激光錫焊溫度控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量的飛躍

激光焊錫是電子制造、精密裝配等領(lǐng)域的關(guān)鍵工藝，其核心是通過激光的高能量密度快速加熱焊錫材料(焊錫絲、焊錫膏等)及被焊工件(如 PCB 板、電子元件引腳)，使焊錫熔化并形成可靠連接。溫度是決定焊接質(zhì)量的核心參數(shù)：溫度過高可能導(dǎo)致工件(如 PCB 板、芯片)熱損傷、焊錫氧化;溫度過低則焊錫未完全熔化，易形成虛焊。因此，激光焊錫的溫度監(jiān)測是保證焊接一致性和可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

激光焊錫溫度監(jiān)測的核心需求

實(shí)時(shí)性：激光加熱速度極快(毫秒級甚至微秒級)，需快速響應(yīng)溫度變化(通常要求采樣頻率≥1kHz);

準(zhǔn)確性：焊錫熔點(diǎn)通常在 183~230℃(如 Sn63Pb37 熔點(diǎn) 183℃，無鉛焊錫 SnAgCu 約 217℃)，監(jiān)測誤差需≤±5℃;

抗干擾性：激光本身的強(qiáng)光反射、焊接產(chǎn)生的煙霧、飛濺等會(huì)干擾監(jiān)測信號;

非接觸性：避免監(jiān)測裝置接觸高溫區(qū)域或干擾焊接過程(如焊錫流動(dòng)、激光聚焦)。

紅外測溫技術(shù)(最常用)

原理：基于黑體輻射定律(物體溫度越高，紅外輻射能量越強(qiáng))，通過檢測焊錫或工件表面發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度，換算出溫度。

分類：

單點(diǎn)紅外測溫儀：僅監(jiān)測單一位置溫度，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適合焊點(diǎn)小且位置固定的場景(如芯片引腳焊錫);

紅外熱像儀：通過紅外焦平面陣列(FPA)獲取焊接區(qū)域的二維溫度分布圖像，可同時(shí)監(jiān)測焊點(diǎn)及周邊區(qū)域溫度(如 PCB 板受熱范圍)，適合復(fù)雜焊點(diǎn)或大面積加熱場景。

優(yōu)勢：響應(yīng)速度快(微秒級)、非接觸、成本適中(單點(diǎn)式);

挑戰(zhàn)：

發(fā)射率影響：焊錫(金屬)和 PCB 板(復(fù)合材料)的表面發(fā)射率低且隨溫度 / 狀態(tài)變化(如焊錫熔化后表面光澤度改變)，易導(dǎo)致誤差，需通過涂層(如黑色高溫漆)或發(fā)射率校準(zhǔn)算法修正;

激光反射干擾：激光(如 1064nm、10.6μm 波長)可能被工件反射，進(jìn)入紅外傳感器后誤判為高溫信號，需通過濾光片(過濾激光波長)或角度調(diào)整(避免傳感器正對反射方向)解決;

煙霧 / 飛濺遮擋：焊接產(chǎn)生的煙霧會(huì)吸收紅外輻射，需配合吹氣裝置(如氮?dú)獗Ｗo(hù))清除煙霧。

溫度監(jiān)測系統(tǒng)的組成

一套完整的激光焊錫溫度監(jiān)測系統(tǒng)通常包括：

傳感單元：紅外測溫儀 / 熱像儀、光譜探測器等，負(fù)責(zé)采集溫度信號;

信號處理單元：對原始信號濾波(去除噪聲)、校準(zhǔn)(發(fā)射率修正、反射補(bǔ)償)，輸出準(zhǔn)確溫度值;

反饋控制單元：將實(shí)測溫度與目標(biāo)溫度(如焊錫熔點(diǎn) + 20~50℃)對比，實(shí)時(shí)調(diào)整激光參數(shù)(功率、脈寬、掃描速度)，形成閉環(huán)控制(如溫度過高則降低功率，過低則延長加熱時(shí)間);

可視化單元：通過屏幕顯示實(shí)時(shí)溫度值或熱像圖，便于操作人員監(jiān)控。

激光焊錫溫度監(jiān)測以紅外測溫技術(shù)為核心，通過非接觸方式實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)的溫度采集，配合閉環(huán)控制可有效避免過熱或虛焊。實(shí)際應(yīng)用中需重點(diǎn)解決發(fā)射率波動(dòng)、激光反射、煙霧干擾等問題，根據(jù)焊接精度要求(如消費(fèi)電子 vs 航空航天)選擇單點(diǎn)測溫或熱像儀方案，必要時(shí)結(jié)合光譜測溫提升準(zhǔn)確性。溫度監(jiān)測技術(shù)的成熟度直接決定了激光焊錫的質(zhì)量穩(wěn)定性，是電子制造自動(dòng)化、精密化的關(guān)鍵支撐。松盛光電致力于激光錫焊領(lǐng)域的研發(fā)，其溫控系統(tǒng)能準(zhǔn)確測量焊接過程中的溫度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒溫焊接，大大提高了激光焊接的穩(wěn)定性和一致性。