激光精密点焊在消费电子行业的应用

发表时间：2020-11-06 22:33

近年来，随着消费电子市场竞争愈发激烈，电子产品制造业对产品也提出了更高的要求。传统的加工方式容易导致产品质量不稳定、零件熔毁、难以形成正常熔核，成品率低。而激光加工技术的出现，可以快速的为电子产品生产制造商们解决这些难题。高端电子产品的生产过程中，激光加工在产品的体积优化以及品质提升方面起到了重大的作用，使产品更轻巧纤薄，稳固性更好。据悉，约70%的电子产品加工制造环节都应用到激光技术（超过20种不同的工艺）及相关的制造设备。

目前，激光精密点焊主要应用于电子产品的壳体、屏蔽罩、USB接头、导电贴片等，具有热变形小、作用区域和位置精确可控、焊接品质高、能实现异种材料焊接、易于实现自动化等优势。但焊接不同材料时，需要采用的不同的焊接方式。

创鑫激光焊接工程师根据多次的实验结果，总结出了在消费电子的生产制造过程中，高反材料、金属薄板、异种材料等不同材料应使用何种方式进行激光精密点焊，方能得出最好的焊接效果。

高反材料的激光精密点焊方式

焊接铝、铜等高反材料时，不同的焊接波形对焊接质量影响很大。利用带有前置尖峰的激光波形，可突破高反射率屏障，瞬间的高峰值功率可以迅速改变金属表面状态，使其温度上升至熔点，从而降低金属表面的反射率，提高能量的利用率。另外，由于铜铝等材料导热速度快，故利用缓降波形，可以优化焊点外观。

另一方面，金、银、铜、钢等材料对激光吸收率随波长增大而减小，对于铜而言，当激光波长为532nm时，铜的吸收率接近40%。对比分析红外激光器和绿光激光器特征可知，红外激光器光斑尺寸较大，焦深短，紫铜对其吸收率低；绿光激光器光斑尺寸小，焦深长，紫铜对其吸收率高。分别采用红外激光器和绿光激光器对紫铜进行脉冲点焊，可以发现红外激光器焊后焊点大小不一致，而绿光激光器焊点大小更均匀，深度一致，表面光滑（图1-2）。采用绿光激光器焊接效果更稳定，所需峰值功率会比红外激光器低一半以上。

尖峰波形

1064nm波长的焊接效果▲（图1-1）

532nm波长的焊接效果▲（图1-2）

金属薄板材料的激光精密点焊方式

传统毫秒级激光器在焊接金属薄板材料时，材料易被击穿且焊点较大；而高反材料因其自身的不稳定性以及在固态时对激光的吸收率低，焊接时常出现爆点、虚焊等现象。为了解决薄板及高反金属焊接难点，通过对光纤激光器QCW/CW模式分别进行模拟量和数字调制，触发一次可以实现N个脉冲输出，以较小的功率实现单点多脉冲焊接。