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揭秘!高品质PCB无缺陷焊接的激光焊锡技术关键点

高工
2025-11-20 13:40:01     打赏

随着电子产品向微型化、高密度化发展,PCB焊接面临超细元件、多层结构和热敏感材料的挑战。激光焊锡技术凭借其非接触、高精度和热影响小的特性,成为解决传统焊接缺陷的关键方案。

一、适合激光焊锡的PCB特性

激光焊锡工艺虽然在PCB电子行业的使用十分广泛,对一些特定PCB类型具有不可替代性,但是激光焊锡并非万能解方,也有其做不了的产品。那怎样的产品是激光焊锡做不了的呢?

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基板与结构缺陷类PCB


· 金属嵌层结构不良的PCB:基板内金属层(如铜箔)与绝缘层热传导不匹配时,激光高能量密度易导致局部过热,引发烧板、分层甚至碳化,不良率显著升高 。

· 高导热基板(如铝基板) :需严格控制激光参数,否则热量被快速传导分散,焊点难以达到熔锡温度,导致虚焊 。


光学与材料交互限制类PCB

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·反射材料焊接困难:如长针脚的插针类产品由于表面光滑,引出电路板过长容易出现物理性反光折射,从而引发焊接不良,需额外预处理。

·含炭黑填充的黑色塑料基板:黑色材料容易吸收激光的高能量,容易出现热传递升温烧板的情况,如汽车电子中的黑色PPS、PEEK材料,通孔底板为黑色塑料等。

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元器件与设计限制类PCB



·无导通孔的FPC柔性电路板) :激光无法穿透FPC直接加热焊盘,导致热量不足,连接失败 。

·含大颗BGA/QFN的FPC:FPC机械强度低,直接焊接大尺寸器件易因热应力变形,推荐改用连接器或软硬结合板 。

·需压力辅助焊接的元件:如某些插针件,激光非接触特性无法施加压力,导致焊料润湿不充分 。


经济性与适配性短板

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· 设备专用性强:多数激光焊锡机为定制化设备,切换产品需重新调试,综合成本高于通用型回流焊 。

· 产品附加值低:由于激光焊锡机相对于同等配置的传统焊锡设备价格相差较大,对于附加值不高的产品难以短期内实现成本回报。

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二、无焊接缺陷的关键控制点


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温度精准调控:虚焊主因是激光停留时间或温度不足,需通过闭环温度控制系统实时监测,确保焊点恒温(如±5℃精度)。



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焊料工艺选择:锡丝焊适用于插针件、通孔插件,需控制送丝速度匹配激光加热节奏;锡膏焊通过预填充锡膏适用于光通讯模块等精密领域,需避免氧化;喷锡球焊适合机械硬盘磁头、BGA芯片、手机摄像头等微焊点(锡球直径0.07–2.0mm)。



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参数优化与设备选型:激光功率、速度、光斑大小需根据PCB厚度、焊盘尺寸动态调整。例如:多层板需降低功率防止内层损伤;微型元件需最小0.2mm光斑聚焦,采用同轴CCD定位系统,实现“所见即所得”的对位精度焊接。



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全过程质量监控:在线AOI系统,100%焊点检测,识别200+缺陷类型。

三、激光焊锡机的精度水平

在所有PCB焊接工艺中,激光焊锡机处于最高精度梯队:

微米级光斑控制:最小光斑直径达0.2mm(传统烙铁焊≥0.5mm),可焊接01005超小型元件。

定位精度优势:机器人+机器视觉系统实现±5μm级重复运动精度,远超传统工艺;同轴CCD技术消除视觉偏差。

热精度对比:热影响区小,局部加热仅作用于焊点。

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激光焊锡工艺通过温度闭环控制、参数智能优化及微米级精度,实现了PCB焊接“零缺陷”的突破。随着半导体激光器与AI算法的融合,未来将在5G、AI芯片封装领域进一步替代传统工艺,成为高可靠性电子制造的基石。



专家
2025-11-20 14:10:43     打赏
2楼

看着就高大上,调试也不容易。非人家里,还是只能手动焊接了。也许将来某一天,咱们国家能降低成本,让激光焊接元器件更便宜,能进入家庭,就像其它高科技产品一样。

要是有一天,家里安排上从沙砾到晶圆、到制造半导体器件的全套设备。这在现在就是痴心妄想。谁知道呢,没准儿将来真就能实现,比如有钱人,或者疯狂的电子爱好者。哈哈哈哈哈


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