SMT貼片加工中的紅膠工藝
SMT貼片膠的特性、應(yīng)用與前景
SMT貼片紅膠是一種聚稀化合物,主要成份為基料(即主體高份子材料)、填料、固化劑、其它助劑等。SMT貼片紅膠具有粘度流動性,溫度特性,潤濕特性等。根據(jù)紅膠的這個特性,故在生產(chǎn)中,利用紅膠的目的就是使零件牢固地粘貼于PCB表面,防止其掉落。因此貼片膠是屬于純消耗非必需的工藝過程產(chǎn)物,現(xiàn)在隨著PCA設(shè)計(jì)與工藝的不斷改進(jìn),通孔回流焊、雙面回流焊都已實(shí)現(xiàn),用到貼片膠的PCA貼裝工藝呈越來越少的趨勢。
SMT貼片膠的使用目的
① 波峰焊中防止元器件脫落(波峰焊工藝)。在使用波峰焊時,為防止印制板通過焊料槽時元器件掉落,而將元器件固定在印制板上。
② 再流焊中防止另一面元器件脫落(雙面再流焊工藝)。 雙面再流焊工藝中,為防止已焊好的那一面上大型器件因焊料受熱熔化而脫落,要使有SMT貼片膠。
③ 防止元器件位移與立處(再流焊工藝、預(yù)涂敷工藝 )。用于再流焊工藝和預(yù)涂敷工藝中防止貼裝時的位移和立片。
④ 作標(biāo)記(波峰焊、再流焊、預(yù)涂敷)。此外,印制板和元器件批量改變時,用貼片膠作標(biāo)記。
SMT貼片膠按使用方式分類
a)刮膠型:通過鋼網(wǎng)印刷涂刮方式進(jìn)行施膠。這種方式應(yīng)用最廣,可以直接在錫膏印刷機(jī)上使用。鋼網(wǎng)開孔要根據(jù)零件的類型,基材的性能來決定,其厚度和孔的大小及形狀。其優(yōu)點(diǎn)是速度快、效率高、成本低。
b)點(diǎn)膠型:通過點(diǎn)膠設(shè)備在印刷線路板上施膠的。需要專門的點(diǎn)膠設(shè)備,成本較高。點(diǎn)膠設(shè)備是利用壓縮空氣,將紅膠透過專用點(diǎn)膠頭點(diǎn)到基板上,膠點(diǎn)的大小、多少、由時間、壓力管直徑等參數(shù)來控制,點(diǎn)膠機(jī)具有靈活的功能。對于不同的零件,我們可以使用不同的點(diǎn)膠頭,設(shè)定參數(shù)來改變,也可以改變膠點(diǎn)的形狀和數(shù)量,以求達(dá)到效果,優(yōu)點(diǎn)是方便、靈活、穩(wěn)定。缺點(diǎn)是易有拉絲和氣泡等。我們可以對作業(yè)參數(shù)、速度、時間、氣壓、溫度調(diào)整,來盡量減少這些缺點(diǎn)。
SMT貼片膠典型固化條件:
固化溫度 | 固化時間 |
100℃ | 5分鐘 |
120℃ | 150秒 |
150℃ | 60秒 |
注意點(diǎn):
1、固化溫度越高以及固化時間越長,粘接強(qiáng)度也越強(qiáng)。
2、由于貼片膠的溫度會隨著基板零件的大小和貼裝位置的不同而變化,因此我們建議找出最合適的硬化條件。
在室溫下可儲存7天,在小于5℃時儲存大于個6月,在5~25℃可儲存大于30天。
SMT貼片膠的管理
由于SMT貼片紅膠受溫度影響用本身粘度,流動性,潤濕等特性,所以SMT貼片紅膠要有一定的使用條件和規(guī)范的管理。
1) 紅膠要有特定流水編號,根據(jù)進(jìn)料數(shù)量、日期、種類來編號。
2) 紅膠要放在2~8℃的冰箱中保存,防止由于溫度變化,影響特性。
3) 紅膠回溫要求在室溫下回溫4小時,按先進(jìn)先出的順序使用。
4) 對于點(diǎn)膠作業(yè),膠管紅膠要脫泡,對于一次性未用完的紅膠應(yīng)放回冰箱保存,舊膠與新膠不能混用。
5) 要準(zhǔn)確地填寫回溫記錄表,回溫人及回溫時間,使用者需確認(rèn)回溫完成后方可使用。通常,紅膠不可使用過期的。
SMT貼片膠的工藝特性
連接強(qiáng)度:SMT貼片膠必須具備較強(qiáng)的連接強(qiáng)度,在被硬化后,即使在焊料熔化的溫度也不剝離。
點(diǎn)涂性:目前對印制板的分配方式多采用點(diǎn)涂方式,因此要求膠要具有以下性能:
① 適應(yīng)各種貼裝工藝
② 易于設(shè)定對每種元器件的供給量
③ 簡單適應(yīng)更換元器件品種
④ 點(diǎn)涂量穩(wěn)定
適應(yīng)高速機(jī):現(xiàn)在使用的貼片膠必須滿足點(diǎn)涂和高速貼片機(jī)的高速化,具體講,就是高速點(diǎn)涂無拉絲,再者就是高速貼裝時,印制板在傳送過程中,貼片膠的粘性要保證元器件不移動。
拉絲、塌落:貼片膠一旦沾在焊盤上,元器件就無法實(shí)現(xiàn)與印制板的電氣性連接,所以,貼片膠必須是在涂布時無拉絲、涂布后無塌落,以免污染焊盤。
低溫固化性:固化時,先用波峰焊焊好的不耐熱插裝元器件也要通過再流焊爐,所以要求硬化條件必須滿足低溫、短時間。
自調(diào)整性:再流焊、預(yù)涂敷工藝中,貼片膠是在焊料溶化前先固化、固定元器件的,所以會妨礙元器件沉入焊料和自我調(diào)整。針對這一點(diǎn)廠商已開發(fā)了一種可自我調(diào)整的貼片膠。
SMT貼片膠常見問題、缺陷及分析
推力不夠
0603電容的推力強(qiáng)度要求是1.0KG,電阻是1.5KG,0805電容的推力強(qiáng)度是1.5KG,電阻是2.0KG,達(dá)不到上述推力,說明強(qiáng)度不夠。
一般由以下原因造成:
1、膠量不夠。
2、膠體沒有100%固化。
3、PCB板或者元器件受到污染。
4、膠體本身較脆,無強(qiáng)度。
觸變性不穩(wěn)定
一支30ml的針筒膠需要被氣壓撞擊上萬次才能用完,所以要求貼片膠本身有極其優(yōu)秀的觸變性,不然會造成膠點(diǎn)不穩(wěn)定,膠過少,會導(dǎo)致強(qiáng)度不夠,造成波峰焊時元器件脫落,相反,膠量過多特別是對微小元件,容易粘在焊盤上,妨礙電氣連接。
膠量不夠或漏點(diǎn)
原因和對策:
1、印刷用的網(wǎng)板沒有定期清洗,應(yīng)該每8小時用乙醇清洗一次。
2、膠體有雜質(zhì)。
3、網(wǎng)板開孔不合理過小或點(diǎn)膠氣壓太小,設(shè)計(jì)出膠量不足。
4、膠體中有氣泡。
5、點(diǎn)膠頭堵塞,應(yīng)立即清洗點(diǎn)膠嘴。
6、點(diǎn)膠頭預(yù)熱溫度不夠,應(yīng)該把點(diǎn)膠頭的溫度設(shè)置在38℃。
拉絲
所謂拉絲,就是點(diǎn)膠時貼片膠斷不開,在點(diǎn)膠頭移動方向貼片膠呈絲狀連接這種現(xiàn)象。接絲較多,貼片膠覆蓋在印制焊盤上,會引起焊接不良。特別是使用尺寸較大時,點(diǎn)涂嘴時更容易發(fā)生這種現(xiàn)象。貼片膠拉絲主要受其主成份樹脂拉絲性的影響和對點(diǎn)涂條件的設(shè)定解決方法:
1、加大點(diǎn)膠行程,降低移動速度,但會降你生產(chǎn)節(jié)拍。
2、越是低粘度、高觸變性的材料,拉絲的傾向越小,所以要盡量選擇此類貼片膠。
3、將調(diào)溫器的溫度稍稍調(diào)高一些,強(qiáng)制性地調(diào)整成低粘度、高觸變性的貼片膠,這時還要考慮貼片膠的貯存期和點(diǎn)膠頭的壓力。
塌落
貼片膠的流動性過大會引起塌落,塌落常見問題是點(diǎn)涂后放置過久會引起塌落,如果貼片膠擴(kuò)展到印制線路板的焊盤上會引起焊接不良。而且塌落的貼片膠對那些引腳相對較高的元器件來講,它接觸不到元器件主體,會造成粘接力不足,因此易于塌落的貼片膠,其塌落率很難預(yù)測,所以它的點(diǎn)涂量的初始設(shè)定也很困難。針對這一點(diǎn),我們只好選擇那些不容易塌落的也就是搖溶比較高的貼片膠。對于點(diǎn)涂后放置過久引起的塌落,我們可以采用在點(diǎn)涂后的短時間內(nèi)完成貼片膠裝、固化來加以避免。
元器件偏移
元器件偏移是高速貼片機(jī)容易發(fā)生的不良現(xiàn)象, 造成的原因主要是:
1、是印制板高速移動時X-Y方向產(chǎn)生的偏移,貼片膠涂布面積小的元器件上容易發(fā)生這種現(xiàn)象,究其原因,是粘接力不中造成的。
2、是元器件下膠量不一致(比如:IC下面的2個膠點(diǎn),一個膠點(diǎn)大一個膠點(diǎn)?。?,膠在受熱固化時力度不均衡,膠量少的一端容易偏移。
過波峰焊掉件
造成的原因很復(fù)雜:
1、貼片膠的粘接力不夠。
2、過波峰焊前受到過撞擊。
3、部分元件上殘留物較多。
4、膠體不耐高溫沖擊
貼片膠混用
不同廠家的貼片膠在化學(xué)成分上有很大的不同,混合使用容易產(chǎn)生很多不良:1、固化困難;2、粘接力不夠;3、過波峰焊掉件嚴(yán)重。
解決方法是:徹底清洗網(wǎng)板、刮刀、點(diǎn)膠頭等容易引起混用的部位,避免混合使用不同品牌貼片膠。
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