激光回流焊装置及激光回流焊方法与流程

技术特征：
1.一种激光回流焊装置，其特征在于，包括：激光加压头部模块，通过透光性加压部件对焊接对象加压并通过上述加压部件照射激光束来向基板焊接电子元件，上述焊接对象由排列在基板上的多个电子元件组成；以及焊接对象移送模块，用于移送上述焊接对象，使得从上述激光加压头部模块的一侧运入的焊接对象经过激光加压头部模块的回流焊处理并朝向另一侧运出。2.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述激光加压头部模块包括：支架单元，用于以能够更换的方式安装上述透光性加压部件；以及探针单元，设置在上述支架单元的上方，用于检测安装在支架单元的加压部件的平整度。3.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述激光束为由光束整形器实现均质化的方形激光束。4.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述激光束为两个以上的激光模块重叠照射的激光束。5.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述支架单元包括下部板，在中心部形成有用于插入卡止并放置透光性加压部件的通孔。6.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述透光性加压部件由石英、蓝宝石、熔融石英玻璃或金刚石中的一种制成。7.根据权利要求5所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述支架单元还包括掩膜板，在中心部形成有使得激光束能够通过的通孔，使得上述透光性加压部件以放置在下部板的状态与下部板上部相结合。8.根据权利要求7所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述掩膜板的通孔为面积比透光性加压部件的加压面大或与透光性加压部件的加压面相同的方形。9.根据权利要求5所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述下部板的底面使左右两侧边角部部分呈圆弧形状。10.根据权利要求5所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述下部板的各个边角部还设置有沿着垂直方向微细移动上述下部板的边角来对透光性加压部件的平整度进行调节的平整度调节单元。11.根据权利要求10所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述平整度调节单元包括：冲压托架，设置在透光性加压部件及支架单元的各个边角部；以及垂直驱动部，设置在上述冲压托架的一侧，通过马达的驱动来沿着垂直方向移送冲压托架。12.根据权利要求11所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述垂直驱动部包括：滚珠丝杠和马达，用于垂直移送冲压托架；以及引导部件，用于引导上述冲压托架的直线运动。13.根据权利要求2所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述探针单元包括：探针，通过刺穿透光性加压部件的上表面中的一个以上位置来测定平整度；移动单元，用于水平移动或垂直移动上述探针；以及探针托架，用于固定上述探针及移动单元。14.根据权利要求13所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述探针刺穿包括透光性加
压部件上表面的方形的各个边角位置在内的四个以上位置。15.根据权利要求2所述的激光回流焊装置，其特征在于，还包括保护膜，形成在上述透光性加压部件的下部，用于防止激光焊接时产生的气体附着在透光性加压部件的底面。16.根据权利要求15所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述保护膜由聚四氟乙烯树脂或可溶性聚四氟乙烯树脂制成。17.根据权利要求15所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述保护膜由通过展开卷绕成卷状的保护膜来向一侧移送的卷对卷式保护膜移送部供给。18.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述透光性加压部件包括：基材，整体呈方形板状；以及加压面，突出形成于上述基材的底面，形成底面与多个电子元件相对应的平面状。19.根据权利要求18所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述基材与加压面之间还包括以使得加压面的面积小于基材的面积的方式向内侧凹入而成的一个以上的台阶部。20.根据权利要求18所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述基材的侧面和台阶部的底面及侧面形成有激光阻隔层。21.根据权利要求18所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述加压面被具有规定深度的格槽分割成两个以上。22.根据权利要求21所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述格槽的内侧面和底面还形成有激光阻隔层。23.根据权利要求20或22所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述激光阻隔层为铬镍铁合金涂层、散射处理层或高反射涂层中的一种或由两种以上组成的复合层。24.根据权利要求18所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述加压面为方形。25.根据权利要求24所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述加压面的两侧边角经倒角处理或圆弧处理而成。26.根据权利要求18所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述加压面还设置有弹性阻尼层。27.根据权利要求26所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述弹性阻尼层由硅材料制成。28.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述激光加压头部模块还包括：支架单元，呈矩形，用于以能够更换的方式安装上述透光性加压部件；压力平衡器，通过支撑上述支架单元的各个边角的下端并向相反方向施加相当于支架单元重量程度及透光性加压部件重量程度的压力来使得支架单元和透光性加压部件的重量被初始化为零；以及冲压单元，以非接触状态设置在上述支架单元的各个边角的上方，以预设压力分别独立按压支架单元的各个边角。29.根据权利要求28所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述压力平衡器为空气气缸。30.根据权利要求28所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述压力平衡器为弹簧。31.根据权利要求28所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述冲压单元在各个边角分
别隔开配置有一个，使得上述冲压单元以预设压力分别独立按压支架单元的各个边角。32.根据权利要求31所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述冲压单元包括：冲压托架，以非接触方式固定支架单元的各个边角部分；以及加压气缸，安装在上述冲压托架的上端，以预设压力分别向下按压上述支架单元。33.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述激光加压头部模块包括：支架单元，呈圆形或多边形，用于以能够更换的方式安装上述透光性加压部件；以及冲压单元，分别与上述支架单元的边缘周围三个位置实现轴结合，当通过虚线连接上述轴结合的位置时，形成三角形。34.根据权利要求33所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述冲压单元包括：冲压托架；加压气缸，安装在上述冲压托架的上端，以预设压力向下按压上述支架单元；以及轴承接头，一端与上述加压气缸的气缸杆相结合，另一端以能够转动的方式分别与支架单元的三个位置中的一个相结合。35.根据权利要求34所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述支架单元的三个位置分别还设置有接头紧固部，上述接头紧固部以能够转动的方式分别与轴承接头相结合。36.根据权利要求35所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述冲压托架的下端还设置有挡止部，接头紧固部的一端挂置在上述挡止部。37.根据权利要求34所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述冲压托架的一侧还设置有垂直移送部，用于沿着垂直方向升降上述冲压托架。38.根据权利要求37所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述垂直移送部包括滚珠丝杠及马达。39.根据权利要求33所述的激光回流焊装置，其特征在于，在经过规定周期或更换透光性加压部件后，将上述支架单元的平整度初始化为零，以重新设定平整度。40.根据权利要求33所述的激光回流焊装置，其特征在于，连接上述支架单元的三个位置形成的虚拟三角形为等边三角形，虚拟三角形的重心与透光性加压部件的重心相同。41.根据权利要求32或34所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述加压气缸为精密空压气缸，能够以kgf为单位实现压力的微细设定及调节。42.根据权利要求41所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述加压气缸还设置有加压时测定压力并持续进行反馈的压力传感器。43.根据权利要求28或33所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述支架单元的上方还设置有从静电对尘土造成的灰尘吸附所带来的影响中保持透光性加压部件的上表面清洁的电离器单元。44.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述焊接对象移送模块包括：输入传送机，用于运入焊接对象，上述焊接对象由排列在基板上的多个电子元件组成；真空吸盘单元，通过真空吸附来固定从上述输入传送机传递的焊接对象；以及输出传送机，用于运出完成激光回流焊处理的焊接对象。45.根据权利要求44所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述输入传送机及上述输出传送机包括：传送机框架；
一对线轨单元，设置在上述传送机框架的上部的两侧；以及水平移送单元，设置在上述传送机框架的一侧，用于使传送机框架沿着水平方向线性移动。46.根据权利要求45所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述输入传送机及上述输出传送机的传送机框架的一侧还设置有宽度调节单元，以通过扩大或缩小传送机框架的宽度来收容不同大小的焊接对象。47.根据权利要求45所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述输入传送机的传送机框架还设置有预热台，用于将焊接对象预热至规定温度。48.根据权利要求44所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述真空吸盘单元的一侧还设置有视觉单元，用于监控焊接对象是否正常装载。49.根据权利要求44所述的激光回流焊装置，其特征在于，分别在上述输入传送机与真空吸盘单元之间及上述输出传送机与真空吸盘单元之间还设置有用于传递焊接对象的拾取单元。50.根据权利要求49所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述拾取单元包括：真空吸附垫，呈平板状；以及垂直驱动部，用于沿着垂直方向移送上述真空吸附垫。51.根据权利要求44所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述真空吸盘单元包括：多孔吸附板，用于吸附固定焊接对象；以及水平移动单元，使得上述多孔吸附板及加热块在从焊接对象的输入区域经激光回流焊处理区域后到输出区域为止的区域进行往复移动。52.根据权利要求51所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述多孔吸附板包括：中心吸附板，呈矩形，用于吸附焊接对象的底面中心部分；以及边缘吸附板，包围上述中心吸附板的周围，用于吸附焊接对象的底面边缘部分。53.根据权利要求52所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述边缘吸附板还形成有吸附孔，用于吸附焊接对象的底面边缘部分。54.根据权利要求52所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述边缘吸附板由铝材料制成。55.根据权利要求51所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述多孔吸附板的下部还设置有加热块。56.根据权利要求1所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述激光加压头部模块包括：多激光模块，以相互隔开配置的状态向上述焊接对象重叠照射多个激光束；以及温度传感器，设置在上述多激光模块之间的区域，通过透光性加压部件照射光束来检测焊接对象的多个位置的温度。57.根据权利要求56所述的激光回流焊装置，其特征在于，多激光模块为相向的一对多激光模块。58.根据权利要求56所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述温度传感器为单个红外线温度传感器，上述单个红外线温度传感器依次向焊接对象的多个位置照射红外线。59.根据权利要求58所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述单个红外线温度传感器
依次向重叠照射多个激光束的区域内的周围部分及中心部分中的多个位置照射红外线。60.根据权利要求56所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述温度传感器为多个红外线温度传感器，上述多个红外线温度传感器同时向焊接对象的多个位置照射红外线。61.根据权利要求60所述的激光回流焊装置，其特征在于，上述多个红外线温度传感器同时向重叠照射多个激光束的区域内的周围部分及中心部分中的多个位置照射红外线。62.根据权利要求56所述的激光回流焊装置，其特征在于，在上述多激光模块还设置有光束分析仪，用于测定各个激光束的功率及强度。63.一种激光回流焊装置的激光回流焊方法，通过透光性加压部件按压在矩形基板上配置有多个电子元件的焊接对象并通过上述加压部件照射激光束来向基板焊接电子元件，其特征在于，包括：步骤a)，在上述透光性加压部件按压焊接对象之前，通过视觉单元拍摄位于透光性加压部件的加压面正下方的规定范围的多个电子元件配置形状；步骤b)，判断所拍摄的上述规定范围的多个电子元件配置形状是否与加压面相对应；步骤c)，当判断上述多个电子元件对应于加压面时，透光性加压部件向下方移动并对焊接对象加压，并通过透光性加压部件向焊接对象照射激光束；步骤d)，停止上述激光束的照射并使透光性加压部件向上方移动来解除加压状态；以及步骤e)，使得上述透光性加压部件接下来要进行回流焊处理的规定范围的多个电子元件向上方水平移动。64.根据权利要求63所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，上述步骤b)包括：步骤b1)，判断多个电子元件在从侧面观察所拍摄的规定范围的多个电子元件配置形状时是否以透光性加压部件的加压面中心线为基准左右对称；以及步骤b2)，当所拍摄的上述多个电子元件配置形状以透光性加压部件的加压面中心线为基准左右对称时，判断为对应于加压面，当不对应于加压面时，调节上述透光性加压部件的水平位置，以使得上述多个电子元件配置形状以透光性加压部件的加压面中心线为基准左右对称。65.根据权利要求63所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，上述激光束为两个以上的激光模块重叠照射的激光束。66.根据权利要求63所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，各个上述激光模块相互对称配置，各个上述激光束具有相同的光束照射角度。67.根据权利要求66所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，各个上述激光模块同时照射激光束。68.根据权利要求66所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，各个上述激光模块依次照射激光束。69.根据权利要求63所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，在执行上述步骤c)之前，还包括从下部预热焊接对象的步骤。70.根据权利要求69所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，在从下部预热上述焊接对象的步骤中，维持焊接对象的表面温度小于200℃。
71.根据权利要求63所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，在上述步骤c)中，通过透光性加压部件向焊接对象照射激光束来将焊接对象的表面温度加热至200℃以上。72.一种激光回流焊装置的激光回流焊方法，通过透光性加压部件按压在矩形基板上配置有多个电子元件的焊接对象并通过上述加压部件照射激光束来向基板焊接电子元件，其特征在于，包括：步骤a)，使得上述透光性加压部件的加压面向下方移动来以未施加压力的状态接触焊接对象；步骤b)，通过上述透光性加压部件向焊接对象照射激光束；以及步骤c)，解除上述激光束的照射并使透光性加压部件向上方移动。73.根据权利要求72所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，在执行上述步骤a)后，还包括固定上述透光性加压部件的垂直移动的步骤。74.根据权利要求72所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，还包括如下步骤，在执行上述步骤a)后，向上述透光性加压部件施加预设的规定压力，而在执行步骤b)后，不固定上述透光性加压部件的垂直移动。75.根据权利要求72所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，还包括如下步骤，在执行上述步骤a)后，固定上述透光性加压部件的垂直移动，而在执行上述步骤b)后，向上述透光性加压部件施加预设的规定压力。76.根据权利要求72所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，还包括如下步骤，在执行上述步骤a)后，固定上述透光性加压部件的垂直移动，而在执行步骤b)后，不固定上述透光性加压部件的垂直移动。77.根据权利要求72所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，在上述步骤b)中，上述激光束为两个以上的激光模块重叠照射的激光束。78.根据权利要求77所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，各个上述激光模块同时照射激光束。79.根据权利要求77所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，各个上述激光模块依次照射激光束。80.根据权利要求72所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，在执行上述步骤b)之前，还包括从下部预热焊接对象的步骤。81.根据权利要求80所述的激光回流焊装置的激光回流焊方法，其特征在于，在从下部预热上述焊接对象的步骤中，维持焊接对象的表面温度小于200℃。

技术总结
本发明的激光回流焊装置包括：激光加压头部模块，通过透光性加压部件对焊接对象加压并通过上述加压部件照射激光束来向基板焊接电子元件，上述焊接对象由排列在基板上的多个电子元件组成；以及焊接对象移送模块，用于移送上述焊接对象，使得从上述激光加压头部模块的一侧运入的焊接对象经过激光加压头部模块的回流焊处理并朝向另一侧运出。回流焊处理并朝向另一侧运出。回流焊处理并朝向另一侧运出。


技术研发人员：崔在浚 金秉禄 金在九 陈起哲
受保护的技术使用者：镭射希股份有限公司
技术研发日：2019.12.10
技术公布日：2022/8/11