CN115502597A - 一种fpcb板与pcb板及半导体产品的激光锡球焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，涉及激光锡球焊接技术领域，包括如下步骤：步骤一：视觉定位，根据焊点形成所需焊料体积选择锡球直径，通过成像方式对焊点进行定位，从而获取视野内的所有焊点，最后规划焊接轨迹；步骤二：清洗焊接位置，利用设备对待焊接部位进行清洗，在清洗后，对待焊接部位进行风干操作，并涂上助焊剂；本发明中，通过一系列自动化的焊接操作，取代了传统手工烙铁焊的繁琐操作，利用CMOS相机能够清晰对焊点图像进行自动定位，进一步提高了焊接的精确度，实现自动化焊接，提升了焊接效率，可获得较为稳定的焊点形貌同时使用UV液体对焊接位置处进行保护，提高了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及激光锡球焊接技术领域，尤其涉及一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法。
背景技术
FPCB板是一种硬板与软板组合制作而成的电路板.硬质部分可以组装零件，软板部分则可作弯折连通，用以减少接头的麻烦与密集组装的产品体积需求，同时可以增加互连的可靠度，而PCB板同样是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体，半导体是通常由硅组成的材料产品，其导电性比玻璃之类的绝缘体高，但比铜或铝之类的纯导体导电性低。可以通过引入杂质(称为掺杂)来改变其导电性和其他性能，以满足其所驻留的电子组件的特定需求，在FPCB板与PCB板及半导体产品的加工过程中，通常需要进行激光锡球焊接的焊接操作从而将容器中的锡球通过特制的单锡珠分球系统转移至喷射头，通过激光的高脉冲能量，瞬间熔化置于喷射头上的锡球，再利用惰性气体压力将熔化后的锡料，喷射到焊点表面，形成互联焊点，而传统的手工烙铁焊对操作人员的焊接技能有极高的要求，另一方面其焊接品质过多依赖操作人员的技能而使得焊接品质不稳定。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，包括如下步骤：
步骤一：视觉定位，根据焊点形成所需焊料体积选择锡球直径，通过成像方式对焊点进行定位，从而获取视野内的所有焊点，最后规划焊接轨迹；
步骤二：清洗焊接位置，利用设备对待焊接部位进行清洗，在清洗后，对待焊接部位进行风干操作，并涂上助焊剂；
步骤三：激光预热，将激光器发射的激光直接照射到待焊接部位，从而实现对待焊接部位的预热；
步骤四：锡球植入，使单一锡球通过重力的作用下进入通道内，再通过激光加热锡球，锡球在下落过程中，受到激光的照射迅速融化并滴落在待焊接位置处，从而实现射频连接器内导体与微带板焊盘互联；
步骤五：清洗焊点，采用酒精溶液对焊点进行超声波清洗，清洗后的焊点通过棉布擦拭的方式进行表面干燥处理；
步骤六：焊点保护，将UV液态胶水喷射到焊点上，使焊点与空气隔离，喷射后将液态胶水固化。
为了获取焊点图像，本发明改进有，在步骤一中，焊点定位操作通过CMOS相机获取焊点图像，经图像处理后自动定位。
为了清洗待焊接部位，本发明改进有，在步骤二中，清洗方式为超声清洗或等离子清洗中的任意一种。
为了制备助焊剂，本发明改进有，在步骤二中，助焊剂是由乙酸、浓盐酸、氯化胺、甘油和水混合组成，且混合比例为乙酸0.01-0.03：浓盐酸0.2-0.4：氯化胺0.03-0.06：甘油0.35-0.4：水余量。
为了实现预热效果，本发明改进有，在步骤三中，激光波长范围为850-1050nm，平均功率大于12W，峰值功率大于620W，激光发射时间为1-10ms。
为了融化锡球，本发明改进有，在步骤四中，激光波长范围为900-1000nm，平均功率大于10W，激光发射时间为1-20ms。
为了清洗焊点，本发明改进有，在步骤五中，超声波清洗的超声频率为40-60KHZ，酒精溶液的百分比浓度为50-80％。
为了固化液态胶水，本发明改进有，在步骤六中，固化方式采用UV灯将液态胶水固化，固化时长为2.5h。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明中，通过一系列自动化的焊接操作，取代了传统手工烙铁焊的繁琐操作，利用CMOS相机能够清晰对焊点图像进行自动定位，进一步提高了焊接的精确度，实现自动化焊接，提升了焊接效率，可获得较为稳定的焊点形貌同时使用UV液体对焊接位置处进行保护，从而减少了焊接后的残留物，起到了提高产品质量的作用。
附图说明
图1为本发明提出一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例一，请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，包括如下步骤：
步骤一：视觉定位，根据焊点形成所需焊料体积选择锡球直径，通过成像方式对焊点进行定位，从而获取视野内的所有焊点，最后规划焊接轨迹；
步骤二：清洗焊接位置，利用设备对待焊接部位进行清洗，在清洗后，对待焊接部位进行风干操作，并涂上助焊剂；
步骤三：激光预热，将激光器发射的激光直接照射到待焊接部位，从而实现对待焊接部位的预热；
步骤四：锡球植入，使单一锡球通过重力的作用下进入通道内，再通过激光加热锡球，锡球在下落过程中，受到激光的照射迅速融化并滴落在待焊接位置处，从而实现射频连接器内导体与微带板焊盘互联；
步骤五：清洗焊点，采用酒精溶液对焊点进行超声波清洗，清洗后的焊点通过棉布擦拭的方式进行表面干燥处理；
步骤六：焊点保护，将UV液态胶水喷射到焊点上，使焊点与空气隔离，喷射后将液态胶水固化，UV液态胶水又称为无影胶，是指使用时需要通过紫外线光照射后，才能在短时间内由液体变成固体的一类胶粘剂。
在步骤一中，焊点定位操作通过CMOS相机获取焊点图像，经图像处理后自动定位。
在步骤二中，清洗方式为超声清洗或等离子清洗中的任意一种，超声清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速作用及直进流作用对液体和污物直接、间接作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的，等离子清洗中在较低气压下，使用高频电压电离某些类气体，如氩气、氧气等可产生等离子体。
在步骤二中，助焊剂是由乙酸、浓盐酸、氯化胺、甘油和水混合组成，且混合比例为乙酸0.01-0.03：浓盐酸0.2-0.4：氯化胺0.03-0.06：甘油0.35-0.4：水余量。
在步骤三中，激光波长范围为900nm，平均功率大于12W，峰值功率大于620W，激光发射时间为6ms。
在步骤四中，激光波长范围为980nm，平均功率大于10W，激光发射时间为18ms。
在步骤五中，超声波清洗的超声频率为50KHZ，酒精溶液的百分比浓度为65％。
在步骤六中，固化方式采用UV灯将液态胶水固化，固化时长为2.5h。
实施例二，请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，包括如下步骤：
步骤一：视觉定位，根据焊点形成所需焊料体积选择锡球直径，通过成像方式对焊点进行定位，从而获取视野内的所有焊点，最后规划焊接轨迹；
步骤二：清洗焊接位置，利用设备对待焊接部位进行清洗，在清洗后，对待焊接部位进行风干操作，并涂上助焊剂；
步骤三：激光预热，将激光器发射的激光直接照射到待焊接部位，从而实现对待焊接部位的预热；
步骤四：锡球植入，使单一锡球通过重力的作用下进入通道内，再通过激光加热锡球，锡球在下落过程中，受到激光的照射迅速融化并滴落在待焊接位置处，从而实现射频连接器内导体与微带板焊盘互联；
步骤五：清洗焊点，采用酒精溶液对焊点进行超声波清洗，清洗后的焊点通过棉布擦拭的方式进行表面干燥处理；
步骤六：焊点保护，将UV液态胶水喷射到焊点上，使焊点与空气隔离，喷射后将液态胶水固化，UV液态胶水又称为无影胶，是指使用时需要通过紫外线光照射后，才能在短时间内由液体变成固体的一类胶粘剂。
在步骤一中，焊点定位操作通过CMOS相机获取焊点图像，经图像处理后自动定位。
在步骤二中，清洗方式为超声清洗或等离子清洗中的任意一种，超声清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速作用及直进流作用对液体和污物直接、间接作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的，等离子清洗中在较低气压下，使用高频电压电离某些类气体，如氩气、氧气等可产生等离子体。
在步骤二中，助焊剂是由乙酸、浓盐酸、氯化胺、甘油和水混合组成，且混合比例为乙酸0.01-0.03：浓盐酸0.2-0.4：氯化胺0.03-0.06：甘油0.35-0.4：水余量。
在步骤三中，激光波长范围为1050nm，平均功率大于12W，峰值功率大于620W，激光发射时间为10ms。
在步骤四中，激光波长范围为950nm，平均功率大于10W，激光发射时间为15ms。
在步骤五中，超声波清洗的超声频率为45KHZ，酒精溶液的百分比浓度为55％。
在步骤六中，固化方式采用UV灯将液态胶水固化，固化时长为2.5h。
实施例三，请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，包括如下步骤：
步骤一：视觉定位，根据焊点形成所需焊料体积选择锡球直径，通过成像方式对焊点进行定位，从而获取视野内的所有焊点，最后规划焊接轨迹；
步骤二：清洗焊接位置，利用设备对待焊接部位进行清洗，在清洗后，对待焊接部位进行风干操作，并涂上助焊剂；
步骤三：激光预热，将激光器发射的激光直接照射到待焊接部位，从而实现对待焊接部位的预热；
步骤四：锡球植入，使单一锡球通过重力的作用下进入通道内，再通过激光加热锡球，锡球在下落过程中，受到激光的照射迅速融化并滴落在待焊接位置处，从而实现射频连接器内导体与微带板焊盘互联；
步骤五：清洗焊点，采用酒精溶液对焊点进行超声波清洗，清洗后的焊点通过棉布擦拭的方式进行表面干燥处理；
步骤六：焊点保护，将UV液态胶水喷射到焊点上，使焊点与空气隔离，喷射后将液态胶水固化，UV液态胶水又称为无影胶，是指使用时需要通过紫外线光照射后，才能在短时间内由液体变成固体的一类胶粘剂。
在步骤一中，焊点定位操作通过CMOS相机获取焊点图像，经图像处理后自动定位。
在步骤二中，清洗方式为超声清洗或等离子清洗中的任意一种，超声清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速作用及直进流作用对液体和污物直接、间接作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的，等离子清洗中在较低气压下，使用高频电压电离某些类气体，如氩气、氧气等可产生等离子体。
在步骤二中，助焊剂是由乙酸、浓盐酸、氯化胺、甘油和水混合组成，且混合比例为乙酸0.01-0.03：浓盐酸0.2-0.4：氯化胺0.03-0.06：甘油0.35-0.4：水余量。
在步骤三中，激光波长范围为1050nm，平均功率大于12W，峰值功率大于620W，激光发射时间为8ms。
在步骤四中，激光波长范围为1000nm，平均功率大于10W，激光发射时间为10ms。
在步骤五中，超声波清洗的超声频率为60KHZ，酒精溶液的百分比浓度为80％。
在步骤六中，固化方式采用UV灯将液态胶水固化，固化时长为2.5h。
本发明中，通过一系列自动化的焊接操作，取代了传统手工烙铁焊的繁琐操作，利用CMOS相机能够清晰对焊点图像进行自动定位，进一步提高了焊接的精确度，实现自动化焊接，提升了焊接效率，可获得较为稳定的焊点形貌同时使用UV液体对焊接位置处进行保护，从而减少了焊接后的残留物，起到了提高产品质量的作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：视觉定位，根据焊点形成所需焊料体积选择锡球直径，通过成像方式对焊点进行定位，从而获取视野内的所有焊点，最后规划焊接轨迹；
步骤二：清洗焊接位置，利用设备对待焊接部位进行清洗，在清洗后，对待焊接部位进行风干操作，并涂上助焊剂；
步骤三：激光预热，将激光器发射的激光直接照射到待焊接部位，从而实现对待焊接部位的预热；
步骤四：锡球植入，使单一锡球通过重力的作用下进入通道内，再通过激光加热锡球，锡球在下落过程中，受到激光的照射迅速融化并滴落在待焊接位置处，从而实现射频连接器内导体与微带板焊盘互联；
步骤五：清洗焊点，采用酒精溶液对焊点进行超声波清洗，清洗后的焊点通过棉布擦拭的方式进行表面干燥处理；
步骤六：焊点保护，将UV液态胶水喷射到焊点上，使焊点与空气隔离，喷射后将液态胶水固化。
2.根据权利要求1所述的FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，其特征在于：在步骤一中，焊点定位操作通过CMOS相机获取焊点图像，经图像处理后自动定位。
3.根据权利要求1所述的FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，其特征在于：在步骤二中，清洗方式为超声清洗或等离子清洗中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，其特征在于：在步骤二中，助焊剂是由乙酸、浓盐酸、氯化胺、甘油和水混合组成，且混合比例为乙酸0.01-0.03：浓盐酸0.2-0.4：氯化胺0.03-0.06：甘油0.35-0.4：水余量。
5.根据权利要求1所述的FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，其特征在于：在步骤三中，激光波长范围为850-1050nm，平均功率大于12W，峰值功率大于620W，激光发射时间为1-10ms。
6.根据权利要求1所述的FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，其特征在于：在步骤四中，激光波长范围为900-1000nm，平均功率大于10W，激光发射时间为1-20ms。
7.根据权利要求1所述的FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，其特征在于：在步骤五中，超声波清洗的超声频率为40-60KHZ，酒精溶液的百分比浓度为50-80％。
8.根据权利要求1所述的FPCB板与PCB板及半导体产品的激光锡球焊接方法，其特征在于：在步骤六中，固化方式采用UV灯将液态胶水固化，固化时长为2.5h。
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