CN219211982U - 一种激光焊接结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种激光焊接结构，涉及半导体的激光焊接技术领域。激光焊接结构包括半导体、单片机、底座和夹具组件，所述单片机与所述半导体的引脚连接，所述底座上放置有所述单片机，所述夹具组件内设置有风道组件和抽烟口，所述风道组件和所述抽烟口均与所述半导体和所述单片机的连接处连通。本申请提供的激光焊接结构，通过夹具组件将半导体的引脚与单片机贴合，在对半导体和单片机进行激光焊接时，通过风道组件对焊接点输送保护气体，对焊接点进行冷却和保护，通过抽烟口将焊接点的飞溅物和烟尘吸出，避免影响激光功率和焊接质量。

Description

一种激光焊接结构

技术领域

本申请涉及半导体的激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光焊接结构。

背景技术

MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)、A/D转换(Analog-to-Digital Convert，数模转换)、UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)、PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)、DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问)等周边接口，甚至LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

如今新能源行业日新月异，MCU在新能源行业里发挥的作用极为重要，在将IGBT与MCU进行焊接时，要求连接焊接部位贴合无间隙、焊接焊道美观，需要在焊接过程中，及时吹气保护和抽烟除尘处理。为此，现提供一种激光焊接结构。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种激光焊接结构。

本申请采用的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种激光焊接结构，包括：

半导体；

单片机，所述单片机与所述半导体的引脚连接；

底座，所述底座上放置有所述单片机；

夹具组件，所述夹具组件内设置有风道组件和抽烟口，所述风道组件和所述抽烟口均与所述半导体和所述单片机的连接处连通。

在一个实施例中，所述夹具组件包括驱动装置和压块，所述驱动装置与所述压块连接，驱动所述压块上升或下降，以实现所述压块将所述半导体的引脚与所述单片机贴合。

在一个实施例中，所述驱动装置包括两个固定块、下压板和气缸，两个所述固定块呈相对设置，所述下压板设置于两个所述固定块之间，所述气缸安装于所述固定块上，所述下压板的两端与所述气缸的输出端连接，所述压块安装于所述下压板的中部。

在一个实施例中，所述下压板背离所述压块的一侧开设有多个第一激光通孔，所述压块上设置有多个第二激光通孔，所述第一激光通孔与所述第二激光通孔同轴设置。

在一个实施例中，所述压块的底侧设置有压脚，所述压脚呈中空结构且与所述第二激光通孔连通。

在一个实施例中，所述压块的中部设置有凹陷，所述凹陷上设置有盖板已形成抽烟通道，所述抽烟通道与所述第二激光通孔连通，所述压块的一侧设置有抽烟口，所述抽烟口与所述抽烟通道连通。

在一个实施例中，所述压块上设置有多个吹气口，所述吹气口设置于所述第二激光通孔的周侧。

在一个实施例中，所述压脚靠近所述吹气口的一侧内部设置有导流板。

在一个实施例中，所述下压板包括第一下压板和第二下压板，所述第一下压板上和所述第二下压板上均安装有压块，所述第一下压板的两端和所述第二下压板的两端均设置有所述气缸。

在一个实施例中，所述压块上设置有多个导向销和弹簧，所述导向销的一端与所述压块连接，另一端穿设于所述下压板，所述弹簧套设于所述导向销上，所述弹簧位于所述下压板和所述压块之间。

相对于现有技术，本申请的有益效果是：本申请提出一种激光焊接结构，可应用于半导体与单片机的焊接工艺。激光焊接结构包括底座和夹具组件，其中，底座上放置有单片机，夹具组件内设置有风道组件和抽烟口，且风道组件和抽烟口均与半导体和单片机的连接处连通。如此一来，半导体的引脚在夹具组件的压力下与单片机贴合，在对半导体和单片机进行激光焊接时，通过风道组件对焊接点输送保护气体，对焊接点进行冷却和保护，通过抽烟口将焊接点的飞溅物和烟尘吸出，避免影响激光功率和焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1示出了本申请一些实施例中激光焊接结构的结构示意图；

图2示出了本申请一些实施例中激光焊接结构的刨面结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中驱动装置的结构示意图；

图4示出了本申请一些实施例中下压板的俯视结构示意图；

图5示出了本申请一些实施例中导向销的结构示意图；

图6示出了本申请一些实施例中压块的结构示意图。

主要元件符号说明：

110-夹具组件；111-固定块；112-第一下压板；113-第二下压板；114-气缸；115-压块；116-导向销；117-弹簧；118-第一激光通孔；119-抽烟口；1110-第二激光通孔；1111-第一吹气口；1112-第二吹气口；1113-盖板；120-单片机；130-底座；140-半导体。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请的实施例提供了一种激光焊接结构，可用于激光焊接工艺，主要用于半导体140与单片机120的焊接。本申请提供的激光焊接结构可将半导体140的引脚与单片机120压合，同时在焊接过程中，通过风道组件对焊接点输送保护气体，通过抽烟口119将焊接点的飞溅物和烟尘吸出，提升焊接质量。同时，解决现有技术中，由于单片机120内的位置空间有限，导致夹具的吹气和抽烟位置设置特别困难，夹具结构复杂和加工难度大的问题。本申请中，半导体140可以为IGBT。

如图1所示，激光焊接结构包括半导体140、单片机120、底座130和夹具组件110，其中，底座130放置于工作平台上，夹具组件110设置于底座130上方，半导体140和单片机120在夹具组件110的作用下被压紧贴合于底座130上，在激光的焊接下，半导体140的引脚与单片机120在夹具组件110和底座130之间被焊接。

具体的，单片机120放置于底座130上，在夹具组件110的压力下，半导体140的引脚与单片机120贴合，经过激光焊接使半导体140与单片机120焊接。夹具组件110内设置有风道组件和抽烟口119，风道组件和抽烟口119均与半导体140和单片机120的连接处连通。风道组件与外界保护气体充气装置连接，抽烟口119与外部抽烟装置连接，通过风道组件，保护气体充气装置向半导体140与单片机120的焊接点输送保护气体，对焊接点进行冷却和保护。抽烟装置通过抽烟口119将焊接点产生的飞溅物和烟尘吸出，提高激光的焊接功率和焊接质量。

一并结合图2所示，进一步地，夹具组件110包括驱动装置和压块115，驱动装置与压块115连接，在驱动装置的作用下，驱动装置驱动压块115上升或下降，进而实现对半导体140的施压，以使半导体140的引脚与单片机120贴合。

具体的，驱动装置可设置有液压缸、气缸114、直线电机等伸缩装置中的一种，本实施例中，驱动装置的驱动力由气缸114提供。在将半导体140置于单片机120上后，在驱动装置的作用下，压块115向下按压半导体140，使半导体140的引脚与单片机120贴合，便于后续的激光焊接作业。

一并结合图3所示，更进一步地，驱动装置包括两个固定块111、下压板和气缸114，夹块安装于下压板上，在气缸114的作用下，下压板进行上升和下降动作，进而实现压块115对半导体140的压合与分离。

具体的，两个固定块111呈相对设置，下压板设置与两个固定板之间，每个固定块111上均设置有气缸114，下压板的两端分别与位于固定板上的气缸114输出端连接，压块115安装于下压板的中部。通过在下压板的两端均设置有气缸114，在下压板的升降过程中，两个气缸114同时作用，对下压板的两端同时进行升降运动，可保持下压板在运动过程中始终保持水平的状态，提供装置的稳定，进而使压块115对半导体140进行压合时，压块115的压力更加均匀，在焊接过程中，半导体140与单片机120保持连接稳定，提升焊接质量。

一并结合图4所示，再进一步地，下压板背离压块115的一侧开设有多个第一激光通孔118，压块115上开设有多个第二激光通孔1110。

具体的，外部激光焊接机置于激光焊接结构的上方，第二激光通孔1110与第一激光通孔118对应设置且二者的轴线重合，第二激光通孔1110与半导体140和单片机120的连接处连通，焊接激光依次通过第一激光通孔118和第二激光通孔1110射至半导体140和单片机120的焊接点进行焊接作业。

第一激光通孔118、第二激光通孔1110和半导体140存在一一对应的关系，以满足每个半导体140在与单片机120焊接时，保持密封焊接状态，同时贴合稳定，保障半导体140的焊接质量。

再进一步地，在压块115的底侧设置有多个压脚，压脚呈中空结构且与第二激光通孔1110连通。

具体的，压脚与第二激光通孔1110对应设置，即，每一个第二激光通孔1110的下方均设置有一个压脚，压脚相较于压块115突出，且压脚的界面呈V型结构，压脚的端部设为通空，以便于压脚的侧壁对半导体140的周侧引脚进行施压，在压脚将半导体140的引脚与单片机120压合后，激光从压脚的通孔处射入进行焊接作业。

一并结合图6所示，再进一步地，在压块115的中部设置有凹陷，多个第二激光通孔1110分别位于凹陷的两侧，凹陷上方设置有盖板1113，以形成抽烟通道，抽烟通道与两侧的第二激光通孔1110连通。

具体的，抽烟口119设置于夹块未设有第二激光通孔1110的一侧，抽烟口119与抽烟通道连通，在外部抽烟装置与抽烟口119连接后，通过抽烟口119从两侧的第二激光通孔1110处产生的飞溅物和烟尘排出。

再进一步地，风道组件包括多个吹气口，吹气口分布于第二激光通孔1110的周侧。

如图6所示，具体的，吹气口包括第一吹气口1111和第二吹气口1112，第一吹气口1111可分为左吹气口和右吹气口，第二吹气口1112可分为前吹气口和后吹气口。在排烟口的两侧均设置有第二激光通孔1110，位于左侧的第二激光通孔1110边侧设置有左吹气口，位于右侧的第二激光通孔1110边侧设置有右吹气口，前吹气口位于压块115设有排烟口的一侧，后吹气口位于压块115远离排烟口的一侧。第一吹气口1111和第二吹气口1112均与外部保护气体系统连接，进而使保护气体从不同的方向向焊接点输送。

再进一步地，压脚靠近吹气口的一侧内部设置有导流板。

具体的，第二激光通孔1110设置有吹气口的一侧，压脚内部便设有导流板，如位于左侧的第二激光通孔1110边侧设置有左吹气口，压脚内部便设置有左导流板，相应的，位于右侧的第二激光通孔1110边侧设置有右吹气口，压脚内部便设置有右导流板，靠近后吹气口的压脚内部设置有后导流板，靠近前吹气口的压脚内部设置有前导流板。在导流板的导向下，外部保护气体可充分进入压脚内，以对焊接点进行保护和冷却。由于多个第二激光通孔1110通过排烟通道连通，使每个压脚内均能接受来自不同方向的保护气体，以满足焊接过程的保护要求。

如图5所示，在一些实施例中，下压板包括第一下压板112和第二下压板113，第一下压板112上和第二下压板113上均安装有压块115，第一下压板112的两端和第二下压板113的两端均设置有气缸114。

具体的，两个固定块111上均对应设置有两个气缸114，第一下压板112和第二下压板113的两端分别与两组气缸114连接，通过两组气缸114和压块115的设置，可应对不同的焊接工艺，两个压块115可分别进行作业，满足复杂焊接工艺的需求。

在一些实施例中，压块115上设置有多个导向销116和弹簧117，导向销116的一端与压块115连接，另一端穿设于下压板，弹簧117套设于导向销116上，弹簧117位于下压板和压块115之间。

具体的，导向销116位于压块115远离压脚的一侧，在气缸114带动下压板和压块115下降的过程，在弹簧117的张力下，压块115与下压板始终保持稳定。在压块115的下压和松开运动过程中，弹簧117起到均匀调节和分布下压力的作用，保证压下状态时，半导体140和单片机120需要焊接的连接处处于贴合状态，保证焊接质量要求。

本申请的工作原理为：

在将半导体140和单片机120放置于底座130上后，通过调节气缸114使下压板和压块115向下移动，压块115的压脚将半导体140的引脚与单片机120压紧，由于压脚的V型开口结构设置，压脚的周侧紧压半导体140的引脚，使焊接部位处于密封状态，同时也避免遮挡焊接激光。在焊接过程中，通过外部保护气体系统与压块115上的风道口，并通过导流板对焊接点输送不同方向的保护气体，对焊接点进行保护，避免氧化和材料冷却，同时，通过外部抽烟装置从抽烟口119处将焊接点产生的飞溅物和烟尘吸出，避免污染焊接工件和影响激光焊接效果。在气缸114的驱动过程中，由于压块115受力不均且不可调整，将会影响半导体140的压合状态，通过导向销116和弹簧117的设置，通过导向销116调整弹簧117的受力形变量对压块115与下压板之间的压紧力进行调节，使压块115满足半导体140和单片机120的压合力度，同时也避免因压力过大而损坏焊接件。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种激光焊接结构，其特征在于，包括：

半导体；

单片机，所述单片机与所述半导体的引脚连接；

底座，所述底座上放置有所述单片机；

夹具组件，所述夹具组件内设置有风道组件和抽烟口，所述风道组件和所述抽烟口均与所述半导体和所述单片机的连接处连通。

2.根据权利要求1所述的激光焊接结构，其特征在于，所述夹具组件包括驱动装置和压块，所述驱动装置与所述压块连接，驱动所述压块上升或下降，以实现所述压块将所述半导体的引脚与所述单片机贴合。

3.根据权利要求2所述的激光焊接结构，其特征在于，所述驱动装置包括两个固定块、下压板和气缸，两个所述固定块呈相对设置，所述下压板设置于两个所述固定块之间，所述气缸安装于所述固定块上，所述下压板的两端与所述气缸的输出端连接，所述压块安装于所述下压板的中部。

4.根据权利要求3所述的激光焊接结构，其特征在于，所述下压板背离所述压块的一侧开设有多个第一激光通孔，所述压块上设置有多个第二激光通孔，所述第一激光通孔与所述第二激光通孔同轴设置。

5.根据权利要求4所述的激光焊接结构，其特征在于，所述压块的底侧设置有压脚，所述压脚呈中空结构且与所述第二激光通孔连通。

6.根据权利要求5所述的激光焊接结构，其特征在于，所述压块的中部设置有凹陷，所述凹陷上设置有盖板已形成抽烟通道，所述抽烟通道与所述第二激光通孔连通，所述压块的一侧设置有抽烟口，所述抽烟口与所述抽烟通道连通。

7.根据权利要求6所述的激光焊接结构，其特征在于，所述压块上设置有多个吹气口，所述吹气口设置于所述第二激光通孔的周侧。

8.根据权利要求7所述的激光焊接结构，其特征在于，所述压脚靠近所述吹气口的一侧内部设置有导流板。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的激光焊接结构，其特征在于，所述下压板包括第一下压板和第二下压板，所述第一下压板上和所述第二下压板上均安装有压块，所述第一下压板的两端和所述第二下压板的两端均设置有所述气缸。

10.根据权利要求9所述的激光焊接结构，其特征在于，所述压块上设置有多个导向销和弹簧，所述导向销的一端与所述压块连接，另一端穿设于所述下压板，所述弹簧套设于所述导向销上，所述弹簧位于所述下压板和所述压块之间。

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