如何正确设定热压焊接机的温度曲线?

      大概都听过或看过HotBar这项製程，可是却不晓得如何设定HotBar的温度。基本上HotBar的温度曲线设定其实跟SMT的reflow原理是一样的，它也有所谓的预热区、润湿区、迴焊区与冷却区，不过一般我们都会跳过预热区而直接从润湿区开始，因为HotBar没有锡膏坍塌造成锡珠与锡球的问题，但还是其他原因可能产生锡珠与锡球问题，但与预热区无关。

      几乎所有的HotBar热压机台至少都会有两个以上的温度区度可以设定，有些可能还会多加个起始温度设定，也就是说一般我们的HotBar温度曲线都会调成【浸润式(RSS，Ramp Soak Spike)的。

      需要先提醒您的，设定HotBar温度曲线的时候，一定要使用电热偶(thermocouple)来实际量测HotBar焊压时的温度，因为机器的温度反馈只是热压头(thermodes)的温度而已，焊压时热压头的温度必须要透过FPC才能传到焊锡面，所以实际的焊压温度与热压头之间会有一段落差。

HotBar的第一段温度设定（浸润区）
      此区段大概可以比对成Reflow的「浸润区」，如果是SAC的锡膏，这个区域一般会设定在大约150±10°C的区域，如果是低温锡膏，须注意此区段一定要设定在锡膏熔点以下，此时的锡膏处于熔融前夕﹐锡膏中的挥发物质会进一步的被去除﹐活化剂会开始启动﹐并有效的去除焊接表面的氧化物。同时﹐这个区域会加热PCB与FPC使其达到均匀的温度，这段区域建议保留一段比较长的时间（个人建议5~8秒），让所有待焊接的部件都能达到相同的温度，须留意PCB焊垫上是否有大面积接地的PIN，容易散失热量；若此段时间过长可能也会导致锡膏氧化问题﹐以致焊接后润湿不良。此区段的温度也必须是所有会被加热件件都可以正常长期承受的温度。
 
HotBar的第一段与第二段温度上升斜率
      温度上升的斜率必须低于PCB与 FPC材料规定的加热速率。不过一般这两种材料的耐热度都很好，所以斜率通常比一般的reflow高很多，不过还是得注意有些无滷的软板与电路板的加热速率承受度会比较差。
 
HotBar的第二段温度设定（迴焊区）
      此区段大概可以比对成Reflow的「迴焊区」，也就液态以上时间(TAL, time above liquidous)。达到此区段（峰值）后的时间一般不建议太长，一则是因为待焊接的零部件可能无法长期承受这样的高温，二来，液态下的锡膏会像水一样到处流动，稍有不慎就可能溢出原来的焊垫造成短路。

      一般的峰值温度应该比锡膏的正常熔点温度要高出约25~30°C左右，才能顺利的完成焊接作业。如果低于此温度，则有可能会造成冷焊与润湿不良的缺点。如果是SAC的锡膏，这个温度大约在250±5°C的左右，维持的时间大概只要1~3秒即可。
 
HotBar的冷却区
      一般认为冷却区应迅速降温使焊料凝固。迅速冷却也可以得到较细的合晶结构，提高焊点的强度及焊点的光泽度。
相反的，在熔点以上缓慢的冷却则容易导致过量的介金属化合物产生及较大合晶颗粒，降低抗疲劳强度。所以採用比较快的冷却速率可以有效吓阻介金属化合物的生成。

      HotBar的代压物一般放置于室温中，所以加热后会依照材料的特性自动降温置室温，会了加速HotBar热压后的冷却速率，一般会使用压缩空气直接吹在焊压物体或热压头上，一方面可以获得较佳的焊接效果，另一方便可以降低工时。所以作业时要确认是否有压缩空气冷却。