更新时间：2021-5-9 16:21:18
1.介绍
电子设备小型化的趋势以及电信设备行业中使用的昂贵且对温度敏感的组件的使用导致了一种新的高度可控的选择性激光焊接技术。其次，现代高密度电子和光电元件通常包括热敏元件和复杂的三维(3-D)电路几何形状，这是传统波峰焊或回流焊技术无法焊接的。激光特别用于焊接温度敏感元件和电路板，也可用于连接传统回流工艺无法焊接的高热容量元件。
1.1 激光焊接
激光焊接是一种技术，其中精确聚焦的激光束可以控制焊料合金的加热，从而实现快速无损的电连接。在这个过程中，受控的激光束被用来将能量传递到焊接位置，在那里吸收的能量加热焊料，直到焊料达到其熔化温度，导致接触焊接，这完全消除了任何机械接触。
激光焊接使用焊料，焊料以液态润湿待连接的材料，并在固化时提供机械和电气稳定的连接。加热区域的形状和位置容易控制，可以实现可靠的焊点，元件的加热最少，非常适合高密度封装。与对流红外回流焊接相比，激光焊接工艺更有利于使用具有宽范围熔化温度的焊料的互连，因为在这种类型的焊接工艺中，只有焊点区域被加热，而不会损坏电子元件或电路板。熔化焊料的能量由激光束提供。激光技术的使用提供了精确的加热，从而防止热应力，同时允许在高温下焊接这些敏感元件。聚焦光学器件可用于焊接空间小、间距小的部件，电动光学器件的可用性优化了每个接头的聚焦。
激光焊接已经生产出电子元件和电路板的电子元件。
1.2。激光焊接系统
激光焊接系统包括激光发生器、光纤模块、聚焦光学器件、带摄像头的计算机视觉模块、照明器和运动模块，以及带伺服控制系统的XY定位台，如图1所示。
图1。 激光焊接系统框图
激光束由激光二极管产生并被调制。在光学系统中，由于激光束由柔性光缆引导，因此激光束可以精确地聚焦在焊点上。焊点所需的温度是通过吸收热辐射产生的。能量的应用可以精确控制。该步骤适用于锡膏回流焊接和焊丝焊接。
激光输出由光纤模块传输，光纤模块包括安装在可调底座上的输入耦合光学装置、带连接器的铠装护套光纤电缆和用于将光束准直和聚焦到目标区域的输出耦合光学装置。
由于激光提供的精度和可控性，这些设备通常与自动精确XY定位台一起使用。设备由伺服操作的XY工作台放置在焊接位置。XY工作台用于在固定激光束下精确定位和移动工件，这实际上提供了精确的非接触焊接。计算机中的外围组件互连总线卡控制XY平台。在焊接过程中，给定表面贴装器件(SMD)上激光点的移动由计算机控制的定位镜(称为检流计)负责，用于控制激光路径。这些检流计针对每种元件类型进行编程，路径存储在计算机接口中。
所需的焊接材料可以通过送丝系统提供，也可以通过焊膏施加。
激光焊接系统的高度自动化导致了非常重复的过程。为了提高工艺稳定性，需要闭环控制焊点的温度，这可以通过使用高温计来实现。高温计在温度敏感环境下小型化部件焊接过程的质量控制中起着可靠的作用。在最佳控制过程中，高温计每10毫秒连续监测一次表面温度，这确保了该过程的可重复性和可靠性[16]。高温计集成在加工头中，并对准激光束的光路。
可以集成一个电荷耦合器件摄像机，使用允许同轴实时观察激光点的附件直接观察激光点。当发出的热波温度偏离(高或低)时，反馈控制电路将在不到几秒钟的时间内帮助调整激光输出。
与其他传统焊接技术相比，激光焊接具有许多优点。它们包括
非接触、局部受限的能源应用
良好的能量输入在时间和空间上受到控制，
低热应力
由于接头形成迅速，可以减少金属间化合物的形成，从而形成高质量的接头。
它的维护成本也很低
非常灵活，易于适应
它具有精细的晶粒尺寸(由于快速冷却)，因此具有更好的疲劳性能。
激光焊接的局限性在于其极端的非平衡特性。对于给定的激光焊接任务，每个接头都有自己的热质量和反射率，因此需要精确定义的激光脉冲。任何微小的偏差(例如，弯曲的引线或焊膏量的微小变化)都可能导致接头打开或损坏[18]。激光焊接的其他限制包括:大面积焊接能力有限、激光相对价格高以及为满足安全要求而增加的成本。
1.3。工艺参数
诸如激光功率、工艺时间和激光束几何形状等工艺参数可以容易地编程，以获得一致的焊接结果。根据，一些可能影响焊点形成的变量(如焊盘的几何形状或凸度的大小)会干扰激光焊接过程。重要的是冠部尺寸和通孔之间的比例。如果该比率不是最佳的-如果孔的直径相对于引脚太大或太小，元件侧的锡回流可能会导致问题。如果引脚太长或太短，引脚和焊盘之间可能存在粘合不良的问题。
除了印刷电路和元件的物理和几何变量之外，还必须考虑在此过程中应用的焊接参数。分配给每个接头的温度曲线控制允许优化这些焊接参数，特别是当焊盘连接到接地层、电路具有多层结构或待焊接的零件具有大的热质量时[3]。
图2。焊接轮廓
高温计用作温度测量工具，在整个过程中每隔10ms连续监测待焊接接头的表面温度，以实现最佳的过程控制[16]。此外，高温计的使用可以加快焊接程序的生成。
1.4。激光焊接工艺的类型
有三种不同的激光钎焊工艺:单点焊接和带掩膜的同时焊接
单点焊:这种焊接方法特别适用于多维配置、紧密封装和热敏元件或基板。在这个过程中，激光点焊可以快速准确地焊接单个触点，从而提供高灵活性、高质量和可重复性。由软件控制的点激光束移动到每个编程点。这里，焊点用单独匹配的光束直径和激光功率分布加热。
同时焊接:这个概念允许快速焊接单个部件或完整的连接阵列。多个接触点同时被辐射和焊接，并且不需要激光束和工件之间的相对运动。这里使用线性激光束。它可以缩短周期时间，提高产量。
掩模焊接:掩模焊接适用于焊接非常敏感的基底或精细的触点和结构。在这个过程中，掩模被放置在大部分线性准直激光束和目标之间。面罩覆盖了所有不应暴露在激光辐射下的部分。激光束仅穿过掩模上的开口，只有待焊接的触点位于下方，以确保局部有限的加热。接触点之间的区域受到保护，基板不会被损坏。又快又准。
2.焊接中使用的激光类型
已经发现三种主要类型的激光器适用于焊接过程。它们是二氧化碳激光器(气体激光器)、Nd:YAG激光器(固体激光器)和半导体激光器(二极管激光器)。
2.1。二氧化碳激光器
二氧化碳激光器是一种在远红外区[波长21-23]波长为10.6μm的气体激光器。它从金属表面反射，但被焊剂强烈吸收，然后加热的焊剂将热量传递给焊点和接头中的金属。二氧化碳激光器中的活性介质是二氧化碳、氮气和氦气的混合物。二氧化碳气体是激光气体，而氮气分子有助于激发CO 2分子，提高发光过程的效率。氦在辅助从受激氮分子到co 2分子的热传递中起着双重作用，并且还通过获得co 2来帮助维持粒子数反转。分子从较低的激光水平下降到地面水平。二氧化碳激光器的效率高达20%，通过将气体泵送通过热交换器来冷却。
2.1.1。泵源
活性介质需要外部泵浦源来产生激光。活性介质包含二氧化碳、氮气和氦气。泵浦的选择取决于激光介质的类型，由于活性介质处于气体状态，通过气体放电实现最佳激发。通过激光气体的放电激发co 2激光器。加速电子的能量通过碰撞转移到氮分子，然后转移到co 2分子。因此，co 2分子被激发到激发态
2.1.2。共鸣器
谐振腔的设计对发射激光束的质量和空间功率分布有非常重要的影响。二氧化碳激光器通常有全反射镜和部分反射输出镜。腔镜通常由金属制成，其输出通过镜中的孔耦合，而不是通过部分透射涂层[24]。它们由腔光学制成，可以在9至11μm范围内反射，以便从co 2激光腔中提取尽可能多的能量。
2.1.3。CO2激光焊接的缺点
它阻止了二氧化碳激光作为激光源用于焊接应用[技术和经济原因
1.10.6µm处的能量会被金属强烈反射，但用于制造助焊剂的有机材料、印刷电路板和用于焊接应用的其他材料以及焊接合金(如锡和铅)的吸收率将超过90%。在相同波长下，反射率约为74%。结果，由于主要的或扩散的散射激光辐射，烧毁电路板的风险很高。
2.由于其电效率低(将输入电能转换成有用的激光能量)，运行成本高。
3.CO 2激光器依赖于恒定的气体供应，因此必须保持
4.激光源的尺寸很大，co 2激光器产生的光无法通过光纤传输。
2.2 Nd:YAG激光
这是固态激光器。它使用掺钕钇铝石榴石作为激光材料。钕是一种杂质，它取代了一些大小大致相同的钇原子。其发射波长为1.06µm，位于近红外区。钕是一种优秀的激光材料，因为它可以产生比任何其他掺杂元素都高的功率水平。钕钇铝石榴石棒的小尺寸和钕原子的光学特性将典型棒中可以存储的能量限制在大约半焦耳。焊接一般使用10-20瓦的束流能量。焊料很好地吸收了1m的热辐射，这意味着Nd: YAG发射的光具有很高的加热效率。
2.2.1。泵源
Nd: YAG是一种固体晶体的固态激光器，它利用光能作为泵浦光源。钕钇铝石榴石的热特性和光学特性使得用弧光灯或一系列闪光灯脉冲连续泵浦成为可能。闪光灯泵浦在脉冲固态激光器中很常见，而连续波固态激光器可以在弧光灯中泵浦。能量泵选择性地激发钕离子，随后导致级联效应并激发光发射。这种光足够亮，可以在一些能够连续激光工作的固态激光材料中维持粒子数反转。钕钇铝石榴石激光器的最大平均功率可以超过1000瓦，尽管大部分功率要低得多。
2.2.2。共鸣器
最常用的谐振器设计由两个彼此面对的球面或平面反射镜组成，光束的传播特性由反射镜的曲率和这些反射镜之间的距离决定[27]。作为固体晶体的介质，两端涂有银，一点点银，另一端很重，所以起着谐振腔的作用。当激光吸收泵浦能量时，激光棒会产生热量。如果泵浦能量的频率超过晶体的热弛豫时间，晶体的温度就会升高。这将在激光棒晶体中引起温度梯度，从而引起热透镜效应，这使得晶体充当衍射激光的透镜，从而降低功率。
2.2.3。钕钇铝石榴石激光焊接的缺点
1.灯泡需要相对更换。
2.能量强度是不均匀的，因为激光器输送的总能量减少了。
钕:钇铝石榴石激光器发射的近红外波长为1.06µm。幸运的是，近红外光谱在金属表面的反射较少，在有机材料上的吸收较少，因此与co 2激光相比，Nd: YAG是激光焊接的较好选择。较短的发射也可以实现更灵活和更便宜的光束整形和引导。光纤可以用来引导激光产生的光
2.3。二极管激光器
这类似于二极管，即工作在正向偏置模式下的PN结。它们有时被称为半导体二极管，提供790纳米到980纳米的波长范围。通过注入电子，在有源区发生粒子数反转。通过在有源区中重组电子和空穴，可以在高于特征阈值的电流密度下进行激光操作。通过改变Al×Ga 1-x As半导体的Al掺杂，在一定范围内调节激光辐射的波长，可以影响带隙的宽度[28]。它们主要基于砷化镓(GaAs)和砷化镓铝(砷化镓)。
在这个二极管中，电子被注入并与空穴结合。它们的一些剩余能量将作为光子释放，光子将与更多的电子相互作用，从而在一个称为共振的自持过程中产生更多的光子。这种入射电子到光子的重复转换实际上类似于传统气体激光器中发生的受激发射过程。
使用两个半导体层的基本类型是低效的。一个更好的设计有多个层，通过结合更多的电荷载流子并在充当波导的有源层内捕获更多的光来增加功率。光被限制在波导内，在那里被反射和放大，直到从一端射出。单个激光二极管的功率非常低，其中许多可以组合成单个高功率激光器。与co 2和Nd: YAG激光器相比，二极管激光器在激光焊接方面提供了许多技术进步，包括
1.由于其波长短，在金属中的吸收率高，而在通常用于制造PCBs和其他基底的有机材料中的吸收率低。
2.它为制造商提供了灵活而强大的工具来解决供暖问题。
3.无论光斑大小如何，产生的激光束能量密度分布在整个光斑内是均匀的。
4.它是免维护的。
5.高功率激光二极管非常紧凑
6.转换输入电效率的最大转换效率约为59%，这转化为高功率二极管激光器系统的总电效率约为40%，这实际上导致较低的运行成本。
2.3.1。泵源
泵浦源由光激发。如果带隙较多的光子击中半导体，会使电子从价带跃迁到导带，从而形成一对电洞，即一对载流子。这种效应可以通过产生与照明量成比例的电流来检测光。流经半导体激光器的电流在结中产生粒子数反转，结恰好是有源层。在结内，半导体的成分发生变化。在这种情况下，粒子数反转将是同一区域中的大量自由电子和空穴。
2.3.2。共鸣器
在传统的激光系统中，激光束是由两个反射镜之间的原子发出的泵浦光产生的。在激光二极管中，当光子在N型和P型半导体之间的结(有源层)中来回反弹时，会发生等效过程。这种谐振器称为法布里-珀罗谐振器。两个平行的抛光平面用于在空腔中产生多次反射，以获得非常高的激光束强度。放大的激光最终从腔的抛光端出来。
3.二极管激光焊接
二极管激光器是一种直接将电能转化为激光的半导体器件。一般在808nm或980nm的近红外光下输出功率较高的二极管激光器。二极管激光器的小尺寸使它们更容易集成到工作站中。它们在相对较小的物理区域产生废物，因此可以用少量的循环水和冷却器进行冷却。
在二极管激光焊接中，聚焦激光束可以快速可控地加热焊料合金，从而使焊料回流并形成稳定的接头。输出功率在30W-80W范围内的激光器足以满足焊接应用要求。
典型的二极管激光焊接系统由激光器/控制单元和光纤电缆组成，用于将激光点传输到任何所需位置。激光器/控制单元提供二极管激光器的温度和电流控制，并可以使用内部和外部系统接口对输出进行脉冲控制，从而使它们易于适应自动化。
更高功率的激光二极管焊接已经通过了一些电子和电信设备制造商，原因如下；
1.它提供时间和空间的过程控制，并且控制延伸到连接位置和冶金，从而为热敏元件提供优化的接头。
2.复杂应用的自动化解决方案–具有热敏或高价值元件的复杂三维(3-D)电路几何形状。难以到达的位置和精细间距的方形扁平封装
3.它可以轻松定制特定的接头设计和一致的高质量接头。
3.1。二极管激光焊接工艺
激光束由激光二极管产生，并使用光学系统精确聚焦在焊点上。焊点所需的温度是通过吸收产生的。这种方法既适用于焊膏的回流焊接，也适用于焊丝的焊接。
对于选择性回流焊，首先分配焊膏，然后缓慢加热和预热焊点。最后，焊膏完全熔化，然后在焊点处形成弯月面，触点完全被焊剂覆盖。
对于使用焊丝的焊接，该过程分为三个步骤[30]
第一步:预热
激光器打开，焊线进入激光束范围。直接辐射将金属丝加热到接近熔化温度。如果激光束击中焊盘外部的印刷电路板，印刷电路板的表面可能会燃烧。
第二步:送丝
这个过程对于精确的焊接过程非常重要。在焊料进给过程中，焊丝以特定的速度进给。温度接近熔化温度的焊丝会碰到焊点，并在预热的焊盘和预热的引脚处熔化。如果焊盘和引脚的温度不够高，导线会出现毛刺或弯曲。焊线进给器由DC电机驱动，编码器用于控制进给速度。进料长度和进料速度可编程。
第三步:保持时间
熔化的焊丝可以均匀地分散以形成典型的焊点形状。液态焊料的吸收率明显较低。它就像一面镜子。在焊接过程的这个阶段，激光束可能会部分偏转，并可能损坏周围可能的部件或塑料外壳。
许多单个二极管光束必须捆绑到焦点上，这样直径为0.8毫米的焦点的能量约为30 W，这只有在使用复杂的光学元件时才有可能(见图3)。激光二极管的光束首先通过柱面透镜在一个轴上准直，然后耦合到光纤中。
图3。具有光传输光束的激光二极管。
3.2。高功率二极管激光器焊接
在微电子工业中，平均2到80瓦的激光功率可以用来完成焊接任务。激光的平均功率取决于焊点的大小和所需的速度。焊接任务根据大小分为小、中、大焊接区域。
小 40至100μm(0.0016至0.004英寸。)
焊接这些小焊盘的典型应用是高密度封装。一般来说，几瓦的平均功率足以焊接这些接头。许多商用光学成像附件(OIA)可以解决特定的光斑尺寸和工作距离要求。
中等，100至500μm(0.004至0.02英寸)焊盘
在这些情况下，直径为800 m的光纤传输的25瓦功率(OIA)可以将光源的尺寸缩小1.8: 1，这带来了一些好处。每个焊点的停留时间约为1秒。
1至3毫米(0.04至0.12英寸)大垫板
在某些情况下，同时扫描多个关节是非常重要的，这可以通过扩大二极管激光器的光斑尺寸来实现。这项技术是在密集的印刷电路板上焊接多个连接器的可行解决方案。为了增加扫描时间，可以使用具有更高平均功率(高达80瓦的连续波)的二极管激光系统。
3.3。激光焊接参数
确定了一系列激光焊接参数，在开发焊接工艺以实现高质量接头时需要考虑这些参数。它们包括以下内容
1.平均功率:激光的平均功率控制热量传递到焊接点的速率。高平均功率是优选的，因为它可以减少焊接时间，但是过大的功率会导致汽化，并且还会降低接头的质量。
2.脉冲时间/长度:和平均功率一样，脉冲时间/长度控制激光传输到关节的能量。
3.脉冲占空比:改变向接头传热的速率，从而增加对焊接过程的控制。因此，高占空比是优选的，因为它允许最短的焊接时间。
4.激光功率密度(强度):激光功率密度(强度)控制材料对激光束的响应，并与平均功率相关联，平均功率通常决定焊接过程速率。
5.激光聚焦位置:激光聚焦点的准确放置对于保证高质量的接头非常重要。这可以通过使用精确的xy定位台、电荷耦合器件摄像机和可以实时观察激光束的成像附件来实现。
4.作为选择性焊接工艺的激光焊接
几年前，所有电子产品中的大多数元件都是通孔(TH)元件，但现在，这些电子产品中大约90%的通孔元件已经被它们的表面贴装对应元件所取代。对于通孔技术(THT)，这可能是表面贴装技术(SMT)的优势，其中包括:
电路密度增加
降低批量应用的成本
减小电路板的尺寸
缩小零件尺寸
短针
短互连
方便的自动化
提高电气性能。
尽管许多通孔元件已经被其表面安装的对应元件所取代，但是印刷电路板仍然使用这两种技术来设计。这是因为尽管SMT相对于THT有许多优势，但由于，via组件将在电子行业保留多年:
组件可用性
焊点可靠性
需要可插拔性。
热风和对流回流焊方法主要用于SMT元件。热空气用于小流量应用，而对流回流用于大流量应用。TH元件主要采用手工和波峰焊，虽然有些SMT元件可以通过这些方法进行焊接。
当面对混合组装板时，我们总是面临着确定焊接这些板的最佳方法的挑战，然后选择性焊接成为答案。
在选择性焊接中，在表面安装组件的回流焊接之后，仅选择性地焊接通孔组件。因此，选择性焊接被定义为仅将过孔组件焊接到下面具有表面安装组件的印刷电路板的过程。
在混合装配板上，通孔部件可以通过三种方法选择性焊接。
有无专门设计的夹具波峰焊:只要电路板的二次侧包含可以通过波峰焊工艺的器件，就可以用于通孔。必须有选择地焊接通孔部件，而不影响已在回流焊炉中焊接的相邻部件。根据应用，使用文本夹具进行选择性波峰焊可能非常昂贵。
对流回流焊使用在制品技术:这允许同时回流焊通孔和表面安装器件(SMD)，但是电路上热质量的差异和分布可能会导致不同的组件在质量方面产生不同的结果。当元件对温度敏感、引脚排数太多而无法充分沉积焊膏，或者孔内贴片工艺没有开始电路板的设计时，就不能使用利用对流回流的孔内贴片工艺。
手工焊接:几十年来一直是电子组装的支柱。它们可以用来完成其他方法无法完成的连接。不能承受手工焊接波峰焊高温的部件。这种方法不仅缓慢且昂贵，但不幸的是，焊接接头的质量取决于操作人员的能力。
为了在波峰焊、手工焊或对流回流焊在技术上不可行、不令人满意或成本过高时，以经济高效的方式选择性地焊接通孔部件，激光焊接开始发挥作用。激光焊接不需要任何专用夹具，在质量、可重复性和灵活性方面都能满足SMT和TH混合制造的要求。电子元件的小型化和集成化以及电信设备中使用的温度敏感元件的使用也促进了该领域的快速发展。
激光焊接是焊接难以到达的区域或无法通过波峰焊或回流焊焊接的零件的理想工艺。这些零件可能对热/温度敏感且可重复，或因其尺寸而需要特殊的温度程序。激光源的功率控制和输出功率的稳定性对于确保稳定和可重复的过程至关重要。使用为焊接过程开发的光学设备产生锥形光束，这使得光束能够移动并聚焦在焊接点上。使用激光技术的选择性焊接可以精确加热，从而避免高温下热敏元件上的高热应力。
选择性焊接的好处包括但不限于
1.与焊剂应用中的折衷技术相比，它允许用户优化焊接工艺，直到引脚水平。
2.它采用简单的表面贴装元件，不能承受波峰焊的热冲击，提高了焊料的质量，降低了热膨胀系数的问题。
3.选择性焊接是热敏通孔元件的理想选择，因为焊剂沉积的焊接停留时间和剥离参数是完全可编程的。
4.它可以用于焊接高元件密度的印刷电路板元件(PCBA)，因为它可以保持过孔焊盘和相邻表面安装焊盘之间的间隙，这是通过掩蔽支架无法实现的，并且PCBA的两侧可以焊接在两块板上，而不会限制元件的高度。
5.它具有减少焊接缺陷的能力，从而提高首次通过率。
5.激光焊接与最常见焊接方法的比较
激光焊接的主要特点是持续时间短，辐射强度高，可以集中在很小的点上。还有其他焊接技术——铁焊、波焊、感应焊等。它们也有许多优点和缺点，但与激光焊接相比，它们有以下特点:
烙铁焊
1.–接触加热
2.–由于焊头会随着使用而磨损，需要定期更换，因此需要高度维护。
3.–便宜
4.–铁的热量会扩散到接头外，因此附近的敏感部件可能会损坏。
5.–定期清洁焊接头，清除焊剂和氧化物沉积物
6.–加工/焊接时间长
感应焊
1.–从下面焊接–不在上面
2.–高能量–熔化高温焊料的能力
3.–根据材料导电性确定适当设置的复杂性
4.–必须有氮气氛围。
5.–适合大规模生产
6.–必须使用助焊剂
波峰焊接
1.–需要氮气氛围
2.-低成本
3.–预热和焊剂涂敷必须分开进行
4.–焊接从下面开始
5.–很难与各种封装类型一起使用，尤其是球形贴片封装和窄引线间距贴片封装。
6.–SMD热应力高，而THD热应力低。
7.–适合大规模生产
红外焊接
1.–高热应力。
2.–很难在阴影中加热部件。
3.–由于零件的形状，焊接处会出现不均匀的加热(温度变化)。
4.-低成本
5.–预热和焊剂涂敷必须分开进行
对流回流焊接
1.–必须有氮气氛围
2.–独立预热和对焊剂活性的高要求
3.–高热应力
4.–易于在阴影中加热组件
5.–可以在整个产品上均匀加热，即温度分布均匀。
6.–处理时间长。
气相焊接
1.–必须进行单独的预热和惰性液体气氛
2.–不需要温度控制系统
3.–高热应力
4.–焊接区域的氧化和污染最小
5.-适合大规模生产。
6.–无论组件的形状如何，都可以实现均匀加热
电阻焊接
1.–接触加热
2.–由于接触电阻的温度变化，热量可能不会到达正确的位置。
6.激光焊接的工业应用
工业激光器以高精度和无接触的方式提供大量热量，这使得它们非常适合焊接和其他应用。激光焊接使用聚焦良好、高度受控的光束，在精确测量的时间内将能量传递到所需位置。激光焊接用于以下领域。
6.1。光伏组件制造
在光伏组件的生产中，太阳能电池通过绳子相互连接，然后层压在组件中。在电池焊接和串加工过程中，太阳能电池承受热应力和机械应力。目前，随着太阳能电池变得越来越薄和脆弱，焊接和加工变得越来越困难。由于太阳能电池的厚度减小(
通过直接在层压层上进行激光焊接，可以完全避免串加工。这种方法被称为“分层激光焊接”(ILL)。激光焊接是一种连接方式，不会对太阳能电池产生机械载荷，降低太阳能电池的热应力。激光束在连接器和太阳能电池之间产生机械和电稳定的焊点，持续几分之一秒。使用高功率二极管是因为它具有接触薄膜太阳能电池的所有特性。采用非接触技术，局部热量输入准确。
集成在加工头中并与激光束路径对准的高温计传感器用于控制该过程。
图4。通过激光焊接在层压板中制造的太阳能电池组件(ILLS)
6.2。电子制造
电信设备行业的自动化、消费电子和其他生物医学应用中电子设备的小型化已经导致具有细间距引线和小焊盘直径的高密度微电子，从而导致对高度可控的选择性激光焊接的需求。这是因为这些设备通常具有复杂的三维(3-D)电路几何形状，其中包含热敏或高价值组件，如传感器、镜头中央处理器等。不能用传统的波峰焊技术焊接。
激光焊接有很多属性，但主要属性是持续时间短，辐射强度高，可以集中在直径只有0.050毫米的小点上[31]，这对焊接局部焊点密集的区域非常有利。它可以在不影响附近组件的情况下制造。
Nd: YAG激光器和二氧化碳激光器已成功应用于工业生产，但高功率二极管激光器的发展最近提供了一种具有技术优势的新型焊接激光源。激光辐射的金属吸收率一般会因波长变短而增加，因此二极管激光器可以比钕:钇铝石榴石激光器和二氧化碳激光器带来更高的加工效率[21，36]。大功率二极管激光器因其可靠性高、易于自动化和时空过程控制等优点，已被一些电子和通信设备制造商采用。这种控制延伸到接头位置和冶金，从而优化了热敏零件、特殊基底和一些难以到达的区域的接头[6]。选择性激光焊接可以将精确量的能量转移到特定位置，而不会对周围部件造成与热相关的损坏。
6.3。汽车应用
在汽车中，由于电触点数量的增加以及更复杂和小型化部件的组合，激光焊接提供了一种更好和完善的方法来取代传统技术[36]。
用于焊接的激光应用允许高度自动化的生产系统。因为它是非接触技术，所以它以非常高的处理速度为各种制造任务提供了极大的灵活性。配合部分通过焊料连接，焊料的熔点通常低于组件材料的熔点。当焊料熔化时，它流入零件之间的间隙，并与工件表面结合。元件之间的微小间隙提供了毛细作用，将液态焊料吸入接头。
焊缝表面光滑干净，通常不需要修复。它们通常用于汽车工业，以制造车身零件，如车顶或行李箱盖。
激光焊接提供了一种清洁和非接触的过程，包括使用精确控制的光束将能量传递到焊接位置。激光束主要被焊料吸收，从而形成快速和高质量的焊点。极短的加热和冷却时间会导致金属间结合的细晶粒结构。由于其精确和无接触的工艺，激光焊接可以产生最佳质量的焊点
作为一种选择性焊接工艺，它可以将准确的能量传递到特定的焊接区域，即使是在难以到达的区域，也不会造成与热量相关的意外损坏。它是将表面贴装元件焊接到印刷电路板上的最佳方法。
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