CN117840536A - 激光辅助焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于单独涂覆焊料体的激光辅助焊接设备,所述焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,所述激光导管从激光入口延伸至激光出口;以及滴落导管,其从滴落入口延伸至滴落出口;以及输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至所述滴落入口。所述激光导管和所述滴落导管被形成以便在其全长度上互连。所述滴落入口和所述激光入口在所述涂覆装置的顶部处形成公共入口开口,并且所述滴落出口和所述激光出口形成比所述涂覆装置的所述底部处的所述公共入口开口更小的公共出口开口。被构造成暂时保持离开所述滴落出口的焊料体的涂覆喷嘴连接至所述公共出口开口。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备。
背景技术
从US10 286 470 B2已知一种用于单独涂覆连接材料沉积物的装置。该装置包括涂覆装置和通过其涂覆连接材料沉积物的涂覆喷嘴。在涂覆装置中,形成有直接延伸通过下壳体部分的涂覆导管,并且激光通过该涂覆导管被施加至保持在涂覆喷嘴中的连接材料沉积物。进一步来说,在涂覆装置中,以倾斜的方式与涂覆导管分开地形成供应导管,连接材料沉积物通过该供应导管被输送至涂覆喷嘴。因此,以上装置包含难以在下壳体部分中形成供应导管以及连接材料沉积物的大小或直径受限于供应导管的直径的缺点。
发明内容
因此,本发明的目的是克服现有技术的缺点,并提供一种用于单独涂覆焊料体的改进的且灵活的激光辅助焊接设备。本发明的另一个目的是提供一种可以容易地制造并且可以灵活地适于多种涂覆的激光辅助焊接设备,诸如涂覆具有较大直径的焊料体。
根据本发明的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。
激光导管和滴落导管被形成以便在其从涂覆装置的顶部至底部的全长度上互连。在这方面,互连意味着激光导管和滴落导管不被侧壁或其他器件分开,并且两个导管被形成以便在激光辅助焊接设备中获得单个通道。滴落入口和激光入口形成公共入口开口,并且滴落出口和激光出口形成比公共入口开口更小的公共出口开口。换句话说,激光导管和滴落导管被形成使得其横截面沿着其从涂覆装置的顶部至底部的延伸部分彼此重叠,以在涂覆装置的顶部处形成公共入口开口且在底部处形成公共出口开口。也就是说,激光导管和滴落导管的横截面的重叠程度从涂覆装置的顶部处的部分重叠增加至底部处的完全重叠。进一步来说,涂覆喷嘴连接至公共出口开口。
根据本发明的一个方面,滴落入口和激光入口形成公共非圆形入口开口,并且滴落出口和激光出口形成公共圆形出口开口。因此,公共非圆形入口开口和公共圆形出口开口可以简单地通过直接钻孔激光导管,然后通过铣削滴落导管,例如通过使用球形切割器来形成,以便与激光导管互连。
因此,激光导管和滴落导管可以容易地形成在涂覆装置中。此外,焊料体的直径不限于滴落导管的直径,因为激光导管也可用于将焊料体运送至涂覆喷嘴。因此,通过使用根据本发明的激光辅助焊接设备,可以涂覆具有大直径的焊料体。
特别地,焊料体保持在直径小于焊料体直径的涂覆喷嘴的尖端处。为此原因,涂覆喷嘴从公共出口开口朝其尖端逐渐变小。当焊料体保持在尖端处并使涂覆喷嘴的开口闭合时,来自压力气体源(特别是来自惰性气体源)的压力气体(特别是惰性气体)被引入涂覆喷嘴中。之后,激光束被施加至焊料体,以便液化或熔化焊料体。当保持在涂覆喷嘴的尖端处的焊料体充分液化或熔化时,其被从涂覆喷嘴喷出朝向工件。
替代地,涂覆喷嘴24的开口可以实质上等于或略大于焊料体2的直径,使得焊料体2可以离开涂覆喷嘴24。然后,焊料体可以保持在涂覆喷嘴的尖端处,因为涂覆喷嘴与工件的距离小于焊料体的直径。因此,焊料体被保持在涂覆喷嘴与工件之间。之后,激光束被施加至焊料体,以便使其熔化或液化,使得在工件上获得焊点。然后将涂覆喷嘴移离工件。
根据本发明的一个方面,焊料体的直径可以在0.9μm与2mm之间。特别地,焊料体可以是实质上圆形的焊料球。在本说明书中,具有以上范围内直径的焊料体被称为大焊料体或具有大直径的焊料体。因此,激光辅助焊接设备可以用于需要大量焊料来形成牢固和耐用的焊料连接的涂覆。
根据本发明的一个方面,滴落导管可以沿着曲线从涂覆装置的顶部延伸至底部。因此,焊料体沿着曲线下落或滚动,使得焊料体从滴落入口被适当地运送至滴落出口/公共出口开口,并因此运送至涂覆喷嘴。
根据本发明的一个方面,滴落导管的横截面可以从涂覆装置的顶部至底部变窄。因此,焊料体可以通过输送装置容易地滴落至滴落入口中,并且被适当地运送至滴落出口/公共出口开口。
根据本发明的一个方面,该设备可以进一步以包括由上壳体部分和下壳体部分形成的壳体。具有激光导管和滴落导管的涂覆装置可以被整合在下壳体部分中,并且输送装置可以被放置在上壳体部分与下壳体部分之间。进一步来说,上壳体部分和下壳体部分可以通过围封输送装置的间隔件隔开。壳体的这种模块化构造允许快速更换输送装置和/或下壳体部分,使得根据本发明的设备可以容易地适于包括另一个例如更大直径的焊料体。
进一步来说,上壳体部分可形成引导导管,该引导导管被构造成将焊料体引导至输送装置。应当注意,引导导管和滴落导管的滴落出口优选地彼此远离,以避免多个焊料体落入滴落导管中,且因此输送装置需要将焊料体从引导导管单独运送至滴落出口。特别地,引导导管和滴落导管可以旋转地相互移位,并且输送装置可以通过使用可旋转的运送元件(例如旋转盘)来输送焊料体。如上所述,输送装置,即运送元件,被间隔件围封,并在间隔件内移动,即旋转。因此,焊料体可以经由引导导管被适当地引入至输送装置中。
根据本发明的另一个方面,引导导管可以沿着直线延伸通过上壳体部分。因此,焊料体可以被运送至输送装置而不会被卡住。
根据本发明的附加方面,引导导管可以形成为非球形空间,即形成为非球形和非圆柱形的空间,并且包括通过上壳体部分的锥形横截面。引导导管被形成以便使存在于引导导管中的焊料体上旋。特别地,非球形空间略呈漏斗形。此外,非球形空间可以逆着输送装置的移动方向,即逆着运送元件的旋转移动方向逐渐变小。进一步来说,引导导管的径向外壁部分可以形成为与运送元件即旋转盘的旋转移动方向相切。此外,径向外壁部分的位置位于运送元件的端部之外,即旋转盘的半径之外。因此,存在于引导导管中的焊料体也被布置在围封运送元件即旋转盘的间隔件上,使得焊料体甚至更加盘旋。引导导管的径向内壁部分可以包括倾斜壁部分,该倾斜壁部分在上壳体部分的顶部处相对于引导导管向外倾斜。因此,非球形空间进一步降低了焊料体卡在引导导管中的风险。应当注意,根据以上方面的壳体和引导导管可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此,本申请人保留提交涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利,该激光辅助焊接设备包括根据以上方面之一的壳体和引导导管,即不包括互连的激光导管和滴落导管。
根据本发明的一个方面,该设备可包括焊料体贮存器,该焊料体贮存器被构造成存储多个焊料体并将焊料体供应至输送装置。特别地,焊料体可以经由引导导管供应至输送装置。因此,该设备可以长时间操作而不需要重新填充新的焊料体。
根据本发明的另一个方面,焊料体贮存器可包括焊料体罐和连接焊料体罐与引导导管的管线。因此,该设备和焊料体罐可以以一定距离的方式放置,并且焊料体罐可以在不停止激光辅助焊接设备的操作的情况下被重新填充。这对于以大焊料体操作的设备尤其有利。
根据本发明的优选方面,管线可以是柔性的。因此,焊料体罐和焊料辅助焊接设备可以在振动方面彼此解耦。这对于由于存储大量焊料体,尤其是大量大焊料体而承载重负载的焊料体罐而言是有益的。应当注意,根据以上方面的焊料体贮存器,即焊料体罐和管线,可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此,本申请人保留提交涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利,该激光辅助焊接设备包括根据以上方面之一的焊料体贮存器或焊料体罐,即不包括互连的激光导管和滴落导管。
根据本发明的一个方面,该设备可进一步包括涂覆喷嘴保持器,该涂覆喷嘴保持器可拆卸地安装至涂覆装置的底部并且被构造成可交换地保持涂覆喷嘴。因此,该设备可以通过简单地改变涂覆喷嘴保持器来适于期望的应用。特别地,可以安装具有不同长度的涂覆喷嘴保持器。因此,不需要使用由陶瓷材料,如SiN、SiC、Al2O3、WC等制成的长涂覆喷嘴。这种涂覆喷嘴是昂贵的,因为其需要大量的原材料和在大范围内的高制造公差,并且包含在制造或安装期间破坏的高风险。替代地或附加地,涂覆喷嘴保持器的空腔可适于所使用的焊料体。涂覆保持器优选地朝向涂覆喷嘴的开口逐渐变小。因此,在涂覆装置的底部处的出口(焊料体通过该出口被运送至涂覆喷嘴保持器),例如公共出口开口、滴落出口或激光出口可以被设计成足够大以涂覆大焊料体,并且通过安装向涂覆喷嘴提供足够锥度的涂覆喷嘴保持器,该设备可以适用于较小的焊料体。
根据本发明的附加方面,涂覆喷嘴保持器可包括筒夹夹头部分,该筒夹夹头部分被构造成夹紧涂覆喷嘴。因此,当将涂覆喷嘴安装至涂覆喷嘴保持器时,涂覆喷嘴不会掉出。
根据本发明的另一方面,涂覆喷嘴保持器可以包括帽形螺母,该帽形螺母被构造成将涂覆喷嘴紧固至涂覆喷嘴保持器。因此,涂覆喷嘴保持器牢固地保持涂覆喷嘴。应当注意,根据以上方面的喷涂喷嘴保持器可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此,本申请人保留提交涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利,该激光辅助焊接设备包括根据以上方面之一的涂覆喷嘴保持器,即不包括互连的激光导管和滴落导管。
根据本发明的一个方面,该设备可以进一步包括以横向游隙围封涂覆喷嘴的激光屏蔽。因此,激光屏蔽可以通过将其放置在待焊接的点周围来屏蔽该点,使得其实质上与工件接触。优选地,待焊接的点可以通过使用激光辅助焊接设备的激光束来预热,并且激光屏蔽避免了激光束散射至工件的其他部分。此外,预热被限制在激光屏蔽内部的区域。
根据本发明的附加方面,激光屏蔽可以可拆卸地安装至壳体,特别是下壳体部分,或涂覆喷嘴保持器。为此目的,涂覆喷嘴保持器可以包括被构造成保持激光屏蔽的保持单元。例如,激光屏蔽的凸缘可以例如通过螺钉固定至涂覆喷嘴保持器。因此,激光屏蔽可以容易地安装至具有保持单元(诸如螺纹孔)的涂覆喷嘴保持器。
根据本发明的优选方面,激光屏蔽可包括:安装部分,其可拆卸地安装至涂覆喷嘴保持器或涂覆装置的底部;以及屏蔽部分,其被保持在安装部分处,以便相对于安装部分可移动至在其中涂覆喷嘴的尖端与屏蔽部分的尖端处于同一水平面的缩回位置,与在其中涂覆喷嘴的尖端完全围封在屏蔽部分内的延伸位置之间的任何位置。例如,屏蔽部分可以借助于弹性元件(诸如弹簧)朝向延伸位置偏置。因此,当激光屏蔽接近并接触工件时,屏蔽部分向缩回位置移动。因此,可以避免工件的损坏,同时使得能够有效地屏蔽待焊接的点。
根据本发明的有益方面,激光屏蔽可以包括连接端口,该连接端口被构造成连接至真空源和/或惰性气体源。此外,连接端口可以在真空源与惰性气体源之间连接和切换,使得一个可以在另一个之后涂覆。因此,可以在激光屏蔽内部形成真空气氛或惰性气体气氛。因此,可以有利的影响焊接过程。特别地,存在于屏蔽部分内部的惰性气体可以替换用作压力气体的惰性气体,并且在将焊料体从毛细管喷出时引入该惰性气体,使得需要将压力较小的气体引入涂覆喷嘴中。特别地,由于其较大重量,较大焊料体需要较小压力的气体以将焊料体从涂覆喷嘴喷出。因此,可以避免液化或熔化的焊料体的飞溅,同时有利地影响焊接过程。应当注意,根据以上方面的激光屏蔽可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此,本申请人保留提交涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利,该激光辅助焊接设备包括根据以上方面之一的激光屏蔽,即不包括互连的激光导管和滴落导管。
根据本发明的一个方面,该设备可包括激光耦合单元,该激光耦合单元被构造成将激光束耦合至激光导管中,并且包括对激光束透明的光学窗。因此,可以避免发射激光束的激光源与焊料材料的飞溅。此外,激光源可以容易地被替换或改变。应当注意,根据以上方面的激光耦合单元可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此,本申请人保留提交涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利,该激光辅助焊接设备包括根据以上方面的耦合单元,即不包括互连的激光导管和滴落导管。
根据本发明的一个方面,输送装置可被构造成将焊料体从引导导管转移或输送至滴落入口。输送装置可包括具有至少一个接收孔的输送元件,并且该至少一个接收孔可被构造成接收焊料体,以沿着预定的移动路径将焊料体从引导导管运送至滴落入口。光学传感器可以沿着引导导管和滴落入口之间的移动路径设置,并且被构造成检测到少一个接收孔内焊料体的存在或不存在。因此,可以通过使用光学传感器来检测接收孔是否装载了焊料体。
根据本发明的附加方面,该设备可进一步包括控制单元,该控制单元被构造成控制输送装置即运送元件的移动,并在光学传感器检测到至少一个接收孔内不存在焊料体的情况下调整输送装置的移动模式。因此,可以调整移动模式,使得没有装载焊料体的接收孔被跳过,使得可以改善设备的处理速度。应当注意,根据以上方面的输送装置和控制单元可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此,本申请人保留提交涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利,该激光辅助焊接设备包括根据以上方面之一的输送装置和控制单元,即不包括互连的激光导管和滴落导管。
根据本发明的一个方,该设备可包括:激光源,其被构造成将激光束耦合至激光导管中;以及控制单元,其被构造成操作激光源以便以脉冲调制方式发射激光束。因此,可以发射激光束,以便适当地熔化保持在涂覆喷嘴中的焊料体。脉冲调制模式需要特别适于大焊料体,以便实现足够程度的熔化或液化。
根据本发明的优选方面,控制单元被构造成操作激光源以便发射预脉冲,并在预脉冲结束后经过延迟时间之后发射主脉冲。优选地,预脉冲包含在其中激光束的功率逐渐增加至设定功率值的阶段和在其中恒定施加具有设定功率值的激光束的阶段。通过涂覆具有逐渐增加的功率的预脉冲,焊料体被逐渐加热和液化,使得与其中立即施加具有高恒定功率的脉冲的情况相比,液体焊料材料的动态降低。因此,通过使用该设备,可以适当地熔化或液化大焊料体。应当注意,根据以上方面的激光源和控制单元可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此,本申请人保留提交涉及一种根据以上方面的控制单元和/或涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利,该激光辅助焊接设备包括激光源和所述控制单元,即不包括互连的激光导管和滴落导管。
根据本发明的一个方面,该设备可以包括助焊剂分配器,该助焊剂分配器被构造成将助焊剂分配至离开涂覆喷嘴的焊料体。特别地,可以借助于助焊剂分配器喷嘴涂覆助焊剂。助焊剂分配器喷嘴可以被布置在激光屏蔽内部。优选地,助焊剂以气相涂覆。这是通过经由连接至存储液体助焊剂的助焊剂罐的压力气体管线引入压力气体来实现的。因此,助焊剂可以容易地涂覆至焊料体,使得可以有利的影响焊接过程。应当注意,根据以上方面的助焊剂分配器可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此,本申请人保留提交涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利,该激光辅助焊接设备包括根据以上方面的助焊剂分配器,即不包括互连的激光导管和滴落导管。
因此,本发明提供了一种可以容易地形成并且可以容易地适于不同涂覆的激光辅助焊接设备。特别地,激光辅助焊接设备可以容易地进行调适,使得可以涂覆直径在0.9μm至2mm范围内的大焊料体。
附图简要说明
在下文中,参考附图描述本发明的优选实施方案。在附图中:
图1示出了激光辅助焊接设备的分解图;
图2示出了激光辅助焊接设备的横截面图;
图3示出了激光辅助焊接设备的俯视图;
图4示出了包括焊料体贮存器的激光辅助焊接设备;
图5示出了包括焊料体贮存器的激光辅助焊接设备的俯视图;
图6示出了包括涂覆喷嘴保持器和涂覆喷嘴的激光辅助焊接设备的仰视图;
图7示出了激光辅助焊接设备和不同的涂覆喷嘴保持器;
图8示出了安装有激光屏蔽的涂覆喷嘴保持器;
图9示出了安装有激光屏蔽的涂覆喷嘴保持器的横截面图;
图10示出了表示激光脉冲调制模式的时间图;以及
图11示出了用于将助焊剂分配至离开涂覆喷嘴的焊料体的助焊剂分配器的示意图。
附图标记列表
1-激光辅助焊接设备;2-焊料体;4-电子部件;6-引线;8-电路板;10-涂覆装置;12-激光导管;14-滴落导管;16-激光入口;18-激光出口;20-滴落入口;22-滴落出口;24-涂覆喷嘴;26-涂覆喷管保持器;28-壳体;30-上壳体部分;32-下壳体部分;34-输送装置;36-引导导管;37-径向外壁部分;38-运送元件;39-间隔件;46-激光束;48-激光耦合单元;50-光学窗;52-焊料体贮存器;54-焊料罐;56-管线;58-透明窗;60-螺钉;62-定位销;64-筒夹夹头部分;66-帽形螺母;68-涂覆喷嘴保持器;70-涂覆喷嘴保持器;72-涂覆喷嘴保持器;74-激光屏蔽;7-安装部分;78-螺钉;80-屏蔽部分;81-凸缘;82-弹簧;83-突出部分;84-连接端口;86-光学传感器;87-清洁脉冲;88-预脉冲;90-主脉冲;92-助焊剂分配器;94-气态助焊剂;96-助焊剂罐;98-液体助焊剂;100-压力管线;102-助焊剂喷嘴。
具体实施方式
图1示出了根据本实施方案的激光辅助焊接设备1(以下简称为设备1)的分解图,且图2示出了其横截面图。设备1被形成为将焊料体2单独涂覆至工件,在本实施方案中,该工件由包括至少一个引线6的电子部件4形成,该引线将被焊接至电路板8的焊盘(未示出)。工件不限于此,并且该设备可用于需要焊接的其他工件。
如图2所示,设备1包括具有激光导管12和滴落导管14的涂覆装置10。激光导管12沿着直线从涂覆装置10的顶部处的激光入口16延伸至涂覆装置10的底部处的激光出口18。特别地,激光导管12形成为圆柱形。滴落导管14从涂覆装置10的顶部处的滴落入口20延伸至涂覆装置10的底部处的滴落出口22。特别地,滴落导管14沿着曲线从涂覆装置10的顶部延伸至底部。优选地,滴落导管14的横截面从涂覆装置10的顶部至底部变窄。
如图2所示,激光导管12和滴落导管14被形成以便在其从涂覆装置10的顶部至底部的全长度上互连。因此,滴落入口20和激光入口16形成公共非圆形入口开口,并且滴落出口22和激光出口18形成公共圆形出口开口。换句话说,激光导管12和滴落导管14被形成使得其横截面沿着其从涂覆装置10的顶部至底部的延伸部分彼此重叠,以在涂覆装置10的顶部处形成公共非圆形入口开口且在底部处形成公共圆形出口开口。应当注意,激光导管12和滴落导管14的横截面的重叠程度从涂覆装置10的顶部处的部分重叠增加至底部处的完全重叠。
涂覆喷嘴24设置在涂覆装置10的底部处,并被构造成暂时保持离开涂覆装置10的焊料体2,特别是滴落出口22(参见图2)。特别地,涂覆喷嘴22连接至由滴落出口22和激光出口18形成的公共圆形出口开口。优选地,涂覆喷嘴24由安装至涂覆装置10的底部的涂覆喷嘴保持器26保持。因此,涂覆喷嘴保持器26连接公共圆形出口开口和涂覆喷嘴24。将在稍后详细描述涂覆喷嘴保持器26。
在本实施方案中,焊料体2由涂覆喷嘴24保持,因为涂覆喷嘴24的尖端处的开口的直径小于焊料体2的直径。为了从涂覆喷嘴24喷射焊料体2,通过从压力气体源(未示出)引入压力气体来增加涂覆喷嘴24内部的压力,并且通过使用稍后描述的激光束46来熔化或液化焊料体2。当焊料体2充分熔化或液化时,由于涂覆喷嘴24内部的压力,焊料体2被喷向工件上的待焊接的点。
然而,本实施方案不限于此,并且涂覆喷嘴24的开口可以实质上等于或略大于焊料体2的直径,使得焊料体2可以离开涂覆喷嘴24。然后,焊料体2可以保持在涂覆喷嘴24的尖端处,因为涂覆喷嘴24与工件的距离小于焊料体2的直径。因此,焊料体2被保持在涂覆喷嘴24与工件之间。之后,激光束46被施加至焊料体2,以便使其熔化或液化,使得在工件上获得焊点。然后,涂覆喷嘴2远离工件移动。
如图1和图2所示,设备1包括由上壳体部分30和下壳体部分32形成的壳体28。具有激光导管12和滴落导管14的涂覆装置10被整合在下壳体部分32中。在上壳体部分30与下壳体部分32之间放置有被构造成将焊料体2单独输送至滴落入口20的输送装置34。
进一步来说,如图1和图3所示,上壳体部分30形成引导导管36,该引导导管被构造成将焊料体2引导至输送装置34。如图2所示,引导导管36沿着直线延伸通过上壳体部分30。
如图1所示,引导导管36和滴落入口20旋转移位,使得避免多个焊料体2落入滴落导管14中。因此,输送装置34包括在本实施方案中形成为旋转盘的运送元件38。此实施方案中的运送元件38包括等距布置的接收孔40,该接收孔被构造成每个接收焊料体2,以沿着预定的移动路径,即旋转移动路径,将焊料体从引导导管36运送至滴落入口20。本实施方案中的运送元件38借助于由电动机(未示出)驱动的轴42沿着逆时针方向转动(见图3),该电动机由设备1的控制单元(未示出)操作。因此,控制单元被构造成控制运送元件38的移动,并因此控制输送装置34的移动。
如图1所示,输送装置34可包括围封运送元件38的间隔件44,以便将上壳体部分30与下壳体部分32隔开。因此,设备1的壳体28可以容易地可拆卸,并且输送装置34和间隔件44以及下壳体部分32可以根据要使用的焊料体2的直径来更换。因此,设备1可以灵活地适于不同的涂覆,即具有不同直径的焊料体2。
进一步来说,如图1和图3中再次所示,引导导管36形成为非球形空间,即,形成为非球形和非圆柱形的空间,并且包括通过上壳体部分30的锥形横截面。引导导管36被形成以便使存在于引导导管36中的焊料体2上旋。如图1所示,非球形空间略呈漏斗形。如图3所示,非球形空间逆着输送装置34的移动方向,即运送元件38(即旋转盘)的旋转移动方向逐渐变小。进一步来说,引导导管36的径向外壁部分37形成为与运送元件38的旋转移动方向相切。此外,径向外壁部分37位于运送元件38的端部外部,即旋转盘的半径外部。因此,存在于引导导管37中的焊料体2还被布置在围封运送元件38的间隔件44(其为静止的,即不移动)上,使得焊料体2上旋更甚。引导导管38的内壁部分39包括倾斜壁部分41,该倾斜壁部分在上壳体部分30的顶部处相对于引导导管36向外倾斜。通过以这种方式形成,引导导管36避免了多个焊料体2在被运送至输送装置34时被卡住。
如图2所示,设备1使用激光束46来液化保持在涂覆喷嘴24中的焊料体2。因此,设备1包括激光耦合单元48,该激光耦合单元被构造成将激光束46耦合至激光导管12中。激光耦合单元48进一步包括对激光束46透明的光学窗50。该设备1还包括激光源(未示出),该激光源可以例如通过使用螺纹连接可拆卸地安装至激光耦合单元48,使得由激光源发射的激光束46耦合至激光导管12中。激光耦合单元46的光学窗50避免了激光源与喷向工件的熔化或液化焊料体2的焊料的飞溅。
如图4和图5所示,设备1优选地包括焊料体贮存器52,该焊料体贮存器被构造成存储多个焊料体2并经由引导导管36将焊料体供应至输送装置34。焊料体贮存器52包括焊料体罐54和连接焊料体罐54与引导导管36的管线56。焊料体罐54与设备1的壳体28分离,并且管线56是柔性的,使得焊料体罐54与设备1的振动方面的解耦得以实现。优选地,焊料体罐54可以包括透明窗58,该透明窗使得能够容易地监测焊料体罐54的填充水平。因此,可以在设备1的操作期间监测和重新填充焊料体罐54,而不需要停止设备1的操作。
如上所述并在图2和图6中示出,该设备进一步包括涂覆喷嘴保持器26,该涂覆喷嘴保持器可拆卸地安装至涂覆装置10的底部,即下壳体部分32。特别地,涂覆喷嘴保持器26借助于螺钉60固定至下壳体部分32。为了使涂覆喷嘴保持器26与下壳体部分32对准,定位销62可以与涂覆喷嘴保持器26和下壳体部分32接合。因此,涂覆喷嘴保持器26和下壳体部分32可以被精确地彼此布置,使得在涂覆喷嘴保持器28与下壳体部分32的连接点处不会出现可能不利地影响焊料体2下落或滚下滴落导管14的边缘。
涂覆喷嘴保持器26被构造成可交换地保持涂覆喷嘴24。在本实施方案中,涂覆喷嘴保持器26包括筒夹夹头部分60,该筒夹夹头部分被构造成夹紧涂覆喷嘴24,使得其在安装过程期间不会脱落。涂覆喷嘴保持器26还包括帽形螺母66,该帽形螺母被构造成将涂覆喷嘴24紧固至涂覆喷嘴保持器26。因此,涂覆喷嘴24被涂覆喷嘴保持器26牢固地保持,并且可以朝涂覆方向精确地布置。
如图2所示,由激光出口18和滴落出口22形成的公共圆形出口开口显著大于涂覆喷嘴24的直径。涂覆喷嘴保持器26朝向涂覆喷嘴24逐渐变小而不形成边缘。因此,公共圆形出口开口的直径不会限制焊料体2的可用大小或直径。因此,设备1使得能够利用大焊料体2。此外,通过安装具有足够锥度的涂覆喷嘴保持器26,设备1可以进一步用于较小的直径。因此,设备1可以灵活地适于利用具有不同直径的焊料体2。
图7中示出了可安装至下壳体部分32的不同涂覆喷嘴保持器26、68至72的示例。涂覆喷嘴保持器26、68至72的长度可以容易地适于期望的涂覆,而不需要储备具有不同长度的多个昂贵的涂覆喷嘴24。因此,利用不同的涂覆喷嘴保持器26、68至72,使得可以避免利用需要大量的原材料和大范围内的高制造公差,并且还包含在制造或安装期间中破坏的高风险的涂覆喷嘴24。附加地或替代地,涂覆喷嘴保持器26的空腔(例如锥形角)可适于用于期望涂覆的焊料体2。因此,设备1可以灵活地适于不同的涂覆。
如图8和图9所示,设备1进一步包括以横向游隙围封涂覆喷嘴24的激光屏蔽74。优选地,激光屏蔽74可拆卸地安装至涂覆喷嘴保持器26。例如,激光屏蔽74的凸缘可以通过使用螺钉固定至涂覆喷嘴保持器。替代地,激光屏蔽74可以包括例如借助于螺钉78可拆卸地安装至涂覆喷嘴保持器26的安装部分76和保持在安装部分76上的屏蔽部分80。应当注意,激光束46或特殊的预热激光束(未示出)还可以用于预热工件上的待焊接的点,并且激光屏蔽74有效地避免了到达待焊接的点的激光束46的散射。进一步来说,工件上的热膨胀可以被局部限制。替代地,激光屏蔽74或安装部分76可以直接安装至下壳体部分32或涂覆装置10的底部。
特别地,屏蔽部分80由安装部分76保持,以便相对于安装部分76可移动至在其中涂覆喷嘴24的尖端与屏蔽部分80的尖端处于同一水平面的缩回位置,与在其中涂覆喷嘴24的尖端完全围封在屏蔽部分80内的延伸位置(见图9)之间的任何位置。例如,屏蔽部分80借助于弹簧82向延伸位置偏置。特别地,屏蔽部分的凸缘81被弹簧82推向安装部分76的突出部分83,以便将屏蔽部分80固定在延伸位置中。因此,当激光屏蔽件80接近并接触工件,例如电路板8(见图1)时,屏蔽部分80向缩回位置移动。因此,可以避免工件的损坏,同时使得能够有效地屏蔽待焊接的点。
激光屏蔽74可以包括连接端口84,该连接端口被构造成连接至真空源或惰性气体源(未示出)。因此,激光屏蔽内部的颗粒可以通过真空抽吸去除。进一步来说,可以在激光屏蔽74内产生惰性气体气氛。替代地,连接端口84可以连接至真空源和惰性气体源并其间切换,并且可以一个接一个地涂覆。例如,可以首先去除颗粒,然后可以产生惰性气体气氛。以这种方式,可以有利地影响焊接过程,并且可以降低用作压力气体的惰性气体的量,该压力气体用于从涂覆喷嘴24喷出焊料体2。
如上所述,输送装置34将焊料体2从引导导管36单独输送至滴落导管14的滴落入口20,以便将焊料体2供应至涂覆喷嘴24的尖端。可以出现运送元件38的接收孔40没有装载焊料体的情况。因此,该设备1包括光学传感器86,该光学传感器沿着引导导管36与滴落入口20之间的移动路径设置,并且被构造成检测至少一个接收孔40内焊料体2的存在或不存在。例如,如图3所示,光学传感器86可以拧至上壳体部分30。然后,该设备的上述控制单元被构造成控制输送装置34的移动,并在光学传感器86检测到在一个接收孔40内不存在焊料体2的情况下调整输送装置34的移动模式。在其中运送元件38是具有多个接收孔40的旋转盘的本实施方案中,控制单元通过将运送元件38转动两个位置而不是一个位置来跳过未装载焊料体2的接收孔40。因此,可以改善设备1的处理速度。
如上所述,设备1包括激光源(未示出),该激光源被构造成经由激光耦合单元48将激光束46耦合至激光导管12中,以便熔化或液化保持在涂覆喷嘴24的尖端处的焊料体2。设备1的控制单元被构造成操作激光源以便以脉冲调制方式发射激光束46。这对于适当地熔化或液化大焊料体2是特别必要的。
图10示出了表示激光脉冲调制模式的时间图。在t0与t1之间的第一时段(称为清洁预脉冲延迟)期间,不施加激光束46。在接下来的时段t1至t2(称为清洁脉冲时段),施加功率范围在50至100W特别是80W的清洁脉冲87,而不将焊料体2保持在涂覆喷嘴24中,以便清洁待焊接的点。进一步来说,在此时段期间可以施加清洁脉冲87以预热待焊接在工件上的点。
在t2与t3之间的时段(为100ms)期间(称为焊料体装载和检测时间),没有施加激光束46,并且焊料体46从焊料体贮存器52运送至涂覆喷嘴24。另外,当施加用于喷射焊料体2的压力气体时,通过使用光学器件或通过检测涂覆喷嘴24内部的压力增加来检测涂覆喷嘴24的适当装载。
之后,在t3与t4之间(称为预脉冲延迟),没有激光束46被施加至现在存在于涂覆喷嘴24内部的焊料体2。在t4与t5之间,激光束46以逐渐增大的功率施加至保持在涂覆喷嘴24中的焊料体2。激光束46的功率斜率在0.5W/ms与1.5W/ms的范围内,特别是1W/ms。在时间t5,激光束46的功率然后在150W与250W之间,特别是200W,并且具有此功率的激光束46被恒定地施加直至时间t6。t4与t6之间的时间还称为预脉冲时段,并且包括逐渐增加的功率和恒定功率的脉冲被称为预脉冲88。替代地,还可以施加仅具有恒定功率的预脉冲88。然而,利用具有功率逐渐增加的阶段的预脉冲88会逐渐加热并且熔化焊料体2,使得熔化的焊料的动态得以避免。因此,可以避免熔化焊料的飞溅。
在t6与t7之间(称为中间脉冲延迟),没有激光束46被施加至焊料体2。在此时段期间,通过在焊料体2的外表面处施加预脉冲88而生成的热量向焊料体2的内部膨胀。因此,可以实现焊料体2内部的适当熔化或液化。
在t7与t8之间(称为主脉冲周期),向焊料体2施加功率在300W至400W,特别是320W或350W范围内的激光束46,以便充分液化焊料体。此脉冲称为主脉冲90。之后,在时间t8与t9期间(称为脉冲后延迟),焊料体2朝向工件涂覆,特别是喷射,因为涂覆喷嘴24内部存在增加的压力,并且焊料体2被充分熔化或液化。然后,设备1重复从t0开始的焊接过程。
通过上述激光脉冲调制模式,特别是通过在t4与t6之间的时段中施加的预脉冲、在t6与t7之间的中间脉冲,以及在t7与t8之间施加的主脉冲90,保持在涂覆喷嘴24中的焊料体2被适当地熔化或液化。当涂覆大焊料体2时,为了保证充分的液化程度,预脉冲88、中间脉冲延迟和主脉冲90是特别必要的。
众所周知,助焊剂可以有利地影响焊接过程。然而,当使用预形成的焊料体2时,通常需要将助焊剂涂覆至待焊接的点。如图11所示,根据本实施方案的设备1包括助焊剂分配器92,该助焊剂分配器92将气相助焊剂94涂覆至离开涂覆喷嘴24的焊料体2。以此方式,可以避免将助焊剂涂覆在待焊接的点的麻烦。
助焊剂分配器92包括存储液相助焊剂98的助焊剂罐96。压力管线100连接至助焊剂罐96并产生过压,使得液体助焊剂98作为气相助焊剂94经由助焊剂喷嘴102输出至离开涂覆喷嘴24的焊料体2。因此,助焊剂94成为焊料体2的一部分,使得有利地影响焊接过程。应当注意,助焊剂喷嘴102的尖端还可以被放置在激光屏蔽74的内部。当使用大焊料体2时,应用助焊剂分配器92是特别有益的,因为其提供足够的助焊剂可以粘附至其上的更大表面。
总之,根据本发明的激光辅助焊接设备1可以容易地形成并且容易地适于多种涂覆。特别地,根据本发明的设备1可适于使用直径在0.9μm至2mm范围内的大焊料体2。
本申请公开了以下进一步的实施方案1至8:
实施方案1
根据实施方案1的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。该设备进一步包括由上壳体部分和下壳体部分形成的壳体。
具有激光导管和滴落导管的涂覆装置可被整合在下壳体部分中。
输送装置可被放置在上壳体部分与下壳体部分之间。
上壳体部分和下壳体部分可以通过围封输送装置的间隔件隔开。
上壳体部分可形成引导导管,该引导导管被构造成将焊料体引导至输送装置。
引导导管和滴落导管的滴落出口可以彼此远离。
引导导管和滴落导管可以旋转地相互移位,并且输送装置可以通过使用可旋转的运送元件(例如旋转盘)来输送焊料体。
输送装置即运送元件可以被间隔件围封并且在间隔件内移动,即旋转。
引导导管可以沿着直线延伸通过上壳体部分。
引导导管可以形成为非球形空间,即形成为非球形和非圆柱形的空间。
引导导管可以包括通过上壳体部分的锥形横截面。
非球形空间可以略呈漏斗形。
非球形空间可以逆着输送装置的移动方向,即逆着运送元件的旋转移动方向逐渐变小。
引导导管的径向外壁部分可以形成为与运送元件即旋转盘的旋转移动方向相切。
径向外壁部分的位置位于运送元件的端部之外,即旋转盘的半径之外,使得存在于引导导管中的焊料体还被布置在围封运送元件即旋转盘的间隔件上。
引导导管的径向内壁部分可以包括倾斜壁部分,该倾斜壁部分在上壳体部分的顶部处相对于引导导管向外倾斜。
实施方案2
根据实施方案2的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。该设备进一步包括焊料体贮存器,该焊料体贮存器被构造成存储多个焊料体并将焊料体供应至输送装置。
焊料体贮存器可包括焊料体罐和连接焊料体罐与输送装置的管线。
该管线可以是柔性的,使得焊料体罐和焊料辅助焊接设备可以在振动方面彼此解耦。
焊料体罐可包括透明窗。
实施方案3
根据实施方案3的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。该设备进一步包括涂覆喷嘴保持器,该涂覆喷嘴保持器可拆卸地安装至涂覆装置的底部并且被构造成可交换地保持涂覆喷嘴。
具有不同长度的涂覆喷嘴保持器可以安装至涂覆装置的底部。
涂覆喷嘴保持器的空腔可适于所使用的焊料体。
涂覆保持器可朝向涂覆喷嘴逐渐变小。
涂覆喷嘴保持器可包括筒夹夹头部分,该筒夹夹头部分被构造成夹紧涂覆喷嘴。
涂覆喷嘴保持器可以包括帽形螺母,该帽形螺母被构造成将涂覆喷嘴紧固至涂覆喷嘴保持器。
实施方案4
根据实施方案4的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。该设备进一步包括以横向游隙围封涂覆喷嘴的激光屏蔽。
该设备可进一步包括涂覆喷嘴保持器,该涂覆喷嘴保持器可拆卸地安装至涂覆装置的底部并且被构造成可交换地保持涂覆喷嘴。
激光屏蔽可以可拆卸地安装至涂覆装置的底部或涂覆喷嘴保持器。
涂覆喷嘴保持器或涂覆装置可以包括被构造成保持激光屏蔽的保持单元。
激光屏蔽可以包括凸缘,该凸缘被构造成固定至涂覆喷嘴保持器或具有保持单元的涂覆装置。
保持单元可以是螺纹孔,并且激光屏蔽可以通过使用螺钉来安装。
激光屏蔽可包括:安装部分,其可拆卸地安装至涂覆喷嘴保持器或涂覆装置的底部;以及屏蔽部分,其被保持在安装部分处,以便相对于安装部分可移动至在其中涂覆喷嘴的尖端与屏蔽部分的尖端处于同一水平面的缩回位置,与在其中涂覆喷嘴的尖端完全围封在屏蔽部分内的延伸位置之间的任何位置。
屏蔽部分可以借助于弹性元件(特别地,弹簧)朝向延伸位置偏置。
激光屏蔽可以包括连接端口,该连接端口被构造成连接至真空源和/或惰性气体源。
连接端口可以在真空源与惰性气体源之间连接和切换,使得一个可以在另一个之后涂覆。
实施方案5
根据另一实施方案的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。该设备进一步包括激光耦合单元,该激光耦合单元被构造成将激光束耦合至激光导管中,并且包括对激光束透明的光学窗。
被构造成发射激光束的激光源可以可交换地安装至激光耦合单元。
实施方案6
根据实施方案6的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。该设备进一步包括由上壳体部分和下壳体部分形成的壳体。具有激光导管和滴落导管的涂覆装置被整合在下壳体部分中。输送装置被放置在上壳体部分与下壳体部分之间。上壳体部分形成引导导管,该引导导管被构造成将焊料体引导至输送装置。引导导管和滴落导管的滴落出口彼此远离。
引导导管和滴落导管可以彼此旋转移位。
输送装置可被构造成将焊料体从引导导管转移或输送至滴落入口。
输送装置可包括具有至少一个接收孔的输送元件,并且该至少一个接收孔可被构造成接收焊料体,以沿着预定的移动路径将焊料体从引导导管运送至滴落入口。
输送装置可以通过使用可旋转的运送元件(例如旋转盘)来输送焊料体。
光学传感器可以沿着引导导管和滴落入口之间的移动路径设置,并且被构造成检测到少一个接收孔内焊料体的存在或不存在。
该设备可进一步包括控制单元,该控制单元被构造成控制输送装置即运送元件的移动,并在光学传感器检测到至少一个接收孔内不存在焊料体的情况下调整输送装置的移动模式。
运送元件可以包括多个接收孔,并且控制单元被构造成调整移动模式,使得被确定为未装载焊料体的接收孔被跳过。
实施方案7
根据实施方案7的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。该设备包括:激光源,其被构造成将激光束耦合至激光导管中;以及控制单元,其被构造成操作激光源以便以脉冲调制方式发射激光束。
控制单元可被构造成操作激光源以便发射预脉冲,并在预脉冲结束后经过延迟时间之后发射主脉冲。
预脉冲可以包含在其中激光束的功率逐渐增加至设定功率值的阶段和在其中恒定施加具有设定功率值的激光束的阶段。
主脉冲可以包括在其中施加具有恒定功率的激光束的阶段。
主脉冲的激光束的恒定功率可以高于预脉冲的功率。
控制单元可被构造成操作激光源以便发射清洁脉冲,以便在预脉冲之前清洁和/或加热待焊接在工件上的点。
实施方案8
根据实施方案8的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括:涂覆装置,其具有:激光导管,其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口;以及滴落导管,其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括:输送装置,其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口;以及涂覆喷嘴,其设置在涂覆装置的底部处,并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。该设备包括助焊剂分配器,该助焊剂分配器被构造成将助焊剂分配至离开涂覆喷嘴的焊料体。
助焊剂可以借助于助焊剂分配器喷嘴进行分配。
该设备可以进一步包括以横向游隙围封该设备的激光屏蔽,并且助焊剂分配器喷嘴可以被布置在激光屏蔽内部。
助焊剂分配器可以包括存储液相助焊剂的助焊剂罐。
压力管线可以连接至助焊剂罐,并且可以被构造成在助焊剂罐中产生过压,使得液体助焊剂作为气体助焊剂经由助焊剂喷嘴输出。
以上指定的进一步实施方案1至8中的每一个表示分案申请(将在以后日期提交)的单独基础。每个分案申请可进一步包含本申请的描述和附图。
Claims (21)
1.一种用于将焊料体(2)特别是焊料球单独涂覆至工件(4、6、8)的激光辅助焊接设备,所述焊接设备包括:
涂覆装置(10),其具有:激光导管(12),其沿着直线从所述涂覆装置(10)的顶部处的激光入口(16)延伸至所述涂覆装置(10)底部处的激光出口(18);以及滴落导管(14),其从所述涂覆装置(10)的所述顶部处的滴落入口(20)延伸至所述涂覆装置(10)的所述底部处的滴落出口(22);
输送装置(34),其被构造成将焊料体(2)单独输送至所述滴落入口(20);以及
涂覆喷嘴(24),其设置在所述涂覆装置(10)的所述底部处,并被构造成暂时保持离开所述滴落出口(22)的焊料体(2);
其特征在于,
所述激光导管(12)和所述滴落导管(14)被形成以便在其从所述涂覆装置(10)的所述顶部至所述底部的全长度上互连,其中所述滴落入口(20)和所述激光入口(16)形成公共入口开口,并且所述滴落出口(22)和所述激光出口(18)形成比所述公共入口开口更小的公共出口开口,并且
所述涂覆喷嘴(24)连接至所述公共出口开口。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述公共入口开口是非圆形的,并且所述公共出口开口是圆形的。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1),其中,所述滴落导管(14)沿着曲线从所述涂覆装置(10)的所述顶部延伸至所述底部。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的设备(1),其中,所述滴落导管(14)的横截面从所述涂覆装置(10)的所述顶部至所述底部变窄。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的设备(1),其进一步包括:
壳体(28),其由上壳体部分(30)和下壳体部分(32)形成,其中
具有所述激光导管(12)和所述滴落导管(14)的所述涂覆装置(10)被整合在所述下壳体部分(32)中,
所述输送装置(34)被放置在所述上壳体部分(30)与所述下壳体部分(32)之间,并且
所述上壳体部分(30)形成引导导管(36),所述引导导管被构造成将焊料体(2)引导至所述输送装置(34)。
6.根据权利要求5所述的设备(1),其中,所述引导导管(36)沿着直线延伸通过所述上壳体部分(30)。
7.根据权利要求5或6所述的设备(1),其中,所述引导导管(36)形成为非球形空间。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的设备(1),其进一步包括焊料体贮存器(52),所述焊料体贮存器被构造成存储多个焊料体(2)并将焊料体(2)供应至所述输送装置(36)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的设备(1),其中,所述焊料体贮存器(52)包括焊料体罐(54)和连接所述焊料体罐(54)与所述引导导管(34)的管线(56)。
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的设备(1),其进一步包括涂覆喷嘴保持器(26),所述涂覆喷嘴保持器可拆卸地安装至所述涂覆装置(10)的所述底部并且被构造成可交换地保持所述涂覆喷嘴(24)。
11.根据权利要求10所述的设备(1),其中,所述涂覆喷嘴保持器(26)包括筒夹夹头部分(64),所述筒夹夹头部分被构造成夹紧所述涂覆喷嘴(24)。
12.根据权利要求10或11所述的设备(1),其中所述涂覆喷嘴保持器(26)包括帽形螺母(66),所述帽形螺母被构造成将所述涂覆喷嘴(24)紧固至所述涂覆喷嘴保持器(26)。
13.根据前述权利要求1至12中任一项所述的设备(1),其进一步包括激光屏蔽(74),所述激光屏蔽以横向游隙围封所述涂覆喷嘴(24)。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的设备(1),其进一步包括激光屏蔽(74),其中,所述激光屏蔽(74)可拆卸地安装至所述涂覆喷嘴保持器(26)。
15.根据权利要求13或14所述的设备(1),其中,所述激光屏蔽(74)包括:安装部分(76),其可拆卸地安装至所述涂覆喷嘴保持器(26)或所述涂覆装置(10)的底部;以及屏蔽部分(80),其被保持在所述安装部分(76)处,以便相对于所述安装部分(76)可移动至在其中所述涂覆喷嘴(24)的尖端与所述屏蔽部分(80)的尖端处于同一水平面的缩回位置,与在其中所述涂覆喷嘴(24)的尖端完全围封在所述屏蔽部分(80)内的延伸位置之间的任何位置。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的设备(1),其中,所述激光屏蔽(74)包括连接端口(84),所述连接端口被构造成连接至真空源和/或惰性气体源。
17.根据前述权利要求1至16中任一项所述的设备(1),其进一步包括激光耦合单元(48),所述激光耦合单元被构造成将激光束(46)耦合至所述激光导管(12)中,并且包括对所述激光束(46)透明的光学窗(50)。
18.根据前述权利要求1至17中任一项所述的设备(1),其中,所述输送装置(34)被构造成将焊料体(2)从所述引导导管(34)转移至所述滴滴落入口(20),
其中,所述输送装置(34)包括具有至少一个接收孔(40)的运送元件(38),
所述至少一个接收孔(40)被构造成接收焊料体(2)以沿着预定的移动路径将焊料体从所述引导导管(36)运送至所述滴落入口(20),并且
所述设备(1)进一步包括光学传感器(86),所述光学传感器沿着所述引导导管(36)与所述滴落入口(20)之间的移动路径设置,并且被构造成检测所述至少一个接收孔(40)内焊料体(2)的存在或不存在。
19.根据权利要求18所述的设备(1),其进一步包括控制单元,所述控制单元被构造成控制所述输送装置(34)的移动,并在所述光学传感器(86)检测到所述至少一个接收孔(40)内不存在焊料体(2)的情况下调整所述输送装置(34)的移动模式。
20.根据前述权利要求1至19中任一项所述的设备(1),其进一步包括:激光源,其被构造成将激光束(46)耦合至所述激光导管(12)中;以及控制单元,其被构造成操作所述激光源以便以脉冲调制方式发射所述激光束(46)。
21.根据前述权利要求1至20中任一项所述的设备(1),其进一步包括助焊剂分配器(92),所述助焊剂分配器被构造成将助焊剂(94)分配至离开所述涂覆喷嘴(24)的焊料体(2)。
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