激光焊锡如何解决电路板传统焊接工艺的缺陷

激光焊锡如何解决电路板传统焊接工艺的缺陷

传统电路板的焊锡作业永远有不良焊点的问题存在，而这种问题层出不穷，似乎永远都会有新问题出现让人应接不暇，不像激光焊锡设备能做到高效率高良率的生产，因此我们整理出一些规律，可作为找出问题所在依据。

激光焊锡作为一种先进的焊接技术，能够有效解决传统电路板焊接工艺(如波峰焊、回流焊、手工焊)中存在的许多缺陷，为现代高密度、微型化、热敏感和混合技术电路板的制造提供了更优的解决方案。以下是激光焊锡如何针对性地解决这些传统缺陷：

1. 解决“热应力大/热损伤”问题：

传统缺陷：波峰焊、回流焊需要对整个电路板或大面积区域进行加热，温度高、时间长。这会导致：

多层板分层、起泡(Delamination)。

热敏感元件(如MLCC电容、传感器、连接器、塑料件、FPC排线)损坏或性能下降。

电路板本身因热膨胀系数差异导致的翘曲变形。

激光焊锡方案：激光能量高度集中，仅对微小的焊点区域进行瞬时、精准加热。热量输入极小，热影响区非常狭窄。

结果：显著降低整体温升，避免大面积热冲击，保护热敏感元件和基板材料，减少热应力变形，提高产品良率和长期可靠性。

2. 解决“焊接精度低/空间限制”问题：

传统缺陷：波峰焊无法处理底部有元器件的双面板，对通孔元件的选择性差。回流焊对焊膏印刷精度和钢网要求极高，焊点桥连、虚焊风险随间距减小而增加。手工焊精度依赖操作者，一致性差。

难以焊接微间距元件(如0402/0201以下阻容、细间距BGA/QFN、CSP)。

无法在密集元件群中精准焊接特定焊点。

无法焊接深腔体、狭小空间内的焊点。

激光焊锡方案：激光束可聚焦到几十微米甚至更小的光斑，通过精密光学系统和运动控制(振镜/机器人)，实现极高的定位精度。

结果：能够轻松焊接超小型元件、微间距焊盘、深腔体内部焊点，以及在密集元件中“指哪打哪”，避免对邻近元件的热影响和物理干扰。突破空间限制。

3. 解决“选择性差/灵活性不足”问题：

传统缺陷：波峰焊/回流焊是“整体”或“区域”焊接工艺。对于需要不同焊接参数(温度、时间)的焊点，或板上仅需焊接少量焊点时，效率低下且浪费能源。混装板(SMT+THT)工艺复杂。

激光焊锡方案：本质上是非接触式的点焊或局部区域焊。程序可独立控制每个焊点的能量、时间、路径。

结果：实现真正的“选择性焊接”。可在同一块板上对不同焊点应用不同的焊接参数，特别适合：

返修单个焊点。

焊接少量通孔元件(如连接器、大电容)。

在混装板上仅焊接需要后焊的部分。

焊接异形或难以固定的元件。大幅提高生产灵活性。

4. 解决“锡珠/飞溅/桥连等工艺缺陷”问题：

传统缺陷：波峰焊易产生锡珠、桥连(尤其是细间距)。回流焊对焊膏量、印刷精度、炉温曲线极其敏感，易导致锡珠、立碑、虚焊、桥连、焊球等。

激光焊锡方案：

锡量精确可控：通常配合精密送锡丝/锡膏喷射系统，精确控制每个焊点的锡量。

局部精准加热：熔化过程高度可控，热量输入快而精准，熔池存在时间短。

过程可视可监控：易于集成同轴温度监控进行实时闭环控制。

结果：显著减少锡珠、飞溅的产生。有效避免桥连，尤其在高密度互连区域。提高焊点一致性和良率。实时监控确保焊接质量稳定。

5. 解决“返修困难/二次损伤”问题：

传统缺陷：返修焊点(特别是BGA、QFN等底部焊点)通常需要热风枪或返修台，对目标焊点周围元件造成热冲击，容易损坏邻近元件或PCB。

激光焊锡方案：激光的精准定位和极小热影响区特性使其成为理想的返修工具。

结果：可精准加热需要返修的单个或少量焊点，轻松移除旧锡并焊接新锡，对周围元件和PCB的热影响微乎其微，大大降低返修风险和成本。

6. 解决“助焊剂残留/清洁问题”：

传统缺陷：波峰焊、回流焊通常需要使用大量助焊剂(松香型、免清洗型等)，残留物可能影响可靠性、外观或后续工艺(如绑定、涂覆)。

激光焊锡方案：可以采用低残留甚至无残留的液态助焊剂或特殊配方的焊锡丝，用量更少且更易控制。激光的高温能有效分解部分残留物。

结果：显著减少助焊剂用量和残留，降低清洁成本和环保压力，提高产品清洁度。

7. 解决“工艺一致性依赖人工/设备状态”问题：

传统缺陷：手工焊质量高度依赖操作者技能和状态。波峰焊/回流焊的稳定性受设备维护、链速、炉温均匀性、环境等多种因素影响。

激光焊锡方案：焊接参数(功率、时间、光斑大小、路径)完全数字化、程序化控制。易于集成过程监控和反馈。

结果：实现极高的工艺一致性和可重复性，减少人为因素影响，便于数据追溯和工艺优化。

总结：

激光焊锡通过其高度局域化、精准可控的热输入这一核心优势，革命性地解决了传统焊接工艺在热损伤、精度、选择性、工艺缺陷、返修、清洁度和一致性等方面的固有缺陷。它特别适用于：

高密度互连板：微间距元件焊接。

含热敏感元件的板：保护传感器、MLCC、连接器等。

柔性板/刚挠结合板：避免热应力导致分层或变形。

混装技术板：高效选择性焊接通孔元件。

微型化产品：穿戴设备、微型传感器模组等。

高可靠性要求的领域：汽车电子、航空航天、医疗电子等。

返修应用：精准、低风险的焊点修复。

松盛光电半导体恒温同轴监视焊接头配备PID在线温度调节反馈系统，能有效的实现恒温焊接，确保焊接良品率与精密度。松盛光电激光锡焊系统的温度控制原理为：通过红外检测方式，实时检测激光对加工件的红外热辐射，形成激光焊接温度和检测温度的闭环控制，松盛自主开发的控制板PID调节功能，可以有效控制激光焊接温度在设定范围波动。

随着激光器成本下降、自动化集成度提高和工艺成熟，激光焊锡正日益成为解决传统焊接痛点、提升电子制造能力和产品质量的关键技术。