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激光錫膏焊接的應用將成為下一個激光焊錫的市場風口2021-09-17

什么是激光焊膏焊接?
激光焊膏焊接是激光焊錫的焊接方法之一。它是一種利用激光作為熱源加熱焊膏熔化的激光焊錫技術。其主要特點是利用激光的高能量快速加熱局部或小區域,完成焊接過程。與傳統的SMT焊接方法相比,激光焊膏焊接具有不可替代的優勢,主要應用于3C電子、光通信模塊、儀器儀表、汽車電子等行業。
激光焊膏焊接技術的應用難點及市場需求
傳統的SMT技術,即表面貼裝技術,主要采用波峰焊和回流焊技術,但也存在一些根本性的問題,比如印刷電路板上元器件和焊盤的引線會將Cu、 Fe、 Zn等各種金屬雜質擴散到熔錫中;熔融錫在空氣中高速流動時,容易產生氧化物等。同時,在傳統的回流焊中,電子元件以非常高的加熱速度被加熱到焊接溫度,對元件產生熱沖擊,可能會損壞一些薄的封裝元件,尤其是熱敏元件。同時,由于采用整體加熱方式,PCB的、電子元器件要經過加熱、、保溫、、冷卻的過程,它們的熱膨脹系數不同,因此冷熱交替很容易在元器件中產生內應力,內應力的存在降低了焊點的疲勞強度,從而損害電子元器件的可靠性。此外,整個加熱方式的加熱時間過長,容易造成焊縫金屬晶粒粗化和金屬間化合物的過度生長,從而降低焊點的疲勞壽命。激光焊膏焊接是局部加熱回流焊,可以很好地避免上述問題。
 
經過測試,結果表明:
與傳統加工工藝相比,激光焊膏焊接技術具有很大的優勢。激光束可以聚焦到很小的光斑直徑,激光能量被限制在很小的光斑范圍內,可以實現焊接部位嚴格的局部加熱,完全可以避免對電子元器件特別是熱敏元器件的熱沖擊效應;激光能量密度高,加熱和冷卻速度快,焊點金屬結構精細,能有效控制金屬間化合物的過度生長。焊接部分的輸入能量可以精確控制,這對于保證表面組裝焊板接頭的質量穩定性非常重要。激光焊錫只能加熱焊接部位,引線間的基板不加熱或溫升遠低于焊接部位,阻礙了焊膏在引線間的過渡。因此,可以有效地防止橋接缺陷的產生。激光焊膏焊接工藝分為兩個步驟:用常規方法點焊焊膏,然后用激光焊錫。首先,激光焊膏需要加熱,焊點需要預熱。之后,用于焊接的激光焊膏完全熔化,焊膏完全潤濕焊盤,最終形成焊接。由于激光發生器和光學聚焦組件用于焊接,具有高能量密度和高傳熱效率,因此是非接觸焊接。如果采用常規SMT焊接焊料,會產生爆錫、飛濺、焊珠、潤濕性等不良問題。
激光焊膏焊接的難點及解決方法
由于焊膏加熱均勻性好,當量直徑相對較小,可以通過精密點膠設備精確控制微小點的錫量,焊膏不易飛濺,從而達到良好的焊接效果。
由于激光能量高度集中,焊膏受熱時爆裂飛濺不均勻,飛濺的焊珠容易造成短路,所以焊膏的質量非常高。防濺焊膏可以用來避免飛濺。
市場需求
市場需求在不斷變化,不僅縱向數量在增加,橫向應用領域也在不斷拓展,其中以電子、數碼產品相關零部件的焊接工藝要求為主導。
即使像蘋果這樣的供應商公司,在最高端產品設計的大規模生產中,仍然會遇到棘手的技術問題。例如,一個典型的領域是存儲組件行業。磁頭是一種技術要求極高的精密存儲元件。磁頭的數據電纜通常是柔性印刷電路板,附著在鋼結構上。一端排列成陣列的微小點需要預鍍錫,極少量的錫只能在顯微鏡下觀察,焊接效果極其嚴格。
傳統的焊接方法對操作人員的焊接水平要求很高,勞動力資源的稀缺性和流動性給生產帶來很大的不確定性。而且無法量化工藝標準(沒有工藝參數,完全依靠人的感官來判斷焊后效果)。因此,迫切需要新的焊接工藝來克服技術障礙。因此,在未來,激光焊錫技術將有廣闊的發展空間。

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