CN106270877A - 基于fpc金手指激光锡焊装置及焊接方法 - Google Patents

基于fpc金手指激光锡焊装置及焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于FPC金手指激光锡焊装置，包括第一波长激光器和与第一波长不同的第二波长激光器和控制该第一波长激光器和第二波长激光器顺序出光的控制器，其中所述第一波长激光器先对焊接区域照射预加热设定温度，再由第二波长激光器焊接加热。焊接时，先由第一波长激光器对FPC金手指焊接区预加热，使其达到预设温度，再由第二波长激光器对预加热区域焊接加热，使焊锡熔化连接PCB板和金手指。根据材料特质采用两种不同波长的激光对金手指区域进行预加热，可以减少对激光的反射，当温度达到设定时，采用第二波长激光进行焊接加热，使焊锡熔化实现焊接。可以避免FPC焊接部位由于升温特性不同，导致部分材料达到焊接温度而部分材料已经破坏,提高焊接效率和焊接品质。

Description

基于FPC金手指激光锡焊装置及焊接方法
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种基于FPC金手指激光锡焊装置及焊接方法。
背景技术
FPC(Flexible Printed Circuit Board,柔性印刷线路板),具备自由弯曲、折叠、卷绕等优点。组装产品时，FPC可像导线一样按照产品内部空间的布局进行任意地排布，从而可以在三维空间内任意地排布元器件，因而广泛应用于小型化电子产品中，如智能手、平板电脑等。FPC主要使用聚酰亚胺(PI)或聚酯(PET)为基材在其上覆铜板(FCCL)，FPC线路板软性覆铜板(FCCL)有两种，一种是胶粘的，另一种无胶的，其中有胶的是在PI薄膜涂上胶再与铜箔粘结在一起。无胶的软性覆铜板有两种做法，一种是以PI薄膜为载体，在其表面浸镀铜箔,另一种做法就是用铜箔为载体,在铜箔表面涂覆液态PI,再固化。
将FPC与PCB板进行焊接时,是将FPC上的金手指(通常是指在与覆铜板信号连接的导电触片上镀层黄金,由于黄金金属稳定性好,不易氧化,可以提高信号连接的稳定性和可靠性)与PCB板上电路进行固化连接,形成稳定可靠的信号连接,金手指之间的空间有限，很难采用传统的手工方法进行焊接。虽然激光焊接具有手工焊接不可比的优点，可在空间有限的区域实现焊接，焊接的效率高。但采用激光对多种材料组成的焊接部件进行接时容易出现受热不均破坏部分基材或焊点不稳定现象。即由于FPC基材的特殊性,在进行进激光焊接时金手指区域对激光反射率高,因而需要照射较长的时间,才能保证作为钎料的锡熔化,而金手指区域的FPC基材对激光的反射率不高,增加激光照射时间,也容易使得使基材因温度升高而破坏。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于FPC金手指激光锡焊装置及焊接方法，该基于FPC金手指激光锡焊装置避免不同材质组成的焊接部位由于升温特性不同，导致部分材料达到焊接温度而部分材料已经温度过高受到破坏,提高焊接效率和焊接品质。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于FPC金手指激光锡焊装置，该基于FPC金手指激光锡焊装置包括第一波长激光器和与第一波长不同的第二波长激光器，以及能控制所述第一波长激光器和第二波长激光器顺序发射激光和激光照射时间的控制器，其中所述第一波长激光器先对焊接区域照射预加热设定温度，再由第二波长激光器焊接加热。
进一步地说，所述激光锡焊装置还包括检测金手指温度并与控制器信号连接的温度传感器，所述控制器根据温度传感器采集的温度控制第一激光器照射时间。
进一步地说，所述第一波长激光器的激光波长为450nm。
进一步地说，所述第二波长激光器的激光波长为980nm。
进一步地说，所述温度传感器包括红外温度传感器。
本发明还提供一种基于FPC金手指激光锡焊方法,该激光焊接方法:
预加热步骤，采用第一波长激光器发出的激光对焊接区域进行照射预加热，使焊接区域温度达到设定温度；
对预加热区域焊接步骤，采用与第一波长激光器发出的激光波长不同的第二波长激光器产生的激光对保持预热温度的预加热焊接区域进行焊接加热直至焊锡熔化，使金手指与PCB板连接。
进一步地说，所述焊接区域预加热步骤还包括采集预加热的焊接区域温度。
进一步地说，所述预加热的焊接区域温度由红外温度传感器采集。
进一步地说，所述金手指预加热升温至130～170℃。
进一步地说，所述激光器功率为10-20kW。
进一步地说，所述第一波长激光器的激光波长为450nm。
进一步地说，所述第二波长激光器的激光波长为980nm。
本发明基于FPC金手指激光锡焊装置，包括第一波长激光器和与第一波长不同的第二波长激光器和控制该第一波长激光器和第二波长激光器顺序出光的控制器，其中所述第一波长激光器先对焊接区域照射预加热设定温度，再由第二波长激光器焊接加热。焊接时，在控制器的控制下先由第一波长激光器发出第一波长的激光对FPC金手指的焊接区进行预加热，使其达到预设温度，再由第二波长激光器发出第二波长的激光对基本保持预加热温度的区域进行焊接加热，熔化的焊锡使金手指与PCB板连接固定。由于采用不同波长的激光对多种材料组成的金手指区域进行预加热，可以减少对激光的反射，提高加热的效率，当温度达到设定时，采用第二波长激光进行焊接加热，使焊锡熔化实现焊接。可以避免FPC不同材质组成的焊接部位由于升温特性不同，导致部分材料达到焊接温度而部分材料已经温度过高受到破坏,提高焊接效率和焊接品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是基于FPC金手指激光锡焊装置实施例电气示意框图。
图2是基于FPC金手指激光锡焊方法流程示意图。
下面结合实施例，并参照附图，对本发明目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
如图1，本发明提供一种基于FPC金手指激光锡焊装置实施例。
该基于FPC金手指激光锡焊装置包括：能产生第一波长激光的第一波长激光器2和能产生与第一波长激光不同的第二波长激光的第二波长激光器3，以及能控制所述第一波长激光器2和第二波长激光器3顺序发射激光和激光照射时间的控制器1，其中所述第一波长激光器2先对焊接区域预加热到一定温度，再由第二波长激光器3焊接加热。
具体地说，所述第一波长激光器2先对焊接区域预加热到预设的温度，预设的温度根据不同材料特性通过有限试验采集获得，焊接的材料不同，对应的预设温度数值也不同。所述控制器1不仅能控制第一波长激光器2预热和第二波长激光器3焊接先后顺序，同时也能控制第一波长激光器2预热和第二波长激光器3焊接时间，该预热时间和焊接时间根据温度传感器输入的实时温度数据来确定。所述温度传感器用于实时采集预热区域和焊接区域的温度，更好地保证焊接效果，避免出现烧穿现象。所述温度传感器不作特别限定，在本实施例中优选采用红外温度传感器。根据需要，所述第一波长激光器2的激光可以选择波长为450nm的激光，所述第二波长激光器3的激光可以选择波长为980nm的激光。
焊接时，在控制器的控制下先由第一波长激光器发出第一波长的激光对FPC金手指的焊接区进行预加热，使其达到预设温度，再由第二波长激光器发出第二波长的激光对基本保持预加热温度的区域进行焊接加热，熔化的焊锡使金手指与PCB板连接固定。由于采用不同波长的激光对多种材料组成的金手指区域进行预加热，可以减少对激光的反射，提高加热的效率，当温度达到设定时，采用第二波长激光进行焊接加热，使焊锡熔化实现焊接。可以避免FPC不同材质组成的焊接部位由于升温特性不同，导致部分材料达到焊接温度而部分材料已经温度过高受到破坏,提高焊接效率和焊接品质。
在上述实施例的基础上，本发明还提供一种基于FPC金手指激光锡焊方法实施例，如图2所示。
该基于FPC金手指激光锡焊方法包括：
预加热步骤S10，采用第一波长激光器发出的激光对焊接区域进行照射预加热，使焊接区域温度达到设定温度；
对预加热区域焊接步骤S11，采用与第一波长激光器发出的激光波长不同的第二波长激光器产生的激光对保持预热温度的预加热焊接区域进行焊接加热直至焊锡熔化，使金手指与PCB板连接。
具体地说，所述第一波长激光器2能产生第一波长激光，该第一波长激光可以是波长为450nm的激光。所述第二波长激光器3能产生第二波长激光，第二波长激可以是波长为980nm的激光。所述第一波长激光器2和第二波长激光器3分别由控制器1进行控制，能按预设的顺序先对由第一波长激光器2对焊接区域先进行预加热，当预加热温度达到设定的值时，再及时控制第二波长激光器3对预加热的焊接区域进行焊接，预加热的时间和预加热的温度根据金手指组成的材料不同和激光器的功率来确定，可以通过有限试验的方式获得预加热达到的温度的时间及对应的激光功率关系。所述控制器1不仅能控制第一波长激光器2预热和第二波长激光器3焊接先后顺序，同时也能控制第二波长激光器3焊接时间，该焊接时间和焊接温度可以根据第二波长激光器3的功率、焊接材料等因素来确定。所述焊接温度和预加热温度都可以由温度传感器来实时采集，该温度传感器可以采用红外温度传感器。
焊接时，在控制器1的控制下先由第一波长激光器2发出第一波长的激光对FPC金手指的焊接区进行预加热，由温度传感器实时采集预加热温度，当预加热的温度达到预设温度时，控制器1使第一波长激光器2停止工作，及时控制第二波长激光器3发出第二波长的激光对基本保持预加热温度的区域进行焊接加热，熔化的焊锡使金手指与PCB板连接固定，在焊接加热时，所述温度传感器实时采集焊接温度反控制器进行反馈，控制焊接时间。
由于采用不同波长的激光对多种材料组成的金手指区域进行预加热，可以减少对激光的反射，提高加热的效率，当温度达到设定时，采用第二波长激光进行焊接加热，使焊锡熔化实现焊接。可以避免FPC不同材质组成的焊接部位由于升温特性不同，导致部分材料达到焊接温度而部分材料已经温度过高受到破坏,提高焊接效率和焊接品质。
在本实施例中，所述第一波长激光器和第二波长激光器的功率不作限定，根据需要可以采用10-20kW的激光器。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于FPC金手指激光锡焊装置，其特征在于，包括第一波长激光器和与第一波长不同的第二波长激光器，以及能控制所述第一波长激光器和第二波长激光器顺序发射激光和激光照射时间的控制器，其中所述第一波长激光器先对焊接区域照射预加热设定温度，再由第二波长激光器焊接加热。
2.根据权利要求1所述的基于FPC金手指激光锡焊装置，其特征在于：所述激光锡焊装置还包括检测金手指温度并与控制器信号连接的温度传感器,所述控制器根据温度传感器采集的温度控制第一波长激光器照射时间。
3.根据权利要求1或2所述的基于FPC金手指激光锡焊装置，其特征在于：所述第一波长激光器的激光波长为450nm。
4.根据权利要求1或2所述的基于FPC金手指激光锡焊装置，其特征在于：所述第二波激光器的激光波长为980nm。
5.根据权利要求2所述的基于FPC金手指激光锡焊装置，其特征在于：所述温度传感器包括红外温度传感器。
6.基于FPC金手指激光锡焊方法,包括，
预加热步骤，采用第一波长激光器发出的激光对焊接区域进行照射预加热，使焊接区域温度达到设定温度；
对预加热区域焊接步骤，采用与第一波长激光器发出的激光波长不同的第二波长激光器产生的激光对保持预热温度的预加热焊接区域进行焊接加热直至焊锡熔化，使金手指与PCB板连接。
7.根据权利要求6所述的基于FPC金手指激光锡焊方法，其特征在于：所述焊接区域预加热步骤还包括实时采集预加热的焊接区域温度。
8.根据权利要求7所述的基于FPC金手指激光锡焊方法，其特征在于：所述预加热焊接区域温度由温度传感器采集。
9.根据权利要求6所述的基于FPC金手指激光锡焊方法，其特征在于：所述第一波长激光器的激光波长为450nm。
10.根据权利要求6所述的基于FPC金手指激光锡焊方法，其特征在于：所述第二波长激光器的激光波长为980nm。
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