激光焊錫中焊錫飛濺是怎么產(chǎn)生的？如何解決？

激光焊錫已經(jīng)發(fā)展的非常成熟了，廣泛的應(yīng)用在電子行業(yè)，新能源行業(yè)，醫(yī)療行業(yè)，汽車制造行業(yè)，航天航空行業(yè)等等。因為激光錫焊工藝影響眾多，如果設(shè)置操作不當(dāng)，還是可能會產(chǎn)生一些瑕疵。松盛光電來給大家分享激光錫焊中焊錫飛濺是怎么產(chǎn)生的，應(yīng)該如何解決避免呢?

焊錫飛濺的原因

激光能量因素

激光功率過高：當(dāng)激光功率超出合適范圍時，焊錫會吸收過多的能量。例如，在焊接小型電子元件時，如果激光功率設(shè)置得過高，焊錫會在極短時間內(nèi)劇烈汽化，產(chǎn)生的蒸汽壓力會導(dǎo)致焊錫飛濺。這就好比在一個小鍋里煮水，火太大時，水會劇烈沸騰并濺出鍋外。

激光能量分布不均勻：激光光斑的能量分布不均勻也會引起飛濺。如果光斑中心能量過強，周圍能量較弱，那么焊錫在中心區(qū)域會迅速汽化，而周邊的焊錫由于能量不足還未完全熔化，這種不平衡會導(dǎo)致焊錫飛濺。

焊料自身特性

焊料成分與雜質(zhì)影響：焊料的成分對飛濺有影響。例如，某些含鉍(Bi)的焊料，其熔點和表面張力特性可能會使焊錫在熔化過程中更容易飛濺。如果焊料中含有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)可能會改變焊錫的物理性質(zhì)，如降低表面張力，使焊錫更容易分散和飛濺。

焊料形狀與尺寸不合適：焊料的形狀(如顆粒大小、絲狀焊錫的直徑等)和尺寸也會影響飛濺情況。如果使用的焊錫顆粒過大，激光瞬間熔化時，由于內(nèi)部和外部受熱不均勻，容易產(chǎn)生飛濺。

焊接環(huán)境與工藝參數(shù)

焊接速度過快：在激光錫焊過程中，焊接速度是一個關(guān)鍵參數(shù)。如果焊接速度太快，焊錫沒有足夠的時間均勻熔化和流動，就會導(dǎo)致部分焊錫被激光能量快速推動而飛濺。這類似于在物體表面快速移動熱源，物體表面的物質(zhì)來不及反應(yīng)就被帶走。

保護氣體流量不當(dāng)：保護氣體在激光錫焊中用于防止焊錫氧化。但是，如果保護氣體流量過大，會對熔化的焊錫產(chǎn)生較大的沖擊力，導(dǎo)致焊錫飛濺。反之，流量過小則無法有效保護焊錫，焊錫氧化后表面張力等性質(zhì)改變，也可能引起飛濺。

焊件表面狀態(tài)不良：焊件表面如果有油污、水分或其他污染物，在激光作用下，這些物質(zhì)會瞬間汽化，產(chǎn)生的氣體可能會沖擊焊錫，導(dǎo)致飛濺。例如，在焊接汽車電子部件時，如果部件表面有殘留的油漬，激光加熱時油漬汽化會引發(fā)焊錫飛濺。

焊錫飛濺的危害

　產(chǎn)品質(zhì)量問題

焊錫飛濺會導(dǎo)致焊點的焊錫量不足，從而形成虛焊或弱焊。例如，在焊接電路板上的集成電路芯片時，飛濺的焊錫可能使芯片引腳的焊點缺少足夠的焊錫來形成牢固的連接，影響芯片與電路板之間的電氣連接和機械穩(wěn)定性。

飛濺的焊錫還可能落在周圍的電子元件或線路上，造成短路。比如，焊錫飛濺到相鄰的兩條未絕緣的導(dǎo)線上，會使這兩條導(dǎo)線連通，引發(fā)電路故障。

工作環(huán)境和設(shè)備維護問題

焊錫飛濺會污染焊接設(shè)備和工作場地。飛濺的焊錫顆?？赡軙街诩す夂附宇^、夾具等設(shè)備上，影響設(shè)備的正常使用和精度。在工作場地，飛濺的焊錫積累多了會增加清潔成本，并且如果進入其他設(shè)備內(nèi)部，可能會引發(fā)故障。

怎么減少焊錫飛濺？

優(yōu)化激光參數(shù)

調(diào)整激光功率：根據(jù)焊件的材料、大小和焊料的類型等因素，精確調(diào)整激光功率。通過試驗和測試，找到既能使焊錫充分熔化又不會引起飛濺的最佳功率值。例如，在焊接 0.5mm 厚的電路板時，先從較低的功率開始測試，逐漸增加功率，觀察焊錫的熔化情況和飛濺現(xiàn)象，確定合適的功率范圍。

改善激光能量分布：采用光束整形技術(shù)，使激光光斑的能量分布更加均勻。例如，使用光學(xué)元件(如勻光鏡)來調(diào)整激光光斑的能量分布，讓焊錫能夠在相對平衡的能量環(huán)境下熔化，減少因能量不均勻?qū)е碌娘w濺。

控制焊料因素

選擇合適的焊料：根據(jù)焊接要求選擇合適成分的焊料，盡量避免使用容易飛濺的焊料。例如，對于對飛濺要求嚴格的精密電子設(shè)備焊接，選擇純度高、性能穩(wěn)定的無鉍焊料。同時，要確保焊料的形狀和尺寸符合焊接工藝要求，如使用合適顆粒大小的焊錫膏。

預(yù)熱焊料：在激光焊接前對焊料進行預(yù)熱，可以使焊料內(nèi)部和外部的溫度差異減小，從而減少因溫度不均導(dǎo)致的飛濺。例如，在焊接較大體積的焊錫塊時，使用預(yù)熱裝置將焊錫預(yù)熱到一定溫度后再進行激光焊接。

優(yōu)化焊接工藝和環(huán)境

控制焊接速度：根據(jù)焊件的復(fù)雜程度和焊料的熔化特性，合理調(diào)整焊接速度。例如，在焊接有多個引腳的芯片時，適當(dāng)放慢焊接速度，讓焊錫有足夠的時間均勻熔化和流動，避免焊錫被快速推動而飛濺。

調(diào)整保護氣體流量：合理設(shè)置保護氣體的流量，以既能有效防止焊錫氧化又不會對焊錫產(chǎn)生較大沖擊力為原則。通過實驗確定最佳流量，例如，在焊接貴金屬焊件時，使用氬氣作為保護氣體，通過逐步調(diào)整流量，觀察焊錫的狀態(tài)，找到合適的流量范圍。

清潔焊件表面：在焊接前，徹底清潔焊件表面，去除油污、水分和其他污染物?？梢允褂没瘜W(xué)清洗劑(如酒精、丙酮等)進行清洗，或者采用物理方法(如超聲波清洗)來確保焊件表面干凈整潔，減少因表面污染物汽化導(dǎo)致的焊錫飛濺。