激光锡焊中焊接强度不足是什么原因？怎么解决？

激光锡焊中，可能会遇到焊接强度不高的问题，如果出现了焊接强度不高，应该要怎么调整呢。松盛光电来给大家介绍激光锡焊焊接强度的因素是由什么因素引起的，只有了解产生的原因。才能针对性的进行处理，来了解一下吧。

影响激光锡焊焊接强度的因素

焊接材料特性

锡料成分：不同成分的锡料其熔点、润湿性和机械性能不同。例如，锡 - 银 - 铜(SAC)合金是常用的锡焊材料，其中银和铜的添加可以提高焊点的机械强度。银的含量较高时，能增强焊点的抗剪切强度，因为银可以细化晶粒结构，使焊点更加致密。而含铋的低温锡料虽然熔点较低，便于焊接，但由于铋的加入会使焊点的强度相对较弱，在一些对强度要求较高的应用场景下可能不太合适。

工件材料：工件材料的种类和表面性质也会影响焊接强度。如果工件是铜材，由于铜的良好导热性和可焊性，与锡料能够形成较好的冶金结合，焊接强度较高。但如果是铝材料，其表面容易形成氧化膜，这会阻碍锡料与铝的良好接触，降低焊接强度。在焊接塑料制品时，需要使用特殊的锡料或表面处理方法，因为塑料的热稳定性和与锡料的结合能力与金属材料有很大差异。

焊接工艺参数

激光功率：合适的激光功率是保证焊接强度的关键。功率过低，锡料不能充分熔化和与工件材料扩散，会导致焊接强度不足。例如，在焊接电子元器件引脚时，如果激光功率不足以使锡料完全熔化并填充引脚与电路板之间的间隙，就会产生虚焊，焊接强度极低。相反，功率过高可能会使锡料过度熔化、飞溅，甚至损坏工件，也会影响焊接强度。

脉冲宽度和频率：脉冲宽度决定了锡料在每个激光脉冲下的熔化时间。较长的脉冲宽度可以使锡料更充分地熔化，但如果过长可能会导致锡料过度流动，影响焊点的形状和强度。频率则影响焊接速度和锡料的凝固过程。如果频率过高，锡料可能来不及凝固就受到下一个脉冲的影响，使焊点内部结构紊乱，降低焊接强度。

焊接速度：焊接速度过快，锡料与工件之间的冶金反应不充分，会使焊接强度降低。例如，在激光锡焊生产线中，当焊接速度超过一定限度时，锡料在工件表面只是短暂受热，无法形成足够厚度的结合层，导致焊点的抗拉伸和抗剪切强度都不足。

焊接界面状态

表面清洁度：工件表面的油污、灰尘和氧化层等杂质会严重影响焊接强度。例如，在焊接金属工件时，表面的氧化层会阻止锡料与金属的直接接触，使焊点无法形成良好的冶金结合，导致焊接强度大大降低。即使有部分锡料附着在表面，也很容易在受到外力时脱落。

润湿性：锡料对工件表面的润湿性直接关系到焊接强度。良好的润湿性意味着锡料能够在工件表面铺展，形成良好的接触角，有利于形成牢固的冶金结合。如果润湿性差，锡料会在工件表面形成球状，无法有效填充间隙和与工件融合，从而降低焊接强度。

提高激光锡焊焊接强度的方法

选择合适的焊接材料

根据具体的焊接应用场景和对强度的要求，选择合适的锡料。对于需要高机械强度的电子产品焊接，如服务器主板等，推荐使用高银含量的 SAC 合金锡料，如 SAC305(锡 - 3.0% 银 - 0.5% 铜)。在焊接一些对温度敏感的元器件时，可以选择低温锡料，但要考虑其强度相对较低的特点，可能需要在设计上采取一些加固措施。

对于工件材料，如果是难焊接的材料，如铝或某些陶瓷材料，可以采用特殊的表面处理方法。例如，对铝材料进行化学镀镍处理，提高其与锡料的可焊性，从而增强焊接强度。

优化焊接工艺参数

通过实验确定最佳的激光功率、脉冲宽度、频率和焊接速度组合。例如，在焊接小型电子元件时，可以先固定脉冲宽度为 3ms、频率为 5Hz，然后调整激光功率从 3W 开始逐步增加，同时调整焊接速度从 5mm/s 开始变化，观察焊点的外观和强度测试结果，找到使焊接强度最高的参数组合。一般来说，在保证锡料充分熔化和良好填充的前提下，适当降低焊接速度和提高功率可以提高焊接强度。

采用激光功率闭环控制系统，实时监测锡料的熔化状态并调整功率，确保焊接过程的稳定性，从而提高焊接强度。例如，通过检测锡料反射的激光光强或温度来判断熔化程度，根据反馈信息及时调整功率，使锡料始终处于最佳熔化状态。

改善焊接界面状态

焊接前对工件表面进行严格的清洁处理。可以采用化学清洗(如酸洗、碱洗)、物理清洗(如超声波清洗、机械打磨)等多种方法相结合。例如，对于金属工件，先使用酸性溶液去除氧化层，然后用超声波清洗设备去除表面的残留杂质和微小颗粒，最后用清水冲洗并干燥，确保工件表面清洁、光亮，有利于提高焊接强度。

可以使用助焊剂来改善锡料的润湿性。助焊剂能够去除工件表面的氧化膜，降低锡料的表面张力，使锡料更好地在工件表面铺展。在焊接电子元器件时，选择合适的免清洗助焊剂，既能提高焊接强度，又不会在焊接后留下过多的残留物影响产品性能。

激光锡焊焊点不牢固的问题，可以通过调整激光参数和工艺来解决。松盛光电从事激光锡焊行业十多年，给合作伙伴提供全套的激光锡焊解决方案，帮助合作伙伴创作更大的价值。