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    激光錫焊解決方案

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    研發實驗室丨論溫控激光錫焊和非溫控激光錫焊區別
    作者:武漢松爾德科技????? 發布日期:2019-08-01?
      電子行業產品更新日新月異,從最初的的3G-4G到現在的5G通訊技術,目前表火爆的折疊屏,可穿戴設備的輕量化小型化,3C消費類電子等等,無不需要錫焊,今天不談論SMT的大批量生產,僅討論SMT后段的漏焊補焊的工藝。傳統的方式主要以使用三軸烙鐵焊錫機人來完成。這種工藝的方式最大的優點是比較經濟,缺點也比較明顯,例如熱輻射大,燙傷焊盤,精度每隔一段時間就需要校正一次,調機也比較麻煩,烙鐵頭容易氧化,耗材也傷不起等等。因此,有些工廠就開始尋找替代方式,激光錫焊目前是大部分電子廠所熱愛的一類產品。
      
      先來了解激光錫焊
      
      激光錫焊是以激光為熱源加熱焊盤,融化錫絲或者錫膏從而完成焊錫的激光焊接技術,激光錫焊的主要特點是利用激光的高能量實現局部或微小區域快速加熱完成錫焊的過程,相對于傳統的HotBar錫焊和電烙鐵錫焊,激光錫焊有以下幾個方面的優點:
      
      圖1.激光送錫絲錫焊原理
      
      1.激光加工精度較高,光斑可以達到微米級別,加工時間程序控制,精度遠高于傳統工藝方式;
      
      2.非接觸性加工,不存在接觸焊接導致的應力;
      
      3.細小的激光束替代烙鐵頭,在加工件表面有其他干涉物時,同樣便于加工;
      
      4.局部加熱,熱影響區??;
      
      5.無靜電威脅;
      
      6.激光是最潔凈的加工方式,無耗品,維護簡單,操作方便;
      
      7.以YAG激光或半導體激光作為熱源時,可用光纖傳輸,因此可在常規方式不易施焊部位進行加工,靈活性好,聚焦性好,易于實現多工位裝置的自動化等等優點
      
     ?。ㄒ陨?項內容引用百度文《激光錫焊的特點》)
      
      于是,就有了第一代激光錫焊系統,核心系統是激光器搭配一個聚焦鏡,也是市面上最常見的標準激光錫焊系統:
      
      圖2.市面常見的激光錫焊機
      
      以及目前技術更先進的帶CCD視覺的第二代激光錫焊系統
      
      圖3.帶CCD視覺系統的標準激光焊錫機
      
      基于工廠的大量調查,這兩種激光錫焊雖然滿足的激光錫焊以上所述的幾項優點,但是有一項確實非常致命的:焊接過程不可控、產品燒傷、擊穿現象時有發生,為此企業付出慘痛的經濟代價和信譽損失的代價。
      
      中國武漢光谷在激光錫焊工藝深耕多年的改革創新型企業松爾德科技的技術團隊,對于客戶的需求和痛點做了各種總結,并且克服了多重難題,研發出了集成溫控遠紅外傳感器,激光,紅外指示光,CCD視覺灰度識別光,無影光等多路光集成在一套光學系統里。我們知道,在多光同軸視覺系統里面,每多增加一種單色光,就要引起此束光或者多束光的透過率產生影響,從而改變光學性能,而且每一種光的折射率不一樣,通過材料的透過率也會不一樣,這就對光學設計人員有極高的專業要求。這也是為什么即使很多公司明明知道這樣做更好,但是就是無法推出類似類型的產品。
      
      圖4.帶溫控系統和不帶溫控系統的激光錫焊區別
      
      松爾德科技的溫控錫焊產品將光學設計優化到極致,付出更高昂的鏡片加工費用和鍍膜工藝,并且將激光控制部分與溫度控制部分結合,軟件系統做了相匹配的優化,完美解決這一難題,將激光錫焊的過場牢牢掌控,解決工廠頑疾。
      
      圖5.武漢松爾德科技新一代溫控錫焊光學系統(可自由架設在機械手或者產線上)
      
      目前市場上也有科技公司研發帶溫控型的激光錫焊系統,但是據了解即使有溫控,要么溫控并無實際作用,要么溫度控制的超調現象(圖6.a)無法解決,導致燒傷焊盤現象。通過對比有超調顯現的溫控系統和松爾德科技研發的全新一代溫控系統曲線圖(圖6.b),可以做出直觀的判斷:松爾德科技推出的溫度控制系統更加線性符合工廠生產要求。
      
      圖6.常見溫控曲線的超調現象和松爾德科技溫控曲線的效果
      
      然后,再對產品進行多段溫度設定后,再次對產品焊錫的溫度曲線變化過程:
      
      圖7.松爾德科技多段溫度控制下溫控曲線的效果
      
      在實驗的過程我們可以明顯看到,溫度控制激光錫焊的過程平穩,柔和,CCD鏡頭不會產生過度曝光的現象。屏蔽溫度控制后,溫度不可控,激光將焊盤燒傷產生的光強度非常大,使得CCD系統曝光致盲。
      
      圖8.溫度控制和非溫度控下錫焊過程的對比
      
      更進步一部的,我們來看看他的光學性能方面分析數據。
      
      圖9.光學性能數據
      
      由此可以看出,帶溫控的激光錫焊系統為激光錫焊可控過程的提供了更先進的技術支持,并且在實際應用中各項性能都優于不帶溫控系統的激光錫焊系統。因此為了更好的服務自動化行業和電子行業,我們將整套系統集成為整機設備,提供全套解決方案:
      
         
      圖10.溫控激光錫焊系統
      
      作為對高科技有著強烈的執著的松爾德科技研發人員,我們始終把科技創新放在第一位,把最尖端的科技產品,最新的科研成果第一時間分享給用戶,在科技變化日新約異的今天,松爾德人不忘初心,為新時代添磚加瓦。
      
      感謝您的閱讀。(原創內容,轉載請說明出處)



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