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一道铜焊缝,连接的不只是两件工件,更直接影响到液冷部件的密封性能、电气连接的品质以及设备运行的可靠性。从AI服务器液冷板,到铜排、扁线电机,制造端对铜焊接工艺的要求,已经从“焊上就行”升级为对焊缝形貌、熔深、批量一致性的综合管控。
北京大族天成半导体技术有限公司立足于铜材料对光的吸收特性,持续九年聚焦于蓝光光源技术研发,并将铜材对蓝光激光的高吸收特性和近红外激光深熔能力相结合,实现光源、焊接工艺与应用的一体化协同。

金属材料对不同波长激光的吸收率
铜具备优异的导热性能,是散热结构与电气连接件的理想材料,但这一特性也给激光焊接带来不小挑战。铜对近红外激光的吸收率不是固定值,室温固态下初始吸收率较低,只有3~5%。随着材料升温、熔化,吸收状态发生变化:升温过程中慢慢上升,比如从5%慢慢涨到10%左右;一旦熔化成液态,吸收率会跳升一大截,从约10%一下子跳到15~17%;如果再形成匙孔,吸收率还会暴涨,等效吸收率可以冲到50~60%。使用近红外激光焊铜,热输入控制不当很容易造成熔池波动,产生飞溅等问题。
450nm蓝光为这一痛点提供了新的解决思路。铜对蓝光具备天然的高吸收率,易于稳定实现材料预热与熔化;近红外光纤激光则依托良好的光束质量和聚焦特性,提供深熔所需的能量。红蓝复合由此形成分工:蓝光负责高效吸收能量与预热,近红外激光承担深熔成形,两者共同作用于焊接区域。
这种复合方式并不是两种波长功率的简单叠加。北京大族天成设计了专属的的焊接时序:先开启蓝光预热,再开启近红外激光进行深熔;焊接结束时,先关闭近红外激光,随后逐步降低蓝光输出功率完成收弧。蓝光在起焊时预热,在收弧阶段参与保温缓冷,使近红外激光热输入的加载与退出平稳可控。

一条高质量焊缝,从起焊到收弧,离不开全流程的精细化工艺管控。针对不同材料厚度、接头结构和加工节拍,协调功率配比、焊接速度与收弧曲线,才能使光源优势与具体工件的要求相匹配。
焊接工艺的持续升级,依托于核心光源技术的支撑。自2017年研发蓝光激光器以来,北京大族天成在芯片封装、光学整形、空间合束与光纤耦合等环节持续深耕,逐步搭建起覆盖中低功率至高功率的蓝光产品体系。

大族天成在CIOE 2026推出的450nm蓝光B3000,通过多芯片空间合束与高精度光纤耦合技术,实现400μm光纤芯径输出3000W功率。从500W、1000W到3000W,功率与亮度的持续进阶,响应着焊接、熔覆、表面处理等应用对光源提出的新需求。
多芯片光束如何有效合束、能量如何高效地耦合进入光纤、高功率下的热应力如何控制,都是产品研发过程中必须解决的工程难题。北京大族天成依托这些关键技术,配套完善的可靠性验证与产品开发流程,稳步完成方案设计、工艺迭代、样机试制到工程应用的落地转化工作。
B3000既可以搭配近红外光纤激光开发红蓝复合焊接工艺,也为适配场景下的纯蓝光加工提供了选择。两条技术路线并行,可根据工件所需熔深、生产节拍以及焊接质量目标,灵活选定光源配置方案。

目前,北京大族天成蓝光激光器产品矩阵覆盖100W至3000W,聚焦AI铜液冷板、铜排、扁线电机及异种金属连接等需求,为设备集成与工艺发提供多种功率选型。

不同部件,各有工艺重点。液冷板重点管控密封焊缝与薄壁变形;铜排连接关注接头形式、熔深及连接质量;铜-不锈钢等异种材料则需要进一步考察接头组织与力学性能。围绕工件需求定制验证方案,才能把参数表上的性能指标转化为有依据的应用方案。
“在更多的应用场景下进行淬炼”,是北京大族天成对新品的要求。新产品发布之后,样件测试、设备适配与工艺优化仍在持续推进。先在国内市场应用场景中充分打磨产品,再稳步拓展国际市场,是大族天成蓝光业务坚持的发展路径。
从光源研发到焊接工艺,从技术沉淀到现场应用,北京大族天成将持续深耕蓝光激光与铜材加工,联合设备集成商与制造企业,合力推进精密铜焊工艺落地。让每一束光各尽其能,让每一道焊缝经得起应用检验。