CN112975183A - Fpc热压焊的锡珠控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种FPC热压焊的锡珠控制方法，包括：预设预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合；根据所述预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合，分别对FPC进行热压焊，并获取分别与所述焊接温度集合中的各焊接温度和所述焊接压力集合中的各焊接压力一一对应的锡珠出现情况；根据所述锡珠出现情况，获取有锡珠出现和无锡珠出现的分界点对应的焊接温度和焊接压力；根据所述分界点对应的焊接温度和焊接压力，拟合得到焊接温度和焊接压力对应的锡珠控制模型；当要对FPC进行热压焊时，根据所述锡珠控制模型，确定焊接温度和焊接压力。本发明可避免焊接后出现锡珠，提高连接可靠性。

Description

FPC热压焊的锡珠控制方法
技术领域
本发明涉及焊接工艺技术领域，尤其涉及一种FPC热压焊的锡珠控制方法。
背景技术
热压焊(Hotbar)是通过程序控制电源放电使专用的热压头产生焦耳热，达到设定的温度。通过施加一定的压力使热压头与工件焊接部位充分接触，传导一定的热量使局部受热融化，然后保压快速降温固化，达到固化连接的目的。
热压焊工艺因高精度地控制温度、压力及时间等参数，可良好地实现重复性的高品质生产，在电子器件连接中具有广泛的应用。而在传统热压焊工艺的参数(温度、时间、压力)的设定往往依据操作者经验来测试，造成研发周期长、效率低、测试不合格等问题，同时热压焊焊接后会出现爆锡珠、热压样品融化以及拉拔力不够等问题。随着微电子行业对器件连接可靠性提出越来越高的要求，爆锡珠问题(如图1)显得愈加突出。深入分析热压焊过程并研究合理的焊接工艺参数对锡珠控制方法，对改善热压焊的连接质量具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种FPC热压焊的锡珠控制方法，可避免焊接后出现锡珠，提高连接可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种FPC热压焊的锡珠控制方法，包括：
预设预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合；
根据所述预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合，分别对FPC进行热压焊，并获取分别与所述焊接温度集合中的各焊接温度和所述焊接压力集合中的各焊接压力一一对应的锡珠出现情况；
根据所述锡珠出现情况，获取有锡珠出现和无锡珠出现的分界点对应的焊接温度和焊接压力；
根据所述分界点对应的焊接温度和焊接压力，拟合得到焊接温度和焊接压力对应的锡珠控制模型；
当要对FPC进行热压焊时，根据所述锡珠控制模型，确定焊接温度和焊接压力。
本发明的有益效果在于：通过统计一定的预热时间和焊接时间、不同的焊接温度和焊接压力组合下的锡珠出现情况，分析得到焊接温度和焊接压力对应的锡珠控制模型，从而能够有效指导工程师在热压焊控制锡珠溢出时工艺参数的选择，极大地提升了研发周期和效率，且可避免焊接后出现锡珠，提高连接可靠性。
附图说明
图1为爆锡珠示意图；
图2为本发明实施例一的一种FPC热压焊的锡珠控制方法的流程图；
图3为本发明实施例一的分界点的拟合结果示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图2，一种FPC热压焊的锡珠控制方法，包括：
预设预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合；
根据所述预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合，分别对FPC进行热压焊，并获取分别与所述焊接温度集合中的各焊接温度和所述焊接压力集合中的各焊接压力一一对应的锡珠出现情况；
根据所述锡珠出现情况，获取有锡珠出现和无锡珠出现的分界点对应的焊接温度和焊接压力；
根据所述分界点对应的焊接温度和焊接压力，拟合得到焊接温度和焊接压力对应的锡珠控制模型；
当要对FPC进行热压焊时，根据所述锡珠控制模型，确定焊接温度和焊接压力。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：可避免焊接后出现锡珠，提高连接可靠性。
进一步地，所述预热时间为2.5s，所述焊接时间为5.5s。
进一步地，所述焊接温度集合中包括6个焊接温度，分别为300℃、310℃、320℃、330℃、340℃和350℃。
进一步地，所述焊接压力集合中包括6个焊接压力，分别为0.4kgf、0.5kgf、0.6kgf、0.7kgf、0.8kgf和0.9kgf。
进一步地，所述锡珠控制模型为92.59×P+T2＜377.4，T2为焊接温度，P为焊接压力。
由上述描述可知，当焊接温度T2和焊接压力P满足92.59×P+T2＜377.4时，可避免焊接后出现锡珠溢出现象。
实施例一
请参照图2-3，本发明的实施例一为：一种FPC热压焊的锡珠控制方法，可应用于热压焊时的焊接工艺参数选择，如图2所示，包括如下步骤：
S1：预设预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合。
通过选取一定的预热时间和焊接时间，在不同焊接温度和焊接压力的组合下，以锡珠是否爆出作为评定指标，分析焊接温度、焊接压力以及焊接时间的匹配关系(预热时间不是主要影响因素，因此不做重点分析)，为了验证三者关系，分别选取不同参数梯度，如表1所示。
表1：焊接参数及其取值
预热时间(s) 焊接时间(s) 焊接温度(℃) 焊接压力(kgf)
2.5 5.5 300-350 0.4-0.9
具体地，本实施例中，焊接温度集合中包括6个焊接温度，分别为300℃、310℃、320℃、330℃、340℃和350℃。焊接压力集合中包括6个焊接压力，分别为0.4kgf、0.5kgf、0.6kgf、0.7kgf、0.8kgf和0.9kgf。
S2：根据所述预热时间、焊接时间、所述焊接温度集合和焊接压力集合，分别对FPC进行热压焊，并获取与所述焊接温度集合中的各焊接温度和所述焊接压力集合中的各焊接压力一一对应的锡珠出现情况。
即在预热时间和焊接时间不变的情况下，分别选取不同的焊接温度和焊接压力，分别对FPC进行热压焊。焊接后，通过显微镜进行观察，并统计锡珠有无情况，统计结果如表2所示，其中，P表示焊接压力，T2表示焊接温度，“√”区域表示有锡珠现象，空白区域表示无锡珠溢出。
表2：锡珠出现情况统计图
Figure BDA0002930615570000041
进一步地，本实施例中采用的FPC板为两层FPC板或三层FPC板(即最常用的焊接FPC板材)，保证后续得到的锡珠控制模型可适用于普遍FPC焊接规律。
本步骤中所采用的FPC需一致，避免其他变量对结果的干扰。
S3：根据所述锡珠出现情况，获取有锡珠出现和无锡珠出现的分界点对应的焊接温度和焊接压力。
观察表2可以看出，左上方几乎无锡珠出现，右下方锡珠溢出的概率较大。此时，分界线可大概为一条从左下方(300,0.8)到右上方(340,0.4)的直线。本实施例中，分界点按照(T2，P)表示，即(300,0.8)、(310,0.7)、(320,0.7)、(330,0.5)和(340，0.4)。
S4：根据所述分界点，拟合得到焊接温度和焊接压力对应的锡珠控制模型。
具体地，如图3所示，将步骤S3中得到的分界点导入拟合软件Mintab，可以获得焊接温度T2和焊接压力P所满足的线性匹配分界关系92.59×P+T2＝377.4。当焊接温度T2和焊接压力P处于直线左侧时，即92.59×P+T2＜377.4，无锡珠溢出；当焊接温度T2和焊接压力P处于直线右侧时，即92.59×P+T2≥377.4，有锡珠溢出。也就是说，本实施例得到的锡珠控制模型为92.59×P+T2＜377.4，当焊接温度和焊接压力满足该锡珠控制模型时，可减少锡珠溢出的概率。
S5：当要对FPC进行热压焊时，根据所述锡珠控制模型，确定焊接温度和焊接压力，并根据所选取的焊接温度和焊接压力进行热压焊。
也就是说，当焊接温度T2和焊接压力P满足92.59×P+T2＜377.4时，可避免焊接后出现锡珠溢出现象。
本实施例以FPC软板为焊接对象，对热压焊焊接工艺参数温度-压力-时间协调控制方法与FPC软板焊接锡珠控制的关系进行研究。通过温度-压力-时间的协调匹配，实现焊锡熔化零锡珠，从而提高热压焊焊点连接质量，解决了软板焊接时工艺参数匹配关系选择问题，能够有效指导工程师在热压焊控制锡珠溢出时工艺参数的选择，极大地提升了研发周期和效率。
综上所述，本发明提供的一种FPC热压焊的锡珠控制方法，通过统计一定的预热时间和焊接时间、不同的焊接温度和焊接压力组合下的锡珠出现情况，分析得到焊接温度和焊接压力对应的锡珠控制模型，从而能够有效指导工程师在热压焊控制锡珠溢出时工艺参数的选择，极大地提升了研发周期和效率，且可避免焊接后出现锡珠，提高连接可靠性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种FPC热压焊的锡珠控制方法，其特征在于，包括：
预设预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合；
根据所述预热时间、焊接时间、焊接温度集合和焊接压力集合，分别对FPC进行热压焊，并获取分别与所述焊接温度集合中的各焊接温度和所述焊接压力集合中的各焊接压力一一对应的锡珠出现情况；
根据所述锡珠出现情况，获取有锡珠出现和无锡珠出现的分界点对应的焊接温度和焊接压力；
根据所述分界点对应的焊接温度和焊接压力，拟合得到焊接温度和焊接压力对应的锡珠控制模型；
当要对FPC进行热压焊时，根据所述锡珠控制模型，确定焊接温度和焊接压力。
2.根据权利要求1所述的FPC热压焊的锡珠控制方法，其特征在于，所述预热时间为2.5s，所述焊接时间为5.5s。
3.根据权利要求1所述的FPC热压焊的锡珠控制方法，其特征在于，所述焊接温度集合中包括6个焊接温度，分别为300℃、310℃、320℃、330℃、340℃和350℃。
4.根据权利要求1所述的FPC热压焊的锡珠控制方法，其特征在于，所述焊接压力集合中包括6个焊接压力，分别为0.4kgf、0.5kgf、0.6kgf、0.7kgf、0.8kgf和0.9kgf。
5.根据权利要求1所述的FPC热压焊的锡珠控制方法，其特征在于，所述锡珠控制模型为92.59×P+T2＜377.4，T2为焊接温度，P为焊接压力。
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