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激光錫焊中焊點(diǎn)不飽滿怎么辦?

激光錫焊的應(yīng)用行業(yè)非常廣泛,已經(jīng)相當(dāng)成熟了,但是實(shí)際的生產(chǎn)工藝中,難免會(huì)出現(xiàn)一些難以預(yù)料到的問題,比如焊接點(diǎn)不飽滿。松盛光電在激光錫焊領(lǐng)域有十多年的積累,分享在激光錫焊中產(chǎn)生焊點(diǎn)不飽滿的可能原因及相應(yīng)的解決方案。

產(chǎn)生焊點(diǎn)不飽滿的原因有哪些

 (一)焊料因素

焊料量不足

送料問題:在激光錫焊過程中,如果是采用自動(dòng)送料裝置,如焊料膏的印刷設(shè)備或者絲狀焊料的送料機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障,就會(huì)導(dǎo)致焊料供應(yīng)不及時(shí)或量不夠。例如,焊料膏印刷機(jī)的模板堵塞或者絲狀焊料的送料電機(jī)轉(zhuǎn)速異常,使得在焊接時(shí)沒有足夠的焊料來形成飽滿的焊點(diǎn)。

焊料形狀和尺寸不合適:對(duì)于一些特殊形狀的焊件,焊料的形狀和尺寸可能會(huì)影響焊點(diǎn)的飽滿程度。例如,使用的焊錫顆粒過大,在激光熔化過程中,可能無(wú)法充分填充焊件之間的間隙;或者絲狀焊料的直徑過粗,不能很好地適應(yīng)精細(xì)焊接的需求,導(dǎo)致焊點(diǎn)局部缺少焊料。

焊料特性不良

流動(dòng)性差:焊料本身的流動(dòng)性是影響焊點(diǎn)飽滿度的關(guān)鍵因素。如果焊料的成分不符合要求或者含有雜質(zhì),其流動(dòng)性就會(huì)受到影響。例如,焊料中錫的含量過低,鉛的含量過高,可能會(huì)導(dǎo)致焊料在熔化后變得粘稠,難以在焊件表面順利流動(dòng),從而無(wú)法填充整個(gè)焊接區(qū)域,使焊點(diǎn)不飽滿。

潤(rùn)濕性不佳:潤(rùn)濕性是指焊料在焊件表面鋪展的能力。當(dāng)焊料的潤(rùn)濕性不好時(shí),它不能很好地與焊件表面接觸并鋪展。比如,焊料與焊件之間的表面張力不匹配,可能是由于焊件表面有油污、氧化層等污染物,或者焊料自身的配方問題,導(dǎo)致焊料在焊件表面呈球狀而不能充分鋪展,使焊點(diǎn)不飽滿。

 (二)焊接參數(shù)因素

激光功率不足

激光功率過低會(huì)導(dǎo)致焊料不能充分熔化。例如,在焊接多層電路板或者較厚的焊件時(shí),需要足夠的激光能量來使焊料熔化并滲透到各個(gè)連接部位。如果激光功率不夠,焊料只是表面部分熔化,無(wú)法形成足夠的液態(tài)焊料來填充焊接區(qū)域,導(dǎo)致焊點(diǎn)不飽滿。

焊接時(shí)間過短

焊接時(shí)間過短使得焊料沒有足夠的時(shí)間來熔化和流動(dòng)。例如,在焊接一些微小的電子元件時(shí),如 0.4mm 間距的芯片引腳,如果激光作用時(shí)間太短,焊料內(nèi)部還沒有完全熔化就已經(jīng)結(jié)束焊接,無(wú)法在引腳和焊盤之間形成飽滿的焊點(diǎn)。

焊接速度過快

當(dāng)焊接速度太快時(shí),焊料在每個(gè)焊接點(diǎn)的停留時(shí)間過短。就像用畫筆快速涂抹顏料,顏料還沒來得及填滿整個(gè)區(qū)域就被移走了。在這種情況下,焊料不能充分填充焊件之間的間隙,導(dǎo)致焊點(diǎn)不飽滿。

(三)焊件因素

焊件表面狀態(tài)不佳

焊件表面如果存在油污、氧化層、水分等污染物,會(huì)影響焊料的潤(rùn)濕性和流動(dòng)性。例如,在焊接汽車電子部件時(shí),部件表面可能會(huì)殘留一些油污,這些油污會(huì)阻止焊料在焊件表面的鋪展,使焊點(diǎn)不飽滿。

焊件表面的粗糙度也會(huì)對(duì)焊點(diǎn)飽滿度產(chǎn)生影響。如果焊件表面過于粗糙,焊料在流動(dòng)過程中可能會(huì)被凹凸不平的表面阻擋,無(wú)法均勻地填充整個(gè)焊接區(qū)域,從而導(dǎo)致焊點(diǎn)不飽滿。

焊點(diǎn)不飽滿問題應(yīng)該如何解決?

(一)優(yōu)化焊料相關(guān)因素

確保焊料供應(yīng)正常

檢查和維護(hù)送料裝置:對(duì)于自動(dòng)送料設(shè)備,定期進(jìn)行檢查和維護(hù)。例如,清理焊料膏印刷設(shè)備的模板,確保模板的網(wǎng)孔暢通,使焊料膏能夠均勻地印刷到焊件上;檢查絲狀焊料的送料機(jī)構(gòu),保證送料電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和送料速度的穩(wěn)定。

選擇合適的焊料形狀和尺寸:根據(jù)焊件的具體情況,選擇合適形狀和尺寸的焊料。例如,對(duì)于精細(xì)的電子元件焊接,使用顆粒較小的焊料膏或者較細(xì)的絲狀焊料,以確保焊料能夠充分填充焊接區(qū)域。

提高焊料質(zhì)量

選擇優(yōu)質(zhì)焊料:選用純度高、流動(dòng)性好、潤(rùn)濕性強(qiáng)的焊料。例如,在高精度電子設(shè)備焊接中,選擇符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)鉛焊料,其成分經(jīng)過精確調(diào)配,能夠在熔化后很好地在焊件表面流動(dòng)和鋪展,有助于形成飽滿的焊點(diǎn)。

添加合適的助焊劑:助焊劑可以改善焊料的流動(dòng)性和潤(rùn)濕性。在焊接前,可以在焊件表面涂抹適量的助焊劑。例如,對(duì)于表面容易氧化的銅焊件,使用含有活性成分的助焊劑,能夠去除氧化層并提高焊料在焊件表面的鋪展能力,從而改善焊點(diǎn)的飽滿度。

(二)調(diào)整焊接參數(shù)

增加激光功率

根據(jù)焊件的材料、厚度等因素,適當(dāng)增加激光功率。但要注意避免功率過高導(dǎo)致焊料飛濺等其他問題。可以通過試驗(yàn)來確定最佳的激光功率,例如,在焊接一定厚度的電路板時(shí),從較低的功率開始逐漸增加,觀察焊點(diǎn)的飽滿度和其他焊接質(zhì)量指標(biāo),找到合適的功率范圍。

延長(zhǎng)焊接時(shí)間

合理延長(zhǎng)焊接時(shí)間,讓焊料有足夠的時(shí)間熔化和流動(dòng)。在延長(zhǎng)焊接時(shí)間的同時(shí),也要注意防止焊料過度熔化、氧化或者焊件因長(zhǎng)時(shí)間受熱而損壞。例如,對(duì)于一些對(duì)溫度敏感的元件,在延長(zhǎng)焊接時(shí)間時(shí),需要控制好溫度上升的幅度,可以通過調(diào)整激光功率和時(shí)間的組合來實(shí)現(xiàn)。

控制焊接速度

放慢焊接速度,使焊料在每個(gè)焊接點(diǎn)有足夠的時(shí)間來填充焊件之間的間隙。但焊接速度也不能過慢,否則會(huì)影響生產(chǎn)效率。需要根據(jù)焊件的復(fù)雜程度、焊料的特性等因素來確定合適的焊接速度。例如,在焊接有多條引腳的芯片時(shí),適當(dāng)放慢焊接速度,確保焊料能夠在引腳和焊盤之間形成飽滿的焊點(diǎn)。

 (三)改善焊件表面狀態(tài)

清潔焊件表面

在焊接前,使用合適的清潔劑徹底清潔焊件表面。例如,用酒精、丙酮等有機(jī)溶劑清洗焊件表面的油污;對(duì)于氧化層,可以使用機(jī)械打磨或者化學(xué)方法去除。例如,對(duì)于銅焊件表面的氧化銅,可以用砂紙輕輕打磨,然后用酒精清洗,以提高焊件表面的可焊性,使焊料能夠更好地在焊件表面鋪展,從而改善焊點(diǎn)的飽滿度。

改善焊件表面粗糙度:如果焊件表面過于粗糙,可以通過一些加工手段使其表面更加平整。例如,對(duì)焊件表面進(jìn)行拋光處理,或者在設(shè)計(jì)和制造過程中,控制焊件表面的加工精度,使其粗糙度在合適的范圍內(nèi),有利于焊料的流動(dòng)和填充,形成飽滿的焊點(diǎn)。


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