1 概述
隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電子產(chǎn)品逐漸向體積微型化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、功能集成化方向發(fā)展，這一趨勢不但增加了電子產(chǎn)品的加工焊接難度，而且對加工焊接可靠性的要求也越來越高。在尋求解決方法時，發(fā)現(xiàn)激光軟釬焊技術(shù)可以很好的解決這一難題：在減輕加工焊接難度的同時也提高其可靠性。
激光軟釬焊技術(shù)具有其它加工方法不可比擬的優(yōu)點：諸如非接觸式加熱，對點焊頭材料及形狀無要求，且無需經(jīng)常更換，維護方便；局部加熱，激光束能夠精確定位于待釬焊部位，熱影響區(qū)小，局部限制的熱輸入避免了對周圍材料的熱損傷，尤其是熱敏感元件；靈活且易于實現(xiàn)自動化，可實現(xiàn)常規(guī)方式不易施焊部位焊接或多工位連續(xù)焊接，且通過軟件編程可實時控制激光軟釬焊設(shè)備，可實現(xiàn)焊接流程全自動化的目標(biāo)，生產(chǎn)效率高；重復(fù)操作穩(wěn)定性好，釬劑對焊接工具污染小，且激光照射時間和輸出功率易于控制，焊接成品率高，重復(fù)性好；工藝參數(shù)精確可控，針對不同材料的元器件，選擇合適的激光波長，可通過控制工藝參數(shù)以獲得均勻的焊點質(zhì)量，焊點可靠性高；基板材料溫度上升相對較小，減小了機械應(yīng)力，且釬料的快速熔化和冷卻可以產(chǎn)生微細(xì)的焊點微觀組織，提高焊點的抗疲勞壽命；可配備 CCD 監(jiān)視器，對位準(zhǔn)確，有效避免了虛焊、漏焊、短路等焊接缺陷。
2 激光軟釬焊工藝介紹
激光軟釬焊是以激光束為加熱熱源，輔助加熱電子器件的引腳、無引線器件的焊盤，甚至直接加熱焊膏/焊球/錫絲,通過傳熱或者直接加熱的方式使釬料呈現(xiàn)熔融的狀態(tài)，熔融的釬料在表面張力和重力的作用下，在焊盤、引線、器件端面等金屬之間由于元素的擴散形成金屬間化合物層，從而達(dá)到冶金連接作用。
按釬料形態(tài)來分，激光軟釬焊技術(shù)工藝包括：激光錫球焊、激光錫絲焊、激光錫膏焊等。
以高速導(dǎo)線焊接為例，激光錫球焊接工藝流程如圖 1 所示。
激光焊接過程耗時極短。其中從過程 3 開始到過程 9 焊接完成，整個加熱、熔滴過程僅需 0.2 s；由于焊點形成速度快，能減少或消除金屬間化合物，有利于形成高韌性低脆性焊點；并且把熱量集中到焊接部位進行局部加熱，對器件本身、PCB 和相鄰器件影響很小，從而提高了高速導(dǎo)線的長期可靠性。由于整個焊接過程不使用助焊劑，從而減少了對產(chǎn)品的腐蝕作用，提高了焊點可靠性，最大限度的保證產(chǎn)品壽命,對軍工和航天類產(chǎn)品意義重大；焊接過程用時少，在工業(yè)生產(chǎn)中帶表著高效率。
激光軟釬焊焊接過程溫度可控。對焊接過程中溫度的控制，使得一些傳統(tǒng)焊接工藝不可焊的熱敏感材料的焊接成為可能。此外對焊接過程溫度的控制，可以減少焊接中的灼傷，起球等不良現(xiàn)象。
由圖 2（左）可見，錫球焊接的激光光斑形態(tài)是可設(shè)計的。如圖 2（右）所示產(chǎn)品 Pin 針較長，圓形光斑會對 Pin 針加熱，造成 Pin 針灼傷，同時造成 Pin 針周圍焊接區(qū)域的焊接能量不足。針對該產(chǎn)品特點，設(shè)計出環(huán)形光斑，只對 Pin 針周圍焊接區(qū)域加熱，不再對中心的 Pin 針部位加熱。
同時，激光錫球焊接可做到精準(zhǔn)控制?？蛇x擇焊錫球直徑從 0.9 mm 到 0.1 mm，最小焊點間距可達(dá) 0.1 mm，焊接精度最高達(dá) 0.01 mm。如下圖所示為某產(chǎn)品焊后圖片，該產(chǎn)品的穩(wěn)定焊接體現(xiàn)了，激光錫球焊接工藝的溫度控制能力，激光錫球焊接工藝高精度的特點。
3 技術(shù)實施的挑戰(zhàn)與解決方案
盡管激光軟釬焊技術(shù)具有顯著優(yōu)勢，但在實際應(yīng)用中也面臨設(shè)備成本、操作復(fù)雜性等挑戰(zhàn)。大研智造提供全面的客戶服務(wù)和技術(shù)支持，確?？蛻裟軌虺浞掷眉す夂稿a機的潛力。我們的服務(wù)包括：
1. 成本效益：通過自主技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計，集研發(fā)生產(chǎn)銷售服務(wù)為一體的大研智造可有效降低了激光焊接設(shè)備的采購、運行和維護成本，能夠顯著降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品市場競爭力。
2. 定制解決方案：大研智造提供定制化的激光錫焊解決方案，根據(jù)客戶的具體應(yīng)用場景進行個性化設(shè)計，確保焊接技術(shù)與客戶需求的完美匹配。
3. 專業(yè)技術(shù)支持：大研智造擁有一支由焊接領(lǐng)域?qū)＜医M成的技術(shù)團隊，為客戶提供全方位的技術(shù)支持和服務(wù)，確保客戶能夠充分利用激光錫焊技術(shù)的潛力 。
4 總結(jié)
激光軟釬焊擁有精密，精準(zhǔn)，精細(xì)，高效，可控，可靠的特點，隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，激光軟釬焊展現(xiàn)出傳統(tǒng)焊接所不具備的優(yōu)勢：能適應(yīng)電子產(chǎn)品越來越小，線路越來越密集的發(fā)展趨勢；能與大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)相適應(yīng)，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高工業(yè)生產(chǎn)效率；并能跟實時溫度測控系統(tǒng)，焊點質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，振鏡掃描與分光系統(tǒng)，PCB 板焊盤自動搜索校正系統(tǒng)等功能結(jié)合，實現(xiàn)工業(yè)智能化生產(chǎn)。
本文由大研智造撰寫，專注于提供智能制造精密焊接領(lǐng)域的最新技術(shù)資訊和深度分析。大研智造是集研發(fā)生產(chǎn)銷售服務(wù)為一體的激光焊錫機技術(shù)廠家，擁有20年+的行業(yè)經(jīng)驗。想要了解更多關(guān)于激光焊錫機在智能制造精密焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用，或是有特定的技術(shù)需求，請通過大研智造官網(wǎng)與我們聯(lián)系。歡迎來我司參觀、試機、免費打樣。