激光焊锡详细介绍 版本
激光焊接基础知识精编版
米亚奇公司Nd （枚）：YAG 激光器激光焊接指南UNITEK MIYACHI■CORPORATION米亚奇公司2003年版此处包含的材料，未经米亚奇公司书面同意，严禁复制或用于任何用途联系方式：米亚奇公司Myrtle 大道 1820 号蒙罗维亚 CA, 91017-7133Tel.: 626 303 5676 Fax: 626 599 9636最新资料推荐目录1.激光基础1.1介绍1.2激光产生的原理1.3 Nd:YAG激光的介质1.4泵浦源1.5谐振器1.6激光安全2.激光焊接基本原理2.1脉冲激光焊接2.1. 1实时功率反馈2.1.2输出功率斜波2. 1. 3脉冲的成形2. 1.4时间的分配2. 1. 5能量分配2. 1. 6光束的传输2.1.7聚焦头2. 2激光是怎么实现焊接的2. 3主要焊接参数2. 3. 1接缝设计与配合2. 3. 2部分聚焦2. 3. 3材料的选择和其表面镀层2. 4激光的参数2. 4.1名词术语2. 4. 2光学系统2. 4. 3聚焦镜片2. 4. 4峰值功率和脉冲宽度2. 4. 5接缝的焊接2. 4. 6保护气体2. 5焊接举例長新资料推荐1.激光基础1.1介绍"激光” —词是 Light Amplification by Stimulated Emission of激光利用峰值功率进行焊接，反之连续激光使用的是平均功率，这使得脉冲激光只用很小的能量就能实现焊接，并形成了更小的热影响区，脉冲激光焊提供了无与伦比的点焊性能和极低的焊接热输入，米亚奇的就是脉冲激光焊机。
1. 2激光产生的原理激光本质上是分三步产生的，发生几乎是瞬间的。
1.泵浦源给介质提供能量，将介质内部原子激活，使得带电原子暂时被激发到高能级，处在此活跃级的带电原子是不稳定的，于是跃迁到低能级，在这个过程中，从泵浦源吸收能量的电子释放多余的能量并辐射出一个光子，这个过程叫做自发辐射，通过这种方式产生的光子是激光的种子。
自动焊接机 pcb激光焊锡机 简介
自动焊锡机
自动焊锡机由WELLER温控器+ WELLER发热芯+双轴/三轴/四轴运动平台+手持编程器组成。
大功率真加热控制器，保证焊接的稳定性。
具有侧点功能，防止由于针脚不齐面引起焊接不良的情况，具有自动清洗功能，程序更加优化，达到很高生产效率，高清密送锡机构，低噪音，高精度。
产品概述：
LHZ-300N自动焊锡机主要应用于电子制造业，主要针对回流焊、波峰焊等生产设备很难达到的工艺制程以及焊锡加工，特别适用于混装电路板、热敏感元器件、SMT后端工序中敏感器件的焊接，广泛应用于PCB焊线、充电器插头焊接、连接器焊接、DC端子加锡、LED灯带连接等领域。
自动焊锡机器人代替人工焊接，提高工作效率，改善焊接质量。
产品特写：
1、灵活多样的焊锡方式，具有点焊、拖焊（拉焊）等功能，并也内置打螺丝、点胶及搬运程式。
2、设备可存储操作程序，同一机器可对不同产品进行焊锡加工。
3、设备机械手臂均为铝型材开模铸造，不变形、不生锈、运行稳固。
4、设备编写工作程序可进行点到点、块到块的复制，缩短程序编写时间。
5、设备具有自动清洗功能，一定程度上稳定了焊锡加工质量与延长烙铁咀使用寿命。
6、多轴联动机械手，全部采用精密步进马达驱动及先进运动控制算法，有效提升运动定位精度和重复精度。
设备组成：
基本参数：
适用范围：
电子汽车、集成电路、印刷电路、彩包液晶屏、马达、对温度敏感的电子元件焊接、连接器（CONNECTOR）、排线、细小的CABLE、喇叭和马达等。
公司网站：东莞市塘厦领航者自动化设备厂，主要从事非标自动化设备的研发制造和销售为一体的企业。
激光焊锡技术及工艺要求【详解】
以下为激光焊锡的工艺技术和性能特点，一起来看看吧。
一、激光焊锡的工艺参数。
1、功率密度。
功率密度是激光加工中最关键的参数之一。
采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。
因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。
对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。
因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。
2、激光脉冲波形。
激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。
当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。
在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。
3、激光脉冲宽度。
脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。
4、离焦量对焊接质量的影响。
激光焊接通常需要一定的离做文章一，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。
离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。
离焦方式有两种：正离焦与负离焦。
焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。
按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。
负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。
实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。
与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。
当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。
所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。
二、激光焊接工艺方法：1、片与片间的焊接。
包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。
激光焊接使用说明
激光焊接使用说明
激光焊接是一种利用激光束对材料进行焊接的技术。
激光焊接具有高能量密度、高精度、高速焊接等特点，广泛应用于金属材料的焊接加工领域。
以下是激光焊接的使用说明：
1. 准备工作：首先，确定待焊接的材料类型和厚度，选择合适的激光焊接机器。
然后，确保焊接机器的工作环境清洁、稳定，并进行必要的校准和调试。
2. 材料准备：将待焊接的材料进行清洁、除油、除尘等处理。
对于不同类型的材料，可能需要进行预处理，如表面涂层、切割等。
3. 安全措施：在进行激光焊接时，务必佩戴防护眼镜，以防止激光对眼睛造成伤害。
确保工作区域没有其他人员进入或对焊接过程产生干扰。
4. 焊接参数调整：根据焊接材料和厚度的不同，需要调整激光焊接机器的参数，如功率、波长、焦距等。
通常，通过测试焊接样品来确定最佳参数。
5. 焊接操作：将激光焊接机器对准焊接部位，调整焦距和焊接速度，开始焊接。
保持稳定的手持或固定焊接头，保持均匀的焊接速度和焊接压力，以确保焊接质量。
6. 焊接质检：完成焊接后，检查焊缝的质量和强度。
如果需要，可以进行非破坏性测试或破坏性测试来验证焊接的质量。
7. 后续处理：根据需要，可以进行后续处理工艺，如抛光、清洗、热处理等，以达到所需的外观和性能要求。
需要注意的是，激光焊接是一项高精密度的工艺，对操作者的要求较高。
在使用前，务必熟悉和掌握激光焊接机器的操作手册，并在安全规范下进行操作。
激光锡膏焊工艺
激光锡膏焊工艺
激光锡膏焊工艺是一种使用激光作为热源，将锡膏熔化并填充在焊盘上的焊接工艺。
该工艺通过将锡膏涂覆在焊盘上，采用激光加热将锡膏熔化然后凝固形成焊点，操作比较简单。
激光锡膏焊工艺具有以下优点：
1.非接触加热，适用于焊接复杂结构零件。
2.激光光束直径小，热量集中，定位精度高，可实现精密焊接。
3.加热速度快，热量输入少，热影响区小，焊点一致性好。
4.可焊材料范围广泛，包括各种金属、陶瓷、玻璃等材料。
5.焊后无需进行二次加工，表面光滑美观。
激光锡膏焊工艺的应用范围广泛，包括电子元件的焊接、微电子器件的封装、太阳能电池的焊接等。
在具体应用时，需要根据不同的材料和工艺要求选择合适的激光功率、波长和脉冲宽度等参数，以保证焊接的质量和效果。
激光焊接技术简介
第二章 激光焊接的根本原理
激光产生的三要素
三要素：鼓励源，工作介质，谐振腔
1.鼓励源 要想把处于低能态的粒子送到高能态去，就得有外力借助
工具来实现。这个过程类似于把水位很低的河水或井水抽 运到水塔上的蓄水池里，必须要有足够功率的水泵作功才 成。同理，要实现粒子数反转，首先必须消耗一定的能量 把大量粒子从低能级“搬运〞到高能级，这种过程在激光理 论上叫做泵浦或鼓励。由于其作用原理和水泵抽水相类似， 所以把能使大量的粒子从低能态抽运到高能态的鼓励装置 通称之为“光泵〞。
第二章 激光焊接的根本原理
三、谐振腔 适宜的工作物质有了，实现粒子数反转的鼓励源有了，
这下子该“激〞出激光了吧!还不行，因为人们在实验中发现 这样虽然可以产生受激辐射，但非常微弱，根本形不成可供人 们使用的激光。这很自然的使人们想到了采用放大的方法来解 决这个问题，于是出现了光学谐振腔。即利用两个面对面的反 射镜，使放大了的光在镜间来回被反射，反复通过镜间的介质 不断再放大，即反响放大。两个反射镜可以是平面，也可以是 球面。
第二章 激光焊接的根本原理
从图上可以看出，凡非腔轴方向的自发辐射，尽管它也可以诱 发激发态上的粒子产生光放大，但因介质体积有限，腔侧面又 是敞开的，终将逸出腔外。所以，产生激光的作用不大。唯独 沿腔轴方向的自发辐射才起作用。每当它碰到镜面时，便被反 射沿原路折回，又重新通过介质不断诱发激发态上的粒子产生 受激辐射光放大。由于受激辐射光在腔镜间往返运行，介质被 反复利用，腔轴方向受激辐射光就越来越强。其中一局部从局 部反射镜端射出，这就是激光；
第二章 激光焊接的根本原理
而其余局部留在腔内继续反响放大以维持不断的向外辐射激 光，如下图。介质内部沿纵轴方向偶然弱小的自发辐射经过 振荡和放大，最终形成强大的激光辐射过程就叫激光振荡放 大。由于光速极快，所以此过程极短。
激光焊锡机工作原理
激光焊锡机工作原理
激光焊锡机主要由激光发生器、聚焦镜、光学系统、控制器、机械系统及电源系统等组成。
激光焊接是在高能量密度的激光束激发下，利用光学系统将激光聚焦在工件上，使其局部熔化，而不损伤工件。
当激光束作用于金属材料时，由于光的反射、折射和散射等作用，会在金属材料表面产生一定的能量密度，当这种能量密度大于金属材料的熔点时，就会使金属材料局部熔化而形成熔池。
激光焊接方法是在没有熔化和融化金属的情况下使工件完成焊接。
激光焊的工作原理：
当用一束强脉冲激光照射到需要焊接的工件表面时，由于强脉冲激光与工件表面的相互作用力很大，可使被焊区域产生熔化或半熔化状态。
在此状态下进行焊接时，焊料的熔化和蒸发速度很快，因此焊接时间非常短。
由于在此焊料的熔化和蒸发速度较快，因此可以利用大输出功率脉冲激光对小直径和薄壁材料进行焊接。
通过调节激光器输出功率、聚焦镜焦距、焦点位置、光斑大小等参数可以实现对焊料熔池形态和尺寸的控制。
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激光焊接的工作原理及其主要工艺参数
激光焊接的工作原理焊接技术主要应用在金属母材热加工上，常用的有电弧焊，电阻焊，钎焊，电子束焊，激光焊等多种，研究表明激光焊接技术将逐步得到广泛应用。
1. 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。
电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法，它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。
但上述各种焊接方法都有各自的缺点，比如空间限制，对于精细器件不易操作等，而激光焊接不但不具有上述缺点，而且能进行精确的能量控制，可以实现精密微型器件的焊接。
并且它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。
激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下，诱导高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出相同能量的光子。
激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。
激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接，这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。
激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究，从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用，经历了近半个世纪的发展。
由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点，近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段，越来越广泛地应用在汽车、航空航天、造船等领域。
虽然与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵、一次性投资大、技术要求高的问题，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线。
2. 激光焊接原理2.1激光产生的基本原理和方法光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。
微观粒子都具有一套特定的能级，任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态，物质与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。
光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h。
爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。
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维持焊点温度恒定，动态控制激光功率； 采用数字PID算法，控制系统稳、准、快； 焊点温度100-600 ℃连续可调； 精确控温＜5 ℃； 可编程设计能独立为不同焊盘调节各项参数满足
不同材质、大小焊盘的需要； 可实现梯度式加热功能。
控制原理
基本参数
激光功率：30W、50W、80W 冷却方式：风冷 激光透过率：>85% 聚焦光斑尺寸：1mm 1mm 工作距离：80mm 工作模式：恒功率模式、恒温度 扩展功能:连续、单脉冲（0.1-60S）
2. 非接触性加工，不存在接触焊接导致的应力； 3. 细小的激光束替代烙铁头，在加工件表面有其他干涉物的时，同
样便于加工。 4. 局部加热，热影响区小。 5. 无静电威胁。 6. 激光是最洁净的加工方式，无耗品，维护简单，操作方便。
应用领域
在极细同轴线与端子焊，USB排线焊、软性线路板FPC 或硬性线路板PCB焊，高精密的液晶屏LCD、TFT焊及高频传 输线等方面，由于对于精密加工的要求越来越高，而且基于 线材品质的需要，传统工艺已难以有效解决相关问题。
2. 焊接效果
焊锡前
焊锡后
实际案例
案例二
1.规格 焊盘尺寸: 线材尺寸: 焊盘间距： 端子数量： 焊接时间：
0.22mm 0.80mm 0.07mm(40~42AWG) 0.2mm 单面30个 <10s
2. 图例
(二)、恒温激光锡焊系统
恒温激光锡焊系统（卧式小巧型）
恒温激光锡焊系统（立式）
(一)、激光高速精密微锡焊系统
常规锡焊所面临的困难
1. 随着线材加工的工艺和技术发展，针对连接器、PCB和端子尺寸 的进一步微小化，传统的HOT BAR锡焊和电烙铁锡焊存在工艺瓶 颈，无法高效的实现微小器件的精密焊接；
2. 随着线材传输品质、速率要求的提升，传统HOT BAR焊和电烙铁 焊等接触性焊接工艺， 存在对线材和传输性能伤害的隐患；
特点
焊点温度恒定 温度设定简单 可单脉冲或连续模式加热焊点温度保持恒定 CCD成像动态观察加工情况 激光、CCD、测温三点同轴避免复杂调试 可编程能力实现温度连续梯度型加热
应用范围
适用PCB板点焊，焊锡，金属、非金属材料焊接，塑 料焊接，烧结，加热等，由于具有对焊接对象的温度 进行实时高精度控制等特点，尤其适用于对于高度敏 感的高精度焊锡加工。
3. 加工工件表面比较复杂时，电烙铁等接触性加工方式容易产生干 涉，需非接触性且高精度的加工方式。
4. 当存在热敏器件，不宜使用传统的整版加热的焊接手段。 5. 传统的加工方式例如烙铁和HOTBAR焊接属于压接焊接方式，有
应力接触，在一些高端传输领域，存在着传输风险。
激光焊锡的优点
1. 激光加工精度较高，光斑可以达到微米级别，加工时 间程序控制，精度远高于传统工艺方式；
激光锡球焊接的优点
1. 锡球焊接使用于精度非常高，加工材质对于温度 比较敏感，不适宜于直接照射；
2. 锡球的范围较大，锡球直径从50um~760um， 适用于这个范围要求内的精密焊接。
技术特点
锡焊：0.05~1mm
锡焊：0.05mm、0.2mm、 0.5mm、0.7mm
系统介绍
激光功率:
10W~300W
焊点尺寸:
0.05~0.80mm
设备体积：
1300mm1100mm 650mm
控制和操作系统
CCD监控系统
光学和激光系统 三维平台系统
整机由光学和激光系统、三维平台系统、CCD同轴监控系统、 控制和操作系统及冷却系统组成。
系统对焊料方式的兼容性
1、采用锡膏焊料； 2、预上锡焊料
• 单脉冲应用且容易造 成焊点烧毁
• 需要独立的成像系统 • 独立测温系统不能满
足实时温度控制需要 • 完全无法实现梯度加
热功能
技术特点
同轴的CCD成像系统让焊点清晰的呈现在眼前 同轴红外测温装置避免复杂的光学对光调试 完美解决了焊点、引导光、成像点，探温点四点
重合问题 温度值直接输入无需任何实验
激光焊接过程示意
激光加工过程温度监控曲线
Open loop Closed loop
样品图片
(三)、激光精密熔滴焊接系统
工作原理
位置补偿
图象检测
激光焊接
工作原理及特点
激光通过光纤传输，输出口安装于锡球出口上方， 在环形腔体上设置有供高压气进入的入口，通过激 光融化锡球，然后高压惰性气体可保证有足够的压 力将熔化的锡球滴落，又可以保证熔化的焊锡不会 被氧化，焊接精度高，焊接效果好。
激光精密锡焊系统
武汉锐泽科技发展有限公司
激光精密锡焊 高速精密微锡焊 恒温激光锡焊 精密熔滴锡焊
锐泽科技专注于“精密电子加工”领域，专业从事激光 在精密电子加工方面的应用。 主要涉及三个方面： 1、激光精密锡焊 2、高端精密打标及其应用 3、激光快速成型！
激光精密锡焊
高速精密微锡焊 恒温激光锡焊 精密熔滴锡焊
武汉锐泽公司针对性开发了“激光高速精密微锡焊系统”
应用范例
焊接视频
系统原理
1、选用针对性的激光种类和光束质量、光斑尺寸，通 过对焊盘、线材和焊料的照射，完成锡焊过程；
2、采用全自动激光控制技术，一次装夹，一次性完成 整个焊接器件的锡焊过程；
焊锡效果图示
1、图示一：
2、图示二（微观效果图）
系统外观
焊盘预上锡膏焊料
没有预上锡
预上了锡
3、采用预上锡和锡片的组合。
没有预上锡 预上了锡 锡条
系统对产品定位的要求
专用夹具设计和焊接定位
激光高速焊锡系统具有高精度、高效率、非接触性加工等 优点。但是由于线材的微细化，必须配备特定的夹具，以实现 良例
案例一
1. 规格 焊盘尺寸：0.55mm2.10mm 线材尺寸: 0.49mm 焊盘间距: 0.2mm或0.7mm 端子数量: 单面12个 焊接时间： 1.5s
人体工学设计 可配合自动化产线
恒温焊接机
焊点温度恒定 温度设定简单 可单脉冲或连续模式加
热焊点温度保持恒定 CCD成像动态观察加工 激光、CCD、测温，引
导光四点同轴避免复杂 调试 可编程能力实现温度连 续梯度型加热
非恒温焊接机
• 焊点温度随焊接时间 快速上升
• 需要靠经验和实验来 确定温度及其复杂