激光錫焊
自動(dòng)激光錫焊系統(tǒng)焊出好的焊點(diǎn)注意事項(xiàng)
激光錫焊系統(tǒng)越來(lái)越流行，激光錫焊也在逐漸取代傳統(tǒng)的焊接方式，激光焊中有很多參數(shù)，要焊出完美的焊點(diǎn)，各個(gè)環(huán)節(jié)都要相互配合。松盛光電來(lái)給大家介紹自動(dòng)激光錫焊系統(tǒng)焊出優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的全流程關(guān)鍵控制要點(diǎn)。
一、焊前準(zhǔn)備：設(shè)備與物料的精準(zhǔn)適配
優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的基礎(chǔ)是 “設(shè)備狀態(tài)達(dá)標(biāo) + 物料預(yù)處理到位”，避免因初始偏差導(dǎo)致焊接缺陷。
1. 設(shè)備校準(zhǔn)：確保核心部件精度
激光模塊校準(zhǔn)：
功率校準(zhǔn)：每生產(chǎn) 8 小時(shí)用激光功率計(jì)檢測(cè)實(shí)際輸出功率(誤差需≤±5%)，若偏差超范圍(如設(shè)定 100W、實(shí)際僅 85W)，需調(diào)整激光發(fā)生器電流;
光斑校準(zhǔn)：通過(guò)光斑分析儀檢查光斑形狀(需為正圓形，無(wú)橢圓或邊緣虛化)，光斑直徑偏差≤0.02mm(如設(shè)定 0.2mm 光斑，實(shí)際需在 0.18-0.22mm 內(nèi))，若偏移需微調(diào)激光頭焦距(焦距誤差≤0.01mm)。
視覺(jué)定位系統(tǒng)校準(zhǔn)：
坐標(biāo)校準(zhǔn)：用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)板(含已知坐標(biāo)的十字標(biāo)記)定位，確保視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別的坐標(biāo)與實(shí)際機(jī)械坐標(biāo)偏差≤0.005mm;
光源適配：根據(jù)連接器材質(zhì)(如金屬外殼用白色同軸光，塑料外殼用藍(lán)色環(huán)形光)調(diào)整光源亮度(500-800lux)，避免反光或陰影導(dǎo)致的定位偏差。
運(yùn)動(dòng)平臺(tái)校準(zhǔn)：
直線度校準(zhǔn)：用激光干涉儀檢測(cè) X/Y 軸運(yùn)動(dòng)直線度(誤差≤0.003mm/m)，若超差需調(diào)整導(dǎo)軌潤(rùn)滑脂或更換滾珠絲杠;
重復(fù)定位精度：連續(xù) 10 次定位同一基準(zhǔn)點(diǎn)，偏差需≤0.002mm，確保每次焊接位置一致。
2. 物料預(yù)處理：消除焊接面干擾
錫膏準(zhǔn)備：
選型適配：根據(jù)連接器引腳材質(zhì)(鍍金用低活性助焊劑錫膏，鍍鎳用中活性助焊劑錫膏)和焊接溫度(無(wú)鉛錫膏選 SAC305.熔點(diǎn) 217℃);
狀態(tài)控制：開封后回溫 2 小時(shí)(避免吸潮)，用錫膏攪拌器低速攪拌 5 分鐘(轉(zhuǎn)速 30r/min)，確保焊粉與助焊劑均勻混合，黏度控制在 120-180Pa?s(用黏度計(jì)檢測(cè))。
連接器與 PCB 處理：
連接器引腳：用無(wú)塵布蘸異丙醇(IPA)擦拭，去除指紋或氧化層(若氧化嚴(yán)重，用 0.3% 稀鹽酸浸泡 5 秒后沖洗烘干)，確保引腳表面光潔度 Ra≤0.8μm;
PCB 焊盤：用等離子清洗機(jī)處理(功率 400W，時(shí)間 20s，氣體為壓縮空氣)，去除阻焊劑殘留或油污，提升焊盤潤(rùn)濕性(接觸角≤30°，用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè))。
二、核心工藝參數(shù)：精細(xì)化調(diào)控激光與焊接過(guò)程
自動(dòng)激光錫焊的參數(shù)需 “針對(duì)性匹配物料特性”，避免 “一刀切”，尤其要控制激光能量輸入節(jié)奏，防止焊點(diǎn)過(guò)熔或虛焊。
1. 激光加熱參數(shù)：分階段控溫
采用 “預(yù)熱 - 熔錫 - 保溫” 三階段加熱模式，根據(jù)錫膏類型調(diào)整，以 SAC305 無(wú)鉛錫膏為例：
| 階段 | 激光功率 | 加熱時(shí)間 | 核心目的 |
|---|---|---|---|
| 預(yù)熱階段 | 30%-40% 額定功率（如 30W/100W 額定） | 0.5-1s | 緩慢加熱，激活助焊劑（去除氧化層），避免助焊劑暴沸 |
| 熔錫階段 | 70%-80% 額定功率（如 70W/100W 額定） | 1-2s | 快速達(dá)到錫膏熔點(diǎn)（217℃），確保焊粉完全熔融 |
| 保溫階段 | 50%-60% 額定功率（如 50W/100W 額定） | 0.3-0.5s | 讓焊點(diǎn)充分潤(rùn)濕焊盤，減少氣泡殘留 |
關(guān)鍵限制：激光加熱時(shí)需監(jiān)測(cè)焊點(diǎn)溫度(用紅外測(cè)溫儀實(shí)時(shí)反饋)，峰值溫度控制在 230-250℃(避免連接器塑料外殼耐溫超上限，通?！?60℃)，升溫速率≤5℃/s，防止熱沖擊導(dǎo)致引腳斷裂。
2. 錫膏點(diǎn)涂與定位參數(shù)
點(diǎn)錫參數(shù)：
針頭選擇：根據(jù)焊盤尺寸(如焊盤直徑 0.3mm，選內(nèi)徑 0.15-0.2mm 的 PTFE 針頭)，避免針頭內(nèi)徑過(guò)大導(dǎo)致錫量過(guò)多;
點(diǎn)錫壓力：0.15-0.25MPa(黏度高的錫膏壓力稍大)，點(diǎn)錫時(shí)間 0.06-0.08s，錫量控制為焊盤體積的 85%-90%(熔融后剛好鋪滿焊盤，無(wú)溢出)。
定位參數(shù)：
視覺(jué)定位精度：連接器引腳與焊盤的對(duì)準(zhǔn)偏差≤0.02mm，同軸度偏差≤0.03mm(用激光同軸度儀輔助檢測(cè));
下壓壓力：定位后用治具輕輕下壓連接器(壓力 3-5N，用壓力傳感器監(jiān)測(cè))，確保引腳與焊盤緊密接觸(間隙≤0.01mm)，避免虛焊。
三、過(guò)程監(jiān)控：實(shí)時(shí)干預(yù)異常情況
自動(dòng)系統(tǒng)需搭配 “在線檢測(cè)模塊”，實(shí)時(shí)捕捉焊接過(guò)程中的異常，避免批量缺陷：
激光能量監(jiān)控：通過(guò)激光能量反饋傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一次焊接的能量輸出，若能量波動(dòng)超 ±8%(如設(shè)定能量 10J，實(shí)際僅 8.5J)，系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)報(bào)警，排查激光發(fā)生器或光路問(wèn)題;
焊點(diǎn)形態(tài)監(jiān)控：在焊接工位旁加裝高速相機(jī)(幀率 1000fps)，拍攝熔錫過(guò)程，若出現(xiàn) “錫膏未完全熔融(表面發(fā)暗)”“助焊劑飛濺” 等情況，系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)記該產(chǎn)品，后續(xù)重點(diǎn)檢測(cè);
溫度曲線監(jiān)控：每塊 PCB 焊接時(shí)，用熱電偶(粘貼在焊盤旁)記錄實(shí)際溫度曲線，若預(yù)熱時(shí)間不足(<0.5s)或峰值溫度超標(biāo)(>250℃)，自動(dòng)調(diào)整下一塊 PCB 的焊接參數(shù)。
