如何正確設定HotBar機台的溫度曲線

HotBar熱壓頭的溫度曲線設定

很多人大概都聽過或看過HotBar這項製程,可是卻不曉得如何設定HotBar的溫度。基本上HotBar的溫度曲線設定其實跟SMT的reflow原理是一樣的,它也有所謂的預熱區、潤濕區、迴焊區與冷卻區,不過一般我們都會跳過預熱區而直接從潤濕區開始,因為HotBar沒有錫膏坍塌造成錫珠與錫球的問題,但還是其他原因可能產生錫珠與錫球問題,但與預熱區無關。

幾乎所有的HotBar熱壓機台至少都會有兩個以上的溫度區度可以設定,有些可能還會多加個起始溫度設定,也就是說一般我們的HotBar溫度曲線都會調成【浸潤式(RSS,Ramp Soak Spike)的。







需要先提醒您的,設定HotBar溫度曲線的時候,一定要使用電熱偶(thermocouple)來實際量測HotBar焊壓時的溫度,因為機器的溫度反饋只是熱壓頭(thermodes)的溫度而已,焊壓時熱壓頭的溫度必須要透過FPC才能傳到焊錫面,所以實際的焊壓溫度與熱壓頭之間會有一段落差。

HotBar的第一段溫度設定(浸潤區)

此區段大概可以比對成Reflow的「浸潤區」,如果是SAC的錫膏,這個區域一般會設定在大約150±10°C的區域,如果是低溫錫膏,須注意此區段一定要設定在錫膏熔點以下,此時的錫膏處於熔融前夕﹐錫膏中的揮發物質會進一步的被去除﹐活化劑會開始啟動﹐並有效的去除焊接表面的氧化物。同時﹐這個區域會加熱PCB與FPC使其達到均勻的溫度,這段區域建議保留一段比較長的時間(個人建議5~8秒),讓所有待焊接的部件都能達到相同的溫度,須留意PCB焊墊上是否有大面積接地的PIN,容易散失熱量;若此段時間過長可能也會導致錫膏氧化問題﹐以致焊接後潤濕不良。

此區段的溫度也必須是所有會被加熱件件都可以正常長期承受的溫度。

HotBar的第一段與第二段溫度上升斜率

溫度上升的斜率必須低於PCB與 FPC材料規定的加熱速率。不過一般這兩種材料的耐熱度都很好,所以斜率通常比一般的reflow高很多,不過還是得注意有些無滷的軟板與電路板的加熱速率承受度會比較差。

HotBar的第二段溫度設定(迴焊區)

此區段大概可以比對成Reflow的「迴焊區」,也就液態以上時間(TAL, time above liquidus)。達到此區段(峰值)後的時間一般不建議太長,一則是因為待焊接的零部件可能無法長期承受這樣的高溫,二來,液態下的錫膏會像水一樣到處流動,稍有不慎就可能溢出原來的焊墊造成短路。

一般的峰值溫度應該比錫膏的正常熔點溫度要高出約25~30°C左右,才能順利的完成焊接作業。如果低於此溫度,則有可能會造成冷焊與潤濕不良的缺點。

如果是SAC的錫膏,這個溫度大約在250±5°C的左右,維持的時間大概只要1~3秒即可。

HotBar的冷卻區

一般認為冷卻區應迅速降溫使焊料凝固。迅速冷卻也可以得到較細的合晶結構,提高焊點的強度及焊點的光澤度。

相反的,在熔點以上緩慢的冷卻則容易導致過量的介金屬化合物產生及較大合晶顆粒,降低抗疲勞強度。所以採用比較快的冷卻速率可以有效嚇阻介金屬化合物的生成。

HotBar的代壓物一般放置於室溫中,所以加熱後會依照材料的特性自動降溫置室溫,會了加速HotBar熱壓後的冷卻速率,一般會使用壓縮空氣直接吹在焊壓物體或熱壓頭上,一方面可以獲得較佳的焊接效果,另一方便可以降低工時。所以作業時要確認是否有壓縮空氣冷卻。

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迴流焊的溫度曲線 Reflow Profile
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訪客留言內容(Comments)

請問你家hot bar機有在出租嗎

沒有


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