电子制造业的创新：激光焊锡在漆包线焊接中的应用

  漆包线，也叫电磁线（magnet wire）或绝缘线（insulated wire），是一种表面覆有绝缘薄膜的导线。漆包线的导体部分一般是经退火处理的未掺杂的纯金属，如铜、铝，某一些场合也使用铜合金、金、银、镍、不锈钢等材料，根据工作电压和工作时候的温度的不同，漆包线常采用聚氨酯、聚酯、聚酯亚胺、聚酰亚胺等聚合物作为绝缘薄膜材料。漆包线大范围的应用于电子、电气、医疗器具与半导体的生产中，如传感器、变压器、线圈、绕组、植入电极、芯片互联引线等，充当内部基础元件的一部分，或作为元件内外连接的导体介质。当作为内外连接的介质时，漆包线的末端必须和金属终端（如插片、针、箔等）实现电接触，并满足一定的力学性能、导电性能和耐温度疲劳性能等要求。因此，它们之间的连接性能直接影响到整个产品的性能。

  微连接是微电子封装及互连的重要部分，由于连接对象微小精细，在传统焊接技术中可忽略的因素，如溶解量、扩散层厚度、表面张力、应变量等都会对材料的焊接性、焊接质量产生不可忽视的影响。绝大多数微连接用于异种材料之间的连接，连接时除了强度要求以外，更重要的是可靠性和电气连接性，连接过程不应对器件功能产生任何影响。微连接涵盖了非常广阔的领域，对于制造小型器件、装置和系统尤为关键，微连接的应用见下表。

  传统的漆包线连接方法中，必须先将妨碍导电和影响接头可靠性的高分子绝缘薄膜去除，然后再用钎焊等微连接方法实现连接。绝缘薄膜的去除一般会用以下几种方法：

  机械法去除漆包线绝缘薄膜是指用磨轮或刮刀除去漆包线绝缘薄膜。漆包线直径大小不同，机械法去除绝缘薄膜的方法也不相同。当线μm 时，通常用砂轮可有效地磨除绝缘薄膜；当线μm 时，一般都会采用微喷砂的方法去除绝缘薄膜。机械法去除绝缘薄膜工作量繁重，易产生氧化层和污染物，且会损伤导体部分或出现去除不尽的现象，留下应力伤痕，降低漆包线的强度，影响接头性能。

  利用脱漆剂与高聚物大分子的聚合、溶解，在大分子链段之间的间隙中渗透、浸蚀，使大分子的分子链段溶胀、拉伸，产生自发的收缩应力，从而解除漆膜与导体间的附着力，实现漆膜与导体分离。脱漆过程是一个复杂的物理化学过程。跟机械法相比，化学法可批量去除绝缘薄膜，提高生产效率和质量。对于线径非常小的漆包线，化学法是去除绝缘薄膜最好的方法。但化学法去除绝缘薄膜后要对漆包线进行严格的清洗，否则残留的化学试剂会对漆包线导体部分产生腐蚀或氧化，导致断线故障。同时需注意，这些化学试剂大部分对身体有害，废液也会对环境能够造成污染。

  准分子激光器是一种能发射多个紫外激光波长的短脉冲宽度、高峰功率激光脉冲的激光器，它可高重复频率地运行。对不同单位体积内的包含的能量、不同频率的准分子激光作用漆包线的情况，用激光精细剥漆的最佳单位体积内的包含的能量，且用最佳单位体积内的包含的能量对不同粗细、不同漆厚的漆包线进行剥漆处理，发现剥漆所需的脉冲个数与绝缘薄膜厚度有着密切的关系，并初步分析了各种实验现象。采用准分子激光来加工，其边缘整齐，精度较高，对材料内部及边缘的热损伤非常小。准分子激光去除是目前唯一能精密去除绝缘薄膜而不损伤漆包线导体部分的方法。但该方法费用较高，且设备需要很多保护的方法来防护操作人员受到激光的辐射。

  激光焊锡都是用激光作为热能将绝缘薄膜烧除，然后实现焊接的技术。用激光作为焊接能源，热量集中，能快速使漆包线的绝缘薄膜气化，无须预先去除绝缘薄膜而能直接实现对工件的连接。因为焊接时间短，整个焊接过程产生的高温来不及传导给周围器件，从而避免了焊接对元器件的热损伤。

  激光软钎焊属非接触焊接，不会给产品带来接触污染，同时也克服了传统钎焊钎料易引起短路的问题，具有能同时除漆和焊接等优点，但激光焊接对焊件加工、组装、定位要求均很高，且焊接成本相对较高。

  漆包线的精密焊接技术对于电子行业至关重要。激光焊锡技术以其高效、精确、非接触式的特点，为漆包线的焊接提供了一种新的解决方案。尽管存在成本和设备要求比较高的挑战，但随技术的进步和成本的降低，激光焊锡技术有望在未来的电子制造中发挥更大的作用。

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