黏度是贴片胶的一项重要指标,不同黏度适用于不同工艺涂布(详见涂布方法一节)。黏度的测试应注意所选用的标准是否与供应商一致,在定货的初期应做好与供应商的沟通,特别是黏度计的型号,参数不一样,测出的数据差别很大。此外应通过仿真试验,找出一个适合自己使用的黏度值。
在表面安装过程中,贴片胶的涂布方法有三种:胶点转移法、印刷法及压力点胶法。压力点胶法是在高速(10点/秒)下运行,因此对胶黏品质要求最高。此外压力点胶是目前较常用的方法之一,通常也用是否适合压力点胶法来评价贴片胶的涂布性能。
图13 高质量的胶点形状
从图13中可见到优良的胶点是:胶点外形应是尖峰形,尖峰形的胶点屈服值高,抗震动性好,但易发生拖尾现象同,而圆头形的胶点,屈服值偏低,易实现高速点胶,不易发生拖尾现象;胶点几何尺寸的量度用形状系数来表征,即胶点的底面直径W与胶点高度H之经,又称宽高比。最佳W/H比为2.7-4.5。W/H比小则说明胶的屈服强度高,(参见图12),当然胶点底面直径W与所贴装的元件尺寸有关。
影响胶点形状的因素不仅取决于胶的品质,而且与点胶工艺,特别是胶嘴针孔尺寸等因素有关。(4)
铺展/塌落
铺展/塌落试验是考核贴片胶初黏力及流变学行为的试验,胶黏度不仅要保证黏牢元件还应具有润湿能力,即铺展性,但又不应过分地铺展,否则会出现塌落,以致漫流到焊盘上造成焊接缺陷。
(5)贴片胶储存期
这是一项考核贴片胶使用寿命的试验。建议补测贴片胶在室温(28℃)下存放30天后的黏度变化情况(与标称值比较),这种仿真试验,更有利于了解贴片胶的性能。
(6)贴片胶放置时间
放置时间是指贴片胶涂布到PCB上后,存放一个时间后仍应具有可靠的黏结力。有关放置时间的试验方法规范中未准确说明,可与供应商协商并通过试验来说明。
(7)贴片胶初黏力/初始强度
有关初黏力/初始强度的概念及作用在1.8小节中已介绍,其测试方法在规范中未列出,但可以通过在PCB实际黏贴不同元件关震动旋转PCB,或将PCB放在输送线运行(可增加震动、抖动),然后评价是否有关元件移位现象。这是一项有意义的试验,可明显地考核贴片胶的质量。
(8)贴片胶剪切强度/焊接后的剪切强度
剪切强度/焊接后的剪切强度是评价贴片胶固化后以及波峰焊接时受到焊料波冲击的强度,对保证元件不脱落有着重要意义。
这里推荐几种在生产中可以方便操作的试验方法:
按固化条件,待固化的SMA冷至室温后,用专用推拉规(推拉规型号MODE1-9500型)的测试端紧靠在被测元件的一个端面,保持推拉规与被测元件在一个平面内,并缓慢施力推动元件,同时读取数据。
若没有专用推拉规时可用普通弹簧秤(0-1kg),先用一根尼龙绳结成一个圈,并套在被测元件面上,然后用弹簧秤的小钩套在尼龙绳另一端并轻轻拉支尼龙绳(保持水平),同时读取弹簧秤上的数据,如图14所示
图14 用推拉规或弹簧秤/尼龙绳测元件的黏结强度
表4列出了不同元件的黏结强度推荐值。
元件名称
|
黏结强度(N)
|
1608 [0603]
|
≥10
|
2125 [0805]
|
≥15
|
3216 [1206
|
≥20
|
SOT-23
|
≥20
|
钽电解 [A,B,C,D]
|
25
|
SOIC
|
30
|
焊料波峰冲击时
|
>2
|
(9)贴片胶高温移位试验
高温移位试验是评价贴片胶固化后耐高温的力学性质,通常固化后贴片胶在高温时力学性能下降(见图15)。
特别是SOIC元件易出现引脚位置偏移现象以及元器件掉片,这在生产中也屡见不鲜。通过高温移位试验可靠性。
(10)编修性能试验
该项性能试验的意义在于,当贴片胶固化后出现元件损坏时,应能方便地将其拆下,而不影响PCB本身性能。作法是用热风枪不断地吹已损坏的元件,直至拆除元件。
(11)电气性能试验
贴片胶不仅要能黏牢片式元件,防止它在波峰焊接时脱落,而且要在焊接后不影响产品本身的性能,因为它在焊接后仍残留在PCB上,故要对贴片胶的电气性能进行全面的测试。电气性能测试包括耐压、介电常数、介电损耗因素、体积电阻、表面电阻、湿热后绝缘电阻和电迁移等,这些试验从不同角度反映出贴片胶的性能。电气性能试验,需要专用仪器,最好请专门试验部门测试。
(12)固化后表面性能状态
试试验可以用来判别升温速率是否太快、贴片胶中是否夹带空气、水汽以及挥发性物质,否则就会导致胶固化后表面不平整,出现针对、气泡等缺陷,它不仅会影响胶合强度,而且在通过波峰焊或清洗时会吸收助焊剂及清洗剂,直接影响电气性能。正常时,固化胶点表面应硬化,光滑。
(13)耐溶剂性及水解稳定性
耐溶剂性及水解稳定性是检验贴片胶固化后耐助焊剂和清洗剂的一项试验。
(14)耐霉菌性
耐霉菌性试验是考核贴片胶耐环境要求提出的试验,这也是因为贴片胶长期残留在电子产品中,特别是电子产品用于环境恶劣的条件下,如海洋作业和长期潮湿环境工作等,对贴片胶提出了更高要求。但这项试验通常周期长,花费大,可选择性考虑是否做该项试验。
以上十多种试验中,部分试验可由工艺师在SMT生产中进行仿真试验,部分应由专业部门认定。根据实际情况,可有目的地做一些项目试验。