專利名稱：Ccd振鏡式激光焊接裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子器件焊接技術(shù)，特別涉及一種CCD振鏡式激光焊接裝置及方法。
背景技術(shù)：
針對(duì)電子元器件存在的引腳(Pin)多、間距小的特點(diǎn)，目前電子器件焊接普遍使 用的方式為波峰焊、回流焊、選擇焊、帶半導(dǎo)體激光錫焊等，這些方式雖然適合大規(guī)模生產(chǎn)， 但是也存在著一些問題1.工藝，設(shè)備復(fù)雜。例如波峰焊中，助焊劑噴涂量、預(yù)熱溫度、預(yù)熱時(shí)間、焊接溫度、 焊接時(shí)間、傳輸帶傾斜角度、波峰高度等等都是影響質(zhì)量的因素，并且各種焊接參數(shù)相互影 響，要取得好的焊接效果、需要綜合調(diào)整各工藝參數(shù)。2.對(duì)原材料尺寸要求高。印刷電路板(PCB)的平整性、是否受潮、電子元器件引腳 是否氧化等等都是造成氣孔、虛焊、漏焊、錫球等質(zhì)量問題的原因。3.引腳(Pin)本身不形成焊斑，焊接強(qiáng)度直接由焊料(例如錫)性質(zhì)與使用量決 定，目前普遍使用的焊料是有鉛焊料，易造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，動(dòng)態(tài)精確地控制焊接位置，不易造成污染。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的CCD振鏡式激光焊接裝置，用于將電子元器件引 腳焊接到印刷電路板上焊盤上，包括LED燈、CXD圖像采集裝置、圖像處理模塊、振鏡系統(tǒng)， 待焊電子元器件放置于印刷電路板上且電子元器件引腳需要焊接的位置同印刷電路板焊 盤上的相應(yīng)焊接點(diǎn)接觸，所述LED燈用于從所述電子元器件引腳的側(cè)面斜照所述電子元器 件引腳，利用電子元器件引腳的厚度，將電子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上，所述 CXD圖像采集裝置用于通過所述印刷電路板上的明暗對(duì)比獲取電子元器件引腳的圖像數(shù) 據(jù)，所述圖像處理模塊根據(jù)所述電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器件引腳的焊 接位置坐標(biāo)，并將所述電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)信息傳送到所述振鏡系統(tǒng)，所述振 鏡系統(tǒng)根據(jù)圖像處理模塊傳來的電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)信息發(fā)射激光脈沖至相 應(yīng)位置，激光脈沖將電子元器件引腳材料熔化并在印刷電路板上形成焊斑。所述LED燈設(shè)置在印刷電路板上方電子元器件引腳一側(cè)，所述振鏡系統(tǒng)設(shè)置在電 子元器件上方，所述CXD圖像采集裝置設(shè)置在印刷電路板上方電子元器件引腳另一側(cè)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的CCD振鏡式激光焊接方法，包括以下步驟，一 .將待焊電子元器件放置于印刷電路板上，且電子元器件引腳需要焊接的位置 同印刷電路板焊盤上的相應(yīng)焊接點(diǎn)接觸；二.用LED燈從所述電子元器件引腳的側(cè)面斜照所述電子元器件引腳，利用電子 元器件引腳的厚度，將電子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上；三.利用CXD圖像采集裝置通過所述印刷電路板上的明暗對(duì)比獲取電子元器件引 腳的圖像數(shù)據(jù)；
四.利用圖像處理模塊根據(jù)所述電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器 件引腳的焊接位置坐標(biāo)，并將所述電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)信息傳送到振鏡系統(tǒng)；五.振鏡系統(tǒng)根據(jù)所述電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)信息發(fā)射激光脈沖至相 應(yīng)位置，激光脈沖將電子元器件引腳材料熔化并在印刷電路板上形成焊斑。本發(fā)明的CCD振鏡式激光焊接裝置及方法，通過LED燈斜照電子元器件弓丨腳，將電 子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上，利用高精度的CCD圖像采集裝置通過印刷電路板 上的明暗對(duì)比獲取電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)，利用圖像處理模塊根據(jù)所述電子元器件引 腳的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)，并將所述電子元器件引腳的焊接 位置坐標(biāo)信息傳送到振鏡系統(tǒng)的控制軟 件，振鏡系統(tǒng)發(fā)射激光脈沖至相應(yīng)位置，從而完成 電子元器件引腳到印刷電路板焊盤的快速精確的焊接，焊接位置可以動(dòng)態(tài)、精確地控制，原 材料質(zhì)量(電子元器件引腳或焊盤氧化等等)對(duì)焊接質(zhì)量的影響相對(duì)較小，工藝、設(shè)備較為 簡(jiǎn)單，可以直接利用電子元器件引腳材料焊接，焊接強(qiáng)度由電子元器件引腳材料決定，能有 效減少污染。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明的CCD振鏡式激光焊接裝置及方法一實(shí)施方式示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的CXD振鏡式激光焊接裝置及方法一實(shí)施方式如圖1所示，包括LED燈、 (XD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)圖像采集裝置、圖像處理模塊、振鏡系統(tǒng)(振 鏡系統(tǒng)內(nèi)部有兩塊由高精度伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的反光鏡，伺服電機(jī)在微機(jī)的控制下分別轉(zhuǎn)動(dòng)兩 塊反射鏡的角度，激光通過這兩塊反射鏡的反射，聚焦到工件的不同位置)，待焊電子元器 件放置于印刷電路板(PCB)上且電子元器件引腳需要焊接的位置同印刷電路板焊盤上的 相應(yīng)焊接點(diǎn)緊密接觸，所述LED燈用于從所述電子元器件引腳的側(cè)面斜照所述電子元器 件引腳，利用電子元器件引腳的厚度，將電子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上，所述 (XD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)圖像采集裝置通過所述印刷電路板上的明暗 對(duì)比獲取電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像處理模塊根據(jù)所述電子元器件引腳的圖像 數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)，并將所述電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo) 信息傳送到所述振鏡系統(tǒng)，所述振鏡系統(tǒng)根據(jù)圖像處理模塊傳來的電子元器件引腳的焊接 位置坐標(biāo)信息發(fā)射激光脈沖至相應(yīng)位置，激光脈沖將電子元器件引腳材料熔化并在印刷電 路板上形成焊斑。一實(shí)施例如下將待焊電子元器件放置于印刷電路板上，且電子元器件引腳需要焊接的位置同印 刷電路板焊盤上的相應(yīng)焊接點(diǎn)接觸，可以用夾具的壓頭靠近電子元器件引腳上需要焊接的 位置，將電子元器件引腳緊壓到印刷電路板焊盤上的相應(yīng)焊接點(diǎn)，由于焊接部位溫度非常 高(例如銅質(zhì)引腳熔點(diǎn)超過1000度)，壓頭應(yīng)選擇耐高溫的材料，同時(shí)壓頭的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)防止 遮擋LED燈光；在印刷電路板上方電子元器件引腳一側(cè)設(shè)置LED燈，從所述電子元器件引腳 的側(cè)面斜照所述電子元器件引腳，利用電子元器件引腳的厚度，將電子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上；利用CCD圖像采集裝置，通過所述印刷電路板上的明暗對(duì)比獲取電子 元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)，CCD圖像采集裝置設(shè)置在印刷電路板上方電子元器件引腳另一側(cè)， 以避免振鏡系統(tǒng)反射的激光脈沖損壞CCD圖像采集裝置；利用圖像處理模塊根據(jù)所述電子 元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)，并將所述電子元器件引 腳的焊接位置坐標(biāo)信息傳送到振鏡系統(tǒng)；振鏡系統(tǒng)根據(jù)所述電子元器件引腳的焊接位置坐 標(biāo)信息發(fā)射激光脈沖至相應(yīng)位置，激光脈沖將電子元器件引腳材料熔化并在印刷電路板上 形成焊斑，振鏡系統(tǒng)安裝于電子元器件上方。 本發(fā)明的CXD振鏡式激光焊接裝置及方法，通過LED燈斜照電子元器件弓丨腳，將電 子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上，利用高精度的CCD圖像采集裝置通過印刷電路板 上的明暗對(duì)比獲取電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)，利用圖像處理模塊根據(jù)所述電子元器件引 腳的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)，并將所述電子元器件引腳的焊接 位置坐標(biāo)信息傳送到振鏡系統(tǒng)的控制軟件，振鏡系統(tǒng)發(fā)射激光脈沖至相應(yīng)位置，從而完成 電子元器件引腳到印刷電路板焊盤的快速精確的焊接，焊接位置可以動(dòng)態(tài)、精確地控制，原 材料質(zhì)量(電子元器件引腳或焊盤氧化等等)對(duì)焊接質(zhì)量的影響相對(duì)較小，工藝、設(shè)備較為 簡(jiǎn)單，可以直接利用電子元器件引腳材料焊接，焊接強(qiáng)度由電子元器件引腳 材料決定，能有 效減少污染。
權(quán)利要求
一種CCD振鏡式激光焊接裝置，用于將電子元器件引腳焊接到印刷電路板上焊盤上，其特征在于，包括LED燈、CCD圖像采集裝置、圖像處理模塊、振鏡系統(tǒng)，待焊電子元器件放置于印刷電路板上且電子元器件引腳需要焊接的位置同印刷電路板焊盤上的相應(yīng)焊接點(diǎn)接觸，所述LED燈用于從所述電子元器件引腳的側(cè)面斜照所述電子元器件引腳，利用電子元器件引腳的厚度，將電子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上，所述CCD圖像采集裝置用于通過所述印刷電路板上的明暗對(duì)比獲取電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像處理模塊根據(jù)所述電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)，并將所述電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)信息傳送到所述振鏡系統(tǒng)，所述振鏡系統(tǒng)根據(jù)圖像處理模塊傳來的電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)信息發(fā)射激光脈沖至相應(yīng)位置，激光脈沖將電子元器件引腳材料熔化并在印刷電路板上形成焊斑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CCD振鏡式激光焊接裝置，其特征在于，所述LED燈設(shè)置在印 刷電路板上方電子元器件引腳一側(cè)，所述振鏡系統(tǒng)設(shè)置在電子元器件上方，所述CCD圖像 采集裝置設(shè)置在印刷電路板上方電子元器件弓I腳另一側(cè)。
3.—種CCD振鏡式激光焊接方法，其特征在于，包括以下步驟，一 將待焊電子元器件放置于印刷電路板上，且電子元器件引腳需要焊接的位置同印 刷電路板焊盤上的相應(yīng)焊接點(diǎn)接觸；二.用LED燈從所述電子元器件引腳的側(cè)面斜照所述電子元器件引腳，利用電子元器 件引腳的厚度，將電子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上；三.利用(XD圖像采集裝置通過所述印刷電路板上的明暗對(duì)比獲取電子元器件引腳的 圖像數(shù)據(jù)；四.利用圖像處理模塊根據(jù)所述電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器件引 腳的焊接位置坐標(biāo)，并將所述電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)信息傳送到振鏡系統(tǒng)；五.振鏡系統(tǒng)根據(jù)所述電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)信息發(fā)射激光脈沖至相應(yīng)位 置，激光脈沖將電子元器件引腳材料熔化并在印刷電路板上形成焊斑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CCD振鏡式激光焊接裝置，包括LED燈、CCD圖像采集裝置、圖像處理模塊、振鏡系統(tǒng)，LED燈用于從所述電子元器件引腳的側(cè)面斜照所述電子元器件引腳，將電子元器件引腳陰影投射到印刷電路板上，CCD圖像采集裝置用于通過所述印刷電路板上的明暗對(duì)比獲取電子元器件引腳的圖像數(shù)據(jù)，圖像處理模塊根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算得到電子元器件引腳的焊接位置坐標(biāo)并傳送到振鏡系統(tǒng)，振鏡系統(tǒng)根據(jù)焊接位置坐標(biāo)信息發(fā)射激光脈沖將電子元器件引腳材料熔化并在印刷電路板上形成焊斑。本發(fā)明還公開了一種CCD振鏡式激光焊接方法。本發(fā)明可以動(dòng)態(tài)精確地控制焊接位置，并且不易造成污染。
文檔編號(hào)H05K3/34GK101835348SQ20091021537
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者丁慧明, 朱曉偉, 王東陽(yáng), 王學(xué)全 申請(qǐng)人:聯(lián)合汽車電子有限公司