电子元器件微焊技术与设备

曰本-电机开发出YAG脉冲激光发生器日本三菱电机最近开发出高聚光的1kW级全固体脉冲激光发生器。该产品是该公司受NEDO（新能源产业技术综合开发机构）与制造科学技术中心委托，围绕光子的计量、加工项目进行开发，获取的一项最终成果。
 
产业界所使用的激光发生器，一般要求其输出功率在1kW以上。此前可以说没有哪种产品可同时兼顾较高的聚光性能、效率及输出的大功率化。该公司这一成果的问世，使这一问题得到突破性解决。
 
他们的具体做法是：将输出为500W、能发射出高品质射线束的固体（YAG）激光振荡器作为基本单元，采用独特的方式将2台单元相连接，使激光束质量在不受任何影响的前提下，实现输出功率的成倍提高。
 
在目前所涉及的各种实际加工应用中，其聚光能力都是目前世界上最高的。由于其基本单元联结时产生的损耗较小（低于5%），因而，在此基础上，还有可能进一步开发出由更多的单元联结而成的、输出功率更高的实用的产品。该公司认为：本次研制、开发的大功率输出的高品质激光器不仅可以进一步提高适用C2激光的钣金加工过程中的焊接与切割的速度，还可通过改变激光到加工头的传输方式，即由空间传输转为光纤传输，与机器人等配合实现柔性生产形态、以及更复杂的高速精密加工等方面都大有裨益。此外，在波长转换技术配合下，该激光（红外光）将产生聚光点更加微细的可视光以及紫外激光等，也可满足电子部件加工、半导体与通信部件加工等多方面的需要。三菱公司计划：加快推进本次成果的产品化，进一步致力于大功率输出的产品的研制、开发，把激光束质量提高到理论上所能达到的最大限度，并继续推广应用到其他领域。
 
电子元器件微焊技术与设备随着国民经济和电子信息产业的发展，其焊接件正向特大和特小件以及优质、高效、节能、环保、智能化方向发展。特大件的焊接即指电站、车船、桥梁、机械制造等构件的焊接，而特小件的焊接多在家电、计算机、集成电路板、机电一体化等自动控制中的微电子元器件中应用。为实现计算机主板上万个优质焊点和在极小面积的芯片上完成上千个焊点，靠人工焊是绝对不可能的，必须采用计算机自动控制的元器件贴片机！自动焊料分配装备！再流焊机方可实现。
 
SMT焊接技术主要有波峰焊和再流焊两大类。
 
前者是在传统的波峰焊基础上，进行重大革新改进，以适应电子元器件高密度组装焊接要求而研制成功的。现已有双波峰、！波峰、喷射峰、气泡峰等，且形成湍流波，提高渗透性。其焊剂容量为％KL，5，焊接时间为34S.其中喷射式波峰焊适用于细线的焊接，而双波峰焊不但适用于混装的SMT焊接，且生产效率高。该技术主要用于晶体管、电阻、电容等分离电子元器件的焊接，其焊料主体为金属锡。
 
为适应在更小面积内完成多点准确优质焊接而出现的再流焊技术，在焊剂、焊料、清洗、焊接方40法及焊接模式上与前者相比有重大突破：通过计算机准确重复定位后，将焊膏涂印在需焊电路板上，再通过高速贴片机将集成块等微电子元器件贴于此处，然后自动送入再流焊机，实现优质多点焊接。
 
再流焊可分为红外、汽相、激光、热板、热风等多种加热模式。其中红外再流焊机为无网眼式传送带，平板式加热器生产效率高、投资少、易控制、焊接缺陷率低，再配有热风及N2保护装置，发展前景良好。汽相再流焊的基本原理是利用饱和蒸汽的汽化潜热在物体上凝集时释放的热量对其加热，由于温度稳定性极好，生产效率高，适用于军工高可靠微电子器件的焊接，但投资高。激光再流焊机的构造复杂，投资高、生产效率不高，适用于焊接温度敏感性电子元器件，热板式再流焊机的加热方式为热板传导，并可目测焊接过程，但对印刷板质量要求高，且不适用于双面板的焊接。热风再流焊机的主要加热方式为对流，不但生产效率高，且焊接区温度会急剧升高，可保证在最短时间内完成焊接，这对确保微电子元器件的质量极为有益。
 
相信在焊接学中，集机、电、声、光、物、磁、化于一体的微焊新技术，随着电子信息产品的不断发展，必将取得长足的进步。