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红胶印刷工艺解析汇总

作者:博维科技 时间:2018-11-01 14:45

红胶,也称为SMT接着剂、SMT红胶,它是红色的膏体中均匀地分布着硬化剂、颜料、溶剂等的粘接剂,主要用来将元器件固定在印制板上,一般用点胶或钢网印刷的方法来分配.贴上元器件后放入烘箱或再流焊机加热硬化.它与所谓的焊膏是不相同的,一经加热硬化后,再加热也不会溶化,也就是说,贴片胶的热硬化过程是不可逆的. SMT贴片胶的使用效果会因热固化条件、被连接物、所使用的设备、操作环境的不同而有差异.使用时要根据生产工艺来选择贴片胶.

主要成分:基料(即主体高份子材料)、填料、固化剂、其它助剂等.

由于红胶受温度影响用本身粘度,流动性,润湿等特性,所以红胶要有一定的使用条件和规范的管理。

1、红胶要有特定流水编号,根据进料数量、日期、种类来编号。 

2、红胶要放在2~8℃的冰箱中保存,防止由于温度变化,影响特性。 

3 、红胶回温要求在室温下回温4小时,按先进先出的顺序使用。 

4、对于点胶作业,胶管红胶要脱泡,对于一次性未用完的红胶应放回冰箱保存,旧胶与新胶不能混用。 

5、要准确地填写回温记录表,回温人及回温时间,使用者需确认回温OK后方可使用。 

通常,红胶不可使用过期的。  在室温下可储存7天,在小于5℃时储存大于个6月,在5~25℃可储存大于30天。

设备选型根据工艺要求与产品特殊要求而定。

印刷方式

钢网刻孔要根据零件的类型,基材的性能来决定,其厚度和孔的大小及形状。其优点是速度快、效率高。

点胶方式

点胶是利用压缩空气,将红胶透过专用点胶头点到基板上,胶点的大小、多少、由时间、压力管直径等参数来控制,点胶机具有灵活的功能。 对于不同的零件,我们可以使用不同的点胶头,设定参数来改变,也可以改变胶点的形状和数量,以求达到效果,优点是方便、灵活、稳定。缺点是易有拉丝和气泡等。我们可以对作业参数、速度、时间、气压、温度调整,来尽量减少这些缺点。

针转方式

针转方式是将一个特制的针膜,浸入浅胶盘中每个针头有一个胶点,当胶点接触基板时,就会脱离针头,胶量可以借着针的形状和直径大小来变化。

标准流程编辑

SMT红胶工艺制作标准流程为:丝印→(点胶)→贴装→(固化)→回流焊接→清洗→检测→返修→完成 。

1、丝印:其作用是将锡膏(焊锡膏)或红胶(贴片胶)印到PCB线路板的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(丝网印刷机),位于SMT工艺生产线的最前端。

2、点胶:它是将红胶点到PCB的的固定位置上,其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机,位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。

3、贴装:其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机,位于SMT生产线中丝印机的后面。

4、固化:其作用是将红胶(贴片胶)融化,从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

5、回流焊接:其作用是将锡膏(焊锡膏)融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

6、清洗:其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可不在线。

7、检测:其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测(AOI)、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的地方。

8、返修:其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具主要为热风枪、烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。

在印刷方式上一般现在都是使用金属刮刀,有些手动印刷机会使用胶刮刀,自动或半自动一般都是使用的不锈钢片刮刀.环城采用金属刮刀,刮刀头独立控制,优越的闭环反馈。

其实使用手动台印刷也应该使用不锈钢片刮刀,胶刮刀容易磨损,刮出的效果不佳,而且较不锈钢片刮刀费力,唯一的好处就是对钢网的保护性要好些,换句话说就是可以使用钢网用的久一点。

图形B001 Chip料红胶印刷标准。

标准:

1、元件在红胶上偏移,

2、元件与基板紧贴。

 

 

图形B002 Chip料红胶印刷允收

 允收:
1、偏移里C≤1/4W或1/4P。
2、元件元件与基板的间隙不可超过0.15m。
P为焊盘宽
w为元件宽 

 

 

图形B003 Chip料红胶印刷拒收

 拒收:
1、F为焊盘宽。
2、为元件宽。
3、C为偏移里o
4、C>1/4X或1/4P。
5、元件与基板间隙超过0.15mm。 

 

 

图形B004 Chip料红胶印刷规格标准

 

标准:

1、胶无偏位。

2、胶量均匂。

3、胶量足,推カ満足要求。

 

 

图形B005 Chip料红胶印刷规格允收

允收:

1、A内胶中心。
2、B为焊盘中心。
3、C内偏移量。
4、P为悍盘。
5、C<1/4P,且胶均匂,推力満足要求。 

 

 

图形B006 Chip料红胶印刷规格拒收

拒收:

1、胶量不足。

2、胶印刷不均匀。

3、推力不足。

 

 

图形B007 SOT料红胶印刷标准

标准:

1、胶量适中。

2、元件无偏移。

3、推力 正常,能达到规定要求。

 

 

图形B008 SOT料红胶印刷允收

允收:

1、胶稍多,但未沾到焊盘与元件脚。

2、推车满足要求。

 

 

图形B009 SOT料红胶印刷拒收

拒收:

1、胶溢至焊盘上。

2、元件引脚有脚,造成焊性下降。

 

 

图形B010 圆柱形红胶印刷标准

标准:

1胶量正常。

2、高度瀶要求。

3、 推力満足要求。

 

 

图形B011 圆柱形红胶印刷允收

允收:

1、成形略佳。

2、胶稍多,但不形成溢胶。

 

 

图形B012 圆柱形红胶印刷拒收

拒收:

1、胶偏移量大于1/4P.。

2、溢胶,致焊盘被污染。

 

 

图形B013 圆柱形红胶印刷规格标准

标准:
1、元件无偏移。
2、胶量足,推力满足要求。

 

 

图形B014 圆柱形红胶印刷规格允收 

  

允收:
1、偏移重C≤1/4W或1/4P。
2、胶量足,推力満足要求。 

 

 

图形B015 方形红胶印刷拒收

拒收:
1、胶偏移重在1/4以上,。
2、推カ不足。 

 

 

图形B016 柱元件红胶印刷放置标准

标准:
1、元件无偏移。
2、推力满足要求。 

 

 

图形B017 柱元件红胶印刷放置允收

允收:
1、偏移量C≤1/4P。
2、胶量足,无溢胶。 

 

 

图形B018 柱元件红胶印刷放置拒收

拒收:
1、T:元件直径。
2、P:焊盘宽。
3、C=偏移重> 1/4P或 1/4T。

 

 

图形B019 贴片IC点胶标准

标准:

1、元件无偏位。

2、胶量标准。

3、元件推力能满足要求。

 

 

图形B020 贴片IC点胶允收

允收:
1、偏移量C≤1/4W。
2、推力满足要求。

 

 

图形B021 贴片IC点胶拒收

拒收:
1、P为焊盘宽。
2、W为元件脚宽。
3、C为偏移量。
4、C>1/4W。

 

 

图形B022  红胶溢胶不良图1

说明:红胶不可溢胶致元件端面与焊盘间。

适用于所有红胶贴装元件。

 

 

图形B024  红胶板元件浮高不良

说明:元件从本体算起,浮高≤0.15mmm为良品。

使用塞规测试。

 

SMT 红胶工艺组件缺失分析及解决办法 在 SMT 红胶工艺的生产中,在固化后焊接前常发现有漏失组件的情况,特别是圆柱体组件及较厚 SMT 红胶工艺组件缺失分析及解决办法  在 SMT 红胶工艺的生产中,在固化后焊接前常发现有漏失组件的情况,特别是圆柱体组件及较厚的片式组件。因人为的机械冲击而造成组件缺失的情况这 ? 不再赘述。下面以圆柱体端帽形贴片二极管为例,就其它非人为机械冲击造成的组件缺失现象分为两种情况进行分析:  

1. 组件缺失,但红胶还在 ,分析原因有以下几点:  

1 ) .  丝网设计缺陷,造成印刷红胶的量不足,在固化后组件没有完全粘牢,易脱落。这个问题较易改善,首先要检查丝网的制作是否符合设计尺寸。其次,如果本来丝网的开口为方口,在长度不变的情况下可以向外扩充圆弧,通过将开口改为椭圆型的方法来增大开口的面积。另外,现有工艺一般采用接触式印刷,刮刀会把大胶点的胶切割掉,因此,丝网的厚度基本上与胶点的高度差不多,丝网厚度是否合适,也会影响印刷的效果。

2 ) .  印刷红胶时刮刀的控制不当,会造成印刷不良。就人工印刷而言,刮刀的压力应能保证印出的胶点边缘清晰、表面平整、厚度适宜;刮刀速度的控制应保证胶体相对于刮刀为滚动而非滑动,一般情况下, 20 -40mm /s 为宜;刮刀的角度以 45 - 60 度为宜。另外,操作工人对印刷时的速度、压力、反复印刷等控制的熟练程度对印刷效果也有很大的影响。   

 3 ) .  红胶的固化温度过高,使固化后的红胶变脆,在生产过程中受震动时易脱落。红胶的固化温度应根据实际情况来定,目前家用电器电子控制器的生产过程中常用的进口红胶最高固化温度应控制在 160 ℃ 以下。固化的效果如何可以通过固化后的推力测试进行评估,用推力测试仪以平行于基板的力对组件进行测试,组件可承受的最大推力根据组件的大小而有所不同,常用的 0603 、 0805 、 1206 封装的组件推力一般在 1kg - 2kg 之间。

4 ) .  生产过程中对红胶的使用、红胶板的存放没有严格控制。通常,很多工厂对红胶的低温存放和取用的要求都是严格执行的,但对生产过程中温度控制、红胶板的放置、开封的红胶及每天印刷后的余料处理却没有严格控制。首先,点胶和印刷操作应在 23± 3 ℃ 的环境条件下进行,才能达到最佳涂敷质量。其次,开封并搅拌过的红胶要在 24 小时内使用完毕,印刷过的红胶板要在 12 小时内完成固化,每日使用的余料不能与新开封的红胶混合使用,且不能使用会收缩的胶体。    圆柱体封装的组件缺失还与其自身的结构有关,与片式组件相比,这种结构与胶体的接触面积较小,更易脱落。目前,很多工程师在设计时,已经考虑不再使用圆柱体封装的组件,而用相应的扁平封装代替。再者,还与选用的红胶类型和红胶本身的质量有关,我们一般通过几个指标衡量选用的红胶是否适合实际应用:剪切强度、剥离强度、固化条件、印刷工艺性、热稳定性、热固性。

另外, PCB 的加工质量也会带来一些影响, PCB 本身不平整也会造成组件缺失。    2. 红胶与组件一起缺失,且 PCB 板上的阻焊剂膜被红胶粘走    这种现象主要的原因是 PCB 板的绿油附着力太低。假设绿油本身不存在质量问题,那么附着力低需从 PCB 板的制程控制中查找原因。主要有以下几点:

红胶与元件一起缺失,且阻焊剂膜被带走 

 1 ) .  铜板表面粗糙度不符合要求。粗糙度的控制主要在铜板前处理工序,加强前处理工序即可改善粗糙度;    

2 ) .  铜板不够干燥,表面附有水汽。前处理工序后的第一道烘干工序需保证烘干彻底;  

 3 ) .  油墨与固化剂未调匀。取决于开油时的搅拌程度,需加强开油时的搅拌;  

 4 ) .  板面氧化造成油墨吸附力降低。该环节应严格控制磨板质量,防止板面氧化。如果不能做到即磨即印,磨好之板最长放置时间不能大于 2 小时;   

 5 ) . UV 固化不足。需检查曝光能量是否符合工艺要求、 UV 灯是否存在老化问题; 

 6 ) .  显影温度太高或板子在显影液中停留时间过长,需加强对显影温度和速度控制; 

 7 ) .  预烘或后烘温度或时间不够,该环节需根据实际情况严格记录生产过程、定期检查校对烘箱温度值。

元件偏移

造成元件偏移的原因有:

1、红胶胶粘剂涂覆量不足;

2、贴片机有不正常的冲击力;

3、红胶胶粘剂湿强度低;

4、涂覆后长时间放置;

5、元器件形状不规则,

6、元件表面与胶粘剂的粘合性不协调。

元件偏移的解决方法:

1、调整红胶胶粘剂涂覆量;

2、降低贴片速度,

3、大型元件最后贴装;

4、更换红胶胶粘剂;

5、涂覆后1H内完成贴片固化。

元件掉件

造成元件掉件的原因有:

1、固化强度不足或存在气泡;

2、红胶点胶施胶面积太小;

3、施胶后放置过长时间才固化;

4、使用UV固化时胶水被照射到的面积不够;

5、大封装元件上有脱模剂。

元件掉件的解决方法:

1、确认固化曲线是否正确及红胶粘胶剂的抗潮能力;

2、增加涂覆压力或延长涂覆时间;

3、选择粘性有效时间较长的红胶胶粘剂或适当调整生产周期,

4、涂覆后1H内完成贴片固化。

5、增加胶量或双点施行胶,使红胶胶液照射的面积增加;

6、咨询元器件供应商或更换红胶粘胶剂。

粘接度不足

造成红胶粘接度不足的原因有:

1、施红胶面积太小;

2、元件表面塑料脱模剂未清除干净;

红胶粘接度不足的解决方法:

1、利用溶剂清洗脱模剂,

2、更换粘接强度更高的胶粘剂;

3、在同一点上重复点胶。

4、采用多点涂覆,提高间隙充填能力。

固化后强度不足

造成红胶固化后强度不足的原因有:

1、红胶胶粘剂热固化不充分;

2、红胶胶粘剂涂覆量不够;

3、对元件浸润性不好。

红胶固化后强度不足的解决方法:

1、调高固化炉的设定温度;

2、更换灯管,同时保持反光罩的清洁,无任何油污;

3、调整红胶胶粘剂涂覆量;咨询供应商。

粘接不到位

施红胶不稳定、粘接不到位的原因有:

1、冰箱中取出就立即使用;

2、涂覆温度不稳;

3、涂覆压力低,时间短;

4、注射筒内混入气泡;

5、供气气源压力不稳;

6、胶嘴堵塞;

7、电路板定位不平

8、胶嘴磨损;

9、胶点尺寸与针孔内径不匹配。

施红胶不稳定、粘接不到位的解决方法:

1、充分解冻后再使用;

2、检查温度控制装置;

3、适当调整凃覆压力和时间;

4、分装时采用离心脱泡装置;

5、检查气源压力,过滤齐,密封圈;

6、清洗胶嘴;

7、咨询电路板供应商;

8、更换胶嘴;

9、加大胶点尺寸或换用内径较小的胶嘴。

拖尾拉丝

造成拖尾也称为红胶拉丝的原因有:

1、注射筒红胶的胶嘴内径太小;

2、红胶胶粘剂涂覆压力太高:

3、注射筒红胶的胶嘴离PCB电路板间距太大;

4、红胶胶粘剂过期或品质不佳;

5、红胶胶粘剂粘度太高;

6、红胶胶粘剂从冰箱中取出后立即使用;

7、红胶胶粘剂涂覆温度不稳定;

8、红胶胶粘剂涂覆量太多;

9、红胶胶粘剂常温下保存时间过长。

红胶拖尾、红胶拉丝的解决方法:

1、更换内径较大的胶嘴;

2、调低红胶胶粘剂的涂覆压力;

3、缩小注射筒红胶胶嘴与PCB电路板的间距

4、选择“止动”高度合适的胶嘴;

5、检查红胶胶粘剂是否过期及储存温度;

6、选择粘度较低的红胶胶粘剂;

7、红胶胶粘剂充分解冻后再使用;

8、检查温度控制装置;

9、调整红胶胶粘剂涂覆量;

10、使用解冻的冷藏保存品红胶。

空洞凹陷

造成红胶空洞或者红胶凹陷的原因有:

1、注射筒内壁有固化的红胶胶粘剂,

2、注射筒内壁有异物或气泡;

3、注射筒胶嘴不清洁。

红胶空洞或者红胶凹陷的解决方法:

1、更换注射筒或将其清洗干净;

2、排除注射筒内的气泡。

3、使用针筒式小封装。

红胶漏胶

造成红胶漏胶的原因有:

1、红胶胶粘剂内混入气泡。

2、红胶胶粘剂混有杂质。

红胶漏胶的解决方法:

1、高速脱泡处理;

2、使用针筒式小封装。

胶嘴堵塞

造成红胶胶嘴堵塞的原因有:

1、不相容的红胶胶水交叉污染;

2、针孔内未完全清洁干净;

3、针孔内残胶有厌氧固化的现象发生;

4、红胶胶粘剂微粒尺寸不均匀。

红胶胶嘴堵塞的解决方法:

1、更换胶嘴或清洁胶嘴针孔及密封圈;

2、清洗胶嘴,注意勿将固化残胶挤入胶嘴(如每管胶的开头和结尾);

3、不使用黄铜或铜质的点胶嘴(丙烯酸脂胶粘剂在本质上都有厌氧固化的特性);

 

4、选用微粒尺寸均匀的红胶胶粘剂。

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