在精密电子焊接领域中，激光焊锡技术的应用2023-12-05
随着科学技术的发展，电子、电气和数码产品越来越成熟，在世界范围内越来越受欢迎。该领域涵盖的产品中包含的任何部件都可能涉及锡焊工艺，从PCB板的主要部件到晶振元件，大部分焊接都需要在300℃以下完成。目前，锡基合金填充金属用于电子行业的芯片级封装(IC封装)和板卡级组装，以完成设备的封装和卡片组装。例如，在倒片芯片过程中，锡膏直接将芯片连接到基板上；在电子组装制造中，使用锡膏将元件焊接到电路板上。
锡焊工艺包括峰值焊和回流焊。峰值焊是利用熔融锡循环流动的峰值表面，与装有元件的PCB焊接表面接触，完成焊接过程；回流焊是将锡膏或预成型焊片提前放置在PCB焊盘之间，加热后通过锡膏或焊片的熔化将元件与PCB连接起来。
激光焊接是一种以激光为热源，熔融锡使焊件紧密贴合的焊接方法。与传统的焊接工艺相比，该方法加热速度快，热输入量和热影响小；焊接位置可以精确控制；焊接过程自动化；焊接量可以精确控制，焊点一致性好；焊接过程中挥发物对操作人员的影响可以大大降低；非接触式加热；适用于焊接复杂结构零件。
激光锡焊以激光热源为主体，通过焊料填充、熔融、固化，达到连接、导通、加固的工艺效果。根据锡材料的状态，可以概括为锡丝填充、锡膏填充、锡球填充三种主要形式。
激光锡丝在激光锡焊中的应用：
送丝激光焊接是激光焊接的主要形式。送丝机构配合自动工作台使用，通过模块化控制实现自动送丝焊接和出光焊接。它具有结构紧凑、一次性操作的特点。与其他几种焊接方法相比，它明显的优点是一次性夹紧材料，自动完成焊接，适用性广。
PCB电路板、光学元件、声学元件、半导体制冷元件及其它电子元件锡焊是主要应用领域。
激光锡膏在激光锡焊中的应用：
锡膏激光焊一般用于零部件加固或预上锡。例如，屏蔽盖的角度通过锡膏在高温下熔化加固，磁头触点的上锡熔化；也适用于电路导通焊接，对于塑料天线座等柔性电路板的焊接效果非常好。因为没有复杂的电路，所以通过锡膏焊接往往会达到很好的效果。对精密小型工件而言，锡膏填充焊可以充分体现其优势。由于锡膏的加热均匀性好，当量直径相对较小时，微小的锡量可以通过精密点胶设备精确控制，锡膏不易飞溅，从而达到良好的焊接效果。由于激光能量高度集中，锡膏受热不均容易爆裂飞溅，溅出的锡珠容易造成短路(如图2所示（a）），所以对锡膏的质量要求很高，可以用防溅锡膏来避免飞溅(如图2所示（b））。当前激光锡膏焊接的应用范围已十分广泛，已成功应用于摄像机模块、VCM音圈电机、CCM、FPC、精密电子焊接领域，如连接器、天线、传感器、电感、硬盘磁头、扬声器、扬声器、光通信元件、热敏元件、光敏元件等。
激光锡球在激光锡焊中的应用：
激光锡球焊是一种将锡球放入锡球口中，通过激光加热熔化后落在焊盘上并与焊盘润湿的焊接方法。锡球是一种不分散的纯锡小颗粒。激光加热熔化后不会飞溅。固化后饱满光滑，焊盘无后续清洗或表面处理等附加工序。通过这种焊接方法，可以达到良好的焊接效果。
激光焊接技术的应用难点：
包括波峰焊、回流焊、手工烙铁焊在内的传统锡焊可以逐步替代焊锡工艺问题，但目前激光焊接技术并不适用于贴片锡焊(主要是回流焊)。由于激光本身的一些特点，激光锡焊工艺也更加复杂，可以概括为:
1）对精密细微锡焊，工件定位装夹难度大，焊样和量产难度大；
2）激光高能密度容易对工件造成损坏，尤其是PCB板焊接、基板和金属嵌层结构不良容易烧板，样品不良率高，成本高，客户无法接受；
3）激光器的能量高度集中容易导致锡膏飞溅，在PCB板锡焊中极易造成短路导致产品报废；
4）对软线类，装夹定位一致性差，焊样饱满度和外观差异较大；
5）精密锡焊通常需要送丝填充锡料，线径小于0.4mm的锡丝很难自动送丝。
激光焊接市场需求概述：
激光焊接在国内外都有不同程度的发展。虽然经过多年的发展，并没有太大的跨越和应用拓展，但不得不说这是焊接应用的一个弱点。但市场需求不断变化，不仅纵向数量增加，横向应用领域也在不断扩大，以电子数码产品相关零部件的焊接技术需求为主。涵盖其他行业零部件的焊接技术需求，包括汽车电子、光学元器件、声学元器件、半导体制冷器件、安全产品、LED照明、精密插件、磁盘存储元器件等。就客户而言，苹果焊接产品的整体需求也是以及其他产品。
结论:
因为激光锡焊技术具有传统锡焊无与伦比的优势，必将在电子互联网领域得到更广泛的应用，具有巨大的市场潜力。
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