助力AI算力基建升级 | 高速连接器及线缆新型红蓝复合激光焊接解决(深圳市智能化学会智能装备专委会单位)

关键词：高速连接器；高速线缆；AI服务器；高反材料；红蓝复合激光焊接

近年来，随着高频通讯的发展，5G/6G通信、卫星通信、毫米波长技术、人工智能（AI）超大规模数据中心、机器学习、游戏、视觉计算、存储和网络等应用的创新得以推动。高速信号传输的完整性和稳定性要求不断提高，DAC高速线缆如何有效地形成微连接加工、加工过程的稳定性及传输信号的完整性成为高频通讯技术重点关注的一环。

AI技术的快速发展推动了算力需求的持续攀升，数据中心作为AI算力的重要基础设施，对高速连接方案的需求急剧上升，铜缆连接在数据中心中具有不可替代的地位，尤其在功耗和成本方面具有明显优势，从而刺激了DAC高速铜缆连接技术的发展运用。

字节跳动、腾讯、小米等国内互联网巨头纷纷投入巨额资金发展 AI，如小米计划建立自己的GPU万卡集群，这将推动数据中心对高速连接方案的需求急剧上升，进而为DAC铜缆高速连接行业带来新的发展机遇。如英伟达GB200 NVL72机柜架构，采用全新的NVLink全连接设计，需要5000多根铜缆，可见对于高频线材铜缆连接技术的需求越来越大。

DAC高速线缆激光焊接主要采用铜导体与连接器端子熔化结合焊接技术，对于铜导体与连接器端子部位连接工艺，此前主要采用YAG或QCW光纤毫秒脉冲激光进行点焊，焊接过程存在焊点稳定性差（红外激光对铜吸收率低）、热影响区大，以及会出现高反射烧灼周边塑料胶体导致短路严重、电测信号不良等缺点，同时焊后拉拔力小、导电性差，见下图。

焊点一致性差

1

虚焊

2

击穿

3

烧灼塑胶

4

红蓝复合激光是利用双波长协同机制，同时经外光路照射到材料表面使总能量利用率提升，解决高反射金属焊接难题的新技术。作为其他连接技术的替代方案，红蓝复合激光焊接具有连接强度高、精度高、焊接效果一致性好（如图1）、非接触、热影响区和热畸变小、工件形状限制少以及单步操作等优点。

蓝光对铜/金的吸收率示意图

红蓝复合激光光束图

图1：红外激光、红蓝复合激光高反紫铜材料焊点对比

工艺原理：首先利用蓝光对高反材料的高吸收率优势，当蓝光强度超过一定阈值可以使高反材料形成初始熔池从而对红光的吸收率增大，且不易造成高反射进而损伤周边元器件，接着利用红光更强的穿透力和更高功率承载能力使材料向下熔化形成焊缝并实现熔深可控。

红蓝复合激光焊接可做成脉冲点焊或通过图形轨迹形成焊点，相对传统激光焊接具有以下优势：

▶焊接区域及形状可控，可适用于各种不规则焊接区域。（如图2）

▶兼容广，可适用于高反材料激光焊接加工，焊点成型一致性好，无飞溅。（如图3、图4）

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图2：不规则产品焊接效果

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图3：紫铜线焊效果

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图4：黄铜叠焊效果

大族激光（深圳市智能化学会智能装备专委会单位）手机配件及连接器焊接项目中心连接器专用机型——高速连接器及线缆红蓝复合激光焊接系统，在高速连接器焊接上极具高精密加工优势，适用于导体及屏蔽片焊接，提供稳定、低阻的金属连接，减少信号损耗和干扰，确保线缆导体及屏蔽片导电连续性和精密结构完整，攻克高反材料和复杂结构材料焊接痛点和难题。±1%以内的能量稳定输出，焊接过程稳定，焊接质量及质量一致性高，大幅提升焊接效果和良率。

系统操作方便，集成多道工序，全自动/半自动可选；系统配置激光器采用光纤激光+蓝光半导体合束成双光束模式，该款激光器具有QCW和CW模式，可编辑波形丰富，热输入精准控制。该款新型焊接系统在铜合金等高反金属焊接中有极大的优势，可提高材料吸收率，实现更稳定、几乎无飞溅的焊接效果；系统所焊产品焊点成型好，大小均匀一致，抗拉强度和剪切强度均较YAG、毫秒级光纤激光器等有显著提高。

材料：铜镀银+铜镀镍搭接焊

要求：焊点美观饱满，双芯＞20N，周边塑料无烧灼

工艺对比：传统QCW光纤与YAG进行点焊，焊接过程不稳定，容易烧胶，焊后拉拔力测试波动幅度很大；应用该系统新工艺进行焊接，焊接过程稳定可靠，不仅有效避免产品熔胶，同时焊点效果一致性好，焊后测试拉拔力稳定且大于30N。

正面焊接效果

反面焊接效果

侧面焊接效果

大族激光手机配件及连接器焊接项目中心立足连接器应用场景和客户实际需求，推出连接器系列焊接机型和高效率、高精度自动化生产线，广泛应用于消费电子、通讯、医疗、汽车、航空、工业自动化、BTB等各类连接器焊接加工，该系列产品已批量交付行业主流厂商连接器屏蔽片、导体线材等激光焊接制程，具备市场应用领先性。

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