CN203936498U - 用于单独施加焊料堆的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于单独施加焊料堆的设备，其具有输送装置以用于将所述焊料堆单独地从焊料容器输送至施加装置，其中所述输送装置具有构成为贯通孔的运输接收部，所述运输接收部能够分别从由所述焊料容器接收焊料堆的接收位置P1运动到传送位置P2中，在所述传送位置中用压缩气体加载所述焊料堆并且将所述焊料堆从所述传送位置传送到施加位置P3中、传送到所述施加装置的施加喷嘴的施加开口上，其中设有用于触发用由激光器装置发射的激光辐射加载设置在所述施加位置P3中的焊料堆的第一探测器装置和用于检测所述焊料堆的位置的第二探测器装置。

Description

用于单独施加焊料堆的设备
技术领域
本实用新型涉及一种用于单独施加焊料堆、尤其是焊球的设备，所述设备具有输送装置以用于将焊料堆从焊料容器单独输送至施加装置，其中输送装置具有构成为贯通孔的运输接收部，所述运输接收部能够分别从接收位置P1运动到传送位置P2中，在所述接收位置中接收来自焊料容器的焊料堆，在所述传送位置中，用压缩气体加载焊料堆并且将焊料堆从所述传送位置传送到施加位置P3中、传送到施加装置的施加喷嘴的施加开口上。
背景技术
开始提及类型的设备从DE 195 41 996 A1中已知。所述设备具有探测器装置以用于触发设置在施加位置中的焊料堆的加载，所述探测器装置构成为压力传感器。压力传感器检测在施加通道中构成的超压，所述超压在施加开口由设置在施加位置P3中的焊料堆封闭时出现。当焊料堆处于施加位置P3并且封堵施加开口时，以经由压力传感器进行控制的方式在达到限定的切换压力时触发激光加载。
在应用已知的设备时，通过下述方式得出焊料的检测的施加位置：焊料堆在被用激光辐射加载之前就已经贴靠在基底的要设有焊料堆的连接面上，使得施加开口是封堵的并且压力传感器提供相应的传感器输出信号以用于触发激光加载。因此，已知的设备的构成为压力传感器的探测器装置不仅用于触发激光加载、也用于检测焊料堆的位置。因此，已知的设备的探测器装置在任何情况下仅提供下述信息：焊料堆是否处于施加位置中从而焊料堆的激光加载是否能够进行。
实用新型内容
本实用新型基于下述目的，提出一种开始提及类型的设备，所述设备能够实现对激光加载的更准确的控制。
根据本实用新型的设备对此具有根据本实用新型的特征。根据本实用新型，提出一种用于单独施加焊料堆、尤其是焊球的设备，其具有输送装置以用于将所述焊料堆单独地从焊料容器输送至施加装置，其中所述输送装置具有构成为贯通孔的运输接收部，所述运输接收部能够分别从由所述焊料容器接收焊料堆的接收位置P1运动到传送位置P2中，在所述传送位置中用压缩气体加载所述焊料堆并且将所述焊料堆从所述传送位置传送到施加位置P3中、传送到所述施加装置的施加喷嘴的施加开口上，设有用于触发用由激光器装置发射的激光辐射加载设置在所述施加位置P3中的焊料堆的第一探测器装置和用于检测所述焊料堆的位置的第二探测器装置。
根据本实用新型，设备设有用于触发用由激光器装置发射的激光辐射加载设置在施加位置P3中的焊料堆的第一探测器装置，并且设备设有用于检测焊料堆的位置的第二探测器装置。
提供第二探测器装置能够实现对激光加载的准确的控制，除了用于触发激光加载的第一探测器装置之外所述第二探测器装置提供与第一探测器装置无关的关于焊料堆的位置的信息，因为借以进行激光加载的方式方法由此能够依据焊料堆的位置进行。
在根据本实用新型的设备的一个优选的实施形式中，与将压力传感器用于触发激光加载的已知的设备不同，在构成为光学的传感器装置的第一探测器装置中使用反射传感器，所述反射传感器检测由焊料堆反射的反射辐射，使得本来就用作为用于用熔化能量加载焊料堆的能量源的激光器装置同时提供介质、即激光辐射，以便能够借助于光学传感器实现对焊料的探测。作为第二探测器装置使用压力传感器，然而，所述压力传感器不用于触发激光加载，而是用于检测焊料堆的位置，使得压力传感器的高的压力输出信号提供下述信息：焊料堆封堵施加开口，即仍安置在施加装置之内，相反地，压力传感器的低的压力输出信号提供下述信息：施加开口是空出的，即焊料堆已经处于在基底的连接面上的位置中。
在根据本实用新型的设备运行时，激光装置以至少两个功率级运行，其中在第一功率级中，发射具有相对小的能量密度的所谓的“引导射束”，所述引导射束在射到设置在施加开口中的焊料堆上时能够实现构成反射辐射，所述反射辐射由反射传感器检测。那么，当基于通过反射传感器对反射辐射进行探测而确定焊料堆处于施加位置P3时，在激光器装置的第二功率级中用具有明显升高的功率密度的激光辐射加载焊料堆，所述激光辐射能够实现至少部分地熔化焊料堆从而借助于压缩气体将焊料堆从施加装置中排出。由于释放开口，出现能够通过压力传感器确定的压力降，所述压力降限定释放施加开口的准确的时刻，从而例如能够实现测定在激光器功率和在连接面上进行施加的时刻之间的关系。
还特别有利的是，第一探测器装置除了对由设置在施加喷嘴的施加开口中的焊料堆反射的反射辐射进行检测的反射传感器之外还具有光学的温度传感器，所述温度传感器检测由焊料堆发射的红外辐射。通过将光学的温度传感器集成到探测器装置中，所述探测器装置不仅能够用于触发将焊料堆通过激光器装置来激光加载，而且也能够用于确定焊料堆的温度。焊料堆的温度尤其能够根据在焊料堆的温度和焊料堆熔化状态之间的经验测定的关系实现优化激光器装置的参数设定。现在，如果将相应的温度输出信号与第二探测器装置的压力传感器的压力输出信号叠加，例如能够依据焊料堆的温度、即依据焊料堆的熔化状态进行压缩气体加载以用于将焊料堆从施加开口排出。
尤其当温度传感器与激光器装置的控制装置连接以使得控制装置依据温度传感器输出信号对激光器装置的运行进行控制时，能够在现场、即在设备运行期间进行对激光器装置的优化的设定。因此，例如能够在焊料堆的温度过高的情况下减小激光器装置的功率。
在一个优选的实施形式中，第一探测器装置独立于施加装置构成并且借助于耦合装置与施加喷嘴的施加开口光学地连接。由此，第一探测器装置可独立于设备设置，使得第一探测器装置不必一定要构造在设备的壳体上。因此，壳体并且尤其是施加装置可相对简单地构成。
证实为尤其有利的是，耦合装置不仅用于在施加开口和第一探测器装置之间的光学连接、而且也用于在施加开口和激光器装置之间的光学连接，使得由于耦合装置的多重功能，能够进一步简化设备的构造。
当耦合装置在施加通道的与施加开口相对置的上端上设置在设备的壳体上部件的上侧上并且不仅具有透明的耦合面以用于建立在施加开口和激光器装置之间的光学连接、而且具有射束偏转装置以用于将由焊料堆反射的反射辐射偏转至第一探测器装置时，一方面得出耦合装置的紧凑的构造，另一方面耦合装置暴露地设置在壳体的上侧上，使得第一探测器装置能够任意地设置在设备周围。
当耦合面由射束偏转装置构成时，得出耦合装置的尤其简单的构造。尤其地，通过射束偏转装置的所述双重功能，能够实现构成小型的耦合装置，这尤其在值得期望的质量减小方面迎合了设备。
在上文中阐述的能够实现双重功能的射束偏转装置的尤其紧凑和简单的设计方案能够通过下述方式进行：射束偏转装置构成为半透光的镜，所述镜相对于光学轴线以45°的角度设置在激光器装置和施加开口之间。
附图说明
附图示出：
图1示出用于单独施加焊料堆的设备的等轴视图；
图2示出在图1中示出的设备的剖面图；
图3示出在图2中示出的设备的输送装置的俯视图；
图4示出在图1和2中示出的设备的设备壳体的俯视图。
具体实施方式
在图1和2中示出用于单独施加焊料堆11的设备10，其中焊料堆11在当前情况下构成为焊料球，所述焊料球为了储存而容纳在焊料容器12中，所述焊料容器设置在设备壳体15的壳体上部件14的上侧13上。在壳体上部件14中，在连接开口16（图4）之下构成有焊料通道17，所述焊料通道能够实现：如在图1中示出的那样，焊料堆11从焊料容器12到达到构成为圆形输送盘的输送装置19的构成为贯通孔的运输接收部18（图3）中，所述输送装置在壳体上部件14和壳体下部件20之间容纳在圆形输送空间21中。为了构成圆形输送空间21，在壳体上部件14和壳体下部件20之间与输送装置19同心地设置有壳体环22。
能够在其驱动端23上与在此没有详细示出的马达驱动装置耦联的输送轴24位于壳体上部件14中，所述输送轴经由在其输出端25上设置的驱动栓26能够实现围绕旋转轴线28转动驱动输送装置19，所述驱动栓嵌接到在图3中示出的输送装置19的接合开口27中。
如图3示出的，除了等距地设置在输送装置19的输送圆29上的运输接收部18之外，输送装置19具有控制圆30，所述控制圆同心地并且在当前情况下设置在输送圆29之内并且分别在与运输接收部18的共同的径向轴线50上具有控制孔31。所述控制孔31与设置在设备壳体15中的、在此没有详细示出的光栅装置共同作用并且能够实现对输送装置19围绕旋转轴线28的节拍式的（getakteten）圆形输送运动的控制，使得在输送装置19的输送方向32上，运输接收部18从与焊料容器12连接的焊料通道17之下的接收位置P1分别以输送圆29的分度t在输送方向32上向前运动并且到达到传送位置P2中，在所述传送位置中，运输接收部18设置成与在壳体下部件20中构成的运送通道41是同轴或对齐的，所述运送通道从传送位置P2延伸至施加装置33并且借助输出端34通到施加装置33的施加通道35中。
如图2示出的，施加装置33在其下端上具有可更换地设置在壳体下部件20上的具有施加开口37的施加喷嘴36，所述施加开口在当前情况下在其直径方面与焊料堆11的直径相比设定成更小，使得从传送位置P2传送至施加喷嘴36的焊料堆11在施加位置P3中贴靠在施加开口37的开口边缘上。施加喷嘴36在当前情况下借助于锁紧螺母62与壳体下部件20拧紧，其中施加喷嘴36到壳体下部件20上的连接为了相对于壳体下部件20密封而具有密封件58。
在施加通道35的上端上，在设备壳体15的上侧13上设置有耦合装置38，所述耦合装置设有透明的耦合面39。经由耦合面39，能够实现用激光辐射40加载设置在施加位置P3中的焊料堆11，所述激光辐射由在此没有详细示出的激光器装置发射。
耦合面39在该情况下通过半透光的镜63的上侧构成，所述镜以角度α=45°设置于在施加开口37和在此没有详细示出的、发射激光辐射40的激光器装置之间伸展的光学轴线64上。
在设备的在图2中示出的构造中，焊料堆11在施加位置P3中位于施加开口37处。在此，焊料11贴靠在施加开口37的内部的开口边缘上。
如图2示出的，在施加通道35的与施加开口37相对置的上端处设置在壳体上部件14的上侧13上的耦合装置38具有相对于光学轴线64同轴设置的辐射通道65和垂直于光学轴线64设置的反射通道66。半透光的镜63借助在此通过镜63的下侧形成的反射面67设置在反射通道66与辐射通道65的交点S处。在相对于光学轴线以反射角度β=90°设置的反射轴线68上设有探测器装置69，所述探测器装置具有反射传感器70和温度传感器71并且在当前情况下与设备壳体15无关地构成。
当用由激光器装置发射的激光辐射40加载设置在施加位置P3中的焊料堆11时，在焊料堆11的表面上实现至少部分地反射激光辐射40，使得由焊料11反射的反射辐射72反射到半透光的镜63的反射面67上，并且从所述反射面沿着反射轴线68到达探测器装置69，在所述探测器装置中，借助于在该情况下同样构成为半透光的镜75的分束器将反射射束72分成射到反射传感器70上的反射传感器射束73和射到温度传感器71上的温度传感器射束74。
在设备运行时，激光器装置在两个功率级中运行，使得激光辐射40在第一功率级中作为具有相对小的能量密度的引导射束发射，所述引导射束作为反射辐射72由设置在施加位置P3中的焊料堆11反射并且作为反射传感器射束73射到反射传感器70上。
当基于通过反射传感器70进行的对反射辐射72的探测确定焊料堆11位于施加位置P3时，以通过反射传感器输出信号76触发的方式将激光器装置切换到第二功率级中，在所述第二功率级中，激光辐射40作为具有升高的功率密度的功率辐射发射。功率辐射引起焊料堆11的至少部分的熔化，其中包含在反射辐射72中的红外辐射部分由温度传感器71检测并且生成相应的温度传感器输出信号77。温度传感器输出信号77能够实现确定焊料堆11的温度，使得温度传感器输出信号77例如能够用于：根据需要设定激光辐射40的功率和/或脉冲持续时间，使得实现焊料堆11的期望的温度和期望的熔化状态。
借助于压缩气体加载将由于激光加载而至少部分熔化的焊料堆11经由通到施加通道35中的运送通道41通过施加开口37喷出并且施加向基底52的接触面51。
在此，压缩气体加载例如能够依据下述内容进行：在通过反射传感器70探测到施加位置P3中的焊料堆之后，并且在经过预设的用功率辐射加载焊料堆11的时间段之后，触发压缩气体加载。
当然，也可行的是，运行设备，使得压缩气体加载与下述内容相关地进行：经由温度传感器71确定焊料堆11的限定的熔化状态。
为了压缩气体加载，壳体上部件14具有在图1和4中示出的压缩气体接口42，所述压缩气体接口经由压缩气体通道43与在壳体上部件14中在传送位置P2之上与在壳体下部件20中构成的运送通道41的上端相对置地构成的焊料堆接收空间53连接。借助于设置在焊料堆接收空间53中的焊料堆11的压缩气体加载，也将焊料堆11运送到在施加喷嘴的施加开口37处的施加位置P3中。
如图2继续示出的，除了第一探测器装置69之外，设有第二探测器装置80，所述第二探测器装置具有压力传感器44，所述压力传感器经由压力孔45与在施加装置33的施加通道35中在施加开口37和透明的气密的隔板60之间限定的压力腔61连接，所述隔板设置在耦合装置38的壳体46的下部轴向端部上。压力传感器44检测在压力腔61中出现的压力降，所述压力降在下述情况下产生：施加开口37在排出通过激光加载至少部分地熔化的焊料堆11之后又空出，即焊料堆11不再处于施加位置P3中，而是处于其在基底52的接触面51上的接触位置中。
现在，依据借此得出的关于焊料堆11的位置的信息，能够重新对焊料堆11进行激光加载，其中对引导射束的加载和对由第一探测器装置69产生的反射传感器输出信号76的评估能够实现关于与接触面51连接的焊料堆11的表面形状的结论，因为凹形的表面的反射性能不同于凸形的表面的反射性能。原则上，反射辐射72的从焊料堆11的凹形的表面通过施加开口37向回到达探测器装置69的部分小于反射辐射72的从焊料堆11的凸形的表面通过施加开口37向回到达探测器装置69的部分。
经由施加到接触面51上的焊料堆11的表面形状得到的信息能够用于在第二功率级中、即当为了熔化在施加位置P3中设置在施加开口37中的焊料堆11而发射功率射束时改变激光器功率，使得在将焊料堆11从施加开口37中排出之后实现在接触位置中在接触面上施加的焊料堆11的期望的表面形状。

Claims (10)

1.一种用于单独施加焊料堆(11)的设备(10)，其具有输送装置(19)以用于将所述焊料堆单独地从焊料容器(12)输送至施加装置(33)，其中所述输送装置具有构成为贯通孔的运输接收部(18)，所述运输接收部能够分别从由所述焊料容器接收焊料堆的接收位置P1运动到传送位置P2中，在所述传送位置中用压缩气体加载所述焊料堆并且将所述焊料堆从所述传送位置传送到施加位置P3中、传送到所述施加装置的施加喷嘴(36)的施加开口(37)上， 
其特征在于， 
设有用于触发用由激光器装置发射的激光辐射加载设置在所述施加位置P3中的焊料堆的第一探测器装置(69)和用于检测所述焊料堆的位置的第二探测器装置(80)。 
2.根据权利要求1所述的设备， 
其特征在于，所述焊料堆是焊球。 
3.根据权利要求1或2所述的设备， 
其特征在于， 
所述第一探测器装置(69)构成为包括反射传感器(70)的光学的传感器装置，所述反射传感器检测由所述焊料堆(11)反射的反射辐射(72)，并且所述第二探测器装置(80)具有压力传感器(44)，所述压力传感器对在所述施加装置(33)中在设置在所述传送位置P2中的运输接收部(18)和所述施加喷嘴(36)的施加开口(37)之间构成的压力腔中的气体压力进行测量。 
4.根据权利要求3所述的设备， 
其特征在于， 
所述第一探测器装置(69)除了所述反射传感器(70)之外还具有光学的温度传感器(71)，所述反射传感器检测由设置在所述施加喷嘴(36)的所述施加开口(37)中的所述焊料堆(11)反射的反射辐射(72)，所述温度传感器检测由所述焊料堆发射的红外辐射。 
5.根据权利要求4所述的设备， 
其特征在于， 
所述温度传感器(71)与所述激光器装置的控制装置连接，使得所述控制装置依据温度传感器输出信号(77)对所述激光器装置的运行进行控制。 
6.根据权利要求1或2所述的设备， 
其特征在于， 
所述第一探测器装置(69)独立于所述施加装置(33)构成并且借助于耦合装置(38)与所述施加喷嘴(36)的所述施加开口(37)光学地连接。 
7.根据权利要求6所述的设备， 
其特征在于， 
所述耦合装置(38)不仅用于在所述施加开口(37)和所述第一探测器装置(69)之间的光学连接、而且也用于在所述施加开口和所述激光器装置之间的光学连接。 
8.根据权利要求7所述的设备， 
其特征在于， 
所述耦合装置(38)在施加通道(35)的与所述施加开口(37)相对置的上端上设置在所述设备的壳体上部件(14)的上侧(13)上，并且所述耦合装置不仅具有透明的耦合面(39)以用于建立在所述施加开口和所述激光器装置之间的光学连接、而且具有射束偏转装置以用于将所反射的反射辐射(72)偏转至所述第一探测器装置(69)。 
9.根据权利要求8所述的设备， 
其特征在于， 
所述耦合面(39)由所述射束偏转装置构成。 
10.根据权利要求9所述的设备， 
其特征在于， 
所述射束偏转装置构成为半透光的镜(63)，所述镜相对于光学轴线(64)以45°的角度设置在所述激光器装置和所述施加开口(37)之间。 
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