对于胶粘剂的固化, 温度较之更为.重要. 在任何给定的固化温度下, 当固化时间增加时, 剪切强度的增加不大. 然而, 当固化温度上升时, 在相同的固化条件下, 剪切力明显增大. 实践中, 对于已固化的胶粘剂, 推荐最小与最大剪切强度分别是1000克和2000克. 业已发现, 较高的粘结强度(达4000克)不会带来返工困难, 因为胶粘剂在返工温度下会软.
关于固化温度较固化时间更重要的论点也适用于红外固化的情况. 当红外炉的最高温度通过升高加热板温度来提高时, 平均剪切力强度急剧增大.表中还表明, 在焊接期间会发生进一步的固化. 因此, 在固化过程中局部固化的胶粘剂将在波峰焊期间得到完全固化.
固化温度和波峰焊的固化作用对环氧粘结剂粘结强度影响
传送带速度 平均剪切强度(克) 返工(取件)时间
(英尺/分)30.5cm 最高温度 红外固化之后 波峰焊之后
4.0 150℃ 3000 3900 4~6秒
5.0 137℃ 2000 3900 4~5秒
6.0 127℃ 1000 3900 4~5秒
大多数胶粘剂在波峰焊的预热期间便达到它的最终固化. 因此, 在固化期间实现完全的固化并不是绝对重要的. 为了在波峰焊期间使组件固定住, 必须进行适当的固化. 否则, 到了真正进行焊接时, 要想获得所需要的固化可能为时太晚, 元器件在波峰焊时掉下来.
注意: 基板表面善对于已固化胶粘剂的粘结强度也起着重要作用, 这是可以预料的, 因为粘结是一种表面现象. 例如环氧玻璃基片表面聚合结构方面要比由阻焊膜覆盖的表面具有更多的粘结部位.
对于采用相同固化温度分布的同样粘结剂, 不同的板子有不同的结合强度.
对于粘结剂的热固化还有一个十分重要的附加要求, 固化温度的分布应使胶剂内不致形成空隙. 如果提高传送带速度满足生产量的需求则固化期间较快的温度变化速率可能引起胶粘剂出现孔隙.
然而, 孔隙可能不单是由迅速的温度变化速率所引起, 有些胶粘剂不易形成孔隙, 而另一些胶粘剂则容易形成孔隙. 例如, 被截留在胶粘剂内空气在固化期间可能引起孔隙. 无论哪种原因, 如果在固化期间胶粘剂中形成孔隙, 则它们将截留焊剂, 这些焊剂在清先时几乎不可能除去.
在涂敷胶粘剂之前应烘干电路板, 所有胶粘剂则应装入胶筒之后经离心过滤气泡. 尽管如此, 对于在固化期间胶粘剂中形成孔隙而引起的焊剂截留, 最重要的预防方法是要确定胶粘剂的特性和固化温度分布, 将具有给定固化温度分布的胶粘剂用于产品生产之前, 必须做到着一点. 胶粘剂应如何进行特性确定呢? 前面我们叙述了理想胶粘剂固化前、固经期间和固化后的特性,除此之外, 还应加上胶粘剂固化温度分布的特性.
胶粘剂的固化温度分布有两个重要因素: 即初始上升速率(温度升高的速率)和最高温度. 上升速率或胶粘剂的固化速率决定了胶粘剂形成孔隙的容易程度, 而最高温度则决定固化的百分比和固化后的粘结强度, 这两者都很重要, 但对固化时间的上升速率进行控制则更为重要.
对于环氧粘剂而言, 在红外线炉的胶粘剂固化安全升温速率是0.5℃/秒.
对于某些制造环境, 0.5℃/秒的升温速率可能与所需求的(传送带的速度)相矛盾. 例如: 对于典型的加热炉, 依据炉内的加热区及其总长, 0.5℃/秒的升温速率相当于传送带速度约为30英寸/分钟(0.76米/分), 这也许满足生产量的要求, 然而, 提高传送带速度将使升温速率增大到超出可接受范围. 例如对于大多数加热炉, 42英寸/分为1.06米/分)的传送带速度将使升温速率达到0.8℃/秒, 这是一个不能接受的值.
对于目前市场上典型的红外炉而言, 当传送带速度被提高到大于30英寸/分钟时, 在胶粘剂内形成孔隙的危险性便明显增加, 由于传送带速度大于30英寸/分钟的升温速率可能超过0.5℃/秒. 这是意味着可能采用较高的传送带速度? 答案是较高速度肯定是可能的, 但必须全面确定胶粘剂的特性.
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