Antecedentes Industria
En los últimos años, a medida que los componentes electrónicos se han ido miniaturizando, la demanda de productos de alta precisión, alta densidad y alta confiabilidad ha aumentado significativamente. Los ingenieros de fabricación se centran especialmente en cómo lograr un procesamiento de microconexiones eficaz, mantener la estabilidad y la confiabilidad durante el proceso e implementar la identificación y el seguimiento inteligentes de la información del producto. 
Componentes principales de un motor VCM
El término VCM significa Voice Coil Motor, un tipo de motor cuyo principio de funcionamiento es similar al de un altavoz. En la actualidad, los VCM se utilizan habitualmente en los motores de accionamiento de los objetivos de zoom de los teléfonos inteligentes y en los brazos de los actuadores de los discos duros. Con el rápido desarrollo de la industria de la electrónica 3C, los clientes tienen mayores exigencias en cuanto a las cámaras de los productos electrónicos. A medida que los productos se vuelven más sofisticados, los materiales utilizados son cada vez más finos. Los módulos de cámara han evolucionado desde configuraciones de una sola cámara a sistemas de doble cámara y, más recientemente, a las configuraciones de triple cámara, ahora habituales. Esta tendencia indica una creciente demanda de motores VCM.
Tecnología actual
El proceso de soldadura láser para motores VCM incluye principalmente la soldadura láser de resorte a base y la soldadura láser de yugo a base. Para las conexiones de resorte a base, tradicionalmente se han utilizado láseres de pulso de milisegundos de fibra YAG o QCW para la soldadura por puntos. Sin embargo, estos métodos tienen desventajas significativas, incluida la baja estabilidad, grandes zonas afectadas por el calor y una quema grave de adhesivos. Además, las soldaduras resultantes tienen baja resistencia a la tracción, mala conductividad y no se puede inspeccionar visualmente para comprobar su calidad.
Soldadura por puntos de pulso único con fibra QCW
Para las conexiones de horquilla a base, el método tradicional ha sido la unión adhesiva, que no solo requiere consumibles, sino que también tiene una baja eficiencia. Además, este método presenta una resistencia de tracción inconsistente, envejecimiento del adhesivo y la necesidad de una segunda limpieza.
Unión adhesiva de yugo y base
Nueva tecnología de soldadura láser
La microsoldadura láser se refiere a una técnica de soldadura que logra dimensiones menores a 100 μm en al menos una dimensión mediante láseres. Como alternativa a otras técnicas de microconexión, la microsoldadura láser ofrece varias ventajas, entre ellas, alta resistencia de conexión, precisión, flexibilidad, operación sin contacto, mínimas zonas afectadas por el calor, mínima distorsión térmica, menos restricciones en la forma de la pieza de trabajo y operación en un solo paso.
Principio del proceso
La microsoldadura láser utiliza principalmente láseres de pulsos de alta frecuencia y baja energía (con niveles de energía en el rango de mJ y anchos de pulso de trabajo efectivos en el rango de ns). El láser se dirige hacia la superficie del material a través de una trayectoria óptica, donde la intensidad del láser supera un cierto umbral y es absorbida por el material. Bajo la influencia de los pulsos de alta frecuencia, el material se funde, formando un «ojo de cerradura». El láser se refracta y se refleja dentro del ojo de cerradura, fundiendo continuamente el material para formar una soldadura. Este método crea soldaduras con patrón, donde el láser sigue una trayectoria de patrón para formar la soldadura. En comparación con la soldadura láser tradicional, tiene las siguientes ventajas:
- El área y la forma de soldadura son controlables, lo que lo hace adecuado para diversas regiones de soldadura irregulares.
- Es especialmente adecuado para la soldadura de precisión de materiales delgados.
- El rango de entrada de calor es amplio y controlable, lo que lo hace ideal para soldar materiales diferentes.
- La consistencia de la soldadura de materiales altamente reflectantes es excelente.
Formación de puntos de soldadura con patrones en microsoldadura
Trayectoria de soldadura
Soldadura de acero inoxidable con aleación de aluminio
Equipos de soldadura láser VCM recomendados
Para la soldadura láser de motor VCM, el sistema de soldadura láser de nanosegundos SFM70E de Han’s Laser ofrece una solución de conexión eficiente que satisface las necesidades de micromaquinado de precisión de los usuarios.
Resumen del Sistema
El láser del sistema presenta una estructura MOPA con un ancho de pulso de nivel de nanosegundos y una frecuencia de salida máxima de hasta 1000 kHz. La potencia máxima puede alcanzar los 13 kW. Esta máquina soldadura láser admite modos de pulso y CW con una amplia selección de formas de onda, lo que permite un control preciso de la entrada de calor. El SFM70E se destaca en la soldadura de materiales delgados, materiales altamente reflectantes (como aleaciones de cobre, aleaciones de aluminio y oro) y metales diferentes. Los productos soldados tienen puntos de soldadura consistentes y uniformes con una resistencia a la tracción y al corte mejorada en comparación con los láseres de fibra YAG y de milisegundos.
Resultados de la soldadura de resorte a base
Materiales
Aleación de cobre de 0,03 mm + acero inoxidable chapado en oro de 0,1 mm
Requisitos
Los puntos de soldadura deben ser estéticamente agradables y no deben salpicar, deben tener una fuerza de tracción superior a 300 g y deben evitar quemar el plástico en los orificios de posicionamiento del poste del remache, la pared lateral y la parte posterior. La calidad de la soldadura debe poder inspeccionarse visualmente y los productos defectuosos deben poder identificarse y destruirse con una pantalla matricial.
Comparación de procesos
Los métodos tradicionales de soldadura por puntos QCW con fibra y YAG no permiten la inspección visual de la calidad de la soldadura, y el proceso de soldadura es inestable, y a menudo quema el adhesivo. Además, los resultados de la prueba de resistencia a la tracción fluctúan significativamente. Con el nuevo proceso SFM70E, el proceso de soldadura es estable y confiable, y previene eficazmente la quema del adhesivo. La calidad de la soldadura se puede inspeccionar visualmente y la resistencia a la tracción posterior a la soldadura es estable, superando los 300 g.
Cámara de lente única A
Cámara de lente única B
Cámara de doble lente
Resultados de la soldadura de yugo a base
Materiales
Acero inoxidable con níquel y alto contenido de fósforo de 0,15 mm + acero inoxidable chapado en oro de 0,1 mm
Requisitos
No se permite que la superficie presente amarilleamiento ni ennegrecimiento, con una fuerza de tracción superior a 3 kgf, ni quemaduras en el plástico de la pared lateral y la parte posterior. La calidad de la soldadura debe poder inspeccionarse visualmente.
Comparación de procesos
Los métodos tradicionales de soldadura por puntos QCW y YAG son inestables y propensos a quemar el adhesivo. Los resultados de la prueba de resistencia a la tracción posterior a la soldadura fluctúan significativamente, con una resistencia a la tracción máxima de solo 2,0 kgf. El nuevo proceso SFM70E garantiza un proceso de soldadura estable y confiable, que previene eficazmente la quema del adhesivo. La resistencia a la tracción posterior a la soldadura es estable y supera los 3 kgf.
Soldadura de carcasa A
Soldadura de carcasa B
Han’s Laser ha desarrollado y perfeccionado rápidamente este nuevo proceso de soldadura láser específicamente para la soldadura de motores VCM, obteniendo un amplio reconocimiento y una adopción a gran escala por parte de los principales fabricantes de motores VCM. Esto ha consolidado la posición líder de Han’s Laser en el campo de la soldadura láser de motores VCM. De cara al futuro, Han’s Laser Precision Welding seguirá impulsando la innovación y el desarrollo independiente, promoviendo la aplicación de procesos tecnológicos avanzados para servir mejor a los usuarios y crear nuevos puntos fuertes para aplicaciones de fabricación inteligentes y de alta gama.