信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2021-04-12
隨著科技發(fā)展，電子、電氣、數(shù)碼類產(chǎn)品日益成熟并風(fēng)靡全球，該領(lǐng)域所涵蓋的產(chǎn)品其所包含的任何元器件都或許會(huì)涉及到錫焊工藝，大到PCB板主件，小到晶振元件，絕大多數(shù)的焊接需要在300℃以下完成。
現(xiàn)在電子工業(yè)的芯片級(jí)封裝（IC封裝）和板卡級(jí)的組裝均大量采用錫基合金填充金屬進(jìn)行焊接，完成器件的封裝與卡片的組裝。例如，在倒片芯片工藝中，釬料直接把芯片連接到基板上；在電子組裝制造中，利用釬料把器件焊接到電路基板上。
錫焊工藝包括波峰焊和回流焊等，波峰焊是利用熔融的釬料循環(huán)流動(dòng)的波峰面，與插裝有元器件的PCB焊接面相接觸完成焊接過程；回流焊則是將釬料膏或焊片事先放置在PCB焊盤之間，加熱后通過釬料膏或焊片的熔化將元件與PCB連接起來。
激光錫焊是以激光作為熱源，熔融錫使焊件達(dá)到緊密貼合的一種釬焊方法。相比傳統(tǒng)錫焊工藝，該方法具有加熱速度快，熱輸入量及熱影響??；焊接位置可精確控制；焊接過程自動(dòng)化；可精確控制釬料的量，焊點(diǎn)一致性好；可大幅減少釬焊過程中的揮發(fā)物對(duì)操作人員的影響；非接觸式加熱；適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件焊接等優(yōu)點(diǎn)。
按錫材料狀態(tài)來劃分可以歸納為三種主要形式：錫絲填充、錫膏填充、錫球填充。
錫絲填充激光錫焊應(yīng)用
送絲激光焊是激光錫焊的一種主要形式，送絲機(jī)構(gòu)與自動(dòng)化工作臺(tái)配套使用，通過模塊化控制方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送錫絲及出光焊接，具有結(jié)構(gòu)緊湊、一次性作業(yè)的特點(diǎn)，相比于其他幾種錫焊方式，其明顯優(yōu)勢(shì)在于一次性裝夾物料，自動(dòng)完成焊接，具有廣泛的適用性。
主要應(yīng)用領(lǐng)域有PCB電路板、光學(xué)元器件、聲學(xué)元器件、半導(dǎo)體制冷元器件及其他電子元器件錫焊。圖1為激光送絲錫焊產(chǎn)品圖，可以看到，焊點(diǎn)飽滿，與焊盤潤濕性好。
圖1 ：激光送絲錫焊焊點(diǎn)圖
錫膏填充激光錫焊應(yīng)用
錫膏激光焊一般應(yīng)用于零配件加固或者預(yù)上錫方面，比如屏蔽罩邊角通過錫膏在高溫熔融加固，磁頭觸點(diǎn)的上錫熔融；也適用于電路導(dǎo)通焊接，對(duì)于柔性電路板的焊接效果非常好，比如塑料天線座，因其不存在復(fù)雜電路，通過錫膏焊往往達(dá)到不錯(cuò)的效果。對(duì)于精密微小型的工件，錫膏填充焊能充分體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。
由于錫膏的受熱均勻性較好，當(dāng)量直徑相對(duì)較小，通過精密點(diǎn)膠設(shè)備可以精確的控制微小點(diǎn)錫量，錫膏不容易飛濺，達(dá)到良好的焊接效果。
基于激光能量高度集中，錫膏受熱不均爆裂飛濺，濺落的錫珠易造成短路，因此對(duì)錫膏的質(zhì)量要求非常高，可采用防飛濺錫膏以避免飛濺。
基于激光能量高度集中，錫膏受熱不均爆裂飛濺，濺落的錫珠易造成短路（如圖2（a）），因此對(duì)錫膏的質(zhì)量要求非常高，可采用防飛濺錫膏以避免飛濺（如圖2（b））。
圖2：激光錫膏焊焊點(diǎn)圖
錫球填充激光錫焊應(yīng)用
激光錫球焊是把錫球放置到錫球嘴里，通過激光加熱熔化后墜落到焊盤之上并與焊盤潤濕的一種焊接方法。
錫球?yàn)闊o分散的純錫小顆粒，激光加熱熔融后不會(huì)造成飛濺，凝固后飽滿圓滑，對(duì)焊盤不存在后續(xù)清洗或表面處理等附加工序。
通過該焊接方法焊接細(xì)小焊盤及漆包線錫焊可以達(dá)到很好的焊接效果。
圖3：激光錫球焊焊點(diǎn)圖
激光錫焊技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)
傳統(tǒng)的錫焊，包括波峰焊、回流焊、手工烙鐵錫焊能解決的焊錫工藝問題激光錫焊可以逐漸取代，但像貼片錫焊（主要為回流焊），目前激光焊工藝還不適用，由于激光自身的一些特點(diǎn)，也使得激光錫焊工藝更加復(fù)雜，具體歸納為：
1）對(duì)于精密細(xì)微錫焊，工件定位裝夾困難，焊樣及量產(chǎn)存在難度；
2）激光高能量密度易導(dǎo)致工件損傷，尤其對(duì)于PCB板錫焊，基板及金屬嵌層結(jié)構(gòu)不好極容易燒板，樣品不良率高以致成本高昂使客戶無法接受；
3）激光的能量高度集中易造成錫膏的飛濺，在PCB板錫焊中極易造成短路導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢；
4）對(duì)于軟線材類，裝夾定位一致性不好，焊樣飽滿度及外觀差異性大；
5）精密錫焊往往有送絲填充錫料的要求，0．4 mm線徑以下的錫絲自動(dòng)送絲困難。
激光錫焊市場需求概況
激光錫焊在國內(nèi)國外都有不同程度的發(fā)展，盡管經(jīng)過這些年的發(fā)展，始終沒有大的跨越和應(yīng)用拓展，不得不說這是焊接應(yīng)用的一個(gè)軟肋。
然而市場需求不斷變化，不但存在縱向數(shù)量的增長，而且橫向的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)展，以電子數(shù)碼類產(chǎn)品相關(guān)零部件錫焊工藝需求為主導(dǎo)。
涵蓋其他各行業(yè)零部件錫焊工藝需求，包括汽車電子、光學(xué)元器件、聲學(xué)元器件、半導(dǎo)體制冷器件、安防產(chǎn)品、LED照明、精密接插件、磁盤存儲(chǔ)元件等；就客戶群來說，其中以蘋果客戶產(chǎn)品相關(guān)零部件衍生出相關(guān)錫焊工藝需求為主導(dǎo)，包括其上游產(chǎn)業(yè)鏈也相繼尋找激光錫焊工藝解決方案，總體來看，激光錫焊在目前及未來很長的時(shí)間將會(huì)有驚人的爆發(fā)式增長和較為龐大的市場體量。
全球經(jīng)濟(jì)疲軟的當(dāng)下，蘋果公司一枝獨(dú)秀，其數(shù)碼電子產(chǎn)品的龐大市場占有量及全球巨量大規(guī)模采購帶動(dòng)了一大批企業(yè)的業(yè)務(wù)增長，這些企業(yè)主要的產(chǎn)品就是電子元器件，錫焊是其生產(chǎn)工藝中必不可少的環(huán)節(jié)。
亟待工藝突破性需求
包括蘋果公司供應(yīng)商這樣的企業(yè)，由于生產(chǎn)的產(chǎn)品是最新最高端的設(shè)計(jì)，在量產(chǎn)過程中會(huì)碰到棘手的工藝問題，亟需改進(jìn)和完善。
一個(gè)很典型的領(lǐng)域就是存儲(chǔ)元器件行業(yè)，磁頭是一種極其精密和工藝要求非常高的存儲(chǔ)零部件，磁頭的數(shù)據(jù)排線一般為柔性PCB，貼敷在鋼構(gòu)體上，其一端陣列排布的微細(xì)點(diǎn)需預(yù)先上錫，微小上錫量只能顯微鏡觀察下完成，并且對(duì)焊接的效果要求極其嚴(yán)格。
傳統(tǒng)的焊接方式是手工焊，對(duì)操作人員的焊接水平要求非常高，勞動(dòng)力資源的稀缺及流動(dòng)性給生產(chǎn)造成極大不確定性，況且也無法量化工藝標(biāo)準(zhǔn)（沒有工藝參數(shù)，完全依靠人為感官判斷焊后效果），因此亟需新的焊接工藝來克服技術(shù)壁壘。
工藝升級(jí)及拓展性需求
激光錫焊能量化工藝參數(shù)、提升良品率、降低成本，保證生產(chǎn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。
隨著中國市場勞動(dòng)力成本的提升以及技能型人才的稀缺，對(duì)傳統(tǒng)錫焊領(lǐng)域人工需求慢慢轉(zhuǎn)化為機(jī)械化作業(yè)需求，激光錫焊將突破傳統(tǒng)工藝，引領(lǐng)風(fēng)騷。從目前客戶焊樣的情況看，激光錫焊普及也是大勢(shì)所趨。
結(jié)論
由于激光錫焊具有傳統(tǒng)錫焊無可比擬的優(yōu)勢(shì)，必將在電子互聯(lián)領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用，具有巨大的市場潛能。
