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带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

电子行业日新月异,从最初的的3G-4G到现在的5G通讯技术,目前表火爆的折叠屏,可穿戴设备的轻量化小型化,3C消费类电子等等,无不需要锡焊,今天不谈论SMT的大批量生产,仅讨论SMT后段的漏焊补焊的工艺。传统的方式主要以使用三轴洛铁焊锡机人来完成。这种工艺的方式最大的优点是比较经济,缺点也比较明显,例如热辐射大,烫伤焊盘,精度每隔一段时间就需要校正一次,调机也比较麻烦,洛铁头容易氧化,耗材也伤不起等等。因此,有限工厂就开始寻找替代方式,激光锡焊目前是大部分电子厂所热爱的一类产品。

先来了解激光锡焊

激光锡焊是以激光为热源加热锡膏融化的激光焊接技术,激光锡焊的主要特点是利用激光的高能量实现局部或微小区域快速加热完成锡焊的过程,相对于传统的HotBar锡焊和电烙铁锡焊,激光锡焊有以下几个方面的优点:

带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

图1.激光送锡丝锡焊原理

1.激光加工精度较高,光斑可以达到微米级别,加工时间程序控制,精度远高于传统工艺方式;

2.非接触性加工,不存在接触焊接导致的应力;

3.细小的激光束替代烙铁头,在加工件表面有其他干涉物时,同样便于加工;

4.局部加热,热影响区小;

5.无静电威胁;

6.激光是最洁净的加工方式,无耗品,维护简单,操作方便;

7.以YAG激光或半导体激光作为热源时,可用光纤传输,因此可在常规方式不易施焊部位进行加工,灵活性好,聚焦性好,易于实现多工位装置的自动化等等优点

(以上7项内容引用百度文《激光锡焊的特点》)

于是,就有了第一代激光锡焊系统,也是市面上最常见的标准激光锡焊系统:

带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

图2.市面常见的激光锡焊机

以及目前技术更先进的带CCD视觉的第二代激光锡焊系统

带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

图3.带CCD视觉系统的激光焊锡机

基于工厂的大量调查,这两种激光锡焊虽然满足的激光锡焊以上所述的几项优点,但是有一项确实非常致命的:焊接过程不可控、产品烧伤、击穿现象时有发生,为此企业付出产痛的经济代价和信誉损失的代价。

中国武汉光谷在激光锡焊工艺深耕多年的改革创新型企业松尔德科技的技术团队,对于客户的需求和痛点做了各种总结,并且克服了多重难题,研发出了集成温控远红外传感器,激光,红外指示光,CCD视觉灰度识别光,无影光等多路光集成在一套光学系统里。我们知道,在多光同轴视觉系统里面,每多增加一种单色光,就要引起此束光或者多束光的透过率产生影响,从而改变光学性能,而且每一种光的折射率不一样,通过材料的透过率也会不一样,这就对光学设计人员有极高的专业要求。这也是为什么即使很多公司明明知道这样做更好,但是就是无法推出类似类型的产品。

带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

图4.带温控系统和不带温控系统的激光锡焊区别

松尔德科技的温控锡焊产品将光学设计优化到极致,付出更高昂的镜片加工费用和镀膜工艺,并且将激光控制部分与温度控制部分结合,软件系统做了相匹配的优化,完美解决这一难题,将激光锡焊的过场牢牢掌控,解决工厂顽疾。

带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

图5.武汉松尔德科技新一代温控锡焊光学系统(可自由架设在机械手或者产线上)

集成的温控系统是该系统的新亮点:

带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

图6.常见温控曲线的超调现象和松尔德科技温控曲线的效果

对产品进行多段温度设定后再焊接的温度曲线变化过程:

带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

图7.松尔德科技多段温度控制下温控曲线的效果

在实验的过程我们可以明显看到,温度控制激光锡焊的过程平稳,柔和,火花小,CCD镜头不会产生过度曝光的现象。屏蔽温度控制后,温度不可控,激光将焊盘烧伤产生的光强度非常大,使得CCD系统曝光致盲。

带温度控制的激光锡焊系统和不带温度控制的激光锡焊系统的区别

图8.温度控制和非温度控下锡焊过程的对比

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