當(dāng)今的電子行業(yè)圍繞著互聯(lián)網(wǎng)的高速通訊和超級計算，對電子產(chǎn)品的要求越來越高，大量的微精密電子產(chǎn)品不斷在市場上考驗著各大企業(yè)的反應(yīng)速度和研發(fā)水平?？偟膩碚f，這無疑就是一場電子行業(yè)的的一次產(chǎn)業(yè)升級。
由于市場風(fēng)云變化不斷細分，不管是代工能力及其出眾的OEM大廠，還是專注于更符合時代發(fā)展的研發(fā)型設(shè)備開發(fā)企業(yè)，都對新的制程，新的工藝提出了挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)OEM廠需要更高質(zhì)量，更高效的全新工藝解決企業(yè)所面臨的問題，研發(fā)型企業(yè)要對市場新需求做出快速反應(yīng)來保持自己企業(yè)的科技＊＊優(yōu)勢?？萍夹袠I(yè)的發(fā)展也給有實力，有準備的企業(yè)帶來了更多的機會。
熟悉松爾德科技的朋友都知道，松爾德科技專注于全新的激光錫焊工藝研究，致力于電子產(chǎn)品激光非接觸性焊接產(chǎn)品的研發(fā)多年，松爾德實驗室盛產(chǎn)錫焊黑科技，在科研上的投入不遺余力，發(fā)表的技術(shù)類文章也有許多，并不定時公布了部分科研成果，新來的朋友可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢松爾德實驗室發(fā)表的部分文章。
閑話多不多，今天松爾德實驗室的主題是：激光光學(xué)形態(tài)對電子產(chǎn)品激光錫焊的影響。
我們都知道，激光泵浦出來的光通過光纖耦合傳輸，并透射到一個平面，一般都是圓形形態(tài)，大部分光學(xué)組合透鏡將激光整形至需要的大小進行某些場合的應(yīng)用，例如打標、切割、焊接等領(lǐng)域。
而對于激光錫焊來說，很多時候也是利用這種光學(xué)形態(tài)對電子產(chǎn)品溫控焊接。
單點焊對于不規(guī)則焊點來說是比較好的選擇，因為不規(guī)則的焊點排布主要靠的是設(shè)備的機動性。
對于規(guī)則排布的焊點，雖然單點焊也是一個不錯的選擇，但是在產(chǎn)量和質(zhì)量要求比較高的情況下，如果能夠有陣列光出現(xiàn)無疑會增加一倍的效率。
比如，產(chǎn)品的焊點為成對出現(xiàn)時，將光學(xué)系統(tǒng)組合透鏡進行一些列的改變，光纖出射出來發(fā)散的光經(jīng)過透鏡的一些列整形，將一束光分成兩束單獨的光束，通過機構(gòu)的精調(diào)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)透鏡的間距，以此來調(diào)節(jié)兩個光斑的間距。
初始條件的確立
在光學(xué)設(shè)計開始確立初始條件，并且設(shè)計光學(xué)鏡頭的初始結(jié)構(gòu)，透鏡組材料選擇為優(yōu)質(zhì)光學(xué)玻璃 ， 材料增透處理，透光率為99％＋， 折射率＝1．51630 色散＝0．00806 阿貝數(shù)＝64．06。激光光源為940半導(dǎo)體激光器
模型的建立
透鏡3D模型建立的基礎(chǔ)就是針對透鏡中光學(xué)表面的設(shè)計， 一般有偏微分方程和試錯法兩種。偏微分方程是根據(jù)Snell定律和能量守恒建立多項式求解反射折射的曲面面型， 通過編程計算出離散點的坐標， 再導(dǎo)入軟件中成型；試錯法是在軟件中直接建立相應(yīng)的曲面， 再通過模擬光線追跡出結(jié)果， 根據(jù)結(jié)果與實際要求的偏差修改曲面。本文采用第二種方法直接在Solid Works軟件中建立模型。
經(jīng)過zemax仿真模擬可以獲得其中一支光斑的2d平面光照度分布圖。
在實驗室對產(chǎn)生的兩束裸露光斑分析儀下分析光學(xué)形態(tài)如下圖：
實際上獲得的光斑與理論光斑存在一定的微小差異，但這樣的差異本身是實驗設(shè)計所允許的范圍內(nèi)，所以我們定義為此種光學(xué)形態(tài)是符合實驗要求的。
案例實驗
選取雙引腳線束進行雙光斑焊接，使得激光的兩束光束照射至兩個焊盤上，焊料覆蓋于兩個焊點，通過一系列參數(shù)設(shè)定后，觀察激光錫焊效果，如圖1，圖2，圖3，可以看見熔錫的狀態(tài)：
由于兩束光斑＊終的落點并不在紅色十字中心點，因此十字中心點的pcb板無需擔(dān)心會被燒傷，再加上松爾德科技本身實驗的機臺帶有溫度控制系統(tǒng)，對焊盤和PCB板的保護是比較周全，則我們此次的重心直接觀察兩個焊點的焊接效果即可。以上實驗可以看出，雙光點設(shè)計對于規(guī)則成對出現(xiàn)的焊點比用單光點焊接效率更高。
為了更加全面了解單個光點的光學(xué)形態(tài)分布情況，調(diào)取理論計算里面的FFT LINE／EDGE SPREAD 光學(xué)邊緣響應(yīng)關(guān)系譜圖，如下圖
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