[發(fā)明專利]柔性電路板堆棧式激光焊接裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410426107.2
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN104191091A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓小平;林卿;王鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢凌云光電科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23K26/21
• 分類號(hào): B23K26/21;B23K1/005;B23K101/36
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所 42113
• 代理人: 孔敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子電路板焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種柔性電路板堆棧式激光焊接裝置及方法。

背景技術(shù)

柔性電路板是將銅箔附在柔性塑料基板上構(gòu)成的，為了保有一定的柔軟特性，塑料基板、銅箔一般都做得很薄，主要用于打印機(jī)中打印頭的信號(hào)傳輸、手機(jī)及其其它數(shù)字終端(例如固定電話、MP4、計(jì)算器)、各類家電(例如洗衣機(jī)、微波爐、電冰箱、抽油煙機(jī)、智能電飯煲、智能掃地機(jī))、各類醫(yī)療儀器、家用理療設(shè)備、各類工業(yè)控制屏(點(diǎn)鈔機(jī)、門禁機(jī))的主板與顯示屏的信號(hào)傳輸?shù)取?/p>

對于柔性電路板的焊接，傳統(tǒng)的焊接方法一直在使用手工錫焊、或者是自動(dòng)烙鐵錫焊(也稱之為hot?bar焊接)的方式來完成的，但是，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各類電器日趨小型化、微型化，如手機(jī)、以及其它數(shù)字終端等，因此，內(nèi)部所用的導(dǎo)線，其直徑必然趨向細(xì)小化、微細(xì)化，使用Hot?bar對柔性電路板進(jìn)行焊接將越來越困難，同時(shí)，還因Hot?bar的熱影響區(qū)過大，將會(huì)導(dǎo)致柔性電路板的基板過熱而損壞，另外，Hot?bar產(chǎn)生的壓力，也將會(huì)對導(dǎo)線、柔性電路板基板、以及柔性基板上的銅箔等造成機(jī)械損壞，因此，Hot?bar基本上做不了比較精細(xì)的焊接。

另外，Hot?bar焊接的原理，用的是熱傳導(dǎo)原理，即：Hot?bar烙鐵頭的高溫必須要通過緊密接觸被焊物體，并將高溫以熱傳導(dǎo)的方式加熱被焊物體，由于熱傳導(dǎo)的原理，是分子間的熱運(yùn)動(dòng)碰撞，并熱傳導(dǎo)的形成還必須有一個(gè)必要條件，那就是，存在溫度梯度，即：Hot?bar烙鐵頭的溫度一定高于被焊工件，而且是遠(yuǎn)高于被焊工件，這樣才能提高焊接速度，于是，在被焊工件上會(huì)形成較大的熱影響區(qū)，這將是破壞性的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種無接觸、熱影響區(qū)小、全面積場效應(yīng)的柔性電路板堆棧式激光焊接裝置及方法，可以快速而高質(zhì)量的解決柔性電路板的無損焊接問題。

一種柔性電路板堆棧式激光焊接裝置，包括垂直疊陣激光器、位于垂直疊陣激光器下方的掩膜板、驅(qū)動(dòng)垂直疊陣激光器平面內(nèi)二維運(yùn)動(dòng)和豎直方向上下移動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)掩膜板上升和下降運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，掩膜板上設(shè)有對應(yīng)柔性電路板上焊接區(qū)域的開槽，垂直疊陣激光器發(fā)出的激光穿經(jīng)所述開槽照射柔性電路板上的焊接區(qū)域進(jìn)行焊接。

進(jìn)一步的，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括立柱及滑動(dòng)安裝于立柱上的縱向滑塊，縱向滑塊的兩側(cè)分別橫向設(shè)有一個(gè)側(cè)滑板，每一側(cè)滑板的前端設(shè)有固定垂直疊陣激光器的二維調(diào)整鏡架，所述二維調(diào)整鏡架用于帶動(dòng)垂直疊陣激光器1做二維調(diào)整。

進(jìn)一步的，側(cè)滑板前端固定有半螺母滑塊，二維調(diào)整鏡架固定在半螺母滑塊上，半螺母滑塊與側(cè)滑板之間的空腔內(nèi)鑲嵌有微調(diào)螺釘，微調(diào)螺釘用于垂直疊陣激光器Z向的微調(diào)。

進(jìn)一步的，二維調(diào)整鏡架的鏡架動(dòng)板內(nèi)安裝有激光器水冷塊，垂直疊陣激光器安裝在激光器水冷塊的前端，激光器水冷塊中設(shè)有供冷卻水通過的進(jìn)出水道。

進(jìn)一步的，激光器水冷塊用連接螺紋安裝在二維調(diào)整鏡架的鏡架動(dòng)板內(nèi)，連接螺紋用于實(shí)現(xiàn)垂直疊陣激光器的角度偏轉(zhuǎn)，并由緊定螺釘固定鎖緊。

進(jìn)一步的，所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定掩膜板的懸臂、驅(qū)動(dòng)懸臂上升和下降的凸輪盤。

進(jìn)一步的，掩膜板的下面設(shè)置緊密貼合的導(dǎo)光晶體，導(dǎo)光晶體的兩側(cè)設(shè)有用于夾持導(dǎo)光晶體的晶體夾板，加持有導(dǎo)光晶體以及掩膜板的兩塊晶體夾板從下至上安裝在懸臂的前端下方。

進(jìn)一步的，懸臂的一端與升降座連接，凸輪盤內(nèi)設(shè)有位于升降座下方的凸輪，凸輪與升降座尾端的升降臂連接，轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪可帶動(dòng)升降座上下移動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)懸臂一同升降。

進(jìn)一步的，升降座滑動(dòng)設(shè)于縱向?qū)к墸底纳舷乱苿?dòng)受限于縱向?qū)к墶?/p>

一種柔性電路板堆棧式激光焊接方法，其應(yīng)用上述激光焊接裝置進(jìn)行焊接，包括如下步驟：

將待焊接的柔性電路板上放置在掩膜板下方的夾具上；

調(diào)節(jié)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)使得掩膜板下方的導(dǎo)光晶體壓住柔性電路板的非焊接部分；

調(diào)節(jié)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使得垂直疊陣激光器發(fā)出的激光可以穿經(jīng)所述掩膜板上的開槽以照射柔性電路板上的焊接區(qū)域；

開啟垂直疊陣激光器，使垂直疊陣激光器發(fā)出的激光依次穿經(jīng)所述掩膜板上的開槽、導(dǎo)光晶體后照射在柔性電路板上的焊接區(qū)域進(jìn)行焊接。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明采用垂直疊陣激光器來進(jìn)行柔性電路板的焊接，應(yīng)用的是場效應(yīng)輻射加熱的原理，并非hot?bar所用的熱傳導(dǎo)加熱，其在特定區(qū)域內(nèi)形成瞬間場效應(yīng)，在極短的時(shí)間內(nèi)完成瞬間全區(qū)域的同時(shí)焊接，后者是前者效率的數(shù)倍，大大提高了工效。