激光錫焊設(shè)備使用半導(dǎo)體激光器的原因

激光錫焊的發(fā)展越來(lái)越普及，一些精密的器件，如芯片，電路板等都在使用激光錫焊。松盛光電來(lái)給大家介紹激光錫焊設(shè)備中的激光器，為什么要使用半導(dǎo)體激光器呢?來(lái)了解一下吧。

激光錫焊設(shè)備優(yōu)先選用半導(dǎo)體激光器，核心原因在于其輸出波長(zhǎng)與錫料、金屬焊盤的吸收特性高度匹配，同時(shí)兼具體積小、效率高、成本可控等優(yōu)勢(shì)，能完美適配柔性電路板(FPC)激光錫焊的工藝需求。

一、核心原因：波長(zhǎng)適配性，保證焊接效率與質(zhì)量

這是半導(dǎo)體激光器最關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)，直接決定了能量利用效率和焊接效果。

錫料吸收率高：半導(dǎo)體激光器的典型輸出波長(zhǎng)為 808nm、915nm 或 1064nm，這些近紅外波長(zhǎng)的光子能量，能被錫膏(如 Sn-Pb、Sn-Ag-Cu、鉍基低溫錫膏)和金屬焊盤(銅、鎳等)高效吸收，吸收率通常可達(dá) 60%-80%。

避免能量浪費(fèi)與基材損傷：高吸收率意味著激光能量能快速轉(zhuǎn)化為熱能，讓錫料在 0.1-1 秒內(nèi)熔融，無(wú)需過(guò)高功率即可完成焊接。這不僅減少了能量浪費(fèi)，還避免了因高功率、長(zhǎng)時(shí)加熱導(dǎo)致的 FPC 基材(PI、PET)熱損傷，與 FPC “不耐高溫” 的特性高度契合。

對(duì)比其他激光器的劣勢(shì)：若使用 CO?激光器(波長(zhǎng) 10.6μm)，其波長(zhǎng)對(duì)金屬的吸收率僅為 5%-10%，大部分能量會(huì)被反射，需極高功率才能熔融錫料，極易損傷 FPC;而固體激光器(如 Nd:YAG，波長(zhǎng) 1064nm)雖波長(zhǎng)適配，但在同等功率下，半導(dǎo)體激光器的體積和成本更具優(yōu)勢(shì)。

二、關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：性能與成本的平衡，適配工業(yè)化需求

除波長(zhǎng)外，半導(dǎo)體激光器的物理特性和使用成本，也使其成為工業(yè)化激光錫焊設(shè)備的首選。

電光轉(zhuǎn)換效率高，能耗低：半導(dǎo)體激光器的電光轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 30%-50%，遠(yuǎn)高于固體激光器(10%-20%)和 CO?激光器(10%-15%)。這意味著在相同焊接效果下，半導(dǎo)體激光器的耗電量更低，長(zhǎng)期使用能顯著降低生產(chǎn)能耗成本。

體積小、集成度高：半導(dǎo)體激光器采用模塊化設(shè)計(jì)，單個(gè)激光模塊體積僅為固體激光器的 1/5-1/10.可輕松集成到自動(dòng)化激光錫焊設(shè)備中，尤其適合需要多軸運(yùn)動(dòng)、空間受限的 FPC 焊接場(chǎng)景(如手機(jī) FPC 的精密焊點(diǎn))。

壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低：半導(dǎo)體激光器的使用壽命通?？蛇_(dá) 1 萬(wàn) - 3 萬(wàn)小時(shí)，部分高端產(chǎn)品甚至超過(guò) 5 萬(wàn)小時(shí);而固體激光器的泵浦源(如氙燈)壽命僅為幾百到幾千小時(shí)，需頻繁更換。更長(zhǎng)的壽命直接減少了設(shè)備停機(jī)維護(hù)時(shí)間和耗材成本。

功率控制靈活，響應(yīng)速度快：半導(dǎo)體激光器的輸出功率可通過(guò)電流快速調(diào)節(jié)，響應(yīng)時(shí)間僅為微秒級(jí)(μs)，能根據(jù)不同焊點(diǎn)(如 01005 元件、BGA 焊點(diǎn))的需求，精準(zhǔn)控制能量輸出，避免虛焊或過(guò)焊;而固體激光器的功率調(diào)節(jié)響應(yīng)速度較慢，難以適配 FPC 上多樣化的焊點(diǎn)需求。

三、附加優(yōu)勢(shì)：穩(wěn)定性強(qiáng)，適配批量生產(chǎn)

工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性要求極高，半導(dǎo)體激光器在這一點(diǎn)上表現(xiàn)突出。

工作穩(wěn)定性高：半導(dǎo)體激光器的工作溫度范圍較寬(通常為 0-40℃)，且對(duì)環(huán)境振動(dòng)、濕度的耐受度更高，在批量生產(chǎn)中能保持穩(wěn)定的輸出功率和波長(zhǎng)，確保每個(gè)焊點(diǎn)質(zhì)量一致。

成本持續(xù)下降：隨著半導(dǎo)體激光技術(shù)的成熟，尤其是高功率芯片的國(guó)產(chǎn)化，半導(dǎo)體激光器的成本逐年降低，目前已低于固體激光器，讓激光錫焊設(shè)備的整體采購(gòu)成本更易被中小型企業(yè)接受，推動(dòng)了技術(shù)的普及。