科技成果——激光封焊系统

科技成果——激光封焊系统

技术开发单位中国电子科技集团公司第四十八研究所

技术概述

近年来，随着电子工业及航空、航天工业的迅速发展，不仅要求电子器件体积小、质量轻，而且要求器件由很高的气密性，能够耐受各种恶劣使用环境下的强冲击振动和辐照条件，有较高的稳定性和较长的寿命。因此为了保证电子器件和组件的长期可靠性，必须对其进行气密性封装。

激光封焊系统是用激光束直接辐射至材料表面，通过激光与材料的相互作用，使材料局部熔化实现焊接的设备。该技术主要用于电子组件的金属外壳气密性封装，具有热影响区小、热变形小、加工速度快等优点。基于CNC技术的激光封焊系统通过视觉定位技术实现了自动对位焊接功能，突破了激光聚焦与观察光学系统设计技术、四轴精密工作台、手套箱气体高纯净化技术、高反射率高热导性金属的密封焊接技术等关键技术，提高了电子组件的可靠性，经用户工艺验证，

产品性能稳定性、可靠性高。

技术指标

激光器类型为YAG固体激光器；激光器平均功率≥500W；最大激光脉冲能量≥60J；脉冲宽度为0.3ms-50ms；激光重复频率为0.2Hz-800Hz；焊接光斑直径≤0.6mm；

工作台XYZ轴运动范围为400mm×300mm×300mm；工作台XYZ 轴重复定位精度为±5μm；工作台XYZ轴定位精度为±10μm；

手套箱水汽含量≤1ppm；手套箱氧含量≤1ppm；

真空烘箱极限气压≤5Pa；真空烘箱温度为50℃-200℃。

技术特点

激光封焊系统通过在惰性气氛下的激光焊接实现组件密封，使杂质不能进入电路，焊接的同时还在封装内装入高质量的惰性气体，封装结实，有高度可靠的密封和高良率。工件产品在气氛手套箱的预置气氛内完成激光封焊功能。气氛手套箱提供焊接所需的高纯惰性气体气氛要求，手套箱内气体经循环风机的驱动产生气体流动，通过净化器去除水、氧分子，水、氧含量最低可达1ppm；通过高效微粒空气过滤器可以去除焊接过程中产生的烟尘；通过真空烘箱实现工件产品按设置的温度烘干。

先进程度国内先进

技术状态批量生产、成熟应用阶段

适用范围

适合大多数金属材料外壳的封焊，如不锈钢、可伐合金、铝合金

等，也可异质材料之间的焊接；可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。可以用于民用的动力电池、超级电容、植入性医疗器械（如心脏起搏器）、塑料焊接等生产领域。

专利状态授权发明专利4项，申请发明专利9项。

合作方式

（1）投资需求。寻求投资开发新产品，研发适用于动力电池电芯以及模组生产的智能自动化激光焊接系统。其中，动力电池电芯自动化激光焊接系统的研发资金需求为500万元，研发周期为5个月；动力电池模组自动化激光焊接系统的研发资金需求为600万元，研发周期为6个月。

（2）合作研发。与动力电池电芯或者模组生产厂商及控股股东展开合作，共同开展动力电池电芯以及模组生产的智能自动化激光焊接系统研发。

（3）技术服务。为电子元器件、动力电池以及医疗器械生产厂商提供各类激光焊接系统定制开发；为相关厂商提供小批量产品激光焊接代工服务。

预期效益

中国2016年动力电池生产设备需求超过145亿元，国内生产设备产值占比80%以上，产值同比增长将超过20%，预计今后几年中国动力电池生产设备产销发展势头仍将保持高速增长。