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焊膏和紅膠工藝可以在同一塊 PCB 上混合使用嗎?

在同一塊PCB上同時使用錫膏和紅膠製程確實是實際生產線上的常見做法,但前提是紅膠僅用於固定不能承受SMT貼裝衝擊的通孔引腳、超大散熱元件或雙面混裝時的底面元件,而錫膏專門負責錶貼器件的焊接連接。兩者必須沿著時間軸交錯順序塗抹,並且在空間上,紅色膠點的邊緣必須距離錫膏焊盤至少0.3毫米;否則,紅色粘合劑會在回流過程中熱膨脹,向焊盤蠕變,並封裝焊球,導致潤濕不良或短路風險。

我們曾經遇到一塊電源板,紅膠點膠有0.15毫米的偏移,導致1206電阻的墓碑率飆升至8%。根本原因是紅色黏合劑在150°C預熱階段過早軟化並橫向流向焊盤,壓縮了回流期間熔融焊料的擴散空間。這個問題在AOI檢查時完全看不見,只有在回流焊接後通過目視檢查才發現批次異常。因此,點膠前必須用刻度放大鏡測量XY偏移,並將首條資料輸入SPC系統,即時監控波動趨勢。

紅膠的固化溫度和焊膏的熔點之間存在硬窗約束。例如,常用的環氧基紅膠需要150℃×60秒才能完成初步交聯,而SAC305焊膏的峰值溫度必須達到235℃±5℃。這迫使回流焊爐區域設定確保 150°C 浸泡區域足夠長,以滿足紅色黏合劑固化要求,同時防止焊膏過早氧化。因此,我們通常將5區設定為148°C至152°C的恆溫區,將持續時間延長至75秒,然後進入快速升溫斜坡,這樣可以在不犧牲錫膏活性的情況下保留紅色黏合強度。

模板厚度的選擇也必須考慮紅色黏合劑的存在。當0201元件與紅膠共存於PCB上時,即使錫膏部分只需要0.1毫米厚的鋼網,我們也強制使用0.12毫米以增加錫膏體積餘裕。這是因為紅膠點膠後的輕微塌陷抬高了貼裝頭的Z軸參考;如果焊膏量不足,則更容易出現焊錫不足或空洞的情況。這個細節在NPI階段經常被忽視,直到試產了100塊板後,我們才發現BOM中0201電容焊點的IMC層厚度普遍在3μm以下。

最麻煩的部分是清潔過程。水性焊膏殘留物與紅色膠體不相容;使用純去離子水清洗會導致紅色黏合劑吸水、膨脹並從基材上分層。因此,我們統一使用碳氫化合物進行分段清洗:先低溫浸泡溶解助焊劑,然後升溫軟化紅色黏膠表層,最後用氮氣吹乾。整個過程比傳統清潔時間長了47秒,但可以防止後續因紅膠脫落而導致ICT探頭接觸故障。

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