[发明专利]接触式锡球焊接装置及其焊接工艺

说明书

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，本发明公开了一种接触式锡球焊接装置，包括焊头、气压检测机构、激光机构、及动力机构，所述焊头具有焊腔，所述焊腔连通有压缩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，所述动力机构用于控制焊头上下移动，所述焊头的下端开设有锡球出口，且所述激光机构的激光射出方向正对所述锡球出口，所述锡球出口的内径大于所述锡球的直径。

与现有技术相比，本发明提供的接触式锡球焊接装置，在应用过程中，依靠动力机构驱动焊头向下移动至工件待焊接部位后，锡球在重力作用下移动至锡球出口内，并为工件所限无法脱离锡球出口，在此过程中，锡球对锡球出口有一定的封堵作用，引起持续通入加压气体的焊腔内的气压增大，检测到气压增大的气压检测机构触发激光机构，使得在被工件和锡球出口所限位的锡球被命中而迅速液化，熔融的锡液脱离锡球出口并直接来到与之抵接的工件待焊接部位处，从而实现焊接。根据本发明提供的接触式锡球焊接装置，焊锡过程中锡球和待焊接的工件相抵接，一方面使得锡球封堵锡球出口进而出发激光机构发生激光熔锡，另一方面锡球和工件待焊接部位直接接触使得焊锡位置准确可靠、锡液不会发生溅射。

较佳的，所述锡球出口的内径和所述锡球的直径之比大于等于1.05且小于等于1.2；该尺寸范围，使得锡球对锡球出口有明显的封堵作用，同时不影响锡球脱离焊头。

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内。

较佳的，所述焊头还包括可拆卸地连接于焊头主体的焊嘴，所述锡球出口开设于所述焊嘴内；可拆卸的焊嘴的设置，可以当锡球出口处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。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用于接触式锡球焊接装置的焊头，所述焊头包括焊腔、及分别连通所述焊腔的锡球进入通道和气体通道，所述焊腔的下端竖向设置有连通所述焊腔的锡球出口，所述锡球出口的内壁呈圆柱状，所述锡球出口的内径大于所述锡球的直径。

与现有技术相比，本发明提供的接触式锡球焊接装置的焊头，在应用过程中，依靠动力机构驱动焊头向下移动至工件待焊接部位后，锡球在重力作用下移动至锡球出口内，并为工件所限无法脱离锡球出口，在此过程中，锡球对锡球出口有一定的封堵作用，引起持续通入加压气体的焊腔内的气压增大，检测到气压增大的气压检测机构触发激光机构，使得在被工件和锡球出口所限位的锡球被命中而迅速液化，熔融的锡液脱离锡球出口并直接来到与之抵接的工件待焊接部位处，从而实现焊接。

较佳的，所述锡球出口的内径和所述锡球的直径之比大于等于1.05且小于等于1.2。

具体的，所述焊腔下侧呈自上向下内径逐渐减小的锥形结构，且所述锡球出口连通于所述锥形结构的下端。