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激光锡膏焊接的应用将成为下一个激光焊锡的市场风口2021-09-17

什么是激光焊膏焊接?
激光焊膏焊接是激光焊锡的焊接方法之一。它是一种利用激光作为热源加热焊膏熔化的激光焊锡技术。其主要特点是利用激光的高能量快速加热局部或小区域,完成焊接过程。与传统的SMT焊接方法相比,激光焊膏焊接具有不可替代的优势,主要应用于3C电子、光通信模块、仪器仪表、汽车电子等行业。
激光焊膏焊接技术的应用难点及市场需求
传统的SMT技术,即表面贴装技术,主要采用波峰焊和回流焊技术,但也存在一些根本性的问题,比如印刷电路板上元器件和焊盘的引线会将Cu、 Fe、 Zn等各种金属杂质扩散到熔锡中;熔融锡在空气中高速流动时,容易产生氧化物等。同时,在传统的回流焊中,电子元件以非常高的加热速度被加热到焊接温度,对元件产生热冲击,可能会损坏一些薄的封装元件,尤其是热敏元件。同时,由于采用整体加热方式,PCB的、电子元器件要经过加热、、保温、、冷却的过程,它们的热膨胀系数不同,因此冷热交替很容易在元器件中产生内应力,内应力的存在降低了焊点的疲劳强度,从而损害电子元器件的可靠性。此外,整个加热方式的加热时间过长,容易造成焊缝金属晶粒粗化和金属间化合物的过度生长,从而降低焊点的疲劳寿命。激光焊膏焊接是局部加热回流焊,可以很好地避免上述问题。
 
经过测试,结果表明:
与传统加工工艺相比,激光焊膏焊接技术具有很大的优势。激光束可以聚焦到很小的光斑直径,激光能量被限制在很小的光斑范围内,可以实现焊接部位严格的局部加热,完全可以避免对电子元器件特别是热敏元器件的热冲击效应;激光能量密度高,加热和冷却速度快,焊点金属结构精细,能有效控制金属间化合物的过度生长。焊接部分的输入能量可以精确控制,这对于保证表面组装焊板接头的质量稳定性非常重要。激光焊锡只能加热焊接部位,引线间的基板不加热或温升远低于焊接部位,阻碍了焊膏在引线间的过渡。因此,可以有效地防止桥接缺陷的产生。激光焊膏焊接工艺分为两个步骤:用常规方法点焊焊膏,然后用激光焊锡。首先,激光焊膏需要加热,焊点需要预热。之后,用于焊接的激光焊膏完全熔化,焊膏完全润湿焊盘,最终形成焊接。由于激光发生器和光学聚焦组件用于焊接,具有高能量密度和高传热效率,因此是非接触焊接。如果采用常规SMT焊接焊料,会产生爆锡、飞溅、焊珠、润湿性等不良问题。
激光焊膏焊接的难点及解决方法
由于焊膏加热均匀性好,当量直径相对较小,可以通过精密点胶设备精确控制微小点的锡量,焊膏不易飞溅,从而达到良好的焊接效果。
由于激光能量高度集中,焊膏受热时爆裂飞溅不均匀,飞溅的焊珠容易造成短路,所以焊膏的质量非常高。防溅焊膏可以用来避免飞溅。
市场需求
市场需求在不断变化,不仅纵向数量在增加,横向应用领域也在不断拓展,其中以电子、数码产品相关零部件的焊接工艺要求为主导。
即使像苹果这样的供应商公司,在最高端产品设计的大规模生产中,仍然会遇到棘手的技术问题。例如,一个典型的领域是存储组件行业。磁头是一种技术要求极高的精密存储元件。磁头的数据电缆通常是柔性印刷电路板,附着在钢结构上。一端排列成阵列的微小点需要预镀锡,极少量的锡只能在显微镜下观察,焊接效果极其严格。
传统的焊接方法对操作人员的焊接水平要求很高,劳动力资源的稀缺性和流动性给生产带来很大的不确定性。而且无法量化工艺标准(没有工艺参数,完全依靠人的感官来判断焊后效果)。因此,迫切需要新的焊接工艺来克服技术障碍。因此,在未来,激光焊锡技术将有广阔的发展空间。