激光锡焊破解电子制造难题：微间距、热敏感、异形件的解决方案-电子发烧友网

在现代电子制造中，微间距QFP/BGA元件焊接、热敏感元件加工以及异形结构二次焊接已成为困扰众多工程师的三大难题。随着QFP封装引脚中心距已达到0.3mm，单一器件引脚数目可达576条以上，传统焊接方式已难以应对如此精细的要求。激光锡焊技术作为一种新型焊接工艺，以其极细的光斑尺寸、局部加热特性和精确的温度控制，正在引领精密电子焊接领域的变革。

01微间距焊接困境

电子元器件小型化已成为不可逆转的趋势，这也带来了前所未有的焊接挑战。在微间距QFP/BGA焊接领域，传统方法已显乏力。

01传统焊接的局限

QFP的引脚中心距已达到0.3mm，引脚数量可超过576条，传统的气相再流焊、热风再流焊及红外再流焊在焊接这类细间距元器件时，极易发生相邻引线焊点的“桥连”。

对于BGA器件，虽然它用面阵布局的铅/锡凸点引脚代替了QFP的四边引线，允许更多的I/O数，但焊接完成后，焊点隐藏在封装下面，肉眼难以判断焊接质量，必须使用X射线检测仪器。

02激光锡焊的突破

激光锡焊技术以其特有的热源性质，光斑可以达到微米级别（最小50um），加工时间由程序控制，精度远高于传统工艺方式。

激光加工精度较高，最小焊盘间距0.1mm，加上局部加热的特性，在很大程度上帮助解决了微间距元件焊接的难题。

非接触性加工，不存在接触焊接导致的应力，细小的激光束替代烙铁头，在工件表面有其他干涉物时，同样便于加工。

02热敏感元件焊接难题-

在电子组装领域，热敏感元件的焊接一直是个棘手问题——既要保证可靠的焊接连接，又要控制热输入避免损坏元件。

01热损伤风险

无铅锡料的广泛应用使得焊接温度显著提高。目前广泛使用的无铅锡料，其熔点大都在220℃左右，比传统Sn-Pb锡料熔点高出30~40℃。为保证锡料熔化后具有良好的润湿性，一般要求激光锡焊峰值温度高达250℃左右。这样的高温对电子组装设备、电子元器件和印制电路板的耐热性提出了更高要求。

02激光局部加热解决方案

激光锡焊是局部加热过程，只对连接部位局部加热，对元器件本体热影响极小。紫宸激光自主研发的激光焊锡设备通过配合高频率温度反馈系统，可以确保焊接温度均一恒定，减少变形和热损伤，也减少锡材熔化带来的不确定因素。

紫宸温控型激光锡焊技术通过红外检测方式，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。再通过PID计算调节，能有效控制激光焊接温度在设定范围波动，避免烧坏产品。

03异形结构的焊接挑战

在汽车电子、航空航天等领域，经常遇到那些形状不规则、结构复杂的异形元件和组装体。传统回流焊的不足是无法对单个元件进行局部加热，导致整个组装件都需要经历高温加热，这会损坏已组装的热敏感部件。热风焊接虽然可以局部加热，但热影响区较大，仍可能影响周边元件。

激光焊接的灵活性

激光锡焊技术为异形结构焊接提供了全新的解决思路。其非接触的特性使得激光束能够以任意角度接近焊接部位，即使是深腔、窄缝或半遮挡区域，也能通过调节激光的入射角度实现精准加热。灵活性好，易于实现多工位装置的自动化。

激光锡焊在电路焊接中无需接触基板和电子元件，是最洁净的加工方式。无耗品，维护简单，操作方便。

04通孔元件激光焊接技巧

通孔元件在电子行业中仍然很常见，激光锡焊为这类元件的焊接提供了新的解决方案。

01焊膏插针技术

焊膏插针法（PiP）或侵入式回流焊法是一种无需单独焊接工艺的技术。PiP利用焊膏印刷和SMT回流工艺来焊接通孔器件，省去了波峰焊或选择性焊接工艺及相关成本。同时，通孔元件与SMT相比具有性能优势，因为它们与符合要求的引线建立了稳固的互连，从而提高了机械和电气可靠性。

02激光焊接的优势与技巧

针对小间距的通孔焊接技术紫宸激光另辟蹊径，提供了一种精准、清洁且高度可控的全新方案。焊接时，激光从顶部加热，让锡膏或锡环熔化后依靠毛细作用及重力的双重作用下，自上而下渗透并填满通孔，实现单面插装元件的焊接。激光加热过程快速而可控，能精确控制热输入，确保通孔内焊料充分填充的同时，避免过度加热。

紫宸激光锡膏自动激光焊锡机的焊接技巧有光斑扫描法、环形光斑法两种工艺方式，在密集通孔元件的焊接中效率提升显著。前者通过调节光斑的大小（0.5~15mm可调），在引脚和焊盘上快速扫描，这种方式能实现均匀加热，避免因局部过热而产生飞溅或碳化，一次焊接多个焊点。后者采用特殊的光学系统产生一个与引脚匹配的环形光斑，能够有效的控制焊接时的热影响区域，降低热线辐射范围。

结语