研究目的
通過膠黏劑粘接基礎(chǔ)理論,分析界面環(huán)境在粘接過程中影響因素;經(jīng)過 實(shí)驗(yàn)論證,驗(yàn)證表面處理在電子制造點(diǎn)膠制程中的作用及目的。
粘接基理
粘接:是不同材料界面間接觸后相互作用的結(jié)果。
影響素:被粘物與粘料的界面張力、表面自由能、官能基團(tuán)性質(zhì)、界面間反應(yīng) 等都影響膠接
粘接理依據(jù)
吸附理論:粘接力的主要來源是粘接體系的分子作用力,即范德化引力和氫鍵力。
化學(xué)鍵形成理論:膠粘劑與被粘物分子之間除相互作用力外,有時(shí)還有化學(xué)鍵產(chǎn)生
弱界層論:當(dāng)液體膠粘劑不能很好浸潤(rùn)被粘體表面時(shí),空氣泡留在空隙中而形 成弱區(qū)。
擴(kuò)散理論:兩種聚合物在具有相容性的前提下,當(dāng)它們相互緊密接觸時(shí),由于 分子的布朗運(yùn)動(dòng)或鏈段的擺產(chǎn)生相互擴(kuò)散現(xiàn)象
靜
理論:當(dāng)膠粘劑和被粘物體系是
一種電子的接受體-供給體的組合形式時(shí), 電子會(huì)從供給體(如金屬)轉(zhuǎn)移到接受體(如聚合物),在界面區(qū)兩側(cè)形成了 雙電層,從而產(chǎn)生了靜電引力。
機(jī)械作用力理論:從物理化學(xué)觀點(diǎn)看,機(jī)械作用并不是產(chǎn)生粘接力的因素, 而是增加粘接效果的一種方法。
影響膠粘劑粘接強(qiáng)度的物理因素
表面粗糙度:當(dāng)膠粘劑良好地浸潤(rùn)被粘材料表面時(shí)(接觸角θ<90° ),表面的 粗糙化有利于提高膠粘劑液體對(duì)表面的浸潤(rùn)程度,增加膠粘劑與被粘材料的接 觸點(diǎn)密度,從而有利于提高粘接強(qiáng)度。
表面處理:粘接前的表面處理是粘接成功的關(guān)鍵,其目的是能獲得牢固耐久的接 頭。由于被粘材料存在氧化層(如銹蝕)、鍍鉻層、磷化層、脫模劑等形成的“弱邊界層”,被粘物的表面處理將影響粘接強(qiáng)度。
滲透:受環(huán)境氣氛的作用,常常被滲進(jìn)一些其他低分子物。 ,對(duì)于多孔性被粘物, 低分子物還可以從被粘物的空隙?毛細(xì)管或裂縫中滲透到被粘物中,進(jìn)而侵入到 界面上,使接頭出現(xiàn)缺陷乃至破壞?
影響膠粘劑粘接強(qiáng)度的化學(xué)因素
極性:膠粘劑和被粘體分子的極性影響著粘接強(qiáng)度,但并不意味著這些分子極 性的增加就一定會(huì)提高粘接強(qiáng)度。 改變界面區(qū)表面的極性對(duì)膠黏劑界面粘接影 響很大。
基材分析
聚酰亞胺(PI )
含有酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物。
物理性能:表面平整 ,收縮率小,耐油、耐酸和耐有機(jī)溶劑
化學(xué)性能 :典型的離型分子結(jié)構(gòu),屬于非極性材料,表面能比較低。
粘接影響因素
表面污染物及疏松層 表面能 接觸表面積
粘接強(qiáng)度保障要素
影響因素 | 工藝對(duì)策 | 控制方法及標(biāo)準(zhǔn) |
表面污染物及疏松層 表面能 | 表面處理 | 達(dá)因值檢測(cè) :>32 |
接觸表面積 | 點(diǎn)膠結(jié)構(gòu)及膠量 | / |
膠水固化程度 | 匹配固化參數(shù) | 參考TDS |
表面處理的作用及效果
表面能越高越有利于提高材料附著力
達(dá)因筆實(shí)測(cè)等離子表面處理后的附著力
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
1、達(dá)因筆涂覆與基材表面,測(cè)試墨水積聚一處(表示固體表面能低于墨水 表面能)
2、對(duì)基材進(jìn)行表面等離子處理。
3、達(dá)因筆涂抹等離子處理過區(qū)域與第一步區(qū)域進(jìn)行對(duì)比;
4、得出結(jié)論
接觸角測(cè)量法論證表面處理
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
1、實(shí)驗(yàn)基材滴純水,測(cè)量液體接觸角。
2、對(duì)基材進(jìn)行表面等離子處理。
3、對(duì)處理過基材表面滴等量純水;測(cè)量液體接觸角
4、對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)論
處理前接觸角數(shù)據(jù):43.707 49.208 48.357 46.122 40.49
處理后接觸角數(shù)據(jù):15.105 14.624 17.987 14.061 14.834
總結(jié)結(jié)論
FPC 在電子制造領(lǐng)域使用越來越普遍 ,F(xiàn)PC的前制程工藝環(huán)節(jié)較多;后段SMT 制程點(diǎn)膠工藝會(huì)受到前制程復(fù)雜工藝對(duì)界面造成不同的影響因素,導(dǎo)致 粘接以及后期持續(xù)粘接力壽命維持的影響較大;因此點(diǎn)膠前對(duì)界面進(jìn)行表面 處理,降低界面存在的變量,是粘接實(shí)現(xiàn)的有效保障。FPC 等離子處理可以實(shí)現(xiàn):殘膠及有機(jī)污染物/氧化物清除,基材表面粗糙化 處理,碳化物清除,微孔處理等隱患消除,提供更可靠的粘接界面。
論:表面處理在點(diǎn)膠制程前段雖然不是點(diǎn)膠效果實(shí)現(xiàn)的必要手段;如果 制造過程中采用前處理,可以有效地提高粘接界面的一致性,對(duì)粘接后的 性能提供一致性粘接品質(zhì)的保障,也是提高品質(zhì)良率以及后期粘接可靠性 的有效措施。