[发明专利]非接触式锡球焊接装置及其焊接工艺

说明书

本发明公开了一种非接触式锡球焊接装置，包括焊头、气压检测机构、及激光机构，所述焊头具有焊腔，所述焊腔连通有加压气体供应机构以对所述焊腔内提供加压气体、所述焊腔还连通有锡球供应机构以使单一锡球进入所述焊腔，所述气压检测机构用于检测所述焊腔内的气压，所述焊头下端竖向设置有连通所述焊腔的锡球出口通道，且所述激光机构的激光射出方向正对所述锡球出口通道；所述锡球出口通道的内壁呈圆柱状，且所述锡球出口通道的内径和锡球的直径呈间隙配合。本发明还提供了一种非接触式锡球焊接工艺。

技术领域

本发明属于激光焊接领域，尤其涉及于一种锡球焊接机构及其焊接工艺。

背景技术

锡焊在工业生产中非常普及，主要采用的手工烙铁焊虽然焊接工艺简单、建立生产线成本较低。但是手工烙铁焊操作不当容易引起漏焊、虚焊等焊接不良，特别在较精密的电子部件的焊接过程中，操作不良时可能会因烙铁距离过近、温度过高而引起焊件受热变形、材质劣化，人手触碰等还可能会导致电子元器件的污染。因此，传统的手工烙铁焊一方面对操作人员的焊接技能有较高的要求，另一方面其焊接品质过多依赖操作人员的技能而使得焊接品质不稳定，不能够满足现代工业的生产需求。

因此，需要一种新型的焊接装置替代传统的手工烙铁焊，以满足尺寸较小的精密电子元器件的焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的焊接装置替代传统的手工烙铁焊，以满足尺寸较小的精密电子元器件的焊接。

为了实现上述目的，本发明公开了一种非接触式锡球焊接装置，包括焊头、气压检测机构、及激光机构，所述焊头具有焊腔，所述焊腔连通有加压气体供应机构以对所述焊腔内提供加压气体，所述焊腔还连通有锡球供应机构以使单一锡球进入所述焊腔内，所述气压检测机构用于检测所述焊腔内的气压，所述焊头下端竖向设置有连通所述焊腔的锡球出口通道，且所述激光机构的激光射出方向正对所述锡球出口通道；所述锡球出口通道的内壁呈圆柱状，且所述锡球出口通道的内径和锡球的直径呈间隙配合。

与现有技术相比，本发明提供的非接触式锡球焊接装置，于焊腔下端竖向设置的锡球出口通道，且锡球出口通道的内径和锡球的直径呈间隙配合，因而当从锡球通道进入焊腔的锡球自由落体进入锡球出口通道内并经由锡球出口通道离开焊腔的过程中，锡球出口通道不会对锡球的下落造成阻碍，但是进入锡球出口通道的锡球会在短时间内封堵焊腔，持续通入加压气体的焊腔内的气压在短时间内增大，检测到气压增大的气压检测机构触发激光机构，使得在锡球脱离焊腔前被激光命中，从而使得锡球迅速液化并被焊腔内较大的气压作用下迅速喷出，进而实现焊接。

较佳的，所述锡球进入通道和所述焊腔的连通处至所述锡球出口通道的上端的距离为第一距离，所述锡球出口通道的长度为第二距离，所述第一距离与第二距离尺寸之比小于等于5；通过调整第一距离和第二距离的尺寸之比，以控制锡球于锡球出口通道内的通行时间，以在该通行时间内、检测到气压增大的气压检测机构触发激光命中锡球，从而使得锡球脱离焊腔前被激光命中。

较佳的，所述锡球出口通道的长度大于等于10mm；通过延长锡球出口通道的长度，以延长锡球于锡球出口通道内的通行时间，以在该通行时间内、检测到气压增大的气压检测机构触发激光命中锡球，从而使得锡球脱离焊腔前被激光命中。

较佳的，所述焊腔下侧呈自上向下内径逐渐减小的锥形结构，且所述锡球出口通道连通于所述锥形结构的下端；焊腔下侧的锥形结构的设置，使得进入焊腔内的锡球在重力作用下顺利进入锡球出口通道内。

较佳的，所述焊头还包括可拆卸地连接于焊头本体的焊嘴，所述锡球出口通道开设于所述焊嘴内；由于锡球出口通道的尺寸较小容易发生堵塞，可拆卸的焊嘴的设置，可以当锡球出口通道内发生堵塞时方便地将焊嘴拆下以对焊头进行维修或直接置换新的焊嘴，以使得本发明非接触式锡球焊接装置快速恢复作业。

较佳的，所述加压气体为氮气。