什么样的基板适合激光焊锡：表面·元件·焊点三维设计要点

激光焊锡装置以半导体激光为热源（文中原始方案为 ULD-730，波长 808nm 近红外，属激光第 4 级，直接光与间接光均对人眼有危害，设备须安装可过滤激光的安全外罩）。判断一块基板是否适合激光焊锡，可从基板表面、照射面的实装元器件、待焊元器件三个方面来分析。烧损与不良多源于激光被焊锡面或 PIN 脚反射后打到敏感部位，因此设计的核心是”难反射、难烧损”。

编者注：上文 ULD-730 为早期在产激光系统型号；当前 JAPAN UNIX 在产激光焊锡系统为 ULD-02 激光焊锡系统（75W/45W，符合 IEC 60825 / JIS C 6802 CLASS 4）。以下基板设计原则对历代激光系统均适用。

一、基板表面

激光的特性是：颜色越深的物体吸收率越高，颜色越浅吸收率越低。就基板表面涂层而言，黑色比绿色、绿色比白色更容易吸收光线。若尽量采用白色表面涂层，可在很大程度上减轻激光造成的烧损。

表面涂层发生烧损的原因：从焊锡面或 PIN 脚上反射出来的光线，照射到吸收率较高的深色涂层时，会急剧发生烧损。

减轻表面涂层烧损的方法：

① 使用白色涂层：最有效的办法是在电路板周围涂白色涂层，减少激光集中。这样即使从焊锡面/PIN 脚反射的激光照射到涂层上，因吸收少、反应慢，也能在达到烧损温度前完成焊接。
② 不做涂层处理：并非所有基板都适用，但在使用玻璃纤维树脂的基板上，能在一定程度上减轻对玻璃纤维树脂的烧损。关键是通过缩短照射时间阻止烧损。

二、照射面的实装元器件

与”基板表面烧损”同理，反射的激光也可能影响周围的实装元器件，因此应尽量将周围元器件设计得远离激光照射位置。若无法这样设计，则应选用接近白色、耐热性强的元器件；条件允许时，也可用减小激光照射角度或激光直径的方式来预防。

三、待焊元器件

用激光焊锡时，光线可能通过通孔部分烧损反面的焊锡元器件。此时可通过尽可能减小通孔与 PIN 脚直径的缝隙、调整反面元器件高度来防止。改变激光照射角度，也能改变光线通过通孔后的照射状况，从而抑制烧损。

四、总结

适合激光焊锡的基板，有必要设计为难以反射、难以烧损；也可通过改变激光直径、照射角度等条件（照射能量、照射时间、镜头构成）来减轻损伤。但以上内容不一定适用于所有基板，有必要在预先测试的基础上综合考量，并反映到基板设计中。若贵司能基于测试结果与我司技术人员协商，可得到最佳状态的激光焊锡效果。

延伸阅读

本文首发于 2016 年，系我司激光焊锡现场经验整理，现重新编排发布；文中基板设计原则在当前 ULD-02 激光系统下仍适用。具体基板是否适合激光焊锡，建议先打样测试，欢迎通过深圳市小马驰骋科技与技术团队协商。

常见问题（FAQ）

激光焊锡为什么会造成基板烧损？

激光被焊锡面或 PIN 脚反射后，若照射到吸收率高的深色表面涂层或周围元器件上，会因局部急剧吸热而烧损。因此烧损多源于反射而非直射，控制反射是关键。

什么颜色的基板表面更适合激光焊锡？

浅色（尤其是白色）表面涂层更适合。激光对深色吸收率高、对白色吸收率低；白色涂层能让反射光在达到烧损温度前完成焊接，显著减轻烧损。绿色居中，黑色最易烧损。

激光焊锡如何避免烧损周围元件？

尽量把周围实装元器件设计得远离激光照射位置；无法远离时，选用接近白色、耐热性强的元器件，并可通过减小激光照射角度或激光直径来降低反射影响。

通孔基板用激光焊锡要注意什么？

光线可能通过通孔烧损反面元器件。应减小通孔与 PIN 脚直径的缝隙、调整反面元器件高度，或改变激光照射角度以改变光线通过通孔后的照射状况，从而抑制烧损。

激光焊锡前为什么要先做测试？

基板材质、涂层、元件布局差异很大，文中原则不一定适用于所有基板。通过预先打样测试，结合激光直径/角度/能量/时间等参数综合验证，才能把结论可靠地反映到量产基板设计中。