閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
解決方案

淺析:激光錫焊在電子互連領域中的應用

來源:可靠性雜壇2019-09-09 我要評論(0 )   

隨著科技發展,電子、電氣、數碼類產(chan) 品日益成熟並風靡全球,該領域所涵蓋的產(chan) 品其所包含的任何元器件都或許會(hui) 涉及到錫焊工藝,大

 

隨著科技發展,電子、電氣、數碼類產(chan) 品日益成熟並風靡全球,該領域所涵蓋的產(chan) 品其所包含的任何元器件都或許會(hui) 涉及到錫焊工藝,大到PCB板主件,小到晶振元件,絕大多數的焊接需要在300℃以下完成。

現在電子工業(ye) 的芯片級封裝(IC封裝)和板卡級的組裝均大量采用錫基合金填充金屬進行焊接,完成器件的封裝與(yu) 卡片的組裝。例如,在倒片芯片工藝中,釺料直接把芯片連接到基板上;在電子組裝製造中,利用釺料把器件焊接到電路基板上。

錫焊工藝包括波峰焊和回流焊等,波峰焊是利用熔融的釺料循環流動的波峰麵,與(yu) 插裝有元器件的PCB焊接麵相接觸完成焊接過程;回流焊則是將釺料膏或焊片事先放置在PCB焊盤之間,加熱後通過釺料膏或焊片的熔化將元件與(yu) PCB連接起來。

激光錫焊是以激光作為(wei) 熱源,熔融錫使焊件達到緊密貼合的一種釺焊方法。相比傳(chuan) 統錫焊工藝,該方法具有加熱速度快,熱輸入量及熱影響小;焊接位置可精確控製;焊接過程自動化;可精確控製釺料的量,焊點一致性好;可大幅減少釺焊過程中的揮發物對操作人員的影響;非接觸式加熱;適合複雜結構零件焊接等優(you) 點。

按錫材料狀態來劃分可以歸納為(wei) 三種主要形式:錫絲(si) 填充、錫膏填充、錫球填充。

錫絲(si) 填充激光錫焊應用

送絲(si) 激光焊是激光錫焊的一種主要形式,送絲(si) 機構與(yu) 自動化工作台配套使用,通過模塊化控製方式實現自動送錫絲(si) 及出光焊接,具有結構緊湊、一次性作業(ye) 的特點,相比於(yu) 其他幾種錫焊方式,其明顯優(you) 勢在於(yu) 一次性裝夾物料,自動完成焊接,具有廣泛的適用性。

主要應用領域有PCB電路板、光學元器件、聲學元器件、半導體(ti) 製冷元器件及其他電子元器件錫焊。圖1為(wei) 激光送絲(si) 錫焊產(chan) 品圖,可以看到,焊點飽滿,與(yu) 焊盤潤濕性好。

圖1 :激光送絲(si) 錫焊焊點圖

錫膏填充激光錫焊應用

錫膏激光焊一般應用於(yu) 零配件加固或者預上錫方麵,比如屏蔽罩邊角通過錫膏在高溫熔融加固,磁頭觸點的上錫熔融;也適用於(yu) 電路導通焊接,對於(yu) 柔性電路板的焊接效果非常好,比如塑料天線座,因其不存在複雜電路,通過錫膏焊往往達到不錯的效果。對於(yu) 精密微小型的工件,錫膏填充焊能充分體(ti) 現其優(you) 勢。

由於(yu) 錫膏的受熱均勻性較好,當量直徑相對較小,通過精密點膠設備可以精確的控製微小點錫量,錫膏不容易飛濺,達到良好的焊接效果。

基於(yu) 激光能量高度集中,錫膏受熱不均爆裂飛濺,濺落的錫珠易造成短路,因此對錫膏的質量要求非常高,可采用防飛濺錫膏以避免飛濺。

基於(yu) 激光能量高度集中,錫膏受熱不均爆裂飛濺,濺落的錫珠易造成短路(如圖2(a)),因此對錫膏的質量要求非常高,可采用防飛濺錫膏以避免飛濺(如圖2(b))。

圖2:激光錫膏焊焊點圖

錫球填充激光錫焊應用

激光錫球焊是把錫球放置到錫球嘴裏,通過激光加熱熔化後墜落到焊盤之上並與(yu) 焊盤潤濕的一種焊接方法。

錫球為(wei) 無分散的純錫小顆粒,激光加熱熔融後不會(hui) 造成飛濺,凝固後飽滿圓滑,對焊盤不存在後續清洗或表麵處理等附加工序。

通過該焊接方法焊接細小焊盤及漆包線錫焊可以達到很好的焊接效果。

圖3:激光錫球焊焊點圖

激光錫焊技術應用難點

傳(chuan) 統的錫焊,包括波峰焊、回流焊、手工烙鐵錫焊能解決(jue) 的焊錫工藝問題激光錫焊可以逐漸取代,但像貼片錫焊(主要為(wei) 回流焊),目前激光焊工藝還不適用,由於(yu) 激光自身的一些特點,也使得激光錫焊工藝更加複雜,具體(ti) 歸納為(wei) :

1)對於(yu) 精密細微錫焊,工件定位裝夾困難,焊樣及量產(chan) 存在難度;

2)激光高能量密度易導致工件損傷(shang) ,尤其對於(yu) PCB板錫焊,基板及金屬嵌層結構不好極容易燒板,樣品不良率高以致成本高昂使客戶無法接受;

3)激光的能量高度集中易造成錫膏的飛濺,在PCB板錫焊中極易造成短路導致產(chan) 品報廢;

4)對於(yu) 軟線材類,裝夾定位一致性不好,焊樣飽滿度及外觀差異性大;

5)精密錫焊往往有送絲(si) 填充錫料的要求,0.4 mm線徑以下的錫絲(si) 自動送絲(si) 困難。

激光錫焊市場需求概況

激光錫焊在國內(nei) 國外都有不同程度的發展,盡管經過這些年的發展,始終沒有大的跨越和應用拓展,不得不說這是焊接應用的一個(ge) 軟肋。

然而市場需求不斷變化,不但存在縱向數量的增長,而且橫向的應用領域也在不斷的擴展,以電子數碼類產(chan) 品相關(guan) 零部件錫焊工藝需求為(wei) 主導。

涵蓋其他各行業(ye) 零部件錫焊工藝需求,包括汽車電子、光學元器件、聲學元器件、半導體(ti) 製冷器件、安防產(chan) 品、LED照明、精密接插件、磁盤存儲(chu) 元件等;就客戶群來說,其中以蘋果客戶產(chan) 品相關(guan) 零部件衍生出相關(guan) 錫焊工藝需求為(wei) 主導,包括其上遊產(chan) 業(ye) 鏈也相繼尋找激光錫焊工藝解決(jue) 方案,總體(ti) 來看,激光錫焊在目前及未來很長的時間將會(hui) 有驚人的爆發式增長和較為(wei) 龐大的市場體(ti) 量。

全球經濟疲軟的當下,蘋果公司一枝獨秀,其數碼電子產(chan) 品的龐大市場占有量及全球巨量大規模采購帶動了一大批企業(ye) 的業(ye) 務增長,這些企業(ye) 主要的產(chan) 品就是電子元器件,錫焊是其生產(chan) 工藝中必不可少的環節。

亟待工藝突破性需求

包括蘋果公司供應商這樣的企業(ye) ,由於(yu) 生產(chan) 的產(chan) 品是最新最高端的設計,在量產(chan) 過程中會(hui) 碰到棘手的工藝問題,亟需改進和完善。

一個(ge) 很典型的領域就是存儲(chu) 元器件行業(ye) ,磁頭是一種極其精密和工藝要求非常高的存儲(chu) 零部件,磁頭的數據排線一般為(wei) 柔性PCB,貼敷在鋼構體(ti) 上,其一端陣列排布的微細點需預先上錫,微小上錫量隻能顯微鏡觀察下完成,並且對焊接的效果要求極其嚴(yan) 格。

傳(chuan) 統的焊接方式是手工焊,對操作人員的焊接水平要求非常高,勞動力資源的稀缺及流動性給生產(chan) 造成極大不確定性,況且也無法量化工藝標準(沒有工藝參數,完全依靠人為(wei) 感官判斷焊後效果),因此亟需新的焊接工藝來克服技術壁壘。

工藝升級及拓展性需求

激光錫焊能量化工藝參數、提升良品率、降低成本,保證生產(chan) 作業(ye) 標準化。

隨著中國市場勞動力成本的提升以及技能型人才的稀缺,對傳(chuan) 統錫焊領域人工需求慢慢轉化為(wei) 機械化作業(ye) 需求,激光錫焊將突破傳(chuan) 統工藝,引領風騷。從(cong) 目前客戶焊樣的情況看,激光錫焊普及也是大勢所趨。

結論

由於(yu) 激光錫焊具有傳(chuan) 統錫焊無可比擬的優(you) 勢,必將在電子互聯領域得到更加廣泛的應用,具有巨大的市場潛能。

 

轉載請注明出處。

免責聲明

① 凡本網未注明其他出處的作品,版權均屬於(yu) fun88网页下载,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網授權使用作品的,應在授權範圍內(nei) 使 用,並注明"來源:fun88网页下载”。違反上述聲明者,本網將追究其相關(guan) 責任。
② 凡本網注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體(ti) ,轉載目的在於(yu) 傳(chuan) 遞更多信息,並不代表本媒讚同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯係我們(men) 刪除。
③ 任何單位或個(ge) 人認為(wei) 本網內(nei) 容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網提出書(shu) 麵權利通知,並提供身份證明、權屬證明、具體(ti) 鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網在收到上述法律文件後,將會(hui) 依法盡快移除相關(guan) 涉嫌侵權的內(nei) 容。

網友點評
0相關評論
精彩導讀