简述激光锡焊在电子电路焊接中的应用

在科技飞速发展的今天，电子、电气、数码类产品已深度融入人们的生活，从日常使用的智能手机、电脑，到复杂的工业控制设备，每一个电子产品的诞生都离不开精密的制造工艺，而锡焊工艺更是其中不可或缺的一环。无论是 PCB 板主件，还是微小的晶振元件，绝大多数焊接都需在 300℃以下完成，以确保元器件的性能不受损害。随着电子工业向芯片级封装（IC 封装）和板卡级组装的不断发展，锡基合金填充金属焊接的应用愈发广泛。在这样的行业背景下，激光锡焊以其独特的技术优势，逐渐成为电子电路焊接领域的焦点。

一、激光锡焊的基本原理与核心优势

激光锡焊，是一种以激光作为热源，通过熔融锡料使焊件紧密贴合的钎焊方法。其工作原理是利用高能量密度的激光束瞬间照射焊接部位，将激光能量迅速转化为热能，使锡料快速熔化，实现焊件的连接。与传统锡焊工艺，如波峰焊、回流焊和手工烙铁焊相比，激光锡焊具有显著的优势。

从加热特性来看，激光锡焊加热速度极快，热输入量小，热影响区域也被控制在极小的范围内。传统波峰焊是利用熔融的钎料循环流动的波峰面，与插装有元器件的 PCB 焊接面相接触完成焊接，在这个过程中，整个 PCB 板都会受到热量影响；回流焊则是将钎料膏或焊片事先放置在 PCB 焊盘之间，加热后实现连接，同样存在大面积热传导的问题。而激光锡焊的非接触式加热方式，能够精准地对焊接点进行局部加热，避免了对周边元器件的热损伤，这对于那些对温度敏感的电子元件，如半导体芯片、传感器等的焊接尤为重要。

在焊接精度方面，激光束可以聚焦到极小的光斑，能够实现焊接位置的精确控制。大研智造的激光锡球焊标准机，定位精度高达 0.15mm，最小焊盘尺寸可达 0.15mm，焊盘间距仅为 0.25mm，这种高精度的焊接能力，能够满足现代电子电路中日益精细化的焊接需求，有效减少虚焊、桥连等焊接缺陷。

此外，激光锡焊过程易于实现自动化，通过与自动化工作台、视觉识别系统等配合，能够实现焊接过程的全自动化操作，提高生产效率和产品一致性。同时，该工艺还可精确控制钎料的使用量，焊点质量稳定，并且大幅减少了钎焊过程中挥发物对操作人员的影响，更加符合环保和职业健康的要求。

二、激光锡焊的主要应用形式

2.1 锡丝填充激光锡焊

送丝激光焊是激光锡焊的重要形式之一，它通过送丝机构与自动化工作台的配套使用，采用模块化控制方式，实现自动送锡丝及出光焊接。其结构紧凑，具备一次性作业的特点，只需一次性装夹物料，便能自动完成焊接流程，广泛适用于 PCB 电路板、光学元器件、声学元器件、半导体制冷元器件及其他各类电子元器件的锡焊。在实际应用中，如在 PCB 电路板上焊接小型电阻、电容等元件时，送丝激光焊能够快速、精准地完成焊接任务，焊点饱满，与焊盘的润湿性良好，保证了电路连接的可靠性。

2.2 锡膏填充激光锡焊

锡膏激光焊在电子电路焊接中也有着独特的应用场景。一方面，它常用于零配件的加固或者预上锡工作，例如对电子设备中屏蔽罩的边角进行高温熔融加固，以及为磁头触点进行上锡处理等；另一方面，在电路导通焊接方面，尤其是对于柔性电路板（FPC）的焊接效果十分出色。以塑料天线座的焊接为例，由于其不存在复杂电路，采用锡膏激光焊往往能达到理想的焊接效果。对于精密微小型工件，锡膏填充焊的优势更为明显。通过精密点胶设备，可以精确控制微小的点锡量，且锡膏受热均匀性较好，当量直径相对较小，不容易发生飞溅，从而实现良好的焊接效果。不过，由于激光能量高度集中，若锡膏质量不佳，容易出现受热不均导致爆裂飞溅的情况，溅落的锡珠可能造成短路，因此在使用时需采用防飞溅锡膏，以确保焊接质量。

2.3 锡球填充激光锡焊

激光锡球焊是将锡球放置在锡球嘴中，通过激光加热使其熔化后坠落到焊盘上，并与焊盘充分润湿完成焊接。锡球作为无分散的纯锡小颗粒，在激光加热熔融后不会产生飞溅现象，凝固后的焊点饱满圆滑，而且无需对焊盘进行后续清洗或表面处理等附加工序，大大简化了工艺流程。这种焊接方法在焊接细小焊盘及漆包线时，能够展现出优异的性能，例如在光模块、精密传感器等产品中，对于那些尺寸微小、间距狭窄的焊盘和纤细的漆包线连接，激光锡球焊能够实现高质量的焊接，保证信号传输的稳定性和可靠性。大研智造的激光锡球焊标准机，在这方面表现卓越，其自主研发的喷锡球机构配合全自产激光发生器，可针对不同直径的锡球采用相应参数，目前最小可喷射锡球直径为 0.15mm，焊接头采用高精密压差传感器及高速交流伺服电机，确保送球快速精准，为激光锡球焊的应用提供了强大的设备支持。

三、激光锡焊在电子电路焊接中的应用领域

3.1 3C 电子领域

在 3C 电子行业，激光锡焊的应用极为广泛。从智能手机、平板电脑到笔记本电脑等产品，内部众多精密元器件的焊接都依赖于激光锡焊技术。例如，在手机主板的焊接中，像摄像头模组、音圈马达（VCM）模组、触点支架、磁头等精密微小元件，对焊接精度和可靠性要求极高。激光锡焊的精确性和非接触特性，使其成为这些元件焊接的理想选择。此外，手机中的 LOGO 焊接、Home 键焊接、马达焊接、天线焊接、听筒焊接、充电插口焊接等工序，都能通过激光锡焊实现高效、高质量的生产，有效提升产品的性能和良品率。

3.2 光通信领域

在光通信领域，光模块作为实现光信号与电信号转换的核心器件，其内部 ROSA（光接收组件）和 TOSA（光发射组件）的焊接质量至关重要。ROSA 器件中的光电探测器需要将光学信号转换成电子信号，内部结构精密，对焊接工艺要求苛刻。激光锡焊能够凭借其高精度、低热影响的特点，实现 ROSA 器件软带与电路板之间的可靠连接，避免因焊接热影响导致光电探测器性能下降。同时，在光模块的其他部件焊接中，如光纤与电路板的连接、各类芯片的封装焊接等，激光锡焊也发挥着关键作用，保障了光模块在高速、长距离光通信中的稳定运行。

3.3 汽车电子领域

随着汽车智能化、电动化的发展，汽车电子系统变得越来越复杂，对电子元器件的可靠性和稳定性提出了更高要求。激光锡焊在汽车电子电路焊接中得到了广泛应用，如汽车发动机控制系统、车载娱乐系统、自动驾驶辅助系统等电路板上的元器件焊接。在这些应用场景中，激光锡焊能够满足汽车电子对耐高温、抗振动、高可靠性的要求，确保汽车在各种复杂环境下电子系统的正常工作。例如，汽车传感器的焊接，需要保证在高温、震动等恶劣条件下信号传输的准确性，激光锡焊的低热影响和牢固焊点能够有效满足这一需求。

3.4 其他领域

除了上述领域，激光锡焊还在军工电子、航空航天、精密医疗设备等行业有着重要应用。在军工电子中，用于制造各类精密电子仪器和武器装备的电子电路；在航空航天领域，应用于卫星、飞机等飞行器的电子控制系统和通信系统的焊接；在精密医疗设备方面，如心脏起搏器、体外诊断设备等内部电子元件的焊接，都离不开激光锡焊技术。这些领域对焊接质量和可靠性的要求近乎苛刻，而激光锡焊的高精度、高稳定性和可靠性，使其成为这些高端制造领域的首选焊接工艺。

四、激光锡焊技术面临的应用难点

尽管激光锡焊具有诸多优势，但在实际应用中也面临着一些技术难点。对于精密细微的锡焊任务，工件的定位装夹难度较大，这给焊样制作和量产带来了挑战。由于焊接对象尺寸微小，如何确保其在焊接过程中的精准定位，避免因位置偏差导致焊接不良，是需要解决的关键问题。

激光焊接过程中缺乏有效的控温保护措施，其高能量密度容易导致工件损伤。在 PCB 板锡焊时，如果基板及金属嵌层结构不佳，极容易出现烧板现象，导致样品不良率升高，进而增加生产成本，这使得许多客户难以接受。

激光能量的高度集中还容易造成锡膏飞溅，在 PCB 板锡焊过程中，飞溅的锡珠可能引发短路问题，导致产品报废，严重影响生产效率和产品质量。

对于软线材类焊接对象，装夹定位的一致性难以保证，这会导致焊样的饱满度及外观存在较大差异，影响产品的整体品质和稳定性。

在精密锡焊中，常常需要进行送丝填充锡料操作，但对于 0.4mm 线径以下的锡丝，实现自动送丝较为困难，限制了激光锡焊在一些对细锡丝焊接有需求场景中的应用。

五、激光锡焊的市场需求与发展前景

目前，激光锡焊在国内外均取得了一定程度的发展，但总体而言，尚未实现大规模的跨越和应用拓展。然而，随着市场需求的不断变化，激光锡焊的发展前景十分广阔。从市场需求来看，不仅在数量上呈现纵向增长趋势，其横向的应用领域也在持续扩展。以电子数码类产品相关零部件的锡焊工艺需求为主导，涵盖了汽车电子、光学元器件、声学元器件、半导体制冷器件、安防产品、LED 照明、精密接插件、磁盘存储元件等众多行业。
 

在客户群体方面，以苹果公司为代表的高端电子产品制造商，其庞大的市场占有量和全球大规模采购，带动了一大批供应商企业的业务增长。这些企业在生产电子元器件过程中，锡焊是必不可少的工艺环节，为满足苹果公司对产品质量和工艺的严格要求，纷纷寻求更先进的焊接技术，激光锡焊作为一种高精度、高质量的焊接工艺，成为了他们关注的焦点。例如，在存储元器件行业，磁头作为一种精密且工艺要求极高的存储零部件，其数据排线一般为柔性 PCB，贴敷在钢构体上，一端阵列排布的微细点需预先上锡，传统手工焊接方式不仅对操作人员水平要求高，而且无法量化工艺标准，生产不确定性大。因此，亟需激光锡焊这样的新工艺来突破技术壁垒，实现生产的标准化和高效化。

从行业发展趋势来看，随着中国市场劳动力成本的上升以及技能型人才的稀缺，传统锡焊领域对人工的需求逐渐向机械化作业转变。激光锡焊能够量化工艺参数，提升产品良品率，降低生产成本，保证生产作业的标准化，符合制造业自动化、智能化的发展方向。从目前客户对激光锡焊焊样的反馈情况来看，激光锡焊的普及已成为大势所趋。在未来很长一段时间内，激光锡焊有望迎来爆发式增长，形成庞大的市场体量，成为电子电路焊接领域的主流工艺。

大研智造作为行业内的领先企业，凭借在激光锡焊技术领域的深厚积累和创新能力，为市场提供了高性能的激光锡球焊机。该设备集成了先进的激光系统、精确的供球系统、高效的图像识别及检测系统等多个精密子系统，具备焊接速度快、品质稳定、热应力低、无需清洗等特点，最小焊盘尺寸达 0.15mm，定位精度高达 0.15mm，能够满足不同客户在电子电路焊接中的多样化需求。同时，大研智造拥有专业的研发团队和生产基地，可根据客户需求提供定制化生产服务，从设备选型、工艺设计到售后维护，为客户提供全方位的支持，助力企业在激光锡焊应用中实现高效生产和技术升级，共同推动电子制造业向更高层次发展。

审核编辑 黄宇