[发明专利]柔性电路板堆栈式激光焊接装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路板焊接技术领域，具体是一种柔性电路板堆栈式激光焊接装置及方法。

背景技术

柔性电路板是将铜箔附在柔性塑料基板上构成的，为了保有一定的柔软特性，塑料基板、铜箔一般都做得很薄，主要用于打印机中打印头的信号传输、手机及其其它数字终端(例如固定电话、MP4、计算器)、各类家电(例如洗衣机、微波炉、电冰箱、抽油烟机、智能电饭煲、智能扫地机)、各类医疗仪器、家用理疗设备、各类工业控制屏(点钞机、门禁机)的主板与显示屏的信号传输等。

对于柔性电路板的焊接，传统的焊接方法一直在使用手工锡焊、或者是自动烙铁锡焊(也称之为hot bar焊接)的方式来完成的，但是，随着科学技术的进步，各类电器日趋小型化、微型化，如手机、以及其它数字终端等，因此，内部所用的导线，其直径必然趋向细小化、微细化，使用Hot bar对柔性电路板进行焊接将越来越困难，同时，还因Hot bar的热影响区过大，将会导致柔性电路板的基板过热而损坏，另外，Hot bar产生的压力，也将会对导线、柔性电路板基板、以及柔性基板上的铜箔等造成机械损坏，因此，Hot bar基本上做不了比较精细的焊接。

另外，Hot bar焊接的原理，用的是热传导原理，即：Hot bar烙铁头的高温必须要通过紧密接触被焊物体，并将高温以热传导的方式加热被焊物体，由于热传导的原理，是分子间的热运动碰撞，并热传导的形成还必须有一个必要条件，那就是，存在温度梯度，即：Hot bar烙铁头的温度一定高于被焊工件，而且是远高于被焊工件，这样才能提高焊接速度，于是，在被焊工件上会形成较大的热影响区，这将是破坏性的。

发明内容

本发明提供一种无接触、热影响区小、全面积场效应的柔性电路板堆栈式激光焊接装置及方法，可以快速而高质量的解决柔性电路板的无损焊接问题。

一种柔性电路板堆栈式激光焊接装置，包括垂直叠阵激光器、位于垂直叠阵激光器下方的掩膜板、驱动垂直叠阵激光器平面内二维运动和竖直方向上下移动的第一驱动机构以及驱动掩膜板上升和下降运动的第二驱动机构，掩膜板上设有对应柔性电路板上焊接区域的开槽，垂直叠阵激光器发出的激光穿经所述开槽照射柔性电路板上的焊接区域进行焊接。

进一步的，所述第一驱动机构包括立柱及滑动安装于立柱上的纵向滑块，纵向滑块的两侧分别横向设有一个侧滑板，每一侧滑板的前端设有固定垂直叠阵激光器的二维调整镜架，所述二维调整镜架用于带动垂直叠阵激光器1做二维调整。

进一步的，侧滑板前端固定有半螺母滑块，二维调整镜架固定在半螺母滑块上，半螺母滑块与侧滑板之间的空腔内镶嵌有微调螺钉，微调螺钉用于垂直叠阵激光器Z向的微调。

进一步的，二维调整镜架的镜架动板内安装有激光器水冷块，垂直叠阵激光器安装在激光器水冷块的前端，激光器水冷块中设有供冷却水通过的进出水道。

进一步的，激光器水冷块用连接螺纹安装在二维调整镜架的镜架动板内，连接螺纹用于实现垂直叠阵激光器的角度偏转，并由紧定螺钉固定锁紧。

进一步的，所述第二驱动机构包括固定掩膜板的悬臂、驱动悬臂上升和下降的凸轮盘。

进一步的，掩膜板的下面设置紧密贴合的导光晶体，导光晶体的两侧设有用于夹持导光晶体的晶体夹板，加持有导光晶体以及掩膜板的两块晶体夹板从下至上安装在悬臂的前端下方。

进一步的，悬臂的一端与升降座连接，凸轮盘内设有位于升降座下方的凸轮，凸轮与升降座尾端的升降臂连接，转动凸轮可带动升降座上下移动进而带动悬臂一同升降。

进一步的，升降座滑动设于纵向导轨，升降座的上下移动受限于纵向导轨。

一种柔性电路板堆栈式激光焊接方法，其应用上述激光焊接装置进行焊接，包括如下步骤：

将待焊接的柔性电路板上放置在掩膜板下方的夹具上；

调节第二驱动机使得掩膜板下方的导光晶体压住柔性电路板的非焊接部分；

调节第一驱动机构使得垂直叠阵激光器发出的激光可以穿经所述掩膜板上的开槽以照射柔性电路板上的焊接区域；

开启垂直叠阵激光器，使垂直叠阵激光器发出的激光依次穿经所述掩膜板上的开槽、导光晶体后照射在柔性电路板上的焊接区域进行焊接。

本发明的有益效果：

1、本发明采用垂直叠阵激光器来进行柔性电路板的焊接，应用的是场效应辐射加热的原理，并非hot bar所用的热传导加热，其在特定区域内形成瞬间场效应，在极短的时间内完成瞬间全区域的同时焊接，后者是前者效率的数倍，大大提高了工效。