振鏡掃描系統是什么？在激光錫焊中有什么應用？

一、什么是振鏡掃描系統

激光振鏡也叫激光掃描器，其由位置傳感器、誤差放大器、功率放大器、位置鑒別器和電流積分器五個部分組成，其原理是當輸入一個位置信號后，擺動電機會根據電壓與角度的轉換比例，以一定角度擺動。整個過程采用閉環反饋控制。

1998年，振鏡掃描系統在中國開始大規模應用。其設計思想完全遵循電流表的設計方法，用透鏡代替手，用計算機控制的-5V-5V或-10V-10V? DC信號代替探頭的信號，從而完成預定的動作。和旋轉鏡掃描系統一樣，這種典型的控制系統采用了一對折疊鏡，不同的是驅動這一套鏡的步進電機被伺服電機取代。在該控制系統中，位置傳感器的使用和負反饋回路的設計思想進一步保證了系統精度，整個系統的掃描速度和重復定位精度達到了新的水平。

振鏡掃描系統在激光焊接領域的應用：振鏡在打標應用中的工作原理是一樣的。通過兩個檢流計在X軸和Y軸上的角偏轉，激光束通過擴束透鏡反射到加工表面。振鏡將激光反射到加工表面的范圍是振鏡掃描范圍。可以有效加熱該加工范圍內焊點的激光點，不需要依靠二維移動平臺就可以移動不同焊點所需的激光點。因為檢流計的偏轉速度很快，所以激光光斑在各個焊點之間的運動也很快，遠遠超過常規二維運動軸的運動速度。在預涂焊膏的前提下，這種高速移動激光光斑的功能可以大大提高焊接速度。目前，松盛光電擁有配備高速振鏡掃描功能的成熟設備：恒溫高速激光錫焊機，已在客戶現場投入生產。焊接效率完全能滿足現場生產線速度的要求，焊點質量可靠。

二、振鏡掃描激光焊接的優勢

提高焊接速度與效率

快速光斑移動：振鏡的偏轉速度極快，能使激光光斑在焊點之間迅速移動，遠超常規二維運動軸的移動速度。在預涂焊膏的情況下，這種快速移動光斑的功能可顯著提高焊接速度，尤其適用于需要大量焊點且間距較小的產品，如高密度印刷電路板(PCB)的焊接。

連續焊接：配合軟件編輯焊接掃描軌跡的功能，振鏡系統能夠實現多點連續焊接。對于具有多個焊點的復雜線路或元件，無需頻繁啟停激光，可按照預設軌跡依次完成焊接，大大減少了焊接時間，提高了生產效率。

提升焊接精度與質量

精確光斑定位：振鏡掃描系統能夠精確控制激光束的偏轉角度，從而實現激光光斑在焊接部位的高精度定位。在焊接微型元件、細小引腳或高精度電子器件時，可確保激光準確地聚焦在焊點上，使焊點尺寸均勻、形狀規則，提高焊接的一致性和可靠性，保證產品的電氣性能和穩定性。

靈活焊接路徑：通過計算機控制振鏡的擺動速率和角度，可以實現各種復雜的焊接路徑，如曲線、圓形、不規則形狀等。這對于一些特殊形狀的焊接部位或需要進行精細焊接的圖案非常有用，能夠滿足不同產品的個性化焊接需求，進一步提高焊接質量和產品的美觀度。

降低熱影響

局部加熱：由于振鏡掃描系統可以快速地將激光光斑聚焦在焊接點上，使激光能量高度集中，從而實現對焊接部位的局部快速加熱。與傳統的烙鐵焊接或大面積加熱方式相比，能夠有效減少對周圍材料的熱影響，降低熱變形、熱應力等問題，特別適用于對熱敏感的元件和材料的焊接，如熱敏電阻、塑料封裝的電子元件等。

精確能量控制：結合激光功率的精確調節和振鏡的快速響應，可根據不同的焊接材料、焊點大小和形狀等因素，精確控制激光能量的輸出和作用時間。在保證焊接質量的前提下，最大限度地減少多余熱量的產生，進一步降低熱影響區域，提高產品的可靠性和使用壽命。

適用多種焊接材料與產品

多種釬料供給方式：振鏡掃描式激光焊接系統通常可以兼容錫膏、錫片以及錫球等多種焊接釬料，用戶可根據具體的焊接需求和產品特點選擇合適的釬料形式。例如，錫膏適用于需要大面積涂覆和預成型的焊點，錫片則便于對單個或少量焊點進行精確添加，錫球可用于一些對焊點形狀和高度有特殊要求的場合。

廣泛的產品應用：該系統可廣泛應用于各類電子產品的生產制造，如手機、電腦、平板等設備中的 PCB 板焊接、芯片封裝、微小元件連接等;在汽車電子領域，可用于汽車發動機控制單元、車載音響系統、安全氣囊控制器等部件的焊接;此外，還適用于醫療器械、航空航天、通信設備等對焊接精度和質量要求極高的行業。

便于自動化集成

與視覺系統配合：振鏡掃描系統能夠與視覺系統緊密結合，實現自動定位和監測。在焊接過程中，視覺系統可以實時捕捉焊接部位的圖像信息，精確識別焊點的位置和形狀，并將相關數據傳輸給振鏡控制系統，從而實現對激光光斑的精確引導和自動對準，提高焊接的自動化程度和生產效率，減少人工干預，降低生產成本。

遠程監控與操作：基于計算機控制的特點，振鏡掃描系統可以方便地實現遠程監控和操作。操作人員可以通過網絡或其他通信方式，在遠離焊接現場的地方對焊接過程進行實時監控、參數調整和故障診斷，提高了生產的靈活性和便捷性，便于對大規模生產過程進行集中管理和控制。