贴片胶涂布工艺技术的研究.docx

贴片胶涂布工艺技术的研究鲜飞(烽火通信股份有限公司，湖北武汉430074)1引言
在表面安装中，贴片胶用来在波峰焊期间将SMD固定到电路板的焊接面上，为了避免元件在波峰焊的作用下发生位移，必须使用贴片胶。当焊接完成后，贴片胶便不再起作用。
粘接到印刷线路板(PrintCircuitBoard，简称PCB)焊接面上的常见元件类型有矩形片状电阻和电容，圆柱形晶体管即金属无引脚面结合晶体管(Metalelectrodefacecomponent，简称MELF)和小外型晶体管(Smalloutlinetransistor)。这些元件常与插装(Throughholetechnology，简称THT)器件一起进行波峰焊。
2贴片胶的组成与性质
2．1贴片胶的化学组成
贴片胶通常由基本树脂、固化剂和固化促进剂、增韧剂以及无机填料等组成，其核心部分为基本树脂。目前普遍采用的基本树脂有丙烯酸脂和环氧树脂2种，它们均具有各自的优缺点，如表1所示。
从上表可以看出，两者各有优缺点，但由于环氧树脂有很好的电气性能，且粘接强度高，故目前使用环氧树脂的居多。
2．2贴片胶的包装
贴片胶的包装一般分为20／30mL注射筒式和300mL筒式。20／30mL注射筒式用于点涂工艺，300mL筒式用于胶印工艺。
2．3贴片胶的特性
表面安装用理想的贴片胶，必须考虑许多因素，尤其重要的是应当记住以下3个主要方面：固化前的特性、固化特性和固化后的特性。
2．3．1固化前的特性
对于表面安装来说，目前绝大多数使用环氧胶。目前使用贴片胶都是着色的，通常采用红色和橙色。这是因为焊盘涂上贴片胶将会影响焊接，故这是不允许的。而如果贴片胶采用易于区分的颜色，如果使用过量，以致涂到焊盘上，它们很容易被察觉并进行清除。未固化的贴片胶应具有良好的初粘强度。初粘强度是指在固化前贴片胶所具有的强度，即将元件暂时固定，从而减少元件贴装时的飞片或掉片，并能经受贴装、传送过程时的震动或颠簸。最后，贴片胶必须与生产中所采用的施胶方法相适应。目前对电路板的施胶方式多采用点涂方式，要求贴片胶要适应各种贴装工艺，又要易于设定对每种元件的施胶量，还要点涂施胶量稳定。
2．3．2固化特性
固化特性与达到希望的粘接强度所需的固化时间和固化温度有关。达到所希望的粘接强度的时间越短，温度越低，则贴片胶越好。表面安装用的贴片胶必须在低温下具有短的固化温度，而在固化之后，就必须有适当的粘接强度，以便在波峰焊时将元件固定住。如果粘接强度太大，则返工困难，相反粘接强度太小元件可能掉到焊料槽中。贴片胶的固化温度应避免过高，以防止电路板翘曲和元件损坏。换言之，贴片胶最好是低于电路板的玻璃转变温度(对于FR-4型基板为120℃)固化。然而，高于玻璃转变温度的很短固化时间一般也能接受。为了保证有足够高的生产率，要求固化时间较短。固化的另一个特性是固化期间的收缩量较小(使粘贴元件的应力最小)。
2．3．3固化后的特性
尽管贴片胶在波峰焊之后会丧失其作用，但却在随后的制造过程(如清洗和修理返修)中影响部件的可靠性。贴片胶固化后的重要特性之一是可返修能力，为了保证可返修能力，固化贴片胶的玻璃转变温度应相当低，一般应在75℃～95℃。在返修期间，元件的温度往往超过了100℃，因为为了熔化锡铅焊料，端接头必须达到高得多的温度(>183℃)。只要固化贴片胶的玻璃转变温度小于100℃以及贴片胶的用量不过分多，可返修能力就不成问题。固化后贴片胶的另一些重要性包括非导电性(一般情况下，胶水表面的电阻在8×1011Ω以上，就可以认为是合格的，即其绝缘电阻足够大，在正常工作时胶水为开路)，抗湿性和非腐蚀性。贴片胶还应有适当的绝缘性质，但在最终选择贴片胶之前，应检查一下在潮湿状态下的情况。
3贴片胶的涂布方式及使用工艺要求
3．1贴片胶的使用要求3．1．1储藏。按供应商所要求的条件储藏贴片胶，其使用寿命自生产封装之日起计算，严禁在靠近火源地方使用。
3．1．2回温。当使用的是环氧树脂类的贴片胶，一般在储存时，为了使其有尽可能长的使用期，都将贴片胶储存在5℃左右的冷藏环境中。当要用于生产时，就要先回温一段时间。一般都是在室温条件下回温，回温时间不能少于30min，严禁使用加温的方法回温。
3．2胶水的涂布方式及工艺
3．2．1胶水的涂布方式
胶水的涂布方式多种多样，一般常采用的方式是胶印和点涂：
(1)点涂工艺。所谓点涂工艺就是通过点胶机将贴片胶点涂到PCB指定区域(如图1)。压力和时间是点涂的重要参数，它们对胶点的大小及拖尾进行控制。拖尾还随贴片胶的黏滞度而变化，改变压力能改变胶点的大小。挂线或拖尾使贴片胶的"尾巴"超过元件的基体表面而拖长到下一个部位，贴片胶覆盖在电路板焊盘上，会引发焊接不良(如图2)。拖尾现象可以由对点胶系统作某些调整来减少。例如：