播的那一束光依然按照上述光路传播，会聚的激光光束对吸嘴10进行快速圆周扫描辐照加热。吸嘴10将热量传播到共晶焊芯片上。另一束光透过激光光束和激光测温仪光束的合束镜41后，入射到振镜23上，通过X轴和Y轴的偏转后，照射到场镜24上，透过透明基台61，对共晶焊基台7进行辐照加热。基于振镜23的X轴反射镜47和Y轴反射镜46的偏振，可以实现任意图形的快速扫描加热，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。
[0063]激光光束整形系统3将高斯分布的激光光束整形为能量密度分布均匀的平顶光束，保证温度的均匀性。光束整形系统3与聚焦镜5匹配形成与共晶焊芯片尺寸和形状相匹配的激光光斑尺寸。因此当共晶焊芯片的尺寸和形状发生变化时，此激光光束整形系统3需要随之更换。
[0064]这种通过激光测温仪来实时监控基座7的温度，并反馈给激光器1，实时调整输出光束2的能量，来保证基座7的温度的准确性。这种实时调整温度速度快且精确，不会出现对芯片的过多热输出，避免了由于过热而导致的芯片失效。
[0065]这种通过激光辐照加热来实现共晶焊接的装置，避免了对整个电路板进行高温加热；特别是对于多芯片的电路板，既避免了对整个电路板进行反复高温加热，又避免了焊接单个芯片时，对其它已经焊接好的芯片的热影响。降低了对整个电路板重复耐热的要求，简化了焊接工艺，提高了共晶焊焊接质量。
[0066]需要强调的是，这种共晶焊装置并未做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质进行的简单修改，等同变化和修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种激光共晶焊接装置，其包括激光器，激光光束整形系统，激光凹透镜，激光凸透镜，激光聚焦镜，激光光束和激光测温仪光束的合束镜，镂空基台，需要共晶焊的基座、焊料和芯片，真空发生器及气管，吸嘴，激光测温仪及反馈系统，光路防尘罩，其特征在于:激光器用于发射激光光束，激光光束整形系统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，激光凹透镜和所述的激光凸透镜配合实现扩束准直作用，扩束准之后的激光光束入射到所述激光聚焦镜上，和激光光束整形系统一起配合，将照射在需要共晶焊的基座上的激光光斑尺寸与芯片尺寸相匹配，激光光束与激光测温仪光束的合束镜反射激光光束，透射所述激光测温仪光束，经过合束镜反射的激光光束通过镂空基台照射到需要共晶焊的基座上，对需要共晶焊的基座进行加热，激光测温仪光束透过合束镜入射到需要共晶焊的基座上，实时测量需要共晶焊的基座的温度，通过反馈系统反馈给激光器。2.如权利要求1所述的激光共晶焊接装置，需要共晶焊的基座放置在所述的镂空基台的镂空处，激光器发出的激光光束的波长和激光测温仪所发出的激光光束通过此镂空区域照射到需要共晶焊的基座上。3.如权利要求1所述的激光共晶焊接装置，所述的光束整形系统将高斯分布的激光光束整形为能量密度分布均匀的平顶光束，并与激光聚焦镜配合，使照射到需要共晶焊的基座上的激光光斑尺寸和形状与共晶焊芯片尺寸和形状相匹配，当共晶焊芯片的尺寸和形状发生较大变更时，此光束整形系统也将对应更换。4.如权利要求1所述的激光共晶焊接装置，所述的激光测温仪实时监控所述的需要共晶焊的基座的温度并实时反馈给所述的激光器，来调整激光器输出激光光束的能量，保证基座的温度为设定的温度，确保温度的精确性。5.一种激光共晶焊接装置，其包括激光器，激光光束整形系统，激光分光片，激光凹透镜，激光凸透镜，激光聚焦镜，合束镜，透明基台，激光反射镜，空心轴电机的转动部分和固定部分，旋转组件，轴承，光路防尘罩，需要共晶焊的基座、焊料和芯片，真空发生器及气管，吸嘴，激光测温仪及反馈系统，其特征在于:激光器用于发射激光光束，激光光束整形系统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，激光光束整形系统后面放置激光分光片，穿过激光分光片的一束激光光束入射到扩束准直作用的凹透镜和凸透镜，再通过激光聚焦镜的聚焦作用，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上，合束镜反射激光光束，透过透明基台，辐照到需要共晶焊的基座上；另一束通过激光反射镜反射，照射到空心轴电机的旋转部分内，旋转部分内包括两块激光反射镜，通过激光反射镜的反射，激光入射到激光聚焦镜上，汇聚的激光光束辐射在吸嘴上，吸嘴将热量传导到共晶焊的芯片上，激光测温仪光束透过合束镜入射到需要共晶焊的基座上，实时测量需要共晶焊的基座的温度，通过反馈系统反馈给激光器。6.如权利要求5所述的激光共晶焊接装置，所述的透明基台对激光光束和激光测温仪光束透明，使激光光束和激光测温仪光束透过透明基台，照射到需要共晶焊的基座上，对其进行加热。7.如权利要求5所述的激光共晶焊接装置，所述的激光分光片将激光光束分为两束，一束按照原来的方向传播，另一束竖直向上传播，经过几块激光反射镜的反射，竖直向下传播到空心轴电机的转动部分内，空心轴电机的转动部分带动旋转部件旋转，同时使光也旋转，辐照整个吸嘴的圆周，对吸嘴进行快速扫描辐照加热，吸嘴将热量传导到共晶焊芯片上，实现对需要共晶焊的基座和共晶焊芯片的同时加热。8.一种激光共晶焊接装置，其包括激光器，激光光束整形系统，激光分光片，激光光束和激光测温仪光束的合束镜，振镜，场镜，光束防尘罩，需要共晶焊的基座、焊料和芯片，真空发生器及气管，吸嘴，空心轴电机的转动部分和固定部分，旋转组件，轴承，激光测温仪及反馈系统，其特征在于:激光器用于发射激光光束，激光光束整形系统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，激光分光片放置在振镜之前，将激光光束分为两路，竖直向上传播的一束光通过激光反射镜反射，照射到空心轴电机的旋转部分内，旋转部分内包括两块激光反射镜，通过激光反射镜的反射，激光入射到激光聚焦镜上，汇聚的激光光束辐射在吸嘴上，吸嘴将热量传导到共晶焊的芯片上，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，入射到振镜和场镜上，透过透明基台，照射在需要共晶焊的基座上，对其进行加热，激光测温仪发出的激光光束经过合束镜的反射后，进入振镜和场镜透过透明基台，照射在需要共晶焊的基座上，测量器温度，并反馈给激光器。9.如权利要求8所述的激光共晶焊接装置，所述的振镜的X轴反射镜和Y轴反射镜的偏转，可以实现任意图形的快速扫描辐照加热。
【专利摘要】一种激光共晶焊接装置，其包括激光器，光束整形系统，激光凹透镜，激光凸透镜，激光聚焦镜，合束镜，镂空基台，需要共晶焊的基座、焊料和芯片，真空发生器及气管，吸嘴，激光测温仪及反馈系统，光路防尘罩，其特征在于，所述的激光器发出的光束沿水平方向出射到光束整形系统进行整形，所述的激光凹透镜和所述的激光凸透镜配合对整形后的光束扩束准直后入射到所述的激光聚焦镜上，所述的合束镜反射激光聚焦镜出射的激光穿过所述镂空基台，照射在需要共晶焊的基座上，所述激光测温仪发出的激光透过所述合束镜，照射到需要共晶焊的基座上，实时监控所述需要共晶焊的基座的温度由所述反馈系统反馈至激光器。
【IPC分类】B23K101/36, B23K26/21
【公开号】CN204975701
【申请号】CN201520303444
【发明人】张彪, 易飞跃, 李俊
【申请人】北京万恒镭特机电设备有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年5月13日