激光锡膏焊接的应用和市场需求

1 什么是激光锡膏焊？

 

激光锡膏焊接属于激光锡焊的焊接方式的一种，它是以激光为热源加热锡膏融化的激光焊接技术，它的主要特点是利用激光的高能量实现局部或微小区域快速加热完成锡焊的过程，相比传统SMT焊接方式，激光锡膏焊接有着不可取代的优势，主要应用于3C电子、光通信模块、仪器仪表、汽车电子等行业领域。

 

2 激光锡膏焊接技术的应用难点及市场需求

 

传统SMT技术即表面组装技术中主要采用的是波峰焊和回流焊技术，存在一些根本性的问题，诸如元器件的引线与印制电路板上的焊盘会对熔融锡料扩散 Cu、Fe、Zn 等各种金属杂质；熔融锡料在空气中高速流动容易产生氧化物等。同时，在传统回流焊时，电子元器件本身也被以很大的加热速度加热到锡焊温度，对元器件产生热冲击作用，一些薄型封装的元器件，特别是热敏感元器件存在被破坏的可能。同时，由于采用了整体加热方式，因PCB板、电子元器件都要经历升温、保温、冷却的过程，而其热膨胀系数又不相同，冷热交替在组件内部易产生内应力，内应力的存在降低了焊点接头的疲劳强度，对电子组件的可靠性造成了破坏。此外，整体加热方式过长的加热时间容易造成焊缝金属晶粒粗大以及金属间化合物的过度生长，降低焊点疲劳寿命。激光锡焊锡膏焊接，是一种局部加热方式的再流焊，能够很好地避免上述问题的产生。

 

 

点锡膏后激光焊接测试

 

经过测试，结果证明：

 

激光锡膏焊接技术相比传统的加工技术有着很大的优势。激光光束可以聚焦到很小的斑点直径，激光能量被约束在很小的斑点范围内，可以实现对焊接部位严格的局部加热，对电子元器件特别是热敏感元器件的热冲击影响可以完全避免；激光的能量密度很高，加热和冷却速度大，焊点金属组织细密，并可以有效控制金属间化合物的过度生长；焊接部位的输入能量可以精确控制，对于保证表面组装焊接盘接头的质量稳定性非常重要；激光焊接由于可以只对焊接部位进行加热，引线间的基板不被加热或温升远低于焊接部位，阻碍了锡膏在引线之间的过渡。因此，可以有效地防止桥连缺陷的产生。

 

激光锡膏焊接过程分为两步：用常规方法点锡膏后，采用激光的方式焊接，首先激光锡膏需要被加热，且焊点也被预热。之后焊接所用的激光锡膏被完全熔融，锡膏完全润湿焊盘，最终形成焊接。由于使用激光发生器和光学聚焦组件焊接，能量密度大，热传递效率高，为非接触式焊接，如果焊料使用通用SMT传统焊接方式，则会产生炸锡，飞溅，锡珠，润湿性等不良问题。

 

 

激光锡膏焊接的难点及解决办法

 

由于锡膏的受热均匀性较好，当量直径相对较小，可通过精密点胶设备可以精确的控制微小点锡量，锡膏不容易飞溅，达到良好的焊接效果。

 

基于激光能量高度集中，锡膏受热不均爆裂飞溅，溅落的锡珠易造成短路，因此对锡膏的质量要求非常高，可采用防飞溅锡膏以避免飞溅。

 

市场需求

 

市场需求不断变化，不但存在纵向数量的增长，而且横向的应用领域也在不断的扩展，以电子数码类产品相关零部件锡焊工艺需求为主导。

 

即便是苹果这样极大的供应商企业，对于最高端的产品设计，依然在量产过程中会遇到棘手的工艺问题。比如，一个很典型的领域就是存储元器件行业，磁头是一种极其精密和工艺要求非常高的存储零部件，磁头的数据排线一般为柔性PCB，贴敷在钢构体上，其一端阵列排布的微细点需预先上锡，微小上锡量只能显微镜观察下完成，并且对焊接的效果要求极其严格。

 

传统的焊接方式，对操作人员的焊接水平要求非常高，劳动力资源的稀缺及流动性给生产造成极大不确定性，况且也无法量化工艺标准（没有工艺参数，完全依靠人为感官判断焊后效果），因此亟需新的焊接工艺来克服技术壁垒。因此，未来，激光锡焊技术将会拥有广阔的发展空间。

 

来源：ACT激光世界