激光锡焊技术是以半导体激光器发射出的915nm波长的光,经过光学聚焦成直径在100微米以上的激光束光斑照射焊盘区域,焊盘吸收了红外波长的激光的激光能量后迅速升温,再添加焊料,继续照射使焊料熔化,然后停止激光照射使焊区冷却、焊料凝固,形成焊点。激光是非接触式的只对焊区进行局部加热,整个组件的其它部位几乎不受热的影响,也没有机械应力的接触影响,焊接时激光的照射时间通常只有数百毫秒,因此激光锡焊技术在焊接间距小、焊点小、对温度比较敏感的元器件上,比传统焊接方式更有优势。
普思立在实际应用中也经常遇到,客户的产品设计是按照传统的波峰焊、回流焊、烙铁焊工艺设计的。但是当传统焊接工艺或者效率不满足客户质量需求,需要换成普思立激光焊接工艺时,产品的设计不符合激光工艺的可焊要求。
专门分享,如何设计适合激光焊接的FPC软板。
主要从2个方面来分享,一是柔性板的结构设计,二是柔性板的工装固定工艺。
一、设计适合激光锡焊的FPC结构设计
比较常见的就是将软排线(FPC)焊接于电子印刷电路(PCB)上.在实际焊接时,PCB焊盘上预刷一定厚度的锡膏,将FPC的pad平贴于焊盘上。点锡膏在FPC的pad上,激光作为热源加热焊膏,以及底部PCB上的锡膏,将其熔化焊接。
1)首先要求,FPC导热性比较好,能将热量往下传导。
2) 其次是在FPC焊锡垫上制作电镀孔(Plating holes)或称为过孔(Vias)来作为热传导的接口。一般建议在每个FPC的单独焊垫上要有三个电镀过孔,或是2.5个电镀过孔。激光加热FPC时候,让多余的锡经由电镀孔导入到底部PCB。
下面是给 激光锡焊 FPCB 软板及过孔设计的建议尺寸:
1)导通孔的孔径为大于0.4mm
2)导通孔中心到中心为1.2mm
3)焊垫间距大于0.2mm
4)焊垫宽度为0.9mm
二、设计适合激光锡焊的FPC结构设计
柔性电路板(FPC,简称柔性板)与刚性板的不同就是“柔”,生产的核心工艺是将柔性板“变”为刚性板,常用方法就是使用工装夹具(托盘)进行生产。
托盘的设计与制作直接决定FPC的生产良率。关键的要求就是确保FPC贴装面的平整。
影响FPC贴装面平整的因素有:
(1)FPC的变形。
(2)贴附材料的厚度、位置。
(3)FPC的补强板的厚度或背胶的厚度。
为了消除FPC的不平整,可以采取以下措施:
(1)高温胶纸是影响FPC表面平整的主要因素。为了消除对焊膏印刷的影响,一般要求高温胶纸距离焊盘8mm以上(取决于焊盘尺寸与胶纸厚度)。
(2)FPC补强板和背胶是影响FPC表面平整的另一主要因素。一般通过在托盘上挖槽的方法解决。FPC设计时就应考虑到补强板和背胶到焊盘的距离,比如8mm。
(3)磁性夹具压片的厚度与开口尺寸。一般选用0.06mm厚的不锈钢。开口尺寸应比印刷焊盘大6~8mm以上。
武汉普思立激光科技有限公司位于武汉光谷总部国际,是专注于激光锡焊应用领域,集研发、生产和销售服务于一体的高科技企业。我们秉承“精益、创新、诚信”的企业精神,依托华中科技大学和武汉大学的技术和人才优势,集结了一批有丰富经验和技术的高学历研发团队,致力于激光锡焊领域的先进工艺和关键核心部件的研发上。在3C智能终端及模组、微电子、汽车电子、通讯、航天等行业为客户提供了独具特色的激光锡焊应用解决方案,为客户的生产提升效率、降低成本。我们的主要产品包括:恒温激光锡焊机器人系列,激光模块系列,激光自动化产线定制系列。我们坚持以质量求生存,以效益谋发展,以服务求信誉的经营策略,不断突破新技术,拓展应用领域,推动企业发展。我们也一直以饱满的热情、完善的服务、真诚的合作态度与新老用户携手共同推动电子行业智能制造的发展。
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