Лазерная пайка оправ, пайка очков, пайка и ремонт очков в оптической мастерской «Ваша Оптика»
Сломались очки? Бежать в магазин оптики за очередной оправой для очков? Без паники! Все поправимо, ведь мы живем в 21 столетии, где работают не грубыми паяльниками, а точными лазерами. Лазерная сварка в мгновение соединит металлические части. На месте соединения после шлифовки останется тонкий, незаметный шов.
Лазер — тончайший луч энергии, он обладает огромной мощностью. Даже самые твердые частицы под его воздействием не способны устоять. При помощи лазерной сварки поверхностные металлические части за секунды расплавляются и привариваются друг к другу. Также лазер можно настроить таким образом, чтобы он соединял мельчайшие кромки.
Краткий перечень распространенных операций, которые выполняет лазер:
- сварка заушной части оправы;
- приваривание петель носовой и заушной части оправы и сломанных винтов;
- сварка держателей носового упора и пружинок заушника;
- соединение поврежденных деталей в области переносицы;
- вставка выпавших камней и кристаллов сваровски.
Для лазерной пайки характерна высокая геометрическая точность, маленькое время теплового воздействия на паяный участок. Преимущества лазерной пайки оправ:
- точное наведение на место пайки;
- высокая сосредоточенность участка воздействия;
- легкость перехода на разные объекты;
- высокая технологическая воспроизводимость;
- высокая точность дозировки энергии (образование прожогов исключено).
Наша оптическая мастерская предоставляет и другие услуги по изготовлению и ремонту очков: от замены шарнира наушной части до нарезки резьбы винтов. Благодаря новейшему лазерному оборудованию опытные мастера починят любые металлические части оправы. После ремонта Ваши очки будут лучше, чем новые.
Мастерская по изготовлению очков, оптическая мастерская
Предлагаем Вам воспользоваться услугами по изготовлению очков, которые оказывает наша оптическая мастерская. Мы имеем возможность устанавливать и обрабатывать любую очковую линзу. Устанавливаем в очки монофокальные, прогрессивные, бифокальные линзы. Работаем, как с пластиковыми линзами (полимерные), так и с минеральными линзами (стеклянные).
Современное высокотехнологичное оборудование помогает решать самые сложные задачи по оказанию индивидуальных услуг тем, кто пользуется очками. Наши мастера-оптики с безупречной точностью готовы выполнить заказ любой сложности. Благодаря слаженной работе оптической мастерской клиенты могут в короткие сроки получить очки с подходящей им по стилю оправой и с корригирующими линзами.
Вы привыкли к своим очкам? Тем не менее в жизни случаются разные ситуации, и иногда очкам необходим ремонт. К примеру, сломалась оправа очков и встает вопрос: купить новые или отремонтировать старые очки.
Мы производим ремонт любой сложности при помощи лазерной пайки очков. Кроме лазерной пайки оправ и очков, специалисты оптической мастерской осуществляют весь спектр услуг по ремонту очков: изменение формы оправы, замена носовых упоров, заушников, замена винтов и т.
Вы так же можете вставить линзы в свою оправу и как ни странно свои линзы в нашу оправу.
Наша мастерская дает гарантию на каждый заказ и производит срочную вставку линз в очки. Все мастера имеют соответствующее образование, подтвержденное сертификатами и удостоверениями. Мы имеем действующую лицензию на медицинскую деятельнось.
Наши услуги:
- вставка линз в ободковую оправу
- вставка линз в оправу на леске
- вставка линз в безободковую оправу
- изменение формы оправы
- тонировка полимерных линз
- лазерная пайка оправ
- ультразвуковая чистка
Наши преимущества:
- ответственны за качество
- срочное изготовление
- низкие цены
- индивидуальный подход к каждому клиенту
- гибкая система взаиморасчетов
- наличный и безналичный расчет
- линзы всех представленных в России производителей
- рецептурные изготовления
- изготовление очков
Лазерная сварка очков, преимущества, технологический процесс
Лазерные технологии – оптимальный способ ремонта очков. Лазерная сварка является современным, бесконтактным высокоточным способом соединения материалов. Непродолжительный локальный разогрев в зоне соединения позволяет избежать повреждения термочувствительных компонентов и их деформации. Лазерная сварка не предусматривает использование припоя благодаря чему место соединения становится однородным и очень прочным. Метод лазерного соединения деталей позволяет осуществить ремонт любых изделий качественно и быстро.Лазером проводится ремонт очков любой сложности
Преимущества лазерной сварки
Современные специалисты уже давно оценили все имеющиеся преимущества лазерного способа соединения металла:
- Быстрота, вся процедура ремонта занимает не более 20 минут;
- Чистота, сварочный шов не загрязнен частями электродов, припоя, флюса;
- Качество, стыки, сваренные лазером на 45% прочнее стыков, сделанных микроплазмой;
- Высокая точность, возможность точной дозировки энергии при спайке очень мелких деталей гарантирует получение качественных соединений;
- Ремонт изделий любой сложности без ограничений по толщине материала;
- В месте соединения остается маленькая лазерная точка (шов), которую после шлифовки вовсе незаметно;
- Возможность сваривания серебряных и золоченых металлов без утраты покрытия;
- Минимальная зона термовоздействия, высокая стойкость к коррозии.
Конечно же, нельзя пройти мимо вышеупомянутых достоинств, поэтому лазерная пайка очков и ювелирных изделий пользуется большим спросом. Лазерная пайка очков выступает гарантом того, что после ремонта изделие будет иметь прежний внешний вид.
Также лазерной пайке могут подвергаться оправы из любых металлов и сплавов, даже если они украшены драгоценными камнями.
Лазерная сварка очков поможет осуществить ремонт поврежденных частей в области переносицы, спаять пружинки заушника и держатели носового упора, припаять сломанные винты и петли соответствующих частей оправы.
Технология ремонта очков лазером
При использовании лазерной сварки поверхность ремонтируемого изделия не подвергается сильному нагреву. Это создает благоприятные условия для работы с материалами, обладающими высокой чувствительностью к температурам. Точечная сварка производится вольфрамовыми электродами (иглами) в среде инертного газа аргона. Лазеры способны генерировать световую энергию, которая, всасываясь в материалы, преобразуется в тепловую энергию. Использование луча света в видимом диапазоне способствует передачи этой энергии от источника к материалу с использованием оптики, которая фокусирует и направляет энергию на мельчайшие точные точки. Так как в линзе угол преломления луча постоянен, а лазерный луч имеет определенную длину и частоту волны, он отлично фокусируется оптическими линзами. Фокусируясь на чрезвычайно малой поверхности металла, лазерный луч может создать на ней плотность энергии 108 Вт/см², чего вполне достаточно для сварки.
Выбор аппарата лазерной сварки для очков
При выборе аппарата лазерной сварки для очков особое внимание следует уделить его мощности, так как при ремонте лазером данный показатель очень важен. Маломощные лазеры не способны пропаять материалы с высокой теплопроводностью, к примеру, композитные сплавы, серебро, цинк. Они лишь напаивают припой сверху, в результате отремонтированное изделие быстро ломается в том же месте.
Ремонт очков в Санкт-Петербурге
Очки не для всех людей являются необходимостью, связанной с проблемой со зрением. Для многих — это ещё и стильный аксессуар, подчеркивающий стиль владельца, и дополняющий общую картину. К сожалению, конструкция их такова, что достаточно легко ломается, даже если пытаешься обращаться с ними максимально аккуратно. Если вы долго искали подходящую модель, и ни за что не хотите с ней расставаться или менять на новые, то мы готовы вам помочь в решении возникшей проблемы. Наши мастера с легкостью выполнят ремонт очков любой сложности, аккуратно, быстро и недорого.
Какие поломки мы устраняем в «ЗАЙДИ-УВИДИШЬ»:
- Замена заушников
- Точечная (лазерная) пайка ТИТАТНОВЫХ и других металлических оправ
- Очистка оправы при помощи ультразвука
- Подгонка изгиба дужек, моста-переносья, носовых подушек
- установка винтов;
- установка носовых упоров и наконечников
- выправка оправы
- замена или ремонт заушников
- замена лески
- укорачивание заушников
- замена сломанных или утраченных деталей, в т. ч., стразов.
Оформить заказ на ремонт очков можно в любом салоне оптики ЗАЙДИ-УВИДИШЬ или ZEISS, при этом забрать свой заказ Вы также можете из любого удобного салона.
Точечная пайка очков
С помощью точечной пайки удается исправить сломанный заушник. При поломке образуется неровный разрез, который не удастся совместить и приклеить в домашних условиях, не испортив внешний вид. В случае с аргоновой сваркой, после ремонта оправы очков не остается ни единого элемента, свидетельствующего о том, что они были поломаны. Под действием тока происходит импульсный удар и таким образом мастер точечно спаивает поврежденные места. Благодаря точечной пайки, не только сохраняется привлекательность, но и гарантируется высокая прочность.
Ультразвуковая чистка
При постоянном ношении, на оправе появляются загрязнения, которые не удастся удалить привычными средствами. Тут на помощь приходит ультразвуковая чистка очков. Она позволит удалить даже мельчащие загрязнения, вернув изделию изначальный внешний вид.
Ремонт очков всех марок в Москве и области, пайка лазером
Мастерская по ремонту очков
Иногда ваши любимые очки ломаются, что же делать??? Приходите к нам. У нас также имеется мастерская по ремонту очков любой сложности. В ней работают
У нас используются современные лазерные технологии, мы надежно и качественно отремонтируем ваши очки, произведем ультразвуковую чистку очков, заменим носовые упоры, и все это за небольшую цену.бимые, обновленные очки.
Работа по изготовлению (сборке) очков:
- Работа ободок.
- Работа леска, прогрессивы, бифокалы
- Работа винты
- Изменение формы линзы
Мы ремонтируем все виды медицинских (корригирующих) очков и оправ, а также все виды солнцезащитных очков — ремонт оправ, замена стекол, линз, носоупоры Мы находимся рядом с Вами: Мы располагаемся в Торговом Центре Тимирязевский в салоне Немецкой Оптики в 50 метрах от метро Тимирязевская на улице Яблочкова, дом 21а.
Услуги по ремонту очковой оптики
Наименование работ | Стоимость работ |
---|---|
Выправка ободковой оправы | |
Выправка оправы на леске или винтах | |
Лазерная сварка очковых оправ | |
Установка линзы в ободковую оправу или на леске | |
Установка линзы в оправу на винтах | |
Установка клипсы в оправу | |
Замена лески в оправу | |
Замена заушника | |
Замена шарнира в оправе | |
Фиксация винта в оправе | |
Фиксация линзы в оправу (прокладка) | |
Замена наконечника заушника | |
Установка носового упора | |
Установка двойного носового упора | |
Установка винта, гаки, шайбы | |
Установка винта, гайки с нарезкой резьбы в оправе | |
Удаление винта в оправе (высверливание) |
Срочный ремонт дужек, металлических и пластиковых оправ, лески, сварка
Отремонтируем Ваши очки или оправу в Вашем присутствии на лучшем европейском оборудовании. Починим детские очки или, в случае невозможности ремонта, подберем новую оправу недорого. Все работы выполняет опытный мастер оптик — доволен будет любой очкарик! Если опять так случилось, что Вы сели на Ваши любимые очки, новая оправа или дужки натирают, а переносица болит — приходите: мы подправим, подгоним, выправим, починим!
Кроме медицинских или корригирующих очков, мы ремонтируем и солнцезащитные! Беды у очков от солнца те же: хранятся они уже давно не в футляре, а в бардачке или где попало, а протирают старой салфеткой годами! Мы поможем вернуть прежний вид оправы и заменим линзы.
Услуги по окраске линз:
- Тонировка однотонная
- Тонировка Градиент
Услуги по чистке очков:
- Ультразвуковая чистка
„Езжу домой и на работу по Дмитровскому шоссе и поэтому мне очень удобно. Мастер уже несколько раз спасал меня! Мои знакомые с улиц Ивановская, Костякова и даже с Тимирязевской улицы также теперь ходят ремонтировать очки о правы к Вам. К Вам достаточно легко пройти пешком от улиц Фонвизина и Милашенкова, а также через переход под железной дорогой мимо входа в метро Тимирязевская. Тем более, что Вы пожалуй лучшая мастерская по ремонту оправ и очков нашем районе!“
— Клиенты говорят о нас —
Если так получилось, что повреждения серьезны и наша оптическая мастерская не в силах помочь Вам, мы предложим Вам достойную замену и изготовим новые очки недорого и не хуже прежних.
Ремонт очков
Ремонт очков, не проблема — мастера салонов сети Корд оптика отремонтируют очки быстро и с оптимальным сочетанием цены и качества. Сдать очки на ремонт вы можете в любой ближайший к вам салон оптики, ремонт займет один-два дня в зависимости от сложности и наличия комплектующих.
Ремонтом очков в Корд Оптика занимаются квалифицированные и опытные мастера. Очки будут готовы в течение часа при наличии оправы и линз с необходимыми диоптриями. На линзе появились трещина или скол, а то она и вовсе разбилась, но оправа осталась целой? Нет проблем! Новая линза будет вставлена в вашем присутствии.
В салоне Корд оптика на Баумана 72 есть лазерная пайка — это бесконтактный, высокотехнологичный процесс соединения материалов, в результате которого на изделии остается шов почти незаметный после шлифовки. Ваши очки будут снова как новые
Важно также помнить, что с момента последнего заказа или ремонта очков ваше зрение могло измениться и теперь нуждается в коррекции или мерах профилактики. Проверяйте его, прежде чем заказать новые очки или отремонтировать старые!
Несколько сложнее подобрать к сохранившимся линзам новую оправу, причем точно такую же, как была, поможет в этом сломанная оправа или ее фото. Не забывайте также о необходимости замены старых линз новыми, если очкам уже более двух лет в процессе эксплуатации на линзах могли появиться мелкие царапины, которые будут мешать четкому обзору.
Ремонт очков можно произвести по адресам:
Казань
Ул. Баумана 72
Пр. Ибрагимова 56, ТЦ «Тандем»
Пр. Победы 141, ТЦ «МЕГА»
Пр. Победы 91, ТЦ «Южный»
Пр. Ямашева 46/33, молл «Парк Хаус»
Пр. Ямашева 93, ТЦ «Савиново»
Пр. Ямашева 97, ТЦ «XL»
Зеленодольск
Ул. Комарова 56, к.1
Волжск
Ул. Ленина 60 (д)
Актаныш
пр.Ленина д.64а
Альметьевск
ул. Джалиля, 21
Нижнекамск
ул. Менделеева, 37, ТЦ БАРС-4
Чиспотоль
ул. Урицкого, 76
Самара
ТЦ «МЕГА», Московское шоссе, 5
Уфа
ТЦ «Ультра», ул. Бакалинская, 27
Пайка лазерами Endurance — EnduranceLasers
Ожидаете ли вы обновления вашего 3D-принтера / фрезерного станка с ЧПУ или имеющегося у вас гравировального / режущего станка?
Если да, заполните форму, и мы поможем вам с передовыми решениями от Endurance.
Мы, компания Endurance, занимаемся микроэлектроникой. Мы должны спаять множество схем на печатных платах (PCB), а также пересмотреть, улучшить и оптимизировать наши прототипы.
Поэтому мы часто используем припой для прикрепления одного контакта или токопроводящей точки к плате, например, для соединения двух дорожек.
Не так давно мне в голову пришла идея точечной пайки, вдохновленная танцующими снежинками в метели за окном, как они усеяли землю, укрывая ее пушистым снежным покрывалом. Идея не нова и широко используется, но только в промышленных масштабах.
У нас под рукой лазер Endurance, универсальный инструмент, который также можно использовать для резки, гравировки и пайки.Почему нет? Давай попробуем.
Так сказано сделано. Несколькими минутами позже мы заменили на лазерном гравере NEJE стандартный лазерный диод 300 мВ на лазер Endurance мощностью 5,6 Вт.
С этого момента процесс шел гладко, как будто намазано маслом. Для эксперимента мы взяли небольшую печатную плату со свободными слотами и припаяли к ней медный провод (в качестве примера). Мы обработали место пайки и провод, очищенный от изоляции, флюсом для пайки, отрезали небольшой кусок сплава, который с помощью лазера превратили в токопроводящую точку.
p>
Мы надеваем защитные очки, чтобы защитить глаза от опасного воздействия отраженного лазерного луча (5,6 Вт), включаем питание гравера и помещаем плату с проводом на рабочую поверхность гравера. Установите фокусную длину на высоте 2 мм от столешницы, так как толщина платы составляет 1,5 мм плюс толщина припоя в месте пайки. Луч лазера не должен быть идеально сфокусирован на идеальной точке. Наша цель — не проделать дырку, а расплавить сплав.Калибровав стрельбу лазерным лучом, перемещаем платформу так, чтобы луч попадал точно на место пайки.
Теперь все готово для первого эксперимента. Включаем питание и через секунду видим сквозь стекло очков кусок позволения кардинально меняет форму, превращается в маленькое оловянное пятнышко, аккуратно обхватывая провод и умело прикрепляя его к плате. Эксперимент удался. Теперь понятно, что лазер можно использовать для точечной пайки.
Для чистоты эксперимента следует сказать, что в следующие несколько минут мы провели еще 2 эксперимента. В одном мы сфокусировали луч в точку с нулевым радиусом. Это привело к открытому оплавлению сплава именно в месте лазерного воздействия. В другом случае лазер был слегка расфокусирован, чтобы охватить большую поверхность. Однако температуры нагрева оказалось недостаточно для расплавления сплава. Так что команда Endurance продолжает работать над созданием на плате оловянных проводников.Но то, что лазер является идеальным инструментом для точечной пайки, уже доказано и доказано.
Демонстрационное видео процесса лазерной пайки
Понравилось видео на нашем канале YouTube? Нравится то, что мы делаем?
Подпишитесь на наш канал Youtube и не пропустите наши новости и рекомендации.
Если у вас нет возможности посмотреть наше видео — сообщите нам. Все видео бесплатны для клиентов Endurance. У нас более 500 видео-руководств и учебных пособий.
Лазерная резка и лазерная гравировка для дома и для бизнеса.
Преимущества лазеров Endurance
Многоуровневая система тестирования.
Промышленные компоненты.
Гарантированная продолжительность непрерывной работы ~ 48-72 часа.
Истинная длительная выходная мощность
Наши изделия имеют заявленную номинальную мощность — в отличие от китайских аналогов.
Можно включать и выключать с помощью 3.5-24В.
Переменная выходная мощность.
Универсальное и совместимое крепление.
Совместим с большинством 3D-принтеров и станков с ЧПУ.
Не нравится лазер?
Просто верните товар в течение 30 дней и получите полный возврат.
Лазерные насадки и лазерные гравировальные (маркировочные) станки.
Почему наши клиенты покупают лазеры и гравировальные станки у Endurance?
Мы помогаем и даем советы по телефону / электронной почте / в мессенджере Facebook / Telegram / Whatsapp / Viber.
Помогаем установить и настроить лазер. Предлагаем квалифицированную послепродажную поддержку.
Для начала мы отправляем все необходимое в одной посылке.
Мы отправляем все единицы в течение 4-24 часов. Экспресс-доставка DHL позволяет получить посылку в течение 3-5 дней.
Все наши лазеры проходят испытания и могут работать до 10 000 часов.
У вас старая модель? Обновите свой отряд, сделав его более мощным.
Следуйте за нами в социальных сетях
Поделитесь с друзьями
Лазерная пайка | IntechOpen
1.Введение
Тенденции к миниатюризации электронных устройств и использованию дорогих, чувствительных к температуре компонентов, используемых в индустрии телекоммуникационного оборудования, привели к спросу на новую, хорошо управляемую технологию селективной лазерной пайки [1, 2]. Во-вторых, современные электронные и электрооптические узлы с высокой плотностью размещения обычно включают в себя термочувствительные компоненты, а также сложные трехмерные (3-D) схемы, которые не могут быть спаяны с использованием традиционных методов пайки волной или оплавлением [6]. Лазер особенно используется для пайки термочувствительных сборок и плат, а также для соединения сборок с высокой теплоемкостью, которые нельзя было бы паять обычным способом в процессе оплавления [2].
1.1. Лазерная пайка
Лазерная пайка — это метод, при котором точно сфокусированный лазерный луч обеспечивает контролируемый нагрев припоя, что приводит к быстрому и неразрушающему электрическому соединению. В процессе используется управляемый лазерный луч для передачи энергии к месту пайки, где поглощенная энергия нагревает припой до тех пор, пока он не достигнет температуры плавления, что приводит к пайке контакта, что полностью исключает любой механический контакт [3].
При лазерной пайке используется припой, который в жидком состоянии смачивает соединяемые материалы и обеспечивает механически и электрически стабильные соединения при затвердевании. Простота управления формой и расположением зоны нагрева обеспечивает надежные паяные соединения с минимальным нагревом компонентов и хорошо подходит для упаковки с высокой плотностью. Поскольку во время этого типа пайки нагревается только область паяного соединения, не повреждая электронные компоненты или плату, процесс лазерной пайки более выгоден для межсоединений с использованием припоев с широким диапазоном температур плавления по сравнению с процессом конвекционного инфракрасного оплавления. [4].Энергия для плавления припоя прикладывается с помощью лазерного луча. Использование лазерной технологии обеспечивает точный нагрев, предохраняя высокочувствительные компоненты от термических напряжений и позволяя пайку таких чувствительных компонентов при высоких температурах [2, 3]. Использование фокусирующей оптики позволяет производить пайку в небольших помещениях, а также компоненты с мелким шагом, а наличие моторизованной оптики оптимизирует фокусировку для каждого соединения. [3].
Лазерная пайка применялась в производстве электронных узлов и при пайке электронных компонентов на печатные платы [5-8].Биомедицинский сектор также экспериментирует с лазерной пайкой как средством соединения тканей без наложения швов. Его использование в этом секторе обусловлено стремлением к минимально инвазивной хирургической процедуре соединения, при которой окружающие ткани не затрагиваются [9]. По его биомедицинским приложениям была проделана большая работа [10-13].
1.2. Система лазерной пайки
Система лазерной пайки состоит из лазерного генератора, оптоволоконного модуля, фокусирующей оптики, модуля компьютерного зрения с камерой, осветителя и модуля движения, ступени позиционирования XY с системой сервоуправления, показанной на рисунке 1
Рисунок 1.
Блок-схема системы лазерной пайки
Лазерный луч генерируется лазерным диодом и модулируется. Благодаря оптической системе лазерный луч точно фокусируется на паяном соединении, поскольку лазерный луч направляется по гибкому оптоволоконному кабелю. Требуемая температура паяного соединения достигается за счет поглощения теплового излучения. Применение энергии можно точно контролировать. Эта процедура подходит как для пайки оплавлением паяльной пастой, так и для пайки припоем.
Выходной сигнал лазера обеспечивается оптоволоконным модулем, состоящим из входной соединительной оптики, установленной на регулируемом основании, оптоволоконного кабеля с броневой оболочкой и выходной соединительной оптики, которая коллимирует и фокусирует луч в целевой области.
Благодаря точности и управляемости, обеспечиваемым лазером, устройства обычно сопрягаются с автоматизированными точными позиционирующими столами X-Y. Устройства помещаются в положение пайки с помощью XY-стола с сервоприводом.Этот стол X-Y используется для точного позиционирования и перемещения заготовки под фиксированным лазерным лучом, что фактически обеспечивает точную бесконтактную пайку. Плата шины межсоединения периферийных компонентов в компьютере управляет этапом X-Y [14]. Во время пайки движение лазерных пятен на данном устройстве для поверхностного монтажа (SMD) обеспечивается управляемыми компьютером позиционирующими зеркалами, называемыми гальванометрами, и эти гальванометры используются для управления траекторией лазера. Эти гальванометры запрограммированы для каждого типа компонентов, а пути хранятся в компьютерном интерфейсе.
Необходимый припой может быть получен с помощью системы подачи проволоки или может быть нанесен с помощью паяльной пасты.
Высокий уровень автоматизации системы лазерной пайки приводит к очень повторяющемуся процессу. Для повышения стабильности процесса необходим контроль температуры паяного соединения с обратной связью, и это можно сделать с помощью пирометра. Этот пирометр служит надежным средством контроля качества при пайке миниатюрных компонентов в условиях, чувствительных к температуре [15].Пирометр непрерывно контролирует температуру поверхности каждые 10 мс в течение оптимального процесса управления, что обеспечивает повторяемость и надежность процесса [16]. Этот пирометр встроен в обрабатывающую головку и расположен на оптическом пути лазерного луча.
ПЗС-камера может быть интегрирована для прямого наблюдения за лазерным пятном с использованием аксессуаров, которые позволяют коаксиально просматривать лазерное пятно в реальном времени. Когда есть отклонение в температуре (высокая или низкая) излучаемых тепловых волн, схема управления с обратной связью может помочь в адаптации выходной мощности лазера менее чем за несколько секунд.
В отличие от других традиционных методов пайки, лазерная пайка имеет множество преимуществ. Они включают в себя [6, 17]:
Бесконтактное, локально ограниченное приложение энергии
Временное и пространственное хорошо контролируемое энергопотребление,
Низкое тепловое напряжение
Снижает образование интерметаллических соединений, благодаря к быстрому образованию швов, в результате чего шов становится качественным.
Он также не требует особого обслуживания
Очень гибкий и легко адаптируемый
Он имеет мелкий размер зерна (из-за быстрого охлаждения), что приводит к лучшим усталостным свойствам.
Ограничение лазерной пайки заключается в ее крайне неравновесной природе. Для каждой конкретной задачи лазерной пайки каждое соединение имеет свою индивидуальную тепловую массу и отражательную способность и, следовательно, требует точно определенного лазерного импульса. Любое небольшое отклонение, такое как погнутый вывод или небольшое изменение количества паяльной пасты, может привести к открытию или разрушению соединения [18]. Другие ограничения лазерной пайки: ограниченная возможность пайки больших площадей, высокая относительная цена лазера и дополнительные расходы по требованиям безопасности.
1.3. Параметры процесса
Параметры процесса, такие как мощность лазера, время процесса и геометрия лазерного луча, могут быть легко запрограммированы, что позволяет получать согласованные результаты пайки. Согласно [3], некоторые переменные, такие как геометрия контактных площадок или размер коронки, которые могут повлиять на формирование паяного соединения, мешают процессу лазерной пайки. Важно соотношение между размером коронки и сквозным отверстием. Если соотношение не является оптимальным — если отверстие слишком большое или слишком маленькое по отношению к диаметру штифта, могут возникнуть проблемы при оплавлении олова на сторонах компонентов.Если штифт слишком длинный или слишком короткий, могут возникнуть проблемы плохого прилегания как штифта, так и колодки.
В дополнение к физическим и геометрическим параметрам печатных схем и компонентов, важно принимать во внимание параметры пайки, применяемые в процессе. Контроль теплового профиля, назначенный каждому стыку, позволяет оптимизировать эти параметры пайки, особенно если контактные площадки соединены с заземляющими поверхностями, схема имеет несколько слоев или когда компоненты, подлежащие пайке, имеют большую тепловую массу [3].
Рис. 2.
профиль пайки
Пирометр, используемый в качестве инструмента для измерения температуры, непрерывно контролирует температуру поверхности паяемого соединения каждые 10 мс во время процесса для оптимального управления процессом [16]. Кроме того, использование пирометра ускоряет процесс создания программы пайки.
1.4. Типы процессов лазерной пайки
Существует три различных процесса лазерной пайки: одиночная точка, одновременная пайка и пайка по маске [19, 20]:
Одноточечная пайка : Этот метод пайки особенно применим для многомерных конфигураций, плотно упаковки и термочувствительные компоненты или подложки.В этом процессе одиночный контакт быстро и точно припаивается лазерным пятном, что обеспечивает высокую гибкость, качество и воспроизводимость. Точечный лазерный луч, управляемый программным обеспечением, перемещается в каждую запрограммированную точку. Здесь точки пайки нагреваются с индивидуально подобранным диаметром луча и профилем мощности лазера.
Одновременная пайка : Эта концепция позволяет быстро паять отдельные компоненты или полные соединительные группы. Несколько точек контакта излучаются и припаиваются одновременно, и нет необходимости в относительном перемещении лазерного луча и заготовки. Здесь используются линейчатые лазерные лучи. это позволяет сократить время цикла при большом объеме выпуска.
Пайка маски : Пайка маски применима для очень чувствительных подложек или для пайки тонких контактов и структуры. В этом процессе маска помещается между коллимированным лазерным лучом, который в основном имеет форму линии, и целью. Маска закрывает все части, которые не должны подвергаться воздействию лазерного излучения. Лазерный луч проходит только через отверстия в маске только там, где под ними находится паяемый контакт, что обеспечивает локально ограниченный нагрев.Области между точками контакта защищены, и основание не повреждается. Это быстро и точно.
2. Типы лазеров, используемых при пайке
Было обнаружено, что для процесса пайки подходят три основных типа лазеров. Это углекислый лазер (газовый лазер), Nd: YAG-лазер (твердотельный лазер) и полупроводниковый лазер (диодный лазер).
2.1. Лазер на диоксиде углерода
Лазер на диоксиде углерода — это газовый лазер с длиной волны 10,6 мкм в дальней инфракрасной области [21 — 23]. Он отражается от металлических поверхностей, но сильно поглощается флюсом, а нагретый флюс, в свою очередь, передает тепло припою и металлу в соединении [22]. Активная среда в лазере на диоксиде углерода представляет собой смесь диоксида углерода, азота и гелия. Газообразный диоксид углерода является лазерным газом, а молекулы азота помогают возбуждать молекулы CO 2 и повышать эффективность процессов генерации света. Гелий играет двойную роль в содействии теплопередаче от возбужденных молекул азота к молекулам co 2 , а также помогает поддерживать инверсию заселенностей, заставляя молекулы co 2 падать с нижнего лазерного уровня на основной [24]. .Лазер на диоксиде углерода имеет КПД до 20% и охлаждается за счет прокачки газа через теплообменник.
2.1.1. Источник накачки
Для генерации активной среды требуется внешний источник накачки. Активная среда содержит диоксид углерода, азот и гелий. Выбор накачки зависит от типа лазерной среды, и, поскольку активная среда находится в газовом состоянии, наилучшим возбуждением является электрический разряд газа. Электрический разряд, проходящий через лазерный газ, возбуждает лазер co 2 .Энергия ускоренных электронов передается в результате столкновений молекулам азота, а затем к 2 молекулам. Таким образом, молекулы co 2 переводятся в возбужденное состояние
2.1.2. Резонатор
Конструкция резонатора очень сильно влияет на качество и пространственное распределение мощности излучаемого лазерного луча [25]. Углекислый лазер обычно имеет полностью отражающее заднее зеркало и частично отражающее выходное зеркало. Зеркала резонатора часто изготавливаются из металла, с выходным соединением через отверстие в зеркале, а не через частично пропускающее покрытие [24].Они сделаны с оптикой резонатора, отражающей во всем диапазоне от 9 до 11 мкм, чтобы извлечь как можно больше энергии из лазерного резонатора co 2 .
2.1.3. Недостатки углекислотного лазера для пайки
Существуют некоторые технологические и экономические причины, препятствующие использованию углекислотного лазера в качестве источника лазера для пайки [6, 8, 21 — 26].
Энергия на 10,6 мкм сильно отражается металлами, но претерпевает более 90% поглощения органическими материалами, используемыми для изготовления флюса, печатных плат и других материалов подложек, используемых для пайки и паяльных сплавов (например.грамм. олово-свинец) имеют коэффициент отражения около 74% на той же длине волны. В результате высок риск возгорания печатной платы первичным или рассеянным рассеянным лазерным излучением.
Он имеет высокие эксплуатационные расходы из-за их электрической неэффективности (количество входящей электрической энергии, преобразованной в полезный лазерный свет),
Лазер co 2 полагается на постоянную подачу газа, поэтому он должен поддерживать
Размеры этого лазерного источника велики, и свет, создаваемый этим лазером 2 , не может быть доставлен по оптическому волокну.
2.2. Nd: YAG-лазер
Это твердотельный лазер. В качестве вещества для генерации используется иттрий-алюминиевый гранат, легированный неодимом. Неодим — это примесь, которая заменяет несколько атомов иттрия примерно такого же размера. Он излучает на длине волны 1,06 мкм, которая находится в ближней инфракрасной области. Неодим — отличный материал для генерации, так как он обеспечивает самый высокий уровень мощности, чем любой другой легирующий элемент [25]. Небольшой размер стержней Nd: YAG и оптические свойства атомов неодима ограничивают количество энергии, которое может храниться в типичном стержне, примерно половиной джоуля.Для пайки обычно используется энергия луча 10-20 Вт. Припой хорошо поглощает тепловое излучение размером 1 мкм, что означает, что свет от Nd: YAG имеет высокую эффективность нагрева [23].
2.2.1. Источник накачки
Nd: YAG, являющийся твердотельным лазером, имеет твердый кристалл и использует световую энергию в качестве источника накачки. Тепловые и оптические свойства Nd: YAG позволяют непрерывно накачивать его дуговой лампой или серией импульсов импульсной лампы. Накачка импульсной лампой является обычным явлением для импульсных твердотельных лазеров, в то время как твердотельные лазеры с непрерывным излучением могут накачиваться с помощью электродуговой лампы. Накачка энергии избирательно возбуждает ионы Nd, что впоследствии приводит к каскадному эффекту и стимулированному излучению света. Этот свет достаточно яркий, чтобы поддерживать инверсию населенностей в некоторых твердотельных лазерных материалах, которые могут работать в непрерывном режиме. Максимальная средняя мощность лазера Nd: YAG может превышать 1000 Вт, хотя большинство из них работают с гораздо меньшей мощностью.
2.2.2. Резонатор
Наиболее часто используемая конструкция резонатора состоит из двух сферических или плоских зеркал, обращенных друг к другу, а свойства распространения луча определяются кривизной отражающих зеркал, а также расстоянием между зеркалами [27].Два конца среды, которая представляет собой твердый кристалл, покрыты серебром, один слегка, а другой сильно, и поэтому действует как резонансная полость. Поскольку лазер поглощает энергию накачки, лазерный стержень нагревается. Если частота энергии накачки превышает время тепловой релаксации кристалла, температура кристалла увеличивается. Это вызывает температурные градиенты в кристалле лазерного стержня, которые вызывают тепловое линзирование, в результате чего кристалл действует как линза для дифракции лазера, что снижает мощность [25].
2.2.3. Недостатки Nd: YAG лазера для лазерной пайки
Требуется относительная замена лампочек.
Имеется неравномерная энергоемкость из-за уменьшения общего количества энергии, доставляемой лазером [21].
Nd: YAG-лазер излучает на длине волны 1,06 мкм в ближнем инфракрасном диапазоне, и, к счастью, ближний инфракрасный спектр меньше отражает на металлических поверхностях и меньше поглощает органические материалы, что делает Nd: YAG более предпочтительным кандидатом для лазерной пайки по сравнению ко 2 лазер [21].Более короткое излучение также позволяет гибко и дешевле формировать луч и управлять им [26]. Свет, излучаемый этим лазером, можно направлять с помощью волоконной оптики
2.3. Диодные лазеры
Это похоже на диод, то есть PN-переход, который работает в режиме прямого смещения. Их иногда называют полупроводниковыми диодами с длиной волны от 790 до 980 нм. Инверсия населенности генерируется в активной области за счет инжекции электронов. За счет рекомбинации электронов и дырок в активной области лазер работает при превышении характерной пороговой плотности тока.Длину волны лазерного излучения можно настраивать в определенных пределах, изменяя легирование Al полупроводника Al x Ga 1-x As, тем самым влияя на ширину запрещенной зоны [28]. В основном они основаны на арсениде галлия (GaAs) и арсениде алюминия галлия (GaAlAs).
В этом диоде инжектируются электроны и объединяются с дырками. Часть их избыточной энергии выделяется в виде фотонов, которые взаимодействуют с большим количеством электронов и тем самым производят больше фотонов в виде самоподдерживающегося процесса, называемого резонансом.Это многократное преобразование поступающих электронов в фотоны на самом деле похоже на процесс вынужденного излучения, который происходит в обычном газовом лазере.
Базовый тип, в котором используются два полупроводниковых слоя, очень неэффективен. Лучшие конструкции имеют несколько слоев, которые увеличивают мощность за счет объединения большего количества носителей заряда и улавливания большего количества света внутри активного слоя, который служит волноводом. Свет удерживается внутри волновода, где он отражается и усиливается, пока не выходит через один конец.Мощность одного лазерного диода невелика, и многие из них можно сгруппировать в один лазер высокой мощности. По сравнению с лазерами co 2 и Nd: YAG диодный лазер предлагает множество технологических достижений в области лазерной пайки [21], в том числе
. Благодаря более короткой длине волны он имеет более высокое поглощение в металлах и более низкое поглощение в органических материалах. обычно используется для изготовления печатных плат и других подложек.
Это дает производителям гибкий и мощный инструмент для решения проблем с нагревом.
Распределение плотности энергии генерируемого лазерного луча остается равномерным через пятно независимо от его размера.
Не требует обслуживания.
Мощный лазерный диод очень компактен
Максимальная эффективность преобразования при преобразовании входного электрического КПД составляет около 59%, что соответствует общему электрическому КПД около 40% для мощной диодной лазерной системы. фактически привело к снижению эксплуатационных расходов.
2.3.1. Источник накачки
Источник накачки — оптическое возбуждение. Если фотон с большей шириной запрещенной зоны ударяется о полупроводник, он может поднять электрон из валентной зоны в зону проводимости, создавая электрическую дырочную пару, пару носителей тока. Этот эффект можно использовать для обнаружения света путем генерирования электрического тока, пропорционального величине освещения. Ток, проходящий через полупроводниковый лазер, вызывает инверсию населенностей в переходе, который, кстати, является активным слоем. Внутри перехода меняется состав полупроводника. Инверсия населенности в этом случае будет большой концентрацией свободных электронов и дырок в одной и той же области.
2.3.2. Резонатор
В обычной лазерной системе лазерный луч создается путем накачки света, испускаемого атомами, по отдельности между двумя зеркалами. В лазерном диоде эквивалентный процесс происходит, когда фотон отскакивает назад и вперед в переходе (активный слой) между полупроводниками N-типа и P-типа.Этот тип резонатора известен как резонатор Фабри – Перо. Две параллельные полированные плоскости используются для создания многократных отражений в резонаторе для достижения очень высокой интенсивности лазерного луча. В конечном итоге усиленный лазерный свет выходит из полированного конца полости.
3. Пайка диодного лазера
Диодный лазер — это полупроводниковое устройство, которое напрямую преобразует электрическую энергию в лазерный свет. В основном это диодный лазер с более высокой мощностью в ближнем инфракрасном диапазоне, на 808 или 980 нм. Размер диодных лазеров невелик, что упрощает их интеграцию в рабочие станции. Они производят свои отходы на относительно небольшой физической площади и, как следствие, могут охлаждаться небольшим объемом циркулирующей воды и охладителем.
При пайке диодным лазером сфокусированный лазерный луч обеспечивает быстрый и контролируемый нагрев припоя для оплавления припоя и образования стабильных соединений. Для пайки достаточно лазеров с выходной мощностью в диапазоне 30–80 Вт [29].
Типичная система пайки диодным лазером состоит из блока лазера / управления и волоконного кабеля, который используется для доставки лазерного пятна в любое желаемое место. Лазер / блок управления обеспечивает контроль температуры и тока диодного лазера, а выходной сигнал может быть импульсным с использованием внутренних и внешних системных интерфейсов, что делает их легко адаптируемыми для автоматизации.
Пайка диодным лазером повышенной мощности была принята некоторыми производителями электроники и телекоммуникационного оборудования по следующим причинам [2, 29];
Он обеспечивает временное и пространственное управление процессом, и этот контроль распространяется как на расположение, так и на металлургию соединений, что позволяет оптимизировать соединения для термочувствительных компонентов.
Автоматизированные решения для сложных приложений — сложные трехмерные (3-D) геометрические схемы с термочувствительными или дорогостоящими компонентами. Труднодоступные места и плоские блоки из четырех частей с мелким шагом
Легко адаптируется к конкретной конструкции соединения и обеспечивает неизменно высокое качество соединений.
3.1. Процесс пайки диодным лазером
Лазерный луч генерируется лазерным диодом и фокусируется точно на паяное соединение с помощью оптической системы.Требуемая температура паяного соединения создается за счет поглощения. Этот метод подходит как для пайки оплавлением пастой, так и для пайки припоем.
Для селективной пайки оплавлением сначала наносится паяльная паста, затем медленно нагревается и предварительно нагревается паяное соединение. Наконец, паяльная паста полностью расплавляется, затем в паяном соединении образуется мениск, и контакт полностью покрывается припоем.
Для пайки проволокой припоя процесс происходит в три этапа [30]
Этап 1: предварительный нагрев
Лазер включается, и проволока для припоя попадает в зону действия лазерного луча. Прямое излучение нагревает проволоку до температуры плавления. Если лазерный луч попадет на печатную плату за пределами паяльной площадки, поверхность печатной платы может обгореть.
Шаг 2: подача припоя
Этот процесс важен для точной пайки. Проволока припоя подается во время подачи припоя с определенной скоростью. Проволока припоя с температурой, близкой к температуре плавления, ударяется о пятно припоя и плавится на предварительно нагретой контактной площадке и на предварительно нагретом контакте.Если паяльная площадка и штырь недостаточно нагреваются, на проводе появляются заусенцы или изгибы. Механизм подачи паяльной проволоки приводится в действие двигателем постоянного тока, а для управления скоростью подачи используется энкодер. Длина подачи и скорость подачи программируются.
Шаг 3. Время выдержки
Расплавленный припойный провод может равномерно распределиться, образуя типичную форму пятна припоя. Жидкий припой имеет значительно более низкую скорость поглощения. Он действует как зеркало. На этом этапе процесса пайки лазерный луч может частично отклоняться и повредить возможные окружающие компоненты или пластиковый корпус.
Лучи многих одиночных диодов должны быть связаны с точкой фокусировки, чтобы получить энергию приблизительно 30 Вт до точки фокусировки диаметром 0,8 мм, и это возможно только со сложной оптикой (см. Рисунок 3). Луч лазерных диодов сначала коллимируется по одной оси цилиндрической линзой, а затем вводится в оптическое волокно.
Рисунок 3.
Лазерный диод с выходным лучом оптики. Взято из [30]
3.2. Пайка с использованием диодных лазеров высокой мощности
Хоулт [2] заявил, что в микроэлектронной промышленности для выполнения задач по пайке может использоваться средняя мощность лазера от 2 до 80 Вт.Эта средняя мощность лазера зависит от размеров паяного шва и требуемой скорости. Задачи пайки делятся по размеру на малые, средние и большие участки пайки [2].
Малые, от 40 до 100 мкм (от 0,0016 до 0,004 дюйма) Контактные площадки
Типичные области применения для пайки этих небольших контактных площадок — это упаковка с высокой плотностью. Для пайки этих соединений обычно достаточно нескольких ватт средней мощности. Конкретные требования к размеру пятна и рабочему расстоянию могут быть удовлетворены с помощью множества имеющихся в продаже аксессуаров для оптических изображений (OIA).
Средний, от 100 до 500 мкм (от 0,004 до 0,02 дюйма) Контактные площадки
В этих случаях от оптического волокна диаметром 800 мкм доставляется 25 Вт с OIA, способным уменьшить размер источника в 1,8 раза : 1 предлагает некоторые преимущества. Время выдержки составляет примерно 1 секунду на паяное соединение.
Большие, от 1 до 3 мм (от 0,04 до 0,12 дюйма) Контактные площадки
В некоторых случаях очень важно сканировать несколько стыков одновременно, и это можно сделать, увеличив размер пятна диодного лазера.Этот метод является жизнеспособным решением для пайки нескольких соединений на плотно заполненной печатной плате (PCB). Для увеличения времени сканирования можно использовать диодные лазерные системы с более высокой средней мощностью (до 80 Вт непрерывной волны).
3.3. Параметры лазерной пайки
Хоулт [2] также определил список параметров лазерной пайки, которые следует учитывать при разработке процесса пайки для достижения высокого качества соединения. К ним относятся следующие:
Средняя мощность: Средняя мощность лазера контролирует скорость нагрева, подводимого к паяемому соединению.Предпочтительна высокая средняя мощность, поскольку она сокращает время пайки, но избыточная мощность вызывает испарение, а также снижает качество соединения.
Время / длина импульса: как и средняя мощность, время / длина импульса регулируют количество энергии, подаваемой лазером в сустав.
Импульсный рабочий цикл: изменяет скорость, с которой тепло подводится к стыку, тем самым повышая контроль над процессом пайки. Поэтому предпочтительным является высокий рабочий цикл, поскольку он обеспечивает минимальное время пайки.
Плотность мощности (интенсивность) лазера: Плотность мощности (интенсивность) лазера контролирует реакцию материала на лазерный луч и в сочетании со средней мощностью обычно определяет скорость процесса пайки.
Положение лазерной фокусировки: точное размещение пятна лазерной фокусировки очень важно для обеспечения качественного соединения. Наилучшим образом это достигается за счет использования таблиц точного позиционирования по осям X и Y в сочетании с камерой CCD и устройством формирования изображений, которое позволяет наблюдать за лазерным лучом в реальном времени.
4. Лазерная пайка как процесс выборочной пайки
Много лет назад большинство компонентов во всех электронных продуктах были компонентами со сквозными отверстиями (TH), но сегодня около 90% компонентов со сквозными отверстиями в этих электронных продуктах являются заменяются их аналогами для поверхностного монтажа [1]. Это может быть связано с преимуществами технологии поверхностного монтажа (SMT) по отношению к технологии сквозных отверстий (THT), и они включают [31]:
Повышенная плотность схемы
Снижение затрат при массовом применении
Уменьшение размера платы
Уменьшение размера компонентов
Более короткие контакты
Более короткие межсоединения
Упрощенная автоматизация
Улучшенные электрические характеристики.
Хотя многие компоненты со сквозным отверстием заменяются их аналогами для поверхностного монтажа, печатные платы (PCB) все еще разрабатываются с использованием обеих технологий. Это связано с тем, что, несмотря на преимущества SMT по сравнению с THT, компоненты со сквозным отверстием будут оставаться в электронной промышленности в течение многих лет из-за [1]:
Методы пайки горячим воздухом и конвекционной пайкой оплавлением в основном используются для компонентов SMT. Горячий воздух используется для малых объемов, в то время как конвекционное оплавление используется для больших объемов.Ручная пайка и пайка волной в основном используются для компонентов TH, хотя некоторые компоненты SMT можно паять этими методами.
Когда вы сталкиваетесь со смешанной сборкой плат, всегда возникает проблема определения оптимального метода, который можно использовать для пайки этих плат, и тогда выборочная пайка становится ответом.
При выборочной пайке только компоненты со сквозным отверстием выборочно припаиваются после того, как компоненты поверхностного монтажа были припаяны оплавлением. Таким образом, выборочная пайка определяется как процесс пайки только сквозных компонентов на печатную плату (PCB), которая имеет компоненты для поверхностного монтажа на нижней стороне.
В плате смешанной сборки сквозные компоненты можно выборочно паять тремя способами [1].
Пайка волной припоя, со специально разработанными приспособлениями или без них: может использоваться для сквозного отверстия, когда вторичная сторона платы содержит устройства, которые могут пройти процесс пайки волной припоя. Компоненты со сквозными отверстиями должны быть выборочно припаяны, чтобы не повредить соседние компоненты, уже припаянные в печи оплавления. В зависимости от области применения выборочная пайка волной припоя с использованием текстовых приспособлений может быть очень дорогой.
Конвекционное оплавление с использованием вставки в процессе: это позволяет одновременно оплавлять как сквозное отверстие, так и устройство поверхностного монтажа (SMD), но разница и распределение тепловых масс в цепях может привести к различным результатам с точки зрения качество для разных компонентов. Когда компонент чувствителен к температуре, имеет слишком много рядов контактов, чтобы обеспечить достаточное нанесение паяльной пасты, или плата не предназначена для начала процесса вставки в отверстие, процесс вставки в отверстие с использованием конвекционного оплавления не может использоваться [1].
Ручная пайка: это всегда было основой сборки электроники на протяжении десятилетий. Их можно использовать для завершения соединений, которые невозможно использовать другими способами. Компоненты, которые не выдерживают высоких температур, связанных с процессом пайки волной, паяются вручную. Этот метод не только медленный и дорогостоящий, но, к сожалению, качество паяемого соединения зависит от возможностей оператора.
Для рентабельной выборочной пайки сквозных компонентов, когда волновая, ручная или конвекционная пайка технически невозможна, желательна или слишком дорога, в игру вступает лазерная пайка.Лазерная пайка не требует специального приспособления и способна удовлетворить требования смешанного изготовления SMT и TH с точки зрения качества, повторяемости, а также гибкости [1]. Миниатюризация и интеграция электронных компонентов, а также использование термочувствительных компонентов, используемых в телекоммуникационном оборудовании, также способствовали быстрому развитию этой области.
Лазерная пайка — это желательный процесс, используемый для пайки труднодоступных участков или деталей, которые нельзя припаять волнообразной пайкой или пайкой оплавлением.Это могут быть детали, чувствительные к нагреванию / температуре и повторяемые [22], или требующие специальной температурной программы из-за своего размера. Регулировка мощности лазерного источника и стабильность выходной мощности необходимы, чтобы гарантировать стабильный повторяемый процесс [3]. Использование оптики, разработанной для процесса пайки, позволяет получить лучи конической формы, что позволяет перемещать их и фокусировать на паяном соединении. Использование лазерной технологии для селективной пайки обеспечивает точный нагрев, тем самым избегая воздействия высоких температур на чувствительные к нагреву компоненты при высоких температурах.
Преимущества выборочной пайки включают, но не ограничиваются [33]
Это позволяет пользователю оптимизировать процесс пайки до уровня выводов по сравнению с компромиссными методами нанесения флюса.
Улучшает качество припоя и снижает проблемы теплового коэффициента расширения с минималистичными компонентами для поверхностного монтажа, которые не выдерживают термического удара пайки волной.
Селективная пайка идеально подходит для компонентов со сквозными отверстиями, подверженных термическим нагрузкам, поскольку время выдержки припоя с нанесением флюса и параметры отслаивания полностью программируются.
Он используется для пайки сборок печатных плат (PCBA) с высокой плотностью компонентов, поскольку он может поддерживать зазоры между площадками для сквозных отверстий и соседними площадками для поверхностного монтажа, которые недостижимы с помощью маскирующих поддонов, и позволяет пайку сквозных — отверстия для компонентов на обеих сторонах печатных плат без ограничения высоты компонентов.
Он дает возможность уменьшить количество дефектов припоя, тем самым улучшая выход за первый проход.
5.Сравнение лазерной пайки с большинством распространенных методов пайки
Лазерная пайка в основном характеризуется коротким нагревом и высокой интенсивностью излучения, которое может быть сфокусировано на очень маленьком пятне. Существуют и другие методы пайки — пайка утюгом, пайка волной, индукционная пайка и т. Д. Они также обладают множеством преимуществ и недостатков, но по сравнению с лазерной пайкой они обладают следующими характеристиками;
Пайка под утюг
— Нагрев контактов
— Требует большого ухода, так как наконечники изнашиваются по мере использования и их необходимо периодически заменять.
— Недорого
— Тепло от утюга распространяется за пределы области стыка, поэтому чувствительные компоненты в непосредственной близости могут быть разрушены.
— Регулярная чистка наконечника для удаления флюса и оксидов
— Длительная обработка / пайка
Индукционная пайка
— Пайка
снизу 901 — не выше— Обладает высокой энергоемкостью — Способность плавить высокотемпературные припои
— Сложность определения соответствующих настроек в зависимости от проводимости материала
— Необходима азотная атмосфера.
— Подходит для крупномасштабного производства
— Требуется нанесение флюса
Волновая пайка
— Необходима азотная атмосфера
—- Низкая стоимость —
— Необходим отдельный предварительный нагрев и нанесение флюса
— Пайка снизу
— Трудно использовать с различными типами корпусов, особенно с шариковыми SMD-корпусами и SMD-корпусами с узким шагом выводов.
— Высокая термическая нагрузка для SMD, но низкая для THD.
— Подходит для массового производства
Инфракрасная пайка
— Высокая термическая нагрузка.
— Трудно нагреть компоненты, находящиеся в тени.
— В местах пайки возникает неравномерный нагрев (колебания температуры) из-за формы компонентов.
— Низкая стоимость
— Необходим раздельный предварительный нагрев и нанесение флюса
Конвекционная пайка оплавлением
— Требуется высокая потребность в азотной атмосфере и предварительном подогреве азота
2 активность потока— Высокая термическая нагрузка
— Легкий нагрев компонентов, находящихся в тени
— Возможен равномерный нагрев всего продукта i.е. равномерное распределение температуры
— Длительное время обработки.
Пайка в паровой фазе
— Необходим отдельный предварительный нагрев и инертная жидкая атмосфера
— Система контроля температуры не требуется
— Высокая термическая нагрузка
- 901 и загрязнение паяных участков
— Подходит для массового производства.
— Равномерный нагрев достигается независимо от формы компонентов
Пайка сопротивлением
— Нагрев контактов
— Тепло может не достигать нужных участков из-за колебаний температуры контактное сопротивление
6. Промышленные применения лазерной пайки
Промышленные лазеры отводят большое количество тепла с большой точностью и бесконтактно, что делает их идеальными для таких применений, как пайка.При лазерной пайке используется хорошо сфокусированный, строго контролируемый луч для доставки энергии в желаемое место в течение точно измеренного периода времени. Лазерная пайка применяется в следующих областях.
6.1. Производство фотоэлектрических модулей
При производстве фотоэлектрических модулей солнечные элементы соединяются связками, которые затем складываются в модули. Солнечные элементы подвергаются термическим и механическим нагрузкам во время пайки элементов и манипуляций с цепями. Поскольку солнечные элементы в настоящее время становятся все тоньше и тоньше и, следовательно, более хрупкими, пайка и обращение с ними становятся все труднее.Из-за тенденции к уменьшению толщины солнечного элемента (<200 мкм) [34, 35], требования к щадящим методам производства для уменьшения разрушения кремниевой пластины во время изготовления и метода пайки без какого-либо механического контакта привели к применению лазерная пайка в производстве фотоэлектрических модулей.
Можно полностью избежать манипуляций со струнами, если паять лазером непосредственно на слои ламината. Этот метод называется лазерной пайкой в ламинате (ILL). Лазерная пайка — это метод соединения, который не вызывает механических нагрузок на солнечные элементы и снижает тепловую нагрузку на элемент.Лазерный луч создает механически и электрически стабильные паяные соединения между соединителем и солнечным элементом за доли секунды. Диод большой мощности используется потому, что он имеет все свойства для контакта с тонкопленочными солнечными элементами [35]. В нем используется бесконтактная технология с точным и локально ограниченным тепловложением.
Датчик пирометра, встроенный в обрабатывающую головку и выровненный по оптическому пути лазерного луча, используется для управления процессом.
Рисунок 4.
Модуль солнечных элементов, изготовленный с помощью лазерной пайки In-Laminate Laser Soldering (ILLS). По материалам [35].
6.2. Производство электроники
Автоматизация в отрасли телекоммуникационного оборудования, миниатюризация электронных устройств в бытовой электронике и других биомедицинских приложениях, в результате которой производится микроэлектроника высокой плотности с малым шагом выводов и малым диаметром контактных площадок, привели к спросу на хорошо управляемую селективную лазерную пайку. Это связано с тем, что эти устройства часто имеют сложную трехмерную (3-D) геометрию схем с термочувствительными или дорогостоящими компонентами, такими как датчики, линзы, центральные блоки обработки и т. Д., Которые нельзя паять с помощью обычных методов пайки волной припоя.
Лазерная пайка имеет множество характеристик, но основными характеристиками являются кратковременный нагрев и высокоинтенсивное излучение, которое может быть сфокусировано в точке диаметром до 0,050 мм [31], и это полезно для пайки плотно упакованных областей, где локальные паяные соединения могут быть выполнены, не затрагивая близлежащие компоненты.
Nd: YAG-лазеры и лазеры на диоксиде углерода успешно применяются в промышленном производстве, но разработка мощных диодных лазеров в последнее время позволила предложить новый лазерный источник для пайки с технологическими преимуществами.Поглощающая способность лазерного излучения на металлах, как правило, увеличивается с более короткой длиной волны, и, следовательно, диодные лазеры могут привести к более высокой эффективности процесса по сравнению с лазерами на Nd: YAG и лазерами на диоксиде углерода [21, 36]. Диодный лазер высокой мощности был принят некоторыми производителями электроники и телекоммуникационного оборудования, поскольку он предлагает высокую надежность, простоту автоматизации и временное и пространственное управление процессом [2]. Этот контроль распространяется как на расположение, так и на металлургию соединений, что приводит к оптимизированным соединениям для термочувствительных компонентов, специальных подложек и некоторых труднодоступных мест [6].Селективная лазерная пайка позволяет передавать точное количество энергии в определенные места, не вызывая теплового повреждения окружающих компонентов.
6.3. Применение в автомобилях
В автомобилях лазерная пайка представляет собой лучшую и совершенную альтернативу традиционным методам из-за увеличения количества электрических контактов в сочетании с более сложными и миниатюрными компонентами [36].
Применение лазера для пайки позволяет производить высокоавтоматизированную производственную систему, обеспечивая огромную гибкость для широкого спектра производственных задач с очень высокой скоростью обработки, поскольку это бесконтактный метод.Сопрягаемые части соединяются припоем, и температура плавления припоя обычно ниже, чем у материалов компонентов. Когда припой расплавляется, он стекает в зазор между деталями и сцепляется с поверхностью заготовки. Тонкий зазор между компонентами выполняет капиллярную функцию, втягивая жидкий припой в соединение.
Поверхность паяного шва гладкая и чистая и обычно не требует дополнительной полировки; они часто используются в автомобильной промышленности для изготовления таких кузовных деталей, как крыши автомобилей или крышки багажника.
6.4. Медицинское приложение
Стремление к минимально инвазивной хирургической процедуре соединения привело к использованию лазерной пайки в медицинских приложениях, поскольку для быстрого процесса заживления очень важно успешное соединение тканей. Лазерная пайка тканей — это процесс использования энергии лазера для соединения тканей без швов, он основан на использовании некоторых материалов для пайки (таких как белки альбумина — биомедицинский припой), которые коагулируют при взаимодействии с лазерным лучом с образованием соединения [9].
Лазерная пайка тканей успешно применяется для склеивания различных типов тканей, включая хрящи и кровеносные сосуды [10], кожу [11], печень [13].
Диодные лазеры можно использовать для восстановления без повреждения окружающей среды ткани. Этот метод сокращает время операции и помогает минимизировать травмы тканей, ускоряет заживление [29].
Лазерная пайка биологических тканей — уникальная и перспективная технология по следующим причинам [29];
Лазерная пайка тканей приобретает все большее значение, потому что лазерная технология фактически выполняет высокие требования к качеству идеальных гигиенических поверхностей, без окалины и остатков материала.
7. Заключение
Лазерная пайка обеспечивает чистый бесконтактный процесс, который включает передачу энергии к месту пайки с помощью точно контролируемого луча. Луч лазера в основном поглощается припоем, что обеспечивает быстрое и качественное паяное соединение. Очень короткое время нагрева и охлаждения приводит к мелкозернистой структуре межметаллической связи. Благодаря точному и бесконтактному процессу лазерная пайка обеспечивает наилучшее качество паяных соединений.
В качестве селективного процесса пайки он позволяет подавать точное количество энергии в определенные области пайки, даже в труднодоступные области, без вызывая побочный ущерб, связанный с перегревом.Это лучший способ пайки компонентов поверхностного монтажа на печатные платы.
Стеклянные и металлические лазерные трубки на CO2
Когда вы собираетесь приобрести лазерную установку с CO2, следует учитывать ряд моментов. Одним из основных атрибутов, отличающих системы на рынке, является тип лазерной трубки, которую машина использует в качестве источника лазерного излучения. Вы встретите два основных варианта: стеклянных трубок с водяным охлаждением и металлических трубок с воздушным охлаждением .Аппараты Epilog Laser оснащены металлическими трубками. Наши трубки также изготавливаются из качественных керамических компонентов. Давайте посмотрим на стеклянные и металлические лазерные трубки и выясним, почему мы считаем, что металлические трубки являются лучшим вариантом.
Стеклянные лазерные трубки
Стеклянные трубки с водяным охлаждением часто являются привлекательным вариантом, прежде всего из-за их более низкой стоимости. Стеклянные трубки сами по себе стоят дешевле, к тому же их лазер создается за счет возбуждения газа постоянным током (DC), что является относительно недорогим процессом.Стеклянные трубки также производят качественные балки, которые хорошо подходят для лазерной резки. Однако стеклянные лазерные трубки имеют ряд недостатков.
Почти все стеклянные трубки необходимо охлаждать водой. Стекло плохо проводит тепло, а это означает, что для отвода тепла необходима циркулирующая вода. Без системы водяного охлаждения стеклянная лазерная трубка перегреется и выйдет из строя. Такая система охлаждения увеличит ваши затраты и занимаемую площадь, а также приведет к увеличению количества точек отказа, которые необходимо поддерживать.
Необходимость в системе водяного охлаждения также представляет некоторые серьезные проблемы с безопасностью. Источники питания постоянного тока, возбуждающие газ CO2 в стеклянной лазерной трубке, должны работать при очень высоких напряжениях. Когда вы комбинируете такие уровни напряжения с системой водяного охлаждения, результаты могут быть смертельными, если что-то пойдет не так.
Процесс возбуждения постоянным током по своей сути ограничивает скорость, с которой лазерная трубка может пульсировать.Когда лазер гравирует, он не срабатывает одной непрерывной очередью. Скорее, он «пульсирует» при движении по материалу, стреляя много раз в секунду. Лазерные трубки, возбуждаемые постоянным током, реже генерируют импульс, что значительно снижает скорость гравировки и снижает качество гравировки.
Также существуют опасения относительно срока службы стеклянных трубок, возбуждаемых постоянным током. Стекло по своей природе более хрупкое, чем металл, поэтому риск повреждения при транспортировке и установке выше.Самый большой недостаток стеклянных трубок заключается в том, что в процессе возбуждения постоянным током оптика и электроды трубки бомбардируются ионами, что увеличивает вероятность ухудшения со временем. На большинство стеклянных трубок распространяется только 6-месячная гарантия, и когда стеклянная лазерная трубка выходит из строя по истечении этого периода времени, вам обычно необходимо приобрести новую лазерную трубку, что увеличивает расходы и увеличивает отходы.
Металлические лазерные трубки
Единственный недостаток металлических лазерных трубок — их более высокая стоимость.Однако такая цена дает вам уверенность в отношении производительности, долговечности, безопасности и размера.
Металлические и керамические трубки CO2-лазера Epilog охлаждаются воздухом, а их газ возбуждается переменным током высокой частоты (RF). Для правильного регулирования температуры требуются только вентиляторы, которые встроены непосредственно в наши машины. Это не только уменьшает занимаемую площадь, но и устраняет необходимость (и стоимость) дополнительного оборудования и ограничивает количество элементов, требующих обслуживания.Кроме того, это позволяет избежать проблем с безопасностью, связанных с водяным охлаждением при высоком напряжении.
Процесс РЧ-возбуждения позволяет использовать более быстрый лазерный импульс, что обеспечивает более высокую скорость гравировки и более мелкую детализацию получаемых гравюр. Металлические трубки также более прочные и служат намного дольше, чем стеклянные альтернативы.
В Epilog Laser мы предпочитаем строить наши машины с металлическими и керамическими лазерными трубками CO2 с воздушным охлаждением, чтобы гарантировать нашим клиентам получение максимально эффективных систем.На все наши лампы предоставляется двухлетняя гарантия, гарантирующая минимальные хлопоты в тех редких случаях, когда что-то действительно доставит вам неудобства. И в этих редких случаях наши металлические лазерные трубки часто можно отремонтировать, а не заменять.
С помощью стеклянных лазерных трубок вы можете добиться качественной лазерной резки по невысокой цене. С металлическими лазерными трубками вы получаете как лазерную резку, так и лазерную гравировку высочайшего качества, а также уверенность в том, что лазер прослужит намного дольше, будет гравировать быстрее и будет намного безопаснее.
Каждая ситуация и каждый бюджет уникальны, поэтому важно выяснить, какой лазерный станок и какая лазерная трубка лучше всего подходят для вас и вашего бизнеса. Мы уверены, что приобретение металлической лазерной трубки с воздушным охлаждением обеспечит вам долгосрочный успех. Epilog Laser существует уже более 30 лет, и мы будем рады, если вы будете вместе с вами.
Типы лазеров — твердотельный лазер, газовый лазер, жидкий лазер и полупроводниковый лазер
ЛАЗЕР означает усиление света за счет вынужденного излучения Радиация.Лазер — это устройство, которое производит направленный свет. Он излучает свет через процесс, называемый вынужденное излучение, которое увеличивает интенсивность света.
А лазер отличается от обычных источников света четырьмя способы: согласованность, направленность, монохромность и высокий интенсивность.
световые волны обычных источников света имеют много длин волн.Следовательно, фотоны, испускаемые обычными источниками света, выходят наружу. фазы. Таким образом, обычный свет некогерентен.
Вкл. с другой стороны, световые волны лазерного света имеют только один длина волны. Следовательно, все фотоны, испускаемые лазерным светом, находятся в фазе. Таким образом, лазерный свет когерентен.
световые волны от лазера содержат только одну длину волны или цвет поэтому он известен как монохроматический свет.
лазерный луч очень узкий и может быть сконцентрирован на очень небольшая площадь. Это делает лазерный свет очень направленным.
лазерный свет распространяется в небольшой области пространства. Следовательно, все энергия сосредоточен в узкой области, поэтому лазерный свет имеет большую интенсивность, чем обычный свет.
Типы лазеры
Лазеры делятся на 4 типа в зависимости от типа лазера используемый носитель:
- твердотельный лазер
- Газовый лазер
- Жидкость лазер
- Полупроводник лазер
твердотельный лазер
А
твердотельный лазер — это лазер, который использует твердое тело в качестве лазера
Средняя.В этих лазерах стекло или кристаллические материалы
используемый.
Ионов вводятся в качестве примесей в материал-хозяин, которые могут стеклянный или кристаллический. Процесс добавления примесей в вещество называется допингом. Редкоземельные элементы, такие как церий (Ce), эрбий (Eu), тербий (Tb) и т.д. используется в качестве легирующих добавок.
Материалы такой как сапфир (Al 2 O 3 ), легированный неодимом иттрий-алюминиевый гранат (Nd: YAG), стекло, легированное неодимом (Nd: стекло) и стекло, легированное иттербием, используются в качестве основы материалы для лазерной среды. Из них легированные неодимом Иттрий-алюминиевый гранат (Nd: YAG) используется чаще всего.
Первым твердотельным лазером был рубиновый лазер.Он все еще используется в некоторых приложениях. В этом лазере используется кристалл рубина. как лазерная среда.
В твердое состояние В лазерах в качестве источника накачки используется световая энергия. Легкий источники, такие как импульсная лампа, лампы-вспышки, дуговые лампы или лазер диоды используются для достижения накачки.
Полупроводник лазеры не принадлежат к этой категории, потому что эти лазеры обычно имеют электрическую накачку и включают различные физические процессы.
Газовый лазер
Газовый лазер — это лазер, в котором электрический ток разряжается через газ внутри лазерной среды, чтобы произвести свет лазера. В газовых лазерах лазерная среда находится в газообразное состояние.
Газовые лазеры используются там, где требуется лазерный свет. с очень высоким качеством луча и большой длиной когерентности.
В газовом лазере лазерная среда или усиливающая среда состоит из смесь газов. Эта смесь фасуется в стакан. трубка. Стеклянная трубка, наполненная смесью газов, действует как активная среда или лазерная среда.
Газовый лазер — первый лазер, работающий по принципу преобразование электрической энергии в световую. Он производит луч лазерного излучения в инфракрасной области спектра на 1.15 мкм.
Газовые лазеры бывают разных типов: гелиевые (He) — Неоновые (Ne) лазеры, лазеры на ионах аргона, лазеры на диоксиде углерода (CO 2 лазеры), лазеры на оксиде углерода (CO лазеры), эксимерные лазеры, азотные лазеры, водородные лазеры, и т. д. Тип газа, использованный для создания лазерной среды, может определить длину волны или эффективность лазера.
Жидкостный лазер
Жидкостный лазер — это лазер, который использует жидкость в качестве лазера. Средняя.В жидких лазерах свет передает энергию лазеру. Средняя.
Лазер на красителях является примером жидкостного лазера. Лазер на красителях лазер, который использует органический краситель (жидкий раствор) в качестве лазерная среда.
Лазер на красителе состоит из органического красителя, смешанного с растворителем. Эти лазеры генерируют лазерный свет из возбужденной энергии состояния органических красителей, растворенных в жидких растворителях.Это производит луч лазера в ближнем ультрафиолете (УФ) для ближняя инфракрасная (ИК) область спектра.
Полупроводниковый лазер
Полупроводниковые лазеры играют важную роль в повседневной жизнь. Эти лазеры очень дешевы, компактны и потребляют низкая мощность. Полупроводниковые лазеры также известны как лазерные. диоды.
Полупроводниковые лазеры отличаются от твердотельных лазеров.В твердотельные лазеры, в качестве источника накачки используется световая энергия тогда как в полупроводниковых лазерах используется электрическая энергия. в качестве источника накачки.
В полупроводниковых лазерах a p-n соединение полупроводника диод образует активную среду или среду лазера. В оптическое усиление создается внутри полупроводникового материала.
Крепеж из нержавеющей стали | Продавец: US LLP Fasteners | Мы поставщики, экспортеры и производители нержавеющей стали, углеродистой стали, легированной стали, дупл… | |
Срок службы гидрораспределителя больше, чем на 90% у аналогов, американский клиент решил разместить заказ у AAK после сравнения | Продавец: AAK INDUSTRY CO., LTD | Дроссельный гидрораспределитель высокого давления производства ААК, срок службы может быть более 9 … | |
Старый американский покупатель передал заказ, и в гидравлическом клапане произошла утечка масла.После того, как ААК помог решить проблему, вернулся снова | Продавец: AAK INDUSTRY CO., LTD | В гидравлических клапанах производства AAK используется уплотнительное кольцо из нитрилового каучука, которое имеет лучшую перфорированную герметичность … | |
Гидравлический клапан ААК по выбору стали чрезвычайно жесток, спасая одного за другим клиентов внешней торговли | Продавец: AAK INDUSTRY CO., ООО | Гидравлический клапан AAK для каждой части стального выбора чрезвычайно требователен, что выходит за рамки cus … | |
Гидравлический клапан | AAK, использующий 40Cr в качестве материала втулки клапана, успешно улучшает рынок гидравлики итальянских клиентов. | Продавец: AAK INDUSTRY CO., LTD | В отличие от 90% производителей гидравлических клапанов, втулка гидрораспределителя AAK состоит из 40… |
Удаление шариков припоя из производства электроники Laser-SMT, Система лазерной пайки, SmtflyLS-B
Технические характеристики
Удаление шариков припоя из Laser-SMT Производство электроники, Система лазерной пайки, SmtflyLS-B Описание продукта:
Лазерный шарик для пайки с оловянным шариком — это лазер, пропускающий через волокно, выходной порт прикреплен к верхней части оловянного шарика, чтобы обеспечить впуск для входа газа под высоким давлением в кольцевую полость, для расплавления шарика припоя, а затем инертный под высоким давлением Газ может обеспечить достаточное давление для капания расплавленного шарика припоя, гарантировать, что оловянный шарик не будет окисляться, высокая точность, хороший сварочный эффект.
Многоосевая интеллектуальная рабочая платформа, оснащенная коаксиальной системой позиционирования и контроля CCD, эффективно обеспечивает точность пайки и производительность.
Характеристики продукта:
1. Нанесите на припой с высокой точностью для -10 мкм или + 10 мкм, наименьший интервал продукта составляет 100 мкм. Характеристики продукта
2. Опционально для шариков припоя большего диапазона, диаметр 0,25 мм.
3. Нанесите на металлическую поверхность олово, золото и серебро.Более чем 99% припаянное изделие хорошо.
Технические преимущества:
1.Быстрый процесс нагрева и плавления в течение 0,2 с
2.Плавление шарика припоя в месте пайки без брызг
3. Не требуется флюс, нет загрязнения, длительный срок службы электроники
4. наименьший диаметр шарика припоя составляет 0,1 мм, машина соответствует развивающейся тенденции интеграции и точности.
5. В зависимости от размера шарика припоя оператор может паять разные точки пайки.