“在SMT中，紅膠工藝和錫膏工藝是兩種常用的焊接方法，雖然它們的目的都是將電子元件固定在PCB上，但這兩種工藝在材料、設備、操作流程和產(chǎn)品應用方面存在明顯的區(qū)別。今天就來詳細介紹下我們經(jīng)常聽到但卻不太常用的“紅膠”工藝。”

KiCad 中的 Adhesive 層

KiCad 的 PCB 中存在兩個其他 EDA 工具中不太常見的層：F.Adhesive 以及 B.Adhesive：

經(jīng)常有小伙伴問這兩個層有什么作用？好像在 PCB 和封裝設計中都很少用到。

我們可以把這兩個層稱為膠水層或點膠層。它們的作用有點類似 Paste 助焊層：助焊層與PCB 的實體無關，用于制作鋼網(wǎng)，所以貼片器件的焊盤都會出現(xiàn)在助焊層上，這些位置都會刷上錫膏。

點膠層的作用與其類似，但用于表示需要點紅膠的位置。相比錫膏工藝而言，點膠工藝并不常用，且只與 SMT 制造相關，因此很多電子工程師并不清楚點膠工藝的細節(jié)。

紅膠工藝的定義

紅膠工藝是指在 SMT 生產(chǎn)中，將紅色膠粘劑（通常是環(huán)氧樹脂膠）點涂在 PCB 上為 SMD 貼裝所設計的指定位置。用于臨時固定表面貼裝元件（SMD），防止它們在后續(xù)的焊接過程中脫落或移位。

SMT 紅膠工藝方法利用紅膠的熱固化特性，通過印刷機或點膠機將紅膠填充在兩個焊盤之間，然后經(jīng)過貼片和回流焊完成固化焊接。最后，通過波峰焊時，只需將表面貼裝面過波峰，無需使用治具即可完成焊接過程。

與通過熔化和凝固來連接元器件與 PCB 焊盤的錫膏不同，紅膠的核心使命是“固定”，確保元器件在經(jīng)歷高溫、振動等“考驗”時，依然能牢牢地待在自己預設的位置上。

常見應用場景

1）PCB 雙面都有大尺寸或較重的 SMD 元件

這是在實際生產(chǎn)中最常見的情況。這類電路板需要經(jīng)過兩次回流焊（一次用于頂面，一次用于底面）。在進行第二次回流焊時，第一次焊接好的那一面的錫膏會再次熔化。由于這一面是朝下的，尺寸較大或較重的元件可能會因自身重量從焊盤上脫落、浮起或移位，從而導致焊接缺陷。

解決方案：在這些元件的側(cè)面點涂紅膠，如下圖所示。有了紅膠，在第二次回流焊期間，元件被預先固定，不會因為錫膏的再次熔化而脫落或移位。

常見元件類型：大尺寸的貼片電容/電感/晶振/變壓器/SMD插座，以及其他較重的SMD元件。

2）對防振動或抗沖擊要求高的產(chǎn)品

如果 PCBA 在組裝或使用過程中會經(jīng)受劇烈的振動或沖擊，可能會要求對某些元件使用紅膠以增強機械固定，防止在使用過程中松動。

例如，在我們之前的一個 PCBA 項目中，客戶使用超聲波焊接來進行外殼組裝，這會產(chǎn)生一定的振動和沖擊。PCBA上的一個保險絲因此變得松動，所以客戶要求在生產(chǎn)過程中對該保險絲使用紅膠，以增加其固定的牢固性。

3）PCB 或元件平整度不佳的產(chǎn)品

如果PCB或元件底部不平整，元件在回流焊過程中可能會發(fā)生移位或浮起。用紅膠預先固定元件有助于提高焊接良率。

例如，我們曾經(jīng)有一個產(chǎn)品，其中一個電感的平整度不是很好，在回流焊過程中，錫膏會流到元件下方，當焊料凝固時會將元件頂起，造成浮高虛焊的缺陷。在元件兩側(cè)點涂紅膠可以預先固定它，從而提高良率。

以上是在實際生產(chǎn)中比較常見的幾種使用紅膠的場景。當然，還有其他情況可能也會使用紅膠工藝，這里就不一一列舉了。

紅膠工藝的使用方法

對于小批量訂單，通常選擇手工點膠。

對于數(shù)量較大的訂單，則使用刮膠工藝或自動點膠機，這有助于控制膠水的一致性。

將紅膠精準地涂敷到 PCB 上，主要有兩種主流工藝：

• 刮膠（印刷）工藝：類似于印刷焊錫膏，使用一塊特制的鋼網(wǎng)，其上開有對應位置的孔。通過刮刀將紅膠壓過鋼網(wǎng)孔，使其精準地印刷到 PCB 的指定位置。這種方法速度快、效率高，適合大批量生產(chǎn)。

• 點膠工藝：使用自動點膠機，通過氣壓控制，將紅膠從細小的針嘴中“點”到PCB上。點膠的形狀、大小和數(shù)量都可以通過程序靈活控制，非常適合元器件種類繁多或不規(guī)則的電路板。

涂敷完成后，貼片機將元器件貼裝上去，紅膠的粘性會初步固定元件。隨后，PCB 板進入固化爐（通常是回流焊爐），在約150℃的高溫下，紅膠會發(fā)生不可逆的化學反應，從膏狀變?yōu)閳怨痰墓腆w，從而實現(xiàn)永久性的牢固粘接。

紅膠工藝 VS 錫膏工藝

紅膠與錫膏工藝的分工不同，以下是一個簡單的比較：

特性	紅膠 (Red Glue)	焊錫膏 (Solder Paste)
主要成分	環(huán)氧樹脂、固化劑、填料等	錫合金粉末、助焊劑等
核心功能	物理固定，防止元件脫落	電氣連接與機械固定
導電性	不導電（絕緣）	導電
固化過程	高溫不可逆固化	高溫熔化，冷卻后凝固（可逆）

當采用點膠工藝時，紅膠在點數(shù)較多的情況下很容易會成為整條 SMT 貼片加工生產(chǎn)線的瓶頸。

紅膠工藝與制作治具，哪個更省錢？

既然紅膠工藝的主要目的是固定器件，那是否可以用“治具”的方式替代？治具通過物理方式托住或壓住那些可能掉落的元件，可以起到類似的效果。首先明確一點，無論是使用紅膠工藝還是制作治具都會增加成本。這是一個非常實際的工程問題，答案并不是絕對的，而是取決于一個核心因素：生產(chǎn)批量。

簡單來說：

• 小批量、打樣階段：紅膠工藝更省錢。

• 大批量、長期生產(chǎn)：制作治具更省錢。

制作治具主要是 NRE 成本，當產(chǎn)品已定型，進入到中到大批量生成階段比較合適。相對的，如果還在早期打樣或試產(chǎn)階段，因為可能變更頻繁，用治具的方式就不太劃算了。

結(jié)束語

在高度自動化和精細化的 PCBA 世界里，紅膠技術(shù)雖然只是眾多工藝環(huán)節(jié)中的一環(huán)，但它卻以其獨特的“固定”能力，解決了雙面貼裝、混合工藝中的諸多難題，為電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性筑起了一道堅實的“紅色防線”。

最后以兩個常見的 SMT 紅膠作為總結(jié)：

問：SMT組裝中什么時候需要使用紅膠？

答：當雙面板上有較重的元件，且這些元件在回流焊過程中容易發(fā)生位移時，就必須使用紅膠。

問：紅膠是如何增加SMT生產(chǎn)成本的？

答：它會增加材料費用、點膠/固化所需的人工成本，并延長交付周期。