本发明涉及pcb板领域，特别涉及一种pcb板贴装工艺及运用于该贴装工艺的贴片胶。
背景技术：
pcb板又称电路板、印刷电路板，以印刷的方式取代配线的方法；pcb板将复杂的配线和电子零件的电路迷你化、集中化并简单化。pcb板包括零件集中在一面的单面板、零件分布于两面的双面板、可以增加布线面积的多层板。
在制作双面pcb板时，由于pcb板的a面和b面需要依次印刷锡膏并送入回流炉；将pcb板放置于输送带上，pcb板在回流炉中依次经历升温区、回流焊接区、冷却区，若a面先进行锡膏的印刷以及回流焊，则b面在进行回流焊时，a面和b面的锡膏的会被软化，且锡膏的黏度会逐渐降低，此时朝下的b面上的体积较大的元器件，由于重力的作用就很容易掉落。为了避免体积较大元器件的掉落，在a面上要焊接大体积元器件的位置会加点贴片胶，贴片胶点在元器件pcb板上与元器件外壳粘接；贴片胶在高温下会固化，而在锡膏融化时，贴片胶可以实现元器件的固定，从而确保a面和b面元器件的固定。
现有的贴片胶中，大多数都包含环氧树脂、咪唑类固化剂、过渡金属无机盐类添加剂，在加热条件下，环氧树脂发生固化，从而达到粘接和固定元器件的作用；而贴片胶中过渡金属无机盐类添加剂则主要是为了提高贴片胶的贮存性。咪唑类固化剂和过渡金属无机盐类添加剂混合时，过渡金属离子与咪唑形成的络合物会减弱过渡金属离子的活性，从而起到提高贴片胶贮存性的效果；而当粘附有贴片胶的pcb板进入回流炉后，络合物会影响固化剂的活性温度，络合物开始反应的温度无法确定，即无法确定环氧树脂开始固化的温度，从而无法保证贴片胶进入回流焊接区之前的固化程度。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中的不足，本发明的第一个目的在于提供一种pcb板贴装工艺，在不使用添加剂的条件下，使获得的pcb板中的元器件在进入回流焊接区之前，贴片胶可达到足够的固化程度。
本发明的第二个目的在于提供一种运用于该贴装工艺的贴片胶，达到了提高固化速度的效果。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种pcb板贴装工艺，包括以下步骤：
s1：在pcb板的a面印刷锡膏；
s2：在pcb板的a面点上贴片胶，贴装a面的元器件，a面朝上进入回流炉进行回流焊；
s3：在pcb板的b面印刷锡膏，贴装b面的元器件，b面朝上进入回流炉进行回流焊；
所述回流炉中设置有光照设备，光照设备设置于回流炉内回流焊接区之前且位于输送带的两侧；pcb板a面在升温区中的滞留时间为2-4min；
所述贴片胶包括环氧树脂和固化剂，所述固化剂为可见光固化剂和第一固化剂的混合物或可见光固化剂。
采用上述技术方案，pcb板a面进入回流炉后，经过光照设备的光照，光固化型固化剂引发环氧树脂低分子的聚合反应以及交联反应，实现环氧树脂的固化。光固化性固化剂的固化速度快、贮存期长，且无需添加其他助剂；且光固化性固化剂对温度的要求不高，主要起作用的是光线，只要被光线照射一段时间就可以实现固化。在pcb进入回流炉的回流焊接区之前，利用光照将环氧树脂进行固化，在锡膏融化之前，利用贴片胶将大体积的元器件进行粘接；pcb板a面在升温区中的滞留时间为2-4min，保证贴片胶在进入回流焊接区之前完成大部分的固化甚至完全固化。配合第一固化剂的使用，第一固化剂和光固化同时对环氧树脂进行固化，加快固化速度，提高贴片胶在进入回流焊接区之前的固化程度。
进一步优选为：所述pcb板a面在升温区中的滞留时间为2-2.6min。
采用上述技术方案，经实验1发现，固化时间在2-2.6min内的贴片胶，其固化时间合适、固化程度较好；同时，缩短pcb板在升温区中的滞留时间可以减少保温时间，节约制造成本。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种运用于该贴装工艺的贴片胶，包括以下重量份数的组分：
环氧树脂；
热固性酚醛树脂；
固化剂4-20份；
触变剂15-20份；
助剂3-15份；
所述环氧树脂与热固性酚醛树脂的总重量份数为100-150份；
所述触变剂为有机膨润土或气相二氧化硅；
所述助剂包括硅烷偶联剂和1-2份的颜料。
采用上述技术方案，采用了以环氧树脂和酚醛树脂混合的复合树脂体系，环氧树脂与可见光固化剂搭配，在回流炉光照设备的照射下，实现环氧树脂的固化；热固性酚醛树脂在130℃-200℃的温度之间可实现热固化，无需外加固化剂，在pcb板进入回流炉后，温度一旦达到130℃-200℃，热固性酚醛树脂就可以发生固化，此时，光照设备对贴片胶进行照射，使得环氧树脂和热固性酚醛树脂同时固化，提高固化速度，提高贴片胶进入回流焊接区之前的固化程度。硅烷偶联剂的使用可以降低环氧树脂和酚醛树脂固化后的吸水率。
进一步优选为：所述环氧树脂占环氧树脂和热固性酚醛树脂总重量份数的70％-82％。
采用上述技术方案，采用了以环氧树脂为主，酚醛树脂为辅的复合树脂体系，配合贴装工艺，回流炉进入回流焊接区之前，温度可达到180-183℃，热固性酚醛树脂在130℃-200℃的温度之间可实现热固化，无需外加固化剂；热固性酚醛树脂可以实现部分或完全固化，而在进入回流焊接区之前，环氧树脂完成部分的光固化。
由于pcb板上的元器件不宜在回流炉中加热过长时间，而环氧树脂的固化是建立在照光一定时间段的基础上，而且回流炉中回流焊接区和冷却区的时间不宜缩减，容易影响锡膏回流焊的质量。所以在一定程度上来讲，环氧树脂光固化的时间的长短会直接影响整个回流焊步骤的时间，从而增长pcb板的高温下的时间；为了减少环氧树脂的光固化时间，一方面是从减少环氧树脂的用量入手，另一方面通过添加热固化性的热固性酚醛树脂，使得在升温区和预热区中，环氧树脂和热固性酚醛树脂同时进行固化，来提高贴片胶进入回流焊接区前的固化程度。
环氧树脂具有较好的粘接强度和耐化学性能，同时具有很好的内聚力，力学性能优良；酚醛树脂具备一定的脆性，但具有优良的耐热性能。结合两种树脂后，可以在尽可能缩短升温区和预热区时间的前提下，使得贴片胶固化后具有良好的力学性能、粘接性，固化后的竖直生成网状的交联结构，提升贴片胶的耐水性。环氧树脂的含量为70％-82％时，贴片胶在相同时间的固化程度较高。
进一步优选为：所述第一固化剂由二氰二胺和咪唑组成，所述可见光固化剂占固化剂总重量份数的75％-80％，二氰二胺和咪唑的重量份数比为(1.8-2.2)：1。
采用上述技术方案，固化剂中包含75％-80％的可见光固化剂作为主固化剂，配以二氰二胺和咪唑作为二级固化剂，来形成复配固化剂。二氰二胺固化剂使得固化后的树脂固化强度高，但固化温度高，使用咪唑固化剂，固化后的树脂固化强度较低，但固化速度很快；另一方面，唑及其衍生物固化剂可以作为二氰二胺的助剂，来降低固化温度。咪唑以及二氰二胺的固化作用在130-170℃温度之间会实现固化，从而进一步提高贴片胶进入回流焊接区之前的固化程度；咪唑以及二氰二胺的含量较低，在贮存方面，影响不大。
进一步优选为：所述第固化剂由二氰二胺、咪唑、0.5-3份的过渡金属无机盐组成，所述可见光固化剂占固化剂总重量份数的75％-80％，二氰二胺和咪唑的重量份数比为(1.8-2.2)：1。
采用上述技术方案，固化剂中包含75％-80％的可见光固化剂作为主固化剂，配以二氰二胺和咪唑作为二级固化剂，来形成复配固化剂。二氰二胺固化剂使得固化后的树脂固化强度高，但固化温度高，使用咪唑固化剂，固化后的树脂固化强度较低，但固化速度很快；另一方面，咪唑固化剂可以作为二氰二胺的助剂，来降低固化温度。咪唑以及二氰二胺的固化作用在130-170℃温度之间会实现固化，从而进一步提高贴片胶进入回流焊接区之前的固化程度。过渡金属无机盐与咪唑形成配位络合物，提高贴片胶的贮存性，同时，咪唑含量较少，咪唑与过渡金属无机盐形成的络合物含量少，对环氧树脂固化的整体影响小。
进一步优选为：所述过渡金属无机盐选用氯化锌。
采用上述技术方案，经实验2可知，锌离子对贮存性的帮助更大，锌离子与咪唑的共价作用最强。
进一步优选为：所述助剂还包括纳米二氧化钛，所述助剂中硅烷偶联剂的重量份数为0.5-4份。
采用上述技术方案，二氧化钛的密度达到3.8-4.23g/cm3，在无机物中属于密度较高的材料；纳米二氧化钛的粒径小，便于作为树脂的填充材料，另一方面，光照设备照射的光线会先引发外表面的树脂开始固化，而内部会比较缓慢；加入纳米二氧化钛后，光线一旦进入树脂并与二氧化钛接触，由于二氧化钛具有很好的光屏蔽性能，且自身密度较高，二氧化钛会将部分光线进行反射，根据光线射入角度以及在二氧化钛表面接触点的不同，反射的光线具有不同的反射角度，从而将光线反射至树脂内部的不同位置，加大光线与树脂的接触面积，加快光固化速度。
进一步优选为：所述助剂还包括1.5-4份的苯酚。
采用上述技术方案，苯酚沸点为181.9℃，在回流炉内时，开始回流焊接区之前以及在回流焊接区时，苯酚逐渐分解并在贴片胶外形成保护气氛，减少回流炉内的空气与贴片胶的接触，减少贴片胶在高温下的吸湿可能性；另一方面，苯酚开始蒸发之时，酚醛树脂已经完成基本固化，对酚醛树脂的影响很小。
进一步优选为：所述硅烷偶联剂的型号为kh560、kh570、kh792中的一种。
采用上述技术方案，kh550的沸点217℃，kh560沸点290℃，kh570、kh792的沸点在kh560的基础上依次增大，kh550的沸点太低，进入回流炉的回流焊接区后会蒸发，不宜使用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过在回流炉的回流焊接区前设置光照设备，且贴片胶采用可见光固化剂和第一固化剂，可见光固化剂对温度的要求不高，主要起作用的是光线，只要被光线照射一段时间就可以实现环氧树脂的固化，pcb板a面在升温区中的滞留时间为2-4min，保证贴片胶在进入回流焊接区之前完成大部分的固化甚至完全固化，同时，第一固化剂也将环氧树脂进行固化；
2、本发明中采用以环氧树脂为主，热固性酚醛树脂为辅的复合树脂体系，加快树脂在进入回流焊接区前的固化速度，从而尽量减少pcb板在回流炉内的时间，从而减少高温对pcb板元器件可造成的不可逆转的损坏；
3、本发明中采用二氰二胺、咪唑，形成复配固化剂，咪唑以及二氰二胺的固化作用在130-170℃温度之间会实现固化，从而进一步提高贴片胶进入回流焊接区之前的固化程度；
4、本发明中采用纳米二氧化钛，利用纳米二氧化钛高密度以及光屏蔽的性质，实现光线的反射，将光线反射至树脂内部的不同位置，加大光线与树脂的接触面积，加快光固化速度。
具体实施方式
实施例1-12：一种贴片胶，实施例1-6包括的组分及对应的质量如表1所示，实施例7-12包括的组分及对应的质量如表2所示，且由以下步骤制成：
步骤一：将环氧树脂、热固性酚醛树脂、触变剂、助剂进行混合，在30±1℃以及真空度0.05mpa环境下，以300r/min搅拌2h，得到混合物a；
步骤二：将可见光固化剂和第一固化剂加入至混合物a中，在密闭的环境下，以50r/min搅拌1h。
表1实施例1-6组分及对应的质量(kg)
表2实施例7-12组分及对应的质量(kg)
上述实施例中，
可见光固化剂由重量份数比为2:1的二芳基碘盐和染料混合得到。
实施例7-9中的过渡金属无机盐采用氯化铜；实施例10-12中的过渡金属无机盐采用氯化锌。
纳米二氧化钛的粒径为30±5nm。
实施例13：一种pcb板贴片工艺，包括以下步骤：
s1：在pcb板的a面印刷锡膏；
s2：在pcb板的a面点上贴片胶，贴装a面的元器件，a面朝上进入回流炉进行回流焊；
s3：在pcb板的b面印刷锡膏，贴装b面的元器件，b面朝上进入回流炉进行回流焊；
回流炉内腔的两侧安装有光照设备，光照设备位于输送带的两侧，且光照设备设置于回流焊接区之前；
pcb板a面在升温区中的滞留时间总共为2min；
其中，回流炉中依次包括升温区、回流焊接区和冷却区，升温区起始温度为30±1℃，终了温度为160±1℃；回流焊接区的起始温度为179±1℃，终了温度为230±1℃。
本实施例中的光照设备为防爆等级为t2的led防爆灯。
实施例14：一种pcb板贴片工艺，与实施例13的区别在于：pcb板a面在升温区中的滞留时间总共为2.3min。
实施例15：一种pcb板贴片工艺，与实施例13的区别在于：pcb板a面在升温区中的滞留时间总共为2.6min。
实施例16：一种pcb板贴片工艺，与实施例13的区别在于：pcb板a面在升温区中的滞留时间总共为3min。
实施例17：一种pcb板贴片工艺，与实施例13的区别在于：pcb板a面在升温区中的滞留时间总共为4min。
实施例13-17中的贴片胶采用实施例3。
对比例1-2：一种贴片胶，与实施例3的区别在于，包括的组分及对应的质量如表3所示：
表3对比例1-2组分及对应的质量(kg)
对比例3：一种pcb板贴装工艺，与实施例13的区别在于，pcb板a面在升温区中的滞留时间总共为1min。
对比例4：一种pcb板贴装工艺，与实施例13的区别在于，pcb板a面在升温区中的滞留时间总共为5min。
表征实验：
1、固化速度实验
(1)不同贴装工艺对固化速度的影响
实验对象：实施例1-5和对比例3，一共8组实验样品，实施例1-5和对比例3中的贴片胶均采用实施例16的配方。
实验方法：使用仪器：lx-a型邵氏硬度计；环境条件：温度22±2℃，湿度50±5rh％。实验时，pcb板上无需粘接元器件，直接送入回流炉，并且在pcb板经历完升温区和预热区之后，不再进入回流焊接区而是直接将pcb板取出并静置10min以冷却。
邵氏硬度计操作步骤：1、校零、满度校准；2、把试样放置在坚固的平面上，拿住硬度计，压针距离试样边缘至少12mm平稳地把压足压在试样上，使压针垂直地压入试样，直至压足和试样完全接触时1s内读数；3、在测点相距至少6mm的不同位置测量硬度值5次，计算并记录五次实验读数的平均值f(ha)。
实验结果：不同贴装工艺对固化速度的影响实验结果记录如表4所示。
表4不同贴装工艺对固化速度的影响实结果记录
数据分析：由上述表格可知，实施例13-15达到了较大程度的固化，实施例4-5以及对比例4的固化程度比实施例13-15更高，对比例3的固化程度明显不够。
pcb板a面在升温区中的滞留时间总共为2min时，其固化程度已经达到足够使用的程度，pcb板在升温区和预热区中滞留的时间越长，固化程度越高，直到完全固化。实施例16-17以及对比例4表现出极高的固化程度，但是对比例4的滞留时间过长，容易损坏元器件，不介意使用。
(2)不同贴片胶配方对固化速度的影响
实验对象：实施例1-12和对比例1-2，一共14组实验样品；实施例1-12和对比例1-2均配合实施例15使用。
实验方法：与“(1)不同贴装工艺对固化速度的影响”中的实验方法相同。
实验结果：不同贴片胶配方对固化速度的影响实验结果记录如表5所示。
表5不同贴片胶配方对固化速度的影响实结果记录
数据分析：硬度值可以反映贴片胶的固化程度，硬度值越大，固化程度越高。由上述表格可知，所有试验样品均表现出了较好的固化程度，实施例6-8中使用了单组分的环氧树脂作为主体树脂，在相同的时间内，固化程度比其他试样样品低。
实施例4、7、10，实施例5、8、11，以及实施例6、9、12三组平行的对比组，每组中采用了相同比例的环氧树脂和热固性酚醛树脂，且每组中对比情况基本相同，以实施例94、7、10为例进行分析。在实施例4中未采用复合固化剂，热固性酚醛树脂的固化速度较实施例7、10的固化速度更慢；实施例7中采用了氯化铜，相比于采用了氯化锌的实施例10，实施例7表现出了较好的固化程度，可能是由于氯化锌对咪唑的共价作用更强，表现出了更好的贮存性但是固化速度较慢，所以相同时间内所能达到固化程度更低。
对比例1中表现出了最差的固化程度，可能是由于二氰二胺固化剂所需的固化温度太高，固化速度慢所导致；对比例2中达到了较好的固化程度，但由粘接性实验可知，粘接性不好，不采用。
2、贴片胶粘接强度实验
实验对象：实施例1-12以及对比例1-2，一共14实验样品；实施例1-12以及对比例1-2均配合实施例15使用。
实验方法：利用万能拉力测试仪进行测试。将试验样品中的元器件替换成矩形的封闭塑料框，将塑料框的一侧边粘接于贴片胶上。测试时，将塑料框的上侧边和pcb板分别夹设于上下夹具上，开始测试。塑料框和pcb板相互分离后，记录最大拉力值，并计算和记录三个平行试验样品平均值fmax(n)。
实验结果：贴片胶粘接强度实验结果记录如表6所示。
表6贴片胶粘接强度实验结果记录
数据分析：由上表数据可知，对比例1-2均表现出了较差的粘接强度，不采用；实施例1-12的粘接强度比对比例1-2的粘接强度好很多，可以达到使用要求。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。