行業(yè)背景

VCM馬達主要部件

近年來，隨著電子元器件不斷微型化，人們對產(chǎn)品的高精度、高密度及高可靠性的要求也不斷提高，產(chǎn)品如何有效地形成微連接加工、加工過程的穩(wěn)定可靠性及智能識別跟蹤產(chǎn)品信息也為生產(chǎn)技術(shù)人員所重點關(guān)注。

VCM取自Voice Coil Motor首位英文字母的縮寫，俗稱音圈馬達或音圈電機，其原理和揚聲器類似，目前世界上的手機變焦和硬盤磁臂的驅(qū)動電機一般都是VCM。隨著3C電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，客戶對電子產(chǎn)品攝像頭的要求越來越高，產(chǎn)品越精密，所用材料日趨變薄。攝像頭由最初的單攝像頭發(fā)展到近年來的雙攝像頭，再到最近逐漸成為主流的三攝像頭，可見對于VCM馬達器件需求量也越來越大。

01 當前技術(shù)

VCM音圈馬達激光熔化焊接主要包括：Spring與Base激光熔化焊接技術(shù)和Yoke與Base激光熔化焊接技術(shù)。

對于Spring與Base部位連接工藝，此前主要采用YAG或QCW光纖毫秒脈沖激光進行點焊，焊接過程存在穩(wěn)定性差、熱影響區(qū)大及燒膠嚴重等缺點，同時焊后拉拔力小、導(dǎo)電性差及目測無法判別好壞等缺點（見圖）。

對于Yoke與Base部位連接工藝，此前主要采用點膠工藝，但是該工藝不僅需要耗材，工作效率低，同時還存在拉力不穩(wěn)定、膠料老化及二次清理等缺點（見圖）。

QCW光纖單脈沖點焊

Yoke與Base點膠連接

02 新型激光焊接工藝

激光微焊接是指使用激光在至少一個維度上實現(xiàn)尺寸小于100μm的焊接技術(shù)。作為其他微連接技術(shù)的替代方案，激光微焊接具有連接強度高、精度高、靈活、非接觸、熱影響區(qū)和熱畸變極小、工件形狀限制少以及單步操作等優(yōu)點。

工藝原理：激光微焊接主要應(yīng)用小能量高頻脈沖激光（能量為mJ級，有效工作脈寬為ns級）經(jīng)由外光路照射到材料表面，激光的光強度超過一定閾值被材料吸收，在高頻脈沖的作用下，材料發(fā)生熔化形成“鑰孔”，激光在“鑰孔”中發(fā)生折射與反射，不斷向下熔化材料形成焊縫。激光微焊接為圖形焊點，激光通過圖形軌跡形成焊點，相對傳統(tǒng)激光焊接具有以下優(yōu)勢：

▲ 焊接區(qū)域及形狀可控，可適用于各種不規(guī)則焊接區(qū)域

▲ 特別適用于高精密薄材激光焊接加工

▲ 熱輸入可控范圍大，特別適用于異種材料

▲ 高反材料激光焊接成型一致性好

微焊接圖形焊點成型

焊點軌跡

不銹鋼焊接鋁合金

紫銅焊接

03 VCM音圈馬達激光焊接設(shè)備推薦

針對VCM音圈馬達激光焊接，大族激光SFM70E納秒激光焊接系統(tǒng)可以提供高效連接解決方案，有效滿足用戶精密微加工需求。

系統(tǒng)激光器采用MOPA結(jié)構(gòu)，脈寬級別為納秒級，最高出光頻率可達1000kHz，峰值功率可達13kW。該款激光器具有脈沖和CW模式，可選波形豐富，熱輸入能精準控制。該款新型焊接機在薄材料、高反材料（銅合金、鋁合金、金）、異種金屬焊接中有極大的優(yōu)勢。所焊產(chǎn)品焊點成型好，大小均勻一致，抗拉強度和剪切強度均較YAG、毫秒級光纖激光器等有顯著提高。

彈片焊接（Spring與Base）

工藝效果展示

材料：0.03mm銅合金+0.1mm鍍金不銹鋼

要求：焊點美觀無飛濺，拉拔力大于300g，鉚壓柱、側(cè)壁塑膠及背面定位孔塑膠無燒傷；能目測檢驗焊點質(zhì)量；NG產(chǎn)品識別與破壞并矩陣顯示。

工藝對比：傳統(tǒng)QCW光纖與YAG進行點焊，不僅外觀無法檢測焊點質(zhì)量，同時焊接過程不穩(wěn)定，容易燒膠，焊后拉拔力測試波動幅度很大；應(yīng)用SFM70E新工藝進行焊接，焊接過程穩(wěn)定可靠，不僅有效避免產(chǎn)品燒膠，同時目測能檢驗焊點質(zhì)量，焊后測試拉拔力穩(wěn)定且大于300g。

單孔攝像頭a

單孔攝像頭b

雙孔攝像頭

殼體焊接（Yoke與Base）

工藝效果展示

材料：0.15mm 高磷鎳不銹鋼+0.1mm鍍金不銹鋼

要求：外觀不允許發(fā)黃、發(fā)黑現(xiàn)象，拉拔力大于3kgf，側(cè)壁及背面塑膠無燒傷；能目測檢驗焊點質(zhì)量。

工藝對比：傳統(tǒng)QCW光纖與YAG進行點焊，焊接過程不穩(wěn)定極容易燒膠，焊后拉拔力測試波動幅度很大，最大拉力僅為2.0kgf；應(yīng)用SFM70E新工藝進行焊接，焊接過程穩(wěn)定可靠，不僅有效避免產(chǎn)品燒膠，焊后測試拉拔力穩(wěn)定且大于3kgf。

殼體a

殼體b

針對VCM音圈馬達焊接，大族激光精密焊接快速開發(fā)出新型激光焊接工藝，該工藝獲得國內(nèi)外主要VCM馬達生產(chǎn)廠商認可及大規(guī)模應(yīng)用推廣，確立了大族激光在VCM馬達激光焊接領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。未來，大族激光精密焊接將繼續(xù)堅持創(chuàng)新驅(qū)動和自主開發(fā)，推廣先進技術(shù)工藝應(yīng)用，更好地服務(wù)廣大用戶，打造高端制造和智能制造的應(yīng)用新高地。

文章來源：大族3C焊接

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