精密電子焊接挑戰(zhàn)：激光軟釬焊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用

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(shì)不但增加了電子產(chǎn)品的加工焊接難度，而且對(duì)加工焊接可靠性的要求也越來越高。在尋求解決方法時(shí)，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(shí)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(diǎn)：諸如非接觸式加熱，對(duì)點(diǎn)焊頭材料及形狀無要求，且無需經(jīng)常更換，維護(hù)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(duì)周圍材料的熱損傷，尤其是熱敏感元件；靈活且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可實(shí)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(shí)時(shí)控制激光軟釬焊設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)焊接流程全自動(dòng)化的目標(biāo)，生產(chǎn)效率高；重復(fù)操作穩(wěn)定性好，釬劑對(duì)焊接工具污染小，且激光照射時(shí)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(duì)不同材料的元器件，選擇合適的激光波長(zhǎng)，可通過控制工藝參數(shù)以獲得均勻的焊點(diǎn)質(zhì)量，焊點(diǎn)可靠性高；基板材料溫度上升相對(duì)較小，減小了機(jī)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(diǎn)微觀組織，提高焊點(diǎn)的抗疲勞壽命；可配備 CCD 監(jiān)視器，對(duì)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(kuò)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(shí)極短。其中從過程 3 開始到過程 9 焊接完成，整個(gè)加熱、熔滴過程僅需 0.2 s；由于焊點(diǎn)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(diǎn)；并且把熱量集中到焊接部位進(jìn)行局部加熱，對(duì)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(zhǎng)期可靠性。由于整個(gè)焊接過程不使用助焊劑，從而減少了對(duì)產(chǎn)品的腐蝕作用，提高了焊點(diǎn)可靠性，最大限度的保證產(chǎn)品壽命,對(duì)軍工和航天類產(chǎn)品意義重大；焊接過程用時(shí)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(duì)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(duì)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(jì)的。如圖 2（右）所示產(chǎn)品 Pin 針較長(zhǎng)，圓形光斑會(huì)對(duì) Pin 針加熱，造成 Pin 針灼傷，同時(shí)造成 Pin 針周圍焊接區(qū)域的焊接能量不足。針對(duì)該產(chǎn)品特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出環(huán)形光斑，只對(duì) Pin 針周圍焊接區(qū)域加熱，不再對(duì)中心的 Pin 針部位加熱。

同時(shí)，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(diǎn)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(diǎn)。

大研智造激光焊錫機(jī)精密焊接案例 大研智造激光焊錫機(jī)精密焊接案例 大研智造激光焊錫機(jī)精密焊接案例

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3 技術(shù)實(shí)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(shì)，但在實(shí)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(jī)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(jì)，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(gòu)、運(yùn)行和維護(hù)成本，能夠顯著降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)景進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，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(tuán)隊(duì)，為客戶提供全方位的技術(shù)支持和服務(wù)，確?？蛻裟軌虺浞掷眉す忮a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(diǎn)，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(shì)：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(shì)；能與大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高工業(yè)生產(chǎn)效率；并能跟實(shí)時(shí)溫度測(cè)控系統(tǒng)，焊點(diǎn)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(dòng)搜索校正系統(tǒng)等功能結(jié)合，實(shí)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(jī)技術(shù)廠家，擁有20年+的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。想要了解更多關(guān)于激光焊錫機(jī)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(qǐng)通過大研智造官網(wǎng)與我們聯(lián)系。歡迎來我司參觀、試機(jī)、免費(fèi)打樣。

審核編輯 黃宇