您還在使用SMT粘合劑嗎,？

摘要
 

如今可用工具的范圍越來越廣,，因此，以當前可用的材料,、鋼網(wǎng)和印刷機,，似乎沒理由在大批量生產(chǎn)中使用SMT粘合劑點膠。使用傳統(tǒng)厚實的塑料模板，利用粘合劑適印性測試結(jié)果,，可得到各種高度和直徑沉積物,。采用激光三角測量技術(shù)，可把粘合劑沉積物的高度和直徑數(shù)據(jù)量化,。利用模板及推薦的工藝指南,，也可量化孔徑對沉積物高度的影響。這里介紹PTH組裝前及組裝后的SMT粘合劑印刷方法,。

介紹

點涂SMT粘合劑為了粘附電路板上的元件,，直至波峰焊接完成，此工藝包括點膠,，Pin腳轉(zhuǎn)移,，印刷。開發(fā)具有適印性的粘合劑以便能從單一厚度的模板產(chǎn)生多種高度的沉積物,。使用印刷粘合劑可以得到許多形狀的孔徑,，但如今zui流行的形狀是圓形孔。本文對比三種高速印刷法,，討論粘合劑適印性,。*種印刷方法每小時可以產(chǎn)生400,000個以上的膠點。第二種方法速度較慢,，但對高投射元件（如QFP）來說,，能產(chǎn)生較為廣泛高度的膠點。第三種方法利用較厚的塑料模板,，使粘合劑能夠印刷在插有通孔元件的組裝電路板上,。在較厚的塑料模板出現(xiàn)之前，市面上一直使用的是點膠和Pin腳轉(zhuǎn)移法,。

測量粘合劑適印性

為了量化粘合劑產(chǎn)生膠點沉積物的能力及測量產(chǎn)量的稠度,，出現(xiàn)了一種自動化客觀的測量方法。從圖1可以看出,，使用一系列直徑0.3mm（0.0118”） 到1.8mm （0.0709”）的模板孔徑來設計適印性測試圖案,。孔徑的射線排列包含16個頻段,，每個頻段包含80個給定直徑的孔徑,，總共1280個孔。利用自動絲網(wǎng)印刷機可編程刮刀頭,，測試圖案通過各種厚度的不銹鋼模板印刷到4.5”的方形氧化鋁（AL2O3）基板上,。選擇氧化鋁作為基板，是因為其平整度和反射特性,。

為了在其底部 和 頂部的位置（如圖3所示）獲得膠點的直徑,，創(chuàng)建了自動檢測程序 , 該系統(tǒng)利用固定的激光三角傳感器測量（X＆Y ）上每個位置的

高度（Z）,本次試驗中所使用的傳感器工作范圍為160密耳,，光束直徑為1.0密耳, 分辨率為0.4密耳（0.0004”）, 割線和膠點周長一旦建立交集，就會計算割線中心,，二次測量掃描發(fā)生在離割線掃描90℃的位置上,。二次掃描和膠點周長的交集就是膠點直徑（±0.5密耳）。該信息發(fā)送給數(shù)據(jù)文件,，沿直徑測量峰高（±0.4密耳）,。多個附連測試版的數(shù)據(jù)導入到電子表格中，在此表格中,，可以計算峰值高度和直徑的標準偏差,，平均值，范圍和變異系數(shù)（CV）,。

方法1：只用芯片

此法相當常見,，它使用單沖程印刷周期, 這和錫膏印刷非常相似，此法非常適用于只使用芯片（無源器件）的應用程序,。在流變粘合劑出現(xiàn)之前,，此法是*可行的。根據(jù)所選的孔徑,，膠點高度可以是模板厚度的½到1½倍,。刮刀速度非常快,，模板厚度通常為6-8密耳,。圖3所示的是膠點高度和孔徑之比。圖4所示的是膠水如何從小孔中*流出及膠水和模板孔壁表面張力效應,。

       


方法2：AI前的所有類型元件

從方法1的高度數(shù)據(jù)可以看出,，粘合劑zui大高度大約比模版厚度大2密耳。對于較高的投射引腳元件來說,，此高度并不夠,。方法2，也稱為溢流印刷法,。使用更大的孔徑,，且粘合劑的高度是模板厚度的3倍，能*滿足高度需要,。開始印刷時,，為非接觸式印刷設置24密耳（0.6毫米）的印刷間隙。在印刷溢流周期的PCB模板分離階段不斷形成膠點的幾何圖形,。模板小孔上粘合劑存儲器和PCB印刷材料之間形成一條線。這條實線zui終會回落到模板小孔上,，并變成膠點的形狀,。此方法分離速度緩慢（0.1?0.4毫米/秒），可確保PCB轉(zhuǎn)移到下個工藝前，此工藝*完成,。此法雖然比單沖程方法慢,，但運用此方法，產(chǎn)量可達每小時100,000點以上,。




方法3：AI后的所有類型元件

此工藝的優(yōu)點是能夠在已插有通孔元件的電路板上印刷,。傳統(tǒng)的厚度為3mm，由乙縮醛塑料構(gòu)成,，其上已有鉆孔,。因此，此方法在大多數(shù)商業(yè)產(chǎn)品組裝上具有潛在應用,。為100個測試圖案的印數(shù)評估其封閉式印刷頭（EPH）,，刮刀印刷法以及快速（6 IPS），慢速（1 IPS）印刷速度,。除了觀察小孔內(nèi)圈丟失的膠點（<20密耳直徑）,，也對其進行計數(shù)（圖7）。對小孔外圈（>40密耳直徑）的氣泡缺陷進行觀察（圖6）,，并手動對其進行計數(shù),。雖然小于40密耳的孔徑氣泡較少，但相比之下,，EPH法比刮刀法產(chǎn)生的氣泡多,，尤其在較大的孔徑中。一種可能的解釋是,，刮刀前傳統(tǒng)的卷狀材料有助于粘合劑在進入小孔前“脫氣”,。從高度和直徑的統(tǒng)計數(shù)據(jù)（圖8和圖9）表明，使用EPH和刮刀法產(chǎn)生的結(jié)果非常相似,，與方法1或2相比,，不僅步進變異系數(shù)更高，而且有效膠點高度范圍更小,。


 

總結(jié)：膠水印刷性能概要

摘要圖表清晰地顯示了一些印刷性能：

1. 整體來說,，使用溢流印刷法（方法2）獲得的效果*。因為此方法形成的膠點zui多,，產(chǎn)生膠點高度的種類也zui多（變異系數(shù)zui低）,。然而，該方法以及單沖程印刷法只能應用在地形平坦的環(huán)境,。（即沒有凸起的通孔元件）,。

2. 在3mm厚的塑料模板（方法3）上使用zui快的刮刀印刷能獲得*效果?？赡苡捎诠蔚肚暗木頎畈牧嫌凶匀幻摎?/span>的效果,，此方法產(chǎn)生的氣泡zui少,。

3. 在 EPH和3mm厚的塑料模板上使用大于20密耳小于40密耳的孔徑能獲得*效果。氣泡傳到較大孔上的現(xiàn)象司空見慣,。氣泡一旦出現(xiàn)在小孔上,，會像點膠一樣，以同樣的方式傳遞到電路板表面上,。

4. 較厚的塑料模板應當接近傳統(tǒng)的模板厚度以達到適印性,。預先測試不同的流變粘合劑以得到所需的膠點形狀和濕強度。在今后的發(fā)展過程中,，小孔橫截面圖形應模仿傳統(tǒng)模板厚度以達到預期的表面張力效果,。

5. 對于所有傳統(tǒng)的波峰焊SMT元件來說，使用3種不同的方法印刷都可產(chǎn)生廣泛高度的膠點,，專門印刷材料,，能長時間曝光在各種工廠環(huán)境中下，您為什么仍然使用SMT粘合劑,？

設計指南

三種印刷方法的孔徑指南保持不變,。為了在芯片上獲得*結(jié)果，遵循一系列pad與pad間的空間維度,，使

用以下公式：

zui大孔徑=芯片pad間距 - （2X印刷機校準公差） - 6密耳 

例如：0805芯片間距：30密耳印刷機重復性：±1密耳

孔徑=30-2-6=22