当今的电子行业环绕着互联网的高速通讯和超级计算出来，对电子产品的拒绝更加低，大量的微仪器电子产品大大在市场上考验着各大企业的反应速度和研发水平。总的来说，这毫无疑问就是电子行业的一次产业升级。由于市场风云变化大大细分，不管是代工能力及其出众的OEM大厂，还是专心于更加合乎时代发展的研发型设备研发企业，都对新的制程，新的工艺明确提出了挑战，传统OEM厂必须更高质量，更加高效的全新工艺解决问题企业所面对的问题，研发型企业要对市场新的市场需求作出快速反应来维持自己企业的科技领先优势。

科技行业的发展也给有实力，有打算的企业带给了更加多的机会。熟知泊尔德科技的朋友都告诉，泊尔德科技专心于全新的激光锡焊工艺研究，致力于电子产品激光非接触性焊产品的研发多年，泊尔德实验室盛产锡焊黑科技，在科研上的投放不遗余力，公开发表的技术类文章也有许多，并不定点发布了部分科研成果，新来的朋友可以通过网络查找泊尔德实验室公开发表的部分文章。闲话多不多，今天泊尔德实验室的主题是：激光光学形态对电子产品激光锡焊的影响。

我们都告诉，激光泵浦出来的光通过光纤耦合传输，并入射到一个平面，一般都是圆形形态，大部分光学人组透镜将激光整形至必须的大小展开某些场合的应用于，例如打标、切割成、焊等领域。而对于激光锡焊来说，很多时候也是利用部门的光学形态对电子产品焊，但是有不同于上述所说的激光应用于形式。

单点激光锡焊对于点状焊点来说是较为好的自由选择，因为点状的焊点化学键主要靠的是设备的机动性。对于规则化学键的焊点，虽然单点焊也是一个不俗的自由选择，但是在产量和质量拒绝较为低的情况下，如果需要有阵列光经常出现毫无疑问不会增加一倍的效率。

比如，产品的焊点为成对经常出现时，将光学系统人组透镜展开一些佩的转变，光纤出有射出来收敛的光经过透镜的一些佩整形，将一束光分为两束分开的光束，通过机构的精调系统，调节透镜的间距，以此来调节两个光斑的间距。初始条件的奠定在光学设计开始，奠定初始条件,并且设计光学镜头的初始结构，透镜组材料自由选择为优质光学玻璃,材料增透处置，透光率为99%,折射率=1.51630色散=0.00806阿贝数=64.06。激光光源为940半导体激光器模型的创建透镜3D模型创建的基础就是针对透镜中光学表面的设计,一般有稍微分方程和试错法两种。稍微分方程是根据Snell定律和能量守恒创建多项式解法光线反射的曲面面型,通过编程计算出来出有线性点的座标,再行引入软件中成型;试错法是在软件中必要建立相应的曲面,再行通过仿真光线追迹出有结果,根据结果与实际拒绝的偏差改动曲面。

本文使用第二种方法必要在SolidWorks软件中创建模型。经过zemax建模仿真可以取得其中一支光斑的2d平面光照度分布图如下图。

在实验室对产生的两束露出光斑分析仪下分析光学形态如下图：实质上取得的光斑与理论光斑不存在一定的微小差异，但这样的差异本身是实验设计所容许的范围内，所以我们定义为此种光学形态是合乎实验拒绝的。案例实验挑选双插槽线束展开双光斑焊，使得激光的两束光束太阳光至两个焊盘上，焊料覆盖面积于两个焊点，通过一系列参数原作后，仔细观察激光锡焊效果，如图1，图2，图3，可以看到熔锡的状态：由于两束光斑最后的落点并不在红色十字中心点，因此十字中心点的pcb板需要担忧不会被灼伤，再行再加泊尔德科技本身实验的机台具有温度控制系统，对焊盘和PCB板的维护是较为周全，则我们此次的焦点必要仔细观察两个焊点的焊效果才可。以上实验可以显现出，双光点设计对于规则成对经常出现的焊点比用单光点焊效率更高。

为了更为全面理解单个光点的光学形态产于情况，调取理论计算出来里面的FFTLINE/EDGESPREAD光学边缘号召关系谱图，如下图以此类推，通过光学设计还可以用以上方法设计出有3-4光点的光学系统，如果遇上更加多阵列焊点，可以提到光栅阵列光焊方法，将一束光通过类似的光栅光学元器件分为间距大于的若干个光斑，对于多个焊点同时焊的方式等，原理如图下右图：可以利用类似的光栅器件组合成多光点点阵列焊，如上图ABCDEF....聚焦点。矩形光斑设计及应用于通过以上双光斑设计的方法，还可以展开矩形光斑设计。

透镜出光表面创建微型阵列结构,由上述双光点图可以显现出,单个透镜组出光为圆形光斑,为转变光斑形状必须在表面减少矩形阵列结构以提供矩形光斑,矩形阵列通过权利曲面转动断裂而出;在此创建有所不同的微型结构可以获得有所不同形状的初始光斑。实质上获得的初始光斑并无法符合我们的实验拒绝，更加无法符合实际生产拒绝，因此必须再行人组其他透镜展开多次光学整形，尽量的相似我们必须的理想光学形态。在经过多次实验后基本上可以获得满足要求的矩形光斑（理想光斑）。

如图5.此时矩形光斑形态对于矩形焊点冷却填满效果将不会更为均匀分布。比如，方形镀金焊盘，如果用圆形光斑冷却，焊盘周边更容易开裂，因为热量的不均匀分布性，有可能造成镀金焊盘整个开裂。

矩形光斑通过调节矩形长方形变化，可以对矩形周围均匀分布冷却，温度控制更为得心应手。实验案例：如图7，细长的大型矩形焊盘与线束产品的焊，如果用于圆形光斑，线材和焊盘都无法均匀分布冷却，造成局部温度较高，要么焚毁产品，要么熔锡不完全，无法覆盖面积整个焊盘。图6使用的光学形态为矩形光斑形态，通过调节矩形长方形比，获得符合焊此产品的光学形态，可以在焊的过程图片中显现出，整个焊盘在冷却过程让锡条首尾同时加热，因此会产生锡条变形变形而造成的无方位翘曲，熔锡的整个过程一蹴而就，成功覆盖面积了整个焊盘，焊点结晶过程十分圆润圆润。

转用圆形光斑，如图8，某种程度参数焊则锡熔锡较慢，熔融的锡因为焊盘热量不均匀分布，并不流向温度较低的方位，再行到后面锡丝必要翘曲，对产品分析有泛黄现象，焊品质NG。矩形光斑还有一种光学形态就是，细长比更高，完全程一字型条形光斑，一般细长比越高，必须的镜片系统就就越简单，在焊微小焊盘时，如果微小焊盘排成长长的一排时，不管圆形光斑还是矩形光斑效率都较为较低。此时就必须中用一字型光斑。一字型光斑设计是稍微分方程是根据Snell定律和能量守恒创建多项式解法光线反射的曲面面型,通过编程计算出来出有线性点的座标,再行引入软件中成型计算出来。

前面谈的激光升空的光通过光纤传输至某一个平面端面，一般程圆形状态，此时的激光光束虽然在此平面上呈现出的是圆形状态，但是其本身的光束是正处于收敛状态的，要获得一字型细长光斑，首先必须对光斑的升空状态展开均匀分布的整形，利用多个镜片组和非常规镜片人组获得一条细长的光斑形态如图8:对一字型细长光斑，可以仔细观察zemax点列图的产于情况辨别光的落点密度情况，减少光线的密度可大体显现出一字型形态的光斑的光束产于情况还较为平均值，如下图：通过软件收集条形光的边缘特性曲线（line/edgespread）如下图边缘光线收集曲线图展出的边缘部分光线产于密度比较平均值，因此可以辨别此种光学形态也合乎预期设计。实验案例：在激光焊软板密集排线的时候，如果用于单点焊一个一个去熔锡毫无疑问效率不会很低，并且密集型焊点的阻锡带十分狭窄，稍有不慎就不会连锡，焚毁。认识型加工HOTBAR可以重复使用已完成这种焊，但是HOTbar某种程度面对的问题是连锡，灼伤，自燃。因为HOTbar的热源是热压头，热压头温度较为低，传导至常温的冷板更容易产生翘曲，白泡，锡渣等不可控因素，而且hotbar更容易沾锡水解等特征也容许这一工艺的最重要因素。

一字型细长光斑利用热压Hotbar的原理，将激光形状一整构成细长的一字，因为激光可以必要对焊盘冷却而需要冷却介质（热压头）热传导，因此温度阶梯变化可以利用上位机必要原作加压和焊的整个工艺。以下图产品为例来实验一字光斑是如何一口气焊完了这十几个点的。

搭配泊尔德科技点锡激光锡焊一体实验平台，对产品做到一次自动上锡粉的操作者。（全自动点锡焊一体设备）自动点锡已完成后再行CCD光学下的表明结果如下图因为为实验环境，我们并没让机台必要展开自动化循环，将机台退至激光焊头的同轴CCD下观察点锡情况，在证实点锡一致性较好的情况下，我们对激光焊参数做到了一些佩设置。

考虑到时一字型细长光斑，焊点间距为0.1mm，焊点过小，必须将照相机倍率增大便利人眼仔细观察，在倍率转变的同时，也对一字细长光温度原作条件做到了一系列容许，再确认正确性后，开始锡焊。首先仔细观察激光加剧的温度曲线，如下图：在加剧阶段、加压阶段和焊段激光冷却焊盘的温度被牢牢地的掌控在了所原作的范围内，没任何出现异常，因此我们回避温度不平稳而构成的各种影响，再行把注意力集中于到产品焊的变化过程，如下图：从实验成品效果来看，毫无疑问是较为顺利的一次实验，一字型细长光斑对于这类产品的焊堪称是再行合适不过了。实质上能在较短的时间已完成一字型排序的密集型焊点焊，归功于泊尔德科技杰出的光学设计能力和杰出的激光控制能力。

我们告诉，激光器一般都归属于破坏型加工，例如三大应用于：打标，切割成，焊，都是利用激光的高能量低密集度对产品本身产生冲击；而利用激光器对电子产品做到微仪器焊则意味著无法再行利用这种破坏型加工方式来已完成。激光在锡焊接行业的应用于主要还是利用光热原理来已完成的，利用激光冷却时间较短，无认识冷却的特点，那么就必须强劲的研发能力，而光学设计和结构设计，激光掌控，电气控制，上位机掌控缺一不可，也正是因为泊尔德团队伸展市场痛点，缓客户所急，已客户的市场需求为己任，大大开拓进取大大投放研发设计，攻下一个一个工艺难题，才能在客户群里累积不少优良的口碑。泊尔德科技这个年长团队将伸展产业发展，大大开发新一代锡焊产品，为激光行业，为电子行业产业升级贡献一点度日的力量。

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