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電子膠粘劑是膠粘劑中的重要分類,主要用于電子電器元器件的密封、粘接、灌封,涂覆,結構粘接,共行覆膜和SMT貼片。那么電子膠粘劑有哪些分類?我們又該怎么選擇不同的電子膠粘劑呢?
一、電子膠粘劑分類
微電子封裝用電子膠粘劑按封裝形式可分為 半導體 IC 封裝膠粘劑和 PCB 板級組裝膠粘劑 兩 大 類 。半 導 體 IC 封 裝 膠 粘 劑 有 環 氧 模 塑 料 (EMC),LED 包封膠水(LED Encapsulant),芯片 膠(Die Attach Adhesives),倒裝芯片底部填充材料 (Flip Chip Underfills),圍堰與填充材料(Dam and Fill Encapsulant)。PCB 板級組裝膠粘劑有:貼片膠 (SMT Adhesives),圓頂包封材料(COB Encapsulant),FPC 補 強 膠 水 (FPC Reinforcement Adhesives),板級底部填充材料(CSP/BGA Underfills), 攝像頭模組組裝用膠(Image Sensor Assembly Adhesives),敷型涂覆材料(conformal coating),導熱膠水( Thermally conductive adhesive)。
電子膠粘劑按固化方式可分為熱固化,UV 固 化,厭氧固化,濕氣固化,UV 固化 + 熱固化,UV 固化 + 濕氣固化等。按材料體系可分為環氧樹脂 類,丙烯酸酯類及其它。
電子制造上常用的膠粘劑有環氧樹脂,UV (紫外)膠水,熱熔膠,錫膏,厭氧膠,雙組膠等。環氧樹脂一般通過高溫固化,固化后粘接力大, 廣泛應用在功能器件的粘接,底部填充 Underfill 等工藝上。在電子制造業中環氧膠的生產廠家有 美國漢高旗下的樂泰,日本富士,華海誠科,回天等。UV膠通過紫外光固化,其污染小固化快, 在一些包封點膠,表面點膠等領域應用最廣,目 前 UV 膠制造廠家有漢高樂泰,信友,德邦,華海 誠科,海斯迪克等。芯片封裝中固晶膠其對膠水的粘接能力,導熱率,熱阻等都有要求,在芯片封裝 中特別是 LED 芯片封裝中,美國道康寧膠水應用 最為廣泛,國內華海誠科,回天,長信,德邦,鑫東 邦等公司也在投入研發生產專用芯片固定的膠水 來代替國外產品。熱熔膠是結構 PUR 膠水,其有 低溫自然水汽固化等特點,固化快,無毒無污染, 由于其獨特優點正在逐漸代替其他類型膠水,目 前推廣較好的熱熔膠有 3M,漢高樂泰,富樂,威 兒邦等。
二、 選擇膠粘劑需考慮的因素
膠粘劑的重要特性包括流變特性(黏度、觸變 性、抗塌陷性及拖尾性、儲存期 / 條件及有效壽 命)和機械特性(黏滯性、機械強度和耐熱性、固化 周期、電性穩定性等)。
(1)選擇膠粘劑時首先要保證符合環保要求, 然后再綜合考慮膠粘劑三方面的性能:固化前性 能、固化性能及固化后性能。
(2) 因雙組份膠粘劑需要在適當時間混合到 適當的比例,增加了工藝難度,因而應優先選用 單組份系統。
(3) 優選便于與綠油及電路板材料區分的有 色膠粘劑,因為可以很快發現是否缺件、膠量多 少、是否污染了焊盤 / 元件、空膠等,便于工藝控 制;膠粘劑顏色通常有紅色、白色和黃色。
(4) 膠粘劑應有足夠的黏滯性及濕度,以保 證膠粘劑固化前元器件與電路板粘接牢固。兩者 通常隨黏度而增加,高黏滯性材料可防止元器件 在電路板貼裝及傳送過程中發生活動。
(5)對印刷工藝,膠粘劑涂覆后應有良好的抗 塌陷性,以保證元器件與電路板良好接觸,這對 于較大支撐高度元器件如 SOIC 及芯片載體而言 尤為重要。觸變性好的膠粘劑,其黏度范圍通常 為 60~500 Pa· s ,高觸變率有助于保證良好的可 印刷性及一致的模板印膠質量。
(6)對印刷工藝,膠粘劑應選擇能夠在較長時 間暴露于空氣中而對溫濕度不敏感的膠粘劑,如 某些新型膠粘劑的印刷壽命可達 5 天以上,且印 刷工藝中將剩余的膠粘劑材料存入在容器中,可 以再次使用。
(7)應優選那些可以在較短時間及較低溫度達 到適當連接強度的膠粘劑。較好的膠粘劑其固化時 間及固化溫度一般都在 30~40 s,120~130 ℃。焊 接前后的強度應足以保證元器件粘結牢靠并有良 好的耐熱性,有足夠的粘結力承受焊料波的剪切 作用。溫度應低于電路板基材及元器件可能發生 損傷的溫度,通常應低于基材的玻璃化轉變溫 度,此溫度以 75~95 ℃為宜。連接強度太大會造 成返修困難,而太小則起不到固定作用。
(8)應盡可能首次完全固化。固化期間不應有 明顯收縮,以減小元器件的應力。固化時不應有 氣體冒溢,以免氣孔吸取助焊劑及其它污染物, 降低電路板的可靠性。
(9) 固化方式比較對于較寬大元器件,應選 擇 UV- 熱固化方式,以保證涂膠的充分固化。典 型的固化工藝是 UV 加 IR 輻射固化,某些膠粘 劑用 IR 固化的時間可達到 3 min 以下。同時,某些膠粘劑在低溫加熱時并不能很好地固化,因而 也需要聯合式固化工藝。
(10)膠粘劑在固化后便不再起作用,但應不影響后續工序如清洗、維修等的可靠性。
(11)固化后應具有良好的絕緣性、耐潮性和 抗腐蝕性,尤其是在潮濕環境下的耐潮性,否則 有可能發生電遷移而導致短路。
電子膠粘劑種類與選擇如上,大家可以根據不同的情況、不同的需要來選擇不同特點的電子膠粘劑,才能使其發揮最大的作用。