激光共晶焊接装置的制造方法_2

文档序号:10066324阅读:来源:国知局
晶焊装置的第二种结构示意图;
[0019]图3为本实用新型的激光共晶焊装置的低三种结构示意图;
[0020]图中各标记的含义如下:
[0021]1:激光器;
[0022]2:激光光束;
[0023]3:激光光束整形系统;
[0024]4:激光分光片;
[0025]41:激光光束与激光测温仪光束合束镜;
[0026]42:激光光束反射镜1 ;
[0027]43:激光光束反射镜2 ;
[0028]44:激光光束反射镜3 ;
[0029]45:激光光束反射镜4 ;
[0030]46:振镜中X轴反射镜;
[0031]47:振镜中Y轴反射镜;
[0032]5:激光聚焦镜;
[0033]51:激光凹透镜;
[0034]52:激光凸透镜;
[0035]F:激光焦平面;
[0036]6:镂空基台;
[0037]61:透明基台
[0038]7:需要共晶焊的基座;
[0039]8:共晶焊焊料;
[0040]9:共晶焊芯片;
[0041]10:吸嘴;
[0042]11:轴承;
[0043]12:激光测温仪的光束;
[0044]13:激光测温仪;
[0045]14:反馈系统;
[0046]15:旋转组件;
[0047]16:激光聚焦镜;
[0048]17:空心轴电机固定部分;
[0049]18:空心轴电机转动部分;
[0050]19:旋转组件与空心轴电机转动部分的连接件;
[0051]20:光路防尘罩;
[0052]21:光路防尘罩与空心轴电机固定部分的连接件;
[0053]22:真空发生器及气管;
[0054]23:振镜;
[0055]24:场镜;
【具体实施方式】
[0056]下面结合附图对本实用新型做详细描述:
[0057]图1表明本实用新型所述的激光共晶焊装置的示意图。激光共晶焊装置组成如下:激光器1,用于发射激光光束2 ;激光光束整形系统3,使高斯分布的激光光束变为能量密度分布均匀的平顶光束;凹透镜51和凸透镜52配合实现扩束准直作用,扩束准直后的激光光束入射到激光聚焦镜5上,和激光光束整形系统3 —起配合,将照射在需要共晶焊的基座7上的激光光斑尺寸与共晶焊芯片尺寸相匹配;在真空发生器及气管22的作用下,吸嘴10拾取并放置共晶焊焊料8和共晶焊芯片9在需要共晶焊的基座7上,并在共晶焊的时候对共晶焊芯片施加一定的压力;激光光束与激光测温仪光束合束镜41反射激光光束,透射激光测温仪光束;经过合束镜41反射的激光光束的焦平面为F,经过焦平面F后,光束通过镂空基台6照射到需要共晶焊的基座7上,对基座进行加热;激光测温仪13发出的激光透过合束镜41入射到需要共晶焊的基座7上,实时测量需要共晶焊的基座7的温度,并通过反馈系统14反馈给激光器1,随时调整激光器1输出光束2的能量,来保证精确的温度曲线。所有激光光束外围都安装有光路防尘罩20,既能保证各个镜片的洁净,又能进行安全防护作用。
[0058]图2表明本实用新型所述的第二种激光共晶焊装置的示意图。图1中的镂空基台6变更为对激光光束和激光测温仪光束透明的材料制造而成的透明基台61。在图1的激光光束整形系统3后面放置一激光分光片4,一束按照图1的激光光束继续传播,入射到扩束准直作用的凹透镜51和凸透镜52,再通过激光聚焦镜5的聚焦作用,光束开始会聚,入射到激光光束和激光测温仪光束的合束镜41上,合束镜41反射激光光束,透过透明基台61,辐照到需要共晶焊的基座7上,对其进行加热;另一束通过激光反射镜45和44的反射,竖直向下照射到空心轴电机的旋转部分18内。空心轴电机的旋转部分18通过连接件19与旋转部件15连接,带动旋转部件15旋转。旋转部件15内部包括两块激光反射镜42和43,通过激光反射镜43的反射,激光入射到激光聚焦镜16上,会聚的激光光束辐照在吸嘴10上。由于旋转部件15带动激光光束旋转,因此激光光束对吸嘴10进行快速圆周扫描辐照加热,吸嘴10将热量传导到共晶焊芯片9上。吸嘴10通过轴承11固定在空心轴电机的转动部分18上,在旋转部件15旋转的同时,保证吸嘴10不动,并对共晶焊芯片施加一定的压力。真空发生器及气管22与吸嘴10连接,保证吸嘴10的作用。
[0059]图3表明本实用新型所述的第三种激光共晶焊装置的示意图。在图2所示装置示意图中,可以用振镜系统来代替起扩束准直作用的凹透镜51和凸透镜52,以及激光聚焦镜5。激光分光片4放置在振镜23之前,将激光光束分为两路,竖直向上传播的那一束光的传播及作用方式与图2相同;另外一束激光光束按照原来的传播方向传播,透过激光光束与激光测温仪光束的合束镜41后,入射到振镜23和场镜24上,透过透明基台61,辐照到需要共晶焊的基座7上,对其进行加热。激光测温仪发出的激光光束经过合束镜41的反射后,也进入振镜23和场镜24,透过透明基台61,照射在需要共晶焊的基座7上,测量其温度,并反馈给激光器1,实时调整激光器输出能量。激光光束通过振镜23的X轴反射镜46和Y轴反射镜47的偏转,可以实现任意图形的快速扫描辐照加热。适用于一些管壳的密封共晶焊接,需要加热的仅是管壳和盖板的接触部分,而中间的电子元器件则不会受到热影响。
[0060]本实用新型的激光共晶焊的具体操作方式如下:在真空发生器及气管22的作用下,吸嘴10拾取并放置需要共晶焊的基座7,共晶焊焊料8和共晶焊芯片9 ;打开激光器1,通过激光光束整形系统3、起扩束准直作用的凹透镜51和52、聚焦镜5之后,入射到激光光束和激光测温仪光束的合束镜41上,合束镜41反射激光光束2,照射到镂空基台6上露出来的需要共晶焊的基座7上,激光光束2照射在需要共晶焊的基座7的光斑尺寸略大于共晶焊焊料8和共晶焊芯片9的尺寸,其形状也与共晶焊芯片的尺寸相匹配;激光测温仪发出的激光透过合束镜41照射到需要共晶焊的基座7上,测量其温度并通过反馈系统14反馈给激光器1,实时调整激光器输出光束2的能量,保证精确的温度曲线。
[0061]镂空基台6也可以更换为对激光光束和激光测温仪光束透明的透明基台61。在激光器1发出的激光光束2透过激光整形系统3以后,添加一块激光分光片4,将激光光束2分成两束,一束按照上述的方向传播,经过凹透镜51、凸透镜52、激光聚焦镜5、合束镜41后,透过透明基台61,辐照到需要共晶焊的基座7上,对其进行辐照加热;另一束竖直向上传播,通过激光反射镜45和44的反射后,入射到空心轴电机的旋转部分18内,空心轴电机的旋转部分18通过连接件19与旋转组件15连接,带动旋转组件15转动。激光光束经过旋转组件15内的反射镜42和43,入射到聚焦镜16上,会聚到吸嘴10上,激光光束随着旋转组件15旋转,对吸嘴10整个圆周进行快速扫描辐照加热。吸嘴10将热量传导到共晶焊芯片9上,实现对需要共晶焊的基座7和共晶焊芯片9的同时加热,实现对温度控制的均匀性和准确性。
[0062]上述的凹透镜51、凸透镜52和激光聚焦镜5可以用振镜23和场镜24来替代。如上所述的激光光束2通过激光整形系统3后,被激光分光片4分为两束光。竖直向上传
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