CN105562865A - 连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,包括以下步骤:S1:激光发生器发出绿激光;S2:将从所述激光发生器发出的绿激光通过扩束器进行扩束,并通过光阑滤除杂光;S3:经过所述光阑的绿激光再通过电动连续可调衰减装置实现绿激光的功率从0W慢速或快速升到需求的功率,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行焊锡;该连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法可以很精确的控制温度曲线,且很稳定,相对于分段焊接,温度控制连续可调更好,可避免锡膏飞溅、对锡膏吸收性要更好,光发散角小导致没有烧伤。
Description
技术领域
本发明涉及激光焊锡技术领域,尤其涉及一种连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法。
背景技术
现有的焊锡一般都采用半导体激光焊锡,即使用绿激光焊锡都会存在锡膏飞溅,非焊接部分烧伤,虚焊的问题,也有用半导体激光器分段焊接,但是都只是通过内部控制激光能量来实现分段,不能完全解决锡膏飞溅,非焊接部分烧伤,虚焊的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,该连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法可以很精确的控制温度曲线,且很稳定,相对于分段焊接,温度控制连续可调更好,可避免锡膏飞溅、对锡膏吸收性要更好,光发散角小导致没有烧伤。
为解决上述技术问题,本发明提供的连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法包括以下步骤:
S1:激光发生器发出绿激光;
S2:将从所述激光发生器发出的绿激光通过扩束器进行扩束,并通过光阑滤除杂光;
S3:经过所述光阑的绿激光再通过电动连续可调衰减装置实现绿激光的功率从0W慢速或快速升到需求的功率,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行焊锡;
其中,所述激光发生器一直处于出光状态。
优选地,所述电动连续可调衰减装置包括起偏器,用于将绿激光变成线偏振光;装设于所述起偏器前部的波片,用于使得绿激光变成偏振光或者椭圆偏振光,所述波片上装设有用于驱动所述波片进行角度偏转的驱动电机;通过改变波片的角度来控制激光发生器的输出功率,激光功率由小逐步变大,连续变化,焊接的锡膏的温度随着激光功率的连续而变化,对产品进行温度曲线焊接。
优选地,所述电动连续可调衰减装置还包括装设于所述起偏器前部的检偏器,用于选择P方向或者S方向的光分量,并将另一个方向的光分量滤掉。
优选地,步骤S3的实现步骤包括:
S301:经过所述光阑的绿激光通过所述起偏器变成偏振光;
S302:所述偏振光经过所述波片,并通过所述驱动电机调整所述波片的角度来实现所述偏振光的功率从0W慢速或快速升到需求的功率,经过所述波片的偏振光再经过检偏器选择P方向或者S方向的光分量,并将另一个方向的光分量滤掉,所述偏振光可实现0W到满功率的连续可调。
优选地,步骤S302的实现步骤包括:
S3021:电动连续可调衰减装置的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由0W开始变到Q1W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行焊锡,锡膏里面的助焊剂开始挥发;
S3022:电动连续可调衰减装置的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由Q1W开始慢速增大到Q2W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行温度曲线焊锡,锡膏里面的活性松香开始升温,流动,温度开始传给锡珠;
S3023:电动连续可调衰减装置的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由Q2W开始快速增大到Q3W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行焊锡,锡膏里面的活性松香开始升温,流动;的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行温度曲线焊锡,锡珠融化变为熔融态;
S3024:电动连续可调衰减装置的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由Q3W变为0W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行温度曲线焊锡,熔融态的锡膏迅速变为锡球。
优选地,所述激光发生器为对锡膏吸收性好,光发散角小的532nm绿激光发生器。
优选地,所述电动连续可调衰减装置可对所述激光发生器发出的激光进行开关控制。
采用上述方法之后,激光发生器发出绿激光,将从所述激光发生器发出的绿激光通过扩束器进行扩束,并通过光阑滤除杂光,经过所述光阑的绿激光再通过电动连续可调衰减装置实现绿激光的功率从0W慢速或快速升到需求的功率,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行焊锡;其中,所述激光发生器一直处于出光状态,该方法的优点是:
1、通过外部控制的功率曲线焊接,可以很精确的控制温度曲线,且很稳定,相对于分段焊接,温度控制连续可调更好,激光器是一直处于出光状态,无需改变激光器的任何参数,所以这样是不存在激光首脉冲的问题,导致锡膏飞溅;
2、衰减装置可以使得加工台面的功率从0W慢速或快速的升到需求的功率,时间完全可控,可以实现真正的曲线焊接,这样可以更好的解决锡膏飞溅与烧伤的问题;
3、532nm绿光激光器相比半导体激光器,对锡膏来说,吸收性要更好,光发散角小导致没有烧伤;
4、激光一直处于出光的状态,此衰减装置还可当光闸使用,且成本比高精度光闸要低!
附图说明
图1为本发明本发明连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法所运用的结构的装配示意图;
图2为本发明连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法的执行流程图;
图3为图2所述步骤S3的实现流程图;
图4为图3所述步骤S302的实现流程图;
图5为本发明焊接功率与时间变化曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1及图2,图1为本发明本发明连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法所运用的结构的装配示意图,图2为本发明连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法的执行流程图;在本实施例中,该连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,包括以下步骤:
S1:激光发生器1发出绿激光;
S2:将从激光发生器1发出的绿激光通过扩束器2进行扩束,并通过光阑滤除杂光;
S3:经过所述光阑的绿激光再通过电动连续可调衰减装置3实现绿激光的功率从0W慢速或快速升到需求的功率,经过电动连续可调衰减装置3的绿激光再经过振镜4与F-Theta场镜5后投射到加工台面6对工件进行焊锡;
其中,激光发生器1一直处于出光状态。
电动连续可调衰减装置包括起偏器3,用于将绿激光变成线偏振光;装设于所述起偏器前部的波片,用于使得绿激光变成偏振光或者椭圆偏振光,所述波片上装设有用于驱动所述波片进行角度偏转的驱动电机;装设于所述起偏器前部的检偏器,用于选择P方向或者S方向的光分量,并将另一个方向的光分量滤掉,通过改变波片的角度来控制激光发生器的输出功率,激光功率由小逐步变大,连续变化,焊接的锡膏的温度随着激光功率的连续而变化,对产品进行温度曲线焊接。
请参阅图3,图3为图2所述步骤S3的实现流程图;
所述步骤S3的实现步骤包括:
S301:经过所述光阑的绿激光通过所述起偏器变成偏振光;
S302:所述偏振光经过所述波片,并通过所述驱动电机调整所述波片的角度来实现所述偏振光的功率从0W慢速或快速升到需求的功率,经过所述波片的偏振光再经过检偏器选择P方向或者S方向的光分量,并将另一个方向的光分量滤掉,所述偏振光可实现0W到满功率的连续可调。
请参阅图4,图4为图3所述步骤S302的实现流程图;
所述步骤S302的实现步骤包括:
S3021:电动连续可调衰减装置3的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由0W开始变到Q1W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜4与F-Theta场镜5后投射到加工台面6对工件进行温度曲线焊锡,锡膏里面的助焊剂开始挥发;
S3022:电动连续可调衰减装置3的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由Q1W开始慢速增大到Q2W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜4与F-Theta场镜5后投射到加工台面6对工件进行温度曲线焊锡,锡膏里面的活性松香开始升温,流动,温度开始传给锡珠;
S3023:电动连续可调衰减装置3的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由Q2W开始快速增大到Q3W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行焊锡,锡膏里面的活性松香开始升温,流动;的绿激光再经过振镜4与F-Theta场镜5后投射到加工台面6对工件进行温度曲线焊锡,锡珠融化变为熔融态;
S3024:电动连续可调衰减装置3的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由Q3W变为0W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜4与F-Theta场镜后5投射到加工台面6对工件进行温度曲线焊锡,熔融态的锡膏迅速变为锡球。
在实施例中优选的激光发生器1为对锡膏吸收性好,光发散角小的532nm绿激光发生器。
所述电动连续可调衰减装置可对所述激光发生器发出的激光进行开关控制。
激光发生器保持功率正常持续线偏振出光,并通过扩束镜和光阑,通过光阑的光斑为直径10mm圆形,光通过起偏器变成线偏振光,功率会有部分衰减,衰减功率取决于激光器的线偏振度,
经过起偏器的偏振光再经过四分之一波长的波片,调整波片的角度使得出来的偏振光变成线偏振光或者椭圆偏振光,功率几乎没有衰减。
经过波片的偏振光再经过检偏器选择P方向或者S方向的光分量,另外一个方向的光就会被改变传播方向而过滤掉,功率会有较大衰减,衰减程度取决于波片的偏转角度,功率可实现0W到满功率的连续可调。
通过改变波片的角度来控制激光器的输出功率,利用软件控制一个焊接流程的激光,激光功率由小逐步变大,连续变化。焊接的锡膏的温度也随着激光功率的连续变化,形成温度曲线焊接。
在各个阶段的锡膏变化:当功率很小的时候,锡膏里面的助焊剂开始挥发,温度很低;当功率略微变大时,锡膏里面的活性松香开始升温,流动,温度开始传给锡珠温度升高;当功率持续加大时,温度升高至350度,锡珠融化;功率将为0W,熔融态的锡膏迅速变为锡球,光亮饱满,没有锡珠,锡溅,烫伤的焊盘就产生了,在本实施例的实验中,焊接功率与时间变化曲线图如图5所示:
在本实施例的实验中,波片的度数对应输出功率参数表如下(功率稳定测试表)
度数 | 13 | 11 | 9 | 7 | 5 | 3 | 1 | 0 | -1 | -2 |
功率1 | 0.012 | 0.069 | 0.188 | 0.398 | 0.756 | 1.126 | 1.533 | 1.714 | 1.969 | 2.251 |
功率2 | 0.010 | 0.073 | 0.186 | 0.385 | 0.723 | 1.129 | 1.534 | 1.724 | 1.956 | 2.232 |
功率3 | 0.013 | 0.074 | 0.189 | 0.399 | 0.743 | 1.131 | 1.517 | 1.714 | 1.963 | 2.223 |
度数 | -4 | -6 | -8 | -10 | -12 | -14 | -16 | -18 | -20 | |
功率1 | 2.724 | 3.235 | 3.890 | 4.231 | 4.867 | 5.222 | 5.656 | 5.959 | 6.289 | |
功率2 | 2.713 | 3.246 | 3.867 | 4.298 | 4.845 | 5.232 | 5.659 | 5.945 | 6.290 | |
功率3 | 2.706 | 3.245 | 3.878 | 4.278 | 4.871 | 5.212 | 5.645 | 5.967 | 6.278 |
应当理解的是,以上仅为本发明的优选实施例,不能因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:激光发生器发出绿激光;
S2:将从所述激光发生器发出的绿激光通过扩束器进行扩束,并通过光阑滤除杂光;
S3:经过所述光阑的绿激光再通过电动连续可调衰减装置实现绿激光的功率从0W慢速或快速升到需求的功率,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行焊锡;
其中,所述激光发生器一直处于出光状态。
2.根据权利要求1所述的连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,其特征在于:所述电动连续可调衰减装置包括起偏器,用于将绿激光变成线偏振光;装设于所述起偏器前部的波片,用于使得绿激光变成偏振光或者椭圆偏振光,所述波片上装设有用于驱动所述波片进行角度偏转的驱动电机;通过改变波片的角度来控制激光发生器的输出功率,激光功率由小逐步变大,连续变化,焊接的锡膏的温度随着激光功率的连续而变化,对产品进行温度曲线焊接。
3.根据权利要求2所述的连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,其特征在于:所述电动连续可调衰减装置还包括装设于所述起偏器前部的检偏器,用于选择P方向或者S方向的光分量,并将另一个方向的光分量滤掉。
4.根据权利要求2所述的连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,其特征在于:步骤S3的实现步骤包括:
S301:经过所述光阑的绿激光通过所述起偏器变成偏振光;
S302:所述偏振光经过所述波片,并通过所述驱动电机调整所述波片的角度来实现所述偏振光的功率从0W慢速或快速升到需求的功率,经过所述波片的偏振光再经过检偏器选择P方向或者S方向的光分量,并将另一个方向的光分量滤掉,所述偏振光可实现0W到满功率的连续可调。
5.根据权利要求1所述的连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,其特征在于:步骤S302的实现步骤包括:
S3021:电动连续可调衰减装置的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由0W开始变到Q1W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行温度曲线焊锡,锡膏里面的助焊剂开始挥发;
S3022:电动连续可调衰减装置的驱动电机调整所述波片的角度,所述绿激光的功率由Q1W开始慢速增大到Q2W,经过所述电动连续可调衰减装置的绿激光再经过振镜与F-Theta场镜后投射到加工台面对工件进行温度曲线焊锡,锡膏里面的活性松香开始升温,流动,温度开始传给锡珠;
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6.根据权利要求1所述的连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,其特征在于:所述激光发生器为对锡膏吸收性好,光发散角小的532nm绿激光发生器。
7.根据权利要求1所述的连续绿激光通过外部衰减装置分段焊锡方法,其特征在于:所述电动连续可调衰减装置可对所述激光发生器发出的激光进行开关控制。
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