激光焊錫如何解決電路板傳統(tǒng)焊接工藝的缺陷

 

傳統(tǒng)電路板的焊錫作業(yè)永遠(yuǎn)有不良焊點(diǎn)的問(wèn)題存在，而這種問(wèn)題層出不窮，似乎永遠(yuǎn)都會(huì)有新問(wèn)題出現(xiàn)讓人應(yīng)接不暇，不像激光焊錫設(shè)備能做到高效率高良率的生產(chǎn)，因此我們整理出一些規(guī)律，可作為找出問(wèn)題所在依據(jù)。

 

激光焊錫作為一種先進(jìn)的焊接技術(shù)，能夠有效解決傳統(tǒng)電路板焊接工藝(如波峰焊、回流焊、手工焊)中存在的許多缺陷，為現(xiàn)代高密度、微型化、熱敏感和混合技術(shù)電路板的制造提供了更優(yōu)的解決方案。以下是激光焊錫如何針對(duì)性地解決這些傳統(tǒng)缺陷：

激光送錫絲焊接工藝流程

1.解決“熱應(yīng)力大/熱損傷”問(wèn)題：

 

傳統(tǒng)缺陷：波峰焊、回流焊需要對(duì)整個(gè)電路板或大面積區(qū)域進(jìn)行加熱，溫度高、時(shí)間長(zhǎng)。這會(huì)導(dǎo)致：

 

多層板分層、起泡(Delamination)。

 

熱敏感元件(如MLCC電容、傳感器、連接器、塑料件、FPC排線)損壞或性能下降。

 

電路板本身因熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的翹曲變形。

 

激光焊錫方案：激光能量高度集中，僅對(duì)微小的焊點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行瞬時(shí)、精準(zhǔn)加熱。熱量輸入極小，熱影響區(qū)非常狹窄。

 

結(jié)果：顯著降低整體溫升，避免大面積熱沖擊，保護(hù)熱敏感元件和基板材料，減少熱應(yīng)力變形，提高產(chǎn)品良率和長(zhǎng)期可靠性。

 

2.解決“焊接精度低/空間限制”問(wèn)題：

 

傳統(tǒng)缺陷：波峰焊無(wú)法處理底部有元器件的雙面板，對(duì)通孔元件的選擇性差。回流焊對(duì)焊膏印刷精度和鋼網(wǎng)要求極高，焊點(diǎn)橋連、虛焊風(fēng)險(xiǎn)隨間距減小而增加。手工焊精度依賴操作者，一致性差。

 

難以焊接微間距元件(如0402/0201以下阻容、細(xì)間距BGA/QFN、CSP)。

 

無(wú)法在密集元件群中精準(zhǔn)焊接特定焊點(diǎn)。

 

無(wú)法焊接深腔體、狹小空間內(nèi)的焊點(diǎn)。

 

激光焊錫方案：激光束可聚焦到幾十微米甚至更小的光斑，通過(guò)精密光學(xué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制(振鏡/機(jī)器人)，實(shí)現(xiàn)極高的定位精度。

 

結(jié)果：能夠輕松焊接超小型元件、微間距焊盤、深腔體內(nèi)部焊點(diǎn)，以及在密集元件中“指哪打哪”，避免對(duì)鄰近元件的熱影響和物理干擾。突破空間限制。

 

3.解決“選擇性差/靈活性不足”問(wèn)題：

 

傳統(tǒng)缺陷：波峰焊/回流焊是“整體”或“區(qū)域”焊接工藝。對(duì)于需要不同焊接參數(shù)(溫度、時(shí)間)的焊點(diǎn)，或板上僅需焊接少量焊點(diǎn)時(shí)，效率低下且浪費(fèi)能源?；煅b板(SMT+THT)工藝復(fù)雜。

 

激光焊錫方案：本質(zhì)上是非接觸式的點(diǎn)焊或局部區(qū)域焊。程序可獨(dú)立控制每個(gè)焊點(diǎn)的能量、時(shí)間、路徑。

 

結(jié)果：實(shí)現(xiàn)真正的“選擇性焊接”?？稍谕粔K板上對(duì)不同焊點(diǎn)應(yīng)用不同的焊接參數(shù)，特別適合：

 

返修單個(gè)焊點(diǎn)。

 

焊接少量通孔元件(如連接器、大電容)。

 

在混裝板上僅焊接需要后焊的部分。

 

焊接異形或難以固定的元件。大幅提高生產(chǎn)靈活性。

 

4.解決“錫珠/飛濺/橋連等工藝缺陷”問(wèn)題：

 

傳統(tǒng)缺陷：波峰焊易產(chǎn)生錫珠、橋連(尤其是細(xì)間距)?；亓骱笇?duì)焊膏量、印刷精度、爐溫曲線極其敏感，易導(dǎo)致錫珠、立碑、虛焊、橋連、焊球等。

 

激光焊錫方案：

 

錫量精確可控：通常配合精密送錫絲/錫膏噴射系統(tǒng)，精確控制每個(gè)焊點(diǎn)的錫量。

 

局部精準(zhǔn)加熱：熔化過(guò)程高度可控，熱量輸入快而精準(zhǔn)，熔池存在時(shí)間短。

 

過(guò)程可視可監(jiān)控：易于集成同軸溫度監(jiān)控進(jìn)行實(shí)時(shí)閉環(huán)控制。

 

結(jié)果：顯著減少錫珠、飛濺的產(chǎn)生。有效避免橋連，尤其在高密度互連區(qū)域。提高焊點(diǎn)一致性和良率。實(shí)時(shí)監(jiān)控確保焊接質(zhì)量穩(wěn)定。

 

5.解決“返修困難/二次損傷”問(wèn)題：

 

傳統(tǒng)缺陷：返修焊點(diǎn)(特別是BGA、QFN等底部焊點(diǎn))通常需要熱風(fēng)槍或返修臺(tái)，對(duì)目標(biāo)焊點(diǎn)周圍元件造成熱沖擊，容易損壞鄰近元件或PCB。

 

激光焊錫方案：激光的精準(zhǔn)定位和極小熱影響區(qū)特性使其成為理想的返修工具。

 

結(jié)果：可精準(zhǔn)加熱需要返修的單個(gè)或少量焊點(diǎn)，輕松移除舊錫并焊接新錫，對(duì)周圍元件和PCB的熱影響微乎其微，大大降低返修風(fēng)險(xiǎn)和成本。

 

6.解決“助焊劑殘留/清潔問(wèn)題”：

 

傳統(tǒng)缺陷：波峰焊、回流焊通常需要使用大量助焊劑(松香型、免清洗型等)，殘留物可能影響可靠性、外觀或后續(xù)工藝(如綁定、涂覆)。

 

激光焊錫方案：可以采用低殘留甚至無(wú)殘留的液態(tài)助焊劑或特殊配方的焊錫絲，用量更少且更易控制。激光的高溫能有效分解部分殘留物。

 

結(jié)果：顯著減少助焊劑用量和殘留，降低清潔成本和環(huán)保壓力，提高產(chǎn)品清潔度。

 

7.解決“工藝一致性依賴人工/設(shè)備狀態(tài)”問(wèn)題：

 

傳統(tǒng)缺陷：手工焊質(zhì)量高度依賴操作者技能和狀態(tài)。波峰焊/回流焊的穩(wěn)定性受設(shè)備維護(hù)、鏈速、爐溫均勻性、環(huán)境等多種因素影響。

 

激光焊錫方案：焊接參數(shù)(功率、時(shí)間、光斑大小、路徑)完全數(shù)字化、程序化控制。易于集成過(guò)程監(jiān)控和反饋。

 

結(jié)果：實(shí)現(xiàn)極高的工藝一致性和可重復(fù)性，減少人為因素影響，便于數(shù)據(jù)追溯和工藝優(yōu)化。

 

總結(jié)：

 

激光焊錫通過(guò)其高度局域化、精準(zhǔn)可控的熱輸入這一核心優(yōu)勢(shì)，革命性地解決了傳統(tǒng)焊接工藝在熱損傷、精度、選擇性、工藝缺陷、返修、清潔度和一致性等方面的固有缺陷。它特別適用于：

 

高密度互連板：微間距元件焊接。

 

含熱敏感元件的板：保護(hù)傳感器、MLCC、連接器等。

 

柔性板/剛撓結(jié)合板：避免熱應(yīng)力導(dǎo)致分層或變形。

 

混裝技術(shù)板：高效選擇性焊接通孔元件。

 

微型化產(chǎn)品：穿戴設(shè)備、微型傳感器模組等。

 

高可靠性要求的領(lǐng)域：汽車電子、航空航天、醫(yī)療電子等。

 

返修應(yīng)用：精準(zhǔn)、低風(fēng)險(xiǎn)的焊點(diǎn)修復(fù)。

松盛光電半導(dǎo)體恒溫同軸監(jiān)視焊接頭配備PID在線溫度調(diào)節(jié)反饋系統(tǒng)，能有效的實(shí)現(xiàn)恒溫焊接，確保焊接良品率與精密度。松盛光電激光錫焊系統(tǒng)的溫度控制原理為：通過(guò)紅外檢測(cè)方式，實(shí)時(shí)檢測(cè)激光對(duì)加工件的紅外熱輻射，形成激光焊接溫度和檢測(cè)溫度的閉環(huán)控制，松盛自主開(kāi)發(fā)的控制板PID調(diào)節(jié)功能，可以有效控制激光焊接溫度在設(shè)定范圍波動(dòng)。

 

隨著激光器成本下降、自動(dòng)化集成度提高和工藝成熟，激光焊錫正日益成為解決傳統(tǒng)焊接痛點(diǎn)、提升電子制造能力和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。