激光恒温锡焊

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半导体激光器在激光锡焊塑料焊接领域的应用

日期:2023-11-22    作者:松盛激光    来源:whlaser.cn    点击数:

半导体激光器常用工作物质有砷化镓、硫化镉等,激励方式有电注入、电子束激励和光抽运三种方式。

 

半导体激光器主要优点是体积小、效率高、能耗低,以电注入式半导体激光器为例,半导体材料中通常会添加GaAS(砷化镓)、InAS(砷化铟)、Insb(锑化铟)等材料制作成半导体面结型二极管,当对二极管注入足够大的电流后,中间有源区中电子(带负电)与空穴(带正电)会自发复合并将多余的能量以光子的形式释放,再经过谐振腔多次反射放大后形成激光。

半导体激光器基本结构图示

半导体激光器应用于激光锡焊

 

锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后,渗入并充填金属件连接处间隙的焊接方法,焊料常为锡基合金。目前,输出功率为100W的半导体激光器已在锡焊中的推广应用。随着半导体激光器价格的进一步降低、人工成本的不断提高及智能制造、精密制造的推进,预计激光锡焊未来将逐步替换传统的烙铁焊接,得到广泛的应用。

 

半导体激光器应用于塑料焊接

 

使用中小功率的半导体激光器的激光焊接完善了热塑性塑料焊接的传统方法,例如,通过超声波焊接的方式,可使连接区域在压紧前直接塑化。激光可以实现光穿透式的激光焊接,在连接区域形成均匀的熔体,避免因摩擦产生的起毛现象。半导体激光塑料焊接广泛使用于汽车行业的传感器或塑料箱体的密封焊接,也可应用于木制产品包边或者加工纤维强化的合成材料。

 

976nm具有更高的电光转化率

 

由于976nm的吸收是915nm的3倍,故产生相同功率的1070nm激光,所消耗的976nm泵浦光更少。而泵浦光是由电能转化而来,这就意味着采用976nm泵浦源,所消耗的电能更小,光电转化率更高,更加高效节能。综合析,915nm的电光转化率在30%左右,而976nm的电光转化率可以达到42%以上。

松盛光电976水冷/风冷恒温半导体激光器图示

松盛光电自主研发976nm恒温半导体激光器专用于激光锡焊塑料焊接领域,PID算法响应速度快(15μm),不易烧毁焊点。激光器内置温度闭环反馈系统,通过红外传感器对加热点的温度实施监测并实时调控,让加工点温度恒定在一个设定的温度来焊接。根据客户需求有风冷/水冷可选,输出功率有10W,100W,200W,300W,500W。

 

总之,976nm波段半导体激光器应用于工业市场高功率光纤激光器,由于消除了光纤非线性效应,实现了近85%的光光转换效率,整机系统受环境温度影响微弱,半导体激光器本身可靠性更高等诸多优点,将越来越受到重视和欢迎。从长远来看,随着976nm光纤耦合模块的规模应用,相信产品技术水平会不断提高,在元器件上实现低成本的976nm波长锁定也将会成为现实。