Технология точного монтажа SMT-прокладок: совместимость с пайкой оплавлением и контроль микронапряжений
В высокоплотной электронной сборке изготовление SMT-прокладок перешло от ручной постобработки к технологической линии SMT, что позволяет производить их синхронную установку с микросхемами, конденсаторами и другими компонентами. Это преобразование значительно повышает эффективность производства, но также ставит новые задачи:
Выдерживает ли пена высокую температуру пайки оплавлением?
Приведет ли несоответствие теплового расширения к образованию микротрещин или расслоению интерфейса?
Как избежать скрытого риска «вроде бы установлен, но функционально неисправен»?
В данной статье рассматриваются стабильность материала и управление микронапряжениями в прокладках SMT при пайке оплавлением припоя, анализируется их поведение при термическом ударе 240 °C и предлагается стратегия полного контроля процесса от выбора материала до клеевой системы и структурного проектирования.
Как подчеркивается в документе «Проектирование прокладок SMT для повышения технологичности: обеспечение бесперебойной интеграции в автоматизированные производственные линии» проектирование должно выходить за рамки «совместимости линий», чтобы гарантировать настоящую устойчивость к оплавлению — решающий фактор для успешной автоматизации.
Основная проблема: «Тройной термический шок» прокладок SMT
Прокладки SMT должны выдерживать:
Предварительное отверждение клея (80–120 °C)
Пиковая температура пайки оплавлением (210–240 °C в течение 30–60 с)
Быстрое охлаждение (>2 °C/с)
Если коэффициент теплового расширения (КТР) материала не соответствует требуемому или подложка не обладает достаточной термостойкостью, возникают следующие риски:
Образование пузырьков пены, пожелтение или обугливание
Тепловое старение клея и потеря адгезии
Остаточные напряжения в металлических корпусах, снижающие надежность долговременного контакта
Выбор материала: высокая термостойкость как первый критерий
1. Выбор субстрата
Силиконовая пена : рабочий диапазон от -50 до 200 °C, кратковременно до 250 °C → первый выбор для пайки оплавлением
Пена EPDM : термостойкость ≤150 °C → подходит только для низкотемпературной пайки или предварительной сборки
Пенополиуретан : размягчается при температуре выше 120 °C → не рекомендуется для пайки оплавлением
2. Стабильность проводящего покрытия
Покрытия Ni-Cu и Ag-Cu остаются стабильными при 240 °C.
Избегайте органических проводящих покрытий (например, PEDOT:PSS)
Адгезия подтверждена испытанием на отслаивание ленты после термоциклирования (ASTM D3359, -40 °C ↔ 125 °C, 20 циклов, без расслоения)
Клеевая система: расцвет термоактивируемых лент (HAT)
Традиционные клеи, чувствительные к давлению (PSA), теряют адгезию под воздействием тепла. Термоактивируемые ленты (HAT) в настоящее время являются основным выбором для прокладок SMT:
Не липкий при комнатной температуре → отсутствие загрязнения при транспортировке с катушки на катушку
Активируется во время оплавления → образует прочную связь
Постотверждение → отличная термостойкость и долговременная стабильность
Как отмечено в разделе «Услуги по обработке и настройке токопроводящей пены Konlida: от выбора материала до поставки по замкнутому циклу» Компания Konlida объединяет технологию HAT + рулонную упаковку , обеспечивая «подачу-возврат без отсоединения» в нескольких интеллектуальных устройствах, тем самым обеспечивая замкнутый цикл от проектирования до массового производства.
Проектирование конструкций: три ключевые стратегии снижения термического напряжения
Оптимизация толщины
Избегайте толщины пены >1,0 мм (чрезмерная тепловая деформация)
Рекомендуется 0,3–0,8 мм для баланса сжатия и стабильности.
Снятие краевого напряжения
Скошенные или закругленные края для минимизации концентрации напряжений
Зазор 0,1–0,2 мм на границе раздела металлов для учета теплового расширения
Локальное слотирование
Для больших площадей прокладок проектируйте щели выпуска микронного размера, чтобы предотвратить выпячивание.
Методы проверки: тестирование в реальных условиях поверхностного монтажа
Моделирование оплавления : JEDEC J-STD-020 → проверяет изменения внешнего вида, сопротивления и адгезии
Испытание на эффективность термоциклирования и экранирования электромагнитных помех → гарантирует отсутствие ухудшения производительности
Поперечный анализ → проверка на наличие расслоений и микротрещин
Надежность прокладок SMT: основана на термической стойкости
Интеграция прокладок в SMT — это не только модернизация процесса, но и сложная задача в области материаловедения . Konlida использует свою библиотеку высокотемпературных материалов, клеи HAT и поддержку проектирования DFM, чтобы помочь клиентам преодолеть порог перехода к пайке оплавлением, обеспечивая полностью автоматизированное и высоконадежное производство .
ABOUT US