TWI719306B - 雷射加工方法及裝置 - Google Patents
雷射加工方法及裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI719306B TWI719306B TW107115994A TW107115994A TWI719306B TW I719306 B TWI719306 B TW I719306B TW 107115994 A TW107115994 A TW 107115994A TW 107115994 A TW107115994 A TW 107115994A TW I719306 B TWI719306 B TW I719306B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- laser
- welding
- inspection
- laser processing
- patent application
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
- B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0016—Brazing of electronic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
- B23K3/08—Auxiliary devices therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
本發明揭露了一種雷射加工方法及裝置,所述雷射加工方法包括以下步驟:將對象體裝載在夾具;對裝載於夾具的對象體的包括旋轉及配置的對齊狀態進行感測(Detect)及第一檢查(Pre-Inspection);將夾具移動至焊接位置;藉由雷射器對對象體進行焊接;卸載焊接後的對象體,其中,為了檢查焊接的品質,能夠移動所述對象體而藉由檢查部選擇性地執行第二檢查(Post-Inspection)。
Description
本發明的實施例涉及一種雷射加工方法及裝置。
通常,雷射加工方法及裝置執行的加工為將各種電子部件作為對象利用雷射進行鑽孔(drilling)、標記(marking),焊接(soldering)等。其中,藉由雷射加工方法及裝置執行的焊接作為藉由使用導電物質(例如,焊球)使電子部件電連接的步驟,可以被應用到多種電子產品的製造中。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
(專利文獻1)韓國授權專利公報第10-0332378號(2002.03.30)
本發明的實施例涉及一種雷射加工裝置及方法,其目的在於,提供如下的雷射加工裝置及方法:利用雷射執行焊接,並且包括確定焊接位置的視覺檢查模組或步驟以及雷射焊接模組或步驟,從而快速且高效。
本發明提供一種雷射加工方法,包括以下步驟:將對象體裝載在夾具;對裝載於所述夾具的對象體的包括旋轉及配置的對齊狀態進行感測(Detect)及第一檢查(Pre-Inspection);將所述夾具移動至焊接位置;藉由雷射器對所述對象體進行焊接;卸載所述焊接後的所述對象體,其中,為了檢查所述焊
接的品質,能夠移動所述對象體而藉由檢查部選擇性地執行第二檢查(Post-Inspection)。
較佳地,品質的檢測可以藉由視覺檢查執行。
較佳地,品質的檢查可以是感測檢查是否發生焊接區域的內部裂紋及孔隙(Pore)的檢查。
較佳地,雷射器可以是包括光纖雷射器(Fiber Laser)及二極體雷射器(Diode Laser)中一種以上的固體雷射器。
較佳地,焊接步驟可以藉由雷射束集束光學頭、焊球供應裝置以及包括管嘴的焊接頭執行。
較佳地,焊接步驟可以藉由包括一個以上的焊接頭的拾取和放置焊接頭(Pick and Place Soldering Head)或者噴出焊接頭(Jet Soldering Head)執行。
較佳地,焊接步驟還可以包括如下的步驟:檢查排出焊球的管嘴的預定的狀態及品質而進行清洗或更換。
較佳地,焊接步驟還可以包括如下的步驟:記錄所述雷射器的輸出並校正所述雷射器的輸出。
較佳地,藉由所述檢查部進行的檢查步驟能夠在執行焊接的步驟的同時執行。
較佳地,品質的檢查步驟可以包括如下的步驟:丟棄或收集接合(bonding)測試時使用的焊球以及製造中存在缺陷的不良焊球。
較佳地,所述雷射加工方法還包括如下的步驟:在第二檢查(Post-Inspection)之後,根據預定的品質標準對所述對象體進行分類(Sorting)。
較佳地,所述雷射加工方法還可以包括如下的步驟:對藉由第二檢查(Post-inspection)而不符合預定的品質標準的焊料部的一部分或全部照射雷射而使其熔融,進而提高焊料潤濕性,或者藉由再次熔解(Remelting)並再次焊接(Resoldering)。
較佳地,所述雷射加工方法還可以包括如下步驟:清潔步驟,用於在第二檢查(Post-Inspection)步驟之後去除灰塵及異物,其中,在所述清潔步驟中執行乾燥空氣吹送(Dry Air Blowing)、二氧化碳雪清潔(CO2 Snow Cleaning)及惰性氣體吹送中一種以上。
較佳地,對對象體執行的焊接可以包括後續焊接(Post-Soldering)及預焊接(Pre-Soldering)。
較佳地,在所述焊接執行步驟中,可以包括:用於校正雷射束(laser beam)位置、排出焊球的管嘴(nozzle)位置及視覺檢查(vision inspection)位置中的一種以上的步驟。
本發明提供一種雷射加工裝置,包括:控制部;夾具,裝載對象體;第一檢查部,對裝載於夾具的對象體的包括旋轉及配置的對齊狀態進行感測(Detect)及第一檢查(Pre-Inspection);移動部,將所述對象體裝載到夾具或者從夾具卸載所述對象體;加工部,藉由雷射器對對象體進行焊接;以及第二檢查部,藉由控制部的控制以所述對象體為對象選擇性地執行第二檢查(Post-Inspection)。
較佳地,第二檢查可以藉由視覺檢查執行。
較佳地,第二檢查可以是感測檢查是否發生焊接區域的內部裂紋及孔隙(Pore)的檢查。
較佳地,雷射器可以是包括光纖雷射器(Fiber Laser)及二極體雷射器(Diode Laser)中一種以上的固體雷射器。
較佳地,藉由控制部執行焊接,加工部可以包括雷射束集束光學頭、焊球供應裝置以及用於排出焊球的包含管嘴的焊接頭。
較佳地,焊接的步驟可以藉由雷射焊接管嘴執行,所述雷射焊接管嘴包含一個以上的焊接頭的拾取和放置焊接頭或者噴出焊接頭。
較佳地,控制部可以檢查排出焊球的管嘴的預定的狀態及品質而控制進行清洗或更換。
較佳地,控制部可以記錄雷射器的輸出並校正雷射器的輸出。
較佳地,藉由第二檢查部進行的檢查可以與所述焊接同時執行。
較佳地,藉由控制所述控制部,品質的檢查可以被控制為丟棄或收集接合(bonding)測試時使用的焊球以及製造中存在缺陷的不良焊球。
較佳地,所述雷射加工裝置還可以包括:分類裝置,在第二檢查(Post-Inspection)之後,根據預定的品質標準對所述對象體進行分類(Sorting)。
較佳地,藉由所述控制部的控制,可以將藉由所述第二檢查(Post-inspection)而不符合預定的品質標準的焊料部的全部或一部分(焊料部)為對象照射雷射而使其熔融,進而提高焊料潤濕性,或者藉由再次熔解去除並執行再次焊接。
較佳地,所述雷射加工裝置還可以包括:清潔裝置(Cleaning
Device),用於在第二檢查(Post-Inspection)步驟之後去除灰塵及異物,其中,清潔裝置包括提供乾燥空氣的吹送(Dry Air Blowing)裝置、二氧化碳雪清潔(CO2Snow Cleaning)裝置及惰性氣體吹送裝置中一種以上。
較佳地,對對象體執行的焊接步驟在後續焊接(Post-Soldering)之前還可以包括藉由預焊接部執行的預焊接(Pre-Soldering)。
較佳地,控制部可以執行校正雷射束(laser beam)位置、排出焊球的管嘴(nozzle)位置及視覺檢查(vision inspection)位置的控制。
較佳地,控制部可以藉由雷射器的輸出、雷射照射時間、雷射照射次數及雷射器的輸出與照射時間的控制相關性中的斜率的組合確定的雷射規範執行。
本發明的實施例包括視覺檢查模組或步驟以及雷射焊接模組或步驟,從而能夠實現快速且高效的雷射加工裝置及方法。
1:蓋
2:焊球入口
3:存儲腔室
4、11:氮氣入口
5:焊球出口端
6:旋轉軸
7:適配器
8:漏盤
9:傳輸端口
10:接收端口
12:焊球出口通道
13:透明玻璃
14:雷射傳輸通道
15:防鬆鎖緊螺釘
16:管嘴
17:上部基座
18:下部基座
20:相機模組
21:透鏡模組
22:圖像感測器模組
30:夾具
100:雷射加工裝置
110:頭部
111:預焊接部
120:第一檢查部
130:第二檢查部
140:移動部
150:分類裝置
200:控制部
300:夾具
400:清潔裝置
CM:對象體
CD:冷卻
PH1:預熱
PH2:後熱
S:焊球
第1圖是示出根據本發明的實施例的相機模組的圖。
第2圖及第3圖是示出根據本發明的實施例的雷射加工方法的圖。
第4圖是示出根據本發明的一實施例的作為焊接對象體的相機模組的圖。
第5圖是示出根據本發明的一實施例的加熱步驟的圖。
第6圖是示出根據本發明的一實施例的焊球藉由管嘴而移動的情形的圖。
第7圖是示出根據本發明的一實施例的雷射的圓錐角度及波長的圖。
第8圖是示出根據本發明的一實施例的雷射能量輸出的圖。
第9圖是示出在根據本發明的一實施例的相機製造步驟中採用的音圈馬達(VCM:Voice Coil Motor)焊接(Soldering)裝置的圖。
第10圖是示出根據本發明的一實施例的在端子的連接中利用焊接的圖。
第11圖是示出根據本發明的一實施例的焊接接合的圖。
第12圖是示出根據本發明的一實施例的包括管嘴的雷射加工裝置的圖。
第13圖是放大示出根據本發明的一實施例的管嘴的剖面的圖。
第14圖及第15圖是示出根據本發明的一實施例的焊接方法的圖。
第16圖是示出根據本發明的一實施例的夾具的圖。
第17圖是示出根據本發明的一實施例的雷射加工裝置的圖。
以下,參照圖式對本發明的具體實施態樣進行說明。然而,這些僅為示例,本發明並不限定於此。
在對本發明進行說明的過程中,如果判斷為針對與本發明相關的習知技術的具體說明會給本發明的主旨帶來不必要的混亂,則省略其詳細的說明。而且,下文中的術語是考慮到其在本發明中的功能而定義的術語,可以根據用戶、運用者的意圖或習慣等而變得不同。因此,應當根據貫穿整個說明書的內容來對這些術語下定義。
本發明的技術思想是藉由申請專利範圍確定的,以下的實施例僅
僅是用於向本發明所屬的技術領域中具備通常知識的人有效地說明的本發明的技術思想的一手段。
藉由根據本發明的實施例的雷射加工裝置及方法可以對雷射加工對象執行標記(marking)、鑽孔(drilling)、熔接及焊接(soldering)等。以下,對將本發明的雷射加工裝置及方法作為執行焊接的示例而進行說明。即,也可以將雷射加工裝置作為焊接裝置使用而只執行用於焊接的步驟。以下,在上述情況當中可以將雷射加工裝置描述為焊接裝置。
所述雷射加工對象當然能夠應用於包括相機模組20的各種電子部件等多種電子部件的製造。以下,以相機模組(第1圖的20)為例對焊接的對象體進行說明。
以下所述的相機模組20當然能夠使用於智慧型電話、平板電腦等各種便攜式設備,並且能夠安裝而使用於:包括智慧型電視、家電產品的家用電器(Home Appliance);車輛;或者安全相機(CCTV)、各種醫療設備等需要光學要素的各種裝置。例如,在相機模組20使用於汽車的情況下,可以應用於各種電子部件,在使用於家用電器的情況下,可以應用於旋轉保護殼(turning case)、平面屏幕監視器印刷電路板(PCB)、光電感測器等。並且,並且在便攜式設備中,可以應用於電荷耦合器件(CCD:Charged Coupled Device)相機模組20、USB連接端子、電池端子等。
並且,在以下說明的焊接過程中,對象體朝向夾具的移動或者從夾具的移動可以藉由移動部140(見第17圖)實現。移動部140可以藉由拾取與放置(pick and place)方式握持對象體。或者,可以藉由磁性而黏附對象體,或者可以藉由產生吸力而吸附對象體。其可以形成為,藉由這種握持、黏附及吸附中的一種以上的方法而實現位置移動的機械臂(arm)形態。進而,在根據本發明的實施例的雷射加工裝置中所包含的雷射加工裝置不僅可以應用於焊接、錫焊、鍵接等多種步驟,除此之外,執行各個步驟的材質也可以應用金屬、電介質(dielectric)、半導體等多種材料。
首先,第1圖是圖示對象體的構成的圖。相機模組20可以包括透鏡模組(透鏡致動器(Lens Actuator))21及圖像感測器模組(Image Sensor Module)22。
透鏡致動器可以包括透鏡模組21(Module Lens或Lens Module)、透鏡蓋(Lens Cover)、音圈馬達(VCM:Voice Coil Motor)驅動部、支架(Holder)、紅外線濾光片(IR Filter)等。並且,圖像感測器模組22可以包括半導體感測器芯片、各向異性導電膜(ACF)、軟性印刷電路板(FPCB)等。
具體而言,相機模組(Camera Module)20或者微型相機模組(Compact Camera Module)20可以包括透鏡模組21(Module Lens)、自動對焦致動器(AF Actuator)、防抖裝置(Optical Image Stabilizer)、圖像感測器(Image Sensor)、AF驅動器(AF Driver)、PCB、FPCB、插座(Socket)等。透鏡模組21可以包括多個透鏡,例如用於成像的成像透鏡(Imaging Lens),並且可以包括用於支撐多個透鏡的支撐體,並且紅外線濾光片(IR Filter)可以被包括於多個透鏡一側,IR濾光片可以被支撐體支撐。並且,圖像感測器可以被包括於圖像感測器模組22,並且圖像感測器模組22可以包括靈敏度增強微透鏡陣列(Sensitivity Improving MLA)、CCD或CMOS。
在此,圖像感測器是將拍攝的影像轉換為電訊號的感測器,多個透鏡起到聚集影像的作用。並且,PCB起到將圖像感測器導線鍵接而支撐的作用以及能夠將感測器的電訊號輸出至外部的通路的作用,FPCB起到包括直接連接到外部後端芯片(Backend Chip)的連接線的作用。
接下來,第2圖是簡略圖示根據本發明的實施例的相機模組20的製造步驟的圖。
根據本發明的實施例的相機模組20的製造步驟包括:製造透鏡模組21的步驟;藉由包裝(Packaging)所製造的透鏡模組21來製造包裝模組的步驟;藉由進一步完成包裝模組來製造相機模組20的步驟。
具體而言,相機模組20的製造步驟包括相機模組20的加工組裝及檢查步驟,更具體而言,單透鏡注入、單透鏡切割(cut)、單透鏡塗層(Coat)、單透鏡缺陷檢查、透鏡組裝、透鏡性能檢查、透鏡支架組裝。包裝模組製造步驟可以包括晶圓切割(Wafer Saw)、管芯貼裝(Die Attach)、導線鍵接(Wire Bond)、清潔(Clean)及透鏡支架安裝(Lens Holder Mount)。並且,包裝模組進一步完成步驟包括透鏡預安裝(Lens Pre-Ass'y)、焦點紫外線鎖定(Focus UV Lock)、感測器測試(Sensor Test)、FPCB貼裝(FPCB Attach)、保護殼(Case)組裝以及出荷檢查。
另外,參照第3圖,對用於智慧型電話及移動電話的便攜式設備的相機模組20的製造步驟進行具體說明如下。
首先,提供用於製造感測器芯片(Sensor Chip)的晶圓(Wafer)(),切割所提供的晶圓而準備感測器芯片(),將準備的感測器芯片貼附到印刷電路板(PCB)(),在用金線(Gold Wire)連接感測器芯片與印刷電路板()之後,將透鏡機構安裝在上部()。接下來分離為單獨的相機模組20()之後,接合FPCB(),旋轉模組並設置焦點(Focus Setting)()。接下來,在藉由環氧樹脂(Epoxy)固化固定模組的焦點之後,將經由相機模組20(CM模組)的光照射到測試圖(Test Chart)上而檢查畫像及色相()並進行設置()。
在上述的步驟中,可以在FPCB貼裝(FPCB Attach)、保護殼(Case)組裝等步驟中使用雷射加工裝置(Laser Soldering Apparatus)。在FPCB貼裝及保護殼組裝步驟中為了進行端子的連接而需要進行錫焊,即焊接(soldering)步驟,並且在這些過程中可以使用本發明的實施例中包含的雷射加工裝置。
如第4圖所示,這樣的雷射加工裝置在相機模組20中可以使用於雙面焊接(two-side soldering)或三面焊接(three-side soldering)。在雙面焊接的情況
下,可以對相機模組20的上表面進行6點至8點焊接(6~8 points soldering),並且可以在與上表面相反的下表面進行6點至8點焊接(6~8 points soldering)。另外,在三面焊接的情況下,可以以整體地將16點覆蓋於三個表面的方式進行焊接。在這種情況下,相機模組20可以是光學圖像穩定器(OIS:Optical Image Stabilizer)相機模組20。
參照第5圖,對如上所述的雷射加工裝置執行的雷射焊接過程的說明如下。
首先,可以將雷射照射到焊點而執行預熱(Pre-Heat)PH1步驟。雷射照射的區域發散熱,例如,發散圓形、四邊形、環形等面狀的熱。接下來,熱被傳遞至周圍區域,從而能夠使溫度上升。然後,可以供應焊球S(solder ball)並借助於雷射進行後熱(Post-Heat)PH2過程。接下來,經過冷卻(Cool Down)CD而進行焊接過程。在此,根據需要,也可以不進行預熱(Pre-Heat)PH1步驟,經過焊球S(solder ball)的供應、後熱(Post-Heat)PH2步驟及冷卻(Cool Down)CD過程而完成焊接過程。
當雷射焊接裝置利用焊絲時,根據利用焊球S的情況和利用焊膏的情況中的一種,裝置的構成及雷射照射方法可以不同。
尤其,在利用焊球S的情況下,如第6圖所示,可以採用拾取和放置(Pick and Place)焊接方法:拾取焊球S並移動,將焊球S放置到所需位置,並且將雷射照射到焊球S而使焊球S熔融並滴落,進而進行接合。
並且,可以採用焊料噴出(Solder Jetting)方法:藉由管嘴移動焊球S而使其在管嘴內部熔融,進而噴出(Jetting)。
進而,對於所述管嘴而言,若檢測到異常狀態則可以進行更換。管嘴還可以包括用於檢測是否處於包括污染及變形的所述異常狀態的感測部。感測部可以包括第一感測部及第二感測部。
所述第一感測部是用於確認管嘴的狀態的感測器,可以是電荷耦合元件(CCD:charged-coupled device)相機。第一感測部可以檢查管嘴的狀態,進而在管嘴狀態無異常的情況下執行正常的焊球應用操作。然而,若第一感測部檢測到管嘴的異常狀態,則可以藉由卸載部使異常狀態的管嘴脫離,並取出存儲於管嘴筒(Nozzle cartridge)中的新的管嘴並貼附在結合部。若新的管嘴被貼附於結合部,則可以藉由對準(Alignment)部將新管嘴對準。
並且,所述第二感測部可以是電荷耦合元件(CCD:charged-coupled device)相機、區域感測器(area sensor)、霍爾感測器(hole sensor)、電容感測器。藉由第二感測部能夠確認盤(disk)的異常狀態,尤其是焊球移送口的異常狀態,並發送至控制部。即,確認焊球移送口的污染狀態,如果污染程度為足以干擾焊球的供應的程度(例如,當焊球移送口內的直徑為預設的數值以下時),則可以將表示焊球移送口異常狀態的訊號發送至控制部。若控制部確認移動並提供焊球S的盤處於異常狀態,則能夠向用戶顯示該結果,以提供使用戶能夠更換盤的訊息。
作為一例,藉由第6圖對拾取和放置焊接方法進行更具體的說明,如第6圖的(a)所示,將準備的焊球S(步驟1)藉由管嘴拾取一個以上(步驟2)並放置在需要焊接的位置的上部(步驟3)。位於上部的焊球S藉由雷射照射熔解而滴落至需要焊球S的位置(步驟4)。另外,如第6圖的(b)所示,在管嘴拾取兩個以上焊球S的情況下,可以將雷射按序地照射到各個焊球S。當然,第6圖圖示了管嘴
拾取兩個以上的焊球S的情形,然而並不局限於此,也可以包括吸取一個焊球S而滴落至需要焊接的位置的情形。
以下技術內容及第7圖與第6圖(拾取和放置(Pick and Place))不同,在照射焊絲、焊膏、預置的焊料的情況下可以考慮。
在這樣的雷射加工裝置中,根據要求考慮的要素,需要進行雷射的操作。需要考慮如下內容:關於藉由雷射加熱的區域的尺寸(size of heated area);誤差防止;以及確保使得即使發生誤差也能夠順利進行雷射焊接的焦距(focus distance)的確保;能夠防止在照射雷射的過程中被周圍構成要素阻斷或者對周圍構成要素造成缺陷的雷射的圓錐角。
因此,如第7圖所示,藉由調節具有圓錐形狀的雷射的圓錐角及波長可以調節被雷射加熱的區域的尺寸及焦距。並且,可以藉由減小雷射的圓錐角,防止由於周圍構成要素的接觸而造成的缺陷。為了調節這樣的雷射的圓錐角及波長,根據本發明的實施例的雷射加工裝置在藉由管嘴16供應雷射的上側雷射供應部包括雷射波長調節部及雷射圓錐角調節部。
不僅如此,還可以綜合考慮雷射加工裝置的循環週期、工作溫度以及被焊接的材料的溫度靈敏度、接觸敏感度、下一個步驟的順利執行所需要的允許溫度等。
在雷射加工裝置中,若具體觀察關於回流(reflow)時間(timing)的考慮事項則如下。
第一,可以考慮焊接對象體的熱負荷。對象體越大,熱傳導越慢,熱傳導率高的對象體可以起到類似於散熱器(heat sink)的作用。
第二,可以考慮焊膏(焊球S)的質量。這是因為雷射必須追加足夠的能量來蒸發助焊劑並液化合金。並且,還因為助焊劑蒸汽影響加熱速度並且還可能會自燃。
第三,可以考慮與潤濕(wetted)處之間的距離。距離越遠,雷射照射時間可能越長。這是因為合金需要是能夠橫向流過表面並將其潤濕的液體狀態。
第四,可以考慮焊縫形狀(Joint geometry)。這是因為在焊縫形狀是諸如絞合線等複雜的形狀的情況下,可能需要更長時間使合金完全潤濕。因為合金需要是能夠橫向流過表面並將其潤濕的液體狀態。
第五,可以考慮熱敏感度。部件及焊料必須迅速加熱以限制吸收的總熱量。這是因為過多的熱可能會傳導至周圍的構成而使周圍的構成受損。
如第8圖所示,可以根據時間控制雷射的能量輸出(laser power),因此可以對加熱進行規範化(profiling)以能夠最大程度地應用所需的加熱效果。
在沒有考慮事項進行點對點的加熱的情況下,規範(profile)可以是一次為單個功率電平(level)。在週期時間重要且需要直到部件完全濕潤為止的最少的時間的情況下,為了以不發生過熱地保持回流的程度保持加熱的區域,可以施加為足以能夠在降低至更低的功率之前開始回流的充分高的功率電平。雷射器輸出電平也可以根據時間的經過而線性變更,從而從一個輸出電平漸變(ramping)為另一輸出電平。
這樣的雷射焊接步驟可以自動化。例如,在雷射加工裝置中可以實現用於識別對象體的視覺識別,並且可以控制為視覺識別與雷射焊接可以在同一條線上進行。並且,包括線性馬達(linear motor)能夠實現控制的效率化及作
業性的提高。並且,執行雷射焊接的管嘴16焊接頭可以包括兩個(雙雷射接合頭(dual laser bonding head))或超過兩個,從而自然能夠提高操作性。並且,包括兩個以上的焊接頭且實現各個雷射焊接的焊接台(table)與所述焊接頭對應地包括兩個以上,從而能夠並列地進行作業。進而,雖然未利用附圖進行詳細地圖示,然而這樣的雷射加工裝置當然可以包括含有能夠實現兩個以上的方向的移動的馬達的移動台,並且可以包括用於供應雷射的雷射供應部以及能夠供應焊料的焊球S供應部。並且,可以包括能夠使雷射加工裝置管嘴16旋轉的旋轉馬達,管嘴16借助於旋轉馬達的旋轉而旋轉,從而能夠在對象體中對需要雷射焊接的部分傾斜地照射雷射。
雷射加工裝置可以製造成臺式型,也可以製造成能夠使雷射焊接管嘴16借助機器人移動的機器人自動化類型。進而,自然可以作為在製造生產線上自動化的系統的構成而提供為自動化裝置,或者也可以提供為獨立型系統。進而,如第9圖所示,作為相機模組20步驟的音圈電機(VCM:Voice Coil Motor)焊接裝備,也可以將雷射將音圈電機終端(VCM Terminal)/軛(Yoke)端子與陶瓷多層基板(HTCC基板,High Temperature Coried Ceramics)作為用於焊接的裝備而採用。
並且,根據本發明的實施例的雷射加工裝置可以包括控制部,進而執行雷射焊接所需的控制。控制部可以藉由外部訊號實現啟動、內置系統及程序的升級,也可以藉由焊接參數的輸入/輸出進行控制乃至調整。根據本發明的實施例的雷射加工裝置可以包括用於容易地掌握裝置的操作狀態和控制狀態的顯示部。
進而,根據本發明的實施例的雷射加工裝置可以包括能夠測量對象體和焊料中的至少一個的溫度的非接觸式溫度感測器。並且,可以包括用於進行精確的焊料供料的供料機(feeder)。並且,控制部可以包括兩個以上可選擇的焊接規範,從而即使不輸入額外的控制因素也能夠進行雷射焊接。例如,根據本發明的實施例的雷射加工裝置可以具有三個焊接規範,並且各個雷射焊接規範可以分為三個步驟、八個步驟順序而能夠實現靈活且準確的參數控制。另外,根據本發明的實施例的雷射加工裝置的控制部可以提供為能夠選擇焦距、IR溫度檢測及實時焊接質量監控中的兩種以上的雷射焊接頭選項。
另外,雷射焊接規範也可以包括雷射器的輸出、雷射照射時間、雷射照射次數及雷射器的輸出與照射時間相關性中的斜率。
藉由上述四種條件的多種組合能夠確定與焊球的尺寸及與焊接環境對應的雷射規範。例如,在焊球較大的情況下可能無法實現焊球完全熔融,因此為了實現焊球的熔融,能夠多次進行用於加熱的雷射照射。可以根據焊球的尺寸執行回流焊接。並且,若完成加熱,則可以進行緩冷,如果進行急冷,則可能發生冷焊現象而導致焊接部產生裂紋。因此,在冷卻時可以進行緩冷。
另外,所述緩冷可以包括持續減小雷射器輸出而執行的緩冷以及階段性地減小輸出而執行的緩冷。即使是持續減小雷射器輸出而進行緩冷的情況,雷射器的輸出與照射時間相關性的斜率越大,緩冷的效果還是會與急冷效果相似,因此可以選擇性地進行調節。
即,為了藉由雷射器的輸出、雷射照射時間、雷射照射次數及雷射器的輸出與照射時間的關係中的斜率的組合而在焊接過程中形成一個以上的輸出區間,可以選擇多種雷射規範。
藉由上述的雷射加工裝置,如第10圖所示,焊接可以應用於多種端子的電連接。例如,即使在端子位於同一平面上或佈置為具有角度的情況下也能夠順利地執行焊接。因此,如第11圖的(a)至第11圖的(d)所示,根據本發明的實施例的雷射加工裝置能夠實現角接合(Corner connection)、空腔接合(Cavity connection)及全方位接合(All connection)等多種連接。
首先,可以藉由第12圖對包括根據本發明的實施例的雷射加工裝置的管嘴16的裝置進行說明。
根據本發明的實施例的裝置的一部分包括上部基座17及下部基座18,並且包括位於上部基座17與下部基座18之間的漏盤(Hole disk)。漏盤可以借助於旋轉軸6而旋轉,並且包括多個孔,進而能夠借助於以旋轉軸6為中心的旋轉而將焊球搬運至雷射傳輸通道14。即,藉由焊球入口2流入的焊球S被放置在配備於漏盤的多個孔中的一個,位於漏盤的一個孔的焊球S借助於旋轉軸6的旋轉可以移動至雷射傳輸通道14側。
在此,供應至焊球入口2的焊球S可以臨時存儲於存儲腔室3,並可以借助於藉由氮氣入口11、4供應的氮氣移動至焊球出口端5,進而移動至焊球出口端5的焊球S位於配置於漏盤的多個孔中的一個。
在上部基座17可以配置有能夠可旋轉地支撐旋轉軸6的結構,並且在上側可以包括適配器7。並且,可以包括貫通上部基座17及下部基座18的接收端口10及傳輸端口9。移動至雷射傳輸通道14側的焊球S可以藉由焊球出口通道12移動至管嘴16側。
在雷射傳輸通道14的上側可以配置有透明玻璃13,經由透明玻璃13照射的雷射可以經由雷射傳輸通道14照射至管嘴16側。
管嘴16可以藉由配置於下部基座18的管嘴防鬆鎖緊螺釘15結合。因此,可以使管嘴16能夠經由管嘴防鬆鎖緊螺釘15而與下部基座18結合,從而易於更換管嘴16。在本發明的實施例中,以管嘴防鬆鎖緊螺釘15為例進行了說明,然而,顯然,能夠管嘴16的更換的管嘴16與下部基座18之間的結合結構可以採用多種形式。並且,在雷射傳輸通道14的上側可以配置用於供應氮氣的氮氣入口11、4,使藉由雷射熔融的管嘴16內部的焊球S能夠排出至需要雷射焊接的部分。
作為一例,將根據本發明的實施例的雷射加工裝置中所包含的管嘴16放大進行觀察,可以如第13圖所示。
在如第13圖所示的管嘴16可以形成有通孔,所述通孔包括圓柱體形狀部以及結合於圓柱體形狀部下部的圓錐台形狀部。焊球S經由焊球出口通道12流入管嘴16內部之後,經由圓柱體形狀部並借助於重力而落下。落下的焊球S被卡在圓錐台形狀部而無法流到管嘴16外部。經由透明玻璃13向卡在圓錐台形狀部的焊球照射雷射,從而熔融的焊球S借助於氮氣排出至外部。
另外,在焊球入口2一側可以配置有蓋1,蓋1可以僅當焊球S從存儲焊球S的焊球S供應腔室向焊球入口2側移動時開放。不僅如此,配置於焊球入口2的蓋1可以僅在使用根據本發明的實施例的雷射加工裝置的情況下開放,以能夠供應焊球S。
並且,在上述的雷射加工裝置中僅主要針對氮氣進行了說明,然而除了氮氣以外還可以使用諸如氦氣和氬氣等所有能夠作為惰性氣體而使用的氣體。
以下,後文藉由依次示出作為雷射加工裝置的示例的一部分步驟的第14圖及第15圖描述A至F及A'至F'。對圖示於第14圖的順序圖(A至F)進行簡略的說明。
首先,在裝載對象體之後,將對象體移動至視覺檢查位置(A),接下來檢測對象體的對齊狀態、旋轉及配置(B)。之後,移動至焊接位置(C),從而藉由雷射加工裝置進行焊接(D)。接下來移動至卸載位置(E)進行卸載。當裝載下一個對象體(F)時,再次移動至視覺檢查位置(A)。另外,為了在雷射焊接之後檢查焊接的質量,顯然還可以添加移動至視覺檢查位置的選項。
對第15圖所示的順序(A'至F')進行簡略的說明。首先,當將焊接後的對象體置於卸載位置(A')時,取出焊接後的對象體並將待焊接的對象體置於卸載位置(B'),之後將其移動至視覺檢查位置(C')。接下來檢測對象體的對齊狀態、旋轉及配置(D')。之後,移動至焊接位置(E'),並藉由雷射加工裝置進行焊接(F')。在此,作為可追加的選項,為了在雷射焊接之後檢查焊接的質量,可以添加將對象體移動至視覺檢查位置(position)的步驟,並且在針對對象體檢測對齊狀態、旋轉及配置之後,當對齊狀態、旋轉及配置異常時,可以添加移動至卸載位置而再次進行卸載及加載的選項。
藉由所述第14圖及第15圖說明的加工順序由控制部控制,藉由圖示概念圖的第17圖可以進行更具體的說明。焊接藉由加工部執行,並且加工部包括頭部110。頭部110可以包括雷射束集束光學焊接頭、焊球供應裝置中的一個以上。並且,加工部還可以包括排出焊球的管嘴。並且,控制部200可以判斷所述管嘴16的預定的狀態,即污染或損壞等狀態,從而決定清洗或更換時間,進而,控制部200可以記錄雷射器輸出並校正雷射器輸出。並且,藉由控制部的
控制可以執行針對作為被焊接部分的焊料部的品質檢測,可以控制為丟棄或收集接合(bonding)測試時使用的焊球以及製造中存在缺陷的不良焊球。
在上述的品質檢測過程中可以以未複合預定的品質標準的焊料部為對象再次照射雷射而使焊料部再次熔融,進而提高焊料的潤濕性,或者藉由再次溶解而去除並執行再次焊接。作為另一例,也可以藉由分類裝置150進行分類。控制部200可以執行校正雷射束位置、管嘴位置和視覺檢查位置的控制。
並且,控制部200可以藉由雷射器的輸出、雷射器照射時間、雷射器照射次數及雷射器的輸出與照射時間之間的相關性的中斜率的組合確定的所述雷射的規範來控制執行焊接。
根據上述的雷射加工裝置及雷射加工方法,根據本發明的實施例的裝置乃至方法可以包括如下構成。另外,以下說明的檢查可以包括由第一檢查部120和第二檢查部130執行的第一檢查(pre-inspection)及第二檢查(post-inspection)。對於第一檢查(pre-inspection)而言,可以是檢查在執行焊接之前對對象體的安裝狀態,即包括旋轉及配置狀態的對齊狀態進行感測,對於第二檢查(post-inspection)而言,可以是在執行焊接之後感測焊料部的裂紋及孔隙(Pore)中一個以上的檢查。如同下文中的說明,根據第二檢查結果,可以對未滿足品質標準的對象體與滿足品質標準的對象體CM進行分類,並且針對未滿足品質標準的對象體CM還可以執行再次焊接(re-soldering)。
第一,從雷射供應裝置供應的雷射器可以是根據焊料材質具有較高的雷射吸收率的波長的雷射器。並且,可以是光纖雷射器或二極體雷射器(Fiber Laser或Diode Laser)等固體雷射器。從雷射發生裝置產生的雷射束可以無
需獨立的光學鏡而藉由光纖傳輸至雷射焊接頭。因此,能夠實現雷射的穩定供應及藉由雷射照射的焊接時的精密的操作。
第二,雷射加工裝置100可以包括包含雷射焊接管嘴16的拾取和放置焊接頭(Pick and Place Soldering Head)或者噴出焊接頭(Jet Soldering Head)。
雷射焊接頭可以包括雷射束集束光學頭、焊球S供應裝置及管嘴16。在此,當雷射焊接頭表示頭部110時,不僅可以構成為單頭(single head),還可以構成為包括兩個焊接頭的雙焊接頭(dual head)。不僅如此,當然也可以構成為包括三個以上焊接頭的焊接頭體。在包括兩個以上雷射焊接頭的情況下,能夠提高裝置的生產性。
第三,可以包括視覺檢查模組(Vision Inspection Module/unit)或視覺檢查步驟。由於包括這樣的視覺檢查模組或視覺檢查步驟,能夠進行待焊接相機模組20的位置檢查、對齊狀態檢查等(第一檢查(Pre-Inspection)),並且根據需要,可以進行焊接後的焊接品質檢查(第二檢查(Post-Inspection))。
因此,1)可以安裝由低倍率和高倍率鏡頭組成的視覺檢查模組,或者2)可以安裝電動變焦鏡頭(Motorized Variable Zoom Lens,1X~x18:最高倍率可以根據變焦鏡頭(Zoom Lens)的設計而更高),進而能夠自動檢查低倍率至高倍率以及寬區域至窄區域。
雖然也可以利用一個視覺檢查模組進行預檢查(Pre-Inspection)及後續檢查(Post-Inpsection),但是為了提高生產性,可以構成為單獨的視覺檢查模組(例如,由一個預檢查(Pre-Inspection)功能用視覺檢查模組、一個後續檢查(Post-Inpsection)功能用視覺檢查模組構成)。
在利用一個視覺檢查模組進行預檢查(Pre-Inspection)及後續檢查(Post-Inpsection)的情況下,在經過預檢查(Pre-Inspection)的對象體移動至用於焊接的位置進行焊接之後,可以回到之前的位置而進行後續檢查(Post-Inpsection)。
在視覺檢查模組由兩個構成,即由一個預檢查(Pre-Inspection)功能用視覺檢查模組和一個後續檢查(Post-Inpsection)功能用視覺檢查模組構成的情況下,對象體按預檢查(Pre-Inspection)模組和雷射焊接模組及後續檢查(Post-Inpsection)模組所在的位置依次移動並進行檢查及焊接。
進而,為了實時監控焊接品質而控制參數或者進行針對焊接後的區域的內部裂紋、孔隙(Pore)的檢查等後續檢查(Post-Inpsection),還可以包括紅外線(Infra-red)檢查裝置。
第四,還可以包括能夠對不符合所述後續檢查(Post-Inpsection)之後要求的焊接品質標準的對象體進行分類的分類(Sorting)裝置。
第五,還可以包括能夠對不符合所述後續檢查(Post-Inpsection)之後要求的焊接品質標準的對象體進行修理的修理裝置。這樣的修理裝置可以照射雷射而使焊料部再次熔融,進而提高焊料潤濕性,或者去除已焊接的焊料並執行再次焊接(Resoldering)。在去除已焊接的焊料時,可以使用諸如銷(Pin)等機械的工具而自動去除,或者可以利用雷射使其再次熔解(remelting)並吸入而自動去除。
第六,為了管理焊接(Soldering)後的品質,還可以包括包含用於去除灰塵及異物的集塵裝置的清潔裝置(Cleaning Device)400。此外還可以包括乾燥空氣吹送(Dry Air Blowing)裝置、二氧化碳雪清潔(CO2 Snow Cleaning)裝置及惰性氣體吹送裝置中的一個以上的裝置。
第七,還可以包括根據需要焊接的器材種類而預先進行焊接的預焊接部111。並且,可以額外地包括雷射焊接頭(Soldering Head)而最大限度地提高焊接質量並提高生產性。
雖然在上述的實施例中未進行說明,但是在也可以使用於不需要熔接材料(焊球S(Solder Ball))的接合。即,作為熔接材料的焊球S的供應可以是選擇性的,在不供應焊球S的雷射加工裝置中,也可以應用於金屬之間的接合(bonding)、金屬與樹脂之間的接合(bonding)及塑料熔接等。根據被照射雷射的對象體的性質,可以使雷射的照射強度、照射時間及照射週期等條件不同而執行兩種母材的接合(bonding)。
進而,作為一實施例,若對圖示夾具30形態的第16圖及額外的雷射加工方法及裝置進行說明,則雷射加工裝置中還可以包括多個上述的管嘴16。即,焊球S藉由漏盤8供應至管嘴16側時,可以與多個管嘴16對應地藉由漏盤8供應焊球S。即,並非選擇性地提供至多個管嘴16中的一個管嘴16,而是可以執行同時供應的動作。例如,根據上述的動作,焊球S被供應至雙焊接頭(dual laser bonding head)側並借助於雷射熔解之後,可以藉由排出氮氣而從所述焊接頭排出。由於這樣的過程可以在兩個焊接頭同時進行,因此能夠縮短焊接時間。
作為一例,配置雙焊接頭(dual laser bonding head)的裝置由於配置有更多數量的焊接頭,因此自然能夠增進作業效率。
並且,雷射加工裝置還可以包括夾具(jig)。所述夾具可以是以旋轉型移動方式移動的夾具(rotating fixture jig)。可以配置有包括多個採用所述旋轉型移動方式的夾具的夾具部(fixture jig channel)。例如,可以配備結合三個以上以旋轉型移動方式移動的夾具而配置的夾具部(fixture jig channel)。在這樣的
夾具部(fixture jig channel)可以包括或安裝多個待執行焊接作業的對象體。在此,在對對象體的兩個以上的點分別執行焊接及接合(bonding)中一種以上的作業時,若對存在於一個對象體的所述兩個點中一個點執行焊接或接合(bonding)作業,則夾具可以移動,使得能夠對存在於對象體的兩個點中剩餘的點執行雷射加工。在此,所述夾具的所述移動可以是旋轉,並且也可以是藉由直線運動的移動,也可以是藉由所述旋轉及直線運動的組合的移動。若所述移動結束,則可以對所述剩餘的點執行焊接或接合(bonding)。
作為具體的示例,第一焊接頭(laser bonding head 1)可以在第一夾具部(fixture jig channel 1)上執行接合(bonding),第二焊接頭(laser bonding head 2)可以在第三夾具部(fixture jig channel 3)上執行接合(bonding)。
若焊接頭(第一焊接頭及第二焊接頭)在各個位置完成接合(bonding),則第一焊接頭可以在第二夾具部上執行接合(bonding)作業。
並且,若所述第一夾具部位於脫離雷射照射位置的卸載位置,則完成接合作業的對象體可以被取出。在取出對象體的第一夾具部上可以放置新的對象體而等待接合作業。
若針對位於第三夾具部的對象體的接合作業完成,則所述對象體可以被取出,並且在取出對象體的第三夾具部上可以配置新的對象體而準備進行接合作業。
若第一焊接頭針對位於第二夾具部上的對象體的接合作業完成,則第一焊接頭可以對位於第一夾具部上的對象體執行接合作業。
並且,若所述第二夾具部位於所述卸載位置,則完成接合作業的對象體可以被取出,並且在第二夾具部上放置新的對象體而等待接合作業。
若第二焊接頭針對位於第三夾具部上的對象體的接合作業完成,則第二焊接頭可以針對第二夾具部執行接合作業。可以反復執行所述接合作業並進行雷射加工。
更具體而言,在裝載或卸載位置,配置有多個對象體的各個夾具30可以安裝於第一夾具部。並且,在裝載或卸載的位置,配置有多個對象體的各個夾具可以安裝於第二夾具部。並且,在裝載或卸載的位置,配置有多個對象體的各個夾具可以安裝於第三夾具部。
若第一夾具部位於接合作業的位置,則視覺檢查(inspection)單元(vision inspection unit)可以檢查待作業的對象體的對齊狀態、旋轉、配置等的正常操作與否。
第一雷射頭可以接合形成於在第一夾具部上配置的各個對象體的接合面。在第一夾具部執行接合作業的期間內,視覺檢查單元(vision inspection unit)可以檢查配置於第三夾具部的各個對象體的對齊狀態、旋轉、配置等的正常操作與否。
第二雷射頭可以接合形成於在第二夾具部上配置的各個對象體的接合面。若配置於第一夾具部上的各個對象體的一面的接合作業結束,則第一夾具部所包括的各個夾具可以移動至另一面的接合作業位置。所述移動可以是旋轉移動。
在配置於第三夾具部的對象體執行接合作業的期間,視覺檢查(inspection)單元(vision inspection unit)可以檢查位於第一夾具部上的各個對象體的對齊狀態、配置等。
並且,可以接合借助於第一焊接頭移動配置的第一夾具部上的對象體的另一面。若接合作業結束,則第一夾具部可以移動至卸載位置。若接合作業結束,則第一夾具部上的對象體可以被取出,從而新的對象體可以配置於第一夾具部上。
若配置於第三夾具部的各個對象體的接合的兩個面中一個面完成接合作業,則第三夾具部所包括的各個夾具可以移動至另一面的接合作業位置。
之後,視覺檢查單元(vision inspection unit)可以檢查借助第三夾具部旋轉的各個對象體的對齊狀態、配置等。並且,第二焊接頭可以接合配置於第三夾具部上的各個對象體的另一面。
在第二夾具部對位於第三夾具部上的對象體進行接合作業的期間內,視覺檢查(inspection)單元(vision inspection unit)可以檢查配置於第二夾具部的各個對象體的對齊狀態、旋轉、配置等。
第一焊接頭可以接合配置於第二夾具部的各個對象體的一面,配置有新的待進行接合作業的對象體的第一夾具部可以一直等待直到第二夾具部的作業結束為止。因此,之後的作業過程可以反復上述的過程。
作業結束的夾具部(fixture jig channel)的各個對象體可以通過一個或兩個視覺檢查(inspection)模塊/單元(vision inspection module/unit)執行接合品質檢查(第二檢查(post-inspection))。
另外,在管嘴16藉由氮氣等氣體進行加壓而將位於內側的熔接材料(焊球S(Solder Ball))排出的過程中,管嘴16的內側面,即與熔解的熔接材料接觸的管嘴16的內側面可能受污染。所述污染可以包括未能排出而殘留並固著的
熔接材料、在由於熔接材料熔解時的溫度造成熱損傷的過程中產生的異物以及由於反復排出氣體(氮氣等)而產生於表面的異物等。若所述異物等累積,則對雷射加工效率產生影響而存在導致負面結果的可能性。因此,藉由檢查管嘴16的狀態及品質的過程,需要以預設週期或間歇性地去除(cleaning)該污染,在測量污染程度而在到達預設污染水平時,或者在以預設的單位時間為標準而確定的週期,移動至清洗區域而進行清洗或者在未配置對象體的狀態下藉由管嘴清洗單元(nozzle cleaning unit)去除異物及粉塵等。可以藉由物理或化學等方法清洗(cleaning),並且作為執行該清洗的構成,可以包括視覺單元(vision unit)、管嘴16監視器(nozzle monitor)。
進而,當以對應於雷射加工程度的預設雷射照射強度照射雷射時,可以藉由雷射強度(能量、輸出)檢測單元(laser power(energy)detection unit)檢查照射的實際雷射強度(laser power;energy),並在與所述預設雷射照射強度產生差異的情況下,調整雷射強度,以補正所述差異。因此,控制部(未圖示)與雷射強度(能量、輸出)檢測單元(laser power(energy)detection unit)相互連接而基於從雷射強度(能量、輸出)檢測單元(laser power(energy)detection unit)接收的訊息與預設雷射強度進行比較,進而增加/減小照射的雷射的強度。
並且,雷射加工裝置還可以包括丟棄或收集接合(bonding)測試時使用的焊球S及製造時存在缺陷的不良焊球S的廢棄焊球收集單元(waster ball collecting unit)。例如,藉由廢棄焊球收集單元(waster ball collecting unit),還可以在從焊球S供應至雷射加工裝置之後到排出之前移動的過程中進行收集,進而廢棄。
另外,還包括用於校正雷射束(laser beam)位置、管嘴16(nozzle)位置及視覺檢查(vision inspection)位置的校準板(calibration plate),與所述控制部(未圖示)連接的校準板(calibration plate)可以即刻感測雷射束(laser beam)、管嘴16(nozzle)及視覺檢查(vision inspection)的絕對坐標及相對坐標中的一個以上的訊息,從而藉由與預設於控制部的設定值進行比較,進而補正與所述預設的設定值之間的差異而將雷射束(laser beam)的位置、管嘴16(nozzle)的位置及視覺檢查(vision inspection)的位置移動,以收斂於所述預設的設定值。進而,在不位於預設的值的情況下,不執行雷射照射步驟,從而能夠防止發生與雷射照射相關的誤操作。
以上,藉由代表性的實施例而對本發明進行了詳細的說明,但是在本發明所屬的技術領域中具有通常知識的人可以理解,針對上述的實施例,在不超過本發明的範圍的限度內能夠實現多樣的變形。因此,本發明的權利範圍不能局限於所說明的實施例,應當根據申請專利範圍以及與申請專利範圍記載的範圍等同的範圍來確定。
20:相機模組
21:透鏡模組
22:圖像感測器模組
Claims (28)
- 一種雷射加工方法,其包括以下步驟:將對象體裝載在夾具;對裝載於該夾具的該對象體的包括旋轉及配置的對齊狀態進行感測及第一檢查;將該夾具移動至焊接位置;利用焊球而藉由雷射器對該對象體進行焊接;以及卸載該焊接後的該對象體,其中,該進行焊接的步驟包括如下步驟:記錄該雷射器的輸出並校正該雷射器的輸出;藉由調節該雷射器的圓錐角而調節被該雷射器加熱的區域的尺寸及焦距;檢查照射的實際雷射強度,並在與默認雷射照射強度產生差異的情況下,增加/減小該雷射強度,以補正該差異;以及根據雷射焊接規範執行焊接,該雷射焊接規範藉由該雷射器的輸出、雷射照射時間、雷射照射次數及雷射的輸出與該雷射照射時間之間的相關性中的斜率的組合來確定,並且與該焊球的尺寸及焊接環境對應,為了檢查該焊接的品質,能夠移動該對象體而藉由檢查部選擇性地執行第二檢查。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中該品質的檢測藉由視覺檢查執行。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中該品質的檢查是感測是否發生焊接區域的內部裂紋及孔隙的檢查。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中該雷射器是包括光纖雷射器及二極體雷射器中一種以上的固體雷射器。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中該焊接的步驟藉由雷射束集束光學頭、焊球供應裝置以及包括管嘴的焊接頭執行。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中該焊接的步驟藉由包括一個以上的焊接頭的拾取和放置焊接頭或者噴出焊接頭執行。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中該焊接的步驟還包括如下的步驟:檢查排出焊球的管嘴的預定的狀態及品質而進行清洗或更換。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中藉由該檢查部進行的檢查步驟能夠在執行該焊接的步驟的同時執行。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中該品質的檢查步驟包括如下的步驟:丟棄或收集接合測試時使用的焊球以及製造中存在缺陷的不良焊球。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其進一步包括如下的步驟:在該第二檢查之後,根據預定的品質標準對該對象體進行分類。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中還包括如下的步驟:對藉由該第二檢查而不符合預定的品質標準的焊料部照射雷射而使其熔融,進而提高焊料潤濕性,或者藉由再次熔解去除並再次焊 接。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其進一步包括如下步驟:清潔步驟,用於在該第二檢查步驟之後去除灰塵及異物,其中在該清潔步驟中執行乾燥空氣吹送、二氧化碳雪清潔及惰性氣體吹送中一種以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中對該對象體執行的焊接包括後續焊接及預焊接。
- 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工方法,其中在該焊接執行步驟中,包括:用於校正雷射束位置、排出焊球的管嘴位置及視覺檢查位置中的一種以上的步驟。
- 一種雷射加工裝置,其包括:控制部;夾具,裝載對象體;第一檢查部,對裝載於該夾具的該對象體的包括旋轉及配置的對齊狀態進行感測及第一檢查;移動部,將該對象體裝載到該夾具或者從該夾具卸載該對象體;加工部,利用焊球而藉由雷射器對該對象體進行焊接;第二檢查部,藉由該控制部的控制以該對象體為對象選擇性地執行第二檢查;鐳射圓錐角調節部,藉由調節該雷射器的圓錐角而調節被該雷射器加熱的區域的尺寸及焦距;以及鐳射強度檢測單元,檢查照射的實際雷射強度,並在與默認雷射照射 強度產生差異的情況下,增加/減小該雷射強度,以補正該差異,該控制部記錄該雷射器的輸出並校正該雷射器的輸出,該焊接根據雷射焊接規範而執行,該雷射焊接規範藉由該雷射器的輸出、雷射照射時間、雷射照射次數及雷射的輸出與該雷射照射時間之間的相關性中的斜率的組合來確定,並且與該焊球的尺寸及焊接環境對應。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中該第二檢查藉由視覺檢查執行。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中品質的檢查是感測是否發生焊接區域的內部裂紋及孔隙的檢查。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中該雷射器是包括光纖雷射器及二極體雷射器中一種以上的固體雷射器。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中藉由該控制部執行焊接,該加工部包括雷射束集束光學頭、焊球供應裝置以及用於排出焊球的包含管嘴的焊接頭。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中該焊接步驟藉由雷射焊接管嘴執行,該雷射焊接管嘴包含一個以上的焊接頭的拾取和放置焊接頭或者噴出焊接頭。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中該控制部檢查排出焊球的管嘴的預定的狀態及品質而控制進行清洗或更換。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中藉由該第二檢查部進行的檢查與該焊接同時執行。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中藉由控制該 控制部,該品質的檢查被控制為丟棄或收集接合測試時使用的焊球以及製造中存在缺陷的不良焊球。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其進一步包括:分類裝置,在該第二檢查之後,根據預定的品質標準對該對象體進行分類。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中藉由該控制部的控制,將藉由該第二檢查而不符合預定的品質標準的焊料部為對象,照射雷射而使其熔融,進而提高焊料潤濕性,或者藉由再次熔解去除並執行再次焊接。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其進一步包括:清潔裝置,用於在該第二檢查步驟之後去除灰塵及異物,其中該清潔裝置包括提供乾燥空氣的吹送裝置、二氧化碳雪清潔裝置及惰性氣體吹送裝置中一種以上。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其進一步包括預焊接部,在對該對象體執行後續焊接之前執行預焊接。
- 如申請專利範圍第15項所述之雷射加工裝置,其中該控制部執行校正雷射束位置、管嘴位置及視覺檢查位置的控制。
Applications Claiming Priority (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
??10-2017-0058353 | 2017-05-10 | ||
KR10-2017-0058353 | 2017-05-10 | ||
KR20170058353 | 2017-05-10 | ||
??10-2017-0063892 | 2017-05-24 | ||
KR10-2017-0063892 | 2017-05-24 | ||
KR20170063892 | 2017-05-24 | ||
KR10-2018-0053426 | 2018-05-10 | ||
KR1020180053426A KR102110764B1 (ko) | 2017-05-10 | 2018-05-10 | 레이저 가공 방법 및 장치 |
??10-2018-0053426 | 2018-05-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201901869A TW201901869A (zh) | 2019-01-01 |
TWI719306B true TWI719306B (zh) | 2021-02-21 |
Family
ID=64568467
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107115990A TWI677393B (zh) | 2017-05-10 | 2018-05-10 | 夾具組件、包括此夾具組件的雷射加工方法及雷射加工裝置 |
TW107115996A TWI678251B (zh) | 2017-05-10 | 2018-05-10 | 雷射加工裝置及加工方法 |
TW107115994A TWI719306B (zh) | 2017-05-10 | 2018-05-10 | 雷射加工方法及裝置 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107115990A TWI677393B (zh) | 2017-05-10 | 2018-05-10 | 夾具組件、包括此夾具組件的雷射加工方法及雷射加工裝置 |
TW107115996A TWI678251B (zh) | 2017-05-10 | 2018-05-10 | 雷射加工裝置及加工方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (3) | KR102123795B1 (zh) |
TW (3) | TWI677393B (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102005994B1 (ko) * | 2019-01-17 | 2019-09-25 | (주)디디케이 | 펠렛 나이프 브레이징용 고정지그 |
KR102174928B1 (ko) * | 2019-02-01 | 2020-11-05 | 레이저쎌 주식회사 | 멀티 빔 레이저 디본딩 장치 및 방법 |
KR102130962B1 (ko) * | 2019-11-14 | 2020-07-08 | 주식회사 미래티이씨 | 제품 제조용 솔더링 및 디스펜싱 장치 |
KR102278774B1 (ko) * | 2020-06-19 | 2021-07-19 | (주)다원넥스뷰 | 프로브 카드 리페어 방법 |
KR102183250B1 (ko) * | 2020-08-21 | 2020-11-25 | 제이에스오토모티브 주식회사 | 납땜공정장치 |
CN114338969A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-04-12 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 摄像模组、除尘系统及其除尘方法 |
KR102425230B1 (ko) * | 2021-07-15 | 2022-07-27 | 주식회사 제이디 | 이차전지용 용접상태 검사 방법 |
TWI779844B (zh) * | 2021-09-23 | 2022-10-01 | 捷拓科技股份有限公司 | 取置治具 |
CN114535785B (zh) * | 2022-03-31 | 2024-03-15 | 北京工业大学 | 一种高速焊接宏微机器人复合焊缝跟踪系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060219760A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-05 | Tdk Corporation | Soldering method, soldering device, bonding method, bonding device, and nozzle unit |
TW200833448A (en) * | 2006-10-02 | 2008-08-16 | Hamamatsu Photonics Kk | Laser processing device |
US20080272112A1 (en) * | 2004-06-01 | 2008-11-06 | Soutec Soudronic Ag | Hard-Soldering Method and Device |
TW200844678A (en) * | 2007-03-14 | 2008-11-16 | Hitachi Via Mechanics Ltd | Laser machining apparatus |
KR20110018074A (ko) * | 2009-08-17 | 2011-02-23 | (주)미래컴퍼니 | 레이저 가공 및 검사장치 및 방법 |
KR20130026725A (ko) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 레이저 가공장치 및 이를 이용한 가공방법 |
TW201429598A (zh) * | 2013-01-10 | 2014-08-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 三維雷射加工機 |
TW201448000A (zh) * | 2006-07-03 | 2014-12-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 雷射加工方法及晶片 |
TW201509580A (zh) * | 2013-06-24 | 2015-03-16 | Hitachi Ltd | 雷射加工構件之製造方法及雷射加工方法 |
KR20170017044A (ko) * | 2015-08-04 | 2017-02-15 | 크루셜머신즈 주식회사 | 카메라 모듈용 솔더링 장치 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100332378B1 (ko) | 1999-09-11 | 2002-04-12 | 이병구 | 반도체 패키지의 솔더볼 마운팅 방법 |
JP2011212727A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Panasonic Electric Works Sunx Co Ltd | レーザ加工装置 |
KR101435957B1 (ko) * | 2014-03-24 | 2014-09-05 | 주식회사 엠피에스 | 카메라모듈용 지그장치 |
KR200478870Y1 (ko) * | 2015-06-24 | 2015-11-24 | 윤재호 | 공작기계용 피가공물 고정용 지그장치 |
-
2018
- 2018-05-10 TW TW107115990A patent/TWI677393B/zh active
- 2018-05-10 TW TW107115996A patent/TWI678251B/zh active
- 2018-05-10 KR KR1020180053425A patent/KR102123795B1/ko active IP Right Grant
- 2018-05-10 KR KR1020180053426A patent/KR102110764B1/ko active IP Right Grant
- 2018-05-10 KR KR1020180053424A patent/KR102110763B1/ko active IP Right Grant
- 2018-05-10 TW TW107115994A patent/TWI719306B/zh active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080272112A1 (en) * | 2004-06-01 | 2008-11-06 | Soutec Soudronic Ag | Hard-Soldering Method and Device |
US20060219760A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-05 | Tdk Corporation | Soldering method, soldering device, bonding method, bonding device, and nozzle unit |
TW201448000A (zh) * | 2006-07-03 | 2014-12-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 雷射加工方法及晶片 |
TW200833448A (en) * | 2006-10-02 | 2008-08-16 | Hamamatsu Photonics Kk | Laser processing device |
TW200844678A (en) * | 2007-03-14 | 2008-11-16 | Hitachi Via Mechanics Ltd | Laser machining apparatus |
KR20110018074A (ko) * | 2009-08-17 | 2011-02-23 | (주)미래컴퍼니 | 레이저 가공 및 검사장치 및 방법 |
KR20130026725A (ko) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 레이저 가공장치 및 이를 이용한 가공방법 |
TW201429598A (zh) * | 2013-01-10 | 2014-08-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 三維雷射加工機 |
TW201509580A (zh) * | 2013-06-24 | 2015-03-16 | Hitachi Ltd | 雷射加工構件之製造方法及雷射加工方法 |
KR20170017044A (ko) * | 2015-08-04 | 2017-02-15 | 크루셜머신즈 주식회사 | 카메라 모듈용 솔더링 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180123986A (ko) | 2018-11-20 |
KR102123795B1 (ko) | 2020-06-18 |
TW201901869A (zh) | 2019-01-01 |
KR102110764B1 (ko) | 2020-05-14 |
TWI678251B (zh) | 2019-12-01 |
TW201900315A (zh) | 2019-01-01 |
KR102110763B1 (ko) | 2020-06-08 |
KR20180123987A (ko) | 2018-11-20 |
TW201900318A (zh) | 2019-01-01 |
KR20180123988A (ko) | 2018-11-20 |
TWI677393B (zh) | 2019-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI719306B (zh) | 雷射加工方法及裝置 | |
JP2008207244A (ja) | 接合装置の検出対象物の検出方法、接合装置及び接合方法 | |
CN110352476B (zh) | 用于三维结构物的激光接合装置及方法 | |
CN114505553B (zh) | 激光锡焊方法、装置及系统 | |
CN114749745B (zh) | 自动化激光锡焊方法、装置及系统 | |
KR101703561B1 (ko) | 솔더 리플로워 장치 | |
JP2022115105A (ja) | バンプ形成装置、バンプ形成方法、ハンダボールリペア装置、及び、ハンダボールリペア方法 | |
KR20230045850A (ko) | 레이저 조사위치가 조절되는 레이저 솔더링 장치 및 이를 포함하는 솔더링 방법 | |
KR102438999B1 (ko) | 멀티 레이저 발생기가 적용된 레이저 솔더링 장치 및 이를 포함하는 솔더링 방법 | |
KR20170017044A (ko) | 카메라 모듈용 솔더링 장치 | |
WO2018208095A1 (ko) | 솔더링 장치, 레이저 가공 장치 및 가공 방법 | |
CN210280985U (zh) | 一种器件管脚的焊接系统 | |
JP4459924B2 (ja) | 電子部品実装装置 | |
KR20220046249A (ko) | 레이저 조사위치가 조절되는 레이저 솔더링 장치 및 이를 포함하는 솔더링 방법 | |
KR101144487B1 (ko) | 솔더 볼 제거 장치 | |
WO2018208097A1 (ko) | 레이저 가공 방법 및 장치 | |
WO2018208096A1 (ko) | 지그 조립체 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치 | |
JP7218256B2 (ja) | チップ除去方法およびレーザ加工装置 | |
JP5981621B1 (ja) | ハンダ付け装置及びハンダ付け方法 | |
KR101575232B1 (ko) | 레이저 솔더링 장치 | |
US20230120590A1 (en) | Laser soldering device applying multi nozzle and the method thereof | |
JP2024008161A (ja) | バンプ形成装置、バンプ形成方法、ハンダボールリペア装置、及び、ハンダボールリペア方法 | |
JP2007275950A (ja) | 接合装置、載置装置、接合方法、及び載置方法 | |
JP2004273795A (ja) | 部品リペア装置および部品リペア方法 | |
JPH05235538A (ja) | 電子部品修正装置 |