贴片胶涂布工艺技术的研究.doc

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