半导体激光器波长选择指南

在激光锡焊中，不同波长适合不同的焊接材料和应用场景。具体选择915nm还是976nm波长，需综合考虑材料吸收率、工艺需求及设备性能，松盛光电将汇总一些关键分析及建议：

915nm与976nm对材料的吸收对比

从材料吸收特性角度

915nm：有观点认为其对锡的吸收率表现较好，能使锡较好地吸收激光能量实现熔化，从而达到良好的焊接效果。

976nm：锡基焊料在近红外波段对976nm附近波长的激光也有较好的吸收能力，能有效吸收激光能量实现快速加热熔化。

从激光器性能角度

915nm

稳定性高：掺镱光纤在915nm波段的吸收峰较宽，激光二极管波长漂移对吸收效率影响不大，激光器更加稳定，对于光纤激光器设计来说更易控制。

技术成熟：915nm泵浦方案过去在光纤激光器市场被广泛使用，相关技术和设备更为成熟，产业链也相对完善。

976nm

电光转化率高：976nm的吸收是915nm的3倍左右，产生相同功率的激光，消耗的976nm泵浦光更少，光电转化率更高，更加高效节能。976nm的电光转化率可以达到42%以上，而915nm的电光转化率在30%左右。

光光转化率高：采用976nm的泵浦光发射1070nm激光时，电子跃迁的量子亏损率约为8.8%，而915nm的量子亏损率约为14.5%，976nm在光光转化率上优势较大。

激光送锡丝焊接工艺动图

从焊接工艺需求角度

915nm

能量控制精准：在需要精确控制能量和良好光束聚焦特性的场景中，915nm波长配合相应的激光设备，可将能量精确地集中在微小的焊点上，能满足小微型电子元器件、结构复杂电路板及PCB板等微小复杂结构零件的精密焊接。

光束均匀性好：具有良好的光束均匀性与激光能量的持续性，对焊盘的均匀加热、快速升温效果显著。

976nm：在大规模生产线的高速焊接场景中具有优势，其具有较高的功率转换效率和快速的热响应特性，能够在短时间内输出高能量的激光，使焊料迅速熔化，实现快速加热，并且在停止激光照射后，焊料能够迅速冷却凝固。

松盛光电恒温锡焊系统图示

总结

总之，具体选择915nm还是976nm，需结合实际工艺验证(我司提供免费试样)。松盛光电在2016年就开始设计激光锡焊成套方案，最开始给客户配套光学部分，而后我司开始给用户设计恒温半导体激光器，并通过我公司自主研发设计的全封闭式多光(激光，成像，测温，红光)同轴锡焊头，对激光加工点温度实时检测，内部闭环控制，激光电源和恒温控制盒之间采用的PID算法，二者之间全闭环控制方式，温度采集范围从100℃到400℃之间，调节的响应在时间在：20us，避免人工整定的PID参数造成控制不良。