• ncover技術發表報導
  • [2013-10-28]
  • 提升上下帶封合品質技術

    自 SMT 發明以來,具保護性高、不占空間及提高產能等特點的卷帶包裝(Tape & Reel)已經是多數元件製造業者的最佳選擇,而目前市場上對於捲帶包裝至關重要的上帶一直不能滿足使用者的需求,昆山益鋒電子科技有限公司(下面簡稱益鋒)為了滿足客戶需求,自2011年開始投入研發新產品ncover,並於今年7月在國內外相繼獲得新型產品專利證書(台灣專利號“新型第M460836號”,大陸專利號"ZL201320140496.3號")。ncover的出現,給廣大元件製造者們帶來福音。

    市場上現行上帶分為熱封型Heat Activated Adhesive簡稱HAA)和自黏型Pressure Sensitive Adhesive簡稱PSA)兩種。

    一、HAA上帶,組成包括三部份:

    1、聚合體薄膜(一般使用PET Film,厚度多在16~25μ)

    2、介面層(Adhesive,厚度約20~30μ)

    3、黏膠層(Sealant,厚度多用30μ)

    HAA上帶可根據溫度、時間及壓力的調整,來控制封合拉力(peel strength),其優點是可隨封合條件的變更而獲得不同的拉力值;黏著層耐候性佳,不易受環境改變而影響品質等。目前市面上,較小、體態較輕的零件多數選擇用HAA上帶,如三大被動元件-電阻、電容、電感以及LED、IC等。HAA上帶黏著層有一定技術門檻,故成本較高;且HAA是積層材料,加上利用溫度、時間及壓力來控制封合拉力,所以在制程及使用過程中若稍有偏差,就會有上下帶撥離、上帶容易撕裂、拉力值波動範圍大等的問題產生,這些問題會造成在終端客戶SMT機臺上使用時拋料、停機,且因為利用的是熱融黏合的原理,就會有上、下帶材料匹配的問題,這在選材、管理時也會增加成本;這些現象在講求成本及品質兼顧的電子市場中,成為多數生產廠家較為苦腦的一個問題。

    二、PSA上帶,一般而言,PSA上帶的組成包括三部份:

    1、聚合體薄膜(一般使用PET Film)

    2、黏膠層(Adhesive)

    3、聚合體薄膜(一般使用VMPET Film)

    註:VMPET(蒸鍍PET)是將鋁(Al)高溫蒸著至PET12的表面,Cover Tape所用的VMPET中鋁厚度通常在100Å(Armstrong,10-6M)左右。

    封合時不需加熱材料,僅需要壓力,使用方便,無下帶選擇性搭配問題,甚至在不受污染的情況下可重複使用,其缺點是拉力值無法調整,且在環境溫度達80℃以上時側面容易有溢膠或封合後剝離時有殘膠現象,劣質的PSA上帶甚至黏著層耐候性不佳,會隨環境變化太黏或不黏,這些問題都會導致在終端客戶SMT機台使用時出現拋料現象,目前市面上還沒有徹底解決這一問題的方法。

    三、探討HAA與PSA所存在的問題:

    現有上下帶剝離都屬介面破壞(圖一),所以黏著力(拉力)穩定與否與上帶的黏著層、被著體的介面有及大關係。HAA上帶熱封原理是將黏著層(熱塑性塑膠)藉由封刀在一定時間內加熱到軟化點後具有黏性,再施以壓力與下帶黏合,所以溫度、時間、壓力三者有一變化都會造成前面所說的問題。也因這種黏著方式,所以有些被著體介面無法被搭配就封合不了。此外,因為封合時的高溫高壓會造成下帶變形,這是HAA拉力範圍(跳動)較PSA大的原因之一。

      

    圖一

                                                                                          

    PSA上帶封合原理是機械投錨原理(圖二),利用膠本身的的黏彈性質與被著體產生交互作用而黏合,故沒有熱封的變數。


    ncover是藉膠體“流動”後去接觸到被著物而產生鍵結(圖三)。現市面上PSA上帶因膠已固化,沒有辦法流動(圖四),加上彈性(內聚力)不佳,所以拉力值較大且容易殘膠,且在上帶的切邊會有膠,如果存放條件溫度過高,膠水會往邊緣擴散,產生溢膠

     

     

    現象,加之上帶製程張力控制不佳(圖五),上SMT時就會出現拋料] 

     

    益鋒的ncover改變傳統的封合工藝模式,大膽的在上下帶封合時才用高精度點膠機上黏彈性非常好的水性PSA(感壓膠水)(圖六),所以ncover能結合這兩種上帶的優點並同時克服這兩者不足之處。


    益鋒使用的PSA特性:良好的黏彈性質(圖七)、快速及長久的黏性、使用手或手指施壓即發生黏性



    精密點膠機控制膠量的流出時間、溫度和壓力(圖八)三條件,使其在貼合時的表面能量釋放不同(圖九),可以達到不同拉力值。此技術用在上下帶封合製程上,可以有效解決市場上現行兩種上帶的問題,同時保持剝離力平均穩定的良好效果。



    另外,因是在封合製程中點膠,故將膠點在距薄膜邊緣1mm處,可解決現PSA上帶普遍存在的溢膠問題,至於殘膠,ncover在上帶PET薄膜材料上進行表面處理,使膠水的附著力增加,使膠水在上帶上的黏力大於下帶,在上下帶撥離開的時候,膠水自然而然的黏在上帶上,從而解決下帶殘膠的問題。

    益鋒的ncover是一種新型的封合技術,適合任何一種下帶的封合要求,是所有電子元件的首選包材,目前市面僅有益鋒可提供此項技術,且已在國內外獲得專利,同時還可大弧度降低在因為材料搭配上選材時耗廢的成本及風險。

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