高密度互連隨著電子器件和集成電路的微型發(fā)展,使得傳統(tǒng)的軟熔焊接方法不斷受到挑戰(zhàn)。如何在高密度相互連接中成功地完成對每個細(xì)小的焊腳的焊接,而不造成相鄰焊腳間的粘連和電路板的熱損壞,采用
激光進(jìn)行無接觸焊接成為解決方案之一。以前,能夠提供足夠功率的
激光器大多體積龐大、日常維護(hù)成本高,因此很不實(shí)用。但是,隨著高功率
半導(dǎo)體激光器技術(shù)的發(fā)展,采用激光進(jìn)行無接觸焊接已經(jīng)成為實(shí)用、高效的重要手段。事實(shí)證明,采用近紅外波長790-900nm、功率8到20W的半導(dǎo)體激光器焊接電子元件比傳統(tǒng)的軟熔技術(shù)有著更多的優(yōu)點(diǎn):它可以大幅度地減少傳到部件上的熱量;精確定位點(diǎn)焊;在復(fù)雜的幾何位置上焊接;還可以一步完成剝線和焊線。由于焊點(diǎn)尺寸小,使得在電路板、連接器和柔性印刷電路板的部件焊接厲為可能;而且,焊點(diǎn)間潛在的架橋現(xiàn)象大為減少。不僅如此,激光器還具有輸出功率恒定的能力,這保證了每一個焊點(diǎn)的均勻一致,大大提高了焊接質(zhì)量及可靠性。下面介紹的就用實(shí)例均使用COHERENT公司生產(chǎn)的30W帶
光纖半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)集成了一套完整的溫度控制器、
驅(qū)動電源和帶800μm芯徑耦合光纖的半導(dǎo)體激光器,輸出800nm波長、30W功率的激光,光束通過一對
焦距為31mm的平凸
透鏡,1:1成像,聚焦點(diǎn)直徑為800μm。具有多種控制界面的FAP-System,使自動材料處理和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的集成得以簡化。
U^S:2 e+aQ$1^t 高密集度互連使用半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)焊接高密集度互連的焊接面,工藝要求是將柔性電路固定到100針以上的連接器上。在這項(xiàng)工作中先進(jìn)行焊接預(yù)處理,即將預(yù)制焊劑放在焊點(diǎn)上;再用10W的激光以0.5秒/針的速度焊接,使用少量含松香的焊劑來降低表面氧化。密集的幾何形狀、針的長度以有為柔性電路的使用,都使傳統(tǒng)的軟熔技術(shù)以以施展,而激光卻能無須接觸部件,就使焊料在每根針和焊接位置上軟熔,從而減少了熱損壞。
du)G)~ }/FM#Xh 柔性印刷電路柔性電路的應(yīng)用很廣,而體積也越來越小,加上電路板的材料容易燒焦,使用傳統(tǒng)的焊接方法有一定的困難。對助聽器中柔性電路的焊接,這種電路是為一種助聽器設(shè)計(jì)的,因此要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。焊接點(diǎn)的寬度只有1mm,每個電路有7個焊接點(diǎn),助聽器由5塊電路組成。為把分立元件焊接到柔性印刷電路上,每個焊點(diǎn)使用標(biāo)準(zhǔn)松香焊料,整個過程使用10W激光以1秒1個焊點(diǎn)的速度完成,高的能量密度及小的聚焦尺寸避免了散逸熱量燒焦柔性電路板材料。
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