表面处理对粘接效果影响必要性研究

研究目的

通过胶黏剂粘接基础理论，分析界面环境在粘接过程中影响因素；经过 实验论证，验证表面处理在电子制造点胶制程中的作用及目的。

粘接基理

粘接：是不同材料界面间接触后相互作用的结果。

影响素：被粘物与粘料的界面张力、表面自由能、官能基团性质、界面间反应 等都影响胶接

粘接理依据

吸附理论：粘接力的主要来源是粘接体系的分子作用力，即范德化引力和氢键力。

化学键形成理论：胶粘剂与被粘物分子之间除相互作用力外，有时还有化学键产生

弱界层论：当液体胶粘剂不能很好浸润被粘体表面时，空气泡留在空隙中而形 成弱区。

扩散理论：两种聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧密接触时，由于 分子的布朗运动或链段的摆产生相互扩散现象

静

理论：当胶粘剂和被粘物体系是

一种电子的接受体-供给体的组合形式时， 电子会从供给体（如金属）转移到接受体（如聚合物），在界面区两侧形成了  双电层，从而产生了静电引力。

机械作用力理论：从物理化学观点看，机械作用并不是产生粘接力的因素， 而是增加粘接效果的一种方法。

影响胶粘剂粘接强度的物理因素

表面粗糙度：当胶粘剂良好地浸润被粘材料表面时（接触角θ<90° ),表面的 粗糙化有利于提高胶粘剂液体对表面的浸润程度，增加胶粘剂与被粘材料的接 触点密度，从而有利于提高粘接强度。

表面处理：粘接前的表面处理是粘接成功的关键，其目的是能获得牢固耐久的接 头。由于被粘材料存在氧化层（如锈蚀）、镀铬层、磷化层、脱模剂等形成的“弱边界层”，被粘物的表面处理将影响粘接强度。

 渗透：受环境气氛的作用，常常被渗进一些其他低分子物。  ,对于多孔性被粘物, 低分子物还可以从被粘物的空隙､毛细管或裂缝中渗透到被粘物中,进而侵入到   界面上,使接头出现缺陷乃至破坏｡

影响胶粘剂粘接强度的化学因素

极性：胶粘剂和被粘体分子的极性影响着粘接强度，但并不意味着这些分子极 性的增加就一定会提高粘接强度。  改变界面区表面的极性对胶黏剂界面粘接影 响很大。

基材分析

聚酰亚胺（PI ）

含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物。

物理性能：表面平整 ，收缩率小，耐油、耐酸和耐有机溶剂

化学性能 ：典型的离型分子结构，属于非极性材料，表面能比较低。

粘接影响因素

表面污染物及疏松层                    表面能                           接触表面积

粘接强度保障要素

表面处理的作用及效果

表面能越高越有利于提高材料附着力

达因笔实测等离子表面处理后的附着力

实验设计：

1、达因笔涂覆与基材表面，测试墨水积聚一处(表示固体表面能低于墨水 表面能）

2、对基材进行表面等离子处理。

3、达因笔涂抹等离子处理过区域与第一步区域进行对比；

4、得出结论

接触角测量法论证表面处理

实验设计：

1、实验基材滴纯水，测量液体接触角。

2、对基材进行表面等离子处理。

3、对处理过基材表面滴等量纯水；测量液体接触角

4、对比实验测试结论

处理前接触角数据：43.707  49.208  48.357  46.122  40.49

处理后接触角数据：15.105  14.624  17.987  14.061  14.834

总结结论

FPC 在电子制造领域使用越来越普遍 ，FPC的前制程工艺环节较多；后段SMT 制程点胶工艺会受到前制程复杂工艺对界面造成不同的影响因素，导致 粘接以及后期持续粘接力寿命维持的影响较大；因此点胶前对界面进行表面  处理，降低界面存在的变量，是粘接实现的有效保障。FPC 等离子处理可以实现：残胶及有机污染物/氧化物清除，基材表面粗糙化 处理，碳化物清除，微孔处理等隐患消除，提供更可靠的粘接界面。

论：表面处理在点胶制程前段虽然不是点胶效果实现的必要手段；如果 制造过程中采用前处理，可以有效地提高粘接界面的一致性，对粘接后的 性能提供一致性粘接品质的保障，也是提高品质良率以及后期粘接可靠性 的有效措施。