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HotBar(熱壓熔錫焊接)介紹─HotBar原理及製程控制
HotBar的原理及作業
HotBar(熱壓熔錫焊接)又稱「脈沖熱壓焊接」，但業界大部分人則直譯叫它為「哈巴(HotBar)」，HotBar的作法一般是先將錫膏印刷於電路板(PCB)的焊墊上，經回焊爐後將錫膏融化並預焊於電路板上，隨後將待焊物（一般為FPC）放置於前面已經融錫過一次PCB焊墊上，將「熱壓頭(thermode)」壓在兩個需要連接在一起的物件後利用脈衝波能量來瞬間加熱熱壓頭，就可以讓焊錫重新熔融並焊接連通兩者，等溫度冷卻後才移開熱壓頭，以確保兩者焊接在一起。
因為使用長條形的熱壓頭將扁平的待焊物（一般為FPC）焊接於電路板上，因此稱之為HotBar。個人覺得其命名可能是為了區別同樣也是用熱壓頭黏貼ACF於LCD或電路板的HeatSeal製程而已。
HotBar通常是將軟板(FPC)焊接於PCB上(如上圖)，如此可以達到輕、薄、短、小目的。另外還可以有效的降低成本，因為可以少用1~2個軟板連接器(FPC connector)。
一般的HotBar熱壓機，其原理都是利用【脈衝電流(pulse)】流過鉬、鈦等具有高電阻特性材料時所產生的巨大【焦耳熱】來加熱【熱壓頭(thermodes/heater tip)】，再藉由熱壓頭加熱熔融PCB上已經有的錫膏以達到互相焊接的目的。
既然是用pulse加熱，pulse的能量及時間控制就相當重要，其控制方法是利用熱壓頭前端的【電熱偶(thermocouple)】線路，即時反饋熱壓頭的溫度回電源控制中心，藉以控制pulse的訊號來保證熱壓頭上溫度的正確性。
HotBar的製程控制
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控制熱壓頭與待壓物(通常為PCB)之間的間隙。熱壓頭下降到待壓物時，必須與待壓物完全平行 ，這樣待壓物的受熱才會均勻。一般的做法是先鬆開熱壓頭鎖在熱壓機上的螺絲，然後調成手動的模式，將熱壓頭下降並壓住待壓物時，確認完全接觸後再把螺絲鎖緊，最後再抬起熱壓頭。通常待壓物為PCB，所以熱壓頭應該壓在PCB上，最好找一片未上錫的板子來調機比較好。
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控制待壓物的固定位置。一般的待壓物為PCB及軟板，需確認PCB及軟板可以被固定於治具載台上，同時需確認每次下壓HotBar時的位置都是固定的，尤其是前後的方向。沒有固定的待壓物時容易造成空焊或是壓壞附近零件的品質問題。為了達到待壓物固定的目的，設計PCB及軟版(FPC)時，要特別留意增加定位孔的設計，位置最好在熔錫熱壓的附近，以避免下壓時FPCB移位。
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控制熱壓機的壓力。 請參考熱壓機廠商所提供的建議。
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HotBar是否需添加助焊劑？可酌量添加助焊劑以利焊接順利。當然，可以不加就達成目標最好。因為錫膏印刷在電路板後流經回焊爐後，原來錫膏內的助焊劑就已經揮發殆盡，所以壓HotBar時，通常還得再加一次助焊劑以提高其焊接能力。助焊劑的目的在清除氧化物，因為是前印刷在電路板上的錫膏，經過一定時間與空氣接觸後，會產生氧化物於表面，且空氣中也存在許多的雜質、有機物，這些都會影響到焊接的品質，所以HotBar焊接時一般都會再使用助焊劑以利焊接順利。
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HotBar助焊劑塗抹注意事項？工作熊會建議使用液態助焊劑來塗抹於HotBar的位置，塗抹時要留意助焊劑的量要均勻，尤其是對於HotBar範圍比較寬的產品，之前發現作業員作業時一路從左到右刷了一次，結果助焊劑從左邊越刷越少，所以右邊經常焊接不良。另外一個例子是作業員作業後每次都把小瓶裝的助焊劑正放，中場休息或午休後經常發現焊接不良，後來才發現助焊劑還每完全沾附到小瓶裝上面的刷毛，以致於刷出來的助焊劑不均勻。對於細間腳距的HotBar在選用助焊劑時也要注意，因為助焊劑藏在FPC的下面，不易完全散逸，也就是助焊劑容易殘留在焊墊之間，因為部份助焊劑內的成份在高溫高濕的環境下有機會造成微短路，所以選用時需注意，最好產品在設計的時候就要盡量避免將有電位差的線路設置在相鄰的腳位上，否則時間久了可能出現CAF微短路的現象。
延伸閱讀：
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訪客留言內容（Comments）
您好,請教一下,這個pulse主要是控制輸出到heater tip的電流(也就是可以想成是功率)嗎?
如果是的話,那麼利用通電on/off的比例去做這樣的控制跟直接使用SCR去調整功率間接的控制電流來加熱焊錫頭這樣的做法,兩者上有什麼不同嗎?謝謝你
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一般的HotBar熱壓機，其原理都是利用【脈衝電流】(pulse)流過鉬、鈦等具有高電阻特性材料時所產生的【焦耳熱】來加熱【熱壓頭】(thermodes/heater tip)，再藉由熱壓頭加熱熔融PCB上的錫膏以達到焊接的目的。
請問一下 熱壓頭的磨耗會很大嗎? 通長壽命是多少?
謝謝