在電子制造領(lǐng)域，散熱片與PCB的導(dǎo)熱膠涂覆工藝是保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的核心環(huán)節(jié)之一。隨著SMT貼片密度提升和PCBA電路板加工復(fù)雜化，導(dǎo)熱膠的均勻性與可靠性直接影響產(chǎn)品壽命、性能及散熱效率。本文將從工藝優(yōu)化角度探討如何通過多維度控制實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的導(dǎo)熱膠涂覆。
一、導(dǎo)熱膠涂覆工藝的核心挑戰(zhàn)
導(dǎo)熱膠需填充散熱片與PCB之間的微小間隙，形成低熱阻通道。若涂覆不均，可能導(dǎo)致局部過熱或空隙，引發(fā)元器件失效；若可靠性不足，則可能因熱應(yīng)力、振動(dòng)或長(zhǎng)期高溫環(huán)境導(dǎo)致膠層脫落。尤其在SMT貼片完成后，PCBA加工中的高溫回流焊、波峰焊等工序可能對(duì)導(dǎo)熱膠性能提出額外要求。
二、保證均勻性的關(guān)鍵工藝控制
1. 材料選擇與適配性
- 導(dǎo)熱膠類型：根據(jù)散熱需求選擇單組份或雙組份膠水。單組份膠水操作簡(jiǎn)便，但需嚴(yán)格控溫；雙組份膠水固化時(shí)間可調(diào)，但需精確配比。
- 粘度匹配：膠水粘度需與涂覆設(shè)備兼容。高粘度膠水易殘留氣泡，低粘度膠水可能流動(dòng)失控，需通過實(shí)驗(yàn)確定最佳范圍。
2. 涂覆設(shè)備與工藝參數(shù)優(yōu)化
- 點(diǎn)膠閥精度：采用高精度螺桿閥或壓電閥，控制出膠量波動(dòng)≤±2%。結(jié)合激光高度傳感器實(shí)時(shí)補(bǔ)償PCB翹曲，確保膠層厚度一致。
- 涂覆路徑規(guī)劃：通過CAM軟件模擬散熱片輪廓，設(shè)計(jì)“Z”字形或螺旋形路徑，避免斷膠或堆積。針對(duì)SMT貼片后的PCBA，需避開密集元器件區(qū)域，防止膠水滲入焊盤。
3. 環(huán)境與過程控制
- 溫濕度管理：膠水粘度受溫度影響顯著，需將車間溫度控制在23±2℃，濕度≤50%RH，避免膠水固化速度波動(dòng)。
- 脫泡處理：真空脫泡機(jī)可去除膠水中的微小氣泡，減少涂覆后空洞率，提升導(dǎo)熱效率。
三、提升可靠性的工程措施
1. 界面預(yù)處理
- PCB清潔：SMT貼片后，PCBA表面可能殘留助焊劑或油污，需通過等離子清洗或酒精擦拭確保界面潔凈，增強(qiáng)膠水附著力。
- 散熱片表面處理：采用噴砂或化學(xué)蝕刻增加表面粗糙度，提升機(jī)械咬合力。
2. 固化工藝控制
- 階梯式升溫：針對(duì)PCBA加工中的熱敏感元件，采用分段固化曲線（如60℃→1小時(shí)，80℃→2小時(shí)），避免熱應(yīng)力損傷。
- 固化壓力控制：在膠水半固化階段施加0.1-0.3MPa壓力，擠出多余膠水并減少空洞，但需避免壓傷SMT元器件。
3. 可靠性驗(yàn)證
- 熱循環(huán)測(cè)試：模擬-40℃至125℃交變溫度，驗(yàn)證膠層抗熱疲勞性能。
- 剪切強(qiáng)度測(cè)試：通過推拉力機(jī)測(cè)試膠層剝離強(qiáng)度，確保≥10MPa（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。
- X-RAY檢測(cè)：無損檢測(cè)膠層內(nèi)部空洞率，要求≤5%。
四、工藝協(xié)同與PCBA加工整合
在PCBA加工流程中，導(dǎo)熱膠涂覆需與SMT貼片、波峰焊、三防漆涂覆等工序銜接。例如：
- SMT后涂膠：避免高溫回流焊破壞膠水性能。
- 波峰焊前固定：對(duì)穿孔元件，需在波峰焊前完成散熱片固定，防止焊錫飛濺污染膠層。
- 三防漆兼容性：選擇與導(dǎo)熱膠化學(xué)兼容的三防漆，避免界面分層。
結(jié)語
散熱片與PCB的導(dǎo)熱膠涂覆工藝需從材料、設(shè)備、環(huán)境、檢測(cè)四大維度系統(tǒng)優(yōu)化，結(jié)合PCBA加工中的SMT貼片特性與熱管理需求，才能實(shí)現(xiàn)高均勻性與長(zhǎng)期可靠性。隨著電子設(shè)備向小型化、高功率密度方向發(fā)展，精細(xì)化工藝控制將成為提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。
因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素，內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識(shí)，歡迎訪問深圳PCBA加工廠家-1943科技。
2024-04-26
