精密的光斑在微秒间精准定位,一个个牢固的焊点悄然成形,这就是飞镭激光焊接工艺为Type-C接口带来的制造革新。
在电子设备日益轻薄化的今天,Type-C接口以其正反插拔的便利性和高效传输能力已成为主流选择。随着欧盟立法推进,从2024年底开始,所有便携智能设备新机都必须使用USB Type-C充电接口;从2026年起,USB Type-C还将成为笔记本电脑充电器的标准接口。
在这一波技术变革中,飞镭激光焊接工艺凭借其高精度、高效率和高稳定性的优势,正成为Type-C接口制造过程中不可或缺的关键技术。
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01 市场前景:Type-C接口迎来千亿市场爆发
Type-C接口作为最新的USB接口标准,尺寸约为8.3mm×2.5mm,比其他接口小得多。这一微型化特点使得传统焊接方式难以满足其生产要求。
电子产品功能多样化,交互简单化是始终不变的发展趋势。USB Type-C接口因具备可轻薄、正反插、快速充电、高速数据和全面兼容音视频数据格式等诸多优势,正成为一统江湖的方向。
飞镭激光科技有限公司总经理指出:“国内消费类电子华为、vivo、oppo等都基本采用激光焊接,Type-C连接器100%需要用到激光焊接”。这一数据充分说明了激光焊接技术在该领域的重要性。
02 技术原理:激光焊接的精密掌控艺术
激光焊接是一种利用激光束作为热源进行焊接的高精度技术。其基本原理是通过激光器产生高强度的激光束,通过光学系统聚焦到焊接部位,形成极小的焦点,使材料在瞬间加热熔化,随后冷却凝固形成焊缝。
激光焊接设备主要由光学系统、机械系统和数控系统组成。按照功率分类,一般将平均功率在500W以下的称为低功率焊接机,500-1000W为中功率焊接机,1000W以上的称为高功率焊接机。
在Type-C接口的焊接中,主要采用低功率焊接机,这类设备“主要应用于电子元器件,3C产品、以及医疗领域,特别是在TYPE C或者高速线缆组件应用颇多”。
飞镭激光在激光焊接技术方面具有明显优势。据飞镭激光总经理符赟介绍:“五六年前的激光技术,客户对光斑要求在0.6毫米到0.9毫米之间,现在的产品越来越微型化,最小的光斑已经能做到0.2毫米,甚至0.1毫米”。
更为重要的是,飞镭激光的焊接能量波动控制在3%以下,甚至能够做到2%或者1%,大大提高了焊接品质的稳定性。
03 工艺应用:飞镭激光在Type-C制造的关键环节
在Type-C接口的焊接中,飞镭激光主要应用在以下关键环节:
外壳结构焊接
在Type-C的加工中,激光熔接焊应用于Type-C固定片与外壳的焊接,采用点焊的方式,4-8个点,用于加强接口的抗拉强度。
这种焊接方式确保了接口在多次插拔后仍能保持稳固连接,大大提升了产品的使用寿命。激光焊接机的焊点直径小、热影响区域小,焊后不会出现气孔、塌陷、热应变及金相组织变化等现象,极大减小焊后处理工序。
屏蔽层处理
Type-C线缆通常采用铝箔屏蔽层以满足电磁兼容(EMI)要求,飞镭激光利用激光切割技术对铝箔屏蔽层进行精准切割。
与传统刀口去铝箔方式相比,激光切割避免了损伤芯线的问题,同时使断裂面不会产生锯齿状毛刺,提高了屏蔽效果和产品稳定性。
精密内部焊接
针对Type-C接口内部微小组件的焊接,飞镭激光的低功率焊接机(500W以下)表现出色。激光锡焊作为一种利用高能量密度的激光束作为热源的技术,通过精准控制热量输入实现锡料熔化并完成焊接。
这种方法对于Type-C接口的微小引脚和复杂结构特别有效,能够确保高精度的电气连接要求。
04 技术优势:为何选择飞镭激光焊接?
飞镭激光焊接技术在Type-C接口焊接中展现出多重优势:
高精度控制:能量实时控制,多种焊接波形设定,可精确控制聚焦光斑大小及定位,易实现自动化。激光束光斑直径可精确控制在极小范围内,能够实现高精度的焊接。
焊接质量高:无需任何辅助焊接材料,焊缝质量高,无气孔,焊缝强度和韧性相当于甚至超过母材。激光焊接形成的焊缝组织致密,强度高,密封性好。
热影响区小:具有高的深宽比,焊缝小,热影响小,材料变形小。激光焊接能量集中,焊接过程中对周围材料的热影响区域小,可有效避免因过热导致的连接器塑料部件变形。
美观高效:焊缝平整,美观,焊接后无需处理或只需简单处理。激光焊接速度快,能够在短时间内完成多个焊接点的连接,提高生产效率。符赟总经理透露:“一秒钟可以焊出20个焊点”。
灵活性高:激光焊接可以通过编程实现各种复杂的焊接路径和图案,能够适应不同类型、不同规格的 TYPE - C USB 连接器的焊接需求。
05 工艺参数:精密焊接的关键掌控
要实现理想的Type-C接口激光焊接效果,需要精确控制多个工艺参数:
功率密度:功率密度是激光加工中最关键的参数之一。在传导型激光焊接中,功率密度范围在104~106W/cm2。
激光脉冲波形:激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。
离焦量控制:激光焊接通常需要一定的离焦。当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。
焊接速度:焊接速度的快慢会影响单位时间内的热输入量,焊接速度过慢,则热输入量过大,导致工件烧穿,焊接速度过快,则热输入量过小,造成工件焊不透。
飞镭激光凭借其在激光焊接领域十余年的技术积累,已为电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件等行业提供了专业的激光焊接解决方案。
随着5G技术的进一步发展,Type-C接口的应用场景将更加广泛,对激光焊接技术的需求也将持续增长。飞镭激光等注重技术研发的企业将更好地服务于Type-C接口的制造需求,推动电子设备向更轻薄、高效、可靠的方向发展。
未来,激光焊接技术的应用范围将从Type-C接口扩展到更多微型电子元器件的制造领域,为整个电子行业的技术升级提供支撑。
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