助力“中国芯” 浅析激光焊接在光通讯的应用

深剖激光焊接在光通讯的应用

前不久，有粉丝在官微后台留言，说大家对光通讯行业激光焊接了解度不够，问智能激光焊接专家UW能不能针对光通讯行业激光焊接出一篇专门的推文。

面对粉丝的要求，UW安排！

１、光通讯行业发展情况

今年年初，世界著名四个会计师事务所之一安永EY发布《2021年全球光通信产业白皮书》，提到全球光通信市场正以每年平均约18%的增速保持高速增长，预计到2025年有望创造约3.2万亿元的下游应用市场空间。同时，还指出了未来全球数字化进程的五大趋势，即联接场景化、泛智能化、感官极限化、网络需求波动化、网络两极化。

众所周知，运营商、设备商、器件商和材料商四大不同部类的企业一起构建了金字塔形的光通信产业链。光通信通过赋能基建、技术、应用三大核心场景，进而打造一场“光联万物”的智慧生态，其通过庞大体量的数据传输突破本体限制，实现万物互联互通。提到这里，UW顺带提一下火热的5G，作为万物互联的基础，F5G赋能千行百业，从而带动万亿市场空间。

近七年，得益于中国企业的崛起以及中国市场的飞速发展，进而推动全球光通信器件行业快速发展，随之，光通信产业价值向中国转移趋势明显。据安永EY预测，到2026年，全球光通信器件规模将达到384亿美元。这意味着光通信产业正迎来历史性的发展机遇，政策与市场的利好正推动光通信驶入发展快车道。

２、激光焊接在光通信行业有哪些应用

要说激光焊接在光通信行业的应用，先看一张图，直观的了解一下光通信行业的一个上下游产业链情况。

光器件及光模块等位于光通信设备的上游。光模块的主要作用是实现光电转换，由于芯片是光模块产业链中难度系数最大的产品，裸芯片与布线板实现微互联后，需要通过封装技术将其密封在塑料、玻璃、金属或陶瓷外壳中，以确保半导体集成电路芯片在各种恶劣条件下正常工作，激光焊接就主要应用在这一工序中。

3、UW光通讯精密激光焊接解决方案

为满足市场及客户需求，基于联赢激光在激光焊接及自动化控制技术领域的领先优势，联赢激光研发中心针对光通讯行业研制了系列激光焊接系统。

首先，光模块的激光焊接。

一个光模块，通常由光发射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光探测器）、功能电路和光（电）接口等部分组成。由于光模块本身集成度高，且大量使用FPC软板，因此激光焊接相较于传统的烙铁焊接、热风焊接、HotBar焊接、电子压焊、波峰焊接等更适用于光通讯模块的制造。

联赢激光发布的双工位锡膏焊接台最大限度利用气动锡膏控制器，实现不停顿焊接；尤其适用于各种精密电子元器件锡焊焊接，实现焊接精度、效率双提高，能有效助力客户提高产能。

其次，目前常见的光器件封装有Box、COB、TO-can和蝶形封装。Box是一个矩形金属外壳，一般可分为底座和盖板两部分，芯片、透镜贴在底座里，这种封装常见于电信级光模块。COB属于蝶形封装，被大量应用于以太网数据中心光模块。具体指将TIA、LDD这些裸die芯片直接贴装到PCB的铜箔上，然后金线键合进行电气连接，最后在芯片顶部加盖板或者点胶保护。TO can封装常见于SFP小封装光模块中，是一种晶体管封装。蝶形封装在外观上壳体通常为长方体，结构及实现功能通常比较复杂，可以内置制冷器、热沉、陶瓷基块、芯片、热敏电阻、背光监控，支持所有以上部件的键合引线，壳体面积大，散热好，可以用于各种速率及80km长距离传输。

其实，联赢激光自成立就开始耕耘光通讯行业。其中UW-YAG固体激光器就是主要是用于焊接光通信的器件产品，其可配置第三方的自动耦合设备焊接，且激光器可以按要求做成能量分光和时间分光，分光器和光闸反应顺速。

联赢脉冲光纤激光器作为一种准连续光纤激光器，以脉冲控制的方式去控制连续光纤激光器，获得脉冲激光器所拥有的较高的峰值功率和激光能量，同时拥有光纤激光器极佳的光束质量，能达到最佳的焊接效果。

未来，随着电子器件小型化、高性能化、多功能化、低成本化等要求，具备焊接牢固、变形极小、精度高、速度快、易实现自动控制等优点的激光焊接技术已然成为光通讯器件封装技术的重要手段之一，其应用在光通讯光电子器件、组件和模块制造过程中可以有效提升焊接精度和焊接质量。

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激光焊接机在光通讯行业上的技术工艺

众所周知，运营商、设备商、器件商和材料商四大不同部类的企业一起构建了金字塔形的光通信产业链。在行业内，传统的光通讯器件封装技术，一般是通过UV胶将器件在结合面处粘接固定起来，先是将UV胶点到器件结合处，再通过紫外线灯照射固化。这种器件连接方式，存在许多缺陷，比如，固化深度有限；而采用激光焊接这种新型的焊接技术，其所具备的焊接牢固、变形极小、精度高、速度快、易实现自动控制等优点，使之成为光通讯器件封装技术的重要手段之一。下面介绍激光焊接机在光通讯行业上的技术工艺。

光器件及光模块等位于光通信设备的上游。光模块的主要作用是实现光电转换，由于芯片是光模块产业链中难度系数最大的产品，裸芯片与布线板实现微互联后，需要通过封装技术将其密封在塑料、玻璃、金属或陶瓷外壳中，以确保半导体集成电路芯片在各种恶劣条件下正常工作，激光焊接就主要应用在这一工序中。

激光焊接作为一种高质量、高精度、高效率和高速度的焊接方法，日益受到人们的关注和应用。由于激光的能量密度很高，因此，激光焊接速度快、焊接深度深、热影响区小，可实现自动化精密焊接。

​一个光模块通常由光发射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光探测器）、功能电路和光（电）接口等部分组成。由于光模块本身集成度高，且大量使用FPC软板，因此激光焊接相较于传统的烙铁焊接、热风焊接、HotBar焊接、电子压焊、波峰焊接等更适用于光通讯模块的制造。

随着电子器件小型化、高性能化、多功能化、低成本化等要求，具备焊接牢固、变形极小、精度高、速度快、易实现自动控制等优点的激光焊接技术已然成为光通讯器件封装技术的重要手段之一，其应用在光通讯光电子器件、组件和模块制造过程中可以有效提升焊接精度和焊接质量。

​以上就是激光焊接机在光通讯行业上的技术工艺，从焊接工艺性的角度看，激光焊接技术在光通讯器件封装上的应用相对比较成熟，但是，从自动耦合技术到焊接工艺还有很大的提升空间。期望通过研发能力的不断提升，将先进的技术融入研发设计中，从而来保证机器性能的领先性。

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