探秘激光焊锡机多元焊接工艺原理

激光焊锡机是一种利用高能量密度的激光束作为热源，对焊料（如锡丝、锡膏或锡球）进行局部加热，使焊料熔化并形成焊接连接的设备。不同的焊料形式（锡丝、锡膏、锡球）适用于不同类型的焊接任务和应用场景，以下是它们各自的工作原理：

一、锡丝焊接工艺原理

（一）送丝与熔化

紫宸激光焊锡机在进行锡丝焊接时，首先通过送丝机构将锡丝精准地输送到焊接部位。然后，高能量密度的激光束聚焦在焊点位置，激光的能量被锡丝吸收。由于激光的高能量，锡丝迅速升温达到熔点并熔化。

例如，当焊接一个小型的电子元件引脚时，送丝速度会根据焊点大小和焊接要求进行精确控制。一般来说，激光功率会设置在合适的范围，如 30 - 80W 之间，使锡丝能够在短时间内熔化，形成良好的焊点。

（二）润湿与连接

熔化后的锡液在焊盘和元件引脚表面铺展，这个过程称为润湿。锡液会在表面张力的作用下，沿着引脚和焊盘的金属表面流动，填充引脚与焊盘之间的间隙。当锡液冷却凝固后，就会在元件引脚和焊盘之间形成牢固的电气连接和机械连接。

就像在印刷电路板（PCB）上焊接一个芯片引脚，熔化的锡会在引脚和 PCB 焊盘上形成一层薄薄的、均匀的连接层，确保芯片与 PCB 之间的信号能够稳定传输。

二、锡膏焊接工艺原理

（一）印刷与定位

锡膏是一种由锡粉和助焊剂混合而成的膏状物质。首先，通过丝网印刷或钢网印刷的方式将锡膏印刷到 PCB 的焊盘上，锡膏的位置和形状与需要焊接的元件引脚相对应。这个过程要求锡膏印刷的精度较高，以确保每个焊盘上的锡膏量均匀且位置准确。

例如，在手机 PCB 的生产中，锡膏印刷机可以将锡膏精确地印刷到微小的焊盘上，锡膏的厚度通常在几十微米到几百微米之间，这取决于焊点的要求。

（二）激光加热与回流

当元件贴装到印有锡膏的焊盘上后，激光焊锡机的激光束对焊点进行加热。锡膏中的助焊剂在加热过程中会活化，去除焊接表面的氧化物，改善焊接的润湿性。随着温度升高，锡膏中的锡粉颗粒开始熔化，相互融合并与元件引脚和焊盘金属结合。

以电脑主板的焊接为例，激光加热会使锡膏在短时间内达到回流温度（一般在 217 - 220℃左右），锡粉熔化后形成一个完整的焊点，将元件牢固地焊接在主板上。

三、锡球焊接工艺原理

（一）球放置与定位

锡球焊接首先要将锡球放置在需要焊接的位置。这可以通过专门的锡球放置设备或者在某些先进的激光焊锡机自带的球放置模块来完成。锡球的尺寸精度要求很高，通常用于高精度的集成电路封装等领域。

比如在球栅阵列（BGA）封装中，微小的锡球（直径可能在几百微米）被精确地放置在芯片底部的焊球阵列位置或者 PCB 对应的焊盘位置。

（二）激光重熔与连接

激光束聚焦在锡球上，使锡球迅速升温熔化。由于锡球本身是球形，在熔化后会在表面张力的作用下，自动调整形状，与下方的焊盘和上方的元件引脚或芯片引脚紧密贴合。当冷却后，就形成了高质量的焊点。

以高端服务器芯片的 BGA 封装为例，激光重熔锡球能够确保芯片与封装基板之间的大量焊点都能达到良好的电气连接和机械连接，为芯片的稳定运行提供保障。