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【焊锡】锡丝与锡膏在激光焊锡的应用

发布日期:2019-11-07 来源:admin 点击:

  随着科学技术的发展,电子、电气和数字产品在世界范围内变得越来越成熟和流行。本领域产品中包含的任何元件都可能涉及焊接工艺,从印刷电路板主要元件到晶体振荡器元件。大多数焊接需要在300℃以下完成

  目前,电子工业中的芯片级封装(IC封装)和板级组装都是用大量锡基合金填充金属焊接而成,完成器件封装和卡组装。 例如,在倒装芯片工艺中,焊料直接将芯片连接到衬底;在电子组件制造中,焊料用于将器件焊接到电路基板上。

  焊接工艺包括波峰焊和回流焊等。波峰焊利用熔融焊料循环的波峰面与插入元件的印刷电路板焊接面接触,完成焊接过程。回流焊是将焊膏或焊料块预先放置在印刷电路板焊盘之间,加热后,通过焊膏或焊料块的熔化将元器件与印刷电路板连接起来

  激光焊接(Laser soldering)是一种以激光为热源,用熔化的锡使焊接零件紧密附着的焊接方法。 与传统焊接工艺相比,本发明具有加热速度快、热量输入量小、热影响小的优点;焊接位置可以精确控制。焊接过程自动化;焊料量可以精确控制,焊点一致性好;钎焊过程中挥发物对操作人员的影响可以大大降低;非接触加热;适用于焊接结构复杂的零件等。

  根据锡材料的状况,可分为三种主要形式:锡丝填充、锡膏填充和锡球填充

  01锡丝填充激光锡焊应用

  送丝激光焊接是激光焊接的主要形式之一。送丝机构与自动工作台配合使用,通过模块化控制实现自动送丝和轻焊。它具有结构紧凑、一次性操作的特点。与其他焊接方法相比,其明显的优点在于材料一次性夹紧,焊接自动完成,适用性广。

  主要应用领域是印刷电路板、光学元件、声学元件、半导体制冷元件和其他电子元件的焊接 焊点饱满,与焊盘有良好的润湿性。

  02锡膏填充激光锡焊应用

  焊膏激光焊接一般应用于备件的加固或预镀锡,例如,屏蔽罩的边角在高温下被焊膏熔化加固,磁头触点的镀锡被熔化;它也适用于电路的导电焊接,对柔性印刷电路板有很好的焊接效果。例如,塑料天线基座,因为它没有复杂的电路,通常通过焊膏焊接达到良好的效果。 焊膏填充焊接可以充分体现其对于精密微型工件的优势。

  由于焊膏加热均匀性好,当量直径相对较小,因此可以通过精密的配料设备精确控制微小点锡的量,焊膏不易飞溅,焊接效果好

  由于激光能量的高度集中,焊膏受热时会爆裂和飞溅不均匀,溢出的锡珠容易造成短路。因此,对焊膏的质量要求非常高。防溅焊膏可以用来避免飞溅。

  由于激光能量的高度集中,焊膏受热时会爆裂和飞溅不均匀,溢出的锡珠容易造成短路。因此,对焊膏的质量要求非常高。防溅焊膏可以用来避免飞溅。

  03锡球填充激光锡焊应用

  激光焊球焊接(laser solder ball welding)是一种焊接方法,将焊球放入焊球口中,通过激光加热熔化,然后落到焊垫上并弄湿焊垫。

  锡球是没有分散的纯锡小颗粒。激光加热熔化后,它们不会飞溅。凝固后,它们会变得丰满光滑。对接焊垫没有其他程序,如后续清洁或表面处理。

  用这种焊接方法焊接小焊盘和漆包线可以获得良好的焊接效果。

  04激光锡焊技术应用难点

  传统焊接,包括波峰焊、回流焊和手工烙铁焊,可以逐渐被激光焊接取代。然而,像贴片焊接(主要是回流焊接)一样,激光焊接目前不适用。由于激光本身的一些特性,激光焊接也更加复杂,可以总结如下:

  1)对于精密精细焊接,工件定位和夹紧困难,焊接样品和批量生产困难。

  2)激光能量密度高,容易造成工件损伤,尤其是印刷电路板焊接,基板和金属镶嵌结构不好,很容易烧坏电路板,样品缺陷率高,成本太高,不被客户接受;

  3)高浓度激光能量容易造成焊膏飞溅,短路容易造成印刷电路板焊接中的产品报废。

  4)软线夹紧定位一致性不好,焊缝饱满度和外观差异大;

  5)精密焊接经常需要送丝和填充锡材料,并且很难自动送丝直径小于0.4毫米的锡丝

  05激光锡焊市场需求概况

  激光焊接在国内外都有不同程度的发展。尽管这些年来有所发展,但还没有大跃进和应用程序扩展。必须说,这是焊接应用中的一个弱点。

  然而,市场需求在不断变化。不仅数量在垂直方向增加,而且水平应用领域也在不断扩大,电子和数字产品相关元件的焊接工艺需求处于领先地位。

  涵盖其他行业组件的焊接工艺要求,包括汽车电子、光学组件、声学组件、半导体制冷组件、安全产品、发光二极管照明、精密连接器、磁盘存储组件等。就客户群而言,来自苹果客户产品相关部分的焊接技术需求是主导因素,包括一直在寻找激光焊接技术解决方案的上游产业链。一般来说,激光焊接将有惊人的爆炸式增长,并在当前和未来很长一段时间内有相对较大的市场容量。

  在全球经济疲软的时候,苹果脱颖而出。其巨大的数字电子产品市场份额和大规模的全球采购推动了大量企业的业务增长。这些企业的主要产品是电子元件,焊接是其生产过程中必不可少的一个环节。

  06亟待工艺突破性需求

  苹果供应商等企业在大规模生产过程中会遇到棘手的技术问题,因为他们生产的产品是最新、最高端的设计,急需改进和完善。

  存储组件行业是一个典型的领域。磁头是一种具有极高精度和工艺要求的存储部件。磁头的数据电缆通常是柔性印刷电路板,附着在钢结构上。磁头一端排列成阵列的微点需要预先镀锡。微量镀锡量只能在显微镜下观察,焊接效果极其严格。

  传统的焊接方法是手工焊接,需要很高的操作人员焊接水平。劳动力资源的稀缺性和流动性给生产带来很大的不确定性。此外,无法量化工艺标准(没有工艺参数,焊后效果完全由人的感官判断)。因此,迫切需要一种新的焊接工艺来克服技术障碍。

  07工艺升级及拓展性需求

  激发激光焊接工艺参数,提高成品率,降低成本,确保生产操作标准化

  随着中国市场劳动力成本的增加和熟练人才的匮乏,传统焊接领域的劳动力需求逐渐转变为机械化作业的需求。激光焊接将突破传统工艺,引领潮流。 从客户焊接样品的现状来看,激光焊接的普及也是大势所趋。

  结论

  由于激光焊接具有传统焊接无法比拟的优势,它将被广泛应用于电子互连领域,具有巨大的市场潜力

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