一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机制造技术

本实用新型专利技术涉及焊接装置技术领域，公开了一种一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，包括桌面机底座、XYZ轴运动组件、锡球焊接组件及激光发射组件，所述XYZ轴运动组件设置在桌面机底座上，所述锡球焊接组件设置在XYZ轴运动组件上，所述XYZ轴运动组件用于带动锡球焊接组件沿X方向、Y方向和Z方向运动；所述锡球焊接组件包括喷射组件，所述激光发射组件包括半导体激光发生器，所述半导体激光发生器通过光纤将激光导入喷射组件内作用于锡球；本实用新型专利技术提供的一种一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，解决了现有锡球焊接设备采用光纤激光器存在的焊接效果较差甚至会造成光学器件损坏的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机


[0001]本技术涉及焊接装置
，具体涉及一种一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机。

技术介绍

[0002]目前，市面上的激光锡球焊接机都是采用光纤激光器作为光源，光纤激光器发出的光源为高斯光源，即光束强度在空间上呈现高斯分布，这样的光束具有中间强度十分高，往外沿着高斯轮廓逐渐下降，高斯光束的能量分布不均匀，中间能量过高，会引起局部温度过高从而影响激光与物质间的相互作用，此外，高斯光源光束两翼的能量通常会被浪费掉，导致能量利用率大大降低；同时，两翼的能量也会损伤目标区域以外的周围区域，从而扩展热影响区。另一方面，高于灼烧阈值的高强度部分称为过剩能量，这些过剩能量有可能损坏基材；更有甚者，中心部分能量过于集中，很容易将光学器件损坏。此外，由于光纤激光器体积大，在集成设计应用上都采用立式结构或桌面分体式结构设计，这样的设计占地空间大，使用运输都不方便。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，用以解决现有技术中存在的至少一个上述问题。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，包括桌面机底座、XYZ轴运动组件、锡球焊接组件及激光发射组件，所述XYZ轴运动组件设置在桌面机底座上，所述锡球焊接组件设置在XYZ轴运动组件上，所述XYZ轴运动组件用于带动锡球焊接组件沿X方向、Y方向和Z方向运动；
[0006]所述锡球焊接组件包括喷射组件，所述喷射组件包括连接室、喷头、惰性气体进气口、锡球进入口和光纤连接头，所述激光发射组件包括半导体激光发生器，所述半导体激光发生器与光纤连接头之间通过光纤连接，所述半导体激光发生器通过光纤将激光导入喷射组件内作用于锡球。
[0007]本技术方案中，由于激光发射组件包括半导体激光发生器，与传统的光纤激光器比较，半导体激光发生器产生的光束能量分布为平顶型，能量分布较为均匀，与光纤激光器发出的高斯光束不同的是，平顶光束的能量能够更清晰地包含在给定区域中，使用平顶光束焊接，将更加准确，并且对周围区域的损伤也会减少，且利用平顶光束进行焊接时，焊接的缝隙将会比高斯光束情形下更加匀滑，因此，本技术方案采用半导体激光发生器，也即是，将半导体模块耦合进激光锡球焊接系统，因此，在工艺方面半导体激光发生器发出的光源为平顶光，比起光纤激光器的高斯光源更加适用于激光锡球焊接的工艺要求，且在可以提高激光能量利用率的同时降低热影响区和损伤，解决了现有技术中光纤激光器发出的高斯光束应用在锡球焊接系统中很容易损坏器件的问题。
[0008]进一步的，为了提升半导体激光发生器的散热效果，保证设备运行的稳定性，所述激光发射组件包括散热器，所述散热器的一侧设有散热风扇，所述半导体激光发生器设置在散热器的另一侧。
[0009]进一步的，所述激光发射组件设置在桌面机底座内部。采用紧凑一体化设计，尽可能的将部件包括激光发射组件集成在一个桌面级的设备中，设备整体体积较小，占地空间小，包装运输成本更低。
[0010]进一步的，所述锡球焊接组件包括视觉装置，所述视觉装置位于喷射组件的一侧。视觉装置包括用于实时采集焊点图像的CCD相机，控制器会根据焊点图像，自行视觉检测并分析焊接效果，之后再根据焊接效果执行补充焊接，完善焊接质量，此部分的图像识别与控制为现有技术，在此不再赘述。
[0011]进一步的，为了更好的实现设备整体结构的紧凑效果，所述XYZ轴运动组件包括X轴运动组件、Y轴运动组件和Z轴运动组件，所述桌面机底座上设有门型支架，所述X轴运动组件设置在门型支架上，所述Y轴运动组件设置在X轴运动组件上，所述X轴运动组件驱动Y轴运动组件在X轴方向上移动，所述喷射组件和视觉装置均设置在Y轴运动组件上，所述Y轴运动组件驱动锡球焊接组件在Y 轴方向上移动，所述Z轴运动组件设置在桌面机底座上，所述Z轴运动组件位于 Y轴运动组件的下方，所述锡球焊接组件包括支撑板，所述支撑板设置在Z轴运动组件上，所述Z轴运动组件驱动支撑板在Z轴方向上移动。
[0012]进一步的，为了提升工作效率，便于在一个支撑板上进行焊接工作的同时，在此期间可以对另一个支撑板上料，将待焊接产品放置在另一支撑板上，以做好焊接准备，所述Z轴运动组件和支撑板构成焊接定位组件，所述焊接定位组件有两个，两个焊接定位组件并排设置在桌面机底座上，两个焊接定位组件均位于Y 轴运动组件的下方。
[0013]进一步的，为了达到更为精准的驱动定位效果，所述X轴运动组件包括X轴驱动电机、X轴丝杆、X轴丝杆螺母和X轴滑轨，所述X轴驱动电机驱动X轴丝杆转动，所述X轴丝杆螺母与X轴丝杆螺纹连接，所述X轴丝杆螺母上设有X轴滑动件，所述Y轴运动组件与X轴滑动件固定连接，所述X轴滑动件与X轴滑轨滑动连接；
[0014]所述Y轴运动组件包括Y轴驱动电机、Y轴丝杆、Y轴丝杆螺母和Y轴滑轨，所述Y轴驱动电机驱动Y轴丝杆转动，所述Y轴丝杆螺母与Y轴丝杆螺纹连接，所述Y轴丝杆螺母上设有Y轴滑动件，所述喷射组件与Y轴滑动件固定连接，所述Y轴滑动件与Y轴滑轨滑动连接；
[0015]所述Z轴运动组件包括Z轴驱动电机、Z轴丝杆、Z轴丝杆螺母和Z轴滑轨，所述Z轴驱动电机驱动Z轴丝杆转动，所述Z轴丝杆螺母与Z轴丝杆螺纹连接，所述Z轴丝杆螺母上设有Z轴滑动件，所述支撑板与Z轴滑动件固定连接，所述 Z轴滑动件与Z轴滑轨滑动连接。
[0016]进一步的，为了方便实现对焊接过程的控制操作，所述门型支架的一侧设有显示器支架，所述显示器支架上设有显示器。
[0017]进一步的，为了方便从不同角度实现对设备的控制操作，所述显示器支架为角度可调显示器支架。
[0018]进一步的，为了提升桌面机底座内部的散热效果，所述桌面机底座内部设有工控机和伺服电机驱动器，所述桌面机底座的后方设有散热风扇。
[0019]本技术的有益效果为：本技术方案中，由于激光发射组件包括半导体激光发生器，与传统的光纤激光器比较，半导体激光发生器产生的光束能量分布为平顶型，能量分
布较为均匀，与光纤激光器发出的高斯光束不同的是，平顶光束的能量能够更清晰地包含在给定区域中，使用平顶光束焊接，将更加准确，并且对周围区域的损伤也会减少，且利用平顶光束进行焊接时，焊接的缝隙将会比高斯光束情形下更加匀滑，因此，本技术方案采用半导体激光发生器，也即是，将半导体模块耦合进激光锡球焊接系统，因此，在工艺方面半导体激光发生器发出的光源为平顶光，比起光纤激光器的高斯光源更加适用于激光锡球焊接的工艺要求，且在可以提高激光能量利用率的同时降低热影响区和损伤，解决了现有技术中光纤激光器发出的高斯光束应用在锡球焊接系统中很容易损坏器件的问题。
附图说明
[0020]图1为本技术第一视角的结构示意图；
[0021]图2为本技术隐藏部分组件的结构示意图；
[0022]图3为本技术隐藏部分组件的另一结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，其特征在于：包括桌面机底座、XYZ轴运动组件、锡球焊接组件及激光发射组件，所述XYZ轴运动组件设置在桌面机底座上，所述锡球焊接组件设置在XYZ轴运动组件上，所述XYZ轴运动组件用于带动锡球焊接组件沿X方向、Y方向和Z方向运动；所述锡球焊接组件包括喷射组件，所述喷射组件包括连接室、喷头、惰性气体进气口、锡球进入口和光纤连接头，所述激光发射组件包括半导体激光发生器，所述半导体激光发生器与光纤连接头之间通过光纤连接，所述半导体激光发生器通过光纤将激光导入喷射组件内作用于锡球。2.根据权利要求1所述的一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，其特征在于：所述激光发射组件包括散热器，所述散热器的一侧设有散热风扇，所述半导体激光发生器设置在散热器的另一侧。3.根据权利要求1所述的一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，其特征在于：所述激光发射组件设置在桌面机底座内部。4.根据权利要求1所述的一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，其特征在于：所述锡球焊接组件包括视觉装置，所述视觉装置位于喷射组件的一侧。5.根据权利要求4所述的一体化集成半导体激光锡球焊接桌面机，其特征在于：所述XYZ轴运动组件包括X轴运动组件、Y轴运动组件和Z轴运动组件，所述桌面机底座上设有门型支架，所述X轴运动组件设置在门型支架上，所述Y轴运动组件设置在X轴运动组件上，所述X轴运动组件驱动Y轴运动组件在X轴方向上移动，所述喷射组件和视觉装置均设置在Y轴运动组件上，所述Y轴运动组件驱动锡球焊接组件在Y轴方向上移动，所述Z轴运动组件设置在桌面机底座上，所述Z轴运动组件位于Y轴运动组件的下方，所述锡球焊接组件包括支撑板，所述支撑板设置在Z轴运动组件上，所述Z轴运动组...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘文杰，江良胜，
申请(专利权)人：武汉大研智造科技有限公司，
类型：新型
国别省市：