Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la micronanotecnología se ha utilizado ampliamente en diversos campos, como el tratamiento médico, la protección del medio ambiente, el laboratorio, la industria química, los semiconductores, la automatización industrial, etc. Los microcomponentes de precisión se refieren a los componentes electrónicos, mecánicos y ópticos. y otros componentes con escala micrométrica o nanométrica, que pueden realizar funciones eficientes, precisas y sensibles, como detección, control, conducción, comunicación, etc. La fabricación y conexión de microcomponentes de precisión es una parte importante de la micronanotecnología, entre qué máquina de soldadura láseres un método de soldadura eficiente y preciso que se puede utilizar para la conexión y embalaje de piezas pequeñas. Presentaremos el principio de funcionamiento, las ventajas y el rango de aplicación de la soldadura láser de precisión de microcomponentes.

1. Principio de funcionamiento de la soldadura láser de microcomponentes de precisión.

La soldadura láser es un método de soldadura preciso y de alta eficiencia que utiliza un rayo láser de alta densidad de energía como fuente de calor y puede usarse para soldar piezas pequeñas. La soldadura láser se puede realizar mediante un rayo láser continuo o pulsado, y su principio se puede dividir en soldadura por conducción de calor y soldadura láser de penetración profunda.

La soldadura por conducción de calor significa que cuando la densidad de potencia del rayo láser es inferior a 10 ^ 4 W/cm ^ 2, la superficie del metal absorbe la energía del láser para formar un charco fundido y el intercambio de energía entre el interior del charco fundido y el entorno. El metal se produce principalmente por conducción de calor, formando una junta ancha y poco profunda. de la soldadura.

La soldadura láser de penetración profunda significa que cuando la densidad de potencia del rayo láser es superior a 10 ^ 6 W/cm ^ 2, la superficie del metal se calienta y se cóncava en "cavidades", formando una columna de plasma de alta temperatura y alta presión. y al mismo tiempo genera un fuerte flujo de aire inverso, que empujará el metal fundido hacia abajo, creando una soldadura estrecha y profunda.

2. Ventajas de la soldadura láser de microcomponentes de precisión

En comparación con la soldadura tradicional (como la soldadura por resistencia, la soldadura por arco, etc.), la soldadura láser de microcomponentes de precisión tiene las siguientes ventajas:

a. La calidad de la soldadura es alta, la deformación es pequeña y no se requiere tratamiento posterior. La zona afectada por el calor de la soldadura láser es pequeña, la velocidad de enfriamiento es rápida, la superficie de la costura de soldadura es lisa, no hay defectos como poros y grietas y la resistencia de la soldadura es alta. La soldadura láser tiene una pequeña cantidad de deformación y generalmente no requiere materiales de relleno ni gases auxiliares, ni requiere posprocesamiento como esmerilado y pulido.

b.El proceso de soldadura está altamente automatizado y es fácil de operar. El equipo de soldadura láser puede controlarse mediante una computadora para lograr un ajuste y posicionamiento precisos del rayo láser para cumplir con requisitos de soldadura complejos. La soldadura láser no necesita tocar las piezas a soldar y la operación es flexible y conveniente. Se puede utilizar junto con robots o sistemas de control numérico para realizar una producción automatizada.

c.Velocidad de soldadura rápida, alta eficiencia y ahorro de energía. La densidad de energía de la soldadura láser es alta, el tiempo de fusión es corto y la velocidad de soldadura es rápida, generalmente de hasta varios metros por minuto. La tasa de utilización de energía de la soldadura láser es alta, generalmente hasta un 30%, lo que ahorra más del 50% de energía en comparación con la soldadura tradicional. El rango de procesamiento de la soldadura láser es amplio y se pueden soldar múltiples estaciones al mismo tiempo para mejorar la eficiencia de la producción.

d.Puede soldar diferentes materiales o materiales disímiles. La soldadura láser puede soldar diversos materiales metálicos o no metálicos, como acero, aluminio, cobre, níquel, titanio, etc. La soldadura láser también puede soldar materiales diferentes con diferentes propiedades físicas o químicas, como acero y cobre, titanio y níquel. etc., para conseguir combinaciones de materiales difíciles de unir por métodos tradicionales.

e.Puede soldar piezas inaccesibles. El rayo láser puede transmitirse y guiarse mediante fibra óptica o reflector, y puede soldar piezas ocultas o complicadas, como la pared interior de la tubería, el motor del automóvil, etc. Los rayos láser también pueden soldar en entornos especiales como el vacío. , gas inerte o bajo el agua.

f.Se puede realizar soldadura de precisión a nivel de micras. El rayo láser tiene buen enfoque y directividad, y puede formar puntos extremadamente finos para lograr un mecanizado de precisión a nivel de micras o incluso nano.

3. Rango de aplicación de la soldadura láser de microcomponentes de precisión

Debido a su alta eficiencia, precisión, confiabilidad y protección ambiental, la soldadura láser de microcomponentes de precisión se ha utilizado ampliamente en diversos campos, tales como:

a.Soldadura láser de componentes electrónicos. Los componentes electrónicos se refieren a componentes pequeños con funciones electrónicas o funciones de conexión electrónica, como circuitos integrados, condensadores, resistencias, osciladores de cristal, transformadores, interruptores, enchufes, etc. La soldadura láser de componentes electrónicos se utiliza principalmente para realizar la conexión o empaquetado entre componentes. o entre componentes y sustratos. La soldadura láser puede lograr un procesamiento de precisión a nivel de micras o incluso a nivel nanométrico, garantizando que las funciones y el rendimiento de los componentes no se pierdan ni afecten. Al mismo tiempo, la soldadura láser también puede lograr una soldadura sin plomo o con bajo contenido de plomo, lo que cumple con los requisitos de protección ambiental.

b.Soldadura láser de dispositivos médicos. Los dispositivos médicos se refieren a instrumentos, equipos, herramientas, etc. utilizados para diagnóstico médico, tratamiento, enfermería, etc., como marcapasos cardíacos, articulaciones artificiales, brackets dentales, bisturíes, etc. La soldadura por láser de dispositivos médicos se utiliza principalmente para lograr conexiones internas o externas o embalajes de dispositivos. La soldadura láser puede lograr una soldadura sin costuras de alta resistencia y alta densidad para garantizar la seguridad y durabilidad del dispositivo. Al mismo tiempo, la soldadura láser también puede lograr una soldadura no tóxica o poco tóxica, que cumple con los requisitos higiénicos.

c.Soldadura láser con sistema microelectromecánico (MEMS). Sistema Micro Electro Mecánico (MEMS) se refiere a un sistema que integra microsensores, actuadores, controladores, etc. Un sistema en un pequeño chip con múltiples funciones y aplicaciones como sensores de presión, acelerómetros, giroscopios, microespejos, microbombas, etc. El empaque y la conexión de MEMS es un eslabón importante en su proceso de fabricación, y es necesario para garantizar la confiabilidad, estabilidad y rendimiento del sistema.

En conclusión, la soldadura láser de microcomponentes de precisión es un método eficiente, preciso, fiable y respetuoso con el medio ambiente para unir microcomponentes. Tiene las ventajas de una alta utilización de energía, alta calidad de soldadura, baja zona afectada por el calor, baja tensión y deformación residual, etc. Soldadura con materiales diferentes para satisfacer las diversas necesidades de los microcomponentes de precisión. La soldadura láser de microcomponentes de precisión se utiliza ampliamente en diversos campos, como componentes electrónicos, equipos médicos, sistemas microelectromecánicos, etc., proporcionando un fuerte apoyo técnico para el desarrollo de estos campos. La soldadura láser de precisión de microcomponentes, como tecnología avanzada de conexión de microcomponentes, tiene amplias perspectivas de desarrollo y potencial de aplicación, y merece una mayor exploración y promoción.