新型激光錫焊機(jī)將成為焊接領(lǐng)域的新武器2021-03-03
隨著集成電路芯片設(shè)計(jì)水平和制造技術(shù)的提高，表面貼裝技術(shù)向高密度、高可靠性的小型化方向發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的焊接方法提出了挑戰(zhàn)。新型
激光錫焊機(jī)將成為焊接領(lǐng)域的新武器。目前，QFP(四方扁平封裝)的引腳中心距離已經(jīng)達(dá)到0.3毫米，單個(gè)器件的引腳數(shù)量可以達(dá)到576個(gè)以上。這使得傳統(tǒng)的焊接方法，如相再流焊、熱風(fēng)再流焊及紅外再流焊等，在焊接這種細(xì)間距元件時(shí)，容易導(dǎo)致相鄰鉛焊點(diǎn)的“橋接”。
因此，越來(lái)越多的人開(kāi)始研究新的焊接技術(shù)。其中，激光焊接技術(shù)由于其獨(dú)特的熱源特性、極細(xì)的焊點(diǎn)尺寸和局部加熱特性，在很大程度上有助于解決這類(lèi)問(wèn)題。因此，越來(lái)越多的制造商開(kāi)始關(guān)注
激光焊錫機(jī)。
眾所周知，錫鉛錫材料廣泛應(yīng)用于電子組裝技術(shù)中，這與其眾多的優(yōu)點(diǎn)和低成本密不可分。但實(shí)際上，Sn-Pb錫材料毒性大，對(duì)人體和環(huán)境危害大。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和環(huán)境修復(fù)的加強(qiáng)，無(wú)鉛錫材料的研究和開(kāi)發(fā)日益成為激光焊接和電子組裝領(lǐng)域的一個(gè)迫切問(wèn)題。
無(wú)鉛激光焊接給傳統(tǒng)電子組裝工藝帶來(lái)挑戰(zhàn)。與使用錫-鉛錫的傳統(tǒng)組裝技術(shù)相比，無(wú)鉛電子組裝技術(shù)具有以下兩個(gè)基本特征：
1、目前廣泛使用的無(wú)鉛錫材料熔點(diǎn)大多在220左右，比傳統(tǒng)的錫鉛錫材料高30~40。為了保證錫材料熔化后良好的潤(rùn)濕性，一般要求激光焊接的峰值溫度比熔點(diǎn)高20~40，導(dǎo)致無(wú)鉛化后焊接的峰值溫度高達(dá)250。激光焊接的工藝曲線發(fā)生變化，激光焊接的預(yù)熱溫度和峰值溫度也相應(yīng)升高。因此，必須對(duì)電子組裝設(shè)備、電子元件和印刷電路板的耐熱性提出更高的要求。
2、幾乎所有無(wú)鉛錫材料的潤(rùn)濕性都弱于傳統(tǒng)的錫鉛錫材料。再加上高溫焊盤(pán)和含錫量高的無(wú)鉛錫材料的氧化，容易導(dǎo)致焊點(diǎn)潤(rùn)濕性差，產(chǎn)生很多焊后缺陷，影響焊點(diǎn)的質(zhì)量和可靠性。熔化無(wú)鉛錫所需的高溫可以通過(guò)提高波峰焊或激光焊接設(shè)備的加熱溫度來(lái)解決。然而，由高溫引起的錫材料的潤(rùn)濕性差和容易氧化的問(wèn)題對(duì)電子組裝工業(yè)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)：
1)用無(wú)鉛錫材料焊接后，焊點(diǎn)表面氧化嚴(yán)重；
1)無(wú)鉛組裝過(guò)程中，熔融焊料潤(rùn)濕角大，潤(rùn)濕力降低，圓角過(guò)渡不平滑，出現(xiàn)空洞的幾率增大；
2)與傳統(tǒng)的錫鉛焊料相比，無(wú)鉛焊料種類(lèi)繁多，性能和表面組裝工藝差異較大。與傳統(tǒng)的熱棒焊接和電烙鐵焊接相比，激光焊接具有以下優(yōu)點(diǎn)：
3)激光加工精度高，光斑可達(dá)微米級(jí)，加工時(shí)間程序化，精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)工藝；
4)非接觸加工，無(wú)接觸焊接產(chǎn)生的應(yīng)力；
5)微小的激光束代替了焊頭，在工件表面有其他干涉物體時(shí)也便于加工；
6)局部加熱，熱影響區(qū)??；
7)無(wú)靜電威脅；
8)激光是最干凈的加工方式，無(wú)耗材，維護(hù)簡(jiǎn)單，操作方便；
9)當(dāng)采用YAG激光器或半導(dǎo)體激光器作為熱源時(shí)，可以通過(guò)光纖傳輸，因此可以在常規(guī)方式難以焊接的部位進(jìn)行加工，靈活性好，聚焦好，易于實(shí)現(xiàn)多工位設(shè)備的自動(dòng)化。
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