本申请涉及一种激光焊接系统(10)和一种用于借助于激光焊接系统(10)的监控设备(13)监控激光焊接过程的方法，其中借助于激光焊接系统(10)的焊球输送设备(11)将焊球(21)输出到基底(19)的可焊接的面(20)上，其中所述焊球(21)借助于所述激光焊接系统(10)的激光设备至少部分地熔化，其中在所述激光焊接过程期间构成光信号(23)，所述光信号借助于所述监控设备(13)的光学检测装置(14)检测，其中借助于所述监控设备(13)的分光镜装置(15)将所述光信号(23)分解为所述光信号(23)的光谱，其中借助于所述监控设备(13)的处理装置(16)分析所述光谱并且根据所述光谱的状况识别：在所述激光焊接过程期间是否发生所述基底的燃烧(22)。焊接过程期间是否发生所述基底的燃烧(22)。焊接过程期间是否发生所述基底的燃烧(22)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监控激光焊接过程的方法和利用分光镜装置的激光焊接系统
[0001]本专利技术涉及一种借助于激光焊接系统的监控设备监控激光焊接过程的方法以及一种激光焊接系统，所述激光焊接系统包括用于将焊球输出到基底的可焊接的面上的焊球输送设备和用于至少部分地熔化焊球的激光设备。
技术介绍
[0002]从现有技术中充分已知的是，借助于激光焊接系统，尤其将芯片、半导体器件等焊接到基底上，所述基底例如能够是印刷电路板。为此，芯片或半导体器件的接触面经由焊球与基底的可焊接的面连接，所述可焊接的面在本文中也称为“焊盘”。焊球就其而言借助于激光焊接系统的焊球输送设备输出到可焊接的面上并且借助于激光焊接系统的激光设备至少部分地熔化，使得在一方面为芯片或半导体器件的接触面和另一方面为可焊接的面之间能够构成材料配合的连接。
[0003]在激光焊接过程期间，可能发生基底的燃烧，其中在此尤其将“燃烧”理解为不一定在形成火焰的情况下必然发生的热学加热，所述加热伴随着基底的永久性损坏。这种燃烧的原因可能是借助于激光设备构成的激光射束对基底的直接影响。然而，也可考虑的是，通过碰撞到可焊接的面上的至少部分地熔化的、热学加热的焊球，可焊接的面和从而与可焊接的面热耦合的基底被热激发或加热，使得引起基底的燃烧。
[0004]因此，从现有技术中已知，在原则上也会发生上述类型的基底燃烧的激光焊接过程中，借助于激光焊接系统的监控设备监控激光焊接过程，尤其出于识别在激光焊接过程期间是否发生基底燃烧的目的。例如，在激光焊接的
上已知借助于热成像相机来监控激光焊接过程。
[0005]然而，将热成像相机用作为用于监控上述类型的激光焊接过程的监控设备被证明是不利的，因为从现有技术中已知的热成像相机的时间和空间分辨能力不足以明确区分光信号的与“正常的”激光焊接过程相关的、尤其与焊球熔化相关的份额与光信号的与基底熔化相关的另一份额。此外，使用具有改进的时间和空间分辨能力的热成像相机是成本密集的冒险。
技术实现思路
[0006]因此，本专利技术基于如下目的：提出一种用于借助于激光焊接系统的监控设备监控激光焊接过程的方法以及一种激光焊接系统，借助所述方法和激光焊接系统可执行激光焊接过程的可靠和低成本的监控。
[0007]该目的是通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求9的特征的激光焊接系统来实现。
[0008]在根据本专利技术的用于借助于激光焊接系统的监控设备监控激光焊接过程的方法中，借助于激光焊接系统的焊球输送设备将焊球输出到基底的可焊接的面上，其中焊球借
助于激光焊接系统的激光设备至少部分地熔化，其中在激光焊接过程期间构成光信号，所述光信号借助于监控设备的光学检测装置检测，其中借助于监控设备的分光镜装置将光信号分解为光信号的光谱，其中借助于监控设备的处理装置对光谱进行分析并且根据光谱的状况识别在激光焊接过程期间是否发生基底的燃烧。
[0009]在此，尤其将术语“燃烧”理解为基底的热学加热或激发，所述热学加热或激发导致或可能导致基底的长期附着于基底的损伤。火焰(火灾)的构成不一定发生。此外，也能够将术语“燃烧”更一般地理解为基底的氧化还原反应，所述氧化还原反应在输出呈热或热辐射和光的形式的能量的情况下进行完。
[0010]术语“光”尤其结合术语“光信号”在此不限于肉眼可见或可感知的光，而是原则上能够包括整个电磁光谱，尤其还包括红外辐射(热辐射)和紫外辐射。
[0011]术语“焊球”在此不一定理解为球形构造。原则上，术语“焊球”能够涉及任何任意成形的焊料。例如，焊球也能够以线材类的形式存在。
[0012]同样，术语“焊球输送设备”能够被更一般地理解为如下设备，借助于所述设备能够将焊料输出到可焊接的面上。
[0013]本专利技术基于如下思想：在激光焊接过程期间构成的光信号借助于监控设备的光学检测装置检测，并且随后借助于监控设备的分光镜装置分解成光信号的光谱或光谱成分。然后借助于监控设备的处理装置对光谱进行分析，并且根据光谱的状况，尤其根据描述光谱的表征性参数，识别：在激光焊接过程期间是否发生基底的燃烧。表征性参数尤其能够是取决于波长的与基底相关的强度尖峰。
[0014]根据本专利技术的方法尤其具有如下优点：借助于分光镜装置可行的是，明确区分光信号的与“正常的”激光焊接过程相关的份额和光信号的归因于基底燃烧的份额，或者在光谱内明确区分描述“正常的”激光焊接过程的份额和描述基底燃烧的份额。总的来说，根据本专利技术的方法因此实现：可靠地和低成本地监控激光焊接过程。
[0015]光谱能够包括至少一个与基底无关的正常份额并且在激光焊接过程期间发生基底燃烧的情况下还能够包括与基底相关的燃烧份额，其中借助于处理装置能够区分与基底无关的正常份额和与基底相关的燃烧份额。在此，将术语“与基底相关”理解为，燃烧份额的状况与基底的材料或材料组成相关，而术语“与基底无关”表示：正常份额的状况与基底的材料或材料组成无关，即对于任何任意的基底基本上有相同的状况。与基底无关的正常份额可能起因于“正常地”进行的激光焊接过程和因此始终是光谱的成分。尤其地，与基底无关的正常份额可以因焊球的熔化和伴随其发生的热学加热引起。仅在激光焊接过程期间发生基底燃烧的情况下，光谱才能附加地包括与基底相关的燃烧份额，所述燃烧份额可能因燃烧构成。因此，借助于激光设备构成的激光射束对基底的直接作用例如导致包含在基底的材料或材料组成中的电子的激发。然后，与这种激发相关的发射光谱能够有助于与基底相关的燃烧份额。借助于处理装置，于是可行的是，区别或区分与基底无关的正常份额和与基底相关的燃烧份额以及根据光谱信息辨识参与燃烧的材料或参与燃烧的材料组分。
[0016]在所述方法的一个有利的实施方式中，能够借助于处理装置根据在光谱中与基底相关的燃烧份额的存在来识别：在激光焊接过程期间是否发生基底的燃烧。也就是说，如果除了与基底无关的正常份额外光谱还包括与基底相关的燃烧份额，那么处理装置能够根据在光谱中与基底相关的燃烧份额的这种存在来识别：基底是否发生燃烧。在此，处理装置已
知与基底无关的正常份额，并且所述正常份额保存在处理装置的数据库中。例如，处理装置然后能够访问所保存的与基底无关的正常份额以进行识别，并且从借助于光学检测装置检测的光谱中减去该正常份额或计算出该正常份额，并且确定在减去或计算出后在光谱中是否还存在其他份额，所述其他份额然后能够利用燃烧份额来辨识。
[0017]此外，能够借助于处理装置根据与基底相关的燃烧份额的状况来确定基底的材料或材料组成。因此，例如借助于激光设备引起的对位于基底的一种或多种材料中的电子的激发导致表征一种或多种材料或材料组成的发射光谱(光谱指纹)的构成，据此能够确定或辨识基底的材料或材料组成。如果基底的材料或材料组成是已知的，那么所述确定也能够用于控制，以便确定：在光谱中除了与基底无关的正常份额之外所出现的份额实际上是否归因于基底的燃烧。
[0018]有利的是，能够借助于将与基底相关的燃烧份额的表征性参数与保存在处理装置的数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于借助于激光焊接系统(10)的监控设备(13)监控激光焊接过程的方法，其中借助于激光焊接系统的焊球输送设备(11)将焊球(21)输出到基底(19)的可焊接的面(20)上，其中借助于所述激光焊接系统的激光设备至少部分地熔化所述焊球，其中在所述激光焊接过程期间构成光信号(23)，借助于所述监控设备的光学检测装置(14)检测所述光信号，其中借助于所述监控设备的分光镜装置(15)将所述光信号分解为所述光信号的光谱(24，25)，其中借助于所述监控设备的处理装置(16)分析所述光谱并且根据所述光谱的状况识别：在所述激光焊接过程期间是否发生所述基底的燃烧(22)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光谱(24，25)包括至少一个与基底无关的正常份额(28，29)并且在激光焊接过程期间发生基底(19)的燃烧(22)的情况下还包括与基底相关的燃烧份额(30，31)，其中借助于所述处理装置(16)在与基底无关的正常份额和与基底相关的燃烧份额之间进行区分。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，借助于所述处理装置(16)根据在所述光谱(24，25)中与基底相关的燃烧份额(30，31)的存在来识别：在所述激光焊接过程期间是否发生所述基底(19)的燃烧(22)。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，借助于所述处理装置(16)根据与基底相关的燃烧份额(30，31)的状况确定所述基底(19)的材料或材料组成。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，借助于将与基底相关的燃烧份额(30，31)的表征性参数与保存在所述处理装置(16)的数据库中的以光谱方式描述基底的不同的材料或材料组成的多个表征性参数进行比较，执行所述确定。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，借助于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯，
申请(专利权)人：派克泰克封装技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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