Kingslaser는 10 μm . 라인 폭을 미세한 FPC 회로 제조 및 패드 윈도우 개구용에 대한 건조한 레이저 기반 공정을 개발했습니다.이 기술은 화학 오염, 단순화 프로세스, 생산 사이클 및 노동 비용을 단순화하는 동시에 고등형 적용에서 고정밀 스 플라이 싱을 가능하게합니다...
전통적인 CCS 방법에서 니켈 및 알루미늄 터미널의 수동 어셈블리에 대한 의존성을 다루기 위해 Kingslaser는 확장 된 구리 포일 탭 .를 사용하여 새로운 디자인을 도입했습니다.이 탭은 구리-코퍼, 구리-알루미늄 및 구리 Aluminum Alluminum {4 a aluminum {4 {4 a aluminum {4 {4 {4 {4 {4 {4 {4 {4 {4}를 포함하여 초대형 금속 (35 μm 이상)과 호환됩니다.
레이저 용접을 사용하여 구리 포일 탭은 알루미늄 버스 바에 효율적으로 결합 할 수 있습니다 .이 혁신은 수동 어셈블리를 제거하고 자동화를 향상 시키며 프로세스 신뢰성을 향상시킵니다 .
연구 배경
전 세계 신규 에너지 산업의 빠른 발전과 전기 자동차 시장의 폭발성 성장으로 전기 자동차의 핵심 주행 구성 요소로서 배터리 기술은 높은 안전, 높은 통합, 가벼운 설계 및 비용 절감 . CC의 재료 선택 및 제조 공정과 동시에, 배터리 시스템의 주요 구성 요소 인 재료 선택 및 제조 공정을 지속적으로 만들었습니다. 전반적인 차량 통합 및 배터리 시스템 복잡성에 대한 증가하는 요구를 충족시키기 위해 업그레이드 .
그림 1. CCS 통합 버스 바는 전원 배터리 시스템의 주요 구성 요소 중 하나입니다.
현재 CCS는 주로 신호 샘플링 및 현재 수집 기능 . 신호 획득 구성 요소를 제공합니다.
cable 케이블 번들 : 복잡한 구조와 낮은 통합으로 전통적이지만 신뢰할 수 있습니다.
flexible 유연성 인쇄 회로 (FPC) : 폴리이 미드 또는 폴리 에스테르 필름을 기반으로 탁월한 유연성과 안정성을 제공하는이 제품은 오늘날 주류 솔루션 중 하나입니다.
FFC (Flexible Flat Cable) : 간단한 구조, 저렴한 비용, 경량 설계에 적합합니다.
FDC (Flexible Molded Circuit Board) : FPC 위에 성형 기술을 추가하여 3 차원 적응력을 강하게 제공합니다.
FCC (Flexible Flat Cable)에 연결된 FFC (Flexible Flat Cable) : FCC (Flexible Molded Circuit) : FFC를 FPC/FDC와 통합하여 구조적 유연성 및 연결 효율성을 높이고 현재 사용중인 새로운 솔루션이되었습니다. .
다수의 기술 경로의 탐사 및 공존은 주로 CCS 제품의 전체 비용을 줄이기 위해, 특히 BMS (배터리 관리 시스템)의 샘플링 부분에서 총 비용의 약 55%를 차지하는 것을 목표로하며, 결과적으로 고분해성 신호 획득 기술은 연구의 주요 초점이되었고..
이러한 배경에서 Kingslaser는 2023 년 이래 유연한 회로 기술의 혁신에 중점을 두어 CCS의 성능 및 제조 업그레이드를 향상시키기위한 두 가지 중요한 프로세스 개선 솔루션을 제안했습니다.
● 빠른 FPC 제조를위한 완전 건조 공정
이 프로세스는 전체 레이저 처리 기술을 활용하여 FPC 회로 패턴을 에칭하고 PI 필름 창을 여는 것과 같은 중요한 단계를 완료하고 전통적인 습식 프로세스와 비교하여 제조 워크 플로를 크게 단순화하고 화학 시약의 사용을 제거하며 환경 친화 성, 에너지 효율성, 그리고 전신에 대한 진보를 제공합니다. 2 세대 프로세스 및 관련 특허를 얻었습니다 .
● 구리 알루미늄 레이저 용접 기술 연구
FPC가 니켈 도금 또는 주입 몰딩을 통해 FPC가 알루미늄 버스 바에 연결되는 전통적인 CC의 병목 현상에 대한 응답으로, Kingslaser는 Laser Direct Welding을 사용하여 FPC를 알루미늄 버스 바와 연결하기 위해 새로운 솔루션을 제안했습니다. 상장 회사의 요청에 대한 응답으로 2024 년 초에 개발되었으며 예비 검증 결과를 달성했습니다 .
요약하면, 배터리 팩의 중요한 구성 요소로서, CC의 설계 및 제조 수준은 새로운 에너지 전기 자동차의 성능 및 비용에 직접 영향을 미칩니다 . 신호 획득 모듈을위한 여러 솔루션의 탐색과 새로운 기술의 구현은 CC가 더 높은 효율성, 더 큰 통합 및 더 낮은 비용으로 진행되고 있음을 나타냅니다 ({1}}}.
빠른 FPC 제조를위한 완전 건조 공정
일반적으로 "Flex Board"라고하는 FPC (Flexible Printed Circuit)는 유연한 절연 재료를 기본으로 사용하고 정밀 회로 패턴을 통해 전자 기능을 달성하는 인쇄 회로 보드 . 우수한 유연성, 가벼운 구조 및 우수한 전기적 성능과 같은 전통적인 강성 회로 보드에 비해 수많은 이점을 제공합니다 ({1}}}}}}}}}}}}}. 스마트 터미널, 웨어러블 장치, 의료 장비 및 새로운 에너지 차량으로 소형화, 가벼운 설계 및 현대 전자 제품의 통합을위한 핵심 기초가되었습니다. .
FPC는 탁월한 유연성을 제공하여 3 차원 공간 레이아웃에 적응할 수 있도록 탁월한 유연성을 제공하여 구성 요소 어셈블리 및 와이어 연결의 통합 .가 얇고 가벼운 구조로 인해 전자 장치의 크기와 중량을 크게 줄이고, 현대식 및 컴팩트 한 전자 디자인에 대한 수요를 충족시킵니다. 소산, 강력한 납땜 가능성 및 쉬운 설치, 특히 탁월한 전반적인 성능을 제공 . 특히 Ridid-Flex 구조는로드 베어링 용량 측면에서 유연한 회로의 한계를 추가로 보상합니다. .
그림 2. FPC의 사진
그러나 FPC 제조업은 또한 유연한 회로가 일반적으로 맞춤형 디자인이 되었기 때문에 특정 과제 .를 제시하고, 더 높은 설계 및 프로세스 요구 사항을 포함하여, 상당한 선행 투자 및 표준 PCB에 비해 훨씬 높은 스타트 업 비용을 초래하고, . 더욱이 . 더 많은 일단 생산이 완료되면, 수정은 종종 구현하기 어렵고, 기본을위한 조정이 필요합니다. 복잡한 . 유연한 재료의 특성은 질량 생산의 확장 성을 제한하며 제조 공정은 매우 정확한 취급을 요구합니다.
전통적인 제조 공정의 한계를 극복하기 위해 Kingslaser는 그 해에 중국 최초의 FPC 레이저 컨투어 커팅 머신을 전달한 이래로 레이저 기반 FPC 제조 기술을 개발하는 데 전념해 왔으며, 5 백만 rmb. Kingslaser, relying the the the the the the relaser, relying and r relying r rmethere {5 백만 rmb {5 백만 Rmb {5 백만 rmb {5 백만 rmb {5 백만 rmb만큼 유사한 외국 장비 비용이 비슷합니다. 약 1 . 5 백만 rmb의 가격으로 외국 독점을 깨고 유연한 전자 제조 분야에서 국내 레이저 장비 응용 프로그램의 시작을 표시합니다. 특히,이 기계는 그 당시 대만의 하이윈 기술에서 수입 된 선형 모터를 처음으로 채택한 바보 미터 시스템과 결합하여 개척 "선형 모터 + 은하계"레이저 처리 구조를 설정하여 처리 정밀도 및 응답 속도를 상당히 향상 시켰습니다.
이 기초를 바탕으로 Kingslaser는 레이저 처리를 중심으로 완전 건조 제조 .의 개념을 기반으로 빠른 FPC 생산 공정을 제안함으로써 유연한 회로를위한 녹색 제조 기술을 계속 발전시켜 왔으며,이 방법은 에트칭, 개발, 발달 및 화학적 광고 및 화학적 가운데에 대한 전통적인 습식 프로세스에서 발견되는 여러 복잡한 단계를 제거합니다. .} "기존의 방법과 비교하여 새로운 프로세스는 원료 풀기, 레이저 창 개구, 레이저 회로 패터닝 및 개요 절단으로 시작하여 화학적 시약, 폐수 및 배기 방출이없는 녹색 제조 모델을 달성합니다 ({6}}
전통적인 FPC 제조 공정은 복잡하고 공간에 소비 할뿐만 아니라 화학 시약에 크게 의존하여 상당한 환경 영향 . . . . . 이는 실질적인 수동 중재가 필요하며, 긴 생산주기와 높은 에너지 소비로 이어지고 높은 에너지 소비가 필요합니다. 유연한 회로 제조를위한 완전 자동화되고, 고효율 및 제로 폴 션 방법을 활성화하는 . 특히 롤 투 롤 연속 생산 설정에서 레이저 장비는 상류 및 다운 스트림 자재 핸들링 시스템과 완벽하게 통합 될 수 있으며, 대규모 지능형 제조에 이상적인 인터페이스를 제공 할 수 있습니다 ({10}}}.
기술 성능 측면에서,이 프로세스는 몇 가지 혁신적인 혁신적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 획기적인 . 첫째, 아가미노 미터-스캔 레이저 처리의 사용은보다 유연하고 무료 회로 패턴 설계를 가능하게하여 100 마이크론의 최소 라인 너비를 달성 할 수있게 해주었다. 호환성 . 둘째, 완전히 건조 레이저 프로세스는 전통적인 습식 방법과 관련된 화학적 오염을 완전히 제거하여 녹색 제조의 현재 추세에 따라 . 또한 과정은 노동 요구 사항과 전체 제조 단계의 수를 크게 줄이며 생산주기를 크게 줄이고, 생산주기를 크게 향상시킵니다. 배달 .
비용 제어 관점에서 완전히 건조한 공정은 인쇄 곰팡이와 부식성 화학 물질의 필요성을 제거하고 재료 활용을 거의 제로로 줄이면서 거의 0으로 줄어드는 데 도움이되며, 기업은보다 경쟁력있는 비용 구조를 구축 할 수 있도록 .을 동시에 . 대규모 FPC 처리를 수행 할 때 전통적인 방법을 적용 할 수있는 과제를 효과적으로 해결합니다. 대형 지역 FPCS .
CCS의 구리 알루미늄 레이저 용접에 관한 연구
CCS에서 통합 된 버스 바의 제조 공정에서 용접 장비는 주로 두 가지 방법을 포함하는 중요한 공정 단계입니다. 레이저 용접 및 초음파 용접 . 전통적인 프로세스에서는 FPC와 알루미늄 버스 바 사이의 연결은 일반적으로 중간 전이 구성 요소 A Nickel-A Nickel-A Nickel A Plate .가 필요합니다. 레이저 용접 (섬유 레이저 용접) .과 같은 알루미늄 버스 바는 긴 사전 단계 SMT 용접 프로세스 (e . g ., 납땜, 터널 용광로 등으로 인해 종종 생산 라인의 전체 길이를 초과하여 15 개의 길이를 초과합니다. 발자국 및 낮은 생산 효율 .
그림 3. 배터리 모듈의 버스 바 용접
이 프로세스를 최적화하기 위해 레이저 용접을 사용하여 FPC를 Busbar에 직접 연결하여 중간 니켈 플레이트 .이 솔루션을 제거하는 새로운 접근법이 제안되었습니다.이 솔루션은 프로세스 단계의 수를 줄이고 용접 효율의 수를 줄이고 생산 라인의 전반적인 작곡을 개선 할 수있는 잠재력을 가지고 있습니다 ({1}}} {}}는 새로운 구리 기술을 나타냅니다. 프로모션 .
용접 방법 선택의 관점에서, 초음파 용접은 깨끗하고 환경 친화적이며 저렴한 비용, 고 효율 및 자동화 용이성 .와 같은 장점을 제공하지만 FPC에서 구리 포일의 부드러움과 극도로 얇아지기 때문에이 방법은 용접 제어에서 매우 높은 정밀성과 안정성을 요구하며,.}}}}}}}}}}}}} {1}. 용접이 쉽게 발생할 수 있습니다 .
이에 비해 레이저 용접은 높은 정밀, 고속, 비접촉식 작동, 넓은 재료 호환성, 오염없는 프로세스 및 탁월한 반복성 .로 인해 산업 자동 생산에서 눈에 띄지 만 장비 비용, 기술적 복잡성이 높고 엄격한 환경 제어 요구 사항이 있습니다. .
현재 CCS 통합 버스바 제조의 일반적인 공정 경로는 니켈 플레이트 터미널을 사용하여 FPC와 알루미늄 버스 바 .이 설정에서 니켈 플레이트와 알루미늄 부스 바 사이의 연결은 초음파 또는 레이저 용접을 통해 일반적으로 달성되는 반면, 니켈 플레이트와 FPC는 Laser를 사용합니다. 납땜 .이 접근법은 두 가지 다른 용접 프로세스가 필요하므로 프로세스 복잡성을 증가시킬뿐만 아니라 자동화 수준과 생산 효율성 .도 제한합니다.
구리 및 알루미늄 비 유사 금속의 직접 용접은 수많은 기술적 인 과제에 직면하고, 한편으로는 구리와 알루미늄이 열전도율, 열 팽창 계수 및 용융점과 같은 물리적 특성에서 크게 다르며, 다른 손에서 금속성 결합을 어렵게 만들고, 브리티드 중간의 형식을 만들어 내고, {1}. 용접 조인트의 기계적 및 전기 성능을 심각하게 손상시킬 수있는 알루미늄 .
그림 4. 구리 및 알루미늄 비 유사 금속의 직접 용접은 수많은 기술적 문제에 직면합니다.
이 기술적 인 도전을 해결하기 위해 Kingslaser는 녹색 레이저를 기반으로 한 구리 알루미늄 비 유사 금속 용접 기술을 개발하여 FPC 구리 호일을 직접 확장하고 알루미늄 버스 바로 용접하여 중간 니켈 플레이트 . 중간 니켈 플레이트의 필요성을 제거합니다. 알루미늄 .
In the experiment, a standard 70μm ultra-thin rolled copper foil from an FPC was used as the tab, lap-welded to a 2.5mm aluminum busbar with the copper foil placed on the upper layer. The galvanometer controlled the spiral laser path to increase the stress-bearing area of the copper foil welding zone. By 전력, 속도, 디포 쿠스 양 및 나선형 경로 크기와 같은 프로세스 매개 변수 조정, 용접 표면 및 단면 형태, 용접 침투 깊이 및 껍질 강도 전역을 포함한 주요 성능 지표.
실험 결과는 적절한 레이저 전력이 구리 포일의 국소 용융을 달성 할 수 있으며, 껍질 강도가 우수한 연속성과 일관된 형성으로 용접을 생산할 수 있음을 보여줍니다 . 껍질 강도는 30n 이상에 도달 할 수 있으며, 용접 효과는 과도하게 높은 또는 저전력으로 달성 된 것보다 훨씬 우수합니다. 처리 효율과 용접 품질 간의 균형이 필요합니다 .
그림 5. 다른 용접 파워에서 관절의 강도 .
전력이 올바르게 조정되면 구리 - 알루미늄 본드 및 용접 형성이 향상됩니다.
그 전력 범위에서 인장 강도가 높아집니다
1 년이 넘는 기술 개발 후 Kingslaser는 초대형 금속 재료를위한 용접 장비 기술에서 일련의 획기적인 혁신을 달성했습니다.
첫째, 초박형 금속의 변형 및 대규모 결합 격차의 도전은 효과적으로 해결되었으며, 자동 정렬 용접 시스템을 개발함으로써 잘못된 용접 및 오버 웰링의 위험을 크게 줄이고, 가공 효율성이 향상되었으며, 프로세스 라인 길이가 단축되었으며, 제조 공간이 제조 된... {3}. 금속 용접 조인트, 특정 파장을 가진 맞춤형 레이저 소스가 도입되어 효과적으로 크래킹 및 불충분 한 강도를 완화하고 . 마지막으로 니켈 플레이트 중간체 제거는 재료 비용을 줄여 대규모 CCS 생산에 대한 경제적 이점을 제공합니다..
또한 공압 척 및 검류 계 동축 용접 소프트웨어 .과 같은 영역에서 지속적인 최적화가 수행되었습니다.이 시스템은 이제 100% 용접 포인트 신뢰도의 목표를 거의 달성하여 고품질 CCS 생산에 대한 강력한 기술 지원을 제공했습니다 ..
연구 결과 및 응용 프로그램 개요
Kingslaser의 프로젝트 팀은 FPC 및 구리 알루미늄 비 유사 금속에 대한 레이저 용접 기술에 대한 연구에서 실용적인 응용 값으로 여러 결과를 달성했으며 체계적인 장비 및 프로세스 솔루션을 개발했습니다 .
FPC 제조 분야에서 Kingslaser는 2 세대 롤 투 롤 완전 레이저 기반 드라이 프로세스 FFC 생산 시스템을 개발하여 유연한 회로 보드 제조의 자동화 수준을 크게 향상 시켰습니다. ± 0 . 003mm . 와인딩 속도 (0.1–10m/min) 및 절단 라인 너비 (0.03mm로 좁음)를 정확하게 제어하고 자동 목표 인식 및 고정성 패턴 스티칭 (± 0.01mm)을위한 CCD 비전 시스템을 통합하여 고정성과 고정성의 고정성과 고정성의 요구를 충족시킵니다.
그림 6. 2 nd- 생성 롤 - to-- 완전 레이저 - 기반 드라이 - 프로세스 FFC 생산 장치
이 기술은 약 10의 월간 출력 용량으로 생산 효율성을 향상시킬뿐만 아니라 000-15, 000 제곱 미터 (약 1 . 6 ~ 2 . 4 백만 rmb)의 출력 값에 해당합니다. 제조. 관련 혁신은 "완전 건조 공정을 기반으로 한 빠른 FPC 제조 공정"이라는 제목의 발명 특허를 받았으며, 강력한 기술적 독창성과 광범위한 산업 응용 프로그램 잠재력을 강조했습니다.
구리 알루미늄 비슷한 금속 용접의 경우, 프로젝트 팀은 새로운 에너지 전력 배터리 산업을 위해 특별히 설계된 녹색 레이저 용접 생산 라인을 개발했습니다. .이 장비는 고성능, 고출력 레이저 소스를 사용하며 녹색 레이저는 고 흡수율, 낮은 스 패트, 높은 효율성, 우수한 운동성과 같은 이점을 제공합니다. 구리, 알루미늄, 니켈 및은과 같은 초박형 금속 재료 .
그림 7. CCS 녹색 레이저 용접 생산 라인 장비
Kingslaser는 또한 발명 특허를 성공적으로 얻었습니다"구리 알루미늄 비 유사 금속을위한 레이저 용접 방법"이 기술을 기반으로 .
우리에 대해
Wuhan Kingslaser Technology Co ., ltd .2016 년에 Laser Micro-Fabrication Technologies .의 연구 및 산업 응용에 중점을두고 최근 몇 년 동안 회사는 Perovskite Solar Cell의 레이저 제조 기술에 대한 R & D 노력을 집중시켜 심층적 인 연구를 수행 하고이 분야의 고급 Laser Processing 장비를 개발하는 일련의 고성능 레이저 처리 장비를 개발했습니다. 세포의 효과적인 발전 영역 증가, 에너지 소비 및 생산주기 감소 및 다기능 레이저 프로세스 통합 .이 진행 상황은 페 로브 스카이드 셀 제조의 자동화 및 지능 수준을 크게 향상 시켰습니다. .
특히 2012 년 초에 Kingslaser는 10 년이 넘는 기술 개발 및 시장 확장 후이 분야에 입국 한 최초의 최초의 기업 중 하나가 된 최초의 중간 크기의 페 로브 스카이트 태양 전지 실험실 장비를 성공적으로 전달했습니다.이 회사는 100 개 이상의 대학과의 협력 관계를 확립했습니다. R & D .이 협업은 메조 포러스 및 평면 구조 . kingslaser를 포함한 다양한 페 로브 스카이드 세포 기술을 다루고 있으며 다양한 크기 사양에 맞게 포괄적 인 레이저 제조 솔루션 세트를 개발하여 고객 커스터마이징 및 엔지니어링 구현에서 강력한 기능을 보여주었습니다.
Kingslaser는 지속적인 혁신과 연구의 산업 응용 프로그램 통합을 통해 Perovskite 태양 전지 제조 장비 분야에서 주요 기술적 이점을 확립하여 차세대 태양 전지의 상용화에 대한 강력한 지원을 제공했습니다 .