贴片胶与滴胶工艺

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1、贴片胶与滴胶工艺

2、第1...表面贴片胶(SMA,surfacemountadhesives)用于波峰焊接和回流焊接，以保持元件在印刷电路板(PCB)上的位置，确保在装配线上传送过程中元件不会丢失。PCB装配中使用的大多数表面贴片胶(SMA)都是环氧树脂(epoxies)，虽然还有聚丙烯(acrylics)用于特殊的用途。在高速滴胶系统引入和电子工业掌握如何处理货架寿命相对较短的产品之后，环氧树脂已成为世界范围内的更主流的胶剂技术。环氧树脂一般对广泛的电路板提供良好的附着力，并具有非常好的电气性能。　　希望的特性环氧树脂贴片胶的配

3、方对使用者提供较多好处，包括：良好的可滴胶性能、连续一致的胶点轮廓和大小、高的湿强度和固化强度、快速固化、灵活性和抗温度冲击。环氧树脂允许非常小的胶点的高速，提供很好的板上固化电气特性，在加热固化周期，不拖线、不塌落。(由于环氧树脂是热敏感的，必须在冷藏条件下储存，以保证最大的货架寿命。)使用视觉检查或自动设备，SMA必须和典型的绿色或棕色电路板形成对比，由于使用自动视觉控制系统来帮助检查过程，因此红色和黄色已成为两种基本的胶的颜色。可是，理想的颜色决定于板与胶之间的视觉比较。典型地，环氧树脂的加热固化是在线(in-line)发

4、生的，红外(IR)通道炉内。开始固化的最低温度是100°C，但事实上固化温度范围在110~160°C。160°C以上的温度会加快固化过程，但容易造成胶点脆弱。胶接强度是胶的性能的关键，决定于许多因素，如，对元件和PCB的附着力，胶点形状和大小，固化水平。胶接强度不足的三个最常见的原因是，固化不足、胶量不够和附着力差。　　胶点轮廓胶的流动特性，或流变学，影响环氧树脂胶点的形成以及它的形状和大小。SMA允许快速和受控的滴胶，以形成一个确定形状的胶点(图一)。为了保证良好和稳定的胶点轮廓，胶被巧妙地设计成摇溶性的(即，当搅拌时变稀，静

5、止时变浓)。在这个过程中，当滴胶期间受剪切力时SMA的粘性减少，允许容易地流动。当胶打到PCB表面时，它迅速重新结构，恢复其原来的粘性。胶点轮廓也受摇溶性恢复率、零剪切率时的粘度和其它因素的影响。实际胶点形状可能是“尖状”/圆锥形或半球形。可是，胶点轮廓是通过非粘性的参数如胶点体积、滴胶针直径和离板高度来定义的。即，对一个给定的胶的等级，通过调节它们的参数，可能产生或者很高的狭小的胶点或者低的宽大的胶点。在贴片之后，滴出的胶点有两个要求：它们必须直径小于焊盘之间的空隔，有足够的高度来连接PCB表面与元件身体之间的空隙，而不干涉到

6、贴片头。胶的间隙由焊盘高出PCB阻焊层的高度和端头金属与元件身体厚度差别来决定的。这个间隙可能是不同的，小的可能小于扁平片状元件的0.05mm，大的可能大于小引出线包装(SOP,small-outlinepackage)和QFP的0.3mm。滴高的胶点保证良好的胶在离地高度大的元件上的覆盖面积。高的胶点也允许在低的离地高度元件之间胶被挤出，而不担心污染焊盘。通常，对同一个级别的胶，有两套滴胶参数一起使用：一个为离地高的元件产生高的、大胶量的胶点；另一个为扁平片状元件和金属电极界面(MELF,metalelectrodeface)

7、元件提供中等高度和胶量的胶点。胶点大小也受所选择的针嘴的内径与离地高度的比率控制。通常，胶点宽对高的比率范围是1.5:1~5:1(h/m间隙)要求最佳的刮板速度和压力。金属模板的厚度一般为0.15~2.00mm，应该稍大于(+0.05mm)元件与PCB之间的间隙。超过90%的SMT胶目前是通过注射器滴胶(图二)，它还可以进一步分为两类：压力时间系统和容积控制系统。压力时间注射器滴胶是最普遍的方法，本节的剩下部分将讲述这一技术。注射器可达到每小时50,000点的滴胶速度，并且可调节以满足变化的生产要求。　　滴胶缺陷的故障分析有几个

8、没有解决的滴胶问题可能导致最后的工艺缺陷。这些包括拉线、胶点大小的不连续、无胶点和卫星胶点。胶的拉线可造成焊盘污染和焊接点不良。当滴胶嘴回缩时胶必须分断快和清楚(图三)。甚至那些特别为高速滴胶配制的胶都可能出现拉线，如果参数不正确。例如，当胶量相当于滴胶嘴的直径和所要求的离地高度太小时，拉线的危险性极高，结果是一种非常高而瘦的胶点。虽然较小的针嘴直径和离地高度结合可解决这个问题，但拉线仍可能由其它与胶本身无关的参数引起，如对板的静电放电、不正确的Z冲程调节高度和板的柔曲或板的支撑不够。对无胶点的情况，元件将不能正确贴装。如果生产

9、线的气压不够用于滴胶(即，注射器的压力不够而造成滴胶不连续)，则可能发生不出胶点。类型地，不连续的胶点大小影响板与元件之间的整个绑接强度。以下是发生这个现象的几个原因：针嘴的离地支柱落在焊盘上。换一种不同离地支撑位置的针嘴可解决这个问题。分配给胶水恢复的时间不够