[发明专利]一种密集针脚连接器激光软钎焊装置

说明书

本发明设计一种密集针脚连接器激光同轴软钎焊装置，包括光路机构及CCD成像机构、送丝机构、焊线分拨机构；光路机构产生针脚焊接处的环形激光，CCD成像机构用于视觉判断针脚实际位置并指导实时位置校准，送丝机构用于在保护气体氛围中送入焊丝，焊线分拨机构包括分拨器、阶梯轴、直行轴、直行轴导向器、支撑套、直行轴及阶梯轴驱动电机，分拨器包括设定圈数且套装在一起的同轴圆筒组合体，焊线分拨机构用于固定连接器、夹持导线、依次弯曲线头并对准针脚后定位，之后再依次实施各针脚的激光焊接。焊线分拨器依次将通过治具夹持住的线头送入钎焊区焊接；装置结构简单，解决了旁轴送丝焊中的障碍物问题，激光对位准确，提高了焊接良品率和工作效率。

技术领域

本发明涉及一种密集针脚连接器激光同轴软钎焊装置，属激光焊接技术领域。

背景技术

密集针脚连接器的激光软钎焊，通常采用的是激光旁轴送丝焊，激光旁轴送丝焊通常采用旁轴送丝的方式，出口位置与激光的光轴方向形成一个角度，对于焊盘周围有复杂的障碍物的情况，容易发生锡丝碰撞情况，并且在某些场合——如焊盘需防止氧化时，即需要旁轴保护气体输送装置，使得系统结构复杂，耗气量大且效果不理想；一方面，对于送丝焊，小焊锡丝的直线度和激光熔化锡丝的长度控制以及送丝速度控制，均是影响焊锡质量的重要工艺参数，另一方面，小焊丝激光旁轴送丝焊，对于激光的定位要求比较高，稍有不慎则容易发生激光焦点偏离焊丝中心轴等问题，造成烧针脚或针脚过热问题，特别是针对密集连接器的软钎焊，该问题尤为突出；若采用同轴送丝的方式的环形激光焊接工艺，虽然可解决旁轴送丝导致的激光与焊丝对位精度要求高、避免烧针脚现象，但由于激光光源基本是高斯分布，中心能量密度高，而环形光束整形器件要求光源的轴向与整形光学器件的棱锥中心轴线严格同轴，环形光束整形后，将使环形截面上的激光能量的轴向分布更不均匀，局部过高的能量密度仍然会导致焊丝爆锡现象；另外，针对密集针脚连接器的激光软钎焊，由于剥开的线头与绝缘胶皮距离近，当激光聚焦、光路控制、焊丝送丝及整形、导线整形等任一项控制出现微小问题，均有可能出现烧胶皮产生烟尘现象，导致针脚被污染，严重影响钎焊效果。

密集针脚连接器的钎焊一直是行业内的一个难点，包括：锡丝焊的旁轴送丝产生干涉、焊丝与激光之间的定位、如何提高焊接良品率及焊接效率等诸多问题，如何有效的克服这些难点，取得良好的焊接效果，一直是业内不断研究的课题。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术所述问题，设计一种密集针脚连接器激光软钎焊装置，是采用与激光同轴送丝、同轴送保护气体、连接器中心轴与激光轴呈设定夹角、焊线分拨器依次将通过治具夹持住的线头送入钎焊区进行焊接方式；解决了旁轴送丝焊中的障碍物问题，大大降低了软钎焊中小焊丝的激光对位要求比较高的困难，激光能量被软钎焊丝完全吸收，改善了因激光对位焊丝不准导致的烧焊盘现象，实现了导线的分批次对准和焊接工序，大大提高了焊接良品率和工作效率。

本发明的技术方案是：一种密集针脚连接器激光软钎焊装置，包括：光路机构及CCD成像机构、送丝机构、焊线分拨机构；所述光路机构用于产生在针脚焊接处形成焦点的环形激光，所述CCD成像机构用于视觉判断针脚实际位置并指导实时位置校准，所述送丝机构用于在保护气体氛围中送入焊丝，所述焊线分拨机构用于固定连接器、夹持导线、依次弯曲线头并对准针脚后定位，之后再依次实施各针脚的激光焊接；

所述光路机构是一套激光匀化准直单元，包括：激光光源101、均化片、准直镜、整形器、反射镜104、聚焦镜106、密封窗片107，还包括：遮光片111；反射镜104与平面呈45°角设置；光路机构上部为长方体状腔体，下部为圆锥状腔体，所述密封窗片107双面镀膜，密封窗片107用于隔离长方体状腔体与圆锥状腔体之间的物理空间，并透过焊接所需的激光；采用激光匀化准直单元，有利于将能量为高斯分布的激光束进行能量平顶匀化分布并准直；

所述激光光源101沿Z轴自上向下发出激光，依次经过均化片、准直镜、整形器、反射镜、和聚焦镜，最终在针脚焊接处形成环形激光束；环形激光束中部为中空区，所述中空区内布置有与激光束同轴的焊丝110；