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大功率脉冲激光密封焊接工艺与装备

技术简介

       脉冲激光焊接技术具有热影响区小、工艺可选择性强、适合于异型管壳高精度、高气密性焊接等特点,在微波组件、电子器件、动力电池管壳等高可靠密封焊接领域具有广泛应用前景。

       对微电子器件/组件而言,封装管壳内的高湿汽环境是影响微电子器件/组件失效的重要因素。高可靠微电子器件/组件要求封装后的密封外壳具有高的气密性、极低的水氧含量,并能承受恶劣使用环境。大功率脉冲激光密封焊接工艺与装备是针对微波组件高可靠气密性封装的要求提出的,通过攻关已掌握了大功率激光器能量匹配技术、高纯气氛手套箱技术、运动轨迹与软件控制技术和激光焊接工艺技术,可使可伐合金外壳的焊接气密性达到3×10-9Pa•m3/S,焊接精度达到±5μm,可伐合金、铜合金、铝合金、钛合金等多种外壳材料焊机工艺已能满足工程应用需要。





技术指标

       主要技术指标如下: 

       1. 激光器类型:YAG固体激光器;

       2. 激光器功率:0-530W(可选);

       3. 焊接光斑直径:0.3mm,0.45mm,0.6mm(可选); 

       4. 瞄准定位方式:CCD监视系统;

       5. 工作台数控系统:4轴CNC;

       6. 工作台重复定位精度:±5μm;

       7. 工作台运动范围:300mm×300mm;

       8. 激光头旋转角度可调范围:±45°;

       9. 手套箱水汽含量:≤1ppm(空箱);氧气含量:≤1ppm(空箱);

      10. 手套箱极限气压:≤10 Pa;

      11. 焊接气密性:满足GJB 548B气密性要求;

      12. 运动轨迹输入:可自定义编程并存储。


技术特点

       主要技术特点如下:

       1、通过集散式(DCS)控制方式进行设备配置,具有配置灵活、分级管理、易于维护等特点。

       2、通过激光器的合理选型,并优化率激光能量匹配设计,具有激光参数与焊接工艺匹配性好、可实现点焊、对焊、叠焊等多种焊接方式。

       3、通过自主开发激光缝焊控制软件技术,具有运动轨迹、焊接工艺参数的自定义编程与记忆存储功能,可实现批量焊接过程的全自动化。

       4、通过采用大功率脉冲激光密封焊接技术和非接触焊接方法,可以焊接可伐、铜合金、铝合金等多种外壳材料,焊缝小,焊接质量高。

      通过采用人机一体化设计、安全防护等设计,具有整机布局合理、外形设计美观、操作简便、安全性高等特点。


预期效益

      脉冲激光密封焊接设备在微电子封装领域有着广泛的应用前景,可应用于继电器、分立器件、光电器件、微波器件/组件、动力电池模块等电子产品的气密性封装。国内每年的市场需求超过100台。按照100万元/台的价格计算,国内每年的脉冲激光密封焊接设备市场超亿元。