LED貼片膠的固化方法

貼片膠主要用來將元器件固定在印製板上,一般用點膠或鋼網印刷的方法來分配,以保持元件在印刷電路板(PCB)上的位置,確保在裝配線上傳送過程中元件不會遺失。貼上元器件後放入烘箱或再流焊機加熱硬化。它與所謂的焊膏是不相同的,一經加熱硬化後,再加熱也不會溶化,也就是說,貼片膠的熱硬化過程是不可逆的。 SMT貼片膠的使用效果會因熱固化條件、被連接物、所使用的設備、操作環境的不同而有差異。使用時要根據生產製程來選擇貼片膠。

貼片膠塗布後,貼裝完元器件,即可送入固化爐中固化,固化是貼片膠—波峰焊製程中一道關鍵工序,很多情況下由於貼片膠固化不良或未完全固化(特別是PCB上元件健分佈不均的情況下最為多見),在進行運輸、焊接過程中,便會出現元器件脫落。採用的膠種不同,其固化方法也不同,常用兩種方法固化,一種是熱固化,另一種是光固化:

1、熱固化

環氧型貼片膠採用熱固化,早期的熱固化是放在烘箱中進行,現在,多放在紅外再流爐中固化,以實現連續式生產。在正式生產前應首先調節爐溫,做出相應產品的爐溫固化曲線,做固化曲線時多注意的是:不同廠家、不同批號的貼片膠固化曲線不會完全相同;即使同種貼片膠,用在不同產品上,因板面尺寸、元件多少不一,所設定的溫度也會不同,這一點往往會被忽視。經常會出現這樣的情況:在焊接IC器件時,固化後,所有的引腳還落在焊盤上,但經過波峰焊後IC引腳會出現移位甚至離開焊盤並產生焊接缺陷。因此,要保證焊接品質,應堅持每個產品均要做溫度曲線,而且要認真做好。

A.環氧膠固化的兩個重要參數

環氧樹脂貼片膠的熱固化,其實質是固化劑在高溫時催化環氧基因。開環發生化學反應。因此固化過程中,有兩上重要參數應引起注意:一是起始升溫速率;二是峰值溫度。升溫速率決定固化後的表面品質,而峰值溫度則決定固化後的黏接強度。這兩上參數應由貼片膠供應商提供,這比供應商僅提供固化曲線更有意義,它能使你對所用的貼片膠性能有所瞭解。圖26是採用不同溫度固化一種貼片膠的固化曲線。

黏結溫度對黏結強度的影響比時間對黏結強度的影響更重要,在給定的固化溫度下,隨著固化時間的增加,剪切力小幅度增加,但當固化溫度升高時,相同固化時間裏剪切強度卻明顯增加,但過快的升溫速率有時會出現針孔和氣泡。因此在生產中,應首先用不放元件的PCB光板點膠後放入紅外爐中固化,冷卻後用放大鏡仔細觀察貼片膠表面是否有氣泡和針孔,若發現有針孔時,應認真分析原因,並找出排除方法。在做爐溫固化曲線時,應結合這兩個因素反復調節,以保證得到一個滿意的溫度曲線。

B.固化曲線的測試方法

貼片膠在紅外再流爐中的固化曲線測試方法及所用儀器,同焊錫膏紅外再流焊爐溫曲線方法相同,這裏不再介紹。其升溫速率和固化爐溫曲線可按供應商提供的參數設計。遇到有爭議時除了與供應商協商外,還可以到有關測試部門進行差示掃描熱分析(DSC),鑒定黏合劑性能。

2、光固化

當採用光固化膠時,則採用帶UV光的再流爐進行固化,其固化速度快且品質又很高。通常再流爐附帶的此外燈管功率為2-3kW,距PCA約10cm高度,經10-15s就使暴露在元件體外的貼片膠迅速固化,同時爐內繼續保持150-140℃溫度約1min,就可使元件下麵的膠固化透。

針頭轉移法的使用不到全部應用的10%,它是使用針頭排列陣浸在膠的託盤裡。然後懸掛的膠滴作為一個整體轉移到板上。這些系統要求一種較低粘性的膠,而且對吸潮有良好的抵抗力,因為它暴露在室內環境裡。控制針頭轉移滴膠的關鍵因素包括針頭直徑和樣式、膠的溫度、針頭浸入的深度和滴膠的週期長度(包括針頭接觸PCB之前和期間的延時時間)。池槽溫度應該在25~30°C之間,它控制膠的粘性和膠點的數量與形式。

範本印刷被廣泛用於錫膏,也可用與分配膠劑。雖然目前少於2%的SMA是用範本印刷,但對這個方法的興趣已增加,新的設備正克服較早前的一些局限。正確的範本參數是達到好效果的關鍵。例如,接觸式印刷(零離板高度)可能要求一個延時週期,允許良好的膠點形成。另外,對聚合物範本的非接觸式印刷(大約1mm間隙)要求最佳的刮板速度和壓力。金屬模板的厚度一般為0.15~2.00mm,應該稍大於(+0.05mm)元件與PCB之間的間隙。

最後溫度將影響黏度和膠點形狀,大多數現代滴膠機依靠針嘴上的或容室的溫度控制裝置來保持膠的溫度高於室溫。可是,如果PCB溫度從前面的過程得到提高的話,膠點輪廓可能受損。
 

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