文章詳情
貼片膠工藝
日期：2025-05-14 08:27
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摘要：
表面貼片膠(SMA, surface mount adhesives)用于波峰焊接和回流焊接，以保持元件在印刷電路板(PCB)上的位置，確保在裝配線上傳送過程中元件不會丟失。
PCB裝配中使用的大多數(shù)表面貼片膠(SMA)都是環(huán)氧樹脂(epoxies)，雖然還有聚丙烯(acrylics)用于特殊的用途。在高速滴膠系統(tǒng)引入和電子工業(yè)掌握如何處理貨架壽命相對較短的產(chǎn)品之后，環(huán)氧樹脂已成為世界范圍內(nèi)的更主流的膠劑技術(shù)。環(huán)氧樹脂一般對廣泛的電路板提供良好的附著力，并具有非常好的電氣性能。
環(huán)氧樹脂貼片膠的配方對使用者提供較多好處，包括：良好的可滴膠性能、連續(xù)一致的膠點輪廓和大小、高的濕強度和固化強度、快速固化、靈活性和抗溫度沖擊。環(huán)氧樹脂允許非常小的膠點的高速，提供很好的板上固化電氣特性，在加熱固化周期，不拖線、不塌落。(由于環(huán)氧樹脂是熱敏感的，必須在冷藏條件下儲存，以保證*大的貨架壽命。)
使用視覺檢查或自動設(shè)備，SMA必須和典型的綠色或棕色電路板形成對比，由于使用自動視覺控制系統(tǒng)來幫助檢查過程，因此紅色和黃色已成為兩種基本的膠的顏色?？墒?，理想的顏色決定于板與膠之間的視覺比較?！ ?br>
典型地，環(huán)氧樹脂的加熱固化是在線(in-line)發(fā)生的，紅外(IR)通道爐內(nèi)。開始固化的*低溫度是100°C，但事實上固化溫度范圍在110~160°C。160°C以上的溫度會加快固化過程，但容易造成膠點脆弱。
膠接強度是膠的性能的關(guān)鍵，決定于許多因素，如，對元件和PCB的附著力，膠點形狀和大小，固化水平。膠接強度不足的三個*常見的原因是，固化不足、膠量不夠和附著力差。
膠點輪廓 膠的流動特性，或流變學(xué)，影響環(huán)氧樹脂膠點的形成以及它的形狀和大小。
SMA允許快速和受控的滴膠，以形成一個確定形狀的膠點。為了保證良好和穩(wěn)定的膠點輪廓，膠被巧妙地設(shè)計成搖溶性的(即，當攪拌時變稀，靜止時變濃)。在這個過程中，當?shù)文z期間受剪切力時SMA的粘性減少，允許容易地流動。當膠打到PCB表面時，它迅速重新結(jié)構(gòu)，恢復(fù)其原來的粘性?！ ?br>
膠點輪廓也受搖溶性恢復(fù)率、零剪切率時的粘度和其它因素的影響。實際膠點形狀可能是“尖狀”/圓錐形或半球形?？墒?，膠點輪廓是通過非粘性的參數(shù)如膠點體積、滴膠針直徑和離板高度來定義的。即，對一個給定的膠的等級，通過調(diào)節(jié)它們的參數(shù)，可能產(chǎn)生或者很高的狹小的膠點或者低的寬大的膠點?！ ?br>
在貼片之后，滴出的膠點有兩個要求：它們必須直徑小于焊盤之間的空隔，有足夠的高度來連接PCB表面與元件身體之間的空隙，而不干涉到貼片頭。膠的間隙由焊盤高出PCB阻焊層的高度和端頭金屬與元件身體厚度差別來決定的。這個間隙可能是不同的，小的可能小于扁平片狀元件的0.05mm，大的可能大于小引出線包裝(SOP, small-outline package)和QFP的0.3mm?！ ?br>
滴高的膠點保證良好的膠在離地高度大的元件上的覆蓋面積。高的膠點也允許在低的離地高度元件之間膠被擠出，而不擔心污染焊盤。通常，對同一個級別的膠，有兩套滴膠參數(shù)一起使用：一個為離地高的元件產(chǎn)生高的、大膠量的膠點；另一個為扁平片狀元件和金屬電極界面(MELF, metal electrode face)元件提供中等高度和膠量的膠點?！ ?br>
膠點大小也受所選擇的針嘴的內(nèi)徑與離地高度的比率控制。通常，膠點寬對高的比率范圍是1.5:1 ~ 5:1(h/w=0.2 ~ 0.6)，取決于滴膠系統(tǒng)的參數(shù)和膠的級別。這些比率可通過調(diào)節(jié)機器設(shè)定來對任何元件優(yōu)化?！ ?br>
膠點中的潮氣可能在固化期間沸騰，引起空洞，削弱膠接點，并為焊錫打開通路以滲入元件下面，可能由于錫橋造成電路短路。在注射器中，膠的濕氣很少，可是留在非固化狀態(tài)和暴露在室內(nèi)條件下，特別是潮濕的環(huán)境中，膠可能吸取潮氣。例如，使用針頭轉(zhuǎn)移法滴膠，潮氣是個問題，因為膠是開放的，暴露面積較大。這個問題也可能發(fā)生在用注射器滴膠時，如果滴膠與固化停留時間較長，或室內(nèi)條件很潮濕。針對這些，大多數(shù)表面貼片膠使用具有低吸濕性的原材料來配制，使其影響*小。
使用低溫慢固化，加熱時間較長，可幫助潮氣在固化前跑出，可解決空洞形成的問題。類似的，通過在低溫干燥的地方儲存元件或在適當溫度的干燥爐內(nèi)對材料進行使用前處理，可以消除潮氣。避免膠固化前的過程停頓和使用一種低吸潮的特別膠劑可幫助減少空洞問題。
PCB裝配中使用的大多數(shù)表面貼片膠(SMA)都是環(huán)氧樹脂(epoxies)，雖然還有聚丙烯(acrylics)用于特殊的用途。在高速滴膠系統(tǒng)引入和電子工業(yè)掌握如何處理貨架壽命相對較短的產(chǎn)品之后，環(huán)氧樹脂已成為世界范圍內(nèi)的更主流的膠劑技術(shù)。環(huán)氧樹脂一般對廣泛的電路板提供良好的附著力，并具有非常好的電氣性能。
環(huán)氧樹脂貼片膠的配方對使用者提供較多好處，包括：良好的可滴膠性能、連續(xù)一致的膠點輪廓和大小、高的濕強度和固化強度、快速固化、靈活性和抗溫度沖擊。環(huán)氧樹脂允許非常小的膠點的高速，提供很好的板上固化電氣特性，在加熱固化周期，不拖線、不塌落。(由于環(huán)氧樹脂是熱敏感的，必須在冷藏條件下儲存，以保證*大的貨架壽命。)
使用視覺檢查或自動設(shè)備，SMA必須和典型的綠色或棕色電路板形成對比，由于使用自動視覺控制系統(tǒng)來幫助檢查過程，因此紅色和黃色已成為兩種基本的膠的顏色?？墒?，理想的顏色決定于板與膠之間的視覺比較?！ ?br>
典型地，環(huán)氧樹脂的加熱固化是在線(in-line)發(fā)生的，紅外(IR)通道爐內(nèi)。開始固化的*低溫度是100°C，但事實上固化溫度范圍在110~160°C。160°C以上的溫度會加快固化過程，但容易造成膠點脆弱。
膠接強度是膠的性能的關(guān)鍵，決定于許多因素，如，對元件和PCB的附著力，膠點形狀和大小，固化水平。膠接強度不足的三個*常見的原因是，固化不足、膠量不夠和附著力差。
膠點輪廓 膠的流動特性，或流變學(xué)，影響環(huán)氧樹脂膠點的形成以及它的形狀和大小。
SMA允許快速和受控的滴膠，以形成一個確定形狀的膠點。為了保證良好和穩(wěn)定的膠點輪廓，膠被巧妙地設(shè)計成搖溶性的(即，當攪拌時變稀，靜止時變濃)。在這個過程中，當?shù)文z期間受剪切力時SMA的粘性減少，允許容易地流動。當膠打到PCB表面時，它迅速重新結(jié)構(gòu)，恢復(fù)其原來的粘性?！ ?br>
膠點輪廓也受搖溶性恢復(fù)率、零剪切率時的粘度和其它因素的影響。實際膠點形狀可能是“尖狀”/圓錐形或半球形?？墒?，膠點輪廓是通過非粘性的參數(shù)如膠點體積、滴膠針直徑和離板高度來定義的。即，對一個給定的膠的等級，通過調(diào)節(jié)它們的參數(shù)，可能產(chǎn)生或者很高的狹小的膠點或者低的寬大的膠點?！ ?br>
在貼片之后，滴出的膠點有兩個要求：它們必須直徑小于焊盤之間的空隔，有足夠的高度來連接PCB表面與元件身體之間的空隙，而不干涉到貼片頭。膠的間隙由焊盤高出PCB阻焊層的高度和端頭金屬與元件身體厚度差別來決定的。這個間隙可能是不同的，小的可能小于扁平片狀元件的0.05mm，大的可能大于小引出線包裝(SOP, small-outline package)和QFP的0.3mm?！ ?br>
滴高的膠點保證良好的膠在離地高度大的元件上的覆蓋面積。高的膠點也允許在低的離地高度元件之間膠被擠出，而不擔心污染焊盤。通常，對同一個級別的膠，有兩套滴膠參數(shù)一起使用：一個為離地高的元件產(chǎn)生高的、大膠量的膠點；另一個為扁平片狀元件和金屬電極界面(MELF, metal electrode face)元件提供中等高度和膠量的膠點?！ ?br>
膠點大小也受所選擇的針嘴的內(nèi)徑與離地高度的比率控制。通常，膠點寬對高的比率范圍是1.5:1 ~ 5:1(h/w=0.2 ~ 0.6)，取決于滴膠系統(tǒng)的參數(shù)和膠的級別。這些比率可通過調(diào)節(jié)機器設(shè)定來對任何元件優(yōu)化?！ ?br>
膠點中的潮氣可能在固化期間沸騰，引起空洞，削弱膠接點，并為焊錫打開通路以滲入元件下面，可能由于錫橋造成電路短路。在注射器中，膠的濕氣很少，可是留在非固化狀態(tài)和暴露在室內(nèi)條件下，特別是潮濕的環(huán)境中，膠可能吸取潮氣。例如，使用針頭轉(zhuǎn)移法滴膠，潮氣是個問題，因為膠是開放的，暴露面積較大。這個問題也可能發(fā)生在用注射器滴膠時，如果滴膠與固化停留時間較長，或室內(nèi)條件很潮濕。針對這些，大多數(shù)表面貼片膠使用具有低吸濕性的原材料來配制，使其影響*小。
使用低溫慢固化，加熱時間較長，可幫助潮氣在固化前跑出，可解決空洞形成的問題。類似的，通過在低溫干燥的地方儲存元件或在適當溫度的干燥爐內(nèi)對材料進行使用前處理，可以消除潮氣。避免膠固化前的過程停頓和使用一種低吸潮的特別膠劑可幫助減少空洞問題。