SMT表面组装技术SMT贴片红胶的性能分析以及使用说明

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SMT贴片红胶的性能分析以及使用说明

1.1常见的贴片胶涂布方法

贴片胶的涂布是指将贴片胶从储存容器中（管式包装、胶槽）均匀地分配到PCB指

定位置上。常见的方法有针式转移、丝网/模板印刷和注射法。

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PC

B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，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70-90•s。

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300-200Pa•s.

3．压力注射

压力注射方法是目前最常用的涂布贴片胶的方法，点胶机与点胶嘴如图19所示。它的原理是将贴片胶装在针管中，在针管头部装接胶嘴，然后将针管安装在点胶机上，点胶机由计算机程序控制，自动将胶液分配到PCB指定的位置。这种方法灵活，易调整，无需模板，产品更换极为方便，由于高速点胶机的出现，它既适合大

批量生产，也适全多品种生产。此外，贴片胶装在针管之中密封性好，不易污染，胶点质量高。

它的不足之处在于，点胶机价钱贵，投资费用大。

贴片胶黏度要求：黏度值在100-150Pa•s。

由于压力点胶工艺应用广，优点多，下面将进行进一步讨论。

2.2影响胶点质量的因素

优良的胶点应是表面光亮，有适合的形状和几何尺寸，无拉丝和拖尾现象。国内外很多公司研究表明，影响胶点质量的因素，不仅取决于贴片胶品质，而且与点胶机参数设置及工艺参数的优化有密切关系，现分别叙述如下：

1.贴片胶品质

贴片胶应具有优良的触变性，适合的黏度，令人满意的初黏力以及初始强度。有关这些概念的物理意义及其对点胶工艺的影响前面已做了讨论。通常高黏度的贴片胶比低黏度的贴片胶容易发生拖尾和拉丝等毛病，初黏力差的贴片胶比初黏力高的贴片胶易发生拖尾。当然黏度过低的贴片胶其初始强度差，易出现元件移位，高温后易出现塌落等缺陷。

2.点胶机参数的设定

点胶机的工作参数对胶点质量有很大的影响。有关点胶机性能对点胶质量影响的因素主要涉及到两个系统，一是压力调控系统，二是相关参数

设定，包括胶嘴针头尺寸，胶嘴与PCB之间的距离，以及压力P和时间t的设定。

（1）压力调控系统

压力直接影响出胶量，而压力的大小设定及保持恒定，则由调节器的品质、机器对开关信号的灵敏度和注射器中气压变化等因素来决定，在高速点胶中，速度很快，时间以毫秒为数量级。因此要求机器及气阀灵敏度高，并在注射管道设有专用阀门，通常机器点胶压力在5bar范围内调控，生产中则设定一个最低阈值压力，以取得良好的点胶质量，低于这个阈值压力，则不能保证胶点出来。

（2）胶嘴尺寸及相关参数

图18为胶嘴针头点胶位置图，IDN表示胶嘴针头口内径，W为胶滴底部直径（见图19）；ND表示当定位针触到PCB时，胶嘴针头离PCB 的距离，又称为止动高度；H为贴片胶的有效高度（见图19）。

大量的试验表明，要避免点胶时出现拉丝拖尾现象，应符合下述两个经验规律：

经验规律之一是：胶点的直径（W）与嘴内径（IDN）之比为2：1。

但在生产中胶点直径W的大小又由贴装元器件的大小来决定，换言之应由贴装元件的尺寸来决定胶点直径W，再由胶点直径W选用针嘴。

另一个经验规律是：当胶嘴针头的内径确定下来后，应调节胶嘴口到PCB的距离ND，这也是一个重要参数，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

实际生产中，因点胶机设备不同，配制的点胶嘴内径也不相同，相应的止动高度也会不同，因此应根据上述原理来设定机器的参数。此外，在生产中除了应仔细调相关系数外，还应经常检查点胶嘴的化妆室顶针和胶嘴端部的磨损情况，磨损太多应及时更换，并保持顶杆、胶嘴清洁，防止黏胶剂和粉尘黏附在定位针上。

（3）Z轴回程高度

在实际生产中，还有一个重要的机器参数，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，如果Z轴回程距离太小，则胶嘴将会拖着胶液从一个胶点移到另一个胶点，易产生拖尾，只有当胶液完全离开胶口的一刹那，点胶头离开为最好。有的点胶机采用多头点胶，就是为降低点胶速度，保证让胶液完全脱离胶嘴出口。考虑到降低胶速，会影响产量，故采取多头点胶，提高点胶的平均速度，达到既消除拖尾又提高产量的目的。

3.胶嘴孔内径与元件尺寸的关系

由于片式元器件大小不一样，因此与PCB之间所需要的黏结强度也不一样，即元件与PCB之间涂布的胶量也不一样，故在点胶机中常配置不同内径的胶嘴。例如松下点胶机配置3L，S和VS三种内径的胶嘴，它们的内径分别是0.58mm，0.41mm和0.33mm。

胶嘴针管内径与元件尺寸之间有何关系呢？通常胶点尺寸应濒于焊盘之间的距离，同时还要考虑到胶点位置的准确度。以φ0805，φ1206片式元件为例，元件的焊盘尺寸与针嘴内径的关系，根据经验公司：胶点直径（W）/出胶嘴内径（IDN）=2/1

可得，胶嘴内径分别为0.4mm及0.6mm，见表6与图23。

元件胶合面积（2.0-0.4×2）×1.25=1.5mm2；

胶合强度取150kg/cm2即1.5N/mm2；