激光焊锡膏的原理及与SMT贴片锡膏的优势

来源:芯海翱翔皓海盛    关键词:激光锡焊, 激光焊接,    发布时间:2018-12-18

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激光锡焊是以激光为热源加热锡膏融化的激光焊接技术,激光锡焊的主要特点是利用激光的高能量实现局部或微小区域快速加热完成锡焊的过程,激光锡焊相比传统SMT焊接有着不可取代的优势。


传统SMT技术即表面组装技术中主要采用的是波峰焊和回流焊技术,存在一些根本性的问题,诸如元器件的引线与印制电路板上的焊盘会对熔融锡料扩散 Cu、Fe、Zn 等各种金属杂质;熔融锡料在空气中高速流动容易产生氧化物等。同时,在传统回流焊时,电子元器件本身也被以很大的加热速度加热到锡焊温度,对元器件产生热冲击作用,一些薄型封装的元器件,特别是热敏感元器件存在被破坏的可能。同时,由于采用了整体加热方式,因 PCB 板、电子元器件都要经历升温、保温、冷却的过程,而其热膨胀系数又不相同,冷热交替在组件内部易产生内应力,内应力的存在降低了焊点接头的疲劳强度,对电子组件的可靠性造成了破坏。此外,整体加热方式过长的加热时间容易造成焊缝金属晶粒粗大以及金属间化合物的过度生长,降低焊点疲劳寿命。激光锡焊,是一种局部加热方式的再流焊,能够很好地避免上述问题的产生。

 


(1)激光光束可以聚焦到很小的斑点直径,激光能量被约束在很小的斑点范围内,可以实现对焊接部位严格的局部加热,对电子元器件特别是热敏感元器件的热冲击影响可以完全避免。


(2)激光的能量密度很高,加热和冷却速度大,焊点金属组织细密,并可以有效控制金属间化合物的过度生长。


(3)焊接部位的输入能量可以精确控制,对于保证表面组装焊接盘接头的质量稳定性非常重要。


(4)激光焊接由于可以只对焊接部位进行加热,引线间的基板不被加热或温升远低于焊接部位,阻碍了锡膏在引线之间的过渡。因此,可以有效地防止桥连缺陷的产生。


激光焊锡膏焊接过程分为两步:首先激光焊锡膏需要被加热,且焊点也被预热。之后焊接所用的激光锡膏被完全熔融,锡膏完全润湿焊盘,最终形成焊接。由于使用激光发生器和光学聚焦组件焊接,能量密度大,热传递效率高,为非接触式焊接,如果焊料使用通用SMT锡膏,则会产生炸锡,飞溅,锡珠,润湿性等不良。