脈沖熱壓機焊接時短路問題應該怎樣解決——廣州精源脈沖熱壓機

在脈沖電流加熱焊接時(hotbar 脈沖熱壓機)，經常會遇到焊接短路連錫的問題。

先看下面這個HoBar設計的實際案例好了，這是一片單面的FPC，0.9mmPIN腳（金手指）寬度及0.9mm間隙的HotBar PIN腳（金手指）設計，PIN腳（金手指）到PIN腳（金手指）之間的間隙為1.8mm，PIN腳（金手指）長度有5.0mm。基本上尺寸已經夠大了，工廠的吃錫也應該不是什么太大的問題，可是偏偏做出來的不良率就高達0.5～1.0%，而且絕大部分的不良都是短路。

就如同下面這張圖所顯示的，工廠實際進行HotBar焊接的時候，經常會出現這類PIN腳（金手指）之間短路的問題，下面的圖示為比較嚴重的案例，大部分都只有部份溢錫，但這對質量信賴杜已經產生了及大的為害，既使現在測試沒有出現問題，難保在高溫膏濕的環境下不會出現電子遷移(Electromigration)的現象。

究其HotBar溢錫的原因之前，我想請看官們先想一下，為何HotBar容易出現溢錫短路的問題？又該如何避免？

為何HotBar容易出現溢錫造成短路？

因為HotBar的熱壓頭(thermode)下壓時，為了達到焊接FPC于PCB的目的，需要加熱并施以一定的壓力于事先印好錫膏并將過回流焊(reflow)后的PIN腳（金手指），當thermode加熱時會重新熔融已經吃在PIN腳（金手指）上的錫膏，熔融的錫膏被擠壓之后會順著可以吃錫的地方流動，如果吃錫的PIN腳（金手指）或FPC已經滿溢無法再容納更多的錫膏，錫膏就會被迫往容易流動的地方宣泄，這時候最容易宣泄的地方就是PIN腳（金手指）與PIN腳（金手指）之間的空隙，而且上面還蓋有FPC，更容易形成所謂的虹吸現象(capillary action)，造成斷路的問題。(廣州精源電子科技，Hotbar 脈沖熱壓機專業生產商)

如何避免HotBar發生溢錫短路問題？

既然知道了為何HotBar容易出現溢錫造成短路？解決的方向有二，其一是減少多余的焊錫量；其二是增加焊錫可以外溢的空間。

下面這個HotBar吃錫的設計已經對了一半，在印刷錫膏的時候在PIN腳（金手指）的中間位置減少錫膏，如果治具的設定正確的話，熱壓頭(thermode)要壓在PIN腳（金手指）中間的位置，焊錫的印出來結果如下面右圖所示。

有沒有看到上面的問題點出在哪里？這個錫膏中間內縮的距離還是不太夠，而且錫膏的厚度也太厚了，一般我在設計HotBar錫膏印刷于PIN腳（金手指）上的形狀時，像這種間距夠大的PIN腳（金手指），我喜歡將錫膏印刷成一長條于PIN腳（金手指）的正中間，錫膏只占PIN腳（金手指）面積的50%就可以了，這樣比較可以容許較大的空間給熱壓頭在PIN腳（金手指）的位置上下移動，而且也較能避免因為夠多的焊錫而溢出PIN腳（金手指）。如果還是看不懂我的敘述，有機會再來畫一張圖說明好了。(廣州精源電子科技，Hotbar 脈沖熱壓機專業生產商)

說完了第一種解決的方法，接著說明第二種解決方法－增加焊錫可以外溢的空間。這個方法通常要做設計變更，可以嘗試在FPC的金手指上下兩端打孔，讓擠壓出來焊錫透過通孔溢出。另外一個方向是把FPC上面的金手指設計得比PCB的焊點短，以這個例子來說，我會建議FPC上面的金手指PIN腳（金手指）長度從5.0mm減少到3.0mm，PCB的PIN腳（金手指）長度維持在5.0mm。HotBar作業時將FPC的金手指對齊PCBPIN腳（金手指）的中間，兩端各留下1.0mm的空間，這樣可以讓多余的焊錫有更多的空間可以留在PIN腳（金手指）上而不會溢出來。

解決問題時首先要了解問題的本質及工作原理，然后對癥下藥。