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【激光锡焊】:精确加热 一种非常适合超精细零件或高密度零件的焊接工艺

Blackbirds激光锡焊 2023-10-30 16:25 发布于湖北 发文

激光锡焊作为一种新的焊接工艺正在越来越受到客户市场的关注度。 然而,由于与传统电烙铁头焊接相比这是一个崭新的焊接技术,加热工艺和热原理是完全不同的,并不能简单替代电烙铁焊。 在没有正确理解两者原理的情况下使用两种焊接方式,对于焊接稳定性和质量都是很难保证的。

激光锡焊加热过程的原理属于“物体表面的辐射加热”

电烙铁加热过程的原理属于“物体传导加热”

通常对于焊接工艺加热的三个基本步骤如下:

焊接过程中,首先要“预热”焊点,第二步“加热”以供给焊料,第三步“后热”定型。 激光锡焊和电烙铁都是类似的步骤,但产生的热量对于两种焊接工艺的转换原理是完全不同的。理解差异是必要的,以便根据需要选择最合适的方法焊接结果。

电烙铁焊接加热过程如下步骤:

1.将烙铁头加热至设定温度

2.将烙铁头放在焊接点上加热点周围的熔化温

3.送锡丝

预热            焊接              保温             冷却

1,2 3.送锡丝

激光锡焊加热过程如下步骤:

1.对焊点进行激光照射

2.焊盘温度逐渐上升

3.盘表面加热至熔化温度

4.送锡丝

预热           焊接             保温                冷却

1,2,3 4.送锡丝

电烙铁焊接的方式过程中,热量是通过烙铁头(热传递)来进行传递,激光锡焊的方式过程中则是对焊点进行局部加热(表面加热)。基于两种不同的加热工艺原理,电烙铁焊在大多数情况下不会加热超过设定温度,但是,如果烙铁头长时间在焊点上接触,焊点周围就会扩散性升温。 相比之下,激光锡焊工艺仅辐射焊点的局部区域,且辐射时间很短。 但需要注意的是,激光锡焊与电烙铁不同的是在焊接过程时通过瞬间吸收高强度辐射能量来加热焊点。 因此,在进行激光锡焊时,如果对激光能量控制不当就会很快导致焊点过热。 所以,要确保稳定安全可靠的激光锡焊工艺过程就需要坚实的专业知识和工艺经验来支撑。

【如果焊接温度过高或者过低,焊点的强度和可靠性都会减弱】

焊料的成份会受加热条件而发生改变,当焊接过程中温度没有出现过热时焊料的内部成份是稳定的。 然而,当焊接过程中过热,焊点由于焊料的成份变化而会发生强度和可靠性的减弱。

正常温度下的焊点金属间化合物

过高温度下的焊点金属间化合物

基于温度过高导致焊点的成分变化比较图(如上两张图片),第一张图显示在适当温度加热条件下获得适量的焊点金属间化合物,而第二张图显示由于焊接温度过热,图片显示焊点金属间化合物的变大。

另一方面,焊料的浸润性也会受温度的影响。 例如,当适当加热时,助焊剂会首先流入焊接点到通孔里面,清除该区域的污垢和氧化物从而提高焊接的浸润性和透锡率。 相比之下,如果焊接过热时,焊料会移动到通孔中并停止向通孔下面流动扩散。 当然焊接过热也会容易损坏PCB电路板,导致PCB焊盘在内部留下裂纹。

正常温度下的PCB板基材内部

过高温度下的PCB板基材内部产生裂纹

基板内部焊接温度影响比较(如上两张图片),第一张图片是焊接温度正常情况下,显示电路板没有损坏,而第二张图片则显示焊接过热的情况下基材内部出现裂纹(箭头)。

所以激光锡焊工艺相比较传统的电烙铁焊接工艺,优势不仅仅是因为它的热量转换优势以及很少的后期维护。

【激光锡焊工艺的优点】

★激光锡焊的特殊属性★

1.对电路板的非接触式操作,减少了物理损坏。

2.可实现稳定的焊接并可实现自动化高效的柔性化焊接和焊料精确供给。

3.后期维护方便(大多不需要)

4.可进行精确焊接(适合微焊接)

由于产品元器件的密度高,普通电烙铁无法到达狭窄的焊接区域

激光锡焊的绝对优势在于“非接触式的焊接过程”。 它与PCB电路板之间没有接触,电路板PCB或电子零件焊接完成过程中无任何物理损坏风险。 高效精准局部加热并适用于狭窄、细小的区域。 此外,它需要更少的消耗材料,例如烙铁头需要日日常更换,这大大减少了日常维护的工作量。

激光锡焊是一项相对较新的技术,但不能替代烙铁焊接。 已经是了已确认焊接技术,但重要的是选择合适的焊接方法和

通过了解热交换的技术理论和对特定对象的适用性。

如何选择更适合的锡焊工艺

电烙铁焊接因为受到烙铁头尺寸的物理限制以及机械结构上的影响, 不如激光锡焊更适合狭窄而复杂的空间,类似高密度电路板中的焊接场景应用。相比之下,烙铁头更适用于需要高热容量的焊接操作,类似具有大型散热组件和高反光材料的产品。

【激光锡焊技术应用的行业】

激光锡焊工艺技术目前越来越多的被应用于新能源汽车、智能3C、航空航天、精密高端医疗诊断设备等终端领域。

声明:本文为OFweek维科号作者发布,不代表OFweek维科号立场。如有侵权或其他问题,请及时联系我们举报。
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