[发明专利]激光锡焊系统以及方法

说明书

本发明涉及激光焊接技术领域，提供了一种激光锡焊系统，包括激光发生器，还包括环形焊盘以及用于将所述激光发生器发出的激光整形为环形光斑的整形组件，所述环形焊盘上具有供所述环形光斑覆盖于其上作业的作业区域，所述环形焊盘的所述作业区域中布设有若干锡焊工位。还提供了一种激光锡焊方法。本发明采用的环形焊盘具有多个锡焊工位，对圆环产品上的N个焊盘上的锡球进行一次焊接，相对于激光每次焊接一个焊盘上锡球的方式，生产效率提高了N倍。采用测温装置检测环形光斑内的温度，并将测得的温度反馈至激光器控制单元，由所述激光器控制单元控制所述激光发生器的输出功率大小，使得焊接过程更加稳定，提高良率。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体为一种激光锡焊系统以及方法。

背景技术

电烙铁锡焊热量输入较大，高的温度容易导致产品内部器件失效，电烙铁需要与焊盘接触，对于焊盘周围有干涉的产品无法施工。激光焊接具有热影响范围小，加工效率高，与工件非接触，容易实现自动化等优势，在锡焊等行业应用越来越广泛。锡焊项目中，传统的激光锡焊一次焊接一个焊盘，效率低下；采用加大光斑大小，让光斑覆盖整个环形焊盘的方法，这样非焊盘区域(光斑中心位置)温度太高。采用圆锥棱镜配合聚焦透镜可以产生环形光斑，但是圆锥棱镜加工难度高且成本高。采用两个或者多个棱镜叠加组合可以产生环形光斑，如专利：一种环形光斑装置，申请号：201320165279.X。但是这种结构得到的环形光斑大小不可调试，适用范围较小。直接采用环形光斑焊接可能因为材料表面的状态差异，导致吸收的激光能量不一样，产生的温度不可控制，温度过高，可能会将焊盘烧伤，产生不良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光锡焊系统以及方法，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种激光锡焊系统，包括激光发生器，还包括环形焊盘以及用于将所述激光发生器发出的激光整形为环形光斑的整形组件，所述环形焊盘上具有供所述环形光斑覆盖于其上作业的作业区域，所述环形焊盘的所述作业区域中布设有若干锡焊工位。

进一步，各所述锡焊工位沿所述工作区域的环形方向均匀布置。

进一步，所述整形组件包括沿光路方向依次布置的准直镜、整形镜片、反射元件以及聚焦镜。

进一步，所述整形镜片为衍射光学元件。

进一步，所述整形组件还包括用于对不同波长的光进行合并同轴的合光组件镜，所述合光组件镜设于所述反射元件和所述聚焦镜之间的光路上。

进一步，还包括用于对焊接位置进行视觉定位的CCD相机。

进一步，还包括用于检测所述环形光斑内的温度的测温装置，所述测温装置将测得的温度反馈至激光器控制单元，所述激光器控制单元控制激光发生器的输出功率大小。

本发明实施例提供另一种技术方案：一种激光锡焊方法，包括如下步骤：

S1，采用激光发生器发出激光，并送至整形组件；

S2，所述整形组件接收激光后将激光整形为环形光斑；

S3，将所述环形光斑射至具有多个锡焊工位的环形焊盘上，并使所述环形光斑覆盖各所述锡焊工位，以实现多工位同时焊接。

进一步，采用测温装置检测环形光斑内的温度，并将测得的温度反馈至激光器控制单元，由所述激光器控制单元控制所述激光发生器的输出功率大小。

进一步，采用缓升缓降的温度对所述环形焊盘进行焊接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用的环形焊盘具有多个锡焊工位，对圆环产品上的N个焊盘上的锡球进行一次焊接，相对于激光每次焊接一个焊盘上锡球的方式，生产效率提高了N倍。