CN103990883A - 基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统 - Google Patents

基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统 Download PDF

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王振
张葛
何金波
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Abstract

本发明涉及一种基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统，包括底座和机头，及设置在底座上端的按钮控制及操作系统、立柱、工作台和滑轨，及设置在机头下端的CCD监视器、红光指示器、焦距出光头和感温探头，及设置在侧面的出锡头；立柱中间设有横梁，侧面设有监视及矫正系统；横梁上设有锡球盒和机头；锡球盒上设有锡管，内部设有锡球；出锡头上设有电磁阀门和锡管。本发明通过该系统的恒温高精度非接触式锡焊技术；它能解决传统的波峰焊，回流焊接，烙铁焊以及HOTBAR焊在精密微电子领域焊接的各种隐患和难点，大大提高了器件产品的生产率和成品率。

Description

基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统
技术领域
本发明型涉及一种焊锡机，尤其是一种基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统。
背景技术
针对微电子领域锡焊所面临的困难：          
1.微小化 
 传统的HOT BAR锡焊和电烙铁锡焊存在工艺瓶颈，无法高效的实现微小器件的精密焊接； 
2.复杂化 
 加工工件表面比较复杂时，电烙铁等接触性加工方式容易产生干涉，应力，需非接触性且高精度的加工方式； 
3.高集成度 
由于对速率要求的提升，当空间受限时，传统HOT BAR焊和电烙铁等接触性焊接工艺，存在对线材和传输性能伤害的隐患； 
4.高敏感度 
热敏器件，不宜使用传统的整版加热的焊接工艺，要求实现其对焊件焊点的恒温。 
我们在此背景下，开发出一种集激光技术、智能机器人技术、自动控制技术、软件技术等多学科交叉的智能光电恒温焊锡系统。这种设备在国内几乎处于空白阶段，而从国外来看，已经发展多年；而对国内用户来讲，国外产品大都存在如下问题：一是设备价格普遍比较昂贵，二是软件终身收费使用，三是硬件的耗材费用昂贵，四是售后周期太长。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为了克服现有产品的不足，本发明提供一种基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统,它能集中解决焊锡微型化、复杂化、高度集成化、高敏感度等问题；解决传统的波峰焊，回流焊接，烙铁焊以及HOTBAR焊在精密微电子领域焊接的各种隐患和难点，大大提高器件产品的生产率和成品率。
（二）技术方案
本发明的一种基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统，包括底座和机头，及设置在底座上端的按钮控制及操作系统、立柱、工作台和滑轨，及设置在机头下端的CCD监视器、红光指示器、焦距出光头和感温探头，及设置在侧面的出锡头；所述的立柱中间设有横梁，侧面设有监视及矫正系统；所述的横梁上设有锡球盒和机头；所述的锡球盒上设有锡管，内部设有锡球；所述的出锡头上设有电磁阀门和锡管。
进一步的技术方案，所述的滑轨上设有工作台，滑轨固定于底座上；所述的立柱内侧设有滑槽，下端与底座固定；所述的横梁两端与立柱滑槽连接，同时正面设有横向滑槽；所述的机头上端套在横梁上，且内侧与横梁正面滑槽连接；所述的出锡头末端为倒置的喇叭状，内部为空心，且通过锡管与锡球盒连接；所述的锡球直径为0.05㎜～0.76㎜之间。
进一步的技术方案，所述的底座内部设有激光器及工控系统，其中激光器为连续半导体激光器。
进一步的技术方案，所述的焦距出光头与出锡头末端出口同轴，且出锡头出口处于焦距出光头下方。
进一步的技术方案，所述的CCD监视器与红光指示器、焦距出光头和感温探头四点同轴。
（三）有益效果
本发明的有益效果是：通过该系统的恒温高精度非接触式锡焊技术，集中的解决了焊锡微型化、复杂化、高度集成化、高敏感度等问题,由于具有对焊接对象的温度进行实时高精度控制、在空间上不受限等特点，尤其适用于焊点周边存在无法耐高温部件和热敏元器件的高精度锡焊加工；它能完美的解决传统的波峰焊，回流焊接，烙铁焊以及HOTBAR焊在精密微电子领域焊接的各种隐患和难点，大大提高了器件产品的生产率和成品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图
图2为本发明监视及矫正系统的控制原理图
图中1-底座、2-按钮控制及操作系统、3-立柱、4-横梁、5-机头、6-锡球盒、7-监视及矫正系统、8-锡管、9-红光指示器、10-感温探头、11-CCD监视器、12-焦距出光头、13-出锡头、14-工作台、15-滑轨。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1所示，本发明提供的一种基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统，包括底座和机头，及设置在底座上端的按钮控制及操作系统、立柱、工作台和滑轨，及设置在机头下端的CCD监视器、红光指示器、焦距出光头和感温探头，及设置在侧面的出锡头；所述的立柱中间设有横梁，侧面设有监视及矫正系统；所述的横梁上设有锡球盒和机头；所述的锡球盒上设有锡管，内部设有锡球；所述的出锡头上设有电磁阀门和锡管。
其中，所述的滑轨上设有工作台，滑轨固定于底座上；所述的立柱内侧设有滑槽，下端与底座固定；所述的横梁两端与立柱滑槽连接，同时正面设有横向滑槽；所述的机头上端套在横梁上，且内侧与横梁正面滑槽连接；所述的出锡头末端为倒置的喇叭状，内部为空心，且通过锡管与锡球盒连接；所述的锡球直径为0.05㎜～0.76㎜之间；所述的底座内部设有激光器及工控系统，其中激光器为连续半导体激光器；所述的焦距出光头与出锡头末端出口同轴，且出锡头出口处于焦距出光头下方；所述的CCD监视器与红光指示器、焦距出光头和感温探头四点同轴。
本发明的工作原理如下：
将PCB板放置在工作台上，通过按钮控制及操作系统进行控制，使工作台沿滑轨移动到机头下方，利用监视及矫正系统再将工作台进行定位移动，使PCB板与焦距出光头处于同一垂直面，使用按钮控制及操作系统启动激光器及工控系统。
    激光及工控系统启动后，激光器通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转，从而产生光的受激发射作用，并通过焦距出光头将光束输出到PCB板上，使得焊点的温度升高；红光指示器用于校准指示的焊接位置，CCD 监视器用于监视焊接效果，并将结果反馈给监视及矫正系统，监视及矫正系统直接实时控制焊点的温度，并能实时呈现焊接温度曲线，保证焊接的良率。
感温探头检测焊点温度，并将结果反馈给监视及矫正系统，若温度没有达到所需温度要求，则自动调节激光器的功率，使温度达到要求后，保持该功率，维持焊点温度的恒定。
锡球盒内放置的锡球通过锡管进入出锡头，当焊点温度达到所需温度时，出锡头内的电磁阀门导通，锡球从出锡头末端掉落到焊点时即刻熔化，实现焊点的焊接。
本发明通过该系统的恒温高精度非接触式锡焊技术，集中的解决了焊锡微型化、复杂化、高度集成化、高敏感度等问题,由于具有对焊接对象的温度进行实时高精度控制、在空间上不受限等特点，尤其适用于焊点周边存在无法耐高温部件和热敏元器件的高精度锡焊加工；它能完美的解决传统的波峰焊，回流焊接，烙铁焊以及HOTBAR焊在精密微电子领域焊接的各种隐患和难点，大大提高了器件产品的生产率和成品率。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (4)

1.一种基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统，包括底座和机头，及设置在底座上端的按钮控制及操作系统、立柱、工作台和滑轨，及设置在机头下端的CCD监视器、红光指示器、焦距出光头和感温探头，及设置在侧面的出锡头；所述的立柱中间设有横梁，侧面设有监视及矫正系统；所述的横梁上设有锡球盒和机头；所述的锡球盒上设有锡管，内部设有锡球；所述的出锡头上设有电磁阀门和锡管。
2.根据权利要求1所述的基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统，其特征在于：所述的滑轨上设有工作台，滑轨固定于底座上；所述的立柱内侧设有滑槽，下端与底座固定；所述的横梁两端与立柱滑槽连接，正面设有横向滑槽；所述的机头上端套在横梁上，且内侧与横梁正面滑槽连接；所述的出锡头末端为倒置的喇叭状，内部为空心，且通过锡管与锡球盒连接；所述的锡球直径为0.05㎜～0.76㎜之间。
3.根据权利要求1所述的基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统，其特征在于：所述的焦距出光头与出锡头末端出口同轴，且出锡头出口处于焦距出光头下方。
4.根据权利要求1所述的基于智能光电技术的新型恒温焊锡系统，其特征在于：所述的CCD监视器与红光指示器、焦距出光头和感温探头四点同轴。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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