激光焊錫中虛焊是什么產(chǎn)生的？應該怎么解決？

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

什么是虛焊?

虛焊是指在焊接過程中，焊料與焊件表面沒有形成良好的金屬間化合物，只是簡單地依附在焊件表面，從外觀上看似乎已經(jīng)焊接，但實際上焊接點的機械強度和電氣性能都不能滿足要求。

虛焊會導致電子產(chǎn)品的可靠性降低。在機械方面，虛焊的焊點可能無法承受正常的應力，容易在產(chǎn)品的使用、運輸過程中出現(xiàn)焊點脫落的情況。在電氣方面，虛焊會使電路的連接電阻增大，可能導致信號傳輸不暢、發(fā)熱嚴重，甚至引起斷路，使整個電子設備出現(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。

氧化層的存在也會產(chǎn)生類似問題。像銅引腳在空氣中容易氧化生成氧化銅，其化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，激光產(chǎn)生的熱量可能無法有效破壞氧化層，使焊錫不能與銅良好結合。

焊料質(zhì)量問題

焊料的純度、成分不符合要求可能導致虛焊。例如，錫鉛焊料中如果雜質(zhì)含量過高，會影響焊料的流動性和潤濕性。當雜質(zhì)使焊料的熔點升高或降低其表面張力時，在激光焊接過程中，焊料就不能很好地在焊件表面鋪展，從而產(chǎn)生虛焊。

設備參數(shù)方面

激光功率不合適

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

激光功率過高可能會使焊料過度飛濺或者焊件表面金屬被過度熔化、氧化，也不利于良好焊接。例如，在焊接印刷電路板(PCB)時，過高的激光功率可能會損壞電路板的銅箔線路，同時使焊料飛濺到周圍區(qū)域，而焊點處焊料不足，產(chǎn)生虛焊。

焊接時間不合理

焊接時間過短，焊料不能完全熔化和潤濕焊件。例如，對于較厚的焊件或者焊點，如果激光作用時間不夠，焊料內(nèi)部還未完全熔化就結束焊接，就會出現(xiàn)虛焊。

焊接時間過長可能導致焊料過度氧化、蒸發(fā)或者焊件變形等問題。以焊接一個帶有塑料外殼的電子元件為例，過長時間的激光作用可能會使塑料外殼受熱變形，同時焊料質(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

當焊件之間的間隙過大時，焊料難以填充整個間隙。例如，在將一個芯片焊接到 PCB 板上時，如果芯片引腳與 PCB 板焊盤之間的間隙過大，激光焊接過程中，焊料不能充分填充間隙，導致虛焊。

間隙過小也會有問題，可能會使焊料無法正常流動到焊接部位，或者在焊接過程中產(chǎn)生氣泡，影響焊接質(zhì)量。

焊接位置不準確

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

發(fā)生虛焊的問題該怎么辦?

材料處理

對焊件表面進行清潔和預處理是關鍵。可以使用化學試劑(如酒精、助焊劑等)清洗焊件表面的油污，采用機械打磨或化學方法去除氧化層。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間?？梢酝ㄟ^實驗和工藝優(yōu)化來確定最佳的參數(shù)組合。例如，對于不同厚度的銅箔電路板，先進行小批量的試焊，根據(jù)試焊結果調(diào)整激光功率和焊接時間，直到獲得良好的焊接效果。

工藝改進

控制焊件之間的配合間隙在合理范圍內(nèi)。在設計和制造過程中，對元器件引腳與焊盤的尺寸公差進行嚴格控制。例如，在生產(chǎn) PCB 板時，確保焊盤的尺寸精度，使芯片引腳能夠與焊盤有合適的間隙。

采用高精度的定位設備和焊接工裝，保證激光焊接位置的準確性。例如，使用視覺定位系統(tǒng)，在焊接前對焊接位置進行精確校準，確保激光能夠準確照射到焊點上。