一种激光锡球焊接装置

摘要

本发明属于激光焊接领域，公开了一种激光锡球焊接装置，包括底板，设于底板上的焊嘴组件，以及设于焊嘴组件上方的激光组件；焊嘴组件内开设有焊锡腔道，焊嘴组件的侧壁上开设有供料通道和第一气孔；底板上安装有供料组件，供料组件包括一能够受驱转动的供料盘，供料盘沿其周向方向设置有若干个容置孔；底板的一侧设置有气压组件，气压组件包括出气端口，出气端口通过气管与第一气孔连通；其中，出气端口处设有气压传感器；本激光锡球焊接装置通过实时检测焊嘴组件内的气压，以调节控制焊锡各个步骤的进行，使用正负压控制系统清理焊锡腔道内的锡液残留，有效减少影响焊接后续过程的因素，避免少焊和多焊的问题发生，从而提高焊接质量。

权利要求

1.一种激光锡球焊接装置，其特征在于，包括底板（1），设于所述底板（1）上的焊嘴组件（2），以及设于所述焊嘴组件（2）上方的激光组件（3）；

所述焊嘴组件（2）内开设有用于供锡球喷出的焊锡腔道（4），所述焊嘴组件（2）的侧壁上开设有供料通道（5），以及与所述焊锡腔道（4）贯通的第一气孔（6）；

所述底板（1）上安装有供料组件（7），所述供料组件（7）包括一能够受驱转动的供料盘（8），所述供料盘（8）沿其周向方向设置有若干个用于容置锡球的容置孔（9），所述供料盘（8）转动过程中，仅有一个所述容置孔（9）与所述供料通道（5）连通；

所述底板（1）的一侧设置有气压组件（10），所述气压组件（10）包括出气端口（11），所述出气端口（11）通过气管（12）与所述第一气孔（6）连通，用于对所述焊锡腔道（4）供给负压或正压；其中，所述出气端口（11）处设有气压传感器（13），所述气压传感器（13）用于检测所述焊锡腔道（4）内的气体压力；

当所述气压传感器（13）检测到所述焊锡腔道（4）内的压力稳定于第一压力阈值时，所述激光组件（3）运行，以对焊锡腔道（4）内的锡球进行融化；当所述气压传感器（13）检测到焊锡腔道（4）内的压力在第一压力阈值和第二压力阈值之间变化时，所述气压组件（10）对所述焊锡腔道（4）供给正压；当所述气压传感器（13）检测到焊锡腔道（4）内的压力稳定于第二压力阈值时，激光组件（3）停止运行，同时对所述焊锡腔道（4）供给负压和驱动供料盘（8）转动，使对应位置的容置孔（9）内的锡球进入焊锡腔道（4）内；0<第一压力阈值<大气压<第二压力阈值；

所述底板（1）包括上下间隔设置的第一板体（14）和第二板体（15），所述第一板体（14）和第二板体（15）之间设置有限位盘（16）；

所述限位盘（16）的中部开设有圆形槽，所述供料盘（8）转动连接于所述圆形槽内；其中，所述底板（1）和所述限位盘（16）上开设有贯通孔（17），所述贯通孔（17）的下端与所述焊锡腔道（4）连接；

所述底板（1）的上端面设有压板组件（18），所述压板组件（18）包括安装座（19），所述安装座（19）上铰接有压板本体（20），所述压板本体（20）远离所述安装座（19）的一端可拆卸连接于所述底板（1）上；

所述压板本体（20）上开设有窗口部（21），所述窗口部（21）安装有透镜（22），所述透镜（22）的一端面封堵于所述贯通孔（17）的上端；

所述第一板体（14）上开设有导料槽（23），所述导料槽（23）与所述供料组件（7）连通；其中，所述导料槽（23）呈弧形；

所述导料槽（23）的两侧壁上开设有导向斜面（24），沿自上而下的方向，两个所述导向斜面（24）互相逐渐靠拢设置；

所述供料组件（7）内的锡球沿所述导料槽（23）移动，若干个锡球沿着呈弧形分布；

所述气压组件（10）包括压力调节器（25），所述压力调节器（25）上设置有进气端口（26）和出气端口（11），所述进气端口（26）连接有气源组件（27）；

所述气源组件（27）包括空压机（28），所述空压机（28）的输出端口设置有切换阀门（29），所述切换阀门（29）连接有第一气路（30）和第二气路（31），所述第一气路（30）和所述第二气路（31）的一端分别与所述进气端口（26）连接；

所述第一气路（30）上设置有控制阀（32）和单向阀（33），所述第一气路（30）用于对所述气压组件（10）供给负压；

所述第二气路（31）上设置有控制阀（32），所述第二气路（31）用于对所述气压组件（10）供给正压；

还包括控制单元，所述气压传感器（13）与所述控制单元电连接，所述控制单元用于读取所述气压传感器（13）的检测数据，并根据检测数据控制所述激光组件（3）和气压组件（10）运行；

所述底板（1）上设置有支撑板（34），所述支撑板（34）上安装有驱动电机（35），所述驱动电机（35）的输出轴连接有联轴器（36），所述联轴器（36）的一端与所述供料盘（8）连接，用于驱动所述供料盘（8）转动；

所述支撑板（34）上设置有调节平台（37），所述调节平台（37）的移动端设置有安装块，所述激光组件（3）安装于所述安装块上。

说明书

一种激光锡球焊接装置

技术领域

[0001] 本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光锡球焊接装置。

背景技术

[0002] 激光锡球焊接是利用高能量密度的激光束作为热源将锡球熔化从而对适用产品进行精密连接的一种高效精密钎焊焊接方法。激光锡焊是电子元器件(SMT)加工技术应用的重要方面之一。多年以来激光工业在全球发展迅猛，激光锡球焊接装置及方法已经被广泛成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

[0003] 现有技术中的激光焊接设备，通过焊接头进行锡球的供给和喷出至工件上指定的焊接工位上，这个过程中需要通过激光设备将锡球进行融化，但是常规锡球在激光照射融化时，容易在喷头内部分残留导致对后续的焊球产生影响，导致焊点产生少焊和多焊的情况，造成焊接不良。

[0004] 鉴于此，需要对现有技术中的焊接设备加以改进，以解决喷头内锡液残留，导致焊接不良的情况。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种激光锡球焊接装置，解决以上的技术问题。

[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种激光锡球焊接装置，包括底板，设于所述底板上的焊嘴组件，以及设于所述焊嘴组件上方的激光组件；

[0008] 所述焊嘴组件内开设有用于供锡球喷出的焊锡腔道，所述焊嘴组件的侧壁上开设有供料通道，以及与所述焊锡腔道贯通的第一气孔；

[0009] 所述底板上安装有供料组件，所述供料组件包括一能够受驱转动的供料盘，所述供料盘沿其周向方向设置有若干个用于容置锡球的容置孔，所述供料盘转动过程中，仅有一个所述容置孔与所述供料通道连通；

[0010] 所述底板的一侧设置有气压组件，所述气压组件包括出气端口，所述出气端口通过气管与所述第一气孔连通，用于对所述焊锡腔道供给负压或正压；其中，所述出气端口处设有气压传感器，所述气压传感器用于检测所述焊锡腔道内的气体压力；

[0011] 所述气压传感器检测到所述焊锡腔道内的压力稳定于第一压力阈值时，所述激光组件运行，以对焊锡腔道内的锡球进行融化；检测到焊锡腔道内的压力在第一压力阈值和第二压力阈值之间变化时，所述气压组件对所述焊锡腔道供给正压；检测到焊锡腔道内的压力稳定于第二压力阈值时，激光组件停止运行，同时对所述焊锡腔道供给负压和驱动供料盘转动，使对应位置的容置孔内的锡球进入焊锡腔道内。

[0012] 可选的，所述底板包括上下间隔设置的第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体之间设置有限位盘；

[0013] 所述限位盘的中部开设有圆形槽，所述供料盘转动连接于所述圆形槽内；其中，所述底板和所述限位盘上开设有贯通孔，所述贯通孔的下端与所述焊锡腔道连接。

[0014] 可选的，所述底板的上端面设有压板组件，所述压板组件包括安装座，所述安装座上铰接有压板本体，所述压板本体远离所述安装座的一端可拆卸连接于所述底板上；

[0015] 所述压板本体上开设有窗口部，所述窗口部安装有透镜，所述透镜的一端面封堵于所述贯通孔的上端。

[0016] 可选的，所述第一板体上开设有导料槽，所述导料槽与所述供料组件连通；其中，所述导料槽呈弧形；

[0017] 所述导料槽的两侧壁上开设有导向斜面，沿自上而下的方向，两个所述导向斜面互相逐渐靠拢设置；

[0018] 所述供料组件内的锡球沿所述导料槽移动，若干个锡球沿着呈弧形分布。

[0019] 可选的，所述气压组件包括压力调节器，所述压力调节器上设置有进气端口和出气端口，所述进气端口连接有气源组件。

[0020] 可选的，所述气源组件包括空压机，所述空压机的输出端口设置有切换阀门，所述切换阀门连接有第一气路和第二气路，所述第一气路和所述第二气路的一端分别与所述进气端口连接；

[0021] 所述第一气路上设置有控制阀和单向阀，所述第一气路用于对所述气压组件供给负压；

[0022] 所述第二气路上设置有控制阀，所述第二气路用于对所述气压组件供给正压。

[0023] 可选的，所述激光锡球焊接装置还包括控制单元，所述气压传感器与所述控制单元电连接，所述控制单元用于读取所述气压传感器的检测数据，并根据检测数据控制所述激光组件和气压组件运行。

[0024] 可选的，所述底板上设置有支撑板，所述支撑板上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有联轴器，所述联轴器的一端与所述供料盘连接，用于驱动所述供料盘转动。

[0025] 可选的，所述支撑板上设置有调节平台，所述调节平台的移动端设置有安装块，所述激光组件安装于所述安装块上。

[0026] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：工作时，通过供料组件对供料盘供给锡球，供料组件带动锡球沿着周向方向转动至供料通道的位置，锡球沿着供料通道进入焊锡腔道内，气压传感器检测到焊锡腔道内的压力稳定于第一压力阈值时，激光组件运行，以对焊锡腔道内的锡球进行融化；锡球融化过程中，焊锡腔道内会发生变化，气压传感器检测到焊锡腔道内的压力在第一压力阈值和第二压力阈值之间变化时，气压组件对焊锡腔道供给正压，使锡液从焊锡腔道内喷出至加工位；检测到焊锡腔道内的压力稳定于第二压力阈值时，激光组件停止运行，同时对焊锡腔道供给负压和驱动供料盘转动，使对应位置的容置孔内的锡球进入焊锡腔道内，以备下一个焊接周期；本激光锡球焊接装置通过实时检测焊嘴组件内的气压，以调节控制焊锡各个步骤的进行，使用正负压控制系统清理焊锡腔道内的锡液残留，有效减少影响焊接后续过程的因素，避免少焊和多焊的问题发生，从而提高焊接质量。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

[0028] 本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

[0029] 图1为本实施例激光锡球焊接装置的整体结构示意图；

[0030] 图2为本实施例激光锡球焊接装置的正视结构示意图；

[0031] 图3为本实施例激光锡球焊接装置的部分截面示意图之一；

[0032] 图4为本实施例激光锡球焊接装置的部分截面示意图之二；

[0033] 图5为本实施例激光锡球焊接装置的底板结构示意图；

[0034] 图6为本实施例激光锡球焊接装置的气源组件示意图。

[0035] 图示说明：底板1、焊嘴组件2、激光组件3、焊锡腔道4、供料通道5、第一气孔6、供料组件7、供料盘8、容置孔9、气压组件10、出气端口11、气管12、气压传感器13、第一板体14、第二板体15、限位盘16、贯通孔17、压板组件18、安装座19、压板本体20、窗口部21、透镜22、导料槽23、导向斜面24、压力调节器25、进气端口26、气源组件27、空压机28、切换阀门29、第一气路30、第二气路31、控制阀32、单向阀33、支撑板34、驱动电机35、联轴器36、调节平台37。

具体实施方式

[0036] 为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0037] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

[0038] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0039] 结合图1至图6所示，本发明实施例提供了一种激光锡球焊接装置，包括底板1，设于所述底板1上的焊嘴组件2，以及设于所述焊嘴组件上方的激光组件3；所述焊嘴组件2内开设有用于供锡球喷出的焊锡腔道4，所述焊嘴组件2的侧壁上开设有供料通道5，以及与所述焊锡腔道4贯通的第一气孔6；所述底板1上安装有供料组件7，所述供料组件7包括一能够受驱转动的供料盘8，所述供料盘8沿其周向方向设置有若干个用于容置锡球的容置孔9，所述供料盘8转动过程中，仅有一个所述容置孔9与所述供料通道5连通；

[0040] 所述底板1的一侧设置有气压组件10，所述气压组件10包括出气端口11，所述出气端口11通过气管12与所述第一气孔6连通，用于对所述焊锡腔道4供给负压或正压；其中，所述出气端口11处设有气压传感器13，所述气压传感器13用于检测所述焊锡腔道4内的气体压力；

[0041] 所述气压传感器13检测到所述焊锡腔道4内的压力稳定于第一压力阈值时，所述激光组件3运行，以对焊锡腔道4内的锡球进行融化；检测到焊锡腔道4内的压力在第一压力阈值和第二压力阈值之间变化时，所述气压组件10对所述焊锡腔道4供给正压；检测到焊锡腔道4内的压力稳定于第二压力阈值时，激光组件3停止运行，同时对所述焊锡腔道4供给负压和驱动供料盘8转动，使对应位置的容置孔9内的锡球进入焊锡腔道4内。

[0042] 需要说明的是，上述步骤中，通过对于焊锡腔道4供给正压或者负压，能够起到对于内部锡球的控制作用；当通入负压时，焊锡腔道4会吸附住锡球，这个负压值在0 1倍大气~压之间；因此可以理解的是，第一压力阈值处于0 1倍大气压之间，由于考虑到实际情况无~
法达到绝对真空，因此第一压力阈值不为真空气压；当通入正压时，焊锡腔道4会喷出受热融化的锡液，第二压力阈值应大于1倍大气压；设置0<第一压力阈值<大气压<第二压力阈值。

[0043] 本发明的工作原理为：工作时，通过供料组件7对供料盘8供给锡球，供料组件7带动锡球沿着周向方向转动至供料通道5的位置，锡球沿着供料通道5进入焊锡腔道4内，所述气压传感器13检测到所述焊锡腔道4内的压力稳定于第一压力阈值时，所述激光组件3运行，以对焊锡腔道4内的锡球进行融化；锡球融化过程中，焊锡腔道4内会发生变化，气压传感器13检测到焊锡腔道4内的压力在第一压力阈值和第二压力阈值之间变化时，所述气压组件10对所述焊锡腔道4供给正压，使锡液从焊锡腔道4内喷出至加工位；检测到焊锡腔道4内的压力稳定于第二压力阈值时，激光组件3停止运行，同时对所述焊锡腔道4供给负压和驱动供料盘8转动，使对应位置的容置孔9内的锡球进入焊锡腔道4内，以备下一个焊接周期；相较于现有技术中的焊接设备，本激光锡球焊接装置通过实时检测焊嘴组件2内的气压，以调节控制焊锡各个步骤的进行，使用正负压控制系统清理焊锡腔道4内的锡液残留，有效减少影响焊接后续过程的因素，避免少焊和多焊的问题发生，从而提高焊接质量。

[0044] 在本实施例中，所述底板1包括上下间隔设置的第一板体14和第二板体15，所述第一板体14和第二板体15之间设置有限位盘16；所述限位盘16的中部开设有圆形槽，所述供料盘8转动连接于所述圆形槽内；其中，所述底板1和所述限位盘16上开设有贯通孔17，所述贯通孔17的下端与所述焊锡腔道4连接。

[0045] 需要说明的是，底板1通过两个分隔设置的板体连接组成，从而便于内部的供料盘8的安装，以及定期维护；同时在两者之间设置限位盘16，一方面限位盘16起到限位供料盘8转动的作用，另一方面起到密封两个板体之间间隙的作用，从而能够在底板1内部形成关于焊锡腔道4的密闭空间，便于气压传感器13检测内部的气压。

[0046] 进一步说明的是，所述底板1的上端面设有压板组件18，所述压板组件18包括安装座19，所述安装座19上铰接有压板本体20，所述压板本体20远离所述安装座19的一端可拆卸连接于所述底板1上；所述压板本体20上开设有窗口部21，所述窗口部21安装有透镜22，所述透镜22的一端面封堵于所述贯通孔17的上端。其中，所述压板本体20的一端可拆卸连接于所述底板1上是指，所述压板本体20的一端具有可以和所述底板1连接或者从所述底板1上拆卸下来两种状态，即为两者可拆卸连接。

[0047] 需要说明的是，设置压板组件18的目的在于封堵上述密闭空间，同时由于上方需要设置激光组件3，激光组件3发出的激光需要作用于焊锡腔道4内的锡球，因此在贯通孔17的上端设置有透镜22，用于激光的透射，且在压板组件18的另一端设置了可以拆卸的结构，以便于能够打开焊锡腔道4进行定期检修维护；例如焊锡腔道4内的锡液冷却后堵塞住供料通道5，则能够打开压板组件18，将这部分锡料去除。

[0048] 在本实施例中，所述第一板体14上开设有导料槽23，所述导料槽23与所述供料组件7连通；其中，所述导料槽23呈弧形；所述导料槽23的两侧壁上开设有导向斜面24，沿自上而下的方向，两个所述导向斜面24互相逐渐靠拢设置；所述供料组件7内的锡球沿所述导料槽23移动，若干个锡球沿着呈弧形分布；即锡球的分布与供料盘8上的容置孔9位于同一圆周上，使得供料盘8在转动过程中，锡球能够依次掉落于对应的容置孔9内。

[0049] 在本实施例中，所述气压组件10包括压力调节器25，所述压力调节器25上设置有进气端口26和出气端口11，所述进气端口26连接有气源组件27。结合图4所示，本方案中的压力调节器25起到气压调节的作用，从而维持焊锡腔道4内锡球的稳定性。

[0050] 进一步说明的是，所述气源组件27包括空压机28，所述空压机28的输出端口设置有切换阀门29，所述切换阀门29连接有第一气路30和第二气路31，所述第一气路30和所述第二气路31的一端分别与所述进气端口26连接；所述第一气路30上设置有控制阀32和单向阀33，所述第一气路30用于对所述气压组件10供给负压；所述第二气路31上设置有控制阀32，所述第二气路31用于对所述气压组件10供给正压。

[0051] 需要说明的是，由于本方案中的气压组件10需要同时具备正压和负压的输出能力，因此本方案中的起源组件通过集成了两个气路，实现正压和负压的切换供给。

[0052] 具体的，本方案中的气压组件10和起源组件具备如下优点：

[0053] 1、提高工作效率：本方案通过一台空压机28即可实现正负压的供应，将用于产生正压和负压的两条气路整合到一台设备中，简化了装置结构，减少了设备成本，同时也简化了操作流程，提高工作效率。

[0054] 2、增强工作稳定性：通过设定控制阀32和单向阀33的开启与关闭，和切换阀门29的操作，能准确调节负压和正压的切换时间和压力大小，使得焊锡腔道4内锡球的稳定性得到保障。

[0055] 3、精确控制气压：压力调节器25能够准确调控气源组件27提供的气压，无论是正压还是负压，可根据需要微调到理想的状态，从而对焊锡腔道4内的气压进行精确管理，确保焊接过程的流畅性。

[0056] 4、实现自动化控制：在压力调节器25的控制下，可以实现正压和负压的自动切换，不仅提高生产效率，也有效降低操作难度与误操作几率。

[0057] 因此，这种由气源组件27包括空压机28以及两个独立气路构成的压力调节器25设计，以其精细的气压控制和操作便利性，能有效改进现有激光锡球焊接装置的技术问题。

[0058] 在本实施例中，激光锡球焊接装置还包括控制单元，所述气压传感器13与所述控制单元电连接，所述控制单元用于读取所述气压传感器13的检测数据，并根据检测数据控制所述激光组件3和气压组件10运行。控制单元上可以设置显示器，通过显示器将气压传感器13的检测数据呈现给用户；其中，控制单元在读取到气压传感器13的检测数据后，通过对于检测数据的处理后，生成对应的控制指令，以控制激光锡球焊接装各个部件的协调运行。

[0059] 在本实施例中，所述底板1上设置有支撑板34，所述支撑板34上安装有驱动电机35，所述驱动电机35的输出轴连接有联轴器36，所述联轴器的一端与所述供料盘8连接，用于驱动所述供料盘8转动。

[0060] 进一步说明的是，所述支撑板34上设置有调节平台37，所述调节平台37的移动端设置有安装块，所述激光组件3安装于所述安装块上。通过调节平台37来起到调节激光组件3空间安装位置的作用，提高激光焊接的精度。

[0061] 以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。