激光焊錫如何解決電路板傳統焊接工藝的缺陷

 

傳統電路板的焊錫作業永遠有不良焊點的問題存在，而這種問題層出不窮，似乎永遠都會有新問題出現讓人應接不暇，不像激光焊錫設備能做到高效率高良率的生產，因此我們整理出一些規律，可作為找出問題所在依據。

 

激光焊錫作為一種先進的焊接技術，能夠有效解決傳統電路板焊接工藝(如波峰焊、回流焊、手工焊)中存在的許多缺陷，為現代高密度、微型化、熱敏感和混合技術電路板的制造提供了更優的解決方案。以下是激光焊錫如何針對性地解決這些傳統缺陷：

激光送錫絲焊接工藝流程

1.解決“熱應力大/熱損傷”問題：

 

傳統缺陷：波峰焊、回流焊需要對整個電路板或大面積區域進行加熱，溫度高、時間長。這會導致：

 

多層板分層、起泡(Delamination)。

 

熱敏感元件(如MLCC電容、傳感器、連接器、塑料件、FPC排線)損壞或性能下降。

 

電路板本身因熱膨脹系數差異導致的翹曲變形。

 

激光焊錫方案：激光能量高度集中，僅對微小的焊點區域進行瞬時、精準加熱。熱量輸入極小，熱影響區非常狹窄。

 

結果：顯著降低整體溫升，避免大面積熱沖擊，保護熱敏感元件和基板材料，減少熱應力變形，提高產品良率和長期可靠性。

 

2.解決“焊接精度低/空間限制”問題：

 

傳統缺陷：波峰焊無法處理底部有元器件的雙面板，對通孔元件的選擇性差。回流焊對焊膏印刷精度和鋼網要求極高，焊點橋連、虛焊風險隨間距減小而增加。手工焊精度依賴操作者，一致性差。

 

難以焊接微間距元件(如0402/0201以下阻容、細間距BGA/QFN、CSP)。

 

無法在密集元件群中精準焊接特定焊點。

 

無法焊接深腔體、狹小空間內的焊點。

 

激光焊錫方案：激光束可聚焦到幾十微米甚至更小的光斑，通過精密光學系統和運動控制(振鏡/機器人)，實現極高的定位精度。

 

結果：能夠輕松焊接超小型元件、微間距焊盤、深腔體內部焊點，以及在密集元件中“指哪打哪”，避免對鄰近元件的熱影響和物理干擾。突破空間限制。

 

3.解決“選擇性差/靈活性不足”問題：

 

傳統缺陷：波峰焊/回流焊是“整體”或“區域”焊接工藝。對于需要不同焊接參數(溫度、時間)的焊點，或板上僅需焊接少量焊點時，效率低下且浪費能源。混裝板(SMT+THT)工藝復雜。

 

激光焊錫方案：本質上是非接觸式的點焊或局部區域焊。程序可獨立控制每個焊點的能量、時間、路徑。

 

結果：實現真正的“選擇性焊接”。可在同一塊板上對不同焊點應用不同的焊接參數，特別適合：

 

返修單個焊點。

 

焊接少量通孔元件(如連接器、大電容)。

 

在混裝板上僅焊接需要后焊的部分。

 

焊接異形或難以固定的元件。大幅提高生產靈活性。

 

4.解決“錫珠/飛濺/橋連等工藝缺陷”問題：

 

傳統缺陷：波峰焊易產生錫珠、橋連(尤其是細間距)。回流焊對焊膏量、印刷精度、爐溫曲線極其敏感，易導致錫珠、立碑、虛焊、橋連、焊球等。

 

激光焊錫方案：

 

錫量精確可控：通常配合精密送錫絲/錫膏噴射系統，精確控制每個焊點的錫量。

 

局部精準加熱：熔化過程高度可控，熱量輸入快而精準，熔池存在時間短。

 

過程可視可監控：易于集成同軸溫度監控進行實時閉環控制。

 

結果：顯著減少錫珠、飛濺的產生。有效避免橋連，尤其在高密度互連區域。提高焊點一致性和良率。實時監控確保焊接質量穩定。

 

5.解決“返修困難/二次損傷”問題：

 

傳統缺陷：返修焊點(特別是BGA、QFN等底部焊點)通常需要熱風槍或返修臺，對目標焊點周圍元件造成熱沖擊，容易損壞鄰近元件或PCB。

 

激光焊錫方案：激光的精準定位和極小熱影響區特性使其成為理想的返修工具。

 

結果：可精準加熱需要返修的單個或少量焊點，輕松移除舊錫并焊接新錫，對周圍元件和PCB的熱影響微乎其微，大大降低返修風險和成本。

 

6.解決“助焊劑殘留/清潔問題”：

 

傳統缺陷：波峰焊、回流焊通常需要使用大量助焊劑(松香型、免清洗型等)，殘留物可能影響可靠性、外觀或后續工藝(如綁定、涂覆)。

 

激光焊錫方案：可以采用低殘留甚至無殘留的液態助焊劑或特殊配方的焊錫絲，用量更少且更易控制。激光的高溫能有效分解部分殘留物。

 

結果：顯著減少助焊劑用量和殘留，降低清潔成本和環保壓力，提高產品清潔度。

 

7.解決“工藝一致性依賴人工/設備狀態”問題：

 

傳統缺陷：手工焊質量高度依賴操作者技能和狀態。波峰焊/回流焊的穩定性受設備維護、鏈速、爐溫均勻性、環境等多種因素影響。

 

激光焊錫方案：焊接參數(功率、時間、光斑大小、路徑)完全數字化、程序化控制。易于集成過程監控和反饋。

 

結果：實現極高的工藝一致性和可重復性，減少人為因素影響，便于數據追溯和工藝優化。

 

總結：

 

激光焊錫通過其高度局域化、精準可控的熱輸入這一核心優勢，革命性地解決了傳統焊接工藝在熱損傷、精度、選擇性、工藝缺陷、返修、清潔度和一致性等方面的固有缺陷。它特別適用于：

 

高密度互連板：微間距元件焊接。

 

含熱敏感元件的板：保護傳感器、MLCC、連接器等。

 

柔性板/剛撓結合板：避免熱應力導致分層或變形。

 

混裝技術板：高效選擇性焊接通孔元件。

 

微型化產品：穿戴設備、微型傳感器模組等。

 

高可靠性要求的領域：汽車電子、航空航天、醫療電子等。

 

返修應用：精準、低風險的焊點修復。

松盛光電半導體恒溫同軸監視焊接頭配備PID在線溫度調節反饋系統，能有效的實現恒溫焊接，確保焊接良品率與精密度。松盛光電激光錫焊系統的溫度控制原理為：通過紅外檢測方式，實時檢測激光對加工件的紅外熱輻射，形成激光焊接溫度和檢測溫度的閉環控制，松盛自主開發的控制板PID調節功能，可以有效控制激光焊接溫度在設定范圍波動。

 

隨著激光器成本下降、自動化集成度提高和工藝成熟，激光焊錫正日益成為解決傳統焊接痛點、提升電子制造能力和產品質量的關鍵技術。