激光锡焊中焊缝堆积的原因是什么？怎么处理？

焊缝堆积是在激光锡焊中可能遇到的问题，如果在生产工艺中遇到了焊缝堆积的情况，先要找到引起焊缝堆积的因素，再针对性的进行处理。松盛光电来给大家解答焊缝堆积的原因及相应的解决方案。

焊缝堆积的原因

　锡料供给过多

送锡装置参数问题：如果自动送锡装置的送锡速度过快或者送锡量设置过大，就会导致焊缝处锡料堆积。例如，在一些自动化激光锡焊设备中，送锡电机的转速没有根据焊点大小和焊接速度进行精确调整，使得单位时间内供给的锡料超过了焊缝实际能够容纳的量。

锡料形状和尺寸影响：当使用的锡丝直径过大或者锡膏的粘度较低时，也容易造成焊缝堆积。比如，对于精细的电子元件焊接，本应使用直径较小(如 0.5mm)的锡丝，但错用了 1mm 直径的锡丝，在相同的送锡速度下，就会有更多的锡料进入焊缝，导致堆积。

激光能量分布不均

光斑特性不良：激光光斑能量分布不均匀，例如光斑中心能量过高，边缘能量过低，会使锡料在光斑中心过度熔化。在焊接过程中，这部分过度熔化的锡料会向四周流动，但由于边缘能量不足，锡料无法及时被重新熔化和均匀分布，从而堆积在焊缝附近。

光学系统问题：如果激光焊接设备的光学系统(如透镜、反射镜等)有污垢、损坏或者焦距调节不当，会影响激光的能量传递和分布。例如，透镜表面有灰尘，会使激光发生散射，改变光斑的能量分布，导致焊缝堆积。

焊接速度与锡料熔化速度不匹配

速度过慢：当焊接速度过慢时，在每个焊点处锡料熔化后有足够的时间堆积。比如在焊接印刷电路板(PCB)的过程中，焊接速度设置为每秒 1 个焊点，而锡料熔化速度较快，使得锡料在焊点处不断积累，形成堆积。

熔化速度过快：如果激光功率过高或者锡料的熔点较低，会导致锡料熔化速度过快。在这种情况下，即使焊接速度正常，锡料也可能会因为来不及扩散而堆积在焊缝处。

焊缝堆积的不良影响

外观质量下降

焊缝堆积会使焊点外观不平整，表面粗糙。对于一些对外观要求较高的电子产品，如智能手机、平板电脑等，这种不良的外观会影响产品的整体质量和市场竞争力。例如，在手机主板焊接中，堆积的焊缝可能会使主板看起来不整洁，给消费者留下产品质量不佳的印象。

电气性能受影响

过多的锡料堆积可能会导致短路。在高密度的 PCB 焊接中，相邻的焊点或线路之间距离较近，堆积的锡料很容易连接到相邻的导电部分，造成短路故障，从而影响电子设备的正常运行。

机械性能改变

焊缝堆积会改变焊点的形状和应力分布。不均匀的锡料堆积可能会导致焊点在受到外力作用时，应力集中在堆积部分，降低焊点的抗剪切和抗拉伸强度，使焊点更容易损坏。

焊缝堆积的解决方案

控制锡料供给

校准送锡装置：对自动送锡装置进行精确校准，根据焊点大小、焊接速度和锡料类型等因素，合理调整送锡速度和送锡量。例如，在焊接小型芯片引脚时，通过实验确定合适的送锡速度，一般可以将送锡速度设置为每秒 0.5 - 1mm(根据锡丝直径)，并根据实际焊接情况进行微调。

选择合适的锡料规格：根据焊接需求选择合适直径的锡丝或粘度合适的锡膏。对于精细焊接，优先选用直径较小的锡丝，如 0.3 - 0.5mm。如果使用锡膏，要选择粘度能够满足焊接工艺要求的产品，避免锡膏在焊缝处过度流淌。

优化激光能量分布

调整光斑能量分布：使用能量均匀分布的激光光斑。可以通过在光路中添加匀光器等光学元件来改善光斑能量分布。例如，采用微透镜阵列匀光器，能够将激光光斑的能量分布变得更加均匀，使锡料均匀熔化，减少堆积。

维护光学系统：定期清洁和检查激光焊接设备的光学系统。用专业的光学清洁工具和溶剂清洗透镜、反射镜等光学元件，确保其表面干净、无损伤。同时，要正确调节光学系统的焦距，保证激光能量准确地聚焦在焊缝上，以获得良好的焊接效果。

匹配焊接速度和锡料熔化速度

合理设置焊接速度：通过实验和经验，找到焊接速度和锡料熔化速度的最佳匹配点。在保证锡料能够充分熔化并形成良好焊点的前提下，适当提高焊接速度。例如，在焊接 FPC(柔性电路板)时，根据锡料的熔点和设备的激光功率，将焊接速度从每秒 0.5 个焊点提高到每秒 1 - 1.5 个焊点，同时观察焊缝的形成情况，避免锡料堆积。

控制锡料熔化速度：根据焊接情况合理调整激光功率和锡料类型，控制锡料的熔化速度。如果发现锡料熔化速度过快，可以适当降低激光功率或者更换熔点稍高的锡料。例如，在焊接一些对温度敏感的元器件时，将激光功率从 5W 降低到 4W，同时选择熔点稍高的锡 - 银 - 铜合金锡料，以减缓锡料熔化速度，防止焊缝堆积。