激光焊锡机在光芯片及PCBA器件焊接的应用优势

光通信器件又称光器件（Optical device），主要指应用在光通信领域，利用光电转换效应制成的具备各种功能的光电子器件，实现光信号的产生、调制、探测、连接、波长复用和解复用、光路转换、信号放大、光电转换等功能。光通信器件是光模块的主要组成部分，其性能主导着光通信网络的升级换代。

 

光模块封装的基本结构为光发射器模块(TOSA)和驱动电路，光接收器模块(ROSA)和接收电路。TOSA、ROSA中的技术壁垒主要在于两方面：光芯片和封装技术。一般ROSA中封装有分光器、光电二极管(将光信号转换成电压)和跨阻放大器(放大电压信号)，TOSA中封装有激光驱动器、激光器和复用器。TOSA、ROSA的封装工艺主要有：TO-CAN同轴封装、蝶形封装、BOX封装和COB(Chip On Board)封装四种。下面随着紫宸激光了解一下COB封装及光模块在PCBA上的焊接工艺。

COB封装也是板上芯片封装、有线印制板封装，是直接在印制电路板上安装裸芯片，用金线或铜线将芯片引脚与印制电路板的接触点连接起来的封装工艺。COB封装可以将芯片封装在极小的体积内，不需要外壳或支架等附加配件，具有尺寸小、重量轻、可靠性高、成本低等优点，广泛用于微型电子设备和便携式电子产品中。

在光模块生产工艺的流程中，封装和焊接都是必不可少的一环，而在芯片的封装中还有一个环节，即芯片的植球贴装，是一种将芯片上的凸点或倒装焊球覆盖或嵌入到基板或模块上的过程。激光植球焊接机在芯片的植球率可以达到99.9%，植球范围70~2000um；适用于SnPb（铅锡）、SnAgCu（锡银铜）、AuSn（金锡合金）等多种焊料的焊球；可支持单件上料或阵列上料。

光模块在PCBA上的焊接工艺

 

在光模块的焊接工艺中包括激光焊接、热压焊接（hot bar）、烙铁焊接、热风焊接、回流焊接、波峰焊接、电子压焊等。气密密封焊接需要在填充惰性气体环境中进行，通常采用的惰性气体是纯氮气或氩气。而激光焊接中的锡焊技术主要应用在光模块的pcba上，相比于烙铁和热压焊，非接触激光焊锡焊接精度更高，可在微小区域及烙铁无法触及的区域内完成焊接作业。例如在单模类的光模块中，一般使用激光锡焊工艺将Receptacle和Box或TO-can焊接起来，这种焊接工艺自动化程度较高，除了上下料需要人工操作外其他步骤基本可以由激光焊锡设备完成。

多模类光模块集成度高，大量使用FPC软板，焊接需使FPC软板和PCBA板形成电气互联。目前行业内主要用热压焊和激光锡焊来完成软板焊接。由于激光焊锡是近几年的新技术，加上激光焊锡机的价格比热压焊高，目前的行业接受度不高，激光焊锡机最大的特点是焊接时不接触焊盘，效率和良率都较高，对高密度pin软板焊接有着明显的优势。

 

激光焊锡机在光通讯行业的优势

一、焊接速度快：激光焊锡机采用高精度的激光束作为热源，能够快速地将焊料熔化并渗透到被焊接的缝隙中。与传统的烙铁焊接相比，激光焊锡机的焊接速度更快，能够大大提高生产效率。

 

二、焊接强度高：激光焊锡机通过将激光束聚焦在被焊接的部位，产生高温使焊料熔化并渗透到被焊接的缝隙中，待焊料冷却后形成高强度的焊接接头。相比之下，传统的烙铁焊接容易受到操作人员的技术水平、温度和压力等因素的影响，导致焊接强度不够稳定。

 

三、热影响区小：激光焊锡机的激光束具有高能量密度和精确的控制能力，能够将热影响区限制在最小的范围内。这意味着在焊接过程中，对周围元件和材料的影响较小，有利于保护电路板和其他敏感元件。

 

四、可焊接材料范围广：激光焊锡机可以用于焊接各种不同类型的材料，包括金属、合金、塑料等。在光通讯行业中，需要将各种不同类型的元件和材料连接在一起，如光纤连接器、光芯片、滤波器等，激光焊锡机的这一优势能够满足多种材料的焊接需求。

 

五、高度自动化：随着自动化技术的不断发展，激光焊锡机已经实现了高度自动化。自动化操作可以减少人为因素对焊接质量的影响，提高生产效率和质量稳定性。同时，还可以降低工人的劳动强度和工作环境的影响。