品最
小电路安全间隙，有时直接导致短
路，而随着产品的细密化快速推进，
最小安全间隙 0.13mm 已经不合适，
如智能手机上器件间最小间隙已经到
0.10mm，对于密间距的产品锡珠控制
问题成为必须面对的课题。对于密间
距的产品使用的锡膏锡粉颗粒更加细
微，其锡粉含氧量更高，焊接时形成
锡珠的机率增加。相对密间距 PCBA
业者而言，控制锡珠更是雪上加霜。
3.2 锡珠形成机理
锡珠产生与特定封装有关，如低
间隙（Low stand-off）片式元器件居多。
主要形成机理是元器件底部不润湿面
处有多余的焊料存在，在熔融焊料表
面张力的作用下被挤出来形成锡珠。
常见的影响原因如下 ：
1）再流焊接预热时，升温速率太
快，焊膏中溶剂挥发过猛，将焊膏“炸”
出焊盘范围形成锡珠。印刷锡膏后进
入回流焊 , 当第一温区设置温度过高
时，板上的锡膏会被快速加温，剧烈
温变导致锡膏内溶剂快速挥发，过大
的挥发速度将锡粉带出，形成锡珠 ；
2）焊膏印刷全部覆盖焊盘，贴
片时压力过大，将焊膏挤出焊盘范围
形成锡珠。
物料贴装时对锡膏有一定挤压
力，当贴装参数设置不当时，器件被
快速压入锡膏，锡膏被挤压溅出，形
图 7 ：在元器件中间形成锡珠。
图 8 ：PCB 拒焊引起锡珠。
名匠解析 Experts Talk
22 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
成锡珠 ；
3）片式元件大焊盘设计，再流
时元件塌落过程将熔融焊料挤出焊盘
的范围 ；
4）PCB 拒焊导致锡珠。PCB 拒
焊导致的锡珠源于锡膏熔化焊锡无法
在 PCB 板面聚合，板面上锡膏各自
收缩形成锡球 ；如图 8 所示 PCB 拒
焊引起锡珠 ；
5）元器件拒焊导致的锡珠。主
要出现在 Chip 类端电极、表面贴装连
接器、钽质电容。这几类元件如果拒焊，
元件将焊锡挤压外溢，导致被挤压出
去的焊锡无法有效收回形成锡珠 ；
6）再流焊接预热温度。温度曲
线对锡珠的影响进行试验研究，发现
预热温度越低锡珠率就越低。显然，
预热温度较低锡膏出气率也低，将焊
膏从主要涂覆部分排气的推力也小，
形成锡珠概率也低 ；
7）锡膏锡粉含氧量导致锡珠。锡
膏中锡粉含氧量随锡粉粒径降低而增
加 , 锡粉粒径越小，相同质量锡膏表
面积越大，锡粉中含氧量越高，锡膏
融化时更加容易形成锡珠。JIS-Z-3284
定义了锡膏锡珠试验的标准 ；
8）焊膏印刷厚度越厚形成锡珠
增加，这是因为有较高的塌陷可能性
和更多助焊剂排出气体。减少锡珠设
计的准则是减少元器件下面印刷的焊
膏量，如图 9 所示消除锡珠钢网开口
设计形状。因此，锡珠可通过把焊盘
从大的矩形改变成较小的梯形来得到
纠正，或应用较薄锡膏的涂覆。
9）钢网孔壁粗糙度导致锡珠。
锡膏印刷制程中钢网孔壁粗糙度影响
脱模效果，孔壁粗糙，锡膏自钢网孔
壁中脱离时受孔壁毛刺的阻挡形成拉
尖或零散的锡粉颗粒，如图 10 所示
钢网孔壁粗糙与锡膏印刷形成锡珠。
锡膏印刷拉尖倒塌后，锡粉颗粒距离
焊盘较远，焊锡熔化时不能被收回熔
化成焊点，形成锡珠 ；
10）印刷锡膏之后粉化效应导致
锡珠。锡膏印刷制程中，因某种原因
导致 PCB 板面或钢板底部溶剂残留
（如清洗钢网导致溶剂残留、印刷洗
板溶剂残留、印刷机擦拭系统溶剂喷
涂不均匀），锡膏印刷时，钢网内的
锡膏接触 PCB 板面并向溶剂内延伸
的现象，称谓粉化效应。锡膏粉化效
应出现时印刷出来的锡膏边缘出现毛
边及众多锡粉颗粒，焊锡熔化时不能
收回形成焊点，引起众多锡珠产生。
如图 11 所示由于锡膏印刷粉化效应
产生锡珠 ；
11）锡膏回温不足，存在锡膏结
露现象导致锡珠。锡膏在 2℃ ~10℃
环境下保存，使用前需自冰箱内取出
回温至室温。回温时不得使用热水泡、
或在高温环境下加热。对锡膏加热会
导致助焊剂变质，损伤其固有特性。
锡膏回温不足，开封使用时锡膏遇冷
凝结成露珠进入锡膏内，在进入回流
炉时被加热汽化，剧烈的汽化现象会
带出锡粉颗粒，称谓“炸锡”，形成
大量锡珠。业界一般要求锡膏在室温
下自然保存 4 小时及确保锡膏瓶内外
温度一致。
12）元器件本体挤压锡膏导致锡
珠。元器件本体挤压锡膏形成锡珠属
图 9 ：消除锡珠钢网开口设计形状。
图 10 ：钢网孔壁粗糙与锡膏印刷形成锡珠。
图 11 ：锡膏印刷粉化效应产生锡珠。
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2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 23
于 DFM 范畴，如 Chip 类本体、连接
器本体无 Stand-off、钢板开孔扩孔区
域过大。贴装后塑料本体或 chip 本
体挤压锡膏并隔断焊锡熔化后形成锡
珠。如图 12 所示贴片电阻本体挤压
形成锡珠 ；
13）波峰焊产生锡珠
① 预热温度不足、助焊剂中含
有水份过多 ；
② 助焊剂本身变质，如长期存
放变质、助焊剂成份不稳定 ；
③ 助焊剂喷涂量过大 ；
④ PCB 吸湿严重 ；
⑤ PCB PTH 质量差，如孔壁粗
糙度过大、铜厚不均匀、孔壁存在破
铜烂壁 ；
⑥ 插件元器件本体无 Stand-off
结构，焊接时堵塞热气体逃逸通道 ；
⑦ 载具与 PCB 板面间残留过度
的助焊剂，遇锡波时剧烈汽化，选择
焊相对与波峰焊而言，更加出现锡珠。
出现锡珠现象时，PCB 阻焊层结构会
影响锡珠存留机率。哑光油墨表面粗
糙度较大，炸锡 ( 溅锡 ) 形成的锡珠
接触板面时接触面积较小，不易粘附
在表面形成锡珠。亮光油墨粗糙度相
对较低，锡珠接触板面面积
更大，容易吸附并存留。如
图 13 所示 PCB 亮光阻焊膜
形貌锡珠形成。
3.2 锡珠形成解决对策
总的来说，解决锡珠的
办法有 ：
3.2.1 工艺方面
1）焊盘设计与元器件端子匹配；
2）减小钢网厚度及开口尺寸 ；
3）使用能较少印刷到元器件下
面焊膏的开口设计，如防锡珠的钢网
设计 ；
4）降低预热升温速率及降低预
热温度 ；
5）减小元器件贴放压力 ；
6）在使用前预先烘烤元器件或
PCB。
3.2.2 材料方面
1）使用较低活化温度的助焊剂
及较高活性的助焊剂 ；
2）使用较高金属含量的焊膏 ；
3）使用较粗粉粒焊膏 ；
4）使用含氧量较低焊粉的焊膏；
5）使用较少塌陷的焊膏 ；
6）控制元器件与 PCB 可焊性，
防止氧化与污染 ；
7）控制钢网孔壁粗糙度 ；
8）控制锡膏使用管理、回温、
印刷使用 ；
9）控制 PCB PTH 制造质量。
4.墙壁及门缝效应
4.1 定义与特征
1）定义 ：指小元件紧靠高、大、
厚重的器件。当回流焊制程中热风吹
下来被大的器件阻挡，气流向小元件
一侧运动导致小元件移位、立碑、空
焊的现象称之为墙壁效应，如图 14
所示墙壁效应导致平行小元件移位。
门缝效应常见于贴片钽质电容，常见
钽质电容端电极是自本体延伸出的
金属片弯折于器件底部以形成焊接端
子，当弯折在器件本体底部端子与器
件本体不在同一平面时，焊接时端子
将器件撑起，在本体与 PCB 间形成
缝隙。如在另一侧具有大的器件，热
风被高大器件阻挡沿着钽质电容底部
缝隙穿过或者回流焊制程中热风直接
穿过钽质电容底部缝隙，将紧邻的小
元件吹偏位、缺件、立碑、空焊的现
象称谓门缝效应。
2）特征 ：小元件靠近高、大、
厚重的元器件并与之平行，如果小元
件在大元器件正前方，可能产生墙壁
效应；如果小元件在大元器件正后方，
可能产生门缝效应。
4.2 形成机理
形成墙壁效应或门缝效应的本质
原因是由于小元件紧靠高、大、厚重
的器件且与之平行，小元件焊锡量及
粘着力不足以克服热风的作用而导致
被热风吹，造成偏位、缺件、立碑、
空焊等不良现象。常见几种因素如下：
1） 小元件紧靠高、大、厚重的
器件且与之平行 ；
图 12 ：贴片电阻不同挤压形成锡珠。
图 13 ：PCB 亮光阻焊膜形貌锡珠形成。
图 14 ：墙壁效应导致紧靠平行小元件移位。
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24 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
2） Reflow 热风风速过大，气流
不均衡、不稳定 ；
3）小元件锡膏印刷存在缺陷。
如钢板开孔太小、拉尖、少锡、塞孔、
两焊盘间距过大器件贴装浮在锡膏
上，未压入焊锡内。
4.3 改善措施
墙壁效应及门缝效应的常用对策
为 ：
1） DFM 审查时，当小元件紧靠
高、大、厚重的器件且与之平行时，
可以将小元件改为垂直于大元件或将
小元件外移 ；
2） 降低 Reflow 热风风速，降低
热风流动速度 ；
3）保养 reflow，清洁热风 , 嘴及
回风口，确保热风均匀 ；
4）变更过炉方向，注意转 90°
或 270°过炉，180°过炉一般无效 ；
5）扩大钢板开孔，增加锡膏量
元件 ；
6）贴装时将器件压入锡膏内，
增加锡膏之粘着力。
5.透锡率不足现象
5.1 定义与特征
1）定义 ：指插件元器件波峰焊之
后金属化孔锡在孔内填充不足的现象。
2）特征 ：透锡不足是波峰焊接
中的高发性缺陷。如图15所示X-RAY
检测设备中观察到的金属化孔透锡不
足现象。
5.2 透锡率与湿润要求
IPC-A-610 对一级产品透锡高度
要求为通孔的 50%、二级产品透锡高
度要求为通孔的 75%、三级产品透锡
高度要求为通孔的 100%。金属化孔
引线焊接质量的最低可接收条件如图
16 所示，其具体数据要求如表 2 所示。
5.3 透锡率不足发生场景
透锡率是 IPC-A-610 中的一个主
要指标。透锡率不足的情况一般发生
在以下应用场景 ：
1） 吸热量大的元器件引脚。如
电源块铜柱子、粗的电感线圈引脚、
嵌入铝板的引脚 ；
2） 导热差的元器件引脚。如铁
镍合金材质的引脚（导热系数仅 16
左右，是铜的 1/25）；
3） 常见有引脚接地标准封装，
如电解电容、薄膜电容由于有一个引
脚接地，相当于吸热量比较大的封装；
4） 板子的厚度超过 2.4mm ；
5) 插孔连接平面层数超过规定层
5 层花焊盘连接或 3 层实连接。
5.4 透锡率不足产生机理
影响透锡率的主要因素是孔壁与
引脚的温度，受板厚、掩模开口尺寸、
元器件耐温（允许的预热最高温度）、
孔壁与大铜皮（如地、电层）的连接
等多种因素影响 ；元器件与通孔匹配
性等设计因素 ；还有焊剂喷涂、间隙
（与毛细作用有关）、预热、波峰焊焊
接工艺参数等工艺方面的因素 ；焊锡
合金的本身润湿性、元器件可焊性、
助焊剂活性等材料有关的因素，但这
些往往是能够管控的。主要影响因素
如下 ：
1）设计方面
① 引脚和通孔的孔径不匹配 ；
② 器件无 stand off，器件本体堵
图 15 ： X-RAY 检测设备中观察到的金属化孔透锡不足。 塞通孔（0.2~0.5mm）；
焊盘
焊接面 引线
图 16 ：金属化孔引线焊接质量的最低示意图。
规定 2 级要求 3 级要求
元件面:引线和孔壁润湿范围 180° 270°
孔内钎料充满的程度(占孔总深度的百分比) 75% 75%
焊接面：焊点润湿范围(α) 270° 330°
元件面：焊盘被钎料润湿的比例 0 0
焊接面：焊盘被钎料润湿的比例 75% 75%
表 2 ：金属化孔引线焊接质量基体数据要求。
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2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 25
③ 由于设计导致孔壁与引脚的
温度不足，如接地、接大铜箔。
2）元器件或PCB 通孔可焊性不佳；
3）引脚及PCB 通孔孔壁氧化严重；
4）PCB 通孔品质导致透锡不足
（电镀不良、通孔氧化、通孔污染、
孔壁破铜）；
5）工艺与波峰焊焊接参数设置
① 助焊剂喷涂不足或助焊剂劣
化 ；
② 锡波高度不足 ；
③ 热量供给不足 ；
④ 合金成分及杂质。
5.5 透锡不足改善措施
提升透锡率的方法，应根据具体
情况，按照以下的原理进行优化设计：
1）设计方面
① 减缓铜箔吸热，如控制层数，
采用导热孔、花焊盘、分流孔、加大
间隙等措施补热或阻热流失 ；
② 如果使用掩模板，尽可能扩
大开口面积 ；
③ 架高元器件和减小引脚直径，
提高元器件引脚热阻，减少引脚的热
量损失 ；
④孔径与引脚间隙匹配性
（0.2~0.4mm 对于引脚小于 1mm、
0.3~0.4mm 对于引脚直径大于 1mm），
增加元器件 stand off。
2）工艺方面
提高锡槽温度和预热温度，调慢
传送速度，增加热量供给在，喷涂助
焊剂均匀且无不足或过量。
① 改善基体金属的可焊性 ；
② PCB 浸入钎料波峰一定的深
度而使孔隙内获得一定的向上压力，
这对钎料对孔隙的填充过程有利 ；
③ 对于热容量存在差异的元器
件、PCB，需要设计相应的炉温曲线
以保证热量的供给。
作者简介 ：
郭宏飞 现任职于正泰低压智能电
器研究院。从事电子行业 20 年，精通
PCBA 失效分析、PCBA 工艺可靠性、
PCBA 可靠性设计。熟悉从印刷电路板、
电子元器件封装、焊接材料、焊接工艺、
DFM 到 PCBA 电子装联的每一道工序
的全流程制程，具有较丰富的电子组装
工艺经验，善于分析实际生产中电子组
装过程及客户使用期间 PCBA 工艺可靠
性热点问题，提出有效的解决方案。
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26 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
I. 透射电镜与能谱元素彩色面分布分析技术
随着半导体芯片设计、晶圆制造和先进封装技术的快
速发展，失效分析发挥着非常重要的作用。在失效分析中，
我们不仅要提供快速、和准确的失效分析结果，更重要的
要提供有关半导体芯片内部纳米级的结构和材料 / 缺陷元
素彩色面分布（Elemental Color Mapping）等信息，以满
足客户在半导体芯片研发和生产中的需求。应用透射电镜
分析，我们可以实现和满足上面的要求，特别是最新一代
的 Talos 系列的场发射扫描 / 透射电镜，可提供快速、精
确的纳米材料和缺陷的定量表征 [1]。
以 Talos F200E 场发射扫描 / 透射电镜为例，全新的
设计有超过 150 项改进（专利），配有高亮度电子光源，
以及 4 个高效的 EDS 能谱信号探测器，可以实现快速的
能谱信号采集，并获得精确的定性和定量的 EDS 成分分
析结果，特别是芯片纳米结构、材料和缺陷表面元素彩色
面分布的重要信息。全新的大视场 16M CMOS 相机，可
快速采集高分辨率透射电镜图像（HR-TEM）和电子衍射
图谱。Talos 系列透射电镜在操作上增加了诸多简单、自
动化的设计，简化了材料分析的难度，为纳米尺寸材料及
其结构的快速、精确和定量表征提供了高质量、高可靠性
数据。
华佑南，刘兵海，李晓旻
（胜科纳米（苏州）股份有限公司，江苏省苏州市工业园区金鸡湖大道 99 号纳米城 NW-02-214）
章春阳，李德帅
（赛默飞世尔科技 ( 中国 ) 有限公司，上海市浦东新区金科路赛默飞中国客户体验中心）
文摘 ：在本文中我们将介绍新一代的 Talos 系列透射电镜和研究能谱元素彩色面分布分析技术，并探讨这种新的
探测技术与传统探测技术的不同，以及应用新技术能获得的元素彩色面分布影像具有超高灵敏度和空间分辨率的原因。
我们也将展示几个将能谱元素彩色面分布分析技术应用到失效分析和解决疑难杂症的实际案例。
关键词 ：半导体芯片样品失效分析，透射电镜，EDS 能谱，能谱元素彩色面分布分析技术。
透射电镜分析中能谱元素彩色面
分布分析技术的研究和在
半导体芯片失效分析中的应用
图 1 展示了安装在胜科纳米实验室的新一代的 Talos
系列高分辨场发射扫描 / 透射电镜及能谱仪系统。仪器采
用了操作控制系统和设备主机完全分离的设计，工程师可
以通过控制电脑实现高度自动化的样品分析并撰写分析报
告。
图 1 ：安装在胜科纳米实验室的新一代 S/TEM-EDS 分析仪器 – Talos 高分辨扫
描 / 透射电镜及能谱系统。
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2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 27
谈论到透射电镜分析，首先想到的肯定是使用透射电
镜可以得到高放大倍数和高清晰度的影像照片（包括暗场
像和明场像）。例如，图 2 展示了一个半导体 FinFET 结
构在一百零五万倍（1.05 M×）放大倍数下的高分辨透射
电镜（TEM）图像。但是对新型 Talos 系列透射电镜来讲，
功能还远不止如此。因为新型的透射电镜除了能够提供高
放大倍数和高清晰度的影像照片之外，还能够提供高灵敏
度、高清晰度的能谱元素彩色面分布照片。
能谱元素彩色面分布分析技术是在扫描 / 透射电镜的
STEM 模式下进行的。分析过程中，电子束会在感兴趣区
域内对样品进行逐行逐点扫描。当高能电子束达到样品上
时会与样品发生相互作用并激发出特征 X 射线信号。利
用能谱仪探头可实时对电子作用位置产生的 X 射线信号
进行收集，并使用能谱解析软件对收集到的特征 X 射线
进行解析，便可得到对应位置的元素信息并通过软件以不
同的颜色将不同元素区分显示出来，获得整个区域元素的
彩色面分布图像。如图 3 所示，我们应用透射电镜内的能
谱元素彩色面分布分析技术获得的一张非常清晰的关于半
导体微结构的照片。从图像中不仅能够看到芯片内部门电
路（Gate/Oxide）附近的结构和形貌，还能看到对应结构
上清晰的元素组成分布信息。这些信息对半导体芯片研发
和失效分析是非常重要的。借助此技术可以在极短时间内
获得高空间分辨率的、准确的元素组成定性及定量的彩色
面分布信息。
II. 新一代透射电镜分析中能谱元素彩色面分布分析
技术在半导体芯片失效分析中的研究
为了很好的对比传统 EDS 技术与新一代的 EDS 技术
差异，我们首先从一组对比结果来展示两者之间的差异。
图 4（a）和图 4（b）分别展示了使用传统 EDS 技术与新
一代 EDS 能谱技术获得的元素彩色面分布能谱图像结果。
从图中显示的信息不难看出，传统的 EDS 技术在信号采
集量、图像信噪比、界面清晰度等方面的表现力均较差。
尤其是像 O、N 等半导体器件中常见的轻元素的信号采集
量是明显不足的。同时，相较于新一代的 EDS 技术，传
统技术的数据收集时间要多出数十倍。
导致两种分析技术结果呈现的差异因素主要是探头
材质。对于传统 EDS 技术，其探头材质是硅（锂）- Si（Li）
探头。如图 5 所示，这类探头通常使用液氮制冷。其在低
计数率下工作时可维持较好的能量分辨率。随着计数率的
图 2 ：FinFET 结构的高分辨 TEM 图像，TEM 放大倍率高达 1.05 M×。从图
中可以清晰的看到硅原子的排列。
图 3 ：通过透射电镜中能谱元素彩色面分布分析技术获得的一张关于半导体微
结构的照片。从图像中能够看到芯片内部门电路（Gate Oxide）附近的结构和
形貌，及对应结构上清晰的元素组成分布信息。
图 4 ：应用（a）传统 EDS 能谱分析技术和（b）新一代 EDS 能谱分析技术获
得的彩色元素彩色面分布能谱图像结果比较。
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28 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
增加，能量分辨率会发生下降，导致
元素区分能力变差。而新一代的 Si 漂
移探头（SDD 探头）在高计数率下仍
可保证极高的能量分辨率。另外，相
比于新一代的 SDD 探头，传统 Si（Li）
探头的电子 - 空穴对迁移率也是偏低
的。因此，Si（Li）探头的信号解析效
率要低于 SDD 探头。此外，传统的 Si
（Li）探头面积都较 SDD 探头面积也
通常更小。为了获得高能量分辨率和
高信噪比的 EDS 能谱面分布图，使用
传统 Si（Li）探头要比 SDD 探头长出数十分钟的采集时间。
随着 EDS 采集时间的延长势必还会带来其他问题。
比如，在半导体器件制造过程中往往会引入一些低介电常
数（俗称 low-k）材料。这类材料通常是不耐电子束辐照的。
长时间的电子束轰击会导致材料变形，还可能引发成分或
结构转变。由于 STEM-EDS 技术需要在样品上反复逐帧
扫描，材料的变形会导致 EDS 能谱面分布图中部分界面、
边界变得模糊。同时还可能导致半导体样品发生结构、成
分转变，无法再继续进行后续分析工作。这对于孤点的失
效分析案例是很难接受的。另外，长时间的扫描还需要对
试片进行实时的漂移矫正工作，一方面可能对最终分析结
果造成边界模糊的现象，另一方面还进一步延长了测试分
析时间。
图 6 展示了在最新一代 Talos F200E 上搭配的 Super-X
SDD 探头示意图。其由 4 个独立的 SDD 探头所组成，对
称分布在 TEM 的物镜极靴内。探头总面积达到了 120
mm2
，有效收集角达到了 0.9 srad。对比传统 Si（Li）单探
头设计，Super-X SDD 的多探头设计可从多角度收集样品
激发的 X 射线信号。大面积的探头设计可大幅提升 EDS
能谱信号采集效率，使得原始可能长达几十分钟到一小时
的 EDS 能谱采集时间缩短到了十分钟左右，甚至可以支
持研究人员开展原子级的 EDS 能谱分析工作。对称式的四
探头设计还保证了样品无论在何种倾转角度下均有能谱探
头可以采集大量 X 射线信号，使得对样品进行三维化学成
分重构分析工作成为了可能。由此可见，新型的 EDS 能
谱技术不仅在面分布图像的信噪比、信号探测灵敏度、信
号采集效率等方面有大幅提升，还拓展了包括原子级 EDS
能谱分析、三维化学成分分布解析等应用场景。
所以新型的 Talos 系列透射电镜不仅可以提供高放大
倍数、高清晰的影像照片，也可以提供高灵敏度、高清晰
的能谱元素彩色面分布成像照片。帮助我们在失效分析中
能够探测纳米级别的微结构和微缺陷，和解决一些疑难杂
症，为芯片设计研究、晶圆制造和先进封装等领域客户提
供了快速和有效的分析数据。
III. 新一代透射电镜分析中能谱元素彩色面分布分析
技术在半导体芯片失效分析中的应用
从上面的讨论中我们可以看到，应用新型扫描 / 透射
电子显微镜，除了可以获得高放大倍数下高清晰的影像照
片外（图 2），还能获得纳米级别的半导体芯片结构及成
分元素组成信息（图 3）。除此之外，我们再来讨论几个
在扫描 / 透射电镜中 EDS 元素彩色面分析技术的应用案
例 ：晶圆制造中纳米级别的缺陷的分析和表征、 VIA 结构
的失效分析研究以及半导体器件的三维结构的表征工作。
1. 晶圆制造中纳米级别的微缺陷分析和表征
图 7 展示了使用能谱元素彩色面分布分析技术表征
纳米级别的微缺陷的一个实例。图中展示了使用 Super-X
EDS 探头采集并分析获得的氧（O）元素在感兴趣区域的
面分布图。如图中蓝色箭头
所示，我们可以观察到一层
较为明显的几纳米厚度的富
氧（O-rich）膜层的存在。这
是在使用传统 Si（Li）探头
无法达到的高清晰度、高信
噪比的成像效果和分析能力。
这样纳米级别的微缺陷，使
用透射电镜传统成像技术也
是难以实现的。 图 6 ：Talos F200 系列场发射扫描 / 透射电镜配备的新型 Super-X SDD EDS 能
谱探头的几何空间设计示意图。
图 5 ：传统液氮制冷的
硅（锂）- Si（Li） 能
谱探头。因探头材质及
面积有限等因素导致其
信号采集效率偏低。
图 7 ：应用 Super-X EDS 能谱探头
获得的半导体器件中氧元素成分彩
色面分布图像，可以清晰的探测到
高清晰度、高信噪比的纳米级尺寸
的富氧层微缺陷。
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2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 29
图 8 展示了另一个样品
分析区域内铜（Cu）元素的
EDS 能谱成分彩色面分布分
析数据。从图中黄色虚线矩
形方框圈画的区域可以看见
一条明显的纳米级尺寸的 Cu
元素的线状结构缺陷。该分
析结果为器件铜线间存在漏
电现象提供了有力证据，证明了器件电性异常是由于局部
的铜金属桥连式微缺陷所引起的。
上述分析结果表明，新型 Talos 系列扫描 / 透射电镜
搭载的能谱元素彩色面分布分析技术在晶圆制造的失效分
析领域具有重要的应用价值。我们通过联合创新、研究、
开发和应用了该技术，建立了先进和卓越的分析能力，给
众多的半导体客户提供了一站式的服务，为半导体芯片设
计、晶圆制造和先进封装的研发和生产提供了巨大帮助。
2. 疑难杂症案例 – Via 失效分析
下面我们再来讨论另一个失效分析案例 –Via 失效分
析。图 9（上）展示了晶圆制造中一组 Via 失效的透射电
镜成像照片。从 TEM 照片可以看出，Via 有 2/3 的位置接
触良好，但额外 1/3 的 Via 接触不良。因此根据 TEM 照
片可以判断，这极可能是一个高阻抗的失效案例。但是根
据电性失效分析（EFA）分析结果，该失效案例属于 Via
近乎开路的失效案例。这就造成了物性失效分析（PFA）
与 EFA 结果不符合的结论。
为了搞清楚为何出现 PFA 与 EFA 结果相悖且确定
Via 开路失效的引起因素，我们对该区域进行了 EDS 能谱
元素彩色面分布测试分析。
图 9 （下）的能谱元素彩色面分布结果表明 ：在钨电
极（W Contact）下方和钴硅化合物（CoSix）层上方存在
一层极薄的富氧层（O-rich layer），如图中黄色箭头所示。
因富氧层是绝缘的，因此这是导致电性测试发现 Via 开路
失效的根本原因。
由此案例可知，仅凭 TEM 成像来推断该失效案例是
Via 高阻抗失效是不准确的，并且该结论与 EFA 确定的
Via 开路失效结论是不符的。进一步借助能谱元素彩色面
分布分析技术发现了在 Ti 阻挡层中的富氧层才是最终导
致了 Via 的开路失效的本因。因此，这是一个非常成功的
使用能谱元素彩色面分布分析技术解决的 Via 失效这类疑
难杂症的分析案例。
3. 三维半导体结构的表征
对于复杂的半导体结构，获得半导体器件的三维结
构，进行三维尺度的分析对于获得半导体器件的真实缺陷
结构或者元素分布至关重要。目前在透射电镜中主要采用
电子断层技术，逐步的调整半导体样品的观察角度，从而
重构出半导体器件的三维结构。
新型能谱探头 Super-X 采用对称式设计，因此能谱信
号的采集不再像传统 Si（Li）单探头受限于样品倾转角度，
在不同角度下都可以采集到足量的能谱信号，从而实现了
电子断层技术可以同时采集样品的电子显微镜图像和能谱
数据。
受益于新一代透射电镜能谱探头的发展和创新技术
的研发应用，能谱的收集效率得到极大的提升，因此电子
断层技术采集信号的时间也大大的缩短了，提高了采集结
果的信噪比，实现了高灵敏度的元素彩色面分布采集，也
避免了长时间的信号采集对样品的损伤。
图 10 展示了逻辑器件的三维元素彩色面分布谱图结
构，从图中可以清晰观察到不同元素的分布情况。以上层
图 8 ：应用 Super-X EDS 能谱探头
获得的半导体器件中铜元素成分面
分布图像，测试结果探测到了纳米
级别的桥连式的漏电微缺陷。
图 9. 能谱元素彩色面分布照片显示在钨（W）电极 Contact 下方和 CoSix 层上
方存在一层薄薄的富氧层（O-rich layer）。该膜层导致了芯片 Via 的开路失效。
图 10 ：逻辑器件的能谱元素的三维结构图，不同元素采用不同颜色表示，直
观展示器件的结构细节
下转第33页
名匠解析 Experts Talk
30 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
笔者曾就业的公司有个理念是“走
出实验室、没有高科技，只有
执行的纪律”。这要求制造从业者生
产过程中 100% 执行工艺文件要求。
当制造业者 100% 执行了工艺要求，
产品仍出现品质瑕疵或失效，责任归
结于工艺不良或产品设计不良，其中
产品设计不良的影响尤为严重。譬如
智能手机生产，如果 BGA 不做底部
填充加固处理，无论焊接工艺多么完
美，1.5 米滚筒实验 300 次总是会出
现焊点断裂现象。再如设计一架大载
重运输机，无论设计的多么理想，实
际飞机发动机无法匹配其设计需求，
这种设计就属于不合格设计。产品设
计者需考虑实际生产过程中的可执行
性与生产效益，过多的不合理设计要
求人工克服作业，相当于一部智能手
机生产需要 500 个人手工完成，每部
手机成本高达 5 万 RMB，这种也属
于不合格设计。产品设计者输出的结
果，大部分工厂正常作业都可以做到
并获得很高的一次性良品率，这种设
计称谓产品设计具备可制造性，业
界称谓可制造性设计，英文简写为
DFM。笔者举例说明，抛砖引玉供同
仁参考。
QFN 底部焊盘焊接要求
QFN 对应 PCB 中间散热焊盘设
计常用的方案有八种如图 1 ：
电镀填铜作平
树脂塞孔电镀作平
阻焊正面半塞孔
阻焊反面半塞孔
电镀通孔
散热焊盘分切
散热焊盘中间挖大尺寸电镀通
孔 + 电镀通孔
其它如不规则散热焊盘
电镀填铜作平的 QFN 中间散
热焊盘，钢板开孔遵守以下规则 ：
-- 散热焊盘钢板开孔分切为小
块，形状不限，每块面积不大于周边
功能脚焊盘的 5 倍，推荐功能脚钢板
开孔的 3 倍以内 ；
-- 小块数量越多越好 ；
-- 中间散热焊盘不得使用局部加
厚处理。
树脂塞孔电镀作平 PCB, 中间
散热焊盘钢板开孔遵循原则与 相
同，需要注意的是，分切架桥尽量在
树脂塞孔区域，以防止树脂塞孔缺陷
导致焊接时大的气泡产生。计时可以
参考 PCB 设计文件如 Geber file 以确
定树脂塞孔位置或使用 X-ray 对裸板
检测确定树脂塞孔位置。
阻焊正面半塞孔的设计不推荐
薛广辉
DFM 理论及实际应用 2
图 1 ：QFN 对应 PCB 中间散热焊盘设计常用的方案
使用 ：不利于散热，不利于焊接，无
益于焊点可靠性，不推荐使用。
阻焊背面半塞孔的设计与
相同，不利于散热，无助于焊点可靠
性提升，虽然正面通孔可以被焊锡润
湿，但会出现孔与焊盘抢锡现象，导
致焊接空洞 ；半塞形成的盲孔，不利
于焊点内气泡逃逸，同时会增加焊点
气泡的生长。不推荐使用。& 钢
板开孔注意事项 ：
-- 散热焊盘钢板开孔分切成小
块，小块形状不限制，每块面积不大
于周边功能脚焊盘的 5 倍，推荐功能
脚钢板开孔的 3 倍以内 ；
-- 小块需避开 via 并与 via 保持
一定距离 ；
-- 小块数量越多越好 ；
-- 中间散热焊盘不得使用局部加
厚处理。
电镀通孔方案对 QFN 中间散
热焊盘设计而言是既经济又实惠的做
法，电镀通孔既可以散热，又利于焊
接时焊点内气泡逃逸。但实际使用过
Experts Talk 名匠解析
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 31
程中有时会出现焊锡流入孔内导致散
热焊盘少锡，甚者影响背面焊点的现
象。于是才会油墨半塞孔 & 存在
并被使用，本质上是对 PCB 制造工
艺及 PCBA 焊接工艺未作统筹考虑
的结果。QFN 工作过程中发热，热
量通过焊锡传递给 PCB 焊盘，焊盘
通过铜箔传递给通孔，通孔将热量传
出以维持器件本体合适的温度，所以
散热焊盘通孔结构是必须的。焊接时
要保证有效的焊接面积，以利于器件
本体热量通过焊锡传递给 PCB ；PCB
要保持一定数量的通孔结构，以确保
热量可以有效传出。 电镀填铜 &
树脂塞孔 + 电镀作平散热焊盘可以很
好的满足散热要求及焊接工艺要求，
& 方案不利于散热及焊接， 是
性价比最高的方案，散热焊盘设计多
少通孔，通孔尺寸多大是关键所在。
通孔数量过少，影响散热 ；通孔数量
过多，影响有效焊接面积 ；通孔尺寸
过大，影响有效焊接面积，小的通孔
尺寸，需要使用激光钻孔，价格较高。
使用机械钻孔方案，部分 PCB 厂技
术能力做不到，图 2 是散热焊盘通孔
设计不合适的典型产品。考虑 PCB
工厂加工能力及成本，建议散热焊盘
通孔尺寸为 0.2mm，考虑器件散热需
求，建议孔节距（Pitch0.5mm~0.7mm）。
PCB 散热焊盘设计符合此规范的
PCB，钢板开孔设计要求如下 ：
-- 散热焊盘钢板开孔需避
开通孔并与通孔保持一定距离如
30um~100um，开孔形状不限定 ；
-- 钢板开孔小块越多越好 ；
-- 中间散热焊盘不得使用局部加
厚处理 ；
-- 四周开孔形状可以灵活变化。
如图 3-1 是部分钢板开孔不合理
情形，方案简述如下 ：
图 3-1 中间接地焊盘分切合理，
但未避开 via 孔 ；
图 3-2 中间接地焊盘未避开 via，
开孔数量太少 ；
图 3-3 中间接地焊盘分切合理，
但未避开 via, 小块总体数量偏少，中
间未开孔 ；
图3-4中间接地焊盘锡膏量过大；
图 3-5 中间接地焊盘钢板开孔未
避开 via ；
图 3-6 中间接地焊盘钢板开孔分
切后单块面积远大于四周功能脚焊盘
面积 ；
图 3-7 中间接地焊盘开孔未避开
via, 未考虑焊锡熔化时器件平衡问题 ；
图 3-8 中间接地焊盘分切合理，
但分切后小块总体数量太少 ；
图 3-9 中间接地焊盘钢板开孔分
切合理，但未避开 via ；
图 3-10 中间接地焊盘钢板开孔
分切合理，但分切后小块数量太少 ；
图 3-11 中间接地焊盘钢板开孔
未避开 via，分切效果一般 ；
图 3-12 中间接地焊盘钢板开孔
图 2 ：散热焊盘通孔设计不合适的典型产品
图 3 ：典型的 QFN 钢板开孔不合理情形
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32 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
单块面积远大于四周功能脚焊盘面
积，分切不合理。
良好的设计是前提，制造端优秀
的工艺当然也很重要。良好的设计配
合优秀制造工艺，才能确保产品生产
成本低、效率高、品质佳、交付快。
钽质电容焊盘设计准则
1210 尺寸以下的片式元件如果
平行于钽质电容放置，需距离钽质电
容 5mm 以上。
1210 尺寸以下的片式元件如果
垂直于钽质电容放置，需距离钽质电
容 1mm 以上。
钽质电容距离 BGA 元件 5mm 以
上 . 图 4- 钽质电容 PCB layout 规则。
钽质电容 PCB Layout 时之所以
如此要求，是因为业界著名的公案“钽
质电容腰气”。钽质电容生产制造时，
烧结材料反应不彻底，SMT 制程中
Reflow 高温环境下钽质电容材料裂
解产生气体吹出，将距离较近的元件
吹离应有的位置。如果钽质电容距离
BGA 较近，焊锡熔化时被钽质电容
吹出气流影响，严重者会出现部分锡
球移位，出现既短路又虚焊现象。笔
者用两个案例说明一下钽质电容 PCB
layout 规则的应用。
- 钽质电容 Layout 规则 1 ：Chip
件距离钽质电容的要求。
某产品 0603 表贴元件 Reflow 后
出现偏位、缺件现象。Reflow 前有
AOI 确认锡膏印刷、元件贴装均正
常 ；人工 Reflow 前二次确认 20pcs 产
品锡膏印刷、元件贴装正常，Reflow
后仍出现缺件偏位现象。不良率约
10%。观察不良板，缺件、偏移元件
紧靠钽质电容。不贴装钽质电容生产
100pcs, 无 chip 件缺件、偏移现象不
良，确定产品缺件、偏移是钽质电容
引起。观察钽质电容发现其本体有裂
缝出现。图 5 钽质电容吹气导致 Chip
件焊接异常。更换钽质电容生产，此
现象消失。
此类钽质电容导致的小元件焊接
图 4 ：钽质电容 PCB layout 规则
图 5 ：钽质电容吹气导致 Chip 件焊接异常
图 6 ：钽质电容导致的 BGA 焊接异常
Experts Talk 名匠解析
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 33
异常，本质上元件吹气所致，但钽质
电容吹气不可避免，所以要求 PCB
layout 时预防此现象发生。如果工厂
出现此类现象，又没有钽质电容可以
更换使用，生产线临时克服方案为 ：
①增加印刷锡膏厚度 ；②元件贴装时
钽质电容刻意向远离小元件方向偏
移 ；③小元件贴装时降低贴装高度，
将元件压入锡膏 ；④调整 Reflow 炉
温，拉高均温温度，降低焊接峰值温
度。以上四个对策同时执行，可以克
服大部分钽质电容吹气导致的小元件
移位、立碑、虚焊现象。
- 钽质电容 Layout 规则 2 ：BGA
距离钽质电容的要求。
某产品 Reflow 后出现 BGA 固定
位置 BGA 焊点既短路又虚焊现象，
图 6- 钽质电容导致的 BGA 焊接异
常。虚焊的常用对策有增加锡膏量，
短路的常用对策有降低锡膏量，SMT
同仁遇到此类矛盾现象时不知道该增
加锡膏量还是减少锡膏量。观察不良
品，发现所有不良出现位置固定。该
产品上相同的 BGA 有四颗且为同一
卷料，仅有一颗位置出现异常，所以
可以排除来料不良。不良出现在固
定 BGA 的固定角落，分析发现该位
置附近有钽质电容存在，图 7- 钽质
电容 Layout 与 BGA 焊接异常。不贴
装此钽质电容，BGA 焊接正常。观
察异常板面上钽质电容，发现钽质电
容本体存在明显裂缝。生产线临时克
服方案为：①元件贴装时钽质电容
刻意向远离 BGA 方向偏移 ；②调整
Reflow 温度曲线，拉高均温温度，降
低焊接峰值温度。以上两个对策需同
时使用方可见效。
钽质电容腰气现象是业界著名公
案，且大部元件制造商判定吹气现象不
影响元件电气特性。预防此类现象导
致的焊接异常，最有效的方案是 PCB
layout 时遵守钽质电容焊盘设计规则。
不做设计预防，一味的要求人工手焊钽
质电容以克服腰气现象，不在正常企业
的选项内，毕竟防火优于救火。
图 7 ：钽质电容 Layout 与 BGA 焊接异常
的 M0 金属层为例，可以观察铜导线
结构的完整性，包括外层阻挡层结构
的缺陷，也可以清晰观察到。或者以
器件门电路栅极结构为例，也可以观
察到栅极中铝电极的结构完整性，可
以更直观地观察器件缺陷产生的具体
原因，帮助解决失效分析中的溯源。
IV．结论
在本文中，我们进一步研究和应
用透射电镜分析技术，特别研究和探
讨了 EDS 能谱元素彩色面分布分析
技术，以 Talos F200E 场发射扫描 /
透射电镜为例，探讨了这种新的探测
技术与传统探测技术的不同，以及应
用新技术能获得的元素彩色面分布影
像具有超高灵敏度和空间分辨率的原
因。我们也讨论和展示了几个能谱元
素彩色面分布分析技术的几个实际应
用案例。应用能谱元素彩色面分布分
析技术我们对晶圆制造中纳米级别的
微缺陷进行了成功的分析和表征 ；也
在芯片 Via 失效分析中解决疑难杂症
案例，也对三维半导体结构进行了成
功的表征，为先进半导体器件的生产
制造、良率提升及研发等提供了巨大
帮助。
致谢
本文作者们衷心感谢胜科纳米
（苏州）股份有限公司和赛默飞世尔
科技（中国）有限公司团队的大力支
持。
参考文献
[1]. 赛默飞透射电镜 Talos S-TEM
在 材 料 科 学 的 应 用，https://
www.instrument.com.cn/netshow/
SH100537/down_948183.htm.
上接第29页
技 术 特 写 Tech Feature
34 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
推行DFX/DFM的意义
DFM 可制造性设计，DFX 则不局限在 M 的可制造
性，X 包含更多面向产品生命周期提出的更多维度的设计
诉求。以我们熟知的 DFM 为例，DFM 不是单纯的一项技
术，从某种意义上，它更像一种产品设计思想，包含在产
品设计中 ；作为一种产品设计的指导理论，DFM 是一种
指导量产型产品设计的有力的方法论。设计者只有在真正
意义上掌握并应用了 DFM，设计者才能实现从单纯绘图
人员到产品设计工程师的角色跃迁。
同一个问题，在早期设计中解决和在后期制造过程解
决，效果一样吗？对这个问题我们每个人的答案都是一样
的，即能越早发现越早解决，则投入越小收益越大，尤其
是在产品设计阶段就把问题发现和解决掉。“谁投下了最
大的阴影”是前辈们留下的经典问题，产品设计虽然占总
成本的比例很小，但对产品质量的影响最大。
设计人员不懂制造，搞制造的又不懂设计，这是现实
情况，在这种情况下如何设计出好产品，如何一次做对？
设计和制造是产品生命周期中最重要的两个环节，同
时设计和制造也是相互独立的两个环节，我们可以想象一
下，如果设计和制造成了两座孤岛那会发生什么事情。要
行业的变化和挑战
各企业产品中电子模块设计差异越来越小，企业竞争
日益激烈，通过设计经验和制造经验（know-how）这些
细分差异壁垒来提高竞争力开始凸显出重要性。比如同类
产品谁的设计成本低 5 个百分点，谁的产品良品率高 2 个
百分点，谁的可靠性高故障率低 2 个百分点等，这些会成
为企业发展的关键。
在快速升级迭代的行业需求背景下，传统的靠试错来
创新设计已经越来越局限。以汽车行业为例，传统汽车一
款车型的换代周期在 3~5 年，而到了新能源汽车时代，就
像是按下了快进键，一年一改款已是基本操作，甚至部分
车型的改款周期小于 12 个月，产品迭代时间不断被压缩。
行业在快速发展，细分需求在变化，但本质核心没有
变。如何创新设计、保障设计质量（一个小小的质量事故
可能给企业带来的是巨大的损失）、缩短设计周期（减少
改版次数）、降低成本（减少试产次数，提高制造良品率，
减低报废率和返修率）依然是不变的话题。
单一的 EDA 设计画图软件无法满足 DFX 需求。在
使用 EDA 软件进行 PCB 设计过程中，会使用 DRC（design
rule check）进行检查，通常是器件摆放 place bound 重叠、
禁布区、线宽线距、开短路等。EDA 中的 DRC 检查只是
基本的设计约束，它的特点是轻巧实时，因此 DRC 不能
用于完成复杂专业的 DFM 或 DFX 审查，DRC 不具备管
理设计经验和工艺经验，一个事实就是研发人员满足了
DRC 不代表设计出来的产品满足各维度的 DFX 要求。
采用 checklist 来打分审核已经不能满足企业发展和
形成竞争力。行业部分企业还在使用 checklist 人工复核的
方式，借助看图软件设计人员工艺人员人工查看图纸，在
审查表格中对各审查项用“是”或“否”来进行审查评判，
很多是凭经验过一下，对参与评审的人员要求高，有时能
找出一些明显问题，但更多时候最后是硬着头皮拍脑袋签
字，这样的做法现状会导致潜在问题要在试产或量产才能
发现，严重的会给后续的产品质量埋下一些隐患。
DFX 工具是提高设计质量的抓手
刘久轩
（上海望友信息科技有限公司）
图 1.5 谁投下了最大的阴影
（资料来源 ：Munro and Associates，Inc.）
Tech Feature 技 术 特 写
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 35
避免设计和制造成为孤岛，就需要一座桥梁来打通它们，
DFM 就是这座桥梁。
DFM 让设计师可以运用交叉学科的设计手法来设计
产品，DFM 可以整合跨部门专家资源在设计阶段可以提
前介入。我们有一个实施过的客户说“他们在推行DFM前，
很多项目都要经过几次改版才能进入量产，印象最深的一
个项目改版了 9 次才进入量产，而引入 DFM 后基本都是
一版通过”，大量实践证明 DFM 思想让从设计到制造一
次做对成为可能。
DFX/DFM软件的基本原理
把以往发生的设计问题、工艺问题、质量问题进行总
结，形成可以被用于审查核对的要求。这样的总结随着时
间的推移，可以有成百上千的审查要求积累，靠人已经无
法满足审查要求，而这正是计算机的优势，把要求转换成
条件逻辑判断和专门的算法，也就是 DFM 审查规则，由
计算机对设计数据自动执行审查，它可以不遗漏的完成全
面审查分析。DFX 是在 DFM 基础上发展起来的，包含了
DFM 以及更多维度的综合审查能力。
DFX/DFM 软件通过输入 PCB 设计图和其它相关的
辅助数据，使用分析规则自动对设计数据进行分析，产
生分析结果，从结果中可以找出需要整改的地方。DFX/
DFM 软件在报告不良设计的同时，会提供对应的风险提
示和修改建议，让不熟悉该领域的人员也能理解潜在影响
和应对方法。
DFX 软件的典型应用场景包括且不限于如下 ：
a. 焊盘图形库审查
b. 多厂家物料差异带来的兼容性审查
资料来源 ：望友 DFX 系统软件
信号线长距
离平行布线
信号线未完全在
参考平面上
线宽变化阻抗
不连续
高速信号线、时钟信号线、差分信号线等特殊线路，在布局时如果不考虑相关
信号质量的因素，就会出现信号参考不好、阻抗不连续、信号串扰、信号衰减，
导致后续仿真周期延长或反复调试。
c. 元器件选型审查（避免选到禁限用的元器件，安装
困难的元器件等）
d. 关键信号设计规范审查（SI 范畴）
e. 电源设计规范审查（PI 范畴）
f. PCB 可制造性审查
g. PCB 投板资料开短路审查
图 1.6. “扔过墙”式设计，历来做生意的方式
（资料来源 ：Munro and Associates，Inc.）
技 术 特 写 Tech Feature
36 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
h. BOM 元器件尺寸规格校验审查
i. PCBA 元器件装配和焊接工艺过程审查
j. 安规设计规范审查（安规范畴）
k. PCBA 和结构、多 PCBA 组装验证审查（DFA 范畴）
i. ......
DFX/DFM 是设计经验和工艺经验的总结应用，意味
着企业也可以持续总结进一步完善审查项目。
DFX/DFM协助企业建立数字化资产
设计经验和工艺经验数字化资产
电子硬件设计中关键信号、电源的设计，通过仿真技
术一直是有效的验证手段。我们的产品设计专家说“通过
仿真验证设计积累设计经验，其目的是为了少仿真或不仿
真”。可以将仿真整改的设计经验在设计阶段就使用专业
DFX 软件来进行审查和规避，比如在 PCB 绘图设计过程
就规避了以往已知的不良或不规范设计，减少仿真后的反
复整改次数。
DFX/DFM 软件的特点是把行业的设计经验工艺经验
整合为可执行的自动化审查规则，随着 DFX/DFM 软件的
发展，它已经积累包含了丰富的审查规则，用户基本只需
要根据自身产品特点调整检查指标就可以投入应用，这些
审查规则可以解决企业产品设计中的绝大部分问题。
企业还可以把自己积累掌握的设计经验和工艺经验转
换添加进去形成补充，这部分可以通过二次开发实现，企
业自己有开发能力的可以自己开发，也可以委托软件厂商
进行开发，由于这类开发不是单纯的 IT 开发工作，是比较
专业的，相比企业自己投入人力和时间来开发维护，找软
件厂商来进行专业开发整体成本会更低，技术效果会更好。
元器件模型数字化资产
“数字化样机”是“数字孪生”的一个细分，电子模
块的核心组件形态是 PCBA 组件，要想建立电子模块的数
字化样机，需要有完整的元器件模型，需要一套快速构建
出 PCBA 模型的方法，那么对电子元器件模型的需求和管
理就来了。DFM 软件经过几十年的发展，国内望友 DFM
软件厂商早已经具备生成 3D PCBA 的能力，通过 DFM
软件可以快速构建出现电子模块的数字化样机。
DFX/DFM 协助企业整合专家资源，建立桥梁，实现
跨部门协同设计
在行业大家说 DFM 是一道“桥梁”，“桥梁”的作用
就是打通研发和制造，消除信息孤岛和信息差，让多个部
门的专家资源参与到产品设计过程。
我们的用户航天某单位的工艺专家说“航天禁限用工
艺由主导的工艺专家收集整理编制，设计人员对它的了解
就会相对滞后”，那么通过 DFM 软件工具，一旦工艺专
家将禁限用元器件和工艺更新到系统，设计人员设计中出
现这样的元器件和设计就会被 DFM 软件分析发现，这样
工艺人员和设计人员通过 DFM 工具就能消除信息差，实
现协同设计。
小结
高质量高可靠、快交付、低成本是企业发展的目标之
一，企业应用好 DFX/DFM 工具，持续开展 DFX/DFM 研
究，对积累的设计经验和工艺经验进行提炼形成企业的数
字化资产，整合专家资源推动协同设计，让 DFX/DFM 工
具成为提高设计质量的抓手，是实现互联电子系统设计高
质量高可靠发展的基础保障。
上接第4页
现高精度的材料沉积，确保在 PCB 和 SMT 制造中，材料
的使用更加精准，减少废料。这种精确性可以提高产品的
整体质量，降低生产成本。
4、近期，ViscoTec 维世科大步开拓市场，尤其是亚
洲区域，2025 年，会有哪些规划和展望？
ViscoTec 维世科于两年前设立了香港分部，主要负责
中国香港和台湾，日本，韩国等东北亚区域的市场业务，
目前已经取得了初步的成果。今年 ViscoTec 维世科香港
参加了台北自动化工业展和在东京的日本航空宇宙展，我
们的产品和技术得到了观展专业观众的认同，为我们进一
步开拓东北亚市场打下了基础。明年我们会加大对东北亚
市场的投入，参与更多行业展会，以扩大品牌曝光并展示
最新的产品和技术。
在 2024 年，尽管全球商业环境充满不确定性和经济
不稳定，ViscoTec 维世科依然展现出强大的韧性。这一年
的成就离不开团队员工的辛勤努力和拼搏精神。展望新的
一年，我们将继续致力于实现进一步增长，以支持在中国
的客户、员工及其家庭。
同时，我们将坚定不移地维护产品和品牌权益，积极
践行企业的社会责任，努力为社会贡献更多。我们相信，
通过团队的共同努力，ViscoTec 维世科必将迎来更加光明
的未来。
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 37
Tech Feature 技 术 特 写
3.4 D5/D6 纠正措施
TRC2 ：不恰当的切割路径——在产品与边框连接弱
或没有连接的区域切割。
对策 ：反向切割以使切割过程中保持产品与边框的连
接。
有效性验证 ：
• 在边框与产品分离点停止切割没有多切出现 ；
• 有少许粉尘残留，在过了下一站清洁工艺后粉尘
处于可接受水平。
TRC3 ：弱的夹指提供的夹持力有限。
对策 ：重新设计并导入新带筋的夹指。
有效性验证 ：
• 安全指数 N 是原来的 2 倍 ；
• 加上改善的切割路径，铣刀寿命可达 XX 米 ( 铣
刀寿命提升为原来的 1.5 倍 )。
接 2024 年 10/11月刊第 30 页
摘要 ：本文在前两期侧重 Problem Solving 基本理论的基础上更偏向实际案例的应用，由浅入深，可以让读者更
加深切地体会到问题解决的魅力。
关键词 ：Problem Solving(PS) 问题解决方法论 De-paneling 分板工艺 汽车电子
浅谈问题解决方法论
在分板工艺中的应用 ( 六 )
分离点
Before After
分离点
add
Before After
PCB PCB
TRC1 ：PTE 的刀段及使用的逻辑没有实现。
对策 ：导入新的和 GA 一样的逻辑 ： 2 毫米 / 刀段 *2
刀段。
有效性验证 ：
• 在新的铣刀寿命的刀段 1、刀段 2 都没有多切问
题，切割距离 XX 米 / 刀段 ( 最终铣刀寿命提升
为原来的 3 倍 ) ；
• 粉尘残留在过了清洁工艺后可以接受 ；
• 节拍时间和之前在同一水平 ；
• 应变测试在 100% 铣刀寿命时最大为 xx μm/m，
在极限 xx μm/m 范围内 ；
• 用显微镜检查 100% 寿命的铣刀，刀段 1、刀段
2 的磨损很均匀。
38 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
技 术 特 写 Tech Feature
100% 铣刀寿命时用显微镜检查
Before
After
刀段#2 刀段#1
不用 刀段#2 刀段#1
100% 铣刀寿命时用显微镜检查
Before
After
刀段#2 刀段#1
不用 刀段#2 刀段#1
对策汇总 ：
项目 原因 纠正措施 有效性确认 责任人 截止日期 状态
TRC2 不恰当的切割路径—在产品与边
框连接弱或没有连接的区域切割
反向切割以使切割过程中
保持产品与边框的连接
产品质量可以接受
并于生产线放行 DS XX 完成
TRC3 弱的夹指(安全指数N <1.5) 提供有
效的夹持力
优化夹指几何形状—增加
加强筋(安全指数N>1.5)
<xx m(XX) → xx m
(整个铣刀) DS XX 完成
TRC1 PTE的刀段及使用的逻辑没有实现 优化PLC以使用和GA一样
的刀段逻辑
用样品测试，使用2
段刀段的逻辑正常 DS XX 完成
MRC1 刀段控制逻辑没有定义在公司在
线机需求规范中
反馈XX让供应商PTE改善
刀段逻辑
更换公司在线机需
求规范XX JY XX 完成
MRC2 缺乏制定在线机切割路径的知识 制作切割路径并定义在XX中 DS XX 完成
MRC3 对夹指强度的考量不足及缺乏相
关的设计规范 制作夹指制作规范XX DS XX 完成
其它
更新仓库夹指料号 (XX ->XX ） DS XX 完成
- 备份刀段切换逻辑并备份硬盘 ZS XX 完成
- 定义铣刀设定参数在文件XX中 DS XX 完成
- 推广2刀段逻辑到L12 DS XX 完成
- 推广新的设计的夹指到L12 DS XX 完成
因铣刀磨损造成的多切PPM趋势图
有效性跟踪—报废 PPM
100% 铣刀寿命时用显微镜检查
2024年 12月/ 2025年 1月 SbSTM 39
Tech Feature 技 术 特 写
有效性跟踪—成本
• 年节省成本 XX 万元
有效性跟踪—Ut.( 设备利用率 )
• Ut 提升 xx%
3.5 D7 预防措施及经验教训
4. 小结
4.1 以上事例基于本质问题找到锁定目标进行攻克，
好钢都用在了刀刃上，使效率最大化。
4.2 通过机理分析把全部因子层层筛选出来并采取对
策，这样才能使改善效果最大化。一个很重要的特色是因
果关系分析，看下我们找到的因子能否解释 D2 中的本质
问题，这样能确保因子的正确性。
4.3 通过这个案例，大家也许可以看出一些创新都是
水到渠成的，如案例中夹指的设计创新，并没有那么神秘。
当然，它也是需要一定的理论功底做为基础。不过要注意
的是，我们的 PS 是团队的事情，不需要 PS Leader 什么
都会，如果需要资源的话可以把相关专家拉到这个团队中。
4.4 利用 PS 方法解决问题固然重要，但更重要的是
思考怎样做才不会出问题，防大于治。
5. 后记
此为笔者三次动笔，把 Problem Solving 的所学、所
悟与读者分享。其次，每次动稿就感觉“笔”有千斤之重，
深恐自己所学甚浅，贻笑大方。同时又深感一步步新技术
我们应该做什么
导入改善的刀段控制逻辑到PTE分板设备中
关键工艺逻辑(如刀段切换逻辑)应定义在设备规范中
每一刀应保持切割点与边框的强连接，当产品与边框分离时切割应停止
应了解在线分板机中产品夹持力要远弱于离线分板机的固定方式，导入有强度的夹指，如大尺寸产品
(长100毫米*宽80毫米*厚1.6毫米)及预切割点少的产品
铣刀寿命的设定要根据设备实际情况
我们不应该做什么
当过了产品与边框的分离点后继续切割
直接把其它设备的参数拿来使用
接受减少铣刀寿命作为长期方案来解决质量问题
更新了什么校准 XX分板工艺标准文件《xxx》。
推广
推广到夹指方案到德国、印度、墨西哥工厂。
经验教训文件分享到集团所有汽车电子工厂。
通知全球技术专家leader，对于未来的新供应商SC在线机导入新的夹指方案及刀段切换逻辑
的信任，希望我多写些文章，如果我再不努力岂不有负所
托 ?! 但是，本人又不愿像交作业一样敷衍了事，既然写
就得写得最好，至少要拿出自己最高的水平来，否则不但
对不起一步步新技术的嘱托，更对不起自己的内心！于是
本人翻箱倒柜，把自己多年来处理过的案例一一整理、归
纳，才有了这篇文章，也许还不够好，但绝对是目前笔者
可以做到的最好的了。
最后我想用我喜欢的一句话 ：“不忘初心 , 砥砺前行 ,
只争朝夕 , 不负韶华”与大家共勉，希望有机会与读者们
深入交流。
参考文献 :
1. 「日」内田和成◎著，萧秋梅◎译 . 波士顿工作法 精准发现问题 . 中
国友谊出版公司，2022.
2. 「日」名和高司◎著，田中景◎译 . 麦肯锡 & 波士顿 解决问题方
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5. 查理斯 • 凯普纳 / 班杰明 • 崔果◎著，伍学经 / 颜斯华◎译 . 问题
分析与决策 . 中国生产力中心，2004.
40 2024年 12 月/ 2025年 1月 SbSTM
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