激光錫焊中焊縫堆積的原因是什么？怎么處理？

焊縫堆積是在激光錫焊中可能遇到的問(wèn)題，如果在生產(chǎn)工藝中遇到了焊縫堆積的情況，先要找到引起焊縫堆積的因素，再針對(duì)性的進(jìn)行處理。松盛光電來(lái)給大家解答焊縫堆積的原因及相應(yīng)的解決方案。

焊縫堆積的原因

　錫料供給過(guò)多

送錫裝置參數(shù)問(wèn)題：如果自動(dòng)送錫裝置的送錫速度過(guò)快或者送錫量設(shè)置過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致焊縫處錫料堆積。例如，在一些自動(dòng)化激光錫焊設(shè)備中，送錫電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)]有根據(jù)焊點(diǎn)大小和焊接速度進(jìn)行精確調(diào)整，使得單位時(shí)間內(nèi)供給的錫料超過(guò)了焊縫實(shí)際能夠容納的量。

錫料形狀和尺寸影響：當(dāng)使用的錫絲直徑過(guò)大或者錫膏的粘度較低時(shí)，也容易造成焊縫堆積。比如，對(duì)于精細(xì)的電子元件焊接，本應(yīng)使用直徑較小(如 0.5mm)的錫絲，但錯(cuò)用了 1mm 直徑的錫絲，在相同的送錫速度下，就會(huì)有更多的錫料進(jìn)入焊縫，導(dǎo)致堆積。

激光能量分布不均

光斑特性不良：激光光斑能量分布不均勻，例如光斑中心能量過(guò)高，邊緣能量過(guò)低，會(huì)使錫料在光斑中心過(guò)度熔化。在焊接過(guò)程中，這部分過(guò)度熔化的錫料會(huì)向四周流動(dòng)，但由于邊緣能量不足，錫料無(wú)法及時(shí)被重新熔化和均勻分布，從而堆積在焊縫附近。

光學(xué)系統(tǒng)問(wèn)題：如果激光焊接設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)(如透鏡、反射鏡等)有污垢、損壞或者焦距調(diào)節(jié)不當(dāng)，會(huì)影響激光的能量傳遞和分布。例如，透鏡表面有灰塵，會(huì)使激光發(fā)生散射，改變光斑的能量分布，導(dǎo)致焊縫堆積。

焊接速度與錫料熔化速度不匹配

速度過(guò)慢：當(dāng)焊接速度過(guò)慢時(shí)，在每個(gè)焊點(diǎn)處錫料熔化后有足夠的時(shí)間堆積。比如在焊接印刷電路板(PCB)的過(guò)程中，焊接速度設(shè)置為每秒 1 個(gè)焊點(diǎn)，而錫料熔化速度較快，使得錫料在焊點(diǎn)處不斷積累，形成堆積。

熔化速度過(guò)快：如果激光功率過(guò)高或者錫料的熔點(diǎn)較低，會(huì)導(dǎo)致錫料熔化速度過(guò)快。在這種情況下，即使焊接速度正常，錫料也可能會(huì)因?yàn)閬?lái)不及擴(kuò)散而堆積在焊縫處。

焊縫堆積的不良影響

外觀質(zhì)量下降

焊縫堆積會(huì)使焊點(diǎn)外觀不平整，表面粗糙。對(duì)于一些對(duì)外觀要求較高的電子產(chǎn)品，如智能手機(jī)、平板電腦等，這種不良的外觀會(huì)影響產(chǎn)品的整體質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。例如，在手機(jī)主板焊接中，堆積的焊縫可能會(huì)使主板看起來(lái)不整潔，給消費(fèi)者留下產(chǎn)品質(zhì)量不佳的印象。

電氣性能受影響

過(guò)多的錫料堆積可能會(huì)導(dǎo)致短路。在高密度的 PCB 焊接中，相鄰的焊點(diǎn)或線路之間距離較近，堆積的錫料很容易連接到相鄰的導(dǎo)電部分，造成短路故障，從而影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行。

機(jī)械性能改變

焊縫堆積會(huì)改變焊點(diǎn)的形狀和應(yīng)力分布。不均勻的錫料堆積可能會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)在受到外力作用時(shí)，應(yīng)力集中在堆積部分，降低焊點(diǎn)的抗剪切和抗拉伸強(qiáng)度，使焊點(diǎn)更容易損壞。

焊縫堆積的解決方案

控制錫料供給

校準(zhǔn)送錫裝置：對(duì)自動(dòng)送錫裝置進(jìn)行精確校準(zhǔn)，根據(jù)焊點(diǎn)大小、焊接速度和錫料類型等因素，合理調(diào)整送錫速度和送錫量。例如，在焊接小型芯片引腳時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定合適的送錫速度，一般可以將送錫速度設(shè)置為每秒 0.5 - 1mm(根據(jù)錫絲直徑)，并根據(jù)實(shí)際焊接情況進(jìn)行微調(diào)。

選擇合適的錫料規(guī)格：根據(jù)焊接需求選擇合適直徑的錫絲或粘度合適的錫膏。對(duì)于精細(xì)焊接，優(yōu)先選用直徑較小的錫絲，如 0.3 - 0.5mm。如果使用錫膏，要選擇粘度能夠滿足焊接工藝要求的產(chǎn)品，避免錫膏在焊縫處過(guò)度流淌。

優(yōu)化激光能量分布

調(diào)整光斑能量分布：使用能量均勻分布的激光光斑。可以通過(guò)在光路中添加勻光器等光學(xué)元件來(lái)改善光斑能量分布。例如，采用微透鏡陣列勻光器，能夠?qū)⒓す夤獍叩哪芰糠植甲兊酶泳鶆颍瑰a料均勻熔化，減少堆積。

維護(hù)光學(xué)系統(tǒng)：定期清潔和檢查激光焊接設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)。用專業(yè)的光學(xué)清潔工具和溶劑清洗透鏡、反射鏡等光學(xué)元件，確保其表面干凈、無(wú)損傷。同時(shí)，要正確調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的焦距，保證激光能量準(zhǔn)確地聚焦在焊縫上，以獲得良好的焊接效果。

匹配焊接速度和錫料熔化速度

合理設(shè)置焊接速度：通過(guò)實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，找到焊接速度和錫料熔化速度的最佳匹配點(diǎn)。在保證錫料能夠充分熔化并形成良好焊點(diǎn)的前提下，適當(dāng)提高焊接速度。例如，在焊接 FPC(柔性電路板)時(shí)，根據(jù)錫料的熔點(diǎn)和設(shè)備的激光功率，將焊接速度從每秒 0.5 個(gè)焊點(diǎn)提高到每秒 1 - 1.5 個(gè)焊點(diǎn)，同時(shí)觀察焊縫的形成情況，避免錫料堆積。

控制錫料熔化速度：根據(jù)焊接情況合理調(diào)整激光功率和錫料類型，控制錫料的熔化速度。如果發(fā)現(xiàn)錫料熔化速度過(guò)快，可以適當(dāng)降低激光功率或者更換熔點(diǎn)稍高的錫料。例如，在焊接一些對(duì)溫度敏感的元器件時(shí)，將激光功率從 5W 降低到 4W，同時(shí)選擇熔點(diǎn)稍高的錫 - 銀 - 銅合金錫料，以減緩錫料熔化速度，防止焊縫堆積。