92、激光与热棒焊接技术全解析

激光与热棒焊接技术全解析

1. 激光焊接技术

1.1 CW扫描激光焊接

CW扫描激光焊接与单点激光焊接形成鲜明对比，它依靠更大、散焦的移动光束来实现加热。光束尺寸可能是最窄引脚或焊盘尺寸的数倍。在这种技术中，激光束通常会溢出到基板材料上，照射引脚、焊盘或引脚 - 焊盘组合以及焊盘间的电路板表面。
由于使用了更大的光束直径，可以采用长焦距透镜和较大的激光光斑尺寸。这在最终光束直径和透镜到电路板表面的工作距离方面提供了较宽的工艺窗口。激光光斑的移动速度要确保电路板受到的光束照射低于激光损伤阈值。它能充分加热引脚 - 焊盘组合、焊剂和电路板，使焊料改变状态。
这种技术的一种变体是利用正交安装的检流计移动Nd:YAG激光束，使其围绕位于电路板焊盘上的表面贴装器件的周边移动。光束以高速反复围绕表面贴装器件移动，直到所有引脚加热到焊料液相线温度。当光束关闭时，焊料凝固，形成焊点。同样的检流计驱动技术已作为BGA返修工具获得商业认可。将略微散焦的激光束对准BGA本体，光束以低于封装材料激光损伤阈值的速度快速围绕封装体移动。每移动一次，组件温度就会升高一些，最终熔化BGA焊点。在焊料仍处于熔融状态时，使用自动真空拾取工具移除封装体。可以使用相同的技术安装新的BGA。这种方法可应用于任何类型的返修，不过与BGA情况不同的是，目标是组件引脚和焊盘而非本体。

1.2 多光束激光焊接

使用激光的一个吸引人之处在于其光束可以分割，以便在一个工位内多次使用，甚至可以在两个或多个工位之间共享。可以通过使用分叉光纤或分光镜来实现光束分割。单个激光腔的光束可以双工，同时焊接表面贴装组件的两侧。完全有可能在两个或多个激光焊接工位之间同时或以分时方式共享一个公共光束。