RU183152U1

RU183152U1 - LASER SOLDER INSTALLATION

Info

Publication number: RU183152U1
Application number: RU2017138514U
Authority: RU
Inventors: Игорь Евгеньевич Кудряшов
Original assignee: ООО "Евроинтех"
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2018-09-12

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к оборудованию для автоматизированной бесконтактной селективной лазерной пайки для мелкосерийного и среднесерийного производства, и может быть использована для пайки электронных компонентов: SMD, DIP, штыревых разъемов, гнезд и проводов. Установка для лазерной пайки содержит корпус с размещенными в нем модулем лазерной пайки с трехкоординатным механизмом его перемещения, поворотным столом, размещенным под модулем лазерной пайки, контроллером лазерного излучения с источником лазерного излучения и блоком управления, при этом модуль лазерной пайки содержит лазерную голову, пирометр и устройство для подачи припоя и соединен с контроллером лазерного излучения, а трехкоординатный механизм перемещения оснащен датчиками отслеживания положения и скорости его перемещения, причем трехкоординатный механизм перемещения модуля лазерной пайки, поворотный стол и контроллер лазерного излучения соединены с блоком управления. Полезная модель обеспечивает повышение точности и качества пайки изделий электроники и микроэлектроники.The utility model relates to the field of engineering, in particular to equipment for automated non-contact selective laser soldering for small and medium-sized production, and can be used for soldering electronic components: SMD, DIP, pin connectors, sockets and wires. The laser soldering installation comprises a housing with a laser soldering module with a three-coordinate mechanism for moving it, a rotary table located under the laser soldering module, a laser radiation controller with a laser source and a control unit, while the laser soldering module contains a laser head, pyrometer and a device for feeding solder and is connected to a laser radiation controller, and the three-coordinate movement mechanism is equipped with sensors for tracking the position and speed of its movement, etc. What is the three-coordinate mechanism for moving the laser soldering module, the rotary table and the laser radiation controller are connected to the control unit. The utility model provides improved accuracy and quality of soldering of electronics and microelectronics products.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к оборудованию для автоматизированной бесконтактной селективной лазерной пайки для мелкосерийного и среднесерийного производства и может быть использовано для пайки электронных компонентов: SMD, DIP, штыревых разъемов, гнезд и проводов.The utility model relates to the field of engineering, in particular to equipment for automated non-contact selective laser soldering for small and medium-sized production and can be used for soldering electronic components: SMD, DIP, pin connectors, sockets and wires.

Так, из уровня техники известна установка для лазерной обработки, которая содержит лазер, рабочий стол, механизм позиционирования по трем координатным осям, устройство подачи проволоки и систему видеонаблюдения (патент РФ №153612, В23K 26/20, опубликован 27.07.2015).Thus, a laser processing apparatus is known from the prior art, which comprises a laser, a desktop, a positioning mechanism along three coordinate axes, a wire feed device and a video surveillance system (RF patent No. 153612, B23K 26/20, published July 27, 2015).

За наиболее близкий аналог к патентуемому решению принято устройство для лазерной пайки, которое содержит систему позиционирования по трем осям x, y, z и поворотный стол, источник лазерного излучения, камеру, механизм подачи проволоки, систему отслеживания изображения и дисплей (заявка Китая №102699463, В23K 1/005, опубликованная 03.10.2012).For the closest analogue to the patented solution, a laser soldering device was adopted, which contains a three-axis x, y, z positioning system and a rotary table, a laser radiation source, a camera, a wire feeder, an image tracking system and a display (Chinese application No. 102699463, B23K 1/005, published 03.10.2012).

Недостатками наиболее близкого аналога являются недостаточная точность и качество пайки изделий электроники и микроэлектроники, поскольку в известном устройстве отсутствуют средства для отслеживания положения и скорости перемещения модуля лазерной пайки, что приводит к снижению точности пайки группы точек с мелким шагом выводов, и не осуществляется контроль температуры пайки и моментальное ее регулирование, что также негативно сказывается на качестве паяных соединений.The disadvantages of the closest analogue are the lack of accuracy and quality of soldering of electronics and microelectronics products, since the known device does not have the means to track the position and speed of the laser soldering module, which leads to a decrease in the accuracy of soldering a group of points with a small pitch of leads, and the temperature of the soldering and its instant regulation, which also negatively affects the quality of soldered joints.

Технической проблемой заявленной полезной модели является создание компактной установки для лазерной пайки, позволяющей визуализировать процесс и управлять режимом пайки с высокой точностью, предотвращать перегрев компонентов и контактных площадок во время пайки, а также расширение арсенала технических средств и эксплуатационных возможностей.The technical problem of the claimed utility model is the creation of a compact laser soldering facility that allows you to visualize the process and control the soldering mode with high accuracy, prevent overheating of components and contact pads during soldering, as well as expanding the arsenal of technical means and operational capabilities.

Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении точности и качества пайки изделий электроники и микроэлектроники.The technical result achieved by the implementation of this utility model is to improve the accuracy and quality of the soldering of electronics and microelectronics.

Указанный технический результат достигается в установке для лазерной пайки, содержащей корпус с размещенными в нем модулем лазерной пайки с трехкоординатным механизмом его перемещения, поворотным столом, размещенным под модулем лазерной пайки, контроллером лазерного излучения с источником лазерного излучения и блоком управления, при этом модуль лазерной пайки содержит лазерную голову, пирометр и устройство для подачи припоя и соединен с контроллером лазерного излучения, а трехкоординатный механизм перемещения модуля лазерной пайки снабжен датчиками отслеживания положения и скорости его перемещения, причем трехкоординатный механизм перемещения модуля лазерной пайки, поворотный стол и контроллер лазерного излучения соединены с блоком управления.The specified technical result is achieved in a laser soldering installation comprising a housing with a laser soldering module with a three-coordinate mechanism for moving it, a rotary table located under the laser soldering module, a laser radiation controller with a laser source and a control unit, the laser soldering module contains a laser head, a pyrometer and a device for feeding solder and is connected to a laser radiation controller, and a three-coordinate mechanism for moving the laser soldering module equipped with sensors for tracking the position and speed of its movement, and the three-coordinate mechanism for moving the laser soldering module, the rotary table and the laser radiation controller are connected to the control unit.

Благодаря выполнению установки для лазерной пайки с трехкоординатным механизмом перемещения модуля лазерной пайки с датчиками отслеживания положения и скорости перемещения модуля лазерной пайки, и соединению механизма перемещения модуля лазерной пайки с блоком управления обеспечивается высокая точность позиционирования модуля лазерной пайки, что приводит к повышению точности лазерной пайки изделий с мелким шагом выводов и повышению качества пайки изделий электроники и микроэлектроники. Кроме того, повышается производительность процесса пайки.By performing a laser soldering installation with a three-coordinate mechanism for moving the laser soldering module with sensors for tracking the position and speed of the laser soldering module, and by connecting the movement of the laser soldering module with the control unit, the positioning of the laser soldering module is highly accurate, which increases the accuracy of laser soldering with a small step of conclusions and improving the quality of soldering of electronics and microelectronics products. In addition, the productivity of the soldering process is increased.

Снабжение установки для лазерной пайки поворотным столом, соединенным с блоком управления, позволяет обеспечить высокое качество пайки изделий электроники и микроэлектроники с высокой плотностью монтажа благодаря возможности регулировки положения подачи припоя под оптимальным углом для точки пайки посредством поворота поворотного стола на необходимый угол. Кроме того, повышается производительность процесса пайки.The laser soldering system is equipped with a rotary table connected to the control unit, which ensures high quality soldering of electronics and microelectronics with a high density of installation due to the possibility of adjusting the solder feed position at the optimum angle for the soldering point by turning the rotary table to the required angle. In addition, the productivity of the soldering process is increased.

Благодаря выполнению модуля лазерной пайки с лазерной головой, пирометром и устройством для подачи припоя и соединению модуля лазерной пайки с контроллером лазерного излучения, включающим источник лазерного излучения, обеспечивается взаимодействие между источником лазерного излучения, пирометром и устройством для подачи припоя под управлением контроллера лазерного излучения, который осуществляет автоматический контроль и управление кинетикой процесса пайки в интерактивном режиме, что существенно повышает качество паяных соединений изделий электроники и микроэлектроники. Инфракрасное излучение, фиксируемое пирометром, является носителем информации о кинетике нагрева паяного соединения, по которой оценивают качество пайки. Существенным плюсом такого контроля процесса является предотвращение перегрева компонентов и контактных площадок во время пайки. Высокая частота снятия показаний пирометра позволяет контролировать процесс пайки с необходимым уровнем точности.Due to the implementation of the laser soldering module with a laser head, a pyrometer and a device for supplying solder and connecting the laser soldering module with a laser radiation controller including a laser source, the interaction between the laser radiation source, the pyrometer and the device for feeding solder is controlled by a laser radiation controller, which provides automatic control and control of the kinetics of the soldering process in an interactive mode, which significantly improves the quality of soldered joints s electronics and microelectronics products. The infrared radiation recorded by the pyrometer is a carrier of information on the kinetics of heating a soldered joint, by which the quality of soldering is evaluated. An essential advantage of this process control is the prevention of overheating of components and pads during soldering. The high frequency of reading the pyrometer allows you to control the soldering process with the required level of accuracy.

В частном случае реализации механизм перемещения модуля лазерной пайки выполнен в виде подвижной рамы. При перемещении модуля лазерной пайки, а не рабочего стола, на котором располагается деталь, обеспечивается большая точность позиционирования, а, следовательно, и качество пайки. В случае позиционирования путем перемещения рабочего стола погрешность позиционирования будет зависеть от массы обрабатываемого изделия (чем тяжелее - тем выше погрешность). В случае позиционирования модуля лазерной пайки точность также зависит от нагрузки, но она фиксирована и определена массой модуля лазерной пайки.In the particular case of implementation, the mechanism for moving the laser soldering module is made in the form of a movable frame. When moving the laser soldering module, and not the desktop on which the part is located, greater positioning accuracy is ensured, and, consequently, the quality of the soldering. In the case of positioning by moving the desktop, the positioning error will depend on the mass of the workpiece (the heavier the higher the error). In the case of positioning the laser soldering module, accuracy also depends on the load, but it is fixed and determined by the mass of the laser soldering module.

В качестве датчика отслеживания положения и скорости перемещения модуля лазерной пайки может быть использован резольвер или энкодер. Резольвер или энкодер осуществляют контроль над положением модуля лазерной пайки относительно глобальных координат. Это означает, что при проведении процедуры пайки группы точек переход к новому положению будет выполняться не в отсчете от предыдущей точки, а относительно координат начального положения. Таким образом, предотвращается накапливание систематической ошибки и тем самым повышается точность процедуры пайки.As a sensor for tracking the position and speed of the laser soldering module, a resolver or encoder can be used. A resolver or encoder controls the position of the laser soldering module relative to global coordinates. This means that during the soldering procedure of a group of points, the transition to a new position will be performed not in counting from the previous point, but relative to the coordinates of the initial position. Thus, the accumulation of systematic error is prevented and thereby the accuracy of the soldering procedure is increased.

Модуль лазерной пайки может быть снабжен видеокамерой, связанной с контроллером лазерного излучения, что позволяет одновременно визуализировать процесс пайки и управлять режимом пайки, дополнительно повышая при этом качество паяных соединений.The laser soldering module can be equipped with a video camera connected to the laser radiation controller, which allows you to simultaneously visualize the soldering process and control the soldering mode, while further improving the quality of the soldered joints.

Устройство для подачи припоя может быть выполнено с энкодером - датчиком угла поворота, что позволяет отслеживать количество подаваемого припоя. Нить припоя закреплена между двумя валиками, один из которых является ведущим и определяющим количество подаваемого припоя, а второй является контролирующим. Оснащение последнего валика экодером предотвращает проскальзывание нити в процессе подачи, определяя точное количество припоя и повышая качество паяных соединений.A device for feeding solder can be made with an encoder - a rotation angle sensor, which allows you to track the amount of supplied solder. The solder thread is fixed between two rollers, one of which is the leading and determining the amount of supplied solder, and the second is controlling. Equipping the last roller with an eco-encoder prevents slipping of the filament during feeding, determining the exact amount of solder and improving the quality of soldered joints.

Поворотный стол может быть снабжен датчиком отслеживания положения и скорости вращения поворотного стола, что дополнительно повышает точность позиционирования и качество пайки.The turntable can be equipped with a sensor for tracking the position and speed of rotation of the turntable, which further improves positioning accuracy and soldering quality.

Пирометр и видеокамера с использованием светоделителей расположены таким образом, что их оптическая ось совпадает с оптической осью лазерного луча, что позволяет управлять режимом пайки с высокой точностью, тем самым дополнительно повышая качество паяных соединений. При использовании боковой камеры высока вероятность перекрытия изображения области пайки соседними элементами обрабатываемого изделия. Поэтому боковое расположение камеры осложняет проверку совпадения программно-установленной точки пайки с реальной. В случае соосного расположения данная проблема исключена, что позволяет постоянно контролировать позиционирование точки пайки.The pyrometer and the video camera using the beam splitters are arranged so that their optical axis coincides with the optical axis of the laser beam, which allows controlling the soldering mode with high accuracy, thereby further improving the quality of the soldered joints. When using a side camera, there is a high probability of overlapping images of the soldering area by adjacent elements of the workpiece. Therefore, the lateral location of the camera makes it difficult to verify that the software-installed soldering point matches the real one. In the case of a coaxial arrangement, this problem is eliminated, which allows you to constantly monitor the positioning of the solder point.

Наличие обратной связи между пирометром и контроллером лазерного излучения позволяет контролировать профиль нагрева паяного соединения или устанавливать профиль мощности лазерного импульса. В установке предусмотрен комбинированный режим работы с реализацией установленной мощности источника и одновременным контролем температуры точки пайки, что предотвращает перегрев контактных площадок и повышает качество паяных соединений.The presence of feedback between the pyrometer and the laser radiation controller allows you to control the heating profile of the solder joint or to set the power profile of the laser pulse. The installation provides a combined mode of operation with the implementation of the installed source power and simultaneous control of the temperature of the soldering point, which prevents overheating of the contact pads and improves the quality of the soldered joints.

Трехкоординатный механизм перемещения модуля лазерной пайки может быть оснащен шаговыми или линейными двигателями.The three-coordinate mechanism for moving the laser soldering module can be equipped with stepper or linear motors.

Контроллер лазерного излучения может быть выполнен с возможностью регулировки мощности лазерного излучения и температуры пайки с учетом данных, полученных с пирометра.The laser radiation controller can be configured to adjust the laser radiation power and soldering temperature, taking into account the data obtained from the pyrometer.

Заявленная полезная модель в частном случае ее реализации поясняется чертежами.The claimed utility model in the particular case of its implementation is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена блок-схема установки лазерной пайки. На фиг. 2 - схема взаиморасположения источника лазерного излучения, пирометра, видеокамеры и светоделительных пластин. На фиг. 3 - общий вид установки лазерной пайки.In FIG. 1 is a block diagram of a laser soldering installation. In FIG. 2 is a diagram of the interposition of a laser source, a pyrometer, a video camera, and beam splitting plates. In FIG. 3 is a general view of a laser soldering apparatus.

Согласно заявленной полезной модели установка лазерной пайки для мелкосерийного и среднесерийного производства содержит единый корпус 1, что позволят эксплуатировать установку в автономном режиме или в составе автоматической линии, с загрузочным окном 13. В корпусе 1 установки лазерной пайки размещены модуль лазерной пайки 2 с механизмом его перемещения 3, поворотный стол 4, размещенный под модулем лазерной пайки 2, контроллер лазерного излучения 5 с источником лазерного излучения и блок управления 6.According to the claimed utility model, the laser soldering installation for small and medium-sized production contains a single housing 1, which will allow the unit to be operated in stand-alone mode or as part of an automatic line, with a loading window 13. In the laser soldering installation housing 1 there is a laser soldering module 2 with a mechanism for moving it 3, a rotary table 4, located under the laser soldering module 2, the laser radiation controller 5 with a laser source and a control unit 6.

Поворотный стол 4 для размещения изделий для пайки размещен на плите основания и оснащен двигателем с обратной связью, реализованной посредством The rotary table 4 for placement of products for soldering is placed on the base plate and is equipped with a feedback motor implemented by

4four

резольвера или энкодера. Вращение столика выполняется посредством актуатора - привода поворотного стола, состоящего из двигателя и редуктора. Актуатор соединен с блоком управления 6 и закреплен на плите основания. Управляющий сигнал со стороны блока управления поступает на двигатель актуатора, оснащенный редуктором для уменьшения шага угла, который приводит к повороту стола на установленный угол. Актуатор может быть снабжен датчиком отслеживания положения и скорости вращения поворотного стола(на фигурах не показан), связанным с блоком управления 6.resolver or encoder. The rotation of the table is carried out by means of an actuator - a rotary table drive, consisting of an engine and a gearbox. The actuator is connected to the control unit 6 and mounted on the base plate. The control signal from the control unit is fed to the actuator motor, equipped with a gearbox to reduce the pitch of the angle, which leads to the rotation of the table by the set angle. The actuator may be equipped with a sensor for tracking the position and speed of rotation of the rotary table (not shown in the figures) associated with the control unit 6.

На плите основания (на фигурах не показана) установлен механизм перемещения 3 модуля лазерной пайки 2, который выполнен в виде подвижной рамы, которая перемещается вдоль трех координатных осей X/Y/Z. Перемещение осуществляется вдоль линейных направляющих посредством вращения шарико-винтовых передач, управляемых шаговыми или линейными двигателями. На направляющих установлена каретка, позволяющая перемещать закрепленную на ней балку вдоль направляющих по оси X. Балка позволяет перемещать закрепленную на ней каретку вдоль этой балки по оси Y. Каретка перемещает установленный на ней модуль лазерной пайки вверх и вниз по оси Z.On the base plate (not shown in the figures) there is a mechanism for moving 3 of the laser soldering module 2, which is made in the form of a movable frame that moves along the three coordinate axes X / Y / Z. The movement is carried out along linear guides by rotation of ball screw drives controlled by stepper or linear motors. A carriage is installed on the guides, which allows you to move the beam fixed on it along the guides along the X axis. The beam allows you to move the carriage fixed on it along this beam along the Y axis. The carriage moves the laser soldering module installed on it up and down along the Z axis.

Таким образом, механизм перемещения 3 позволяет перемещать модуль лазерной пайки 2 в продольных (вдоль осей X, Y) и вертикальном (вдоль оси Z) направлениях в пределах корпуса 1. Двигатели управления механизма перемещения 3 могут быть снабжены датчиками (на фигурах не показаны) отслеживания положения и скорости перемещения модуля лазерной пайки 2, например, резольвером или энкодером.Thus, the movement mechanism 3 allows you to move the laser soldering module 2 in the longitudinal (along the X, Y axes) and vertical (along the Z axis) directions within the housing 1. The control motors of the movement mechanism 3 can be equipped with sensors (not shown) tracking the position and speed of movement of the laser soldering module 2, for example, with a resolver or encoder.

Модуль лазерной пайки 2 установлен на механизме перемещения 3 и содержит лазерную голову (на фигурах не показана), включающую систему линз фокусировки 10 и светоделителей 9, пирометр 8 и устройство для подачи припоя (на фигурах не показано) и соединен с контроллером лазерного излучения 5, содержащим источник лазерного излучения 7. Контроллер лазерного излучения может быть установлен внутри корпуса 1, отдельно от механизма перемещения 3, чтобы не оказывать влияния на точность позиционирования.The laser soldering module 2 is mounted on the moving mechanism 3 and contains a laser head (not shown in the figures) including a system of focusing lenses 10 and beam splitters 9, a pyrometer 8 and a device for supplying solder (not shown in the figures) and connected to a laser radiation controller 5, containing a laser radiation source 7. The laser radiation controller can be installed inside the housing 1, separately from the movement mechanism 3, so as not to affect the accuracy of positioning.

Устройство для подачи припоя содержит два валика, один из которых является ведущим и определяющим количество подаваемого припоя, а второй является контролирующим. Оснащение контролирующего валика экодером предотвращает проскальзывание нити в процессе подачи, определяя точное количество припоя и повышая качество паяных соединений.The device for supplying solder contains two rollers, one of which is the leading and determining the amount of supplied solder, and the second is controlling. Equipping the control roller with an ecoder prevents slipping of the filament during feeding, determining the exact amount of solder and improving the quality of soldered joints.

55

Модуль лазерной пайки 2 может быть снабжен видеокамерой, управляемой контроллером лазерного излучения и передающей изображение на монитор 11, размещенный на корпусе, для визуализации процесса пайки и управления режимом пайки с высокой точностью. Лазерная голова (на фигурах не показана), пирометр 8 и устройство для подачи припоя (на фигурах не показано) соединены с контроллером лазерного излучения 5, который измеряет текущую температуры с пирометра и регулирует температуру пайки и/или мощность лазерного излучения. Пирометр 8, ось лазерного луча и видеокамера 12 имеют единую оптическую ось. Данная возможность реализована с помощью системы светоделителей 9 (фиг. 2), которая позволяет повысить точность визуализации процесса и управлять режимом пайки с высокой точностью. Светоделители 9 и система линз фокусировки 10 размещены внутри оптической головы.The laser soldering module 2 can be equipped with a video camera controlled by a laser radiation controller and transmitting an image to a monitor 11 located on the housing to visualize the soldering process and to control the soldering mode with high accuracy. A laser head (not shown in the figures), a pyrometer 8 and a solder supply device (not shown in the figures) are connected to a laser radiation controller 5, which measures the current temperature from the pyrometer and adjusts the soldering temperature and / or laser radiation power. The pyrometer 8, the axis of the laser beam and the video camera 12 have a single optical axis. This feature is implemented using a beam splitter system 9 (Fig. 2), which allows to increase the accuracy of the process visualization and to control the soldering mode with high accuracy. The beam splitters 9 and the focusing lens system 10 are located inside the optical head.

Универсальность модуля лазерной пайки 2 позволяет использовать различные линзы для формирования пятна лазера, что позволяет сохранить высокое качество пайки при обработке изделий с различным шагом выводов, т.е. оптическая система лазерной головы может быть образована фокусирующим объективом со сменными линзами или может быть оснащена системой линз с динамически изменяемой формой пятна пайки. Указанные особенности позволяют сохранить высокое качество пайки изделий с различным шагом выводов.The versatility of the laser soldering module 2 allows the use of various lenses to form a laser spot, which allows you to maintain high quality soldering when processing products with different output steps, i.e. The optical system of the laser head can be formed by a focusing lens with interchangeable lenses, or it can be equipped with a lens system with a dynamically changing shape of the soldering spot. These features allow you to maintain high quality soldering products with different pitch conclusions.

Механизм перемещения 3 модуля лазерной пайки 2, поворотный стол 4 и контроллер лазерного излучения 5 соединены с блоком управления 6.The movement mechanism 3 of the laser soldering module 2, the rotary table 4 and the laser radiation controller 5 are connected to the control unit 6.

Помимо измерения текущей температуры с пирометра 8, регулировки температуры пайки и/или мощности лазерного излучения контроллер лазерного излучения 5 выполнен с возможностью сохранения параметров процесса пайки, управления дискретными и аналоговыми входами и выходами, регистрации ошибок подачи припоя, ошибок пирометра и хранение режимов пайки.In addition to measuring the current temperature from the pyrometer 8, adjusting the soldering temperature and / or power of the laser radiation, the laser radiation controller 5 is configured to save the parameters of the soldering process, control discrete and analog inputs and outputs, register solder feed errors, pyrometer errors, and store soldering modes.

Блок управления 6 установки для лазерной пайки выполнен с возможностью осуществлять контроль за механизмом перемещения 3 модуля лазерной пайки 2, вращением поворотного столика 4 и контроллером лазерного излучения 5: выбирать номер процесса пайки, запуск его, отслеживать ошибки, возникающие в процессе позиционирования и пайки. Блок управления жестко закреплен на стенке корпуса.The control unit 6 of the laser soldering installation is configured to control the movement mechanism 3 of the laser soldering module 2, the rotation of the turntable 4 and the laser radiation controller 5: select the number of the soldering process, start it, track errors that occur during positioning and soldering. The control unit is rigidly fixed to the wall of the housing.

Установка для лазерной пайки работает следующим образом.Installation for laser soldering works as follows.

Обрабатываемое изделие размещается на поворотном столе 4. Предварительно оператор посредством блока управления 6 программирует The workpiece is placed on the rotary table 4. Previously, the operator through the control unit 6 programs

66

работу механизма перемещения 3 модуля лазерной пайки 2, поворотного стола 4 и контроллера лазерного излучения 5. Затем выполняет запуск программы, согласно которой проводится позиционирование по четырем координатам лазерной головы модуля лазерной пайки 2 относительно обрабатываемой области. Далее выполняется процедура пайки: контроллер лазерного излучения 5 формирует лазерный импульс, который передается по оптоволоконному каналу в лазерную голову модуля лазерной пайки 2. Луч проходит через систему линз фокусировки 10 и светоделителей 9, после чего начинается процесс пайки. Тепловое излучение от точки пайки через систему светоделителей 9 попадает в оптический пирометр 8, который регистрирует текущую температуру пятна, передает данные о температуре в контроллер лазерного излучения 5 для регулировки мощности источника лазерного излучения. Таким способом определяется рабочий режим процесса пайки согласно данным, установленным в программе: путем контроля установленного профиля температуры или путем реализации установленного профиля мощности излучения. После окончания процедуры система переходит к следующей точке вплоть до окончания программы.the operation of the moving mechanism 3 of the laser soldering module 2, the turntable 4 and the laser radiation controller 5. Then, the program starts, according to which the laser head of the laser soldering module 2 is positioned in four coordinates relative to the treated area. Then, the soldering procedure is performed: the laser radiation controller 5 generates a laser pulse, which is transmitted through the fiber optic channel to the laser head of the laser soldering module 2. The beam passes through a system of focusing lenses 10 and beam splitters 9, after which the soldering process begins. Thermal radiation from the solder point through the beam splitter system 9 enters the optical pyrometer 8, which registers the current spot temperature, transmits temperature data to the laser radiation controller 5 to adjust the power of the laser radiation source. In this way, the operating mode of the soldering process is determined according to the data set in the program: by monitoring the set temperature profile or by implementing the set radiation power profile. After the end of the procedure, the system moves to the next point until the end of the program.

Позиционирование положения лазерной головы осуществляется следующим образом. Блок управления 6 посылает сигнал на двигатель механизма перемещения 3 модуля лазерной пайки, механизм перемещения 3 начинает перемещение модуля лазерной пайки 2, при этом от датчиков отслеживания положения и скорости перемещения модуля лазерной пайки 2 на блок управления 6 поступают сигналы о положении и скорости перемещения. Координаты последующих точек пайки устанавливаются относительно начального положения, а позиционирование осуществляется согласно данным, полученным с упомянутых датчиков.Positioning the position of the laser head is as follows. The control unit 6 sends a signal to the engine of the movement mechanism 3 of the laser soldering module, the movement mechanism 3 starts moving the laser soldering module 2, while signals from the position and speed sensor of the laser soldering module 2 to the control unit 6 receive signals about the position and speed of movement. The coordinates of subsequent soldering points are set relative to the initial position, and positioning is carried out according to data obtained from the said sensors.

Таким образом, обеспечивается повышение точности и качества пайки изделий электроники и микроэлектроники, создание компактной установки для лазерной пайки, позволяющей визуализировать процесс и управлять режимом пайки с высокой точностью, предотвращать перегрев компонентов и контактных площадок во время пайки, а также расширение арсенала технических средств и эксплуатационных возможностей.Thus, it improves the accuracy and quality of soldering of electronics and microelectronics products, creates a compact laser soldering system that allows you to visualize the process and control the soldering mode with high accuracy, prevent overheating of components and contact pads during soldering, as well as expanding the arsenal of hardware and operational of opportunities.

77

Claims

1. Installation for laser soldering, comprising a housing with a placed laser soldering module with a three-coordinate mechanism for moving it, a rotary table located under the laser soldering module, a laser radiation source and a control unit, characterized in that it is equipped with a laser radiation controller, the laser soldering module contains a laser head, a pyrometer and a device for feeding solder and is connected to a laser radiation controller, and the three-coordinate mechanism for moving the laser soldering module is equipped with sensors about tracking the position and speed of its movement, moreover, the three-coordinate mechanism for moving the laser soldering module, the rotary table and the laser radiation controller are connected to the control unit.

2. Installation for laser soldering according to claim 1, characterized in that the mechanism for moving the laser soldering module is made in the form of a movable frame.

3. Installation for laser soldering according to claim 2, characterized in that the sensor for tracking the position and speed of movement of the movable frame is made in the form of a resolver.

4. Installation for laser soldering according to claim 2, characterized in that the sensor for tracking the position and speed of movement of the movable frame is made in the form of an encoder.

5. Installation for laser soldering according to claim 1, characterized in that the pyrometer is positioned so that its optical axis coincides with the optical axis of the laser beam.

6. Installation for laser soldering according to claim 1, characterized in that the laser radiation controller is configured to adjust the power of the laser radiation and the temperature of the soldering, taking into account the data obtained from the pyrometer.