激光焊錫機(jī)：激光與工件的角度對(duì)焊接有何影響

隨著電子產(chǎn)品日益小型化和高密度化，傳統(tǒng)焊接技術(shù)難以滿足精密要求。激光焊錫機(jī)以其局部加熱、非接觸式操作和高精度定位的優(yōu)勢(shì)脫穎而出。它能有效保護(hù)熱敏感元件，確保焊接質(zhì)量，特別適用于微小間距和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的PCB，被廣泛的集成到現(xiàn)代電子生產(chǎn)線上，支持快速換型和靈活生產(chǎn)，極大提高了效率和產(chǎn)品一致性，為電子制造業(yè)帶來(lái)了顯著的技術(shù)進(jìn)步。

在電子生產(chǎn)線的自動(dòng)化加工中，你是否也有遇到這樣的情景或問題？在自動(dòng)激光焊錫機(jī)給電路板上的工件焊接時(shí)，激光需與工件保持一定的傾角（比如激光頭與工件夾角30°），這種情況激光與工件的角度對(duì)焊接效果有較大的影響。下面跟著紫宸激光探討一下激光和工件的角度對(duì)焊接的影響有多大吧！

1.能量吸收與反射角度

當(dāng)激光垂直于工件表面時(shí)，激光能量能夠最大程度地被錫膏或焊點(diǎn)吸收。這是因?yàn)榇怪比肷鋾r(shí)，根據(jù)光學(xué)原理，反射損失相對(duì)較小。例如，對(duì)于一些高反射率的金屬表面（如銅），垂直的激光束能夠使更多的能量用于熔化錫膏，而不是被反射掉。

當(dāng)激光器與工件夾角為 30° 時(shí)，反射率會(huì)增大。根據(jù)菲涅爾反射定律，隨著入射角的增大，反射光的比例會(huì)增加。這樣一來(lái)，實(shí)際用于焊接的有效激光能量就會(huì)減少，可能導(dǎo)致錫膏熔化不充分或者焊接時(shí)間延長(zhǎng)才能達(dá)到相同的焊接效果。

2.能量分布對(duì)焊點(diǎn)的影響

垂直照射時(shí)，激光能量在焊點(diǎn)區(qū)域分布相對(duì)均勻。這種均勻的能量分布有助于形成規(guī)則、飽滿的焊點(diǎn)。激光能量可以集中在需要焊接的部位，使錫膏能夠在合適的溫度和能量下均勻熔化，與工件表面的金屬良好地融合。

當(dāng)激光以 30° 角入射時(shí)，能量分布不均勻。激光在焊點(diǎn)上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)傾斜的能量分布，可能導(dǎo)致焊點(diǎn)一側(cè)熔化過度，而另一側(cè)熔化不足。比如在焊接微小的電子元件引腳時(shí)，這種不均勻的能量分布可能會(huì)使引腳一側(cè)的錫堆積，而另一側(cè)出現(xiàn)虛焊的情況，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。

3.對(duì)焊接精度的影響

垂直焊接有利于精確控制激光焦點(diǎn)位置。在電路板這種對(duì)精度要求很高的工件焊接中，焦點(diǎn)位置準(zhǔn)確可以確保激光能量正好作用在焊點(diǎn)處。可以精確控制錫膏的熔化范圍和深度，對(duì)于焊接微小的電子元件，如芯片引腳等，能夠保證焊接的準(zhǔn)確性和可靠性。

當(dāng)激光與工件夾角為 30° 時(shí)，焦點(diǎn)位置的控制難度增加。因?yàn)榧す馐膬A斜，焦點(diǎn)在工件上的位置和垂直入射時(shí)不同，并且由于角度的存在，在焊接過程中微小的位移可能會(huì)導(dǎo)致焦點(diǎn)偏離焊點(diǎn)，從而影響焊接效果。例如，在進(jìn)行高精度的表面貼裝元件（SMD）焊接時(shí)，這種焦點(diǎn)位置的偏差可能會(huì)導(dǎo)致焊接短路或者開路等問題。

所以，在激光焊錫機(jī)焊接電路板工件時(shí)，激光與工件的角度（如 30° 夾角）通常會(huì)使焊接效果比垂直焊接差。不過在一些特殊的工藝需求下，例如需要在一定角度下對(duì)特殊形狀的元件進(jìn)行焊接，并且通過調(diào)整功率等參數(shù)來(lái)彌補(bǔ)角度帶來(lái)的不利影響時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)較好的焊接效果。

激光焊錫機(jī)的工作流程如下：

1、將待焊接的電路板或電子元件放置在工作臺(tái)上，并固定好位置，確保焊接部位精準(zhǔn)對(duì)位。

2、通過編程設(shè)定好激光焊錫機(jī)的焊接參數(shù)，如激光功率、焊接時(shí)間、光斑大小等，使其適配不同的焊接任務(wù)。

3、啟動(dòng)設(shè)備后，激光發(fā)生器產(chǎn)生高能量密度的激光束，經(jīng)光學(xué)聚焦系統(tǒng)聚焦后照射到焊錫材料上，瞬間將焊錫熔化，使其浸潤(rùn)并連接電子元件與電路板的焊點(diǎn)，完成焊接過程。

4、最后，對(duì)焊接好的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保焊點(diǎn)質(zhì)量符合要求，進(jìn)入下一道工序。

它廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)產(chǎn)品的pcb、線材焊接。對(duì)于細(xì)間距元件、芯片級(jí)封裝（CSP）、球柵陣列（BGA）等，激光焊錫機(jī)能夠提供精確的焊接點(diǎn)，確保連接可靠。由于其局部加熱特性，激光焊接可以有效減少對(duì)周圍元件的熱沖擊，特別適合焊接如晶體管、電容等對(duì)溫度敏感的組件。在需要極高精度的場(chǎng)合，例如醫(yī)療設(shè)備、航空電子等領(lǐng)域，激光焊錫機(jī)也能夠滿足嚴(yán)格的公差要求。且易于與自動(dòng)化生產(chǎn)線集成，支持快速換型和靈活調(diào)整，適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)模式。