丝印胶工艺在元器件粘接中的应用研究

时间:2022-07-21 15:25:01 阅读:

内容摘要:摘要传统点胶工艺因为其固有的点胶方式,已经不适合高速化生产的要求,在一定程度上制约了生产效率和产品的

摘要 传统点胶工艺因为其固有的点胶方式,已经不适合高速化生产的要求,在一定程度上制约了生产效率和产品的粘接合格率,丝印胶工艺的出现改变了粘接方式,提高了粘接合格率,缩短了生产时间,本文重点讨论了丝印胶工艺的特点及其选胶、网版、设计、波峰焊等工艺参数,并通过试验对比论证其工艺优势,丝印胶工艺减少了元器件粘接失效率,提高了生产效率,使SMT生产线有了新的发展。

关键词 钢制网板;丝印;高效;粘接

中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)83-0162-02

0引言

随着电子行业的发展,电路板呈现种类多、结构复杂的特点,往往电路板上贴装原器件插装原器件共存,仅靠焊膏漏印工艺已经无法完成电路板的组装,需要粘接工艺、波峰焊工艺的配合。在PCB过波峰焊之前将所有贴装、插装元器件利用粘接剂固化粘接在PCB上,目前,我生产线主要采用传统的点胶工艺。在近年来的运用中,采用点胶工艺粘接的元器件,粘接合格率不高,同一批次的PCB中会有一定比例的PCB元器件粘接失效,粘接失效的元器件只能手工粘接,增加了一道检修工序,影响着产品的生产效率。经过充分的实验,在丝印焊膏设备的基础上,我们做出工艺改进,在生产线上应用丝印胶工艺。在实验、生产中通过与传统点胶工艺的对比,阐述丝印胶工艺的优势。

从失效的粘接点看出,失效处粘接胶的胶量很少甚至没有,无法为元器件提供足够的粘接强度,在PCB工序传运中元器件脱落。进一步分析得,粘接失效主要影响因素为以下两点:

1)设备老化,气动管路受堵,影响点胶的出胶量;

2)点胶平台支撑不足,致使PCB变形,边缘离点胶头距离增大,点胶头点胶时未接触PCB。

针对以上因素,我们尝试采用丝印胶工艺来代替点胶工艺。

2丝印胶工艺的特点与优势

2.3 漏胶量均匀

传统的点胶工艺的点胶量由气阀的打开时间决定,但常受机器的使用年限影响,随着使用时间的延长,往往出现同样点胶时间点胶量却不相同,甚至不出胶的现象。

出现相同时间不同胶量的影响因素很多,但主要由机器长时间使用气路受阻所致。机器的气阀系统一般采用压缩空气,虽然经过过滤系统,但压缩空气中仍有大量的微小粒子,随着气路进入机器,此微粒往往会堆积在气路的阀门位子,日积月累将堵住阀门,当然微粒并不是严实地堵住气路,随气路的供气微粒团即会时松时紧,这样机器的气阀打开时间就不能完全的控制点胶量。

丝印胶工艺的胶量则由漏孔的大小决定,在不违反网板设计规则的情况下,在设计时可根据元器件的实际粘接强度适当扩大缩小漏孔,丝印胶工艺的漏胶量均匀,且不会出现漏胶的情况。

2.4粘接性优

传统的点胶工艺采用专用红胶,红胶特别为高速点胶而开发,固化前胶体较稀(胶体的触变指数低),粘力比黄胶稍低,固化后的红胶粘接强度偏低。黄胶粘接性较好,固化后粘接强度大,很难用外力将元器件从PCB上抠下。

3丝印胶工艺的试验经验

丝印网版的要求:

1)网版钢片的厚度为0.2mm~0.3mm之间,且各向表面张力至少为47N~49N;

2)网板的边框采用铝合金,质轻且坚硬;

3)网板的开口位置应严格按设计图纸,且通常开口的宽度应为两焊盘间宽度的1/2且偏移量不超过焊盘间宽度的1/5,对于特殊元件的开孔形状应依元件外形而定,多以小孔代替,杜绝大面积开孔。

器件的布局要求:

1)集成电路器件长边应与波峰焊机的传送方向平行;

2)各个元器件的特征方向应保持相同方向;

3)同尺寸的元器件应平行排列,长轴垂直于传送带方向,不同尺寸的元器件应交错放置,元器件间应留有2mm~4mm的间距,这样可以有效的避免阴影效应。

波峰焊参数的设计:

波峰焊工艺参数的调整:直接影响焊接的质量。焊接温度和时间是形成良好焊点的重要条件。焊区温度偏低,焊料粘度大,不利于焊料在焊盘上的润湿扩散,焊区温度高,极容易损坏元件且使焊点氧化无光泽。相同焊区温度前提下焊接时间与传送带速度有直接关系,焊接温度和时间与预热温度、倾斜角度、传输速度都有关系。优化波峰焊的工艺参数,我们需要综合调整,波峰焊的传送带角度建议7°~10°,有利于助焊剂气体的排出,有铅双波峰焊的预热器设定温度在130℃~150℃,第一个波峰设定220℃~230℃1s~2s,第二个波峰设定230℃~240℃3s~5s,两个波峰的总时间控制在4~7。定期要清理锡炉表面的铜杂,铜含量增高会提高焊料的熔点,建议每月捞一次铜。

4丝印胶工艺的试验验证

从数据可以看出,丝印胶工艺在粘接失效控制方面明显优于点胶工艺,粘接失效点数大大减少,缩短了后续检修用时。同时,丝印胶所采用的胶粘接强度高于点胶的红胶,减少因搬运的磕碰造成的粘接失效。丝印胶最大的优势是其生产耗时大幅减少,缩短了生产周期,提高了生产效率。

5结论

丝印胶工艺在生产效率、生产质量等方面明显优于传统点胶工艺,其高强度的粘接,大大提高了产品的可靠性。其漏孔图形的多样性能够有效地增大粘接面积,适合各种原件粘接。丝印胶工艺现已渐渐被大家熟悉,相信不久将来,此工艺一定在SMT行业推广普及。

参考文献

[1]虎轩东,周吉生,蔡松鹤,等.厚膜微电子技术.电子元件与材料编辑部,1989.

[2]王利婕,陈耕夫.胶丝印结合工艺技术及其应用分析.包装工程,2002,23:42-45.


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