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激光锡焊与回流焊接焊点对比分析

激光锡焊与回流焊接在焊点影响方面有显著的差异,针对电子装联技术的特点,奥莱光电对两种焊接工艺在对焊点影响方面做以下对比分析:

SMT回流焊工艺加热方式图示

一、精度与控制性:

激光锡焊:提供极高的精度和局部控制能力,能够实现微米级别的焊接点,特别适合高密度封装和微电子组件的焊接。由于其非接触式作业,避免了物理接触造成的损伤,对精密元器件周围的热影响极小。

回流焊接:适用于大面积的SMT组件焊接,通过整个PCB板的加热和冷却循环完成焊接,尽管现代回流焊设备具有精确的温度控制,但相对于激光锡焊,其局部控制性和精确度稍逊一筹。

二、热影响区与应力:

激光锡焊:因局部快速加热和冷却,热影响区小,可显著降低热应力,减少PCB板弯曲、元器件损坏和焊点裂纹的风险。

回流焊接:整个PCB板经历高温循环,热影响区较大,对于热敏感元件可能需要特别保护措施以防止热损伤,长期热暴露也可能导致板翘曲。

三、材料适应性:

激光锡焊:对材料兼容性广泛,包括难以焊接的金属,且对表面状态要求较低,能穿透氧化层进行焊接。

回流焊接:主要针对使用锡膏的SMT组件,对于特定材料或表面处理要求较高的焊接,适应性不如激光锡焊灵活。

激光恒温锡焊系统运行流程图示

四、生产效率与成本:

激光锡焊:单点或小面积焊接,适合高精度和小批量生产,初期设备投资成本较高,但能有效减少后期的返修成本。

回流焊接:适合大规模生产,设备投资相对较低,但批量生产时效率和成本效益明显,对于标准SMT组件的焊接非常高效。

五、环境影响与可持续性:

激光锡焊:产生的废弃物和污染较少,是一种更为环保的焊接方式。

回流焊接:在焊接过程中可能产生挥发性有机化合物(VOCs),需要配备适当的通风和净化系统以减少环境污染。

六、润湿性:

激光锡焊:激光锡焊由于其高精度和自动化程度,可以有效避免润湿不良的问题,因为其加热速度快,热量输入少,且可以精确控制焊接位置。

回流焊接:回流焊接中常见的问题包括润湿不良,即焊点焊锡合金没有很好地铺展开来,从而无法得到良好的焊点并直接影响到焊点的可靠性。润湿不良的原因包括焊盘或引脚表面的镀层被氧化、镀层厚度不够或加工不良等。

激光锡焊焊接样件图示

七、其他影响因素:

激光锡焊:激光锡焊具有加热速度快、热量输入少和热量影响大的优点,焊接位置可以精确控制,焊接过程是自动化的,焊锡量可精确控制,焊点一致性好。

回流焊接:真空回流焊工艺中,器件焊点的Stand-off高度有明显降低,导致焊锡向四周延展,从而产生焊点桥连的风险。

结论:

综上所述,激光锡焊与回流焊接各有优势,选择哪种焊接工艺需要根据具体的应用场景和生产需求来决定。激光锡焊更适合于高精度、小批量、对热敏感元件的焊接,而回流焊接则在大批量生产和标准SMT组件装配上展现出了更高的效率和经济性。随着电子元器件的小型化、精密化趋势,激光锡焊的应用范围有望进一步扩大。

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