摘要：
随着散热片在发热芯片上的应用越来越广泛，使得越来越多的电子产品装配上都用到了散热片。散热片和电子元器件的表面靠一层导热硅胶粘合起来，散热片的粘贴不当，会使散热片脱落，严重影响到产品的散热性能及其功能。
散热片是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置，多由铝合金、黄铜或青铜做成，常见的形状有板状、片状、多片状等。一般散热片在使用中要在电子元件与散热片接触面涂上一层导热硅脂，使元器件发出的热量更有效地传导到散热片上，再经过散热片散发到周围空气中去。
在大多数电子产品的装配过程中，都会用到散热片粘贴技术。然而，在产品的装配过程中，散热片的粘贴不当可能导致散热片脱落，严重影响产品的装配质量以及产品的性能。
为降低散热片的脱落率，我们对散热片粘贴工艺进行了研究。
散热片粘贴工艺试验
试验材料及工具准备：
PBA，散热片，Loctite 315胶水，Loctite 7387活化剂。我们组织相关工艺专家和资深工艺工程师用FMEA方法对每个工序的输入进行分析，找到了四个影响散热片脱落的因子：涂胶面积、涂胶厚度、压合力和压合时间。为了进一步验证和量化散热片产生脱落的根本原因，我们使用6sigma的方法，利用Minitab 的2 Proportion对上述四个因子进行验证分析，判断出涂胶面积和涂胶厚度是影响散热片脱落的关键因子。
使用DOE试验找到最佳工艺参数
1. 利用minitab进行响应面设计试验（见表1）。
设置胶水厚度的范围为10～15mil，胶水覆盖面积的范围为80～100%。
3. 根据以上参数的设定，对13组数据（样本量为30）散热片的脱落率进行统计，结果见表3。
利用试验结果，通过Minitab分析曲线关系，找到最佳参数（见图1，图2）。结论：散热片上胶水的最佳的厚度为12.4242 mil，散热片上胶水的最佳覆盖面积为散热片大小的88%。
工艺方法选定
1. 评估涂胶的方法和设备类型。
为了使胶水厚度和覆盖面积达到最佳参数，准备在以下三种方案中选择一种最优方案，以达到工艺要求。
A．半自动点胶设备：半自动点胶机使用脚踏开关把液体推出，可解决许多滴胶问题，使用简单，操作快捷易用，再配备真空回吸功能，可控制不同粘度液体，防止漏滴，效率高，出胶一致。
B．网板涂胶：胶水可以均匀涂覆在散热片表面。
C．全自动设备点胶：胶量大小粗细、涂胶速度、点胶时间、停胶时间皆可参数设定，出胶量稳定,不漏滴胶，适合流体点胶，智能断胶功能，防止拉胶，即节省胶，又减少修胶工序。
2. 确认最终工艺方法。
对这三种方案，我们从涂胶质量（以胶水厚度的均匀度来衡量）；设备成本（以价格是否昂贵衡量）；复杂度（以操作该设备的难易程度来衡量）；可靠性（以设备的稳定性及精度来衡量）；可操作性（以工人是否方便使用来衡量）等几个方面进行评估打分，从中选择分数最高的为最优方案。（设备评估表见表4）
结论：
经过专家及小组成员评分，网板刮胶的工艺方式分数最高，最后决定采用这种方案实现均匀的胶水厚度。
确定网板刮胶的网板开孔方式
1. 网板开孔方式设计。
最初定为如下四种：
A．网板开孔为一孔，涂胶后中间有气泡突起，厚度不均匀。
B．网板开孔为四孔（间隙为0.075inch），涂胶效果最好。
C．网板开孔为四孔（间隙为0.15inch），涂胶后中间间隙较大，容易使胶水中填充空气，影响粘合效果。
D．网板开孔为9孔（间隙为0.075inch），涂胶后间隙较多，容易使胶水中充满空气，影响胶水的粘合效果。经比较，选择第二种网板开孔的方式（开孔为四孔，间隙为0.075inch），
2．刮胶设备的方案设计图（见图3）。
在制定新工艺及参数后，为保证胶水的厚度和面积，设计出刮胶工具，具体使用方法如下：
将胶水集中在丝网上的一边，然后使用刮刀从左至右，或者从右至左（取决胶水倒置的位置）均匀用力，刮涂胶水。由于丝网与放置在丝网下的散热片之间有一定间隙，且通过调整丝网边上的旋钮可以控制间隙距离，进而控制胶水涂敷在散热片上的厚度，保证胶水不会过厚或者过薄，而丝网上的开孔面积则可以保证胶水的涂敷面积不会超出范围。以下照片为设备图片（见图4）及刮胶效果图（见图5）。
改善效果
对改善前和改善后的散热片脱落数据进行收集，不良率已经降到1000PPM以内（见图6）。
总结
根据以上试验结果和分析可以得出以下结论：
1. 散热片上胶水的最佳厚度为12.4242 mil，散热片上胶水的最佳覆盖面积为散热片大小的88%；
2. 网板刮胶的工艺可以有效保证胶水的厚度和覆盖面积；
3. 通过丝网式专用刮胶工具中丝网的厚度来控制胶水的厚度，不会过厚或者过薄，通过丝网的开孔大小来控制胶水的覆盖面积，不会小于或超出设定的范围。
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