CN101704163B - 激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

一种将一电路板焊接于一基板上的激光加工装置。该激光加工装置包含风管、激光头和外管。风管具有一出风口，用于使一气体喷出至该电路板上的一焊接部上。该激光头紧邻于该风管，用来发出一激光光束至该电路板上的该焊接部上。该风管以及该激光头大体位于该外管内，该外管的一开口朝向该电路板，使得从该出风口喷出的该气体以及从该激光头射出的激光从该开口以垂直的方向射向该电路板上的该焊接部。

Description

激光加工装置
技术领域
本发明涉及一种激光加工装置，尤其为一种将用来压合电路板翘曲的气体和射出的激光同方向垂直射向该电路板上的焊接部的激光加工装置
背景技术
激光加工装置的基本原理主要是将激光输出的光束导引并聚焦到焊料的表面。聚焦后的激光光束经焊料吸收后，使焊料的温度骤然升高而熔化，以达到焊接物件的目的。
请参阅图1，图1是利用激光头10射出的激光焊接软性电路板(Flexiblecircuit board，FPC)12和基板14的示意图。传统上，要将软性电路板12的焊接部18焊接到基板14的连接部16，会先将软性电路板12的焊接部18对应放置于基板14的连接部16上，之后从激光头10射出高温的激光光束L会照射在焊接部18上，使得软性电路板12的焊接部18上的焊料(例如锡)熔化，一旦冷却后软性电路板12即可与基板14的连接部16固定在一起。然而，焊接部18无法平贴于基板14上，使得焊接部18和基板14的连接部16上下间距过大，这容易使得焊接铺锡不平均，导致焊点过大而造成焊接作业的困难。
请参阅图2，图2是使用压头20压合软性电路板12的焊接部18和基板14的示意图。为了改善上述问题，有一解决方案是采用石英或其他透光性材料所制成的压头20直接压合焊接部18和连接部16，然而这样的方案仍存在无法补锡的问题，而且压头20容易影响锡的铺料范围和厚度，导致铺料均一性不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种将气体和激光同方向垂直地射向该电路板、以改善因电路板和基板之间具有过大的间距而不易焊接的问题的激光加工装置。
本发明提出一种将一电路板焊接于一基板上的激光加工装置。该激光加工装置包含风管、激光头和外管。该风管具有一出风口，用于使一气体喷出至该电路板上的一焊接部上。该激光头紧邻于该风管，该激光头用来发出一激光光束至该电路板上的该焊接部上。该风管以及该激光头大体位于该外管内，该外管的一开口朝向该电路板，使得从该出风口喷出的该气体以及从该激光头射出的激光从该开口以垂直的方向射向该电路板上的该焊接部。
本发明的激光加工装置还包含一供气装置和一侧管。该供气装置用来产生该气体。该侧管连接该供气装置并侧接于该外管，用来导引该气体至该风管。
本发明的激光加工装置还包含一焊料供给源，该焊料供给源邻近于该出风口。
在本发明的一实施例中，激光加工装置还包含一外管，该风管以及该激光头大体位于该外管内，该外管具有一开口，该气体、该焊料供给源的焊料以及该激光头所提供的激光光束同时经由该开口射出。
在本发明的另一实施例中，激光加工装置还包含一外管，该风管以及该激光头大体位于该外管内，该外管具有一开口，该气体以及该激光头所提供的激光光束同时经由该开口射出。
本发明还提出一种激光加工装置。该激光加工装置包含一风管以及一激光头。该风管具有一出风口，用于垂直向下喷出一气体。该激光头紧邻于该风管，用于提供一激光光束，该激光光束经由该出风口射出。
为使本发明的上述内容能更明显易懂，下文特别例举优选实施例并配合所附的附图作详细说明如下：
附图说明
图1是利用激光头射出的激光焊接软性电路板和基板的示意图。
图2是使用压头压合软性电路板的焊接部和基板的示意图。
图3是本发明的激光加工装置的示意图。
图4是本发明的第一实施例的激光加工装置的激光头产生的激光照射于电路板的示意图。
图5是本发明的第二实施例的激光加工装置的激光头产生的激光照射于电路板的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10激光头        12软性电路板
14基板          16连接部
18焊接部        100激光加工装置
112激光振荡器   114风管
116激光头       118外管
120供气装置     122透镜
124喷嘴         130电路板
132焊接部       140基板
142连接部       144开口
146出风口       150侧管
152、252导管    115焊料供给源
L激光光束
具体实施方式
以下参考附图对各实施例的说明是用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”等，仅是参考附图的方向。因此，本发明使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参阅图3和图4，图3是本发明的激光加工装置100的示意图，图4是本发明的第一实施例的激光加工装置100的激光头116产生的激光照射于电路板130的示意图。激光加工装置100包含风管114、焊料供给源115、激光头116、外管118、导管152和供气装置120。此外，激光头116的一部分例如可位于风管114内，但并不以此为限。供气装置120提供的气体会经由侧管150以及/或外管118导引并由风管114的出风口146送出。焊料供给源115用来提供焊接所需使用的软焊材料，例如锡或银等等。焊料供给源115提供的焊料会经由导管152喷出。紧邻于风管114的激光头116用来发出一激光光束L。外管118用来收纳风管114以及激光头116，如此一来，可以确保激光光束L、供气装置120产生的气体和焊料供给源115提供的焊料均沿同一方向从开口144射出。
使用激光加工装置100将电路板130焊接于基板140的操作说明如下。基板140例如为显示面板，譬如为液晶显示面板、电激发光显示面板或微机电显示面板等等。当基板140的连接部142与电路板130的焊接部132对准排列后，风管114即从开口144喷出供气装置120提供的高速气体至电路板130的焊接部132上。因为开口144喷出的该气体与是以垂直的方向射向电路板130上的焊接部132，所以焊接部132会因为高速气体产生的压力而与基板140的连接部142平坦贴齐，而不会翘屈。随后，激光振荡器112射出的激光光束L射入激光头116的透镜(lens)122后，会经由该透镜122在喷嘴124的下方的焦点集光而垂直照射于电路板130的焊接部132上，使得电路板130的焊接部132上的焊料熔化。一旦冷却后电路板130即可与基板140的连接部142固定在一起。
请参阅图5，图5是本发明的第二实施例的激光加工装置200的示意图。为了简化说明，在图5中凡是与图4所示的元件具有相同的附图标记者具有相同的功能的元件均在此不予赘述。与图4的激光加工装置100不同的是，激光加工装置200中用来连接焊料供给源115的导管252并不位于外管118之内，换言之，仅风管114以及激光头116位于外管118内。但是导管252的位置仍然邻近外管118，一但焊料喷出至焊接部132后，外管118仍可将激光光束L以及供气装置120提供的气体从同一方向射出，以达到以非接触式的方式来实现压合电路板130与基板140的目的。
在本实施例中，焊接部132所使用的软焊材料的材质例如可以为：锡(Sn)、Sn/铅(Pb)、Sn/银(Ag)、Sn/铜(Cu)、Sn/铟(In)/Ag、Sn/铋(Bi)、Sn/铟(In)、铜涂剂、银涂剂、导电性树脂等。
相比于先前技术，本发明的激光加工装置将激光头116与风管114紧邻放置，且两者射出激光与气体的方式均垂直于电路板130，所以在激光照射在电路板130的焊接部132之前，风管114喷出气体所产生的局部风压使会使电路板130的焊接部132与基板140的连接部142贴合，从而减小了焊接部132与基板140的连接部142之间的间距。此外，因为风管114是采用喷出气体的方式达到以非接触式的方式压合电路板130与基板140，所以不会影响电路板130的线路间焊料流动。而且，电路板130的胶材部分也可利用风压冷却，所以不易烧毁。
虽然本发明已通过优选实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应能够对上述实施例做出各种更动与修改，因此本发明的保护范围应以如附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种激光加工装置，用来将一电路板焊接于一基板上，该激光加工装置包含：
一风管，具有一出风口，用于使一气体喷出至该电路板上的一焊接部上；
一激光头，紧邻于该风管，用来发出一激光光束至该电路板上的该焊接部上；以及
一外管，该风管以及该激光头大体位于该外管内，该外管的一开口朝向该电路板，使得从该出风口喷出的该气体以及从该激光头射出的激光从该开口以大体垂直的方向射向该电路板上的该焊接部。
2.如权利要求1所述的激光加工装置，还包含：
一供气装置，用来产生该气体；以及
一侧管，连接该供气装置并侧接于该外管，用来导引该气体至该风管。
3.一种激光加工装置，包含：
一风管，具有一出风口，用于垂直向下喷出一气体；
一激光头，紧邻于该风管，以及
一外管，该外管容纳该风管以及该激光头，该外管具有一开口。
4.如权利要求3所述的激光加工装置，还包含一焊料供给源，该焊料供给源邻近于该出风口。
5.如权利要求4所述的激光加工装置，其中该气体、该焊料供给源的一焊料以及该激光头所提供的一激光光束同时经由该外管的开口射出。
6.如权利要求5所述的激光加工装置，其中该焊料包括锡。
7.如权利要求3所述的激光加工装置，其中该气体以及该激光头所提供的一激光光束同时经由该外管的开口射出。
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