SMT贴片红胶的性能分析以及使用说明rse.docx

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1、SMT贴贴片红胶胶的性能能分析以以及使用用说明1.1 常见的的贴片胶胶涂布方方法 贴贴片胶的的涂布是是指将贴贴片胶从从储存容容器中（管管式包装装、胶槽槽）均匀匀地分配配到PCCB指定定位置上上。常见见的方法法有针式式转移、丝丝网/模板印印刷和注注射法。1针式转移 针式转移方法是在金属板上安装若干个针头，每个针头对准要放贴片胶的位置，涂布前将针床浸入一个盛贴片胶的槽中，其深度约为1.2-2mm，然后将针床移到PCB上，轻轻用力下按，当针床再次被提起时，胶液就会因毛细管作用和表面张力效应转移到PCB上，胶量的多少则由针头直径和贴片胶的黏度来决定。针床可以手工控制也可以自动控制。这是早期应用方法之一

2、，如图16所示。 优点：所有胶点能一次点完，速度快，适合大批量生产；设备投资少。 缺点：当PCB设计需要更改时，针头位置改动困难；胶量控制精度不够，不适用于精度要求高的场合使用；胶槽为敞开系统，易混入杂持，影响胶合质量；对环境要求高，如温度、湿度等。 评估：目前这种使用方法已不多见，一般用于试制生产，用针式转移法时，其贴片胶的黏度要求为70-90s。2丝网/模板印刷 丝网/模板印刷法涂布贴片胶，其原理、过程和设备同焊膏印刷类似。它是通过镂空图形的丝网/模板，将贴片胶分配到PCB上，涂布时由胶的黏度及模板厚度来控制。这种方法简单快捷，精度比针板转移高，早期应用较文（见图17），由于印刷后的胶滴高

3、度不理想故未能广泛使用。近几年，乐泰公司推出Varidot刮板印刷技术，采用特殊的塑料模板，可印刷不同高度的贴片胶。此外清洗模板也较简单，并能显著地提高生产率和现有设备（印刷机）的利用率。 优点：一次印刷，完成所有胶点的分配，适合大批量生产；丝网/模板更换，相对比针床价廉；印刷机的利用率提高，无需添置点胶机。 缺点：对PCB更改的适应性差；胶液暴露在空气中，对外界环境要求高；只适合平面印刷。 评估：随着新模板技术的推广，使用场合会有所增加。 贴片胶黏度要求：黏度值在300-200 Pas.3压力力注射 压力注注射方法法是目前前最常用用的涂布布贴片胶胶的方法法，点胶胶机与点点胶嘴如如图199所示

4、。 它的原原理是将将贴片胶胶装在针针管中，在在针管头头部装接接胶嘴，然然后将针针管安装装在点胶胶机上，点点胶机由由计算机机程序控控制，自自动将胶胶液分配配到PCCB指定定的位置置。这种种方法灵灵活，易易调整，无无需模板板，产品品更换极极为方便便，由于于高速点点胶机的的出现，它它既适合合大批量量生产，也也适全多多品种生生产。此此外，贴贴片胶装装在针管管之中密密封性好好，不易易污染，胶胶点质量量高。 它的不不足之处处在于，点点胶机价价钱贵，投投资费用用大。 贴片胶胶黏度要要求：黏黏度值在在1000-1550 PPas。 由于于压力点点胶工艺艺应用广广，优点点多，下下面将进进行进一一步讨论论。2.2

5、 影影响胶点点质量的的因素 优优良的胶胶点应是是表面光光亮，有有适合的的形状和和几何尺尺寸，无无拉丝和和拖尾现现象。国国内外很很多公司司研究表表明，影影响胶点点质量的的因素，不不仅取决决于贴片片胶品质质，而且且与点胶胶机参数数设置及及工艺参参数的优优化有密密切关系系，现分分别叙述述如下：1. 贴贴片胶品品质贴片胶应应具有优优良的触触变性，适适合的黏黏度，令令人满意意的初黏黏力以及及初始强强度。有有关这些些概念的的物理意意义及其其对点胶胶工艺的的影响前前面已做做了讨论论。通常常高黏度度的贴片片胶比低低黏度的的贴片胶胶容易发发生拖尾尾和拉丝丝等毛病病，初黏黏力差的的贴片胶胶比初黏黏力高的的贴片胶胶

6、易发生生拖尾。当当然黏度度过低的的贴片胶胶其初始始强度差差，易出出现元件件移位，高高温后易易出现塌塌落等缺缺陷。2. 点点胶机参参数的设设定点胶机的的工作参参数对胶胶点质量量有很大大的影响响。有关关点胶机机性能对对点胶质质量影响响的因素素主要涉涉及到两两个系统统，一是是压力调调控系统统，二是是相关参参数设定定，包括括胶嘴针针头尺寸寸，胶嘴嘴与PCCB之间间的距离离，以及及压力PP和时间间t的设定定。（1） 压力力调控系系统压力直接接影响出出胶量，而而压力的的大小设设定及保保持恒定定，则由由调节器器的品质质、机器器对开关关信号的的灵敏度度和注射射器中气气压变化化等因素素来决定定，在高高速点胶胶中

7、，速速度很快快，时间间以毫秒秒为数量量级。因因此要求求机器及及气阀灵灵敏度高高，并在在注射管管道设有有专用阀阀门，通通常机器器点胶压压力在55barr范围内内调控，生生产中则则设定一一个最低低阈值压压力，以以取得良良好的点点胶质量量，低于于这个阈阈值压力力，则不不能保证证胶点出出来。（2） 胶嘴嘴尺寸及及相关参参数图18为为胶嘴针针头点胶胶位置图图，IDDN表示示胶嘴针针头口内内径，WW为胶滴滴底部直直径（见见图199）；NDD表示当当定位针针触到PPCB时时，胶嘴嘴针头离离PCBB的距离离，又称称为止动动高度；H为贴片片胶的有有效高度度（见图图19）。 大量的试试验表明明，要避避免点胶胶时出

8、现现拉丝拖拖尾现象象，应符符合下述述两个经经验规律律：经验规律律之一是是：胶点点的直径径（W）与嘴嘴内径（IDN）之比为2：1。但在生产产中胶点点直径WW的大小小又由贴贴装元器器件的大大小来决决定，换换言之应应由贴装装元件的的尺寸来来决定胶胶点直径径W，再由由胶点直直径W选用针针嘴。另一个经经验规律律是：当当胶嘴针针头的内内径确定定下来后后，应调调节胶嘴嘴口到PPCB的的距离NND，这这也是一一个重要要参数，ND又称止动高度。当机器工作时，顶针触接到PCB，机器发出信号通过气动机构使阀门打开，施加气压胶管内开始增压，设压力为P，并迫使胶液流出，同时设定加压时间为T，当时间到位后，气压阀关闭，停

9、止点胶。接着点胶头移到下一个点胶位置。显然，当ND，P，T三者的数值调节到一个适合的参数，即ND到位时开始点胶，P，T设定为最佳时，胶滴完全点在PCB上（见图19）。当ND过过小，PP，T设定又又偏大，则则胶嘴与与PCBB之间空空间太小小，胶液液受压并并会向四四周漫流流，甚至至会流到到定位针针附近，且且易污染染针头（见见图200）。反反之，NND过大大，P，T设定又又偏小，则则胶点直直径W会偏小小，而胶胶点高度度H将增大大，这样样当点胶胶头移动动的一刹刹那，也也会出现现拉丝和和拖尾现现象（见见图211）。故故当NDD值确定定后应仔仔细调节节P，T值。现将胶嘴嘴针头内内径与止止动高度度ND的经经

10、验配套套参数列列于表55。表5 胶嘴嘴内径与与止动高高度相关关表胶嘴内径径IDNN0.40.50.6止动高度度止动高度度NA0.1-0.220.155-0.250.2-0.33针嘴内径径的一半半值实际生产产中，因因点胶机机设备不不同，配配制的点点胶嘴内内径也不不相同，相相应的止止动高度度也会不不同，因因此应根根据上述述原理来来设定机机器的参参数。此此外，在在生产中中除了应应仔细调调相关系系数外，还还应经常常检查点点胶嘴的的化妆室室顶针和和胶嘴端端部的磨磨损情况况，磨损损太多应应及时更更换，并并保持顶顶杆、胶胶嘴清洁洁，防止止黏胶剂剂和粉尘尘黏附在在定位针针上。（3） Z轴轴回程高高度在实际生生

11、产中，还还有一个个重要的的机器参参数，即即机头（Z轴）上升的回程距离（有时又称等待时间），这是因为，当止动杆接触到PCB时，机器发也工作指令，这种信号没有“时间差”，但信号发出后真正的胶液被挤压出来的时刻一个明显的“时间差”，又称为“延迟”效应，就如同给电容器充电一样，需要一个时间，这是因为气体有“可压缩性”的特点。此外还与机器对信号的灵敏度、胶管内径、胶嘴头的长度等综合因素的影响有关。相关动作的原理如图22所示。因此，如如果Z轴回程程距离太太小，则则胶嘴将将会拖着着胶液从从一个胶胶点移到到另一个个胶点，易易产生拖拖尾，只只有当胶胶液完全全离开胶胶口的一一刹那，点点胶头离离开为最最好。有有的点

12、胶胶机采用用多头点点胶，就就是为降降低点胶胶速度，保保证让胶胶液完全全脱离胶胶嘴出口口。考虑虑到降低低胶速，会会影响产产量，故故采取多多头点胶胶，提高高点胶的的平均速速度，达达到既消消除拖尾尾又提高高产量的的目的。3. 胶胶嘴孔内内径与元元件尺寸寸的关系系由于片式式元器件件大小不不一样，因因此与PPCB之之间所需需要的黏黏结强度度也不一一样，即即元件与与PCBB之间涂涂布的胶胶量也不不一样，故故在点胶胶机中常常配置不不同内径径的胶嘴嘴。例如如松下点点胶机配配置3LL，S和VS三种种内径的的胶嘴，它它们的内内径分别别是0.58mmm，0.441mmm和0.333mmm。胶嘴针管管内径与与元件尺尺

13、寸之间间有何关关系呢？通常胶胶点尺寸寸应濒于于焊盘之之间的距距离，同同时还要要考虑到到胶点位位置的准准确度。以以08005，12006片式式元件为为例，元元件的焊焊盘尺寸寸与针嘴嘴内径的的关系，根根据经验验公司：胶点直径径（W）/出胶嘴嘴内径（IDNN）=2/1可得，胶胶嘴内径径分别为为0.44mm及及0.66mm，见见表6与图233。元件胶合合面积（2.0-0.42）1.25=1.5mm2 ；胶合强度度取1550kgg/cmm2即1.55N/mmm2 ；则每片理理论胶合合强度为为1.5515=22.5N/片。而通常对对08005的元元件胶合合强度大大于5NN就足够够了。若若采用双双点点胶胶的

14、规则，则则强度还还应增加加。表6 片式式元件焊焊盘尺寸寸与针嘴嘴内径关关系元件尺寸寸焊盘宽度度X（mm）两焊盘间间距离AA（mm）胶点允许许最大直直径W（mmm）推荐胶嘴嘴内径（mm）080052.0mmm 1.25mmm21.441.00.80.4120063.2mmm 1.6mmm1.61.81.20.4-0.662.3 工工艺参数数优化设设定1. 胶胶点高度度前面在介介绍高质质量胶点点的几何何尺寸时时，曾谈谈到形状状系数WW/H为为2.77-4.6为最最好；那那么胶点点高度HH又怎么么确定呢呢？还是是让我们们考察一一下元件件贴放在在PCBB上时的的相应尺尺寸，如如图244所示。从图中可可

15、看出，A是PCB上焊盘层的厚度，一般为0.05mm，B是元件端焊头包封金属厚度，一般为0.1mm，对于SO-23则可达0.3mm之多。因此要达到元件底面与PCB良好的黏合，贴片胶高度HA+B，考虑到胶点是倒三角形状态，顶端在上，为了达到元件间有80%的面积与PCB相结合，工程中H应达到（1.5-2）倍于（A+B），因此，为了增加H高度，有时应设计辅助点胶焊盘以及选用元件底面与引脚平面之间尺寸较小的元件，以达到良好的胶合强度，如图25所示。2. 胶胶点数量量的设定定早期点胶胶工艺中中对于小小尺寸的的阻容元元件如008055，设一一个胶点点，现在在趋势是是所有元元件都推推荐双胶胶点，并并设在元元件

16、的外外侧，这这对黏合合的质量量有保证证，换言言之，即即使其中中一个胶胶点出现现质量问问题，还还有一个个胶点起起到黏结结的作用用。胶点点位置设设在元件件外侧还还兼顾到到和焊盘盘的相对对位置有有所增大大，也可可以防止止出现过过大的黏黏结，给给维修带带来困难难。此外外，还可可以把热热固化胶胶所需要要的位置置与光固固化胶所所需要的的位置兼兼顾起来来。对于SOOIC，一一般设33-4个个点，这这比只采采用2个点要要好，不不仅能增增加强度度还可以以起到抗抗震作用用，因为为胶在固固化前，黏黏结力总总是有限限度的，对对于大器器件，因因重量增增大，运运动时惯惯性也会会增加。质质量较大大的ICC放在胶胶点上，如如

17、果仅有有2个胶点点，给人人一种“浮”的感觉觉，稍一一震动，就就会出现现“滑移”，增加加胶点数数也就是是增加黏黏合面积积，对防防止大元元件的“滑移”可起到到良好的的防御作作用。点胶的有有关参数数与元器器件尺寸寸的综合合调节参参数见表表7表7 点点机工艺艺参数与与元件尺尺寸关系系表 元件件尺寸机器参数数C06003C08005C12006SOT223SOD880SO166-288胶嘴直径径（mmm）0.30.40.40.40.60.6止动高度度（mmm）0.10.10.1550.1550.30.3胶点点数数222224相应针之之间的距距离0.811.0-1.221.0-1.332胶点直径径(W)（

18、mm）0.50.70.110.90.110.90.111.3550.1517.770.3压力（bbar）33332.72.7点胶时间间（mss）50508080100120胶管温度度（）241124112411241124112411点胶工艺艺中常见见的缺陷陷 拉拉丝/拖尾是是点胶中中常见的的缺陷，拉拉丝/拖尾易易污染焊焊盘，会会引起虚虚焊。 初初黏力差差，会导导致元器器件在外外力作用用下或固固化时元元件移位位以致引引起虚焊焊。 贴贴片胶过过少，当当元器件件贴放后后会因胶胶量过小小，引起起强度不不足，元元器件固固化后会会引起掉掉片，在在波峰焊焊时更会会出现。2.5 贴贴片胶的的固化 贴贴片胶涂

19、涂布后，贴贴装完元元器件，即即可送入入固化炉炉中固化化，固化化是贴片片胶波峰焊焊工艺中中一道关关键工序序，很多多情况下下由于贴贴片胶固固化不良良或未完完全固化化（特别别是PCCB上元元件健分分布不均均的情况况下最为为多见），在在进行运运输、焊焊接过程程中，便便会出现现元器件件脱落。 因因此应认认真做好好固化工工作。采采用的胶胶种不同同，其固固化方法法也不同同，常用用两种方方法固化化，一种种是热固固化，另另一种是是光固化化，现依依次讨论论如下：1 热固化化环氧型贴贴片胶采采用热固固化，早早期的热热固化是是放在烘烘箱中进进行，现现在，多多放在红红外再流流炉中固固化，以以实现连连续式生生产。在在正式

20、生生产前应应首先调调节炉温温，做出出相应产产品的炉炉温固化化曲线，做做固化曲曲线时多多注意的的是：不不同厂家家、不同同批号的的贴片胶胶固化曲曲线不会会完全相相同；即即使同种种贴片胶胶，用在在不同产产品上，因因板面尺尺寸、元元件多少少不一，所所设定的的温度也也会不同同，这一一点往往往会被忽忽视。经经常会出出现这样样的情况况：在焊焊接ICC器件时时，固化化后，所所有的引引脚还落落在焊盘盘上，但但经过波波峰焊后后IC引脚脚会出现现移位甚甚至离开开焊盘并并产生焊焊接缺陷陷。因此此，要保保证焊接接质量，应应坚持每每个产品品均要做做温度曲曲线，而而且要认认真做好好。（1） 环氧氧胶固化化的两个个重要参参数

21、环氧树树脂贴片片胶的热热固化，其其实质是是固化剂剂在高温温时催化化环氧基基因。XXXXXX开开环发生生化学反反应。因因此固化化过程中中，有两两上重要要参数应应引起注注意：一一是起始始升温速速率；二二是峰值值温度。升升温速率率决定固固化后的的表面质质量，而而峰值温温度则决决定固化化后的黏黏接强度度。这两两上参数数应由贴贴片胶供供应商提提供，这这比供应应商仅提提供固化化曲线更更有意义义，它能能使你对对所用的的贴片胶胶性能有有所了解解。图226是采采用不同同温度固固化一种种贴片胶胶的固化化曲线。从图226中可可以看出出黏结温温度对黏黏结强度度的影响响比时间间对黏结结强度的的影响更更重要，在在给定的的

22、固化温温度下，随随着固化化时间的的增加，剪剪切力小小幅度增增加，但但当固化化温度升升高时，相相同固化化时间里里剪切强强度却明明显增加加，但过过快的升升温速率率有时会会出现针针孔和气气泡。因因此在生生产中，应应首先用用不放元元件的PPCB光光板点胶胶后放入入红外炉炉中固化化，冷却却后用放放大镜仔仔细观察察贴片胶胶表面是是否有气气泡和针针孔，若若发现有有针孔时时，应认认真分析析原因，并并找出排排除方法法。在做做炉温固固化曲线线时，应应结合这这两个因因素反复复调节，以以保证得得到一个个满意的的温度曲曲线。（2） 固化化曲线的的测试方方法贴片胶在在红外再再流炉中中的固化化曲线测测试方法法及所用用仪器，

23、同同焊锡膏膏红外再再流焊炉炉温曲线线方法相相同，这这里不再再介绍。其其升温速速率和固固化炉温温曲线可可按供应应商提供供的参数数设计。遇遇到有争争议时除除了与供供应商协协商外，还还可以到到有关测测试部门门进行差差示扫描描热分析析（DSSC），鉴鉴定黏合合剂性能能。2 光固化化/热固化化当采用光光固化胶胶时，则则采用带带UV光的的再流炉炉进行固固化，其其固化速速度快且且质量又又很高。通通常再流流炉附带带的此外外灯管功功率为22-3kkW，距距PCAA约10ccm高度度，经110-115s就就使暴露露在元件件体外的的贴片胶胶迅速固固化，同同时炉内内继续保保持1550-1140温度约约1miin，就就

24、可使元元件下面面的胶固固化透。2.6使用贴贴片胶的的注意事事项（1）储存购回回的贴片片胶应低低温（00）储存存，并做做好登记记工作，注注意生产产日期和和使用寿寿命（大大批进货货应检验验合格入入库）。（2）使用使用时应注意胶的型号，黏度，根据当前产品的要求，并在室温下恢复1小时左右（大包装应有4小时左右）方可停机使用，使用时注意跟踪首件产品，实际观察新换上的贴片胶各方面的性能。需应用分装的清洁的注射管；灌装不要太滿（2/3体积）并进行脱气泡处理。不要将不同型号、不同厂家的胶互相混用，更换品种时，一切与胶接触的工具都应彻底清洗干净。在使用时应注意胶点直径的检查，一般可在PCB的工艺边处高1-2个测

25、试胶点，必要时可入0805元件，经常观察固化前后胶点直径的变化，对使用的贴片胶品质真正做到心中有数。点好胶的PCB应即时贴片并固化，遇到特殊情况应暂停点胶，以防PCB上胶点吸收空气中水汽与尘埃，导致贴片质量下降。（3）清洗在生产中，特别是更换胶种或时间用久后，都应清洗注射筒等工具，特别是针嘴，通常应将针嘴等小型物品分类处理，金属针嘴应浸泡在广口瓶中，瓶内放专用清洗液（可由供应商提供）或丙酮、甲苯及其化合物，不断摇摆，均有良好的清洗能力。注射筒等也可浸泡用用毛刷及时清洗，配合压缩空气，无纤维的纸布清洗干净。无水乙醇对未固化的胶也有良好的清洗能力，且对环境无污染。（4）返修对需要返修的元器件（已固

26、化）可用热风枪均匀地加热元件，如元件已焊接好，还要增加温度使焊接点也能熔化，并及时用镊子取下元件，大型的IC需要维修站加热，去除元件后仍应在热风枪配合下用小刀慢慢铲除残胶，千万不要将PCB银条破坏，需要时重新点胶，用热风枪局部固化（应保证加热温度和时间）。3，点点胶波波峰焊工工艺中常常见的缺缺陷与解解决方法法1拉拉丝/拖尾现象象：拉丝丝/拖尾是是点胶中中常见的的缺陷。产生的原因：胶嘴内径太小，点胶压力太高，胶嘴离PCB的时间距太大，黏胶剂过期或品质不好，贴片胶黏度太高，从冰箱中取出后未能恢复到室温，点胶量太多。解决方法：改换内径较大的胶嘴，降低点胶压力，调节“止动”高度，换胶，选择适合黏度的胶

27、种，从冰箱中取出后恢复到室温（约4小时），调整点胶量。2胶嘴堵塞现象：胶嘴出量偏少或没有胶点出来。产生原因：针孔内未完全清洗干净，贴片胶中混入杂质，有堵孔现象，不相容的胶水相混合。解决方法：换清洁的针头，换质量好的贴片胶，贴片胶牌号不应搞错。3空打现象：只有点胶动作，却无出胶量。产生原因：混入气泡，胶嘴堵塞。解决方法：注射筒中的胶应进行脱气泡处理（特别是自己装的胶），按胶嘴堵塞方法处理。4元器件移位现象：固化后元器件移位，严重时元器件引脚不在焊盘上。产生原因：贴片胶出胶量不均匀（例如片式元件两点胶水中一个多一个少），贴片时元件移位，贴片胶初黏力低，点胶后PCB放置时间太长，胶水半固化。解决方法

28、：检查胶嘴是否有堵塞，排除出胶不均匀现象，调整贴片机工作状态，换胶水，点胶后PCB放置时间不应太长（小于4小时）。5固化后，元器件黏结强度不够，波峰焊后会掉件现象：固化后，元器件黏结强度不够，低于规定值，有时用手触摸会出现掉片。产生原因：固化工艺参数不到位，特别是温度不够，元件尺寸过大，吸热量大，光固化灯老化，胶水量不够，元件/PCB有污染。解决方法：调整固化曲线，特别是提高固化温度，通常热固化胶的峰值固化温度很关键，达到峰值温度易引起掉片，对光固胶来说，应观察光固化灯是否老化，灯管是否有发黑现象；胶水的数量，元件/PCB是否有污染都是应该考虑的问题。6固化后元件引脚上浮/移位固化后正确的形态如图27所示。现象：固化后元件引脚浮起来或移位，波峰焊后锡料会进入焊盘，严重时会出现短路和开路，如图28所示。产生原因：贴片胶不均匀，贴片胶量过多，贴片进元件偏移。解决方法：调整点胶工艺参数，控制点胶量，调整贴片工艺参数。