科普：微电子行业必不可少的激光锡焊

随着电子元器件的精、薄、短、小、差异化发展，传统的工艺已经越来越无法满足超细小化电子基板、多层化的点状零件焊接需求。激光锡焊以「非接触焊接、无静电、可实时质量控制」等技术优势逐渐成为弥补传统焊接工艺不足的新技术，并得到了行业的广泛应用。随着市场的要求更多，激光锡焊技术也为电子产业带来更多的发展空间。

激光锡焊原理是利用激光作为加热光源，传输光纤与激光焊接头相互配合，将激光聚焦于焊接区域，激光辐射能转换成热能，熔化锡材，完成焊接。

激光焊接按照锡料状态分为锡膏、锡丝以及锡球激光焊。相比传统波峰焊、回流焊、手工烙铁锡焊等锡焊工艺， 激 光 锡 焊  的 激 光 光 源 主 要 为 半 导 体 光 源（808-980nm）。由于半导体光源属近红外波段，具有良好热效应，其特有的光束均匀性与激光能量的持续性，对焊盘的均匀加热、快速升温效果显著，具有焊接效率高、焊接位置可精确控制、焊点一致性好等优势， 非常适合小微型电子元器件、结构复杂电路板及 PCB 板等微小复杂结构零件的精密焊接。

电子行业是国家战略性发展产业，时下，消费电子行业存量市场空间依然非常大；一方面，个人电脑、平板电脑、智能手机都已经开始进入红海的竞争格局，随之而来的将是各自产品在技术创新上的突破，从而带来新的技术应用和工艺变革。另外，随着技术进一步的创新，在消费电子领域也涌现出一批新产品。如智能手表、智能手环为代表的可穿戴设备、AR/VR、消费无人机等，这些新兴的消费电子产品发展迅猛。

锡联万物。当下，市场正朝着纵向数量的增长和横向应用领域的扩展，随之而来的是市场对电子元器件需求的增长， 锡焊是其生产工艺中必不可少的环节， 因此，包括上游产业链也相继寻找激光锡焊工艺解决方案。相信激光锡焊在目前及未来很长的时间将会有惊人的爆发式增长和较为庞大的市场体量。

1.激光锡膏焊

激光锡膏焊是以激光为热源加热锡膏融化的激光焊接技术。通过将锡膏涂覆在焊盘上，采用激光加热将锡膏熔化然后凝固形成焊点， *** 作比较简单。但由于锡膏是由小颗粒锡珠组合成，在激光光斑作用的边缘由于热量较低导致部分锡珠没有完全熔化而形成残留，对电路板有造成短路的风险，因此，激光锡膏焊尽量采用防飞溅锡膏以避免飞溅的锡珠造成短路。

激光锡膏焊一般应用在微小型的精密零件、工件的加固以及预上锡方面，此外，也适用于电路导通焊接，对于柔性电路板的焊接效果非常好，比如塑料天线座，因其不存在复杂电路，通过锡膏焊往往能达到不错的效果。

2.激光锡丝焊接

激光预热焊件后，自动送丝机构将锡丝送到指定位置后，激光将低于焊件的焊料熔化完成焊接。

激光送丝焊接具有结构紧凑、一次性作业的特点，焊点饱满，与焊盘润湿性好，尤其适合PCB电路板、光学元器件、声学元器件、半导体制冷元器件等集成电路板及其单一电子元器件锡焊。

联赢激光自主研发的 PCB 锡焊倒挂焊接台 是专为 SMT 行业相关 PCB 板激光送丝锡焊工序定制，既支持上下游工序设备的无缝衔接自动生产，也支持手动人工上下料，实现焊接工位的精确快速定位和激光功率的稳定输出，送锡精准且与激光加热协调运作。该设备整机效率高、维护少、焊点质量牢固可靠、成形美观，能帮助客户有效提高焊接质量及效率。

另外，UW这里也要提醒大家， 材料预热、送丝熔化及抽丝离开三个步骤的精准实施是决定激光送丝焊焊接是否完美的关键点。 比方说，预热 PCB 焊盘时，温度一定要严格控制，温度高会对 PCB 焊盘及现有电子元件造成损伤，温度低无法起到预热效果。送丝和离丝速度要快，送丝速度慢，会产生激光烧灼 PCB 的现象，离丝速度慢则会出现多余焊丝堵住送丝嘴的现象。

3. 激光锡球焊

激光锡球焊分为喷球焊接和植球焊接，是一种全新的锡焊贴装工艺。这种工艺的主要优点是能实现极小尺寸的互连，熔滴大小可小至几十微米。能将容器中的锡球通过特制的单锡珠分球系统转移至喷射头，通过激光的高脉冲能量，瞬间熔化置于喷射头上的锡球，再利用惰性气体压力将熔化后的锡料，喷射到焊点表面，形成互联焊点。

由于锡球内不含助焊剂，激光加热熔融后不会造成飞溅，凝固后饱满圆滑，对焊盘不存在后续清洗或表面处理等附加工序。且锡量恒定，分球焊接速度快、精度高， 尤其适合高清摄像头模组及精密声控器件、数据线焊点组装等细小焊盘及漆包线锡焊。

联赢激光自主研发的锡球喷射焊接台采用双工位工作模式，最大限度利用锡球出射头提高焊接效率， 出球速度最快达 3 球/s 。焊接部分搭载直线电机结合送料研磨模组实现短距离平稳启停、长间距快速响应。高标准的重复定位精度保证产品焊接一致性、稳定性。此外，该设备 *** 作简便，焊接过程中无需工具接触，避免了工具与器件表面接触而造成器件表面损伤， 满足精密电子元器件焊接要求的同时，能帮助客户极大程度提高产能。

时下，国内微电子企业PCB、FPCB板主件、晶振元件、倒装芯片等制造过程已经越来越多地使用激光锡焊。具体表现在微电子封装和组装中，激光锡焊已经用于高密度引线表面贴装器件的回流焊、热敏感和静电敏感器件的回流焊、选择性再流焊、BGA 外引线的凸点制作、Flip chip 的芯片上凸点制作、BGA 凸点的返修、TAB 器件封装引线的连接、摄像头模组、VCM音圈马达、CCM、FPC、连接器、天线、传感器、电感、硬盘磁头、扬声器、喇叭、光通讯元器件、热敏元件、光敏元件等传统方式难以焊接的产品上。

在锡焊领域，联赢激光将同轴温度反馈、异形光斑等核心技术应用到其中，拥有激光锡焊实验平台能力、激光锡焊焊后检测能力及DOE验证能力，拥有锡膏焊接头、锡球焊接头、锡丝焊接头、温控仪、送丝机、点胶阀、锡丝（0.3-1.2mm）、锡球（0.1-2.0mm）、锡膏（低、中、高温）等激光锡焊专用焊接部件，并积累大量应用案例。

目前，联赢激光锡焊设备及相关解决方案已广泛应用到汽车制造、消费电子、光通讯、五金家用、航天航空、传感器等行业。

作为智能激光焊接专家，联赢激光自创立以来，始终坚持从实际产业需求出发，紧紧围绕激光焊接开发系列设备及自动化产线，经过16年潜心研发与技术积淀，在动力电池、汽车制造、光通讯、锡焊、塑料焊等近三十个应用领域新工艺、新技术层出不穷，能针对客户不同需求，为客户提供量身定制的激光焊接及自动化解决方案。

激光焊接优点特点和应用领域 目前，市场上使用激光焊接机的企业越来越多，激光焊接机到底有些什么优点而使企业纷纷更换生产工艺，选择激光焊接机呢？激光焊接机的优势主要体现在哪些方面呢？它又适用于哪些领域呢？ 方法/步骤 • 激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70 年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。 与其它焊接技术相比，激光焊接的主要有以下几个优点： • 1、速度快、深度大、变形小 • 2、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 • 3、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 • 4、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 • 5、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 • 6、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接 • 7、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来， 在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 END 激光焊接机应用领域 1. 粉末冶金领域 随着科学技术的不断发展，许多工业技术上对材料特殊要求，应用冶铸方法制造的材料已不能满足需要。 由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造优点，在某些领域如汽车、飞机、工具刃具制造业中正在取代传统的冶铸材料，随着粉末冶金材料的日益发展，它与其它零件的连接问题显得日益突出，使粉末冶金材料的应用受到限制。 在八十年代初期，激光焊以其独特的优点进入粉末冶金材料加工领域，为粉末冶金材料的应用开辟了新的前景，如采用粉末冶金材料连接中常用的钎焊的方法焊接金刚石，由于结合强度低，热影响区宽特别是不能适应高温及强度要求高而引起钎料熔化脱落，采用激光焊接可以提高焊接强度以及耐高温性能。 2. 电子工业 激光焊接在电子工业中，特别是微电子工业中得到了广泛的应用。由于激光焊接热影响区小加热集中迅速、热应力低，因而正在集成电路和半导体器件壳体的封装中，显示出独特的优越性，在真空器件研制中，激光焊接也得到了应用，如钼聚焦极与不锈钢支持环、快热阴极灯丝组件等。 传感器或温控器中的d性薄壁波纹片其厚度在0.05-0.1mm，采用传统焊接方法难以解决，TIG焊容易焊穿，等离子稳定性差，影响因素多而采用激光焊接效果很好，得到广泛的应用。 3. 制造业应用 激光拼焊(TailoredBlandLaserWelding)技术在国外轿车制造中得到广泛的应用，据统计，2000年全球范围内剪裁坯板激光拼焊生产线超过100条，年产轿车构件拼焊坯板7000万件，并继续以较高速度增长。国内生产的引进车型Passat，Buick，Audi等也采用了一些剪裁坯板结构。 日本以CO2激光焊代替了闪光对焊进行制钢业轧钢卷材的连接，在超薄板焊接的研究，如板厚100微米以下的箔片，无法熔焊，但通过有特殊输出功率波形的YAG激光焊得以成功，显示了激光焊的广阔前途。 日本还在世界上首次成功开发了将YAG激光焊用于核反应堆中蒸气发生器细管的维修等，在国内苏宝蓉等还进行了齿轮的激光焊接技术。 4. 生物医学 生物组织的激光焊接始于20世纪70年代，Klink等及jain用激光焊接输卵管和血管的成功焊接及显示出来的优越性，使更多研究者尝试焊接各种生物组织，并推广到其他组织的焊接。有关激光焊接神经方面目前国内外的研究主要集中在激光波长、剂量及其对功能恢复以及激光焊料的选择等方面的研究，刘铜军进行了激光焊接小血管及皮肤等基础研究的基础上又对大白鼠胆总管进行了焊接研究。 激光焊接方法与传统的缝合方法比较，激光焊接具有吻合速度快，愈合过程中没有异物反应，保持焊接部位的机械性质，被修复组织按其原生物力学性状生长等优点将在以后的生物医学中得到更广泛的应用。 5. 汽车工业 20世纪80年代后期，千瓦级激光成功应用于工业生产，而今激光焊接生产线已大规模出现在汽车制造业，成为汽车制造业突出的成就之一。 德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接，90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽车制造，尽管起步较晚，但发展很快。 意大利菲亚特在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接，日本的日产、本田和丰田汽车公司在制造车身覆盖件中都使用了激光焊接和切割工艺，高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多。 根据美国金属市场统计，至2002年底，激光焊接钢结构的消耗将达到70000t比1998年增加3倍。根据汽车工业批量大、自动化程度高的特点，激光焊接设备向大功率、多路式方向发展。 在工艺方面美国Sandia国家实验室与PrattWitney联合进行在激光焊接过程中添加粉末金属和金属丝的研究，德国不莱梅应用光束技术研究所在使用激光焊接铝合金车身骨架方面进行了大量的研究，认为在焊缝中添加填充余属有助于消除热裂纹，提高焊接速度，解决公差问题，开发的生产线已在奔驰公司的工厂投入生产。铭泰激光设备有限公司的激光焊接机性价比高，售后有保障，国内市场占有率高

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