激光精密點焊在消費電子行業的應用

科技 10-31

近年來，隨著消費電子市場競爭愈發激烈，電子產品製造業對產品也提出了更高的要求。傳統的加工方式容易導致產品質量不穩定、零件熔毀、難以形成正常熔核，成品率低。而激光加工技術的出現，可以快速的為電子產品生產製造商們解決這些難題。高端電子產品的生產過程中，激光加工在產品的體積優化以及品質提升方面起到了重大的作用，使產品更輕巧纖薄，穩固性更好。據悉，約70％的電子產品加工製造環節都應用到激光技術（超過20種不同的工藝）及相關的製造設備。

目前，激光精密點焊主要應用於電子產品的殼體、屏蔽罩、USB接頭、導電貼片等，具有熱變形小、作用區域和位置精確可控、焊接品質高、能實現異種材料焊接、易於實現自動化等優勢。但焊接不同材料時，需要採用的不同的焊接方式。

創鑫激光焊接工程師根據多次的實驗結果，總結出了在消費電子的生產製造過程中，高反材料、金屬薄板、異種材料等不同材料應使用何種方式進行激光精密點焊，方能得出最好的焊接效果。

高反材料的激光精密點焊方式

焊接鋁、銅等高反材料時，不同的焊接波形對焊接質量影響很大。利用帶有前置尖峰的激光波形，可突破高反射率屏障，瞬間的高峰值功率可以迅速改變金屬表面狀態，使其溫度上升至熔點，從而降低金屬表面的反射率，提高能量的利用率。另外，由於銅鋁等材料導熱速度快，故利用緩降波形，可以優化焊點外觀。

另一方面，金、銀、銅、鋼等材料對激光吸收率隨波長增大而減小，對於銅而言，當激光波長為532nm時，銅的吸收率接近40％。對比分析紅外激光器和綠光激光器特徵可知，紅外激光器光斑尺寸較大，焦深短，紫銅對其吸收率低；綠光激光器光斑尺寸小，焦深長，紫銅對其吸收率高。分別採用紅外激光器和綠光激光器對紫銅進行脈衝點焊，可以發現紅外激光器焊後焊點大小不一致，而綠光激光器焊點大小更均勻，深度一致，表面光滑（圖1－2）。採用綠光激光器焊接效果更穩定，所需峰值功率會比紅外激光器低一半以上。

尖峰波形

1064nm波長的焊接效果（圖1－1）

532nm波長的焊接效果（圖1－2）

金屬薄板材料的激光精密點焊方式

傳統毫秒級激光器在焊接金屬薄板材料時，材料易被擊穿且焊點較大；而高反材料因其自身的不穩定性以及在固態時對激光的吸收率低，焊接時常出現爆點、虛焊等現象。為了解決薄板及高反金屬焊接難點，通過對光纖激光器QCW／CW模式分別進行模擬量和數字調製，觸發一次可以實現N個脈衝輸出，以較小的功率實現單點多脈衝焊接。