激光恒温锡焊

激光锡焊是一种利用激光作为热源的精密焊接技术，通过激光加热焊锡材料，使其熔化并连接电子元件或材料的过程。该技术广泛应用于需要高精度和高可靠性的领域，如微电子制造、汽车电子、航空航天、医疗器械等行业。

激光锡丝焊和激光锡膏焊工艺流程图示

激光锡焊相比传统焊接技术，具有许多独特的优势：

高精度：激光能够聚焦到微米级别的焊接区域，适合处理微小和复杂的元件。

非接触式焊接：激光焊接不需要与材料表面直接接触，因此不会施加机械压力，特别适合对温度敏感或脆弱的元器件。

快速加热与冷却：激光焊接的热输入非常集中，能够快速加热并冷却，从而减少对周围元件的热影响。

可控性强：焊接温度和能量输出可以通过闭环系统精确控制，确保焊接过程的稳定性和一致性。

激光锡焊被广泛应用于电子器件组装、半导体封装、电路板焊接以及其他需要高精度焊接的场合。

激光锡焊与电烙铁锡焊的区别

激光锡焊与电烙铁锡焊的对比图示

焊接方式的差异

烙铁锡焊一般采用接触式焊接，容易造成产品表面划伤，焊接过程中烙铁头会给焊接工件带来一定的压力，导致焊点尖锐，存在传导风险。相比之下，激光锡焊采用非接触式激光焊接，可以更好地避免这些风险，既不会对产品造成机械损伤，也不会对焊接元器件施加压力。

焊接适应性的差异

在焊接一些表面复杂的工件时，烙铁焊接由于烙铁头和送丝装置占用很大空间，工件表面元器件极易对其产生干扰。而激光锡焊送丝装置占用空间小，不易受干扰。另外激光锡焊镜头光斑大小尺寸可进行调整，能适应不同尺寸类型的焊点，满足更多产品的需求，而传统烙铁锡焊设备则需要更换或重新设计烙铁头，因此激光锡焊的适应性会更高。

焊接对元器件影响的差异

电烙铁焊接一般采用传导扩散加热，这对于一些本来就对热敏感的元器件无疑会带来不利影响，而在激光锡焊过程中，激光只对光斑照射到的部分进行加热，局部温度上升很快，可以有效减少对焊点周围器件的影响。

能耗材料的差异

从节省材料方面来说，在电烙铁焊接过程中大多利用烙铁头来提供所需的能量，但随着烙铁头的老化、磨损等使得温度达不到焊接的要求，同时接触式焊接方法造成烙铁头磨损严重，使得烙铁头需要频繁清理、更换，增加了焊接成本。

从节能角度考虑，由于传统电烙铁焊接过程的加热方式为传导扩散加热，因此会造成更多无意义的热量损失，增加电能的损耗。

焊接精度的差异

由于传统电烙铁焊接工艺的限制和控制方式的制约，导致送丝和焊接精度受到限制;激光焊接技术具有快速加热、快速冷却的特点，可以使焊接时产生的金属化合物更加均匀、细小，焊点的力学性能更好。局部加热更有利于元器件密集、焊点密集的电路板上受热元器件及热敏性元器件的焊接，并可减少焊接后焊点间的桥接。

安全可控的差异

非接触式激光焊接方式减少了松香和助焊剂残留的风险，减少了有害烟雾和废弃物的产生，能够实时精确控制焊点温度，防止温度过高导致的产品不良，并且大大降低了焊接工艺的调试难度，减少了对操作人员的伤害。

为什么选择半导体激光器作为激光锡焊系统的光源

松盛光电3U/BOX 976/980nm恒温半导体激光器图示

随着IC芯片设计水平和封装技术的提高，SMT向着高稳定性、高集成度的小型化方向发展，传统的烙铁焊接已不能满足其生产技术要求。单个元器件的引脚数不断增加，集成电路QFP元件的引脚间距也在不断缩小，并向着更精密的方向发展。非接触式激光锡焊工艺作为弥补传统焊接方法不足的新型焊接工艺，正以其高精度、高效率、高可靠性等优势逐渐取代传统烙铁焊接，已成为不可逆转的趋势。

激光锡焊工艺所用的激光光源主要是半导体光源，近红外或蓝光波段可选，热效应好，其光束的均匀性激光能量的连续性对焊盘的均匀加热、快速加热有显著的影响，焊接效率高。

半导体激光器的工作原理是通过激励方式，利用半导体材料中的电子在能带之间跃迁来发光。利用半导体晶体的解理面形成两个平行的镜面，作为反射镜，形成谐振腔，使光在其中振荡、反馈和放大，从而产生并输出激光。

半导体激光器的基本结构属于半导体的PN结，但激光二极管具有“双异质结结构”，其中使用不同带隙的半导体材料层从两侧夹住发光层(有源层)。此外，在激光二极管中，晶体的解理面被用作反射镜(谐振器)。使用的材料包括镓(Ga)、砷(As)、铟(In)和磷(P)。在多量子阱结构中，还使用了铝(Al)和其他元素。

激光二极管的优点包括高效率、体积小、重量轻和价格低。特别是多量子阱结构的效率为20-40%，高能量效率是其最大的特点。此外，其连续输出波长范围覆盖从红外到可见光，光脉冲输出可以达到50W(100ns脉宽)，使其成为激光锡焊应用中的理想选择。

温度闭环控制在激光锡焊系统中的作用

松盛光电温度闭环反馈系统图示

实时监测和反馈

温度闭环控制系统通过高速红外传感器实时监测焊点的温度，将温度数据传输至激光控制器，实现焊接过程的实时监控。

精确控制温度

通过实时数据反馈，激光控制器可以精确调节激光的输出能量，确保焊点温度保持在设定范围内，从而提高焊接质量和一致性。

防止过热损坏

如果温度上升过快，闭环控制系统能够迅速做出反应，降低激光能量或切断激光输出，防止器件引线或焊接部位因过热而损坏。

提高焊接质量

通过精确控制温度和激光能量，闭环控制系统能有效减少焊接缺陷，如灼伤、虚焊、冷焊等，确保焊接强度和可靠性。

自动化和智能化

温度闭环控制系统结合CCD图像监视器，可自动记录和分析焊接过程中的数据，为质量监控和生产优化提供可靠的依据，提高生产效率和产品质量。

灵活性和可调性

闭环控制系统可以根据不同的焊接任务和材料需求，灵活调整激光能量和工艺参数，适应各种复杂的焊接场景。

松盛光电激光锡焊系统由多轴伺服模组，实时温度反馈系统，CCD同轴定位系统以及半导体激光器所构成;松盛光电通过多年焊接工艺摸索，自主开发的智能型软钎焊软件，支持导入多种格式文件。独创PID在线温度调节反馈系统，能有效的控制恒温焊接，确保焊接良品率与精密度。本产品适用面广，可应用于在线生产，也可独立式加工。拥有以下特点优势：

1.采用非接触式焊接，无机械应力损伤，热效应影响较小。

2.多轴智能工作平台(可选配)，可应接各种复杂精密焊接工艺。

3.同轴CCD摄像定位及加工监视系统，可清晰呈现焊点并及时校正对位，保证加工精度和自动化生产。

4.独创的温度反馈系统，可直接控制焊点的温度，并能实时呈现焊接温度曲线，保证焊接的良率。

5.激光，CCD，测温，指示光四点同轴,完美的解决了行业内多光路重合难题并避免复杂调试。

6.保证优良率99%的情况下，焊接的焊点直径最小达0.2mm，单个焊点的焊接时间更短。

7.X轴、Y轴、Z轴适应更多器件的焊接，应用更广泛。