贴片胶是应用于表面组装的特种胶粘剂,又称为表面组装的黏结剂、贴片胶,有些地方还称为“胶水”,或者红胶。之所以称为特种胶粘剂,这是因为他不仅能黏结元器件,而且具有优良的电气性能和多种工艺性能。
环氧树脂型贴片胶
环氧树脂型贴片胶是SMT中最常用的一种贴片胶,通常以热固化为主,他们的主要成分如下:
环氧树脂
一般要求为液体环氧树脂,双酚A型或者双酚F型均可,或者用几种不同类型的环氧树脂混合使用。最近几年,贴片胶卤素含量要求越来越低,因此,有时要选择卤素含量低的环氧树脂,卤素含量越低,环氧树脂的价格就越贵,就卤素含量低的环氧树脂来讲,目前依然用进口的居多。
固化剂
一般选择潜伏型固化剂,主要有咪唑加成型,胺加成型或者选择电子级阳离子热引发剂。
稀释剂
一般都选择活性稀释剂,最好气味比较小。
填料
一般添加无机填料和功能填料。功能填料包括气相白碳黑等,有时也习惯归纳为流变控制剂。
其他添加剂
除开以上的原料,又是也需要添加其他的一些添加剂来达到不同的目的。
SMT 工艺名词术语
1、表面贴装组件(SMA)(surface mount assemblys)
采用表面贴装技术完成装联的印制板组装件。
2、回流焊(reflow soldering)
通过熔化预先分配到PCB 焊盘上的焊膏,实现表面贴装元器件与PCB 焊盘的连接。
3、波峰焊(wave soldering)
将溶化的焊料,经专用设备喷流成设计要求的焊料波峰,使预先装有电子元器件的PCB 通过焊料波峰,实现元器与PCB 焊盘这间的连接。
4、细间距(fine pitch)
小于0.5mm 引脚间距
5、引脚共面性(lead coplanarity )
指表面贴装元器件引脚垂直高度偏差,即引脚的最高脚底与最低引脚底形成的平面间的垂直距离。其值一般不大于0.1mm。
6、焊膏( solder paste )
由粉末状焊料合金、焊剂和一些起粘性作用及其他作用的添加剂混合成具有一定粘度和良好触变性的焊料膏。
7、固化(curing )
在一定的温度、时间条件下,加热贴装了元器件的贴片胶,以使元器件与PCB 板暂时固定在一起的工艺过程。
8、贴片胶或称红胶(adhesives)(SMA)
固化前具有一定的初粘度有外形,固化后具有足够的粘接强度的胶体。
9、点胶( dispensing )
表面贴装时,往PCB 上施加贴片胶的工艺过程。
10、点胶机( dispenser )
能完成点胶操作的设备。
11、贴装( pick and place )
将表面贴装元器件从供料器中拾取并贴放到PCB 规定位置上的操作。
12、贴片机( placement equipment )
完成表面贴片装元器件贴片装功能的专用工艺设备。
13、高速贴片机( high placement equipment )
贴装速度大于2 万点/小时的贴片机。
14、多功能贴片机( multi-function placement equipment )
用于贴装体形较大、引线间距较小的表面贴装器伯,要求较高贴装精度的贴片机,
15、热风回流焊( hot air reflow soldering )
以强制循环流动的热气流进行加热的回流焊。
16、贴片检验( placement inspection )
贴片时或完成后,对于有否漏贴、错位、贴错、元器件损坏等情况进行的质量检验。
17、钢网印刷( metal stencil printing )
使用不锈钢漏板将焊锡膏印到PCB 焊盘上的印刷工艺过程。
18、印刷机( printer)
在SMT 中,用于钢网印刷的专用设备。
19、炉后检验( inspection after soldering )
对贴片完成后经回流炉焊接或固化的PCBA 的质量检验。
20、炉前检验(inspection before soldering )
贴片完成后在回流炉焊接或固化前作贴片质量检验。
21、返修( reworking )
为去除PCBA 的局部缺陷而进行的修复过程。
22、返修工作台( rework station )
能对有质量缺陷的PCBA 进行返修的专用设备。
点胶
点胶工艺主要用于引线元件通孔插装(THT)与表面贴装(SMT)共存的贴
插混装工艺。在整个生产工艺流程(见图)中,我们可以看到,印刷电路板(PCB)
其中一面元件从开始进行点胶固化后,到了最后才能进行波峰焊焊接,这期间
间隔时间较长,而且进行其他工艺较多,元件的固化就显得尤为重要。点胶过程中的工艺控制。生产中易出现以下工艺缺陷:胶点大小不合格、拉丝、胶水浸染焊盘、固化强度不好易掉片等。因此进行点胶各项技术工艺参数的控制是解决问题的办法。
1 点胶量的大小
根据工作经验,胶点直径的大小应为焊盘间距的一半,贴片后胶点直径应为胶点直径的1.5 倍。这样就可以保证有充足的胶水来粘结元件又避免过多胶水浸染焊盘。点胶量多少由点胶时间长短及点胶量来决定,实际中应根据生产情况(室温、胶水的粘性等)选择点胶参数。
2 点胶压力
目前公司点胶机采用给点胶针头胶筒施加一个压力来保证足够胶水挤
PCB 点
B 面
贴片
B 面
再流焊
固化
丝网印刷
A 面
贴片
A 面
再流焊
焊接
自动
插装
人工流
水插装
波峰焊接
B 面
出点胶嘴。压力太大易造成胶量过多;压力太小则会出现点胶断续现象,漏
点,从而造成缺陷。应根据同品质的胶水、工作环境温度来选择压力。环境温度高则会使胶水粘度变小、流动性变好,这时需调低压力就可保证胶水的供给,反之亦然。
3 点胶嘴大小(同时也制约着研发工程师选择填料时的粒径大小)
在工作实际中,点胶嘴内径大小应为点胶胶点直径的1/2,点胶过程中,应根据PCB 上焊盘大小来选取点胶嘴:如0805 和1206 的焊盘大小相差不大,可以选取同一种针头,但是对于相差悬殊的焊盘就要选取不同的点胶嘴,这样既可以保证胶点质量,又可以提高生产效率。
3.4 点胶嘴与PCB 板间的距离
不同的点胶机采用不同的针头,点胶嘴有一定的止动度。每次工作开始应保证点胶嘴的止动杆接触到PCB。
3.5 胶水温度
一般环氧树脂胶水应保存在5-8℃ 的冰箱中,使用时应提前拿出,使胶水充分与工作温度相符合。胶水的使用温度应为23—25℃;环境温度对胶水的粘度影响很大,温度过低则会胶点变小,出现拉丝现象。环境温度相差50C,会造成50%点胶量变化。因而对于环境温度应加以控制。同时环境的温度也应该给予保证,湿度小胶点易变干,影响粘结力。
3.6 胶水的粘度
胶的粘度直接影响点胶的质量。粘度大,则胶点会变小,甚至拉丝;粘度小,胶点会变大,进而可能渗染焊盘。点胶过程中,应对不同粘度的胶水,选取合理的压力和点胶速度。
3.7 固化温度曲线
对于胶水的固化,一般生产厂家已给出温度曲线。在实际应尽可能采用较高温度来固化,使胶水固化后有足够强度。
3.8 气泡
胶水一定不能有气泡。一个小小气泡就会造成许多焊盘没有胶水;每次装胶水时时应排空胶瓶里的空气,防止出现空打现象。对于以上各参数的调整,应按由点及面的方式,任何一个参数的变化都会影响到其他方面,同时缺陷的产生,可能是多个方面所造成的,应对可能的因素逐项检查,进而排除。总之,在生产中应该按照实际情况来调整各参数,既要保证生产质量,又能提高生产效率。
贴片胶的工艺性要求很强,最好能有应用贴片胶的企业一起合作,才能研发出比较完美的贴片胶,另外,胶水的批次稳定性,也是做贴片胶的关键。
参考文献
1.《实用表面组装技术》第二版
2.《电子产品制造技术》
3.《环氧树脂合成及应用》