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松尔德科技实力检测激光锡焊设备在焊接过程中保护被焊电子产品的能力

1.引言

从每年的上海慕尼黑光博会,各大光器件展商参展都会升级出速度更快,性能更稳定,光学质量更高,功率更大的新一代激光器无不闪耀展台。

光器件的发展依然推动着各行各业的发展,例如更高质量的激光打标,切割,焊接,除锈等等。纵观各大厂商的推出的以上高端激光器件甚至高端激光成套激光设备,我们发现,除了打标,切割,焊接,除锈等这类应用以外,还有一种新颖的应用方式:激光锡焊。

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2.激光锡焊的发展及其所面临的问题

众所周知,激光锡焊的发展至今没几年,技术也不太成熟,大部分设备制造商采用的方式和激光打标或者激光焊接原理类似,直接对着需要锡焊的产品开激光,控制激光功率照射焊盘焊料,一般用于需要预先上满焊膏的回流焊范围。

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这种方式虽然拥有了非接触性加工的各种优点,但是温度却不可控,烧坏产品时有发生,而电子行业锡焊主要还是要有稳定的温度来锡焊才能得到合格成品。即便如此,很多电子厂处于各种原因仍然选择了这种类型的激光锡焊设备用来替代烙铁焊机器人。

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温度不可控的激光锡焊设备在电子厂批量化生产不仅仅难以保障产品焊接的质量,还有发生火灾的危险。

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所以企业在为了完成满足激光非接触性焊接的同时,不仅仅要考虑他的可靠性,还要考虑设备的可控性,安全性等等综合性能。

激光技术虽然在飞速发展,激光锡焊设备供应商在更好的服务电子厂的同时,也需要大资金投入研发,将同步技术升级。

让人欣慰的是,最近温控型激光锡焊技术也得到了发展,不少激光设备制造商意识到了温控对电子产品锡焊的重要性,因此也推出了温控型的激光锡焊设备,虽然不太成熟,但给电子产品可控的非接触选择性锡焊带来了福音。

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3.温控型激光锡焊的原理

18年以后,宣传拥有温控型的激光锡焊设备逐渐崭露头角,我们先来了解什么是温控型激光锡焊设备。

温度控制原理为:通过红外检测方式,实时检测激光对加工件的红外热辐射,形成激光焊接温度和检测温度的闭环控制,通过PID的计算调节,可以有效控制激光焊接温度在设定范围波动。由上位机将设定的温度指令传给单片机。单片机控制半导体激光器打开激光;通过光学耦合系统将半导体激光器输出的激光照射到指定焊接区域,同时对激光扫射区域进行测温。在这种焊接模式下,测温数据形成对单片机的反馈,构成闭环控制。使焊接区域温度在设定范围,从而达到控温焊接的过程。

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通过这样一个原理介绍和图形关系,对于温度控制原理就不难理解了。

4.实验及结果讨论

通过以上原理完成温度控制的激光锡焊设备,我们在某电子OEM厂选取目前比较有名且实力比较优秀供应商,带有温控激光锡焊设备的A型设备做一段激光锡焊的实验演示:

4.1实验

根据公开资料显示,使用的波长为915nm半导体激光器,功率50w,光学器件为复合光学镜头,带温度传感器,400um光纤传输,插针件焊锡:

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整个过程焊接没什么问题,但是专业且细心的部分观众可能就有个疑问,这个尖峰到底是什么回事,为什么会在开激光瞬间升到550℃摄氏度,一般的焊盘完全怎么着也用不了这么高的温度,而且是550℃摄氏度没有稳定住,并不符合整个锡焊的过程。

却是,在电子产品锡焊过程中,激光出现突然的尖峰是比较危险的,瞬间温度过高很有可能烧伤甚至击穿焊盘,这是什么原因导致的呢。松尔德科技的研发工程师在产品开发的过程中也遇到过这样的现象,经过严密的分析发现,激光开光瞬间高峰属于激光器的超调现象。超调现象在整个激光行业也比较常见,经常的,激光切割和激光焊接都会有超调现象,对于切割和焊接,这种影响微乎其微,忽略不计,但是到了电子产品锡焊,那就非常致命了。

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至此A公司的温控激光锡焊产品温控性能展示实验暂且完毕。

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