HotBar-热压熔锡焊接简介.pptx

1、HotBar 热压熔锡焊接 - 原理及过程控制,HotBar(热压熔锡焊接)的原理是先把锡膏印刷在电路板(PCB)上，然后利用热将焊锡融化并链接导通两个需要导通链接的电子元件。通常是将软板(FPC)焊接与PCB上(如右图)，如此可以达到轻、薄、短、小的目的。另外还可以有效降低成本，因为可以少用12个软板连接器(FPC connector)。 一般的HotBar热压及，其原理都是利用脉冲电流(pulse)流过钼、钛等具有高电阻特性材料时所产生的电热来加热(thermodes/heater tip)，再由热压头加热熔融PCB上的锡膏以达到焊接的目的。脉冲电流（pulse）的控制就相当重要，其控制方

2、法是利用热压头前端的电热偶(thermocouple)线路，反馈即时的热压头温度回电源控制中心，以控制脉冲电流（pulse）的信号保证热压头上温度的正确性。,控制热压头与待压物(通常为PCB)之间的间隙。热压头下降到待压物时，必须与待压物完全平行 ，这样待压物的受热才会均匀。一般的做法是先鬆开热压头锁在热压机上的螺丝，然后调成手动的模式，将热压头下降并压住待压物时，确认完全接触后再把螺丝锁紧，最后再抬起热压头。通常待压物为PCB，所以热压头应该压在PCB上，最好找一片未上锡的板子来调机比较好。 控制待压物的固定位置。一般的待压物为PCB及软板，需确认PCB及软板可以被固定于治具载台上，同时需确

3、认每次下压HotBar时的位置都是固定的，尤其是前后的方向。没有固定的待压物时容易造成空焊或是压坏附近零件的品质问题。为了达到待压物固定的目的，设计PCB及软版(FPC)时，要特别留意增加定位孔的设计，位置最好在熔锡热压的附近，以避免下压时FPCB移位。 控制热压机的压力。 请参考热压机厂商所提供的建议。 是否需添加助焊剂？ 可酌量添加助焊剂以利焊接顺利。当然，可以不加就达成目标最好。,HotBar 热压熔锡焊接 过程控制,HotBar 热压熔锡焊接 -钢板开孔,HotBar的钢板锡膏开孔(Stencil Aperture) 应该开在热压头(thermodes)压下来的地方，要注意锡膏量的计算

4、，还要注意留出足够的焊垫空间，让热压头下压时挤压出来的多余熔锡有地方可以宣洩，不致于溢出焊垫而与旁边的焊垫短路。 下面提供一些HotBar钢板开孔面积的参考标准(仅供参考)，由于RoHS的关系，现在一般的FPC及PCB的表面镀层都是镀金，所以下列只列出镀金的钢板开孔率供参考。钢板的厚度为0.12mm。,HotBar 热压熔锡焊接 -品质控制,好的HotBar焊锡品质：HotBar FPC应该要残留在PCB的所有HotBar焊垫上，也就是说FPC应该要被撕断或撕破。如果没有，再检查PCB及FPC，其焊锡表面应该要呈现不规格的粗糙面，而且会有焊锡残留于FPC的焊垫上。,不良的HotBar焊锡品质：

5、检查PCB及FPC的焊垫表面，如果有任何一个焊垫表面还保持著光滑的亮面，那这个焊点表示没有焊接好，应该判退。再检查是否有锡丝及锡珠留存于焊垫及焊垫间，如果有的话也要想办法解决。,HotBar - Temperature profile 温度曲线1,下图是 AVIO 所提供的 HotBar temperature profile (加热温度曲线)，其理论和 SMT 的 Reflow 加热温度曲线大同小异，有预热区、迴焊区及冷却区。通常热压机都会附带增加安装一冷却用的压缩空气吹管，以期达到快速冷却的效果(注意：压缩空气必须吹在待压物的焊锡上面，而不是吹在热压头上)。 另外，还要留意热压头必须等到焊

6、锡温度冷却到凝固点后才可以离开待压物，因为在焊锡还未完全固化前，FPC是会移动的，这时候压缩空气可是强到可以把FPC吹离原来焊锡的位置造成焊锡不良。,HotBar - Temperature profile 温度曲线2,下图是Unitek的HotBar temperature profile (加热温度曲线)，这是有铅锡膏(non-RoHS)的曲线，其机器可以直接显示出temperature profile于面板上，仅供参考。,Thermodes (热压头)的选择,HotBar热压头的选择非常重要，大小要适合焊垫的排脚(land pattern)宽度，太短的话最旁边的焊脚会焊不到，虽然可以透过

7、两次热压来解决，但总是浪费工时；太长的话又怕会压伤邻近的电子零件或烧焦电路板，所以HotBar焊垫的左右两侧最好要多留些空间给热压头(thermal wedge)。 一般的标准，热压头的长度要比总焊垫的排脚宽度多出3mm以上，也就是说左、右至少要各留1.5mm的宽裕空间，这样才能确保所有的焊垫都可以吃到锡；至于宽度则应该要比焊垫长度小，目的是下压时让多馀的熔锡有地方可以宣洩，不至于溢出焊垫，而造成焊垫间的短路。,Thermodes 一般都有标准大小，但是如果标准品不符使用时也可以要求特製尺寸，可是费用就比较贵萝！所以建议设计时要瞭解一下各家 Thermodes 的标准尺寸。 热压头的保养也要留

8、意，建议使用清水清洁即可，如有锡渣残留则使用吸焊条将多馀的锡清除掉。不建议使用【油石】之类的物品清洁热压头以免磨损。,HotBar - 热压时FPCB与PCB焊垫相对位置的建议1,FPCB软板放置于PCB时建议将FPCB的焊垫稍微往后，露出PCB一点点的焊垫，这样可以让前面多出来的PCB焊点用来跑锡，因为 thermodes 下压时会挤压出一些多馀焊锡，这些焊锡如果没有地方可以宣洩，就会满溢到邻近焊垫造成短路。另外，裸露出来的PCB焊垫也可以作业员查看焊锡是否有重新熔融的证据，这对一些没有设计导通孔的FPCB非常有用。 FPCB后端焊垫稍微伸出PCB的焊垫，可以避免有过多的焊锡跑到FPCB的

9、cover film 断面处，如果焊锡集中在这裡，就会形成应力集中并造成FPCB线路断裂的问题。但是要注意FPCB伸出PCB焊垫的地方必须没有测试点(test points)或是裸露的vias(导通孔)，以避免不必要的短路问题。,HotBar - 热压时FPCB与PCB焊垫相对位置的建议2,一般我们选用 HotBar thermodes(热压头)时都会找比 FPCB 焊垫长度还要细一点的头，这样才可以在热压时多预留一点空间给因为挤压出来的熔锡有地方宣洩，因为 thermodes 下压时会挤压出原本在其正下方的焊锡，这些焊锡如果没有地方可以宣洩就会满溢到邻近的焊垫，容易造成搭桥等电路缺点，有时候就算没有直接短路，但焊锡太靠近邻近的焊垫还是有可能让产品使用一段时间后发生电子迁移的短度现象，尤其是在高温及有电位差的相邻焊垫之间。 另外，在FPP软板的后端预留一些空间，可以避免压到PCB没有焊垫的地方，