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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

4.2实验

在该电子厂,选取目前同样激光锡焊设备占有一席之地的供应商B型设备做一段激光锡焊的实验:

根据公开资料显示,使用的波长同样为915nm半导体激光器,功率70w,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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从上图锡焊过程可以看到,整个锡焊的过程温度控制波动剧烈,从220℃摄氏度到320摄氏度之间波动,温度波动区间较大,温度控制滞后,激光偶尔强闪。虽然焊接过程完成了,但是对于大部分产品而言,温度控制不准,温度控制跳动幅度较大,温度控制有尖峰,都是致命的,电子产品量产的时候,稍微不小心就有烧伤甚至击穿的现象,带来不可挽回的损失。

还有一个问题就是,蓝色采集线之前的部分为空白,没有采集到温度是什么情况,具体情况不好猜测,暂且略过。

至此B公司的温控激光锡焊产品温控性能展示实验暂且完毕。

4.3实验

现在再来看看愿意公开数据的松尔德科技,同样也作为一家温控激光锡焊设备的研发制造商为我们提供的锡焊数据:

使用的波长为940nm半导体激光器,功率80w,光学器件为松尔德科技光学工程师团队自主研发的五光同轴光学镜头,带温度传感器,400um光纤传输。

依然采用插针件作为实验对象。

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为了全方位展示自己的温控能力,技术人员故意选择一个大焊盘,并且将温度设定为跳跃式升温,从实验数据上看,花式展示了温控模式下,激光加热的焊盘温度牢牢的被锁定在了所需要达到的温度值,并且误差极小。

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焊盘虽然比较大,散热快,但是在温度控制的保驾护航下,曲线并没有出现任何波动,从始至终都保持在设定的温度值直到锡焊完成,焊点实时监控全程记录了焊接的过程,如图11。

5.分析:

先来看看传统锡焊升温过程理论,如图

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在来看看同样条件下温度控制下激光升温的理论图(毫秒)

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激光对升温速度快,而且有温度控制的激光锡焊设备对电子产品的非接触式锡焊的批量化生产提供了更好的保护。

升温速度快得益于光学质量越好,激光的光密度高,能量越集中,升温速度越快,在快速升温的过程中,温度控制能够抑制超调,温控的稳定性抑制温度上下波动,对电子产品锡焊质量的稳定性有着密切联系, 因此光学设计对本系统的重要性举足轻重。经过分析,列举如下:

1.需要能量更加集中,得到更小的光斑。

2 .  需要更高的激光透过率,减少能量损失。

3.需要更小的腰斑直径设计,减少其他器件对激光的遮挡影响。

4.需要更精准的温度控制,需要红外探测光与近红外尽可能的消除色差。

5.需要兼顾可视化实时监控,需要CCD视觉有更清晰的成像光学条件。

6. 需要减少各类光学的反射和吸收,保证光学系统的准确性等。

7. 需要消除阴影的无影光设计,对焊盘的识别更准确。

8.需要有较高的工作距离,防止助焊剂飞溅和烟尘污染对光学器件的损坏等等

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6.结论

本文使用市面上比较有实力的提供温控激光锡焊设备的公司做了三个同类激光锡焊对比试验,试验过程均采用了如上所述的温控闭环反馈系统来实时反馈激光对插针件锡焊过程的温度变化过程,分析了温度控制的原理以及温度波动的原因。经过三个实验,将影响最大的因素——光学系统单独剥离出来分析,利用光学系统将激光聚焦到相对高的能量密度(更小的光斑),得到更快的升温速度,利用sensor高强激光温控仪光学器件集成于光学系统,得到更精准更高速的温度控制数据,用高速CCD相机更快的实时捕捉锡焊画面,实时分析锡焊过程。

松尔德科技的整套温控激光锡焊系统集成度高,激光光斑更小,能量密度更高,激光透过率高达90%-95%,温度控制准确,响应速度更快,符合电子器件厂对产品激光锡焊的各项要求,升级后的光学系统附带的屈光调节系统可改变激光折射率,从而改变光学形态,覆盖的锡焊产品范围更广。

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随着折叠屏和5G通讯,智能汽车时代的到来,FPC软板锡焊,摄像头焊接,光模块锡焊等高科技配件将供不应求,温控型的激光锡焊设备将随着行业深入发展大放异彩。关注激光锡焊应用,关注研发实力雄厚的武汉松尔德科技有限公司,我们将为客户带来最好用的温控激光锡焊设备。

如有疑问欢迎指正。

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