激光焊锡系统及其光束整形方法技术方案

本发明专利技术提供一种激光焊锡系统包含激光光源模块、偏振调整元件组、温度传感器以及控制器。激光光源模块配置以发出激光。偏振调整元件组包含多个偏振元件以及至少一步进马达。多个偏振元件配置以使激光分为高斯光束与环形光束，其中高斯光束照射于第一元件，环形光束照射于第二元件。第一元件与第二元件相邻，且须不同的加工温度。步进马达配置以调整环形光束的大小。温度传感器配置以监测第一元件及第二元件的温度。控制器电性连接温度传感器、激光光源模块以及偏振调整元件组。本发明专利技术亦公开一种激光焊锡系统的光束整形方法。一种激光焊锡系统的光束整形方法。一种激光焊锡系统的光束整形方法。

【技术实现步骤摘要】
激光焊锡系统及其光束整形方法


[0001]本公开涉及一种激光焊锡系统及其光束整形方法。

技术介绍

[0002]激光焊锡为焊接技术中具有高精密度的方法，然而因为激光焊锡具有高瓦数的高斯分布光束，容易造成引脚与焊盘间缝隙下方的元件过热而损毁。
[0003]此外，在精准控制温度加工上，虽引脚与焊盘元件之间的加工温度相近，但仍有些许不同，若照射到引脚与焊盘的激光强度之间的比例不恰当，容易造成焊盘区域无法有效被加热而使熔锡不顺畅，或者引脚部分因过热而损坏的状况。
[0004]有鉴于此，如何提供一种可根据不同被加热元件的区域进行激光整形，且可即时监测光强度比例以避免上述问题的激光焊锡系统及光束整形方法仍是目前亟需发展的目标之一。

技术实现思路

[0005]本公开的一技术实施例为一种激光焊锡系统，应用于加工第一元件及第二元件，第一元件与第二元件相邻，且须不同的加工温度。第一元件例如是一引脚，而该第二元件例如是一焊盘。
[0006]本公开的一实施例中，激光焊锡系统包含激光光源模块、偏振调整元件组、温度传感器以及控制器。激光光源模块配置以发出激光。偏振调整元件组包含多个偏振元件以及至少一步进马达。多个偏振元件配置以使激光分为高斯光束与环形光束，其中高斯光束照射于第一元件，环形光束照射于第二元件。步进马达配置以调整环形光束的大小。温度传感器配置以监测第一元件及第二元件的温度。控制器电性连接温度传感器、激光光源模块以及偏振调整元件组。
[0007]本公开的一实施例中，多个偏振元件包含第一偏振分光镜以及第二偏振分光镜。第一偏振分光镜配置以使激光分为第一光路与第二光路。第二偏振分光镜配置以使第一光路与第二光路合光，且第二光路为高斯光束。
[0008]本公开的一实施例中，多个偏振元件还包含锥形透镜组，位于第一光路上，其中锥形透镜组位于第一偏振分光镜与第二偏振分光镜之间，且锥形透镜组配置以形成环形光束。
[0009]本公开的一实施例中，锥形透镜组包含两锥形透镜，两锥形透镜个别具有平坦顶面，且步进马达配置以调整两锥形透镜间的距离。
[0010]本公开的一实施例中，多个偏振元件还包含至少一波片，位于第一偏振分光镜与第二偏振分光镜之间，且波片配置以调整第一光路与第二光路中至少一者的光强度。
[0011]本公开的一实施例中，第一元件为引脚，而第二元件为焊盘。
[0012]本公开的另一技术实施例为一种激光焊锡系统的光束整形方法。
[0013]本公开的一实施例中，激光焊锡系统的光束整形方法包含通过激光光源模块发出
激光、执行激光校正步骤以及执行激光加工步骤。高斯光束照射于第一元件，环形光束照射于第二元件。第一元件与第二元件相邻。执行激光校正步骤包含通过偏振调整元件组使激光分为高斯光束与环形光束；通过偏振调整元件组调整高斯光束与环形光束的大小；以及决定高斯光束与环形光束的光强度比例。激光加工步骤包含通过温度传感器监测第一元件及第二元件的温度；以及根据温度传感器的监测结果调整高斯光束与环形光束的光强度。
[0014]本公开的一实施例中，通过偏振调整元件组使激光分为高斯光束与环形光束还包含通过第一偏振分光镜使激光分为第一光路与第二光路。
[0015]本公开的一实施例中，通过偏振调整元件组使激光分为高斯光束与环形光束还包含通过第二偏振分光镜使第一光路与第二光路合光，且第二光路为高斯光束。
[0016]本公开的一实施例中，通过偏振调整元件组使激光分为高斯光束与环形光束还包含通过锥形透镜组使得通过第一偏振分光镜的第一光路形成环形光束。
[0017]本公开的一实施例中，锥形透镜组包含两锥形透镜，两锥形透镜个具有平坦顶面，且通过偏振调整元件组调整环形光束的大小还包含通过步进马达调整两锥形透镜间的距离。
[0018]本公开的一实施例中，决定高斯光束与环形光束的光强度比例还包含通过波片调整第一光路与第二光路中至少一者的光强度。
[0019]本公开的一实施例中，通过偏振调整元件组调整高斯光束的大小还包含调整合光后的激光至第一元件与第二元件间的工作距离以调整高斯光束的大小。
[0020]本公开的一实施例中，决定高斯光束与环形光束的光强度比例还包含缩减第一元件的升温曲线与第二元件的升温曲线之间的差异。
[0021]本公开的一实施例中，根据温度传感器的监测结果调整高斯光束与环形光束的光强度还包含调整激光光源模块的激光出光强度。
[0022]本公开的一实施例中，第一元件为引脚，而第二元件为焊盘。
[0023]在上述实施例中，激光焊锡系统可通过偏振调整元件组对激光进行整形，藉此调整高斯光束与环形光束的大小。如此一来，可提升焊锡加工的效率，且避免不必要的能量消耗。此外，控制器可通过温度传感器的感测结果，控制偏振调整元件组及激光光源模块，使得第一元件与第二元件的温度在加工过程中维持在安全范围。如此一来，可提升焊锡加工的良率。
附图说明
[0024]图1为根据本公开一实施例的激光焊锡系统的示意图；
[0025]图2为根据本公开一实施例的第一元件与第二元件的示意图；
[0026]图3为高斯光束与环形光束的温度示意图；
[0027]图4为根据根据本公开一实施例的第一元件与第二元件升温曲线；
[0028]图5A至图5C为根据本公开不同实施例的高斯光束与环形光束的光强度比例模拟图；
[0029]图6A至图6C为根据本公开一实施例的激光焊锡系统的光束整形方法流程图。
[0030]附图标号说明
[0031]100:激光焊锡系统
[0032]110:激光光源模块
[0033]120:偏振调整元件组
[0034]122A:第一偏振分光镜
[0035]122B:第二偏振分光镜
[0036]124:锥形透镜组
[0037]1242:锥形透镜
[0038]1242S:顶面
[0039]126:步进马达
[0040]128:波片
[0041]130:温度传感器
[0042]140:控制器
[0043]150:光感测元件
[0044]160:准直透镜
[0045]170:反射镜
[0046]200:第一元件(引脚)
[0047]300:第二元件(焊盘)
[0048]L,L
’
:激光
[0049]L1:第一光路
[0050]L2:第二光路
[0051]G:高斯光束
[0052]R:环形光束
[0053]ID:内径
[0054]OD:外径
[0055]W:环宽
[0056]D:工作距离
[0057]T11～T14、T21～T24:升温曲线S410、S420～S423、S430、S431～S434、S440、S450～S453:步骤
具体实施方式
[0058]以下将以附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光焊锡系统，应用于加工第一元件及第二元件，所述第一元件与所述第二元件相邻，且须不同的加工温度，所述激光焊锡系统包含：激光光源模块，配置以发出激光；偏振调整元件组，包含：多个偏振元件，配置以使所述激光分为高斯光束与环形光束，其中所述高斯光束照射于所述第一元件，所述环形光束照射于所述第二元件；以及至少一步进马达，配置以调整所述环形光束的大小；温度传感器，配置以监测所述第一元件及所述第二元件的温度；以及控制器，电性连接所述温度传感器、所述激光光源模块以及所述偏振调整元件组。2.根据权利要求1所述的激光焊锡系统，其中所述多个偏振元件包含：第一偏振分光镜，配置以使所述激光分为第一光路与第二光路；以及第二偏振分光镜，配置以使所述第一光路与所述第二光路合光，且所述第二光路为所述高斯光束。3.根据权利要求2所述的激光焊锡系统，其中所述多个偏振元件还包含：锥形透镜组，位于所述第一光路上，其中所述锥形透镜组位于所述第一偏振分光镜与所述第二偏振分光镜之间，且所述锥形透镜组配置以形成所述环形光束。4.根据权利要求3所述的激光焊锡系统，其中所述锥形透镜组包含：两锥形透镜，所述两锥形透镜个别具有平坦顶面，且所述步进马达配置以调整所述两锥形透镜间的距离。5.根据权利要求2所述的激光焊锡系统，其中所述多个偏振元件还包含：至少一波片，位于所述第一偏振分光镜与所述第二偏振分光镜之间，且所述波片配置以调整所述第一光路与所述第二光路中至少一者的光强度。6.根据权利要求1所述的激光焊锡系统，其中所述第一元件为引脚，而所述第二元件为焊盘。7.一种激光焊锡系统的光束整形方法，包含：通过激光光源模块发出激光；执行激光校正步骤，包含：通过偏振调整元件组使所述激光分为高斯光束与环形光束；通过所述偏振调整元件组调整所述高斯光束与所述环形光束的大小；以及决定所述高斯光束与所述环形光束的光强度比例；以及执行激光加工步骤，其中所述高斯光束照射于第一元件，所述环形光束照射于第二元件，所述第一元件与所述第二元件相邻，所述激光加工步骤包含：通过温度传感器监测所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祐诚，宫春斐，邱时雍，吴澍涵，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：