膠粘劑在電子組裝中的應(yīng)用

發(fā)布時間：2023-09-25 09:26:54　點擊次數(shù)：

膠粘劑在混裝及雙面回流焊接工藝中主要是把元器件固定于電路板底面,以便進行波峰焊或雙面回流焊工藝。常用的膠粘劑涂覆方法包括針轉(zhuǎn)移法、點涂法和絲網(wǎng)印刷法/模板印刷法。模板印刷法近年來在大批量高速流水線生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。主要介紹了膠粘劑的涂覆工藝及選擇和膠粘劑的性能及選擇和膠粘劑的相關(guān)工藝設(shè)計,并對其進行了較為詳細的分析。

電子組裝中波峰焊和再流焊兩種工藝都會用到膠粘劑,以防元器件因振動和沖擊等原因而發(fā)生偏移或脫落。波峰焊接時需用膠粘劑將表面貼裝元器件與電路板連接在一起,而再流焊接時通常不需用膠粘劑,因為焊膏本身就可以起到固定元器件的作用,只有雙面再流焊接工藝中對于電路板反面質(zhì)量太大的元器件才會需要,同時用焊膏和膠粘劑兩種工藝材料固定。

膠粘劑的應(yīng)用伴隨著PCB設(shè)計的復(fù)雜化和元器件微型化對產(chǎn)品可靠性及電子組裝工藝提出了嚴格要求,在電子組裝技術(shù)中將會越來越具有挑戰(zhàn)性。

膠粘劑的組成與分類
膠粘劑通常由基礎(chǔ)樹脂、固化劑、促進劑、增韌劑、填料和助劑等組成,其核心部分為基礎(chǔ)樹脂。膠粘劑按固化方式可分為熱固化、UV固化、濕固化、熱-UV固化和陽離子固化等;按化學(xué)性質(zhì)可分為環(huán)氧類、聚氨酯類、有機硅類、丙烯酸類及其它類型;按固化特性可分為熱固性、熱塑性和彈性體三類。

膠粘劑有單組份、雙組份和多組份等多種類型:單組份的膠粘劑可直接使用,雙組份或多組份的膠粘劑在使用時必需準確計算和準確稱量,質(zhì)量分數(shù)誤差不得大于2%～5%,并且應(yīng)根據(jù)規(guī)定的步驟配制。固化劑用量過多,膠層變脆;固化劑用量過少,固化不完全。按比例配好后,應(yīng)充分攪拌,使其混合均勻,并用溶劑調(diào)整黏度。

膠粘劑的封裝形式
膠粘劑封裝形式應(yīng)便于設(shè)備的使用,由于不同的涂覆工藝及使用要求,膠粘劑需各式各樣的封裝形式。目前膠粘劑的封裝形式主要有下面幾種。

注射筒定制式封裝
注射筒定制式封裝適合于不同設(shè)備、不同形狀及尺寸,可直接安裝在設(shè)備上使用,一般分為5ml、10ml、20ml和30ml等規(guī)格。對于紫外線敏感的膠粘劑,封裝在防紫外線的注射筒中。此類封裝一般屬一次性使用,分裝時保證注射筒內(nèi)不進入空氣,封裝中不存在污染物,因而使用方便,質(zhì)量易于控制。

牙膏狀管式封裝
一般采用聚乙烯軟管,封裝成牙膏狀,約為400g左右的封裝量,分裝時需要使用離心脫泡裝置,但注射筒內(nèi)仍會存在大量氣泡或其它污染物,影響點膠質(zhì)量,削弱生產(chǎn)效率。另外,其有效使用量僅有70%左右,浪費嚴重,因而成本較高。

塑料筒式封裝
此類封裝一般約30mL,呈長圓筒狀,主要適用于針轉(zhuǎn)移或模板印刷涂覆工藝。分裝時將專用適配器裝在筒式封裝的出膠口上,再將出膠口套在適配器另一端,然后用專用施膠槍手動或氣動將膠粘劑連續(xù)地注入筒內(nèi)。由于是從裝好端塞的注射筒的出膠口裝入膠黏劑,可有效地減少注射筒內(nèi)的氣泡,與牙膏狀管式封裝相比更便于使用和質(zhì)量控制,有效使用量大大超過牙膏管式封裝,成本相對較低。

罐式封裝
通常一罐為1.0kg或0.5kg,因而較適合針轉(zhuǎn)移和模板印刷涂覆工藝,不是注射法施膠,否則分裝較困難,浪費極大。

膠黏劑涂覆工藝
膠黏劑涂覆工藝是將膠黏劑從貯存器內(nèi)轉(zhuǎn)移到電路板上,可以在元器件貼裝前或貼裝后涂覆,這取決于貼裝設(shè)備或膠粘劑涂覆設(shè)備。膠粘劑涂覆方法主要有針轉(zhuǎn)移法、點涂法(注射法)和絲網(wǎng)印刷法/模板印刷法。

針轉(zhuǎn)移法
針轉(zhuǎn)移法是大批量生產(chǎn)時最簡單的涂覆工藝,可單點/多點同時涂覆,生產(chǎn)效率很高。首先根據(jù)基板上需要點膠的位置定制專門的針陣列,需要涂覆膠黏劑時,針陣列的針頭浸入到貯膠槽中沾取適量的膠黏劑轉(zhuǎn)移到基板表面,針頭下移后膠黏劑的表面張力使得針頭上的一部分膠黏劑在基板上形成一個膠滴,且每次膠黏劑量幾乎是均勻的。

針轉(zhuǎn)移法工藝參數(shù)控制
針轉(zhuǎn)移法涂覆工藝中,膠滴的大小由針頭直徑、針頭浸入儲膠容器的深度、膠黏劑的流變性、環(huán)境溫度以及膠的成分控制。

針頭直徑
不同的元器件封裝形式需要不同直徑的針,以便施加所要求的膠量。現(xiàn)在有很多系列的滴膠針產(chǎn)品,幾乎可以適應(yīng)所有的元器件封裝形式。

貯膠容器中膠層的厚度
膠量不僅決定于滴膠針頭直徑,還取決于貯膠容器中膠層的厚度。膠層的厚度可由刮板的高度調(diào)整,一般為1.5mm～2.0mm為佳。

溫度
貯膠容器中膠黏劑的溫度需要調(diào)整和控制,用以補償不同批次膠黏劑的不同膠黏度,一般控制在25℃～30℃為佳。

點涂法(注射法)
點涂法又稱為點膠法,以點膠嘴進行涂覆,施膠時先將膠黏劑裝入筒內(nèi),用手動、氣動或電動驅(qū)動控制施膠壓力大小和時間,從膠嘴針孔中擠壓出來進行涂覆,如圖1所示來獲得不同大小和形狀很好的膠點。工作時需要進行一定的編程來控制如圖2所示的針頭運行周期。通常,設(shè)備發(fā)出“涂覆”指令的時刻與真正膠液被擠壓出來的時刻有一個“延遲”時間,該延遲時間受膠黏劑的黏度、涂覆裝置的類型、注射筒與端塞的尺寸、膠嘴內(nèi)徑及膠嘴針孔的長度等因素影響。另外,要正確設(shè)置點膠頭在點膠后Z軸上升的回程距離,如果回程距離太小,則會發(fā)生拖尾現(xiàn)象。

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