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激光錫焊相對于傳統烙鐵錫焊工藝的優缺點

2019-09-25 17:01:17 攀登 303

激光錫焊與傳統烙鐵錫焊都是焊接的形式,那激光錫焊與傳統烙鐵錫焊比較來說,到底有什么不同呢?

從微觀角度來分析錫焊過程的物理/化學變化,錫焊是通過“潤濕”、“擴散”和“冶金”三個過程完成的。焊料先對金屬表面產生潤濕,伴隨著潤濕現象發生,焊料逐漸向銅金屬擴散,在焊料與銅金屬的接觸界面上生成合金層,使兩者結合起來。

作為焊錫與烙鐵工藝相比,激光焊接加熱原理上也與前者不同,并非單純的將烙鐵加熱部分更換。激光屬于“表面放熱”,加熱速度快,而烙鐵是靠“熱傳遞”緩慢加熱升溫。

所謂焊錫,包括三個基本步驟,焊錫部位溫度的“預熱”、供給焊錫的“加熱”以及供給后完善塑形的“后加熱”。烙鐵焊錫和激光焊錫的操作工序上是相同的,但是兩種工藝基于不同的熱轉換理論。

烙鐵焊錫的操作工序為:

  1. 將烙鐵加熱至某個溫度

  2. 對準焊錫部位,加熱至可熔溫度

  3. 供給焊錫烙鐵焊接工序如下圖所示:

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另一方面,激光錫焊的操作工序為:

  1. 對焊錫部位進行激光照射

  2. 被照射部位發熱

  3. 底座表面達到可溶溫度

  4. 供給焊錫激光焊接工序如下圖所示:

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烙鐵焊錫依靠烙鐵傳送熱量(熱傳遞),激光焊錫則是被照射部位自身發熱(表面發熱)。這種差別的結果是,烙鐵焊錫時的溫度基本不會大于指定溫度。但是,持續接觸烙鐵,會導致溫度被傳導到周圍。另一方面,激光焊錫時,只有被照射部位局部發熱。而且,跟烙鐵不同,所吸收的能量會增加溫度。因此在進行激光焊錫時,稍不注意會導致加熱過度。所以在進行激光焊錫前,應熟練把握照射能量和時間調節。


溫度過高或過低時,下降的強度

焊錫的成分狀態會隨著溫度的變化而變化,只有在恰當的溫度下,才能保障其強度。

比如,恰當溫度下進行焊錫時,與加熱前相比,焊錫的成分基本沒有變化。但是加熱過度時,成分的變化會導致強度的下降。而且助焊劑的流動性會受到溫度的影響。例如,適溫加熱時,助焊劑先流入焊錫部位,去掉周圍的氧化物和污垢,使焊錫熔接得好。另一方面,過度加熱時,由于焊錫先流入,導致助焊劑的流入受阻。并且,過度加熱易導致基板受損,引起基板開裂。

有人從新技術層面考慮,就用激光焊錫代替了烙鐵焊錫。然而需注意的是,如果沒有從本質上理解激光焊錫的特性,很容易失掉激光焊錫方式的優點。

激光焊錫的優點

激光焊錫可以準確設定加熱條件,彌補烙鐵焊錫的不足,以往難實現的焊錫也可順利完成。

  1. 無接觸,減少基板的負荷。

  2. 加熱和焊料供給,配合自動化,生產出高質量的焊錫產品。

  3. 保養度較高。

  4. 可實現針尖式焊錫(適用于烙鐵無法觸及的狹小部位和精密組裝)。

激光焊錫的有點在于“無接觸”。由于既不接觸基板也不接觸電子零件,進行激光照射焊錫供給,可實現無負荷焊錫。使用針尖式加熱也是其優點之一,適用于狹小部位和精密組裝。而且由于消耗品少,烙鐵更換等每日的維護時間也減少了。

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