激光器是激光锡焊中的能量装置,是非常重要的一环。那么激光锡焊过程中用什么激光比较好呢?是用半导体激光器,光纤激光器还是CO2激光器呢?首先需要了解这些激光器不同的功能是怎么样的,再根据实际情况选用,松盛光电来给大家介绍分享。
半导体激光器
原理及特点:半导体激光器是利用半导体材料中的电子和空穴在能级间跃迁产生激光的。其具有体积小、重量轻、效率高、成本相对较低等优点。并且,它可以通过改变驱动电流来实现对激光输出功率的快速调制,能够实现精确的功率控制,适用于对焊接功率要求灵活调整的场景。
适用场景:在一些对精度要求较高但焊接强度不是特别大的应用中较为常用,例如在电子设备的小型电路板焊接,像手机主板、平板电脑主板上的微小元件焊接,能够精确控制热量,避免对周围精密元件的损坏。其较小的体积也便于集成到自动化生产线中,可提高生产效率。
光纤激光器
原理及特点:通过掺杂光纤中的活性离子在光的激发下产生受激辐射而形成激光。光纤激光器具有高功率输出能力,光束质量好,可聚焦成非常小的光斑,具有较高的能量密度,能够实现深熔焊接。同时,其转换效率高,运行稳定,可长时间连续工作,且具有良好的散热性能,能够在高功率工作时保持稳定的性能。
适用场景:适用于较大尺寸的焊盘焊接,以及需要较高焊接强度和深度的场合,如汽车电子中的大型功率模块的焊接,或者一些工业设备的电路板上的大焊点和多层电路板的焊接。由于其能够输出较高的功率,也可用于需要快速焊接的场景,能在保证质量的前提下加快生产速度。
YAG 激光器(掺钇铝石榴石激光器)
原理及特点:基于钇铝石榴石晶体作为激光介质,在光泵浦的作用下产生激光。YAG 激光器可以实现较高的峰值功率,并且可以通过调节脉冲宽度和频率,来调整输出的能量,可实现对不同材料和焊点的适应性焊接。其输出的激光脉冲能量高,能满足多种材料的焊接需求。
适用场景:常用于对各种金属材料的焊接,包括对金属合金材料的焊接,在需要高能量脉冲的焊接场景中发挥重要作用,如在一些金属构件的连接,以及需要将金属引脚与其他部件进行牢固焊接的情况,像工业传感器的金属外壳与内部元件的连接,或者航空航天设备中的一些金属部件的焊接,其高能量脉冲可以确保焊接的牢固性和可靠性。
在选择激光类型时,需要综合考虑以下几个方面:
焊件的材料和尺寸:不同材料的热导率、熔点、反射率等物理性质不同,对于焊接所需的激光能量密度和功率要求不同。例如,对于高反射率的金属,可能需要更高功率的激光;对于较大尺寸的焊件或焊点,可能需要高功率、高能量密度的激光,以确保足够的能量进行熔化和焊接。
焊接的精度和速度要求:如果需要高精度的焊接,应选择能够精确控制能量输出和光斑尺寸的激光,如半导体激光器或光纤激光器;若对速度有较高要求,如大规模生产的生产线,则可能需要高功率的光纤激光器或 YAG 激光器,以实现快速焊接。
成本因素:半导体激光器成本相对较低,适用于成本敏感型的应用;而光纤激光器和 YAG 激光器在高功率和高性能方面有优势,但设备采购和维护成本相对较高,在对性能要求较高的高端制造中更具优势。
总之,要根据具体的激光锡焊应用场景和需求,综合考虑上述因素,选择最适合的激光类型,以达到最佳的焊接效果和经济效益。
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