隨著電子產(chǎn)品向微型化、高密度化發(fā)展,PCB焊接面臨超細元件、多層結(jié)構(gòu)和熱敏感材料的挑戰(zhàn)。激光焊錫技術(shù)憑借其非接觸、高精度和熱影響小的特性,成為解決傳統(tǒng)焊接缺陷的關(guān)鍵方案。
一、適合激光焊錫的PCB特性
激光焊錫工藝雖然在PCB電子行業(yè)的使用十分廣泛,對一些特定PCB類型具有不可替代性,但是激光焊錫并非萬能解方,也有其做不了的產(chǎn)品。那怎樣的產(chǎn)品是激光焊錫做不了的呢?
01基板與結(jié)構(gòu)缺陷類PCB
· 金屬嵌層結(jié)構(gòu)不良的PCB:基板內(nèi)金屬層(如銅箔)與絕緣層熱傳導(dǎo)不匹配時,激光高能量密度易導(dǎo)致局部過熱,引發(fā)燒板、分層甚至碳化,不良率顯著升高 。
· 高導(dǎo)熱基板(如鋁基板) :需嚴格控制激光參數(shù),否則熱量被快速傳導(dǎo)分散,焊點難以達到熔錫溫度,導(dǎo)致虛焊 。
02光學(xué)與材料交互限制類PCB
·反射材料焊接困難:如長針腳的插針類產(chǎn)品由于表面光滑,引出電路板過長容易出現(xiàn)物理性反光折射,從而引發(fā)焊接不良,需額外預(yù)處理。
·含炭黑填充的黑色塑料基板:黑色材料容易吸收激光的高能量,容易出現(xiàn)熱傳遞升溫?zé)宓那闆r,如汽車電子中的黑色PPS、PEEK材料,通孔底板為黑色塑料等。
03元器件與設(shè)計限制類PCB
·無導(dǎo)通孔的FPC(柔性電路板) :激光無法穿透FPC直接加熱焊盤,導(dǎo)致熱量不足,連接失敗 。
·含大顆BGA/QFN的FPC:FPC機械強度低,直接焊接大尺寸器件易因熱應(yīng)力變形,推薦改用連接器或軟硬結(jié)合板 。
·需壓力輔助焊接的元件:如某些插針件,激光非接觸特性無法施加壓力,導(dǎo)致焊料潤濕不充分 。
04經(jīng)濟性與適配性短板
· 設(shè)備專用性強:多數(shù)激光焊錫機為定制化設(shè)備,切換產(chǎn)品需重新調(diào)試,綜合成本高于通用型回流焊 。
· 產(chǎn)品附加值低:由于激光焊錫機相對于同等配置的傳統(tǒng)焊錫設(shè)備價格相差較大,對于附加值不高的產(chǎn)品難以短期內(nèi)實現(xiàn)成本回報。
二、無焊接缺陷的關(guān)鍵控制點
01溫度精準調(diào)控:虛焊主因是激光停留時間或溫度不足,需通過閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)實時監(jiān)測,確保焊點恒溫(如±5℃精度)。
02焊料工藝選擇:錫絲焊適用于插針件、通孔插件,需控制送絲速度匹配激光加熱節(jié)奏;錫膏焊通過預(yù)填充錫膏適用于光通訊模塊等精密領(lǐng)域,需避免氧化;噴錫球焊適合機械硬盤磁頭、BGA芯片、手機攝像頭等微焊點(錫球直徑0.07–2.0mm)。
03參數(shù)優(yōu)化與設(shè)備選型:激光功率、速度、光斑大小需根據(jù)PCB厚度、焊盤尺寸動態(tài)調(diào)整。例如:多層板需降低功率防止內(nèi)層損傷;微型元件需最小0.2mm光斑聚焦,采用同軸CCD定位系統(tǒng),實現(xiàn)“所見即所得”的對位精度焊接。
04全過程質(zhì)量監(jiān)控:在線AOI系統(tǒng),100%焊點檢測,識別200+缺陷類型。
三、激光焊錫機的精度水平
在所有PCB焊接工藝中,激光焊錫機處于最高精度梯隊:
微米級光斑控制:最小光斑直徑達0.2mm(傳統(tǒng)烙鐵焊≥0.5mm),可焊接01005超小型元件。
定位精度優(yōu)勢:機器人+機器視覺系統(tǒng)實現(xiàn)±5μm級重復(fù)運動精度,遠超傳統(tǒng)工藝;同軸CCD技術(shù)消除視覺偏差。
熱精度對比:熱影響區(qū)小,局部加熱僅作用于焊點。
激光焊錫工藝通過溫度閉環(huán)控制、參數(shù)智能優(yōu)化及微米級精度,實現(xiàn)了PCB焊接“零缺陷”的突破。隨著半導(dǎo)體激光器與AI算法的融合,未來將在5G、AI芯片封裝領(lǐng)域進一步替代傳統(tǒng)工藝,成為高可靠性電子制造的基石。
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原文標題:揭秘!高品質(zhì)PCB無缺陷焊接的激光焊錫技術(shù)關(guān)鍵點
文章出處:【微信號:Vilaser-2014,微信公眾號:紫宸激光】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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