DE102022120336A1 - Lasergestützte Lötvorrichtung und Lotaufbringungsmaschine - Google Patents

Lasergestützte Lötvorrichtung und Lotaufbringungsmaschine Download PDF

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Matthias Fettke
Jan Hoffmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine lasergestützte Lötvorrichtung (20) aufweisend einen Lotausstoßabschnitt (10), der eine Lotkörperhaltekapillare (17) zum Halten eines durch einen Laserstrahl (7) zu verflüssigenden Lotkörpers (27) aufweist, und eine Laserkopplungseinheit (1) aufweisend einen Körper (2) mit einem Laserdurchgangskanal (3), der sich in Längsrichtung durch den Körper (2) erstreckt. Ein für den Laserstrahl (7) durchlässiges optisches Fenster (6) ist auf der Seite eines Lasereingangs (4) vorhanden und auf der Seite eines Laserausgangs (5) ist ein Befestigungsabschnitt (8), der an der lasergestützten Lötvorrichtung (20) befestigt ist, vorgesehen. Ein Druckgaszuführkanal (11) ist mit dem Laserdurchgangskanal (3) verbunden. Der Laserdurchgangskanal (3) ist mit der Lotkörperhaltekapillare (17) verbunden und zu dieser fluchtend ausgerichtet ist. Der Lotausstoßabschnitt (10) ist mit einem Druckgaszuführkanal (18) versehen, der mit der Lotkörperhaltekapillare (17) verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine lasergestützte Lötvorrichtung aufweisend einen Lotausstoßabschnitt, der eine Lotkörperhaltekapillare zum Halten eines durch einen Laserstrahl zu verflüssigenden Lotkörpers aufweist, und eine Laserkopplungseinheit zum Einkoppeln / Einbringen des Laserstrahls in die lasergestützte Lötvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Offenbarung eine Lotaufbringungsmaschine.
  • Vorrichtungen zum Aufbringen von Lotkörpern, d.h. Lotkugeln, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. In diesem Zusammenhang wird zum Beispiel auf die US 10,286,470 B2 verwiesen. Dieses Dokument offenbart eine Vorrichtung zum separaten Auftragen von Lotmaterialdepots. In einer solchen Vorrichtung wird üblicherweise eine Kapillare mit einzelnen Lotkugeln gefüllt, von wo aus die Lotkugeln aufgeschmolzen und einzeln auf das entsprechende zu fertigende elektronische Bauteil aufgebracht werden. Die Lotkugeln werden in der Regel unter Einsatz von Druckgas in die Kapillare gedrückt.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass während des Schmelzens des Lotkörpers in der Kapillare und während des Auftragens des verflüssigten Lotkörpers auf das elektronische Bauteil ein Verunreinigungsstrom innerhalb der Kapillare entgegen der Zuführrichtung des Laserstrahls bzw. weg vom zu lötenden elektronischen Bauteil fließen kann. Die Verunreinigungen, die Rauch, Lötspritzer und Feststoffteilchen enthalten, können sich auf Bauteilen ablagern, die sich näher an der Laserquelle befinden, wie ein am Eingang eines Laserdurchgangs der Vorrichtung angeordnetes Fenster. Dies wiederum wirkt sich negativ auf die Effizienz des Erwärmungsprozesses des Lotkörpers durch den Laserstrahl aus.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, den Wartungsaufwand einer Lötvorrichtung, die einen Laserstrahl zum Auftragen von Lotkörpern verwendet, zu minimieren.
  • Diese Aufgabe wird durch die lasergestützte Lötvorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch 1 und die Lotaufbringungsmaschine nach dem unabhängigen Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Offenbarung offenbart eine lasergestützte Lötvorrichtung aufweisend einen Lotausstoßabschnitt, der eine Lotkörperhaltekapillare zum Halten eines durch einen Laserstrahl zu verflüssigenden Lotkörpers aufweist, und eine Laserkopplungseinheit zum Einkoppeln des Laserstrahls in eine lasergestützte Lötvorrichtung. Die Laserkopplungseinheit weist einen Körper mit einem Laserdurchgangskanal, der sich in Längsrichtung durch den Körper von einem Lasereingang zu einem Laserausgang erstreckt, auf. Auf der Seite des Lasereingangs ist ein für einen Laserstrahl durchlässiges optisches Fenster vorgesehen und auf der Seite des Laserausgangs ist ein Befestigungsabschnitt, der an der lasergestützten Lötvorrichtung befestigt ist, vorgesehen. Ein (erster) Druckgaszuführkanal ist mit dem Laserdurchgangskanal an einer zwischen dem Fenster und dem Befestigungsabschnitt angeordneten Anbindungsstelle verbunden. Der Laserdurchgangskanal der Laserkopplungseinheit ist mit der Lotkörperhaltekapillare verbunden und zu dieser fluchtend ausgerichtet ist. Dadurch ergibt sich eine effizient steuerbare Lötvorrichtung, die kompakt aufgebaut ist. Vorzugsweise ist die Lötvorrichtung als Bearbeitungskopf für einen Roboter ausgebildet.
  • Des Weiteren ist der Lotausstoßabschnitt mit einem (zweiten) Druckgaszuführkanal versehen, der mit der Lotkörperhaltekapillare an einer Anbindungsstelle verbunden ist, die zwischen dem Laserausgang und einer Ausstoßdüse der Lotkörperhaltekapillare angeordnet ist. Dadurch wird die spezifische Steuerung des Lotausstoßabschnitts auf geschickte Weise verbessert.
  • Somit wird durch den Einsatz der Laserkopplungseinheit in der lasergestützten Lötvorrichtung ein zusätzlicher Gasdruckanschluss vorgesehen, um einen zusätzlichen Druckgasstrom zu erzeugen, der entgegen einen auftretenden Verunreinigungsstrom gerichtet ist. Dadurch wird die Ablagerung von Rückständen auf dem Fenster während des Laserbetriebs und des Lötvorgangs vermieden. Die Lebensdauer des Fensters erhöht sich und die stetig steigenden optischen Verluste durch zunehmende Verunreinigungen auf der Fensteroberfläche werden vermieden oder zumindest deutlich verlangsamt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Lötvorrichtung sind der (erste) Druckgaszuführkanal der Laserkopplungseinheit und der (zweite) Druckgaszuführkanal des Lotausstoßabschnitts mit einem gemeinsamen Druckgasreservoir verbunden. Dies trägt dazu bei, die Komplexität der Vorrichtung weiter zu reduzieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Lötvorrichtung ist der (erste) Druckgaszuführkanal der Laserkopplungseinheit mit einem anderen Druckgasreservoir verbunden als der (zweite) Druckgaszuführkanal des Lotausstoßabschnitts. Dies ermöglicht eine verbesserte Steuerung der Lötvorrichtung.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Lötvorrichtung sieht vor, dass ein erstes Druckgasreservoir, das mit dem (ersten) Druckgaszuführkanal der Laserkopplungseinheit verbunden ist, den gleichen oder einen höheren Druck aufweist als ein zweites Druckgasreservoir, das mit dem (zweiten) Druckgaszuführkanal des Lotausstoßabschnitts verbunden ist. Dies trägt zusätzlich dazu bei, dass ein Verunreinigungsstrom in Richtung des Fensters der Laserkopplungseinheit vermieden wird.
  • Gemäß weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Körper rohrförmig. Dadurch hat die Laserkopplungseinheit eine kompakte Form, die platzsparend an der Lötvorrichtung angeordnet werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Auslass des (ersten) Druckgaszuführkanals auf den Laserausgang gerichtet. Dies ermöglicht eine noch kompaktere Bauweise.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung verläuft der (erste) Druckgaszuführkanal geradlinig und in einem spitzen Winkel zum Laserdurchgangskanal. Dies ermöglicht eine platzsparende Fixierung einer entsprechenden Rohrleitung zu einem Druckgasreservoir.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung erstreckt sich der (erste) Druckgaszuführkanal linear / geradlinig und senkrecht zum Laserdurchgangskanal. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise des Gehäuses in seiner Längsrichtung.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es von Vorteil, wenn der Laserdurchgangskanal vollständig linear / geradlinig (durch den gesamten Körper) verläuft. Dies hilft, die Struktur des Körpers möglichst einfach zu halten und vereinfacht somit den Herstellungsprozess.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der Körper einen mit dem Befestigungsabschnitt versehenen Hauptkörperteil und einen das Fenster haltenden Fensterkörperteil auf. Vorzugsweise ist der Fensterkörperteil auf einer dem Befestigungsabschnitt gegenüberliegenden Seite an dem Hauptkörperteil (vorzugsweise lösbar) befestigt. Dadurch wird der Herstellungsaufwand weiter reduziert.
  • In diesem Zusammenhang ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, dass der Fensterkörperteil über eine Schraubverbindung mit dem Hauptkörperteil verbunden ist. Vorzugsweise ist der Fensterkörperteil mit einem Gewindeabschnitt versehen, der in den Hauptkörperteil (vorzugsweise in ein Innengewinde des Hauptkörperteils) eingeschraubt ist. Dadurch wird auch der Wartungsaufwand reduziert.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der Körper einen Druckgasanschlusskörperteil zum Zuführen von Druckgas zu dem (ersten) Druckgaszuführkanal auf, wobei der Druckgasanschlusskörperteil, vorzugsweise lösbar, mit dem Körper verbunden / an dem Hauptkörperteil befestigt ist. Dadurch wird der Anschluss einer Rohrleitung zu einer Druckgasquelle hin erleichtert.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Befestigungsabschnitt als Gewindestutzen / Gewindehülse ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Montage der Laserkopplungseinheit an eine lasergestützte Lötvorrichtung.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lotaufbringungsmaschine, die eine lasergestützte Lötvorrichtung nach einem der vorhergehenden Aspekte und eine Lasererzeugungsvorrichtung, die zur Erzeugung eines Laserstrahls zum Einstrahlen in den Laserdurchgangskanal angeordnet und ausgebildet ist, aufweist.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf mehrere Zeichnungen beschrieben:
    • 1 zeigt eine Längsschnittansicht einer Laserkopplungseinheit eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Offenbarung, wobei ein (erster) Druckgaszuführkanal linear und in einem spitzen Winkel zu dem Laserdurchgangskanal eines rohrförmigen Körpers der Laserkopplungseinheit verläuft,
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Laserkopplungseinheit von 1,
    • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer lasergestützten Lötvorrichtung, die einen Lotausstoßabschnitt und die Laserkopplungseinheit der 1 und 2 aufweist,
    • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Laserkopplungseinheit eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Offenbarung, wobei sich der (erste) Druckgaszuführkanal linear und senkrecht zum Laserdurchgangskanal des rohrförmigen Körpers erstreckt,
    • 5 zeigt eine Schnittdarstellung der Lötvorrichtung von 3 mit einer vereinfachten Darstellung des Lotausstoßabschnitts, jedoch mit zusätzlichen Elementen, die eine Lotaufbringungsmaschine bilden.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Offenbarung. Es sei darauf hingewiesen, dass z. B. in Bezug auf 5 der Einfachheit halber mehrere „Kanäle“ / „Passagen“ / „Durchgänge“ in derselben Querschnittsebene der lasergestützten Lötvorrichtung liegend dargestellt sind, wobei solche „Durchgänge“ in Wirklichkeit in verschiedenen Querschnittsebenen der lasergestützten Lötvorrichtung liegen können. Außerdem werden die gleichen Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In den 3 und 5 ist eine lasergestützte Lötvorrichtung 20 zum Löten eines elektronischen Bauteils 22, wie einer Leiterplatte, zu erkennen. Die Lötvorrichtung 20 ist als Maschinenkopf / Bondkopf ausgebildet. Das bevorzugte Einsatzgebiet der Lötvorrichtung 20 ist daher eine Lotaufbringungsmaschine 21, wie sie in 5 vereinfacht dargestellt ist.
  • Die Lotaufbringungsmaschine 21 weist unter anderem eine Lasererzeugungsvorrichtung 23, die zur Erzeugung eines Laserstrahls 7 konfiguriert ist, auf. Darüber hinaus weist die Lotaufbringungsmaschine 21 ein Robotersystem zum Bewegen der Lötvorrichtung 20 und zum Steuern des von der Lasererzeugungsvorrichtung 23 erzeugten Laserstrahls 7 während des Betriebs. Darüber hinaus, wie nachstehend näher beschrieben, sind Druckgasreservoirs 19a, 19b zur Druckbeaufschlagung verschiedener (erster und zweiter) Druckgaszuführkanäle 11, 18 der Lötvorrichtung 20 vorgesehen.
  • In 5 ist auch das durch den Lötvorgang zu applizierende elektronische Bauteil 22 zu erkennen. Dieses elektronische Bauteil 22 stellt vorzugsweise eine Durchsteckvorrichtung / mit einem Durchgangsloch versehene Vorrichtung dar, in dem ein Pin durch das Löten fixiert wird.
  • Wie aus 5 weiterhin ersichtlich ist, arbeitet die Lötvorrichtung 20 zum Verlöten des elektronischen Bauteils 22 unter Verwendung eines Lotkörpers 27, etwa in Form einer Lotkugel, die auch als Vorform bezeichnet wird. Dieser Lotkörper 27 wird verflüssigt und mit Hilfe eines Lotausstoßabschnitts 10 (auch als Lotstrahlabschnitt / Lotdüsenstrahlabschnitt oder englisch „Solder Jetting Section“ bezeichnet) der Lötvorrichtung 20 gespritzt / ausgestoßen. Zu diesem Zweck weist der Lotausstoßabschnitt 10 eine Lotkörperhaltekapillare 17, im Folgenden als Kapillare 17 abgekürzt, auf. Diese Kapillare 17 weist einen Hauptdurchgangskanal 35 auf, der sich (vorzugsweise) geradlinig durch ein Gehäuse 9 des Lotausstoßabschnitts 10 erstreckt. Wie auch in 3 zu erkennen ist, ist das Gehäuse 9 im Wesentlichen plattenartig ausgebildet und erstreckt sich daher im Wesentlichen flach entlang einer gedachten Erstreckungsebene 24 (5). Die Kapillare 17 durchdringt das Gehäuse 9 im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsebene 24.
  • Wie in weiter zu erkennen ist, verjüngt sich die Kapillare 17 zu ihrer Öffnung 26 zu der Seite des Bauteils 22 hin. Zu diesem Zweck ist die Kapillare 17 mit einer Ausstoßdüse 34 / Strahldüse versehen, die direkt die Öffnung 26 bildet. Diese Ausstoßdüse 34 bildet direkt einen sich zur Öffnung 26 hin verjüngenden Durchgang / Passage / Loch. Die Ausstoßdüse 34 ist an dem Gehäuse 9 angebracht. Auf diese Weise ist der Durchmesser der Öffnung 26 der Kapillare 17 kleiner als ein (minimaler) Durchmesser des festen Lotkörpers 27, der zur Herstellung eines verflüssigten Lotkörpers verwendet wird. Dadurch wird der feste Lotkörper 27 an einer Stelle gehalten, an der der Durchmesser der Kapillare 17 dem Durchmesser des festen Lotkörpers 27 entspricht. Der Durchmesser eines festen Lotkörpers 27 in Form einer Kugel beträgt vorzugsweise 500 µm oder mehr.
  • Um den verflüssigten Lotkörper auf die zu lötende Stelle des Bauteils 22 zu schleudern / auszustoßen, wird die Kapillare 17 über eine Druckgaseinrichtung 25 mit Druckgas beaufschlagt. Vorzugsweise wird dazu ein inertes Gas, wie Stickstoff (N2), verwendet.
  • Die Druckgaseinrichtung 25 weist einen (zweiten) Druckgaszuführkanal 18 auf, der im Betrieb vorzugsweise mit einem (zweiten) Druckgasreservoir 19b gekoppelt ist. Der zweite Druckgaszuführkanal 18 verläuft in einem spitzen Winkel zur Kapillare 17. Der zweite Druckgaszuführkanal 18 ist mit der Kapillare 17 an einer Anbindungsstelle 33 / Verbindungsstelle verbunden, die zwischen dem Laserausgang 5 einer (nachfolgend näher beschriebenen) Laserkopplungseinheit 1 und der Ausstoßdüse 34 angeordnet ist. Der zweite Druckgaszuführkanal 18 mündet mit einem ersten Ende zur Umgebung des Gehäuses 9 hin oder ist mit einer Rohrleitung 31 b weiterverbunden, die im Betrieb zum (zweiten) Druckgasreservoir 19b führt. Mit einem zweiten Ende mündet der zweite Druckgaszuführkanal 18 in die Kapillare 17 / den Hauptdurchgangskanal 35 hinein / ist der zweite Druckgaszuführkanal 18 mit der Kapillare 17 / dem Hauptdurchgangskanal 35 verbunden.
  • Die Druckgaseinrichtung 25 dient zum Hineindrücken eines festen Lotkörpers 27 in die Kapillare 17 durch Einleiten von Gas in den zweiten Druckgaszuführkanal 18. Zum Bewegen eines Lotkörpers 27 von außen in den zweiten Druckgaszuführkanal 18 hinein wird ein bewegliches Element 28, wie eine verschiebbare Platte oder ein verschiebbarer Stift oder eine rotierbare Scheibe, entsprechend bewegt, so dass ein fester Lotkörper 27 in den zweiten Druckgaszuführkanal 18 gelangt.
  • Darüber hinaus befindet sich der Lotausstoßabschnitt 10 mit dem Laserstrahl 7 in Wechselwirkung, der in gewohnter Weise durch die Lasererzeugungsvorrichtung 23 erzeugt wird. Der Laserstrahl 7 wird dem festen Lotkörper 27 zugeführt, um einen verflüssigten Lotkörper zu erzeugen. Wenn der feste Lotkörper 27 verflüssigt ist, verformt sich der verflüssigte Lotkörper so, dass er aus der Kapillare 17 austreten kann und aufgrund des Drucks innerhalb der Kapillare 17 aus der Kapillare 17 in Richtung des Bauteils 22 geschleudert / ausgestoßen wird.
  • Zur Steuerung und Bewegung der Kapillare 17 und zur Steuerung des Laserstrahls 7, z.B. der Leistung und der Dauer des Laserstrahls 7, sowie der Druckgaseinrichtung 25 weist die Lötvorrichtung 20 / die Lotaufbringungsmaschine 21 Steuer- und Antriebsmittel (nicht dargestellt). Die Steuerungsmittel sind durch einen Computer mit einer CPU, einem Speicher sowie Ein- und Ausgabemitteln realisiert. Der Speicher kann ein Steuerprogramm speichern, das von der CPU ausgeführt wird. Die Antriebsmittel werden durch elektromechanische Antriebe zum Antrieb der Kapillare 17 und andere Mittel der Lötvorrichtung 20, z. B. Haltemittel (nicht dargestellt) zum Halten des elektronischen Bauteils 22, realisiert.
  • Gemäß der Offenbarung ist eine Laserkopplungseinheit 1 vorgesehen, die während des Betriebs der Lötvorrichtung 20 an dem Gehäuse 9 des Lotausstoßabschnitts 10 angebracht ist. Die Laserkopplungseinheit 1 dient also dazu, an dem Gehäuse 9 befestigt zu werden und mit ihrem Laserdurchgangskanal 3 mit der Kapillare 17 verbunden zu werden.
  • In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dieser Laserkopplungseinheit 1 im Detail dargestellt. Die Laserkopplungseinheit 1 besteht aus einem rohrförmigen Körper 2. Der Körper 2 hat eine Längserstreckung. Der Körper 2 ist mit dem Laserdurchgangskanal 3 versehen, der sich gerade durch den gesamten Körper 2 (entlang der Längserstreckung) erstreckt.
  • Der Körper 2 / Laserdurchgangskanal 3 ist mit einem Lasereingang 4 an einem ersten Ende und einem Laserausgang 5 an einem zweiten Ende versehen. Am Lasereingang 4 ist ein optisches Fenster 6 vorgesehen. Dieses Fenster 6 besteht aus einem Material, das für den von der Lasererzeugungsvorrichtung 23 erzeugten Laserstrahl 7 durchlässig ist und aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein kann.
  • Am Laserausgang 5 ist der Körper 2 mit einem Befestigungsabschnitt 8 versehen. Dieser Befestigungsabschnitt 8 ist als Gewindestutzen ausgebildet. Daher weist der Befestigungsabschnitt 8 vorzugsweise ein Außengewinde 29 auf. Der Befestigungsabschnitt 8 / das Außengewinde 29 wird im montierten Zustand der Lötvorrichtung 20 in ein Innengewinde 30 des Gehäuses 9 eingeschraubt. Der Befestigungsabschnitt 8 ist so positioniert, dass der Laserdurchgangskanal 3 im montierten Zustand der Lötvorrichtung 20 konzentrisch mit der Kapillare 17 angeordnet ist.
  • Gemäß der Offenbarung ist in der Laserkopplungseinheit 1 ein weiterer (erster) Druckgaszuführkanal 11 vorgesehen. Dieser erste Druckgaszuführkanal 11 ist, wie in 5 zu sehen ist, im Betrieb mit einem weiteren (ersten) Druckgasreservoir 19a gekoppelt. Das erste Druckgasreservoir 19a ist von dem zweiten Druckgasreservoir 19b getrennt / unabhängig. In diesem Zusammenhang ist jedoch zu beachten, dass in weiteren Ausführungsformen die beiden Druckgaszuführkanäle 11 und 18 auch mit demselben Druckgasreservoir gekoppelt sein können. Es ist jedoch bevorzugt, dass der erste Druckgaszuführkanal 11 im Vergleich zu dem zweiten Druckgaszuführkanal 18 den gleichen oder einen höheren Gasdruck aufweist.
  • In Bezug auf 1 ist auch zu beachten, dass der erste Druckgaszuführkanal 11 gerade / linear und in einem spitzen Winkel zum Laserdurchgangkanal 3 verläuft. Ein erstes Ende des ersten Druckgaszuführkanals 11, das zur Umgebung des Körpers 2 hin mündet, ist im Wesentlichen dem Lasereingang 4 zugewandt. Dieses erste Ende ist mit einer weiteren Rohrleitung 31 a verbunden, die im Betrieb zum (ersten) Druckgasreservoir 19a führt.
  • In diesem Zusammenhang ist auch zu erkennen, dass der erste Druckgaszuführkanal 11 einen Druckgasanschlusskörperteil 16 aufweist, der als Anschlussstutzen ausgebildet ist. Der Druckgasanschlusskörperteil 16 bildet das erste Ende des ersten Druckgaszuführkanals 11 und ist (über eine Schraubverbindung) mit einem Hauptkörperteil 13 des Körpers 2 verbunden.
  • Der erste Druckgaszuführkanal 11 ist (an seinem zweiten Ende) mit dem Laserdurchgangkanal 3 gekoppelt / mündet (an seinem zweiten Ende) in den Laserdurchgangkanal 3 an einer Anbindungsstelle 12 / Verbindungsstelle, die sich zwischen dem Befestigungsabschnitt 8 und dem Fenster 6 befindet. Mit anderen Worten bildet das zweite Ende des ersten Druckgaszuführkanals 11 einen Auslass des ersten Druckgaszuführkanals 11, der zu dem Laserausgang 5 gerichtet / gewandt ist.
  • Wie weiter zu sehen ist, besteht der Körper 2 aus mehreren Teilen. Der Hauptkörperteil 13 des Körpers 2 ist direkt mit dem Befestigungsabschnitt 8 versehen und bildet zumindest einen Teil des Laserdurchgangkanals 3. Jener Abschnitt des ersten Druckgaszuführkanals 11, der dem durch den Druckgasanschlusskörperteil 16 gebildeten Abschnitt folgt, ist in diesem Hauptkörperteil 13 ausgebildet.
  • Ein Fensterkörperteil 14 des Körpers 2 ist gegenüberliegend zu dem Befestigungsabschnitt 8 am Hauptkörperteil 13 angebracht. Das Fensterkörperteil 14 ist mittels einer Schraubverbindung 15 mit dem Hauptkörperteil 13 verbunden. Das Fensterkörperteil 14 bildet den Lasereingang 4 und nimmt das Fenster 6 auf. Das Fensterkörperteil 14 ist als Sockel / Hülse ausgebildet und ist in das Hauptkörperteil 13 eingeschraubt. Das heißt, das Fensterkörperteil 14 ist mit einem Gewindeabschnitt 32 (Außengewinde) versehen, der in das Hauptkörperteil 13 (Innengewinde) eingeschraubt ist.
  • Wie in 4 weiterhin zu erkennen ist, kann gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Offenbarung der erste Druckgaszuführkanal 11 auch senkrecht zum Laserdurchgangkanals 3 ausgerichtet sein. Der weitere Aufbau und die Funktion dieses zweiten Ausführungsbeispiels entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Die Laserkopplungseinheit 1 dient also dazu, die Kapillare 17 des Gehäuses 9 zu einer der Öffnung 26 / dem zu lötenden elektronischen Bauteil 22 abgewandten Seite zu verlängern. Dies hat zur Folge, dass das Fenster 6 weiter von der Öffnung 26 und damit von dem zu fertigenden elektronischen Bauteil 22 entfernt positioniert wird. Durch die in der Laserkopplungseinheit 1 vorgesehene erste Druckgaszuführung 11 wird ein weiterer Gasdruckeinlass geschaffen, der dazu beiträgt, einen Verschmutzungsstrom entgegen den Laserstrahl 7 zu vermeiden, so dass das Fenster 6 von Verschmutzungen verschont bleibt. Während des Verflüssigungsprozesses des festen Lotkörpers 27 mit Hilfe des Laserstrahls 7 wird daher der erste Druckgaszuführkanal 11 mit einem bestimmten Gasdruck beaufschlagt, der dazu beiträgt, dass beim Aufspritzen / Ausstoßen / Ausschleudern des Lotkörpers 27 auf das elektronische Bauteil 22 Gas in Richtung der Öffnung 26 herausgedrückt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Laserkopplungseinheit
    2
    Körper
    3
    Laserdurchgangskanal
    4
    Lasereingang
    5
    Laserausgang
    6
    Fenster
    7
    Laserstrahl
    8
    Befestigungsabschnitt
    9
    Gehäuse
    10
    Lotausstoßabschnitt
    11
    erster Druckgaszuführkanal
    12
    Anbindungsstelle des ersten Druckgaszuführkanals
    13
    Hauptkörperteil
    14
    Fensterkörperteil
    15
    Schraubverbindung
    16
    Druckgasanschlusskörperteil
    17
    Lötkörperhaltekapillare
    18
    zweiter Druckgaszuführkanal
    19a
    erstes Druckgasreservoir
    19b
    zweites Druckgasreservoir
    20
    lasergestützte Lötvorrichtung
    21
    Lotaufbringungsmaschine
    22
    elektronisches Bauteil
    23
    Lasererzeugungsvorrichtung
    24
    Erstreckungsebene
    25
    Druckgaseinrichtung
    26
    Öffnung
    27
    fester Lotkörper
    28
    bewegliches Element
    29
    Außengewinde
    30
    Innengewinde
    31 a
    erste Rohrleitung
    31b
    zweite Rohrleitung
    32
    Gewindeabschnitt
    33
    Anbindungsstelle des zweiten Druckgaszuführkanals
    34
    Ausstoßdüse
    35
    Hauptdurchgangskanal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 10286470 B2 [0002]

Claims (11)

  1. Lasergestützte Lötvorrichtung (20) aufweisend: einen Lotausstoßabschnitt (10), der eine Lotkörperhaltekapillare (17) zum Halten eines durch einen Laserstrahl (7) zu verflüssigenden Lotkörpers (27) aufweist, und eine Laserkopplungseinheit (1) aufweisend einen Körper (2) mit einem Laserdurchgangskanal (3), der sich in Längsrichtung durch den Körper (2) von einem Lasereingang (4) zu einem Laserausgang (5) erstreckt, wobei auf der Seite des Lasereingangs (4) ein für den Laserstrahl (7) durchlässiges optisches Fenster (6) und auf der Seite des Laserausgangs (5) ein Befestigungsabschnitt (8), der an der lasergestützten Lötvorrichtung (20) befestigt ist, vorgesehen ist, wobei an einer zwischen dem Fenster (6) und dem Befestigungsabschnitt (8) angeordneten Anbindungsstelle (12) ein Druckgaszuführkanal (11) mit dem Laserdurchgangskanal (3) verbunden ist, wobei der Laserdurchgangskanal (3) mit der Lotkörperhaltekapillare (17) verbunden und zu dieser fluchtend ausgerichtet ist, und wobei der Lotausstoßabschnitt (10) mit einem Druckgaszuführkanal (18) versehen ist, der mit der Lotkörperhaltekapillare (17) an einer Anbindungsstelle (33) verbunden ist, die zwischen dem Laserausgang (5) und einer Ausstoßdüse (34) der Lotkörperhaltekapillare (17) angeordnet ist.
  2. Lötvorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei der Druckgaszuführkanal (11) der Laserkopplungseinheit (1) und der Druckgaszuführkanal (18) des Lotausstoßabschnitts (10) mit einem gemeinsamen Druckgasreservoir verbunden sind.
  3. Lötvorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei der Druckgaszuführkanal (11) der Laserkopplungseinheit (1) mit einem anderen Druckgasreservoir (19a, 19b) verbunden ist als der Druckgaszuführkanal (18) des Lotausstoßabschnitts (10).
  4. Lötvorrichtung (20) nach Anspruch 11, wobei ein erstes Druckgasreservoir (19a), das mit dem Druckgaszuführkanal (11) der Laserkopplungseinheit (1) verbunden ist, den gleichen oder einen höheren Druck aufweist als ein zweites Druckgasreservoir (19b), das mit dem Druckgaszuführkanal (18) des Lotausstoßabschnitts (10) verbunden ist.
  5. Lötvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Körper (2) rohrförmig ist.
  6. Lötvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Auslass des Druckgaszuführkanals (11) auf den Laserausgang (5) gerichtet ist.
  7. Lötvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Druckgaszuführkanal (11) geradlinig und in einem spitzen Winkel zum Laserdurchgangskanal (3) verläuft.
  8. Lötvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Druckgaszuführkanal (11) linear und senkrecht zum Laserdurchgangskanal (3) verläuft.
  9. Lötvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Körper (2) einen mit dem Befestigungsabschnitt (8) versehenen Hauptkörperteil (13) und einen das Fenster (6) haltenden Fensterkörperteil (14) aufweist.
  10. Lötvorrichtung (20) nach Anspruch 9, wobei der Körper (2) einen Druckgasanschlusskörperteil (16) zum Zuführen von Druckgas zum Druckgaszuführkanal (11) aufweist und wobei der Druckgasanschlusskörperteil (16) an dem Hauptkörperteil (13) befestigt ist.
  11. Lotaufbringungsmaschine (21) aufweisend eine Lötvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Lasererzeugungsvorrichtung (23), die zur Erzeugung eines Laserstrahls (7) zum Einstrahlen in den Laserdurchgangskanal (3) angeordnet und ausgebildet ist.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10286470B2 (en) 2013-10-16 2019-05-14 PAC Tech—Packaging Technologies GmbH Device for the separate application of connecting material deposits

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0255662A (ja) * 1988-08-23 1990-02-26 Toshiba Corp はんだ付け装置
JPH1058172A (ja) * 1996-08-21 1998-03-03 Olympus Optical Co Ltd レーザ加工用装置
CN100559473C (zh) * 2005-04-25 2009-11-11 新科实业有限公司 焊接装置及在磁盘驱动单元内形成电性焊接的方法
JP2010089159A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ヘッド・ジンバル・アセンブリの接続パッドを相互接続する装置及びヘッド・ジンバル・アセンブリの製造方法
JP7123352B2 (ja) * 2019-07-17 2022-08-23 株式会社堀内電機製作所 はんだホルダおよび自動はんだ付け装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10286470B2 (en) 2013-10-16 2019-05-14 PAC Tech—Packaging Technologies GmbH Device for the separate application of connecting material deposits

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