【干货】SMT pcb板上的红胶是什么？有何作用？如何固化？

                                                                                                   
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红胶是一种聚烯化合物，属于SMT材料，与锡膏不同的是其受热后便固化，当温度达到150℃时，红胶开始由膏状体变成固体。本文将带领大家来了解pcb板上的红胶是什么、pcb上红胶有什么作用、pcb贴片加工中红胶的作用以及SMT红胶标准流程。
pcb板上的红胶是什么
在SMT和DIP的混合工艺中，为了避免单面回流焊一次，波峰焊一次的二次过炉情况，所以在PCB的波峰焊焊接面的chip元件、器件的中心点点上红胶，便可以在过波峰焊时一次上锡，省掉其锡膏印刷工艺。
SMT「红胶」制程，其正确名称应该是SMT「点胶」制程，因为大部分的胶都是红色的，所以才俗称「红胶」，实际上也是有黄色的胶，这就跟我们经常称电路板表面的「solder mask」为「绿漆」是一样的道理。


一般可以发现电阻及电容这些小零件的下面正中间都有一团红色的胶状物体，这个就是红胶。当初发展出这种红胶制程是因为当时还有很多电子零件无法从原本的插件（DIP）封装马上转移到表面贴焊（SMD）的封装。
一块电路板上面有一半DIP零件，另外一半是SMD零件，那么该如何安置这些零件，使得它们都可以被自动焊接到板子上呢？一般的做法会把所有的DIP与SMD零件都设计在电路板的同一面，SMD零件用锡膏印刷走回焊炉焊接，而剩下的DIP零件因为所有焊脚都露在电路板的另外一面，所以可以用波焊锡炉制程一次把所有DIP焊脚都焊接起来。所以一开始就需要两道焊接工序，才能够把所有器件都焊接好。
为了节约PCB的布局空间，希望能够放进更多的元器件，所以在Bottom面也需要放SMT的器件。这时，需要把零件黏在电路板上，然后让电路板可以经过波焊（wave soldering）炉，让零件可以沾锡并与电路板上的焊垫接合，又不至于掉落到滚烫的波焊锡炉之中。
如果为了减少工艺流程，希望一次完成焊接，那么可以采用通孔回流焊；但是选用的很多插件器件是不能够承受回流焊的高温环境，所以不能够采用通孔回流焊。只有一些大公司的海量产品才可能考虑通孔回流焊，他们可以采购一些高价格的可以抗住高温的插件器件。
而一般的SMD零件因为已经被设计成能够承受回流焊温度了，然而回流焊的温度高于波峰焊的温度，所以SMD器件既使浸泡在波焊锡炉中一小段时间也不会有问题，可是印刷锡膏是没有办法让SMD过波焊炉的，因为锡炉的温度一定比锡膏的熔点温度高，这样SMD零件就会因为锡膏融化而掉进锡炉槽内。
所以这里需要对SMD器件进行先固定，于是采用了红胶。
pcb上红胶有什么作用
1、红胶一般起到固定、辅助作用。焊锡才是真正焊接作用。
2、在波峰焊中防止元器件脱落（波峰焊工艺）。在使用波峰焊时，为防止印制板通过焊料槽时元器件掉落，用于将元器件固定在印制板上。
3、再流焊中防止另一面元器件脱落（双面再流焊工艺）。双面再流焊工艺中，为防止已焊好的那一面上大型器件因焊料受热熔化而脱落，要使有SMT贴片胶。
4、防止元器件位移与立处（再流焊工艺、预涂敷工艺）。用于再流焊工艺和预涂敷工艺中防止贴装时的位移和立片。
5、作标记（波峰焊、再流焊、预涂敷）。此外，印制板和元器件批量改变时，用贴片胶作标记。


pcb贴片加工中红胶的作用是什么
贴片加工接着剂也就是贴片加工红胶，通常是红色的（也有黄色或白色的）膏体中均匀地分布着硬化剂、颜料、溶剂等的粘接剂，主要用来将贴片加工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回流焊炉加热硬化。
贴片加工贴片胶是受热后便固化，贴片加工凝固温度一般为150度，再加热也不会溶化，也就是说，贴片加工的热硬化过程是不可逆的。贴片加工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，使用时要根据印制电路板装配工艺来选择贴片胶。
贴片加工红胶是一种化学化合物，主要成份为高分子材料、贴片加工填料、固化剂、其它助剂等。贴片加工红胶具有粘度流动性，温度特性，润湿特性等。根据贴片加工红胶的这个特性，故在生产中，利用红胶的目的就是使零件牢固地粘贴于PCB表面，防止其掉落。
贴片加工红胶是属于纯消耗材料，不是必需的工艺过程产物，现在随着表面贴装设计与工艺的不断改进，贴片加工通孔回流焊、双面回流焊都已实现，用到贴片加工贴片胶的贴装工艺呈有越来越少的趋势。
SMT红胶标准流程
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。
      9、红胶涂布后，贴装完元器件，即可送入固化炉中固化，固化是红胶—波峰焊工艺中一道关键工序，很多情况下由于红胶固化不良或未完全固化（特别是PCB上元件健分布不均的情况下最为多见），在进行运输、焊接过程中，便会出现元器件脱落。因此应认真做好固化工作。采用的胶种不同，其固化方法也不同，常用两种方法固化，一种是热固化，另一种是光固化，现依次讨论如下：
1．热固化     环氧型红胶采用热固化，早期的热固化是放在烘箱中进行，现在，多放在红外再流炉中固化，以实现连续式生产。在正式生产前应首先调节炉温，做出相应产品的炉温固化曲线，做固化曲线时多注意的是：不同厂家、不同批号的红胶固化曲线不会完全相同；即使同种红胶，用在不同产品上，因板面尺寸、元件多少不一，所设定的温度也会不同，这一点往往会被忽视。经常会出现这样的情况：在焊接IC器件时，固化后，所有的引脚还落在焊盘上，但经过波峰焊后IC引脚会出现移位甚至离开焊盘并产生焊接缺陷。因此，要保证焊接质量，应坚持每个产品均要做温度曲线，而且要认真做好。
（1）环氧胶固化的两个重要参数      环氧树脂红胶的热固化，其实质是固化剂在高温时催化环氧基因。开环发生化学反应。因此固化过程中，有两上重要参数应引起注意：一是起始升温速率；二是峰值温度。升温速率决定固化后的表面质量，而峰值温度则决定固化后的黏接强度。这两上参数应由红胶供应商提供，这比供应商仅提供固化曲线更有意义，它能使你对所用的红胶性能有所了解。图26是采用不同温度固化一种红胶的固化曲线。
     从图中可以看出黏结温度对黏结强度的影响比时间对黏结强度的影响更重要，在给定的固化温度下，随着固化时间的增加，剪切力小幅度增加，但当固化温度升高时，相同固化时间里剪切强度却明显增加，但过快的升温速率有时会出现针孔和气泡。因此在生产中，应首先用不放元件的PCB光板点胶后放入红外炉中固化，冷却后用放大镜仔细观察红胶表面是否有气泡和针孔，若发现有针孔时，应认真分析原因，并找出排除方法。在做炉温固化曲线时，应结合这两个因素反复调节，以保证得到一个满意的温度曲线。
（2）固化曲线的测试方法      红胶在红外再流炉中的固化曲线测试方法及所用仪器，同焊锡膏红外再流焊炉温曲线方法相同，这里不再介绍。其升温速率和固化炉温曲线可按供应商提供的参数设计。遇到有争议时除了与供应商协商外，还可以到有关测试部门进行差示扫描热分析（DSC），鉴定黏合剂性能。
2．光固化     当采用光固化胶时，则采用带UV光的再流炉进行固化，其固化速度快且质量又很高。通常再流炉附带的此外灯管功率为2-3kW，距PCA约10cm高度，经10-15s就使暴露在元件体外的红胶迅速固化，同时炉内继续保持150-140℃温度约1min，就可使元件下面的胶固化透。推荐阅读☑  【干货】SMT贴片红胶使用知识大全及常见问题点解决方案！☑    电子厂超实用SMT细间距锡膏印刷及红胶印刷工艺技术分析汇总!


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