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工業(yè)應用
激光焊錫技術(shù)在精密電子焊接領(lǐng)域中的應用
材料來源:由力鐳射           錄入時間:2023/12/22 16:03:58

隨著科學技術(shù)的發(fā)展,電子、電氣和數(shù)碼產(chǎn)品越來越成熟,在世界范圍內(nèi)越來越受歡迎。該領(lǐng)域涵蓋的產(chǎn)品中包含的任何部件都可能涉及錫焊工藝,從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,錫基合金填充金屬用于電子行業(yè)的芯片級封裝(IC封裝)和板卡級組裝,以完成設(shè)備的封裝和卡片組裝。例如,在倒片芯片過程中,錫膏直接將芯片連接到基板上;在電子組裝制造中,使用錫膏將元件焊接到電路板上。

錫焊工藝包括峰值焊和回流焊。峰值焊是利用熔融錫循環(huán)流動的峰值表面,與裝有元件的PCB焊接表面接觸,完成焊接過程;回流焊是將錫膏或預成型焊片提前放置在PCB焊盤之間,加熱后通過錫膏或焊片的熔化將元件與PCB連接起來。

激光焊接是一種以激光為熱源,熔融錫使焊件緊密貼合的焊接方法。與傳統(tǒng)的焊接工藝相比,該方法加熱速度快,熱輸入量和熱影響;焊接位置可以精確控制;焊接過程自動化;焊接量可以精確控制,焊點一致性好;焊接過程中揮發(fā)物對操作人員的影響可以大大降低;非接觸式加熱;適用于焊接復雜結(jié)構(gòu)零件。

激光錫焊以激光熱源為主體,通過焊料填充、熔融、固化,達到連接、導通、加固的工藝效果。根據(jù)錫材料的狀態(tài),可以概括為錫絲填充、錫膏填充、錫球填充三種主要形式。

01 激光錫絲在激光錫焊中的應用

送絲激光焊接是激光焊接的主要形式。送絲機構(gòu)配合自動工作臺使用,通過模塊化控制實現(xiàn)自動送絲焊接和出光焊接。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、一次性操作的特點。與其他幾種焊接方法相比,它明顯的優(yōu)點是一次性夾緊材料,自動完成焊接,適用性廣。

PCB電路板、光學元件、聲學元件、半導體制冷元件及其它電子元件錫焊是主要應用領(lǐng)域。

02 激光錫膏在激光錫焊中的應用

錫膏激光焊一般用于零部件加固或預上錫。例如,屏蔽蓋的角度通過錫膏在高溫下熔化加固,磁頭觸點的上錫熔化;也適用于電路導通焊接,對于塑料天線座等柔性電路板的焊接效果非常好。因為沒有復雜的電路,所以通過錫膏焊接往往會達到很好的效果。對精密小型工件而言,錫膏填充焊可以充分體現(xiàn)其優(yōu)勢。由于錫膏的加熱均勻性好,當量直徑相對較小時,微小的錫量可以通過精密點膠設(shè)備精確控制,錫膏不易飛濺,從而達到良好的焊接效果。由于激光能量高度集中,錫膏受熱不均容易爆裂飛濺,濺出的錫珠容易造成短路,所以對錫膏的質(zhì)量要求很高,可以用防濺錫膏來避免飛濺。當前激光錫膏焊接的應用范圍已十分廣泛,已成功應用于攝像機模塊、VCM音圈電機、CCM、FPC、精密電子焊接領(lǐng)域,如連接器、天線、傳感器、電感、硬盤磁頭、揚聲器、揚聲器、光通信元件、熱敏元件、光敏元件等。

03 激光錫球在激光錫焊中的應用

激光錫球焊是一種將錫球放入錫球口中,通過激光加熱熔化后落在焊盤上并與焊盤潤濕的焊接方法。錫球是一種不分散的純錫小顆粒。激光加熱熔化后不會飛濺。固化后飽滿光滑,焊盤無后續(xù)清洗或表面處理等附加工序。通過這種焊接方法,可以達到良好的焊接效果。

04 激光焊接技術(shù)的應用難點

包括波峰焊、回流焊、手工烙鐵焊在內(nèi)的傳統(tǒng)錫焊可以逐步替代焊錫工藝問題,但目前激光焊接技術(shù)并不適用于貼片錫焊(主要是回流焊)。由于激光本身的一些特點,激光錫焊工藝也更加復雜,可以概括為:

1)對精密細微錫焊,工件定位裝夾難度大,焊樣和量產(chǎn)難度大;

2)激光高能密度容易對工件造成損壞,尤其是PCB板焊接、基板和金屬嵌層結(jié)構(gòu)不良容易燒板,樣品不良率高,成本高,客戶無法接受;

3)激光器的能量高度集中容易導致錫膏飛濺,在PCB板錫焊中極易造成短路導致產(chǎn)品報廢;

4)對軟線類,裝夾定位一致性差,焊樣飽滿度和外觀差異較大;

5)精密錫焊通常需要送絲填充錫料,線徑小于0.4mm的錫絲很難自動送絲。

05 激光焊接市場需求概述

激光焊接在國內(nèi)外都有不同程度的發(fā)展。雖然經(jīng)過多年的發(fā)展,并沒有太大的跨越和應用拓展,但不得不說這是焊接應用的一個弱點。但市場需求不斷變化,不僅縱向數(shù)量增加,橫向應用領(lǐng)域也在不斷擴大,以電子數(shù)碼產(chǎn)品相關(guān)零部件的焊接技術(shù)需求為主。涵蓋其他行業(yè)零部件的焊接技術(shù)需求,包括汽車電子、光學元器件、聲學元器件、半導體制冷器件、安全產(chǎn)品、LED照明、精密插件、磁盤存儲元器件等。就客戶而言,蘋果焊接產(chǎn)品的整體需求也是以及其他產(chǎn)品。

06 結(jié)論

因為激光錫焊技術(shù)具有傳統(tǒng)錫焊無與倫比的優(yōu)勢,必將在電子互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到更廣泛的應用,具有巨大的市場潛力。

文章來源:由力鐳射

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