【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备。
技术介绍
1、从us10 286 470 b2已知一种用于单独涂覆连接材料沉积物的装置。该装置包括涂覆装置和通过其涂覆连接材料沉积物的涂覆喷嘴。在涂覆装置中，形成有直接延伸通过下壳体部分的涂覆导管，并且激光通过该涂覆导管被施加至保持在涂覆喷嘴中的连接材料沉积物。进一步来说，在涂覆装置中，以倾斜的方式与涂覆导管分开地形成供应导管，连接材料沉积物通过该供应导管被输送至涂覆喷嘴。因此，以上装置包含难以在下壳体部分中形成供应导管以及连接材料沉积物的大小或直径受限于供应导管的直径的缺点。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，并提供一种用于单独涂覆焊料体的改进的且灵活的激光辅助焊接设备。本专利技术的另一个目的是提供一种可以容易地制造并且可以灵活地适于多种涂覆的激光辅助焊接设备，诸如涂覆具有较大直径的焊料体。
2、根据本专利技术的一种用于将焊料体特别是焊料球单独涂覆至工件的激光辅助焊接设备包括：涂覆装置，其具有：激光导管，其沿着直线从涂覆装置的顶部处的激光入口延伸至涂覆装置底部处的激光出口；以及滴落导管，其从涂覆装置的顶部处的滴落入口延伸至涂覆装置的底部处的滴落出口。该设备进一步包括：输送装置，其被构造成将焊料体单独输送至滴落入口；以及涂覆喷嘴，其设置在涂覆装置的底部处，并被构造成暂时保持离开滴落出口的焊料体。
3、激光导管和滴落导管被形成以便在其从涂覆装置的顶部至底部
4、根据本专利技术的一个方面，滴落入口和激光入口形成公共非圆形入口开口，并且滴落出口和激光出口形成公共圆形出口开口。因此，公共非圆形入口开口和公共圆形出口开口可以简单地通过直接钻孔激光导管，然后通过铣削滴落导管，例如通过使用球形切割器来形成，以便与激光导管互连。
5、因此，激光导管和滴落导管可以容易地形成在涂覆装置中。此外，焊料体的直径不限于滴落导管的直径，因为激光导管也可用于将焊料体运送至涂覆喷嘴。因此，通过使用根据本专利技术的激光辅助焊接设备，可以涂覆具有大直径的焊料体。
6、特别地，焊料体保持在直径小于焊料体直径的涂覆喷嘴的尖端处。为此原因，涂覆喷嘴从公共出口开口朝其尖端逐渐变小。当焊料体保持在尖端处并使涂覆喷嘴的开口闭合时，来自压力气体源(特别是来自惰性气体源)的压力气体(特别是惰性气体)被引入涂覆喷嘴中。之后，激光束被施加至焊料体，以便液化或熔化焊料体。当保持在涂覆喷嘴的尖端处的焊料体充分液化或熔化时，其被从涂覆喷嘴喷出朝向工件。
7、替代地，涂覆喷嘴24的开口可以实质上等于或略大于焊料体2的直径，使得焊料体2可以离开涂覆喷嘴24。然后，焊料体可以保持在涂覆喷嘴的尖端处，因为涂覆喷嘴与工件的距离小于焊料体的直径。因此，焊料体被保持在涂覆喷嘴与工件之间。之后，激光束被施加至焊料体，以便使其熔化或液化，使得在工件上获得焊点。然后将涂覆喷嘴移离工件。
8、根据本专利技术的一个方面，焊料体的直径可以在0.9μm与2mm之间。特别地，焊料体可以是实质上圆形的焊料球。在本说明书中，具有以上范围内直径的焊料体被称为大焊料体或具有大直径的焊料体。因此，激光辅助焊接设备可以用于需要大量焊料来形成牢固和耐用的焊料连接的涂覆。
9、根据本专利技术的一个方面，滴落导管可以沿着曲线从涂覆装置的顶部延伸至底部。因此，焊料体沿着曲线下落或滚动，使得焊料体从滴落入口被适当地运送至滴落出口/公共出口开口，并因此运送至涂覆喷嘴。
10、根据本专利技术的一个方面，滴落导管的横截面可以从涂覆装置的顶部至底部变窄。因此，焊料体可以通过输送装置容易地滴落至滴落入口中，并且被适当地运送至滴落出口/公共出口开口。
11、根据本专利技术的一个方面，该设备可以进一步以包括由上壳体部分和下壳体部分形成的壳体。具有激光导管和滴落导管的涂覆装置可以被整合在下壳体部分中，并且输送装置可以被放置在上壳体部分与下壳体部分之间。进一步来说，上壳体部分和下壳体部分可以通过围封输送装置的间隔件隔开。壳体的这种模块化构造允许快速更换输送装置和/或下壳体部分，使得根据本专利技术的设备可以容易地适于包括另一个例如更大直径的焊料体。
12、进一步来说，上壳体部分可形成引导导管，该引导导管被构造成将焊料体引导至输送装置。应当注意，引导导管和滴落导管的滴落出口优选地彼此远离，以避免多个焊料体落入滴落导管中，且因此输送装置需要将焊料体从引导导管单独运送至滴落出口。特别地，引导导管和滴落导管可以旋转地相互移位，并且输送装置可以通过使用可旋转的运送元件(例如旋转盘)来输送焊料体。如上所述，输送装置，即运送元件，被间隔件围封，并在间隔件内移动，即旋转。因此，焊料体可以经由引导导管被适当地引入至输送装置中。
13、根据本专利技术的另一个方面，引导导管可以沿着直线延伸通过上壳体部分。因此，焊料体可以被运送至输送装置而不会被卡住。
14、根据本专利技术的附加方面，引导导管可以形成为非球形空间，即形成为非球形和非圆柱形的空间，并且包括通过上壳体部分的锥形横截面。引导导管被形成以便使存在于引导导管中的焊料体上旋。特别地，非球形空间略呈漏斗形。此外，非球形空间可以逆着输送装置的移动方向，即逆着运送元件的旋转移动方向逐渐变小。进一步来说，引导导管的径向外壁部分可以形成为与运送元件即旋转盘的旋转移动方向相切。此外，径向外壁部分的位置位于运送元件的端部之外，即旋转盘的半径之外。因此，存在于引导导管中的焊料体也被布置在围封运送元件即旋转盘的间隔件上，使得焊料体甚至更加盘旋。引导导管的径向内壁部分可以包括倾斜壁部分，该倾斜壁部分在上壳体部分的顶部处相对于引导导管向外倾斜。因此，非球形空间进一步降低了焊料体卡在引导导管中的风险。应当注意，根据以上方面的壳体和引导导管可以独立于具有互连的激光导管和滴落导管的设备来实现。因此，本申请人保留提交涉及一种激光辅助焊接设备的一个或多个分案申请的权利，该激光辅助焊接设备包括根据以上方面之一的壳体和引导导管，即不包括互连的激光导管和滴落导管。
15、根据本专利技术的一个方面，该设备可包括焊料体贮存器，该焊料体贮存器被构造成存储多个焊料体并将焊料体供应至输送装置。特别地，焊料体可以经由引导导管供应至输送装置。因此，该设备可以长时间操作而不需要重新填充新的焊料体。
16、根据本专利技术的另一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于将焊料体(2)特别是焊料球单独涂覆至工件(4、6、8)的激光辅助焊接设备，所述焊接设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述公共入口开口是非圆形的，并且所述公共出口开口是圆形的。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其中，所述滴落导管(14)沿着曲线从所述涂覆装置(10)的所述顶部延伸至所述底部。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其中，所述滴落导管(14)的横截面从所述涂覆装置(10)的所述顶部至所述底部变窄。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的设备(1)，其进一步包括：
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其中，所述引导导管(36)沿着直线延伸通过所述上壳体部分(30)。
7.根据权利要求5或6所述的设备(1)，其中，所述引导导管(36)形成为非球形空间。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的设备(1)，其进一步包括焊料体贮存器(52)，所述焊料体贮存器被构造成存储多个焊料体(2)并将焊料体(2)供应至所述输送装置(36)。
9
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的设备(1)，其进一步包括涂覆喷嘴保持器(26)，所述涂覆喷嘴保持器可拆卸地安装至所述涂覆装置(10)的所述底部并且被构造成可交换地保持所述涂覆喷嘴(24)。
11.根据权利要求10所述的设备(1)，其中，所述涂覆喷嘴保持器(26)包括筒夹夹头部分(64)，所述筒夹夹头部分被构造成夹紧所述涂覆喷嘴(24)。
12.根据权利要求10或11所述的设备(1)，其中所述涂覆喷嘴保持器(26)包括帽形螺母(66)，所述帽形螺母被构造成将所述涂覆喷嘴(24)紧固至所述涂覆喷嘴保持器(26)。
13.根据前述权利要求1至12中任一项所述的设备(1)，其进一步包括激光屏蔽(74)，所述激光屏蔽以横向游隙围封所述涂覆喷嘴(24)。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的设备(1)，其进一步包括激光屏蔽(74)，其中，所述激光屏蔽(74)可拆卸地安装至所述涂覆喷嘴保持器(26)。
15.根据权利要求13或14所述的设备(1)，其中，所述激光屏蔽(74)包括：安装部分(76)，其可拆卸地安装至所述涂覆喷嘴保持器(26)或所述涂覆装置(10)的底部；以及屏蔽部分(80)，其被保持在所述安装部分(76)处，以便相对于所述安装部分(76)可移动至在其中所述涂覆喷嘴(24)的尖端与所述屏蔽部分(80)的尖端处于同一水平面的缩回位置，与在其中所述涂覆喷嘴(24)的尖端完全围封在所述屏蔽部分(80)内的延伸位置之间的任何位置。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的设备(1)，其中，所述激光屏蔽(74)包括连接端口(84)，所述连接端口被构造成连接至真空源和/或惰性气体源。
17.根据前述权利要求1至16中任一项所述的设备(1)，其进一步包括激光耦合单元(48)，所述激光耦合单元被构造成将激光束(46)耦合至所述激光导管(12)中，并且包括对所述激光束(46)透明的光学窗(50)。
18.根据前述权利要求1至17中任一项所述的设备(1)，其中，所述输送装置(34)被构造成将焊料体(2)从所述引导导管(34)转移至所述滴滴落入口(20)，
19.根据权利要求18所述的设备(1)，其进一步包括控制单元，所述控制单元被构造成控制所述输送装置(34)的移动，并在所述光学传感器(86)检测到所述至少一个接收孔(40)内不存在焊料体(2)的情况下调整所述输送装置(34)的移动模式。
20.根据前述权利要求1至19中任一项所述的设备(1)，其进一步包括：激光源，其被构造成将激光束(46)耦合至所述激光导管(12)中；以及控制单元，其被构造成操作所述激光源以便以脉冲调制方式发射所述激光束(46)。
21.根据前述权利要求1至20中任一项所述的设备(1)，其进一步包括助焊剂分配器(92)，所述助焊剂分配器被构造成将助焊剂(94)分配至离开所述涂覆喷嘴(24)的焊料体(2)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于将焊料体(2)特别是焊料球单独涂覆至工件(4、6、8)的激光辅助焊接设备，所述焊接设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述公共入口开口是非圆形的，并且所述公共出口开口是圆形的。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其中，所述滴落导管(14)沿着曲线从所述涂覆装置(10)的所述顶部延伸至所述底部。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其中，所述滴落导管(14)的横截面从所述涂覆装置(10)的所述顶部至所述底部变窄。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的设备(1)，其进一步包括：
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其中，所述引导导管(36)沿着直线延伸通过所述上壳体部分(30)。
7.根据权利要求5或6所述的设备(1)，其中，所述引导导管(36)形成为非球形空间。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的设备(1)，其进一步包括焊料体贮存器(52)，所述焊料体贮存器被构造成存储多个焊料体(2)并将焊料体(2)供应至所述输送装置(36)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的设备(1)，其中，所述焊料体贮存器(52)包括焊料体罐(54)和连接所述焊料体罐(54)与所述引导导管(34)的管线(56)。
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的设备(1)，其进一步包括涂覆喷嘴保持器(26)，所述涂覆喷嘴保持器可拆卸地安装至所述涂覆装置(10)的所述底部并且被构造成可交换地保持所述涂覆喷嘴(24)。
11.根据权利要求10所述的设备(1)，其中，所述涂覆喷嘴保持器(26)包括筒夹夹头部分(64)，所述筒夹夹头部分被构造成夹紧所述涂覆喷嘴(24)。
12.根据权利要求10或11所述的设备(1)，其中所述涂覆喷嘴保持器(26)包括帽形螺母(66)，所述帽形螺母被构造成将所述涂覆喷嘴(24)紧固至所述涂覆喷嘴保持器(26)。
13.根据前述权利要求1至12中任一项所述的设备(1)，其进一步包括激光屏蔽(74)，所述激光屏蔽以横向游隙围封所述涂覆喷嘴(...
【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·费特克，安德烈·科尔巴佐，扬·霍夫曼，
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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