激光焊锡中虚焊产生的原因和解决方法

激光焊锡是发展的非常成熟的一种焊接技术，但是在一些参数控制不好的情况下，依然会产生一些焊接问题，比如说虚焊的问题。松盛光电来给大家介绍一下激光锡焊中虚焊问题产生的原因及其解决方案。

什么是虚焊?

虚焊是指在焊接过程中，焊料与焊件表面没有形成良好的金属间化合物，只是简单地依附在焊件表面，从外观上看似乎已经焊接，但实际上焊接点的机械强度和电气性能都不能满足要求。

虚焊会导致电子产品的可靠性降低。在机械方面，虚焊的焊点可能无法承受正常的应力，容易在产品的使用、运输过程中出现焊点脱落的情况。在电气方面，虚焊会使电路的连接电阻增大，可能导致信号传输不畅、发热严重，甚至引起断路，使整个电子设备出现故障。

产生虚焊的原因是什么?

材料方面

焊件表面处理不佳

焊件表面如果存在油污、氧化层等污染物，会阻碍焊料与焊件之间的良好接触。例如，在电子元器件引脚表面如果有一层薄薄的油污，激光锡焊过程中，焊料很难与引脚的金属表面真正融合，就容易形成虚焊。

氧化层的存在也会产生类似问题。像铜引脚在空气中容易氧化生成氧化铜，其化学性质比较稳定，激光产生的热量可能无法有效破坏氧化层，使焊锡不能与铜良好结合。

焊料质量问题

焊料的纯度、成分不符合要求可能导致虚焊。例如，锡铅焊料中如果杂质含量过高，会影响焊料的流动性和润湿性。当杂质使焊料的熔点升高或降低其表面张力时，在激光焊接过程中，焊料就不能很好地在焊件表面铺展，从而产生虚焊。

设备参数方面

激光功率不合适

激光功率过低时，焊料不能充分熔化。比如，在焊接一些小型精密电子元件时，需要精确控制激光功率。如果功率不足，焊料只是部分熔化，无法与焊件形成有效的金属间化合物，导致虚焊。

激光功率过高可能会使焊料过度飞溅或者焊件表面金属被过度熔化、氧化，也不利于良好焊接。例如，在焊接印刷电路板(PCB)时，过高的激光功率可能会损坏电路板的铜箔线路，同时使焊料飞溅到周围区域，而焊点处焊料不足，产生虚焊。

焊接时间不合理

焊接时间过短，焊料不能完全熔化和润湿焊件。例如，对于较厚的焊件或者焊点，如果激光作用时间不够，焊料内部还未完全熔化就结束焊接，就会出现虚焊。

焊接时间过长可能导致焊料过度氧化、蒸发或者焊件变形等问题。以焊接一个带有塑料外壳的电子元件为例，过长时间的激光作用可能会使塑料外壳受热变形，同时焊料质量下降，产生虚焊。

工艺操作方面

焊件之间的配合间隙不当

当焊件之间的间隙过大时，焊料难以填充整个间隙。例如，在将一个芯片焊接到 PCB 板上时，如果芯片引脚与 PCB 板焊盘之间的间隙过大，激光焊接过程中，焊料不能充分填充间隙，导致虚焊。

间隙过小也会有问题，可能会使焊料无法正常流动到焊接部位，或者在焊接过程中产生气泡，影响焊接质量。

焊接位置不准确

如果激光照射位置偏离了焊接区域的中心或者关键部位，会导致焊料熔化不均匀。例如，在焊接微小的 BGA(球栅阵列)封装芯片时，激光需要精确对准芯片的焊点，如果稍有偏差，就可能使部分焊点虚焊。

发生虚焊的问题该怎么办?

材料处理

对焊件表面进行清洁和预处理是关键。可以使用化学试剂(如酒精、助焊剂等)清洗焊件表面的油污，采用机械打磨或化学方法去除氧化层。例如，在焊接前，用砂纸轻轻打磨铜引脚表面，然后用酒精清洗，这样可以有效提高焊件表面的可焊性。

选择质量合格的焊料，确保焊料的纯度、成分和性能符合焊接要求。

设备参数优化

根据焊件的材料、尺寸等因素，精确调整激光功率和焊接时间。可以通过实验和工艺优化来确定最佳的参数组合。例如，对于不同厚度的铜箔电路板，先进行小批量的试焊，根据试焊结果调整激光功率和焊接时间，直到获得良好的焊接效果。

工艺改进

控制焊件之间的配合间隙在合理范围内。在设计和制造过程中，对元器件引脚与焊盘的尺寸公差进行严格控制。例如，在生产 PCB 板时，确保焊盘的尺寸精度，使芯片引脚能够与焊盘有合适的间隙。

采用高精度的定位设备和焊接工装，保证激光焊接位置的准确性。例如，使用视觉定位系统，在焊接前对焊接位置进行精确校准，确保激光能够准确照射到焊点上。