淺談激光錫球焊的原理及其應(yīng)用特點

焊錫球是現(xiàn)代化三種激光焊錫工藝中的主要技術(shù)方式之一，與激光錫絲、錫膏一起為中、微小電子領(lǐng)域的重要加工工藝。武漢奧萊光電作為國內(nèi)首批從事激光焊錫應(yīng)用研發(fā)的企業(yè)，一直致力于激光錫絲、錫膏及錫球焊接技術(shù)的突破和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。核心產(chǎn)品具備“高焊接精度、高效能、非接觸式、綠色無污染”等特性。下面以激光焊錫球工藝，了解一下焊錫球是怎么煉成的?還有焊錫球的應(yīng)用及特點。

01焊錫球是怎么煉成的

錫球的制作以四氯化錫為原料，經(jīng)蒸餾提純后，水解為氫氧化錫，再通入氫氣進(jìn)行還原，得到高純錫成品。主要用作化合物半導(dǎo)體摻雜元素、高純合金、超導(dǎo)焊料等。制造工藝普遍采用兩種，即定量裁切法和真空噴霧法。前者對直徑較大的焊球較適用，后者更適用于小直徑焊球，也可用于較大直徑焊球。對錫球的物理、電氣性能要求主要有密度、固化點、熱膨脹系數(shù)、凝固時體積改變率、比熱、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率、電阻率、表面張力、抗拉強(qiáng)度、抗疲勞壽命及延伸率等。除此以外，錫球的直徑公差、真圓度、含氧量也被看作是目前錫球質(zhì)量水平競爭的關(guān)鍵指標(biāo)。

02錫球的種類

根據(jù)錫球中錫的含量，可以分為普通焊錫球(Sn的含量從2%-100%)和含Ag焊錫球(常見的產(chǎn)品含Ag量為1.5%、2%或3%)。

根據(jù)熔點，錫球可以分為低溫焊錫球(含鉍或銦類，熔點溫度為95℃～135℃)、高溫焊錫球(熔點為186℃～309%)和耐疲勞高純度焊錫球(常見產(chǎn)品的熔點為178℃和183℃)。

錫球還可以分為有鉛錫球和無鉛焊錫球(成分中的鉛含量要小于0.1%)。

03激光焊錫球的應(yīng)用

從節(jié)材方面來看：在傳統(tǒng)焊錫工藝中大都使用烙鐵頭提供所需能量，但隨著BGA錫球是用來代替IC元件封裝結(jié)構(gòu)中的引腳，從而滿足電性互連以及機(jī)械連接要求的一種連接件。其工藝技術(shù)廣泛應(yīng)用在數(shù)碼、智能通訊電子、衛(wèi)星定位系統(tǒng)等消費電子產(chǎn)品。

激光焊錫球的應(yīng)用主要集中在微電子和軍工電子制造行業(yè)。具體包括：高清攝像模組、手機(jī)數(shù)碼相機(jī)軟板連接點焊接、精密聲控器件、數(shù)據(jù)線焊點組裝焊接、傳感器焊接、航空航天高精密電子產(chǎn)品焊接等領(lǐng)域。

此外，激光錫球焊接系統(tǒng)也廣泛應(yīng)用于其他行業(yè)，例如晶圓、光電子產(chǎn)品、MEMS、傳感器生產(chǎn)、BGA、HDD(HGA。HSA)等高精密部件、高精密電子的焊接。

在整個過程中，焊點與焊接主體均未接觸，這解決了焊接過程中因接觸而帶來的靜電威脅。由于錫球內(nèi)不含助焊劑，激光加熱熔融后不會造成飛濺，凝固后飽滿圓滑，對焊盤不存在后續(xù)清洗或表面處理等附加工序。且錫量恒定，分球焊接速度快、精度高，尤其適合高清攝像頭模組及精密聲控器件。

04產(chǎn)品特點

奧萊光電桌面式高精密激光錫球焊接系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用915半導(dǎo)體激光器，與工控系統(tǒng)高度集成于工作臺機(jī)柜，搭配植球機(jī)構(gòu)實現(xiàn)錫球與激光焊接同步，配雙龍門系統(tǒng)，實現(xiàn)高效自動焊接，大大提高生產(chǎn)效率，能夠滿足精密級元器件比如攝像頭模組、VCM漆包線圈模組和觸點盆架等加錫焊接需求，具有一定范圍的特殊應(yīng)用性。具有以下應(yīng)用特性：

1.高靈活的錫球選擇， 從100微米到1800微米;

2.高性能的出球速度，每秒8顆球;

3.優(yōu)越的產(chǎn)出---每小時7200個點;

4.無需助焊劑、無污染、無飛濺，最大限度保證電子器件壽命;

5.良率在99.5% 以上，焊接精度控制在±5μm以內(nèi)。