激光焊接技术：塑造光模块制造的革命性力量

精密激光焊接如何让光通信更快速、更稳定

在人工智能、大数据和5G技术迅猛发展的今天，全球数据流量呈现爆炸式增长。作为光通信网络的核心部件，光模块的性能直接决定着数据传输的速度与稳定性。而在光模块制造过程中，激光焊接技术正以其高精度、高可靠性和高效率的特点，成为推动行业发展的关键力量。

光模块：现代通信的"核心枢纽"

光模块是进行光电和电光转换的核心器件，它如同信息高速公路的"枢纽"，将网络设备产生的电信号转换成光信号，通过光纤传输后，再转换回电信号。

随着光模块不断更新换代，其外形在不断变小，而性能要求却在不断提高——包括速率、传输距离、输出功率、灵敏度以及工作温度等各个方面。这对光模块的制造工艺提出了极高要求。

传统封装工艺的瓶颈

在激光焊接技术应用前，光通讯器件传统封装通常采用UV胶粘接技术：通过UV胶将器件在结合面处粘接固定，再通过紫外线灯照射固化。

传统方法的缺陷：

• 固化深度有限，受器件几何形状限制

• 紫外线灯照射不到的地方胶不会固化

• 需要同时配备点胶装置和紫外灯，系统机构复杂

• 器件受热后易出现微量位置偏移，导致耦合功率值失常

这些问题导致产品质量不稳定，生产节拍长，效率不高，难以满足现代光模块大规模量产的需求。

激光焊接：光模块制造的革命性突破

激光焊接技术作为一种新型的焊接方法，凭借其焊接牢固、变形极小、精度高、速度快、易实现自动控制等优点，已成为光通讯器件封装技术的重要手段之一。

激光锡焊技术的优势

松盛光电的激光恒温锡焊是一种在光通讯模块上应用非常成熟的焊接技术。该技术通过将锡膏涂覆在焊盘上，采用激光加热将锡膏熔化然后凝固形成焊点。

系统特点：

• 加工精度高，光斑点径最小0.1mm，可实现微间距贴装器件

• 短时间局部加热，对基板与周边部件的热影响最少

• 无烙铁头消耗，不需要更换加热器，实现高效率连续作业

• 可在1mm以下的空间进行焊接

• 非接触性加工，不存在接触焊接导致的应力，无静电

多光纤激光焊接设备

为满足光通讯器件制造行业的发展需求，楚天中谷联创设计的多光纤输出激光焊接设备，能满足同轴、双向、三向同轴等器件的焊接工艺要求。

设备特性：

• 采用激光功率反馈控制系统，保证激光能量输出的稳定性

• 实现激光束时间和能量上的分光，将激光分成三束或四束，耦合传输效率高

• 具备高精度微动调整装置，可实现激光头三轴移动和单轴±30°的偏转

激光焊接在光模块制造中的关键应用

自动耦合焊接技术

单模光纤的纤芯直径通常仅为3.5-10μm，将激光器输出端与如此纤细的光纤进行高效耦合，需要纳米级的对准精度。传统手动耦合面临精度局限、一致性差和效率低下三大瓶颈。

高速自动耦合激光焊接系统集成了激光焊接及其工艺技术、自动化控制技术于一体，通过精密机械平台、光学检测系统、激光焊接单元和自动控制系统，实现了耦合-焊接全流程自动化。

精密焊接工艺要求

通过调整焊接机的能量、焊枪的入射角及精细变焦等工艺参数，确保焊接质量稳定可靠。

FPC软板与光器件焊接

在光模块PCB与FPC连接组件的焊接中，激光焊接系统能在焊接时对光器件PCB与FPC连接组件实现可靠地定位，从而提高PCBA与FPC连接组件的焊接质量。

该系统采用：

• 半导体激光器

• 激光出射头

• CCD相机定位

• 可视觉定位FPC板与PCBA的焊盘位置

• 可对微小焊盘区域进行温度控制

技术发展趋势与未来展望

智能化与自动化

激光焊接技术未来将向焊接系统小型化、集成化、智能化以及自动化的方向发展。一些企业已在探索将AI功能算法应用于激光锡焊，结合自主研发的内变焦镜头，满足一块PCB板上有不同规格焊点在一个激光焊锡设备实现焊接的应用。

更高功率与更高效率

随着5G商业运营逐步推进，100G光模块需求呈现爆发式增长。武汉博联特独创的恒温控制激光焊接完美解决了100G光模块批量生产问题，目前已得到华为、光迅等客户认可，实现批量生产。

共封装光学技术

随着AI数据中心连接速率从800G向1.6T、3.2T发展，传统可插拔光模块的功耗和密度逐渐面临挑战。共封装光学（CPO）被认为是下一代数据中心互连的重要发展方向，这对激光焊接技术提出了更高要求。

结语

激光焊接设备作为光模块制造的关键工艺装备，其技术进步直接推动着光通信产业的发展。从替代传统的UV胶粘接技术，到实现自动化耦合焊接，再到满足未来共封装光学需求，激光焊接技术的创新正在帮助光模块突破制造工艺瓶颈，为AI算力、数据中心及下一代通信网络奠定坚实基础。

随着全球数字化进程的加速，激光焊接技术在光模块制造中的应用将继续深化，为构建更快速、更可靠的光通信网络保驾护航。

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