一种预置锡的激光锡焊方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种预置锡的激光锡焊方法和装置，首先利用激光融化锡球至待焊基材表面形成锡包层；然后利用激光融化该锡包层并使得待焊线材嵌入该锡包层。本发明专利技术方法简单、使用方便，其利用连续激光器平均功率稳定，转换热能效率高，能量分布均匀等特点，激光非接触式表面放热的锡焊形式、能量集中稳定释放快，从而更好的提高了工作效率，同时其无接触式照射，无疑使基材和电子元器件没有物理上的形变，其器件质量得到很大提升，不会造成材料的损伤和变形。

【技术实现步骤摘要】
一种预置锡的激光锡焊方法和装置
本专利技术涉及一种激光锡焊方法和装置，属于5G连接器焊锡
，具体的公开了一种预置锡的激光锡焊方法和装置。
技术介绍
激光作为热源广泛应用用于现代锡焊，激光锡焊适用于网络的连接头的锡焊，微小连接头和细线的锡焊，广泛应用电子和汽车行业，如PCB板和FPCB板，连接端子，传感器的等制作工作中，激光锡焊作为现代科技与传统技术的结合体，其相对于传统电珞铁，回流焊，哈巴焊锡焊技术而言，有它独特之处，并且本身的应用领域和应用层面非常广泛，可以极大的提升锡焊的效率和锡焊质量。其非接触式表面放热的锡焊形式、能量集中稳定释放快，从而更好的提高了工作效率，同时其无接触式照射，无疑使基材和电子元器件没有物理上的形变，其器件质量得到很大提升，不会造成材料的损伤和变形。激光锡接技术的出现，实现了传统锡焊技术所无法应用领域，特别是5G通讯上的网络连接头的锡焊，其密集的元器件和不规则的形状布局焊点位，超高的传输效率要求，这些都对传统的锡焊方式产生挑战，无法满足此类要求，而激光锡焊，因为其本身是激光作为加热源的特性，使得其能够依据光速本身的运行轨迹，实现360度范围内的随意变化，而这无疑是传统锡焊技术发展下所无法想象的优势。除此之外，因为激光锡焊，其在固定时间内释放热量稳定，能非常稳定的锡焊产品，其一致性好，良率高，其在很短时间能释放出大量热量，因而能快速锡焊，对于环境要求更低，能够在一般室温条件下进行，而无需特殊条件，激光锡焊是当今锡焊领域加工方法之一随着科技的全面发展，激光锡焊技术的不断巩固与应用，新的工艺带动产品的升级，也是更多科技的展示和应用，激光锡焊经过十几年的发展，人们对于这项技术的从最初的了解，到现在的大规模应用，摸索出激光送丝，激光喷球焊，激光锡膏焊等激光锡焊的方式，然而在现有这些锡焊工艺中，对5G连接器的锡焊领域网路数据线的连接头与线材之间锡焊都存在一定的问题，由于这几种锡焊方式都是采用先用载具固定好焊盘和线材，在添加锡焊材料，采用激光照射焊盘，锡材和线材方式锡焊，容易造成锡量包裹不均匀，锡中出现微小空洞，造成阻抗大，对于普通的4G网络连接头，其他内连接器来说可能是良品，但对于5G连接器网路数据线的超高效率来说，传输效率比较低和传输速度比较低的产品，属于不合格产品。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述
技术介绍
中5G网路数据线的连接头传输效率低和传输速低，质量不达标等情况提供的一种预置锡的激光锡焊装置和工艺方法，本专利技术采用激光为热源，采用分步两次激光照射锡焊方式，利用在焊盘基材表面放置助焊膏和钎焊材料锡球，利用激光的能量热量通过控制激光能量和时间，运动轨迹，形成预热，融化和保温三个阶段融化锡焊材料，使融化的锡材料融化在待加工焊盘表面，通过治具固定待锡焊线材至焊盘表面，再次利用激光的能量热量通过控制激光能量和时间，运动轨迹，形成融化和保温两个阶段融化锡，使线材在治具的作用下沉，锡包裹线材，完成锡焊。本专利技术的一种预置锡的激光锡焊方法，首先利用激光融化锡球至待焊基材表面形成锡包层；然后利用激光融化该锡包层并使得待焊线材嵌入该锡包层。在本专利技术的一种优选实施方案中，待焊基材表面设置有阻焊膏。在本专利技术的一种优选实施方案中，利用点胶机向待焊基材表面的焊盘位置点上阻焊膏。在本专利技术的一种优选实施方案中，首先利用连续激光器配合振镜和场镜分三次加工待焊基材表面的锡球，使其融化于待焊基材表面形成锡包层；其次利用连续激光器配合振镜和场镜分两次加工待焊基材表面锡包层，使得待焊线材嵌入该锡包层。在本专利技术的一种优选实施方案中，第一次加工待焊基材表面的锡球时，连续激光器参数设置为，激光功率7-30W，速度1500-3000毫米每秒，次数3-8次；第二次加工待焊基材表面的锡球时，连续激光器参数设置为，激光功率20-50W，速度1000-2000毫米每秒，次数5-20次；第三次加工待焊基材表面的锡球时，连续激光器参数设置为，激光功率20-40W，速度1500-2500毫米每秒，次数5-10次。在本专利技术的一种优选实施方案中，第一次加工待焊基材表面锡包层时，连续激光器参数为设置，激光功率30-50W，速度1500-2500毫米每秒，次数5-20次；第二次加工待焊基材表面锡包层时，连续激光器参数为设置，激光功率10-30W，速度1000-3000毫米每秒，次数5-10次。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述连续激光器的波长为1060—1070纳秒、平均功率为50-120瓦、光束质量M2因子小于等于1.2、输出光斑大小在6-9毫米、输出光斑光束椭圆率大于90％、光束发散角小于0.5毫弧度，所述振镜的通光孔径为10毫米，所述振镜的运动速度0-7000毫米，所述场镜的焦距为163-255毫米。在本专利技术的一种优选实施方案中，其用于5G网路连接数据线的端子PCB板与数据线线头的锡焊。本专利技术还公开了一种预置锡的激光锡焊装置，其包括用于向待焊基材表面添加阻焊膏的点胶单元、用于融化待焊基材表面锡材的激光锡焊机和用于定位待焊基材的夹具。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述点胶单元包括三周移动平台和设置于三周移动平台移动端的出膏针筒；所述激光锡焊单元包括连续激光器、升降台和XY轴工作平台；所述夹具包括下载板、中定位板和上盖板，所述下载板设置有定位锥销，所述中定位板上设置有定位锥孔，所述上盖板上设置有压线爪。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法简单、使用方便，其利用连续激光器平均功率稳定，转换热能效率高，能量分布均匀等特点，激光非接触式表面放热的锡焊形式、能量集中稳定释放快，从而更好的提高了工作效率，同时其无接触式照射，无疑使基材和电子元器件没有物理上的形变，其器件质量得到很大提升，不会造成材料的损伤和变形。两次激光器的锡焊的焊接接方式，采用分步两次激光照射锡焊方式，利用在焊盘基材表面放置助焊膏和钎焊材料锡球，利用激光的能量热量通过控制激光能量和时间，运动轨迹，形成预热，融化和保温三个阶段融化锡焊材料，使融化的锡材料融化在待加工焊盘表面，通过治具固定待锡焊线材至焊盘表面，线材待焊接位置已经预上锡，再次利用激光的能量热量通过控制激光能量和时间，运动轨迹，形成融化和保温两个阶段融化锡，使线材在治具的作用下沉，锡包裹线材，完成锡焊。其工艺在5G网路数据线的连接头锡焊中相对于其他激光锡焊工艺来说，避免了激光送丝锡焊中其送锡丝不稳定，受治具限制，靠锡丝导热到端子板焊盘，容易导致受热不均匀，产生的虚焊，避免了激光喷球焊中液态锡球在连接线材与焊盘是，线材与焊盘有间隙，锡中形成空洞，避免了激光锡膏焊中的助焊剂挥发过程中，产生的锡爆和细小空洞，锡膏焊不产生锡爆时效率低的问题。预置锡的激光锡焊装置和工艺方法很好的解决了这些问题，其第一次预置锡的激光锡焊过程，助焊剂加在焊盘表面，助焊剂量得到精确控制，锡球重量得到精确控制，在加上激光照射方式的精确控制，激光加热的能量精确控制，保证了锡的融化充分，连接焊盘牢固，第二次锡焊，用的是预置锡的线材和焊盘上的锡料进行焊接，其两次照射方式在同一种材料锡料上，避免了材料产生的受热不一致的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预置锡的激光锡焊方法，其特征在于：首先利用激光融化锡球至待焊基材表面形成锡包层；然后利用激光融化该锡包层并使得待焊线材嵌入该锡包层。/n

【技术特征摘要】
1.一种预置锡的激光锡焊方法，其特征在于：首先利用激光融化锡球至待焊基材表面形成锡包层；然后利用激光融化该锡包层并使得待焊线材嵌入该锡包层。


2.根据权利要求1所述的预置锡的激光锡焊方法，其特征在于：待焊基材表面设置有阻焊膏。


3.根据权利要求2所述的预置锡的激光锡焊方法，其特征在于：利用点胶机向待焊基材表面的焊盘位置点上阻焊膏。


4.根据权利要求1所述的预置锡的激光锡焊方法，其特征在于：首先利用连续激光器配合振镜和场镜分三次加工待焊基材表面的锡球，使其融化于待焊基材表面形成锡包层；其次利用连续激光器配合振镜和场镜分两次加工待焊基材表面锡包层，使得待焊线材嵌入该锡包层。


5.根据权利要求4所述的预置锡的激光锡焊方法，其特征在于：
第一次加工待焊基材表面的锡球时，连续激光器参数设置为，激光功率7-30W，速度1500-3000毫米每秒，次数3-8次；
第二次加工待焊基材表面的锡球时，连续激光器参数设置为，激光功率20-50W，速度1000-2000毫米每秒，次数5-20次；
第三次加工待焊基材表面的锡球时，连续激光器参数设置为，激光功率20-40W，速度1500-2500毫米每秒，次数5-10次。


6.根据权利要求4所述的预置锡的激光锡焊方法，其特征在于：
第一次加工待焊基材表面锡包层时，连续激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周常多，
申请(专利权)人：武汉凌云光电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42