貼片膠是應(yīng)用于表面組裝的特種膠粘劑,又稱為表面組裝的黏結(jié)劑、貼片膠,有些地方還稱為“膠水”,或者紅膠。之所以稱為特種膠粘劑,這是因?yàn)樗粌H能黏結(jié)元器件,而且具有優(yōu)良的電氣性能和多種工藝性能。
環(huán)氧樹脂型貼片膠
環(huán)氧樹脂型貼片膠是SMT中最常用的一種貼片膠,通常以熱固化為主,他們的主要成分如下:
環(huán)氧樹脂
一般要求為液體環(huán)氧樹脂,雙酚A型或者雙酚F型均可,或者用幾種不同類型的環(huán)氧樹脂混合使用。最近幾年,貼片膠鹵素含量要求越來越低,因此,有時(shí)要選擇鹵素含量低的環(huán)氧樹脂,鹵素含量越低,環(huán)氧樹脂的價(jià)格就越貴,就鹵素含量低的環(huán)氧樹脂來講,目前依然用進(jìn)口的居多。
固化劑
一般選擇潛伏型固化劑,主要有咪唑加成型,胺加成型或者選擇電子級(jí)陽離子熱引發(fā)劑。
稀釋劑
一般都選擇活性稀釋劑,最好氣味比較小。
填料
一般添加無機(jī)填料和功能填料。功能填料包括氣相白碳黑等,有時(shí)也習(xí)慣歸納為流變控制劑。
其他添加劑
除開以上的原料,又是也需要添加其他的一些添加劑來達(dá)到不同的目的。
SMT 工藝名詞術(shù)語
1、表面貼裝組件(SMA)(surface mount assemblys)
采用表面貼裝技術(shù)完成裝聯(lián)的印制板組裝件。
2、回流焊(reflow soldering)
通過熔化預(yù)先分配到PCB 焊盤上的焊膏,實(shí)現(xiàn)表面貼裝元器件與PCB 焊盤的連接。
3、波峰焊(wave soldering)
將溶化的焊料,經(jīng)專用設(shè)備噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰,使預(yù)先裝有電子元器件的PCB 通過焊料波峰,實(shí)現(xiàn)元器與PCB 焊盤這間的連接。
4、細(xì)間距(fine pitch)
小于0.5mm 引腳間距
5、引腳共面性(lead coplanarity )
指表面貼裝元器件引腳垂直高度偏差,即引腳的最高腳底與最低引腳底形成的平面間的垂直距離。其值一般不大于0.1mm。
6、焊膏( solder paste )
由粉末狀焊料合金、焊劑和一些起粘性作用及其他作用的添加劑混合成具有一定粘度和良好觸變性的焊料膏。
7、固化(curing )
在一定的溫度、時(shí)間條件下,加熱貼裝了元器件的貼片膠,以使元器件與PCB 板暫時(shí)固定在一起的工藝過程。
8、貼片膠或稱紅膠(adhesives)(SMA)
固化前具有一定的初粘度有外形,固化后具有足夠的粘接強(qiáng)度的膠體。
9、點(diǎn)膠( dispensing )
表面貼裝時(shí),往PCB 上施加貼片膠的工藝過程。
10、點(diǎn)膠機(jī)( dispenser )
能完成點(diǎn)膠操作的設(shè)備。
11、貼裝( pick and place )
將表面貼裝元器件從供料器中拾取并貼放到PCB 規(guī)定位置上的操作。
12、貼片機(jī)( placement equipment )
完成表面貼片裝元器件貼片裝功能的專用工藝設(shè)備。
13、高速貼片機(jī)( high placement equipment )
貼裝速度大于2 萬點(diǎn)/小時(shí)的貼片機(jī)。
14、多功能貼片機(jī)( multi-function placement equipment )
用于貼裝體形較大、引線間距較小的表面貼裝器伯,要求較高貼裝精度的貼片機(jī),
15、熱風(fēng)回流焊( hot air reflow soldering )
以強(qiáng)制循環(huán)流動(dòng)的熱氣流進(jìn)行加熱的回流焊。
16、貼片檢驗(yàn)( placement inspection )
貼片時(shí)或完成后,對(duì)于有否漏貼、錯(cuò)位、貼錯(cuò)、元器件損壞等情況進(jìn)行的質(zhì)量檢驗(yàn)。
17、鋼網(wǎng)印刷( metal stencil printing )
使用不銹鋼漏板將焊錫膏印到PCB 焊盤上的印刷工藝過程。
18、印刷機(jī)( printer)
在SMT 中,用于鋼網(wǎng)印刷的專用設(shè)備。
19、爐后檢驗(yàn)( inspection after soldering )
對(duì)貼片完成后經(jīng)回流爐焊接或固化的PCBA 的質(zhì)量檢驗(yàn)。
20、爐前檢驗(yàn)(inspection before soldering )
貼片完成后在回流爐焊接或固化前作貼片質(zhì)量檢驗(yàn)。
21、返修( reworking )
為去除PCBA 的局部缺陷而進(jìn)行的修復(fù)過程。
22、返修工作臺(tái)( rework station )
能對(duì)有質(zhì)量缺陷的PCBA 進(jìn)行返修的專用設(shè)備。
點(diǎn)膠
點(diǎn)膠工藝主要用于引線元件通孔插裝(THT)與表面貼裝(SMT)共存的貼
插混裝工藝。在整個(gè)生產(chǎn)工藝流程(見圖)中,我們可以看到,印刷電路板(PCB)
其中一面元件從開始進(jìn)行點(diǎn)膠固化后,到了最后才能進(jìn)行波峰焊焊接,這期間
間隔時(shí)間較長,而且進(jìn)行其他工藝較多,元件的固化就顯得尤為重要。點(diǎn)膠過程中的工藝控制。生產(chǎn)中易出現(xiàn)以下工藝缺陷:膠點(diǎn)大小不合格、拉絲、膠水浸染焊盤、固化強(qiáng)度不好易掉片等。因此進(jìn)行點(diǎn)膠各項(xiàng)技術(shù)工藝參數(shù)的控制是解決問題的辦法。
1 點(diǎn)膠量的大小
根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn),膠點(diǎn)直徑的大小應(yīng)為焊盤間距的一半,貼片后膠點(diǎn)直徑應(yīng)為膠點(diǎn)直徑的1.5 倍。這樣就可以保證有充足的膠水來粘結(jié)元件又避免過多膠水浸染焊盤。點(diǎn)膠量多少由點(diǎn)膠時(shí)間長短及點(diǎn)膠量來決定,實(shí)際中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況(室溫、膠水的粘性等)選擇點(diǎn)膠參數(shù)。
2 點(diǎn)膠壓力
目前公司點(diǎn)膠機(jī)采用給點(diǎn)膠針頭膠筒施加一個(gè)壓力來保證足夠膠水?dāng)D
PCB 點(diǎn)
B 面
貼片
B 面
再流焊
固化
絲網(wǎng)印刷
A 面
貼片
A 面
再流焊
焊接
自動(dòng)
插裝
人工流
水插裝
波峰焊接
B 面
出點(diǎn)膠嘴。壓力太大易造成膠量過多;壓力太小則會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)膠斷續(xù)現(xiàn)象,漏
點(diǎn),從而造成缺陷。應(yīng)根據(jù)同品質(zhì)的膠水、工作環(huán)境溫度來選擇壓力。環(huán)境溫度高則會(huì)使膠水粘度變小、流動(dòng)性變好,這時(shí)需調(diào)低壓力就可保證膠水的供給,反之亦然。
3 點(diǎn)膠嘴大小(同時(shí)也制約著研發(fā)工程師選擇填料時(shí)的粒徑大小)
在工作實(shí)際中,點(diǎn)膠嘴內(nèi)徑大小應(yīng)為點(diǎn)膠膠點(diǎn)直徑的1/2,點(diǎn)膠過程中,應(yīng)根據(jù)PCB 上焊盤大小來選取點(diǎn)膠嘴:如0805 和1206 的焊盤大小相差不大,可以選取同一種針頭,但是對(duì)于相差懸殊的焊盤就要選取不同的點(diǎn)膠嘴,這樣既可以保證膠點(diǎn)質(zhì)量,又可以提高生產(chǎn)效率。
3.4 點(diǎn)膠嘴與PCB 板間的距離
不同的點(diǎn)膠機(jī)采用不同的針頭,點(diǎn)膠嘴有一定的止動(dòng)度。每次工作開始應(yīng)保證點(diǎn)膠嘴的止動(dòng)桿接觸到PCB。
3.5 膠水溫度
一般環(huán)氧樹脂膠水應(yīng)保存在5-8℃ 的冰箱中,使用時(shí)應(yīng)提前拿出,使膠水充分與工作溫度相符合。膠水的使用溫度應(yīng)為23—25℃;環(huán)境溫度對(duì)膠水的粘度影響很大,溫度過低則會(huì)膠點(diǎn)變小,出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。環(huán)境溫度相差50C,會(huì)造成50%點(diǎn)膠量變化。因而對(duì)于環(huán)境溫度應(yīng)加以控制。同時(shí)環(huán)境的溫度也應(yīng)該給予保證,濕度小膠點(diǎn)易變干,影響粘結(jié)力。
3.6 膠水的粘度
膠的粘度直接影響點(diǎn)膠的質(zhì)量。粘度大,則膠點(diǎn)會(huì)變小,甚至拉絲;粘度小,膠點(diǎn)會(huì)變大,進(jìn)而可能滲染焊盤。點(diǎn)膠過程中,應(yīng)對(duì)不同粘度的膠水,選取合理的壓力和點(diǎn)膠速度。
3.7 固化溫度曲線
對(duì)于膠水的固化,一般生產(chǎn)廠家已給出溫度曲線。在實(shí)際應(yīng)盡可能采用較高溫度來固化,使膠水固化后有足夠強(qiáng)度。
3.8 氣泡
膠水一定不能有氣泡。一個(gè)小小氣泡就會(huì)造成許多焊盤沒有膠水;每次裝膠水時(shí)時(shí)應(yīng)排空膠瓶里的空氣,防止出現(xiàn)空打現(xiàn)象。對(duì)于以上各參數(shù)的調(diào)整,應(yīng)按由點(diǎn)及面的方式,任何一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)影響到其他方面,同時(shí)缺陷的產(chǎn)生,可能是多個(gè)方面所造成的,應(yīng)對(duì)可能的因素逐項(xiàng)檢查,進(jìn)而排除?傊谏a(chǎn)中應(yīng)該按照實(shí)際情況來調(diào)整各參數(shù),既要保證生產(chǎn)質(zhì)量,又能提高生產(chǎn)效率。
貼片膠的工藝性要求很強(qiáng),最好能有應(yīng)用貼片膠的企業(yè)一起合作,才能研發(fā)出比較完美的貼片膠,另外,膠水的批次穩(wěn)定性,也是做貼片膠的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)
1.《實(shí)用表面組裝技術(shù)》第二版
2.《電子產(chǎn)品制造技術(shù)》
3.《環(huán)氧樹脂合成及應(yīng)用》