SMT粘合剂沉积：成功之路

了解并认识到不同的电路板配置以及胶粘剂分配方法和法规的选项可以南通SMT贴片改-善和优化SMT组装过程。

小型化正在推动新设备的设计，这些新设备在印刷电路板（PCB）的底部和顶部均使用SMT组件。此外，行业对提-高电路板可-靠性和提-高生产率的要求正在刺-激对强-大的电路板组装工艺的需求，从而产生了新的生产线配置。本文研究了这些生产线配置以及相关的SMT粘合剂要求，工艺问题，分配选项和电路板设计注意事项。通过了解不同的电路板配置选项，胶粘剂分配方法选项和胶粘剂要求，工程师可以改-善和优化其组装工艺。

典型的生产线配置所组装的电路板类型决定了适当的生产线配置，所使用的焊料和粘合剂的类型以及施加方法。 PCB组装中通常使用五种类型的线路配置。

这条生产线组装了带有SMT和通孔组件的底面板。大多数生产线配置都是通过生产线起点和终点的托盘装载机和卸载机来进行电路板组装。然后，在单独的生产线中处理波峰焊和手动装配过程，其中包括手动工作站和波峰焊机。尽管非-常基础，但是如果正确实施，该产品线将构建可-靠的产品。

过程：

涂胶

放置组件

固化胶

手动组装/插-入奇形零件

波峰焊。

传统的底面生产线将粘合剂施加到PCB上，将组件放置在板上并固化粘合剂，然后在波峰焊或手动组装之前将零件固定到板上。

在波峰焊之后，由于跳过的点或不可接受的粘合点，断屑器放置错误或手动处理期间发生的损坏，可能会丢失零件。通过优化胶粘剂分配过程，在手动装配过程中添加足-够的板支撑工具并控制装配上的外力，制造商可以大-程-度地减少丢失的零件。

第2行底端线，涂有焊膏。像1号线一样，这种配置将底面的混合技-术板与SMT和通孔组件组装在一起。但是，2行比1行坚-固，并使用模板印刷机施加焊膏。烤箱可同时回流焊料并固化粘合剂，从而减少了返修元件引线上缺少或不足的焊料的需求。手工组装奇形零件和电路板处理过程可以大-程-度地减少丢失的零件。通孔和奇形元件仍需要单独的波峰焊工艺，它们在烤箱固化/回流工艺之后插-入。

过程：

涂焊料

涂胶

放置组件

固化胶和回流焊

手动组装/插-入奇形零件

波峰焊。

在此应用中，胶点的高-度足-以与焊膏沉积上方的组件接触。因此，焊锡膏模具的孔径减小（以便在较小的区域上打印），并且分配喷嘴不得使机械支架接触到焊膏垫（如果适用）。

在同时进行的双面回流焊过程中，紫外线固化暴露的粘合剂圆角，为后续的顶部组件放置提供足-够的粘附力。在回流焊过程中，粘合剂已完-全固化。

3号线混合技-术的顶部/底部装配，带有焊膏应用。 3号线用于组装顶侧和底侧板，由于可以灵活地运行从SMT到带有通孔和SMT组件的混合技-术板的几-乎所-有板配置，因此迅-速成为合同电子制造商（CEM）的配置。 。像第2条生产线一样，此配置也使用焊膏来提-高底板的工艺良率，从而提-高了工艺的鲁棒性。

过程：

涂焊料（可选）

涂胶（可选）

放置无源组件

放置小间距组件（可选）

固化胶或回流焊

手动组装/插-入奇形零件

波峰焊发送到单独的线路（可选）。

此配置比前面讨论的任-何一种产品线都灵活，因此具有高的可-靠性。锡膏回流减少了装配中缺少的零件数量，并使波峰焊问题小化。可以放置在生产线中不同位置的柔性贴装机，能够分配胶粘剂或焊料，放置细间距组件，以及同时分配和放置。当配置为同时分配和放置组件时，这些机器可使制造商提-高生产线能力并显着提-高机器利用率。灵活的贴片机可用于3、4和5行。

4号线双面回流焊接。在回流过程中，该生产线不需要粘合剂将组件固定在电路板的底部。而是，液态焊料对部件和焊盘的金属表面都具有足-够的吸引力，以牢-固地固定部件。4行限于具有较小组件的电路板，例如底部组件上的小型无源元件和小型外轮廓集成电路（SOIC）。有时，在二次回流焊过程中，粘合剂会选择性地添加到易于倾倒或掉落的组件中。

过程：

涂焊料（可选）

涂胶（可选）

放置无源组件

放置小间距组件（可选）

固化胶或回流焊

手动组装/插-入奇形零件

波峰焊发送到单独的线路（可选）。

第5行使用紫外线（UV）粘合剂同时进行双面回流焊（SDSRS）。这一相对较新的过程需一个烤箱即-可同时回流电路板的顶侧和底侧。 SDSRS适用于0402至1206的零部件。但是，组件底侧的大型沉重零部件存在一些限制。

过程：

打印粘贴

涂胶

放置组件

紫外线固化（5至30秒）

倒置板

打印粘贴

放置组件

回流（3至4分钟）。

用紫外线固化的胶粘剂是此过程的关键。紫外线可固化位于组件侧面的裸-露粘合剂圆角（图2），并提供足-够的粘附力，可在电路板翻转后用于后续顶部组件的放置，从而固定器件。胶在回流期间完-全固化，并且电路板仅在回流炉的高温下暴露一-次。在所-有五个生产线配置中，都可以使用注-射器/泵分配器或通过模版印刷来施加表面安装粘合剂。对于不同的电路板设计配置，特定的生产量和粘合剂要求决定了的应用方法。针筒/泵分配与模板印刷的对-比锡膏印刷在整个表面贴装行业中被广-泛使用，但是许多使用波峰焊的制造商在为底部芯片连接粘贴粘合剂时仍使用传统的分配器。随着高速筹-码喷-射器和越来越复杂的电路板的使用，即使是快的胶粘剂分配器也难-以跟上步伐。目前在所-有管线配置中大约80％使用的标准胶粘剂分配是一个连续过程，其中使用加压的注-射器或泵来沉积单个胶粘剂点。这种分配方法非-常灵活，可以轻-松地在频繁修改电路板配置的应用中进行程序改。在将通孔组件插-入板后放置点时，注-射器/泵分配是唯-一可能的粘合剂施加方法。每小时可放置多达80,000个组件的切屑喷-射器，传统的胶粘剂点胶可能成为生产线的瓶颈。为了与加快的部件放置速度相匹配，需要使用多个粘合剂分配器。一旦一条生产线需要两到三个胶粘剂分配机，成本就会变得过高，而模版印刷通常会成为具成本效益的分配方法。模版印刷提供了一种廉价，高速的选择，可以同时沉积任意数量的胶点。例如，一块需要1,000个粘合点的木板可以在30秒内丝网印刷，而以每小时40,000个点的速度运行的胶粘剂分配器将需要一个半分钟的时间。模版印刷可以轻-松提供任-何所需的点形状；单个，双重和多个点，正方形或条纹也很容易产生。单面印刷厚度很少成为问题，因为大多数表面贴装元件是贴片电阻器，电容器和其他底面间距很小或根本没有的小型器件。胶粘剂要求无论使用哪种涂布方法，胶粘剂的流变特性在点胶和丝网印刷中均起着重要作用。找到流变特性的正确组合可能是设置可重复胶粘剂分配系统的重要部分。表面贴装粘合剂可实现快-速，受控的分配，并形成定义形状的点。为确-保获得良好定义的点分布并在分配后保持其点状，将粘合剂设计为触变的，剪切时变稀，静止时增稠。在分配过程中施加剪切应力时，表面贴装粘合剂的粘度会降-低，从而使流动容易。当粘合剂到达PCB表面时，消-除了剪切力，并且粘合剂迅-速重组并恢复了粘度。胶粘剂表现出高的生胶强度或湿强度，才能在固化过程之前固定组件。表面贴装胶的流变性是产生具有优-异生胶强度或湿强度的一-致点的关键。流变性能差的粘合剂将表现出较低的生胶强度，并易于形成变形的点，这些点可能会串连，塌落或失去与组件的接触。

SMT粘合剂暴露在尽可能少的湿-气中。固化过程中，胶点中的水分会沸腾并剧烈爆-炸。这种现象称为“爆米花”，会导致空隙，从而削弱连接处并允许焊料进入器件下方。这可能会由于焊料桥接而导致电路短路。在注-射器中，粘合剂的水分含量通常微不足道。但是，在分配和固化之间有较长的延-迟时，或者当环境条件非-常潮湿时，分配的粘合剂可能会吸收水分。湿-气吸收可能是模版印刷的一个问题，因为敞开的胶粘剂浴会暴露出较大的表面积。为了大-程-度地减少此问题，大多数表面贴装粘合剂均采用具有低水分吸收特性的原材料配制。改进的烤箱轮廓使焊剂在回流之前可以完-全固化，从而确-保助焊剂不会在固化过程中污染胶粘剂。在波峰焊过程中，未固化，部分固化或污染的粘合剂会导致组件脱落。对于使用焊膏和粘合剂的电路板设计，需要专-门的固化周期，包括每秒2°C的升温速率和在粘合剂固化温度下的浸泡时间。由于大的胶粘剂固化温度通常约为150°C，因此在典型的回流温度下固化SMT环氧树脂会使胶粘剂变脆，这可能会导致在波峰焊过程中产生裂纹并可能损失元件。电路板设计对于模版印刷和标准点胶工艺，制造商仔细考虑电路板设计，同时牢记基于电路板布局焊盘设计的点尺寸要求。标准焊膏印刷焊盘设计通常比波峰焊焊盘设计的焊盘间距小得多。焊膏或波峰焊设计的处理方法对焊盘之间的粘合剂有完-全不同的要求。对于0603组件，波峰焊焊盘设计布局的点尺寸可能为0.030英寸，而焊膏焊盘设计布局的点尺寸可能为0.015英寸。 在焊膏之间放置粘合剂涉及的主要加工问题包括：模板设计，点胶喷嘴设计和粘合剂点分布。当将焊膏工艺添加到混合技-术的底面板上时，胶点分布非-常重要，因为焊盘可以使组件和板之间的底面间距增加0.006到0.010“。放置芯片后，压缩的粘合点的直径小于焊盘之间的空间，并且其高-度足-以合PCB表面与器件主体之间的间隙，并充-分覆盖组件的下面。点的高-度不应过高，以免干扰部件放置头。粘合剂间隙（或点的高-度）由PCB阻焊层表面上方的焊盘高-度以及端部金属化和器件主体厚度的差异所产生的间隙定义。胶粘剂的间隙/高-度可以从扁平芯片的小于0.05毫米到大型方形扁平包装（QFP）的大于0.3毫米不等。

在焊盘上使用焊膏的工艺中，要获得既不接触焊盘又不与组件底面紧密接触的点轮廓可能是困难的，是不可能的。在较小的组件上，分配在焊膏垫之间的粘合剂点往往又高又窄，这可能导致组件与粘合剂之间的接触不-良。如果电路板设计禁止粘合剂和组件之间的良好接触，则可以在焊盘之间分配双点。双点有-效地增加了组件下方的粘合剂量，而不会侵蚀焊膏垫。在某些情况下，波峰焊垫设计允许在焊垫之间形成较大的点。底部组装需要特-殊的模板设计，并需要缩小孔径以印刷焊膏。减小的孔径导致少的焊膏印刷，这为机械支撑和分配喷嘴在不接触焊膏的情况下在焊盘之间着陆提供了额外的空间。较小的印刷区域也提供了足-够的空间。结论在将电路板采用混合技-术PCB设计组装的情况下，对于具有通孔和SMT组件的组件，使用表面贴装粘合剂。 转向面阵包装推动了对采用SMT技-术的组件进行底部填充，密封剂表面贴装粘合剂的需求。 将来，了解电路板配置，分配选项和粘合剂要求的设计人员将建立南通SMT贴片可优化装配过程的生产线配置。