一种恒温精密激光锡焊机的制作方法

本实用新型涉及激光锡焊领域，尤其涉及一种恒温精密激光锡焊机，主要适用于提高焊接良率。

背景技术：

在我国微电子行业，越来越多的产品在使用锡丝或者锡膏焊接时，对温度越来越敏感，焊盘越来越小，常规电烙铁无法焊接，同时也没有办法使用常规的smt工艺进行焊接。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的焊接良率低的缺陷与问题，提供一种焊接良率高的恒温精密激光锡焊机。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种恒温精密激光锡焊机，包括耦合镜头、控制器、激光器、温度校准仪，所述耦合镜头上设置有CCD相机与激光准直聚焦镜，激光准直聚焦镜通过光纤与激光器相连接，激光器与控制器相连接，所述耦合镜头与温度校准仪相连接，温度校准仪与控制器相连接；

所述CCD相机，用于通过耦合镜头寻找各个焊点；

所述激光器，用于输出激光；

所述激光准直聚焦镜，用于将激光器输出的激光束聚焦成激光光斑；

所述耦合镜头，用于将激光光斑作用于焊点及将焊点反馈的红外光波传输至温度校准仪；

所述温度校准仪，用于通过红外光波检测焊点的温度；

所述控制器，用于通过温度校准仪传输的检测结果控制激光器输出激光的功率。

所述恒温精密激光锡焊机还包括底板，底板上设置有Y轴驱动模组，Y轴驱动模组上设置有X轴驱动模组，Y轴驱动模组与X轴驱动模组呈十字型布置，X轴驱动模组上设置有载物盘，所述耦合镜头位于载物盘的上方，耦合镜头设置在Z轴驱动模组上。

所述底板上平行设置有两个安装台，安装台与底板垂直连接，两个安装台之间垂直连接有横梁，横梁上设置有转接盒，转接盒与Z轴驱动模组相连接。

所述Z轴驱动模组包括一号丝杆支座及其上设置的一号丝杆，一号丝杆支座与转接盒相连接，一号丝杆与一号驱动机构相连接，一号丝杆上套装有一号滑台，一号滑台通过背板与耦合镜头相连接。

所述Y轴驱动模组包括二号丝杆支座及其上设置的二号丝杆，二号丝杆与二号驱动机构相连接，二号丝杆上套装有二号滑台，二号滑台与X轴驱动模组相连接。

所述X轴驱动模组包括三号丝杆支座及其上设置的三号丝杆，三号丝杆支座安装在横板上，横板与Y轴驱动模组垂直连接，三号丝杆与三号驱动机构相连接，三号丝杆上套装有三号滑台，三号滑台与载物盘相连接。

所述耦合镜头上设置有送丝机构与送丝调整架，所述送丝调整架，用于将送丝机构送出的锡丝导向到耦合镜头所发出的激光焊点上。

所述送丝调整架包括一号调整块与二号调整块，所述二号调整块的一端垂直套装在一号调整块上，一号调整块与耦合镜头相连接，所述二号调整块的另一端垂直套装在三号调整块上，三号调整块垂直套装在四号调整块上，四号调整块套装在送丝管上，送丝管与送丝机构相连接。

所述送丝调整架包括套装在耦合镜头上的旋转圈，旋转圈与固定连接块的一端相连接，固定连接块的另一端套装在一号旋转轴一端的外圆周面上，一号旋转轴的另一端连接有连接块，连接块套装在二号旋转轴一端的外圆周面上，二号旋转轴的另一端套装在送丝管的外圆周面上，二号旋转轴与一号旋转轴相互垂直，一号旋转轴与旋转圈相互垂直，所述送丝管与送丝机构相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种恒温精密激光锡焊机中耦合镜头上设置有CCD相机与激光准直聚焦镜，激光准直聚焦镜通过光纤与激光器相连接，激光器与控制器相连接，耦合镜头与温度校准仪相连接，温度校准仪与控制器相连接，激光准直聚焦镜用于将激光器输出的激光束聚焦成激光光斑，耦合镜头用于将激光光斑作用于焊点及将焊点反馈的红外光波传输至温度校准仪，温度校准仪用于通过红外光波检测焊点的温度，控制器用于通过温度校准仪传输的检测结果控制激光器输出激光的功率；上述设计利用激光光斑小可应对小型焊盘，并通过温度反馈控制激光功率，达到实时控制激光焊点温度的效果。因此，本实用新型焊接良率高。

2、本实用新型一种恒温精密激光锡焊机中底板上设置有Y轴驱动模组，Y轴驱动模组上设置有X轴驱动模组，Y轴驱动模组与X轴驱动模组呈十字型布置，X轴驱动模组上设置有载物盘，耦合镜头位于载物盘的上方，耦合镜头设置在Z轴驱动模组上；上述设计通过十字平台带动产品移动，提高了产品的运动精度，从而提高了焊接精度。因此，本实用新型焊接精度高。

3、本实用新型一种恒温精密激光锡焊机中底板上平行设置有两个安装台，安装台与底板垂直连接，两个安装台之间垂直连接有横梁，横梁上设置有转接盒，转接盒与Z轴驱动模组相连接，上述设计不仅使得Z轴驱动模组安装简便、可靠性高，而且使得激光焊接装置占用空间小；Z轴驱动模组包括一号丝杆支座及其上设置的一号丝杆，一号丝杆与一号驱动机构相连接，一号丝杆上套装有一号滑台，上述结构的Z轴驱动模组结构简单、成本低、可靠性高；Y轴驱动模组包括二号丝杆支座及其上设置的二号丝杆，二号丝杆与二号驱动机构相连接，二号丝杆上套装有二号滑台，上述结构的Y轴驱动模组结构简单、成本低、可靠性高；X轴驱动模组包括三号丝杆支座及其上设置的三号丝杆，三号丝杆支座安装在横板上，横板与Y轴驱动模组垂直连接，三号丝杆与三号驱动机构相连接，三号丝杆上套装有三号滑台，上述结构的X轴驱动模组不仅结构简单、成本低、可靠性高，而且稳定性好。因此，本实用新型安装简便、可靠性高、占用空间小、结构简单、成本低、稳定性好。

4、本实用新型一种恒温精密激光锡焊机中送丝调整架包括一号调整块与二号调整块，二号调整块的一端垂直套装在一号调整块上，一号调整块与耦合镜头相连接，二号调整块的另一端垂直套装在三号调整块上，三号调整块垂直套装在四号调整块上，四号调整块套装在送丝管上，送丝管与送丝机构相连接；上述结构的送丝调整架，通过调整调整块之间的相对位置来调整锡丝与激光之间的距离，不仅结构简单、操作简便，而且送丝准确度高。因此，本实用新型结构简单、操作简便、送丝准确度高。

5、本实用新型一种恒温精密激光锡焊机中旋转圈可以带动送丝调整架进行360°旋转调节；一号旋转轴不仅能进行360°旋转调节，还可以进行上下距离调节来找到激光的焦距平面；固定连接块将旋转圈与一号旋转轴连接在一起；二号旋转轴固定在一号旋转轴端部的连接块上，可以对送丝管进行旋转角度调节，还可以通过伸缩来调节送丝管出来的锡丝与激光之间的距离；上述结构的送丝调整架，不仅能准确的将锡丝送到焊点位置，而且操作简便，可以完美解决各种不规则样品送丝位置的问题。因此，本实用新型操作简便、送丝准确度高、适用范围广。

6、本实用新型一种恒温精密激光锡焊机中先通过CCD相机找到焊点，再通过控制器控制激光器输出激光，激光依次经激光准直聚焦镜、耦合镜头后作用于焊点，焊点收到激光照射的同时，红外光波通过耦合镜头传输至温度校准仪，温度校准仪将检测结果传输给控制器，然后通过控制器控制激光器输出激光的功率，以使焊接温度达到设定值；上述控制方法不仅操作简便，而且通过温度反馈，能达到实时控制激光焊点温度的效果。因此，本实用新型操作简便、焊接效果好。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中耦合镜头的安装结构示意图。

图3是本实用新型的实施例3中的送丝调整架的结构示意图。

图4是本实用新型的实施例4中的送丝调整架的结构示意图。

图中：耦合镜头1、送丝机构11、送丝调整架12、一号调整块121、二号调整块122、三号调整块123、四号调整块124、旋转圈125、固定连接块126、一号旋转轴127、连接块128、二号旋转轴129、控制器2、激光器3、温度校准仪4、CCD相机5、激光准直聚焦镜6、底板7、Y轴驱动模组71、X轴驱动模组72、载物盘73、Z轴驱动模组74、安装台75、横梁76、转接盒77、背板78、横板79、产品8。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种恒温精密激光锡焊机，包括耦合镜头1、控制器2、激光器3、温度校准仪4，所述耦合镜头1上设置有CCD相机5与激光准直聚焦镜6，激光准直聚焦镜6通过光纤与激光器3相连接，激光器3与控制器2相连接，所述耦合镜头1与温度校准仪4相连接，温度校准仪4与控制器2相连接；

所述CCD相机5，用于通过耦合镜头1寻找各个焊点；

所述激光器3，用于输出激光；

所述激光准直聚焦镜6，用于将激光器3输出的激光束聚焦成激光光斑；

所述耦合镜头1，用于将激光光斑作用于焊点及将焊点反馈的红外光波传输至温度校准仪4；

所述温度校准仪4，用于通过红外光波检测焊点的温度；

所述控制器2，用于通过温度校准仪4传输的检测结果控制激光器3输出激光的功率。

所述恒温精密激光锡焊机还包括底板7，底板7上设置有Y轴驱动模组71，Y轴驱动模组71上设置有X轴驱动模组72，Y轴驱动模组71与X轴驱动模组72呈十字型布置，X轴驱动模组72上设置有载物盘73，所述耦合镜头1位于载物盘73的上方，耦合镜头1设置在Z轴驱动模组74上。

所述底板7上平行设置有两个安装台75，安装台75与底板7垂直连接，两个安装台75之间垂直连接有横梁76，横梁76上设置有转接盒77，转接盒77与Z轴驱动模组74相连接。

所述Z轴驱动模组74包括一号丝杆支座及其上设置的一号丝杆，一号丝杆支座与转接盒77相连接，一号丝杆与一号驱动机构相连接，一号丝杆上套装有一号滑台，一号滑台通过背板78与耦合镜头1相连接。

所述Y轴驱动模组71包括二号丝杆支座及其上设置的二号丝杆，二号丝杆与二号驱动机构相连接，二号丝杆上套装有二号滑台，二号滑台与X轴驱动模组72相连接。

所述X轴驱动模组72包括三号丝杆支座及其上设置的三号丝杆，三号丝杆支座安装在横板79上，横板79与Y轴驱动模组71垂直连接，三号丝杆与三号驱动机构相连接，三号丝杆上套装有三号滑台，三号滑台与载物盘73相连接。

所述耦合镜头1上设置有送丝机构11与送丝调整架12，所述送丝调整架12，用于将送丝机构11送出的锡丝导向到耦合镜头1所发出的激光焊点上。

所述送丝调整架12包括一号调整块121与二号调整块122，所述二号调整块122的一端垂直套装在一号调整块121上，一号调整块121与耦合镜头1相连接，所述二号调整块122的另一端垂直套装在三号调整块123上，三号调整块123垂直套装在四号调整块124上，四号调整块124套装在送丝管上，送丝管与送丝机构11相连接。

所述送丝调整架12包括套装在耦合镜头1上的旋转圈125，旋转圈125与固定连接块126的一端相连接，固定连接块126的另一端套装在一号旋转轴127一端的外圆周面上，一号旋转轴127的另一端连接有连接块128，连接块128套装在二号旋转轴129一端的外圆周面上，二号旋转轴129的另一端套装在送丝管的外圆周面上，二号旋转轴129与一号旋转轴127相互垂直，一号旋转轴127与旋转圈125相互垂直，所述送丝管与送丝机构11相连接。

一种恒温精密激光锡焊机的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：先通过CCD相机5找到焊点，再通过控制器2控制激光器3输出激光，激光依次经激光准直聚焦镜6、耦合镜头1后作用于焊点，焊点收到激光照射的同时，红外光波通过耦合镜头1传输至温度校准仪4，温度校准仪4将检测结果传输给控制器2，然后通过控制器2控制激光器3输出激光的功率，以使焊接温度达到设定值，此时，控制方法结束。

本实用新型的原理说明如下：

本设计是一种针对小型焊盘，温度敏感元器件焊接的，焊接系统利用激光光斑小可应对小型焊盘，通过温度反馈及控制系统，达到实时控制激光焊点温度的效果来完成焊接。本设计的优点为：相对传统smt焊接形式，本系统焊盘焊接温度可控制，热效应小；激光焦点远小于电烙铁，可针对小型焊盘；传统手工电烙铁的效率低下，一致性受人工影响大，而本设计激光焊接一致性好，效率远超手工；通过十字平台带动产品移动，运动精度高。

本设计采用单聚焦镜头结合温度校准仪进行焊接，锡焊机中CCD相机用于找到各个焊点；控制器控制激光器输出激光，激光通过耦合镜头作用于焊点；焊点收到激光照射的同时，红外光波会通过耦合镜头传输至温度校准仪；温度校准仪会将信号传输给控制器，控制器控制激光器的输出，这是一个完整的控制循环，焊接过程中通过这个循环不断校准焊点的焊接温度，使焊接温度达到设定值，完成焊接。本设计通过温度反馈控制激光功率，达到控制焊点温度的效果；另外，激光、CCD以及温度反馈三路光学同轴。

本设计发明了一种采用单聚焦镜头结合带十字平台机台的焊接系统，该系统结构及运作方式为：下机台用于安装电子元器件，并且承载激光焊接装置与上机罩；激光焊接装置为设备的运动部分，进行产品的焊接，安装在下机台上；上机罩用于包覆激光焊接装置，安装在下机台上；显示器支架用于安装电脑显示器，方便使用者操作设备，安装在上机罩上。其中激光焊接装置为：底板作为所有零件安装的基准；Y轴驱动模组用于使物料往前后方向移动，安装在底板上；X轴驱动模组用于使物料往左右方向移动，安装在Y轴驱动模组上；载物盘用于放置物料，安装在X轴驱动模组上；横梁作为焊接部分的基座，安装在底板上；转接盒用于安装Z轴驱动模组，安装在横梁上；Z轴驱动模组用于控制耦合镜头上下移动，安装在转接盒上；耦合镜头用于出激光对物料进行焊接；送丝机构用于在耦合镜头出激光时经行送锡丝的动作，安装在耦合镜头上；送丝调整架用于将送丝机构送出的锡丝导向到耦合镜头所发出的激光焊点上，完成焊接，安装在耦合镜头上。

实施例1：

参见图1，一种恒温精密激光锡焊机，包括耦合镜头1、控制器2、激光器3、温度校准仪4，所述耦合镜头1上设置有CCD相机5与激光准直聚焦镜6，激光准直聚焦镜6通过光纤与激光器3相连接，激光器3与控制器2相连接，所述耦合镜头1与温度校准仪4相连接，温度校准仪4与控制器2相连接；所述CCD相机5用于通过耦合镜头1寻找各个焊点；所述激光器3用于输出激光；所述激光准直聚焦镜6用于将激光器3输出的激光束聚焦成激光光斑；所述耦合镜头1用于将激光光斑作用于焊点及将焊点反馈的红外光波传输至温度校准仪4；所述温度校准仪4用于通过红外光波检测焊点的温度；所述控制器2用于通过温度校准仪4传输的检测结果控制激光器3输出激光的功率。

按上述方案，一种恒温精密激光锡焊机的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：先通过CCD相机5找到焊点，再通过控制器2控制激光器3输出激光，激光依次经激光准直聚焦镜6、耦合镜头1后作用于焊点，焊点收到激光照射的同时，红外光波通过耦合镜头1传输至温度校准仪4，温度校准仪4将检测结果传输给控制器2，然后通过控制器2控制激光器3输出激光的功率，以使焊接温度达到设定值，此时，控制方法结束。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1、图2，所述恒温精密激光锡焊机还包括底板7，底板7上设置有Y轴驱动模组71，Y轴驱动模组71上设置有X轴驱动模组72，Y轴驱动模组71与X轴驱动模组72呈十字型布置，X轴驱动模组72上设置有载物盘73，所述耦合镜头1位于载物盘73的上方，耦合镜头1设置在Z轴驱动模组74上；所述底板7上平行设置有两个安装台75，安装台75与底板7垂直连接，两个安装台75之间垂直连接有横梁76，横梁76上设置有转接盒77，转接盒77与Z轴驱动模组74相连接；所述Z轴驱动模组74包括一号丝杆支座及其上设置的一号丝杆，一号丝杆支座与转接盒77相连接，一号丝杆与一号驱动机构相连接，一号丝杆上套装有一号滑台，一号滑台通过背板78与耦合镜头1相连接；所述Y轴驱动模组71包括二号丝杆支座及其上设置的二号丝杆，二号丝杆与二号驱动机构相连接，二号丝杆上套装有二号滑台，二号滑台与X轴驱动模组72相连接；所述X轴驱动模组72包括三号丝杆支座及其上设置的三号丝杆，三号丝杆支座安装在横板79上，横板79与Y轴驱动模组71垂直连接，三号丝杆与三号驱动机构相连接，三号丝杆上套装有三号滑台，三号滑台与载物盘73相连接。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图2、图3，所述耦合镜头1上设置有送丝机构11与送丝调整架12，所述送丝调整架12，用于将送丝机构11送出的锡丝导向到耦合镜头1所发出的激光焊点上；所述送丝调整架12包括一号调整块121与二号调整块122，所述二号调整块122的一端垂直套装在一号调整块121上，一号调整块121与耦合镜头1相连接，所述二号调整块122的另一端垂直套装在三号调整块123上，三号调整块123垂直套装在四号调整块124上，四号调整块124套装在送丝管上，送丝管与送丝机构11相连接。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图2、图4，所述耦合镜头1上设置有送丝机构11与送丝调整架12，所述送丝调整架12，用于将送丝机构11送出的锡丝导向到耦合镜头1所发出的激光焊点上；所述送丝调整架12包括套装在耦合镜头1上的旋转圈125，旋转圈125与固定连接块126的一端相连接，固定连接块126的另一端套装在一号旋转轴127一端的外圆周面上，一号旋转轴127的另一端连接有连接块128，连接块128套装在二号旋转轴129一端的外圆周面上，二号旋转轴129的另一端套装在送丝管的外圆周面上，二号旋转轴129与一号旋转轴127相互垂直，一号旋转轴127与旋转圈125相互垂直，所述送丝管与送丝机构11相连接。