|
|
 |
何謂SMT「紅膠」製程？什麼時候該用紅膠呢？有何限制呢？
何謂SMT「紅膠」製程？其實其正確名稱應該是SMT「點膠」製程，因為大部分的膠都是紅色的，所以才俗稱「紅膠」，實際上另外也有黃色的膠，這就跟我們經常稱電路板表面的「solder mask」為「綠漆」是一樣的道理。
參考文章最上面的圖片說明，可以發現電阻及電容這些小零件的下面正中間都有一團紅色的膠狀物體，這個就是紅膠，其最初被設計出來的目的是為了把SMD零件黏在電路板上，然後讓電路板可以經過波焊(wave soldering)爐，讓零件可以沾錫並與電路板上的焊墊接合，又不至於掉落到滾燙的波焊錫爐之中。
當初發展出這種紅膠製程是因為當時還有很多電子零件無法從原本的插件(HTD, Through Hole Device)封裝馬上轉換到表面貼焊(SMD)的封裝。想像一下一塊電路板上面有一半HTD零件，另外一半是SMD零件，你該如何安置些零件讓它們都可以被自動焊接到板子上呢？一般的作法會把所有的THD與SMD零件都設計在電路板的同一面，SMD零件用錫膏印刷走回焊爐焊接，而剩下的THD零件因為所有焊腳都露在電路板的另外一面，所以可以用波焊錫爐製程一次把所有THD焊腳都焊接起來。
後來有聰明的工程師想到了一個可以節省電路板空間的方法，就是想辦法在原本只有THD零件腳而沒有任何零件的那一面放上零件，可是大多數的THD零件因為本體有太多的縫隙，或是零件材料無法承受錫爐的高溫，所以無法放在板子過錫爐的這一面，而一般的SMD零件因為已經被設計成能夠承受Reflow的高溫了，既使浸泡在波焊錫爐中一小段時間也不會有問題，可是只印刷錫膏是沒有辦法讓SMD過波焊爐的，因為錫爐的溫度一定比錫膏的熔點溫度來得高，這樣SMD零件就會因為錫膏融化而掉進錫爐槽內。
當然，後來又有工程師想到了可以利用熱固型的膠來黏著住SMD零件於電路板上，這種膠加熱後就會固化，剛好可以使用Reflow爐來加熱，這樣就可以解決零件掉落錫槽的問題，紅膠也因此誕生，所以電路板的尺寸又進一步縮小了，上面的圖片可以說明SMD下面點著紅膠過波焊爐與THD的pin腳共存於電路板的同一面。
之所以採用熱固型的紅膠是為了避免已經固化的膠在流經波焊爐時重新熔融，這樣就失去了點紅膠的目的了，所以如果你問「紅膠可以像錫膏一樣重複使用嗎？」答案是否定的。
那是不是所有的SMD零件都可以點紅膠過波焊爐呢？
很不幸的，只有一些雙排腳往外伸的IC零件或是焊墊在兩端的零件（如電阻、電容）可以走波焊製程，也有見過QFP這類四邊都有腳的IC走波焊的，但是其腳間距必須要足夠大才可以，否則會發生短路問題。
一般的連接器或是有縫隙的零件都不可以走波焊製程，因為錫液會污染其接觸點或影響零件特性，而且太小的零件（一般0402以下）就會因為間距太小容易產生錫短路而無法走波焊錫爐問題。
更多的波焊資料可以參考【SMD零件可以走波焊(wave soldering)製程？】一文。
那紅膠是如何被放置或點到電路板上的呢？
早期紅膠製程興盛的時候，在SMT產線會安裝專門的點膠機(dispenser)來點紅膠，那段時期偶而會有紅膠與錫膏雙製程出現，其目的是為了降低波焊時陰影效應(shadow effect)造成空焊的問題。
後來大部分電子零件漸漸改成了SMD封裝後，大部分的點膠機就被從SMT線移除，偶有需要紅膠時也可以採用鋼板印刷的方式來達成，只是這麼一來就沒有辦法同時印刷錫膏與紅膠了。不過方法是人想出來的，也有人使用比較厚的鋼板（3D立體鋼板），在原本印刷錫膏的地方挖出防空洞避讓開來，然後印刷紅膠，只是比較麻煩，紅膠的量也比較不易控制。
那紅膠除了用來固定零件通過波焊外，在電路板上還可以有什麼用途呢？
就因為紅膠具有良好的固定作用，所以有時候會被用來強化零件固定在電路板上的能力輔助，比如說有些零件在摔落的測試當中容易掉落，就會有工程師想用紅膠來增加零件黏著在電路板的強度；有些對外的連接器有時候會被客戶抱怨容易被推掉，也會有工程師想用紅膠來補強；更看過有工程師用紅膠點在BGA的四個角落來降低錫裂的不良率；再來，因為現在的電路板已經是雙面SMT製程了，一些比較重的零件如果擺放在第一面過爐，在第二次過回焊爐時會因為重力的關係而容易掉落，事先點上紅膠就可以避免零件掉落的風險。
建議延伸閱讀：為什麼SMT二次回焊時第一面零件不會掉落？再回焊熔錫溫度會升高?
不過這些使用紅膠製程大多只能歸為「短期對策」，以生產效率來說，增加一個工序就會多增加一定的工時，也就是增加成本，長期對策還是要用設計的方法來去除這種點紅膠的措施。
延伸閱讀：
合成石過爐托盤(Reflow carrier)
電子製造工廠如何產出一片電路板
波焊(Wave soldering)時零件擺放的設計規範
選擇性波焊的使用條件(selective wave soldering)
|
|
訪客留言內容（Comments）
訪客留言注意事項：
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上，請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言，與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言，請善加利用【搜尋框】尋找相關文章，找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章，自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容，工作熊不一定會瞭解你在說什麼，就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家，所以回答的內容或許會有不正確的地方，服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題，請前先參考這篇文章【詢問工程問題，請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問，並且請提供足夠的資訊，這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看，但不會每則留言都回答，尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度，工作熊不是你的「細漢」，更沒有拿你的薪水，所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 原則上工作熊不接受私下電子郵件、電話、私訊、微信或任何即時通聯絡。
8. 自2021年7月起Google將停止最新文章電子郵件通知，如果你想隨時接收部落格的最新文章可以參考這裡。
熊大印膠一般也分為兩種, 傳統的鋼板印膠與過完AI&RI後的銅板印膠,後者不用鋼板的原因是需要避開零件腳的高度,在SMT零件處印膠後再進行打件,印膠的優點是比點膠機快速(縱使已經設計多頭的膠管), 打完件後再一起過波峰焊, 雖然沒有錫膏的紅膠製程Reflow 溫度約100~150C,60~180 sec 之類,但是還是需要注意臥式零件與立式零件的耐溫性是否可以滿足此支紅膠的溫度,畢竟許多DIP件也僅有耐85C啊