激光焊錫中虛焊是什么產(chǎn)生的？應(yīng)該怎么解決？

激光焊錫是發(fā)展的非常成熟的一種焊接技術(shù)，但是在一些參數(shù)控制不好的情況下，依然會(huì)產(chǎn)生一些焊接問(wèn)題，比如說(shuō)虛焊的問(wèn)題。松盛光電來(lái)給大家介紹一下激光錫焊中虛焊問(wèn)題產(chǎn)生的原因及其解決方案。

什么是虛焊?

虛焊是指在焊接過(guò)程中，焊料與焊件表面沒(méi)有形成良好的金屬間化合物，只是簡(jiǎn)單地依附在焊件表面，從外觀上看似乎已經(jīng)焊接，但實(shí)際上焊接點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能都不能滿(mǎn)足要求。

虛焊會(huì)導(dǎo)致電子產(chǎn)品的可靠性降低。在機(jī)械方面，虛焊的焊點(diǎn)可能無(wú)法承受正常的應(yīng)力，容易在產(chǎn)品的使用、運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)焊點(diǎn)脫落的情況。在電氣方面，虛焊會(huì)使電路的連接電阻增大，可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸不暢、發(fā)熱嚴(yán)重，甚至引起斷路，使整個(gè)電子設(shè)備出現(xiàn)故障。

產(chǎn)生虛焊的原因是什么？

材料方面

焊件表面處理不佳

焊件表面如果存在油污、氧化層等污染物，會(huì)阻礙焊料與焊件之間的良好接觸。例如，在電子元器件引腳表面如果有一層薄薄的油污，激光錫焊過(guò)程中，焊料很難與引腳的金屬表面真正融合，就容易形成虛焊。

氧化層的存在也會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似問(wèn)題。像銅引腳在空氣中容易氧化生成氧化銅，其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，激光產(chǎn)生的熱量可能無(wú)法有效破壞氧化層，使焊錫不能與銅良好結(jié)合。

焊料質(zhì)量問(wèn)題

焊料的純度、成分不符合要求可能導(dǎo)致虛焊。例如，錫鉛焊料中如果雜質(zhì)含量過(guò)高，會(huì)影響焊料的流動(dòng)性和潤(rùn)濕性。當(dāng)雜質(zhì)使焊料的熔點(diǎn)升高或降低其表面張力時(shí)，在激光焊接過(guò)程中，焊料就不能很好地在焊件表面鋪展，從而產(chǎn)生虛焊。

設(shè)備參數(shù)方面

激光功率不合適

激光功率過(guò)低時(shí)，焊料不能充分熔化。比如，在焊接一些小型精密電子元件時(shí)，需要精確控制激光功率。如果功率不足，焊料只是部分熔化，無(wú)法與焊件形成有效的金屬間化合物，導(dǎo)致虛焊。

激光功率過(guò)高可能會(huì)使焊料過(guò)度飛濺或者焊件表面金屬被過(guò)度熔化、氧化，也不利于良好焊接。例如，在焊接印刷電路板(PCB)時(shí)，過(guò)高的激光功率可能會(huì)損壞電路板的銅箔線(xiàn)路，同時(shí)使焊料飛濺到周?chē)鷧^(qū)域，而焊點(diǎn)處焊料不足，產(chǎn)生虛焊。

焊接時(shí)間不合理

焊接時(shí)間過(guò)短，焊料不能完全熔化和潤(rùn)濕焊件。例如，對(duì)于較厚的焊件或者焊點(diǎn)，如果激光作用時(shí)間不夠，焊料內(nèi)部還未完全熔化就結(jié)束焊接，就會(huì)出現(xiàn)虛焊。

焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致焊料過(guò)度氧化、蒸發(fā)或者焊件變形等問(wèn)題。以焊接一個(gè)帶有塑料外殼的電子元件為例，過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的激光作用可能會(huì)使塑料外殼受熱變形，同時(shí)焊料質(zhì)量下降，產(chǎn)生虛焊。

工藝操作方面

焊件之間的配合間隙不當(dāng)

當(dāng)焊件之間的間隙過(guò)大時(shí)，焊料難以填充整個(gè)間隙。例如，在將一個(gè)芯片焊接到 PCB 板上時(shí)，如果芯片引腳與 PCB 板焊盤(pán)之間的間隙過(guò)大，激光焊接過(guò)程中，焊料不能充分填充間隙，導(dǎo)致虛焊。

間隙過(guò)小也會(huì)有問(wèn)題，可能會(huì)使焊料無(wú)法正常流動(dòng)到焊接部位，或者在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣泡，影響焊接質(zhì)量。

焊接位置不準(zhǔn)確

如果激光照射位置偏離了焊接區(qū)域的中心或者關(guān)鍵部位，會(huì)導(dǎo)致焊料熔化不均勻。例如，在焊接微小的 BGA(球柵陣列)封裝芯片時(shí)，激光需要精確對(duì)準(zhǔn)芯片的焊點(diǎn)，如果稍有偏差，就可能使部分焊點(diǎn)虛焊。

發(fā)生虛焊的問(wèn)題該怎么辦?

材料處理

對(duì)焊件表面進(jìn)行清潔和預(yù)處理是關(guān)鍵。可以使用化學(xué)試劑(如酒精、助焊劑等)清洗焊件表面的油污，采用機(jī)械打磨或化學(xué)方法去除氧化層。例如，在焊接前，用砂紙輕輕打磨銅引腳表面，然后用酒精清洗，這樣可以有效提高焊件表面的可焊性。

選擇質(zhì)量合格的焊料，確保焊料的純度、成分和性能符合焊接要求。

設(shè)備參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)焊件的材料、尺寸等因素，精確調(diào)整激光功率和焊接時(shí)間。可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工藝優(yōu)化來(lái)確定最佳的參數(shù)組合。例如，對(duì)于不同厚度的銅箔電路板，先進(jìn)行小批量的試焊，根據(jù)試焊結(jié)果調(diào)整激光功率和焊接時(shí)間，直到獲得良好的焊接效果。

工藝改進(jìn)

控制焊件之間的配合間隙在合理范圍內(nèi)。在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，對(duì)元器件引腳與焊盤(pán)的尺寸公差進(jìn)行嚴(yán)格控制。例如，在生產(chǎn) PCB 板時(shí)，確保焊盤(pán)的尺寸精度，使芯片引腳能夠與焊盤(pán)有合適的間隙。

采用高精度的定位設(shè)備和焊接工裝，保證激光焊接位置的準(zhǔn)確性。例如，使用視覺(jué)定位系統(tǒng)，在焊接前對(duì)焊接位置進(jìn)行精確校準(zhǔn)，確保激光能夠準(zhǔn)確照射到焊點(diǎn)上。