由于激光焊锡的高功率密度和快速能量释放，其加工效率远远优于传统方法。在光通信领域，光模块的焊接封装一直是行业痛点，是近十年来发展迅速的焊锡方法之一，也是光通信行业应用较为广泛的激光技术之一。
激光锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后，渗入并充填金属件连接处间隙的焊接方法。与传统烙铁锡焊不同的是，激光取代烙铁作加热的媒介，利用激光的高能量密度实现局部或微小区域快速加热完成焊锡过程，使其由接触式焊接转变为非接触式焊接。激光锡焊与电烙铁焊接比较各自优缺点比较见表1。
表 1 激光锡焊与电烙铁焊接比较
激光锡焊的关键在于合理的控制激光功率分配。如果激光束汇聚在锡料上，会使锡料温度过高导致熔化过快，而此时母材温度却不足，致使锡料不能很好地润湿母材，影响其填充效果，焊点成型变差。如果激光束汇聚在母材上，则锡料温度有可能过低，导致锡料流动性或活跃性降低，同时母材可能过热熔化，导致锡料直接进入熔池形成熔化焊，而形成的脆性相也会影响焊点性能。
目前，激光锡焊的种类有哪些？分别有什么特点和技术要点。激光锡焊在微电子中有哪些应用？
激光锡焊的种类有哪些？
目前激光锡焊主要分为4种，分别为锡丝激光焊接、锡膏激光焊接、锡球激光焊接以及振镜激光焊接。图1是激光锡焊替代传统锡焊工艺示意图。
图1 激光锡焊替代传统锡焊工艺示意图
锡丝激光焊接
锡丝激光焊接的原理是激光先加热产品焊盘，待焊盘达到一定温度后，将锡丝送在焊盘上，通过激光熔化锡丝，使熔化的锡丝附着在焊盘上，见图2。
图2 锡丝激光焊接工艺过程
送丝激光焊锡是激光锡焊的主要形式。送丝机构与自动工作台配合使用，通过模块化控制方式实现自动送丝和光输出。焊接具有结构紧凑，一次性操作的特点。与其他几种焊接方法相比，其明显的优势在于一次性夹紧材料和自动完成焊接，具有广泛的适用性。
相比传统焊接，该工艺无配件耗材，具有渗透率高，不假焊；对产品无应力；焊点饱满光泽，无拉尖；无锡渣残留等特点。
常见焊接产品有PCB电路板通孔插针件、线圈、5G天线等。
锡膏激光焊接
点锡膏激光焊接的原理是将锡膏事先点在或涂抹在焊盘上，再通过激光的辐射，加热锡膏和产品焊盘，使其达到焊接的温度，从而达到焊接的目的。
锡膏激光焊锡通常用于加固零件或预镀锡，例如通过锡膏在高温下熔化和加固的屏蔽盖的四角，以及磁头触点的锡熔化。它也适用于电路传导焊接，对于柔性电路板（例如塑料天线安装座），焊接效果非常好，因为它没有复杂的电路，所以锡膏焊接通常会取得良好的效果。对于精密和微型工件，锡膏填充焊接可以充分体现其优势。
相比于传统焊接，热影响区域小，可灵活设定受热面大小；通孔焊盘渗透率高；焊接间距最小可达0.12 mm；在密集焊盘下效率优势明显。
由于激光能量的高度集中，焊膏加热不均匀，容易破裂和飞溅，而飞溅的焊球又易于引起短路。因此，对于焊膏的质量要求非常高，建议使用防溅焊膏以避免飞溅。常见焊接产品有光通讯模块FPC、PCB&FPC、插针件、贴片元器件、线材与线 &PCB、马达线圈等。
锡球激光焊接
锡球激光焊接原理是将锡球颗粒通过送球机构送到喷嘴处，然后激光照射，熔化锡球，通过氮气将液态的锡喷射在产品表面。其工艺流程图见图7。
锡球是没有分散的纯锡的小颗粒，激光加热熔化后不会引起飞溅，固化后将变得饱满而光滑，没有其他过程，例如垫的后续清洁或表面处理。相比于传统焊接，锡球激光焊接效率更高，无助焊剂，外观一致性高，焊接稳定性极高等，热影响最小。
常见焊接产品有焊盘和焊盘连接，如摄像头模组；部分FPC与FPC&PCB焊接、晶圆、BGA等。
振镜激光焊接
振镜扫描式焊接原理是将锡膏事先点在或涂抹在焊盘上，再通过激光来回扫描，加热锡膏和产品焊盘，使其达到焊接的温度，从而达到焊接的目的，是点锡膏焊接的补充。
振镜扫描式焊接能够实现在不同形状规则的焊盘区域进行匹配焊接，可点焊也可面焊。常见焊接产品有FPC与PCB&FPC、插针件、贴片元器件、线材与线&PCB、马达线圈等。
另外，恒温高速精密激光锡焊系统尤其适用汽车电子焊接。
恒温高速精密激光锡焊
恒温高速精密激光锡焊系统是通过波长为915nm的半导体激光器聚焦连续光形成光点来实现焊接体的快速焊接，配套的CCD同轴定位系统能自动识别焊接体，实时温度反馈。能应用在所有SMT的应用领域，与SMT相比，采用独特局部加热方式，焊接一个原件时，不会对其他元件产生热效应，同时也适用于微电子连接器领域，例如极细同轴线与端子焊，USB排线焊、软性线路板FPC或硬性线路板PCB焊，高精密液晶屏LCD、TFT焊及高频传输线等方面，能有效实现汽车电子精密化加工。
恒温高速精密激光锡焊系统的特点：
红外实时温度反馈系统，CCD同轴定位系统，以及半导体激光器所构成。恒温激光锡焊软件，对不同焊点，不同高度实现加工参数分层处理一次加工完成，同时可在焊接过程中实时监控操作的完成情况。PID在线温度调节反馈系统，能控制恒温焊接，提高焊接良品率与精密度。
1. PC控制，可视化操作。高清晰度CCD摄像，可选MARK+DXFGEBER图形或模板匹配方式，自动定位，满足高精密器件全自动或在线加工要求，减少人工干预。
2. 拥有核心技术的温度控制模型，并采用高精度红外温度探测器做实时温度反馈与控制。
3. 非接触式焊接，无机械应力损伤，升温速度快，热影响区小。
4. 激光，CCD，测温，指示光四点同轴，解决了行业内多光路重合难题并减少复杂调试。
5. 自主开发的恒温激光锡焊软件，实现不同参数调用与加工，方便客户使用。
6. 光学系统、运动单元、控制系统全模块化设计，提高了系统稳定性和维护性。
在微电子中的应用有哪些？
微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。其发展的理论基础是19世纪末到20世纪30年代期间建立起来的现代物理学。从本质上来看，微电子技术的核心在于集成电路，它是在各类半导体器件不断发展过程中所形成的。在信息化时代下，微电子技术对人类生产、生活都带来了极大的影响。
生活应用
随着信息化时代的到来，在信息知识爆 炸的年代，微电子技术下的产品影响着我们生活的方方面面，如我们最为常用的通信工具—手机，上下班坐公交车使用的IC卡，洗衣服用的全自动洗衣机，做饭用的电饭煲，烧水用的电水壶，茶余饭后的欣赏电视节目。这些和我们生活息息相关的电子产品都采用了微电子技术处理而完成其功能性的发挥，给我们的生活带来了便捷，带来了高品质的享受。
工业制造应用
为了能够快速地适应新时代工业产业发展的趋势，目前许多的工业制造企业都积极地引进微电子技术支持下的设备来提高企业的生产效率和产品的精准度，以此提高市场竞争优势。比如，在汽车制造行业，通过微电子的融入研发了电子引擎监控系统，有效地解决了引擎不容易控制的问题；将微电子技术融入汽车的监控系统中，一旦汽车遭遇被盗情况，电子防盗系统会立即发出警报。
可以预见，未来电子产品将面临如下变革：
1）客户产品越来越小型化、智能化、复杂化、个性化；
2）接触式的电烙铁焊接工艺焊点粗大、一致性差；
3）标准化设备难以适应多样性、柔性化的生产环境。
当下，市场正朝着纵向数量的增长和横向应用领域的扩展，随之而来的是市场对电子元器件需求的增长，锡焊是其生产工艺中必不可少的环节，因此，包括上游产业链也相继寻找激光锡焊工艺解决方案。
小结
激光焊接技术，突破了传统焊接技术的限制，在现代科学技术的帮助下，激光焊接技术的工作效率、精确度明显提高。相信在不久的将来，随着我国科学技术不断发展，激光焊接技术将进一步完善，更多定制化、自动化、智能化、精密化的激光焊接设备将应用到微电子行业的制造中。
目前为止，激光焊接技术涵盖了各个行业其他零件的焊接工艺要求，包括汽车电子、光学组件、声学组件、半导体制冷设备、安全产品、LED 照明、精密连接器、磁盘存储组件等；在客户群方面，以 Apple 公司客户产品的相关组件（包括上游产业链）衍生的相关焊接工艺要求为主导，Apple 公司也一直在寻找激光焊锡工艺解决方案。
随着激光焊接技术不断发展，其聚焦点将进一步缩小，黏连性进一步提高，能够彻底避免损伤材料或导致材料变形，焊接技术的后续处理可直接跳过，焊接技术的效率明显提升。
当前，激光焊接技术仍存在成本较高、焊接配件要求较高等缺陷，相信未来我国的激光焊接技术将更加完善，应用成本也能得到控制，不需要对焊接配件提出较高要求，即可快速完成激光焊接。
随着半导体产业的发展和升级，其激光锡焊技术也成为重中之重，高端激光锡焊设备急需赋能智能化。纵观当下，半导体激光锡焊是整个行业面临的问题之一，但行业从不缺少勇敢的开拓者和创新者，新兴的科技成果逐渐将半导体激光锡焊推向了前沿。半导体精密零件的设计过程繁琐复杂，生产合格甚至高质量的零件需要精密锡焊。
