什么是激光錫焊？

激光錫焊是一種利用激光作為熱源的精密焊接技術，通過激光加熱焊錫材料，使其熔化并連接電子元件或材料的過程。該技術廣泛應用于需要高精度和高可靠性的領域，如微電子制造、汽車電子、航空航天、醫療器械等行業。

激光錫焊相比傳統焊接技術，具有許多獨特的優勢：

高精度：激光能夠聚焦到微米級別的焊接區域，適合處理微小和復雜的元件。

非接觸式焊接：激光焊接不需要與材料表面直接接觸，因此不會施加機械壓力，特別適合對溫度敏感或脆弱的元器件。

快速加熱與冷卻：激光焊接的熱輸入非常集中，能夠快速加熱并冷卻，從而減少對周圍元件的熱影響。

可控性強：焊接溫度和能量輸出可以通過閉環系統精確控制，確保焊接過程的穩定性和一致性。

激光錫焊被廣泛應用于電子器件組裝、半導體封裝、電路板焊接以及其他需要高精度焊接的場合。

激光錫焊與電烙鐵錫焊的區別

焊接方式的差異

烙鐵錫焊一般采用接觸式焊接，容易造成產品表面劃傷，焊接過程中烙鐵頭會給焊接工件帶來一定的壓力，導致焊點尖銳，存在傳導風險。相比之下，激光錫焊采用非接觸式激光焊接，可以更好地避免這些風險，既不會對產品造成機械損傷，也不會對焊接元器件施加壓力。

焊接適應性的差異

在焊接一些表面復雜的工件時，烙鐵焊接由于烙鐵頭和送絲裝置占用很大空間，工件表面元器件極易對其產生干擾。而激光錫焊送絲裝置占用空間小，不易受干擾。另外激光錫焊鏡頭光斑大小尺寸可進行調整，能適應不同尺寸類型的焊點，滿足更多產品的需求，而傳統烙鐵錫焊設備則需要更換或重新設計烙鐵頭，因此激光錫焊的適應性會更高。

焊接對元器件影響的差異

電烙鐵焊接一般采用傳導擴散加熱，這對于一些本來就對熱敏感的元器件無疑會帶來不利影響，而在激光錫焊過程中，激光只對光斑照射到的部分進行加熱，局部溫度上升很快，可以有效減少對焊點周圍器件的影響。

能耗材料的差異

從節省材料方面來說，在電烙鐵焊接過程中大多利用烙鐵頭來提供所需的能量，但隨著烙鐵頭的老化、磨損等使得溫度達不到焊接的要求，同時接觸式焊接方法造成烙鐵頭磨損嚴重，使得烙鐵頭需要頻繁清理、更換，增加了焊接成本。

從節能角度考慮，由于傳統電烙鐵焊接過程的加熱方式為傳導擴散加熱，因此會造成更多無意義的熱量損失，增加電能的損耗。

焊接精度的差異

由于傳統電烙鐵焊接工藝的限制和控制方式的制約，導致送絲和焊接精度受到限制;激光焊接技術具有快速加熱、快速冷卻的特點，可以使焊接時產生的金屬化合物更加均勻、細小，焊點的力學性能更好。局部加熱更有利于元器件密集、焊點密集的電路板上受熱元器件及熱敏性元器件的焊接，并可減少焊接后焊點間的橋接。

安全可控的差異

非接觸式激光焊接方式減少了松香和助焊劑殘留的風險，減少了有害煙霧和廢棄物的產生，能夠實時精確控制焊點溫度，防止溫度過高導致的產品不良，并且大大降低了焊接工藝的調試難度，減少了對操作人員的傷害。

為什么選擇半導體激光器作為激光錫焊系統的光源

隨著IC芯片設計水平和封裝技術的提高，SMT向著高穩定性、高集成度的小型化方向發展，傳統的烙鐵焊接已不能滿足其生產技術要求。單個元器件的引腳數不斷增加，集成電路QFP元件的引腳間距也在不斷縮小，并向著更精密的方向發展。非接觸式激光錫焊工藝作為彌補傳統焊接方法不足的新型焊接工藝，正以其高精度、高效率、高可靠性等優勢逐漸取代傳統烙鐵焊接，已成為不可逆轉的趨勢。

激光錫焊工藝所用的激光光源主要是半導體光源，近紅外或藍光波段可選，熱效應好，其光束的均勻性激光能量的連續性對焊盤的均勻加熱、快速加熱有顯著的影響，焊接效率高。

半導體激光器的工作原理是通過激勵方式，利用半導體材料中的電子在能帶之間躍遷來發光。利用半導體晶體的解理面形成兩個平行的鏡面，作為反射鏡，形成諧振腔，使光在其中振蕩、反饋和放大，從而產生并輸出激光。

半導體激光器的基本結構屬于半導體的PN結，但激光二極管具有“雙異質結結構”，其中使用不同帶隙的半導體材料層從兩側夾住發光層(有源層)。此外，在激光二極管中，晶體的解理面被用作反射鏡(諧振器)。使用的材料包括鎵(Ga)、砷(As)、銦(In)和磷(P)。在多量子阱結構中，還使用了鋁(Al)和其他元素。

激光二極管的優點包括高效率、體積小、重量輕和價格低。特別是多量子阱結構的效率為20-40%，高能量效率是其最大的特點。此外，其連續輸出波長范圍覆蓋從紅外到可見光，光脈沖輸出可以達到50W(100ns脈寬)，使其成為激光錫焊應用中的理想選擇。

溫度閉環控制在激光錫焊系統中的作用

實時監測和反饋

溫度閉環控制系統通過高速紅外傳感器實時監測焊點的溫度，將溫度數據傳輸至激光控制器，實現焊接過程的實時監控。

精確控制溫度

通過實時數據反饋，激光控制器可以精確調節激光的輸出能量，確保焊點溫度保持在設定范圍內，從而提高焊接質量和一致性。

防止過熱損壞

如果溫度上升過快，閉環控制系統能夠迅速做出反應，降低激光能量或切斷激光輸出，防止器件引線或焊接部位因過熱而損壞。

提高焊接質量

通過精確控制溫度和激光能量，閉環控制系統能有效減少焊接缺陷，如灼傷、虛焊、冷焊等，確保焊接強度和可靠性。

自動化和智能化

溫度閉環控制系統結合CCD圖像監視器，可自動記錄和分析焊接過程中的數據，為質量監控和生產優化提供可靠的依據，提高生產效率和產品質量。

靈活性和可調性

閉環控制系統可以根據不同的焊接任務和材料需求，靈活調整激光能量和工藝參數，適應各種復雜的焊接場景。

奧萊光電激光錫焊系統由多軸伺服模組，實時溫度反饋系統，CCD同軸定位系統以及半導體激光器所構成;奧萊光電通過多年焊接工藝摸索，自主開發的智能型軟釬焊軟件，支持導入多種格式文件。獨創PID在線溫度調節反饋系統，能有效的控制恒溫焊接，確保焊接良品率與精密度。本產品適用面廣，可應用于在線生產，也可獨立式加工。擁有以下特點優勢：

1.采用非接觸式焊接，無機械應力損傷，熱效應影響較小。

2.多軸智能工作平臺(可選配)，可應接各種復雜精密焊接工藝。

3.同軸CCD攝像定位及加工監視系統，可清晰呈現焊點并及時校正對位，保證加工精度和自動化生產。

4.獨創的溫度反饋系統，可直接控制焊點的溫度，并能實時呈現焊接溫度曲線，保證焊接的良率。

5.激光，CCD，測溫，指示光四點同軸,完美的解決了行業內多光路重合難題并避免復雜調試。

6.保證優良率99%的情況下，焊接的焊點直徑最小達0.2mm，單個焊點的焊接時間更短。

7.X軸、Y軸、Z軸適應更多器件的焊接，應用更廣泛。