一种半导体激光巴条自动焊接装置及方法与流程

本发明属于激光器封装，具体地说，尤其涉及一种半导体激光巴条自动焊接装置及方法。

背景技术：

1、半导体激光器由于其体积小、重量轻、电光转换效率高等优点，广泛应用于工业、医疗、通讯、军事国防等领域。高功率半导体激光器的研发水平影响了国防科技，工业等发展水平，它的应用可以主要作用于导弹的制导与跟踪，武器模拟和炸弹引爆，夜视雷达监控等方面；大功率的巴条激光器还可以作用在工业金属切割和雕刻，金属熔涂覆再加工。在医疗领域，激光美容越来越受到人们的青睐。

2、然而现有的大功率巴条产品的封装，国内少有自动设备实现封装量产的，目前主要采用人工配合简易夹具进行巴条的封装，简易夹具主要起到基础定位的作用，而巴条的封装效率和效果主要取决于人员的经验和熟练程度。该封装工艺不仅需要大量人工手动操作，而且局限于单一夹具配合人工摆放或机械手动挤压，极易造成芯片破损，另外该工艺主要利用人工吸取钨铜条、芯片、焊片等材料进行基准定位，通过肉眼判断摆放，既影响工作效率，也无法保证产品质量。因此，需要一种半导体激光巴条自动焊接装置及方法，既可解决生产效率，又可解决单一夹具配合人工带来的芯片易损的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种生产效率高、自动化程度高、芯片质量佳的半导体激光巴条自动焊接装置及方法。

2、为了实现上述技术目的，本发明半导体激光巴条自动焊接装置及方法采用的技术方案为：

3、一种半导体激光巴条自动焊接装置，包括底座，所述底座表面前端设有基准块，所述基准块右侧开设有钨铜条定点腔，所述钨铜条定点腔的一角开设有焊片定点腔，所述基准块后端开设有芯片放置腔，所述底座左右两侧表面分别设有滑轨，所述滑轨表面滑动连接有横向移动组件，所述横向移动组件表面连接有吸笔组件，端部设有定位扫描组件，两侧所述滑轨之间设有处于横向移动组件后端的纵向移动组件，所述纵向移动组件外部还设有置于底座后端的固定架，所述固定架内放置有气泵；

4、所述横向移动组件包括与滑轨滑动连接的滑块，所述滑块表面覆盖连接支撑件，两侧所述支撑件之间架设有横梁，所述横梁表面滑动连接有移动块，所述移动块后端穿插有第一丝杆，所述第一丝杆横跨两侧支撑件后经置于左侧支撑件外壁的第一电机驱动，所述移动块前端一侧设有舵机，另一侧设有连接架，所述连接架一侧竖直向下与移动块前端侧部相连接，中部表面架设有光杆，另一侧竖直向上设置，所述连接架竖直向上侧弯折处开设有安装槽，所述安装槽上方开设有螺纹孔，所述连接架前端外壁开设有弧形槽，所述弧形槽靠近所述连接架竖直向上侧，所述光杆之间设有处于连接架表面的弹簧座孔，两侧所述光杆顶部设有固定板，所述固定板表面设有第二电机，所述第二电机输出轴穿过固定板后连接第二丝杆，所述第二丝杆表面套设螺纹滑板后穿过吸笔组件与连接架表面相连接；

5、所述吸笔组件包括套设于第二丝杆表面且处于螺纹滑板下方的吸笔，所述螺纹滑板两端分别套入光杆表面后处于固定板下方，所述吸笔下部套设弹簧后穿过连接架向连接架外部延伸，所述弹簧抵触于弹簧座孔内，所述吸笔端部设有吸嘴；

6、所述定位扫描组件包括激光扫描仪固定架，所述激光扫描仪固定架上部表面设有定位柱，下部设有锁紧环，所述激光扫描仪固定架插入安装槽后，定位柱穿过弧形槽与连接杆相连接，两端所述连接杆分别与穿过螺纹孔的螺栓尾部两侧相连接，所述激光扫描仪固定架下部锁紧环内插入激光定位扫描仪后经锁紧销固定；

7、所述纵向移动组件包括穿过支撑件后沿横向设置的第三丝杆，所述第三丝杆末端套设有齿轮，两侧所述齿轮表面缠绕有链条，右侧所述齿轮经置于底座外壁的第三电机驱动。

8、优选的，所述基准块表面插设有对照基准治具表面的照明灯，基准治具外周紧贴基准块内壁后放置于底座表面。

9、优选的，所述气泵经置于固定架外壁表面的锁紧旋钮锁定。

10、优选的，所述螺栓穿过螺纹孔后其尾端向远离连接架处延伸。

11、优选的，所述第三丝杆两端分别经轴套与底座的前后端相连接。

12、优选的，所述底座左侧外侧还设有面向基准块的显微镜。

13、一种半导体激光巴条自动焊接方法，包括以下步骤：

14、s1 将底座放置于工作桌面，气泵放入固定架后经锁紧旋钮锁定，前后调节螺栓带动连接杆沿弧形槽移动，使激光扫描仪固定架角度调整，激光定位扫描仪定位锁定，确保后续操作中吸笔的吸嘴能准确定位吸附材料；

15、s2 确定芯片的出光口方向，将整盒芯片放入芯片放置腔内，移动激光定位扫描仪进行定点位置扫描，将芯片位置信息录入系统；

16、s3 在焊片定点腔、钨铜条定点腔设置多个腔槽，人工批量定位摆放钨铜条和焊片，再通过激光系统定点扫描吸附；

17、s4 将基准治具贴合于基准块进行位置固定，照明灯对准基准治具，同时线路联通于显微镜，便于操作人员观察；

18、s5 准备就绪后，通过系统控制第一电机和第三电机进行x、y轴移动，第一电机带动第一丝杆转动，使得移动块左右移动，移动块上的舵机驱使连接架转动一定角度，实现摆角幅度的控制，第三电机带动齿轮转动，齿轮带动链条运转，链条带动两个第三丝杆同步转动，第三丝杆驱使表面的滑块前后移动；

19、s6 当吸笔移至芯片定点位置后，第二电机带动第二丝杆转动，从而推动螺纹滑板沿光杆向下挤压弹簧，吸笔在弹簧的压力下向下移动，利用激光控制下压的深浅，当接触芯片后，第二电机回转，吸笔失去压力后向上抬起，将吸附的芯片移动至基准治具上方，舵机调整合适角度，再通过第二电机向下移动吸笔，放置好后失去吸附力，第二电机回转，弹簧失去压力自动抬起吸笔即可；

20、s7 将钨铜条及焊片按照步骤s6进行定点吸附摆放，摆放顺序和数量按实际要求进行1+1或2+1进行控制调整；

21、s8 摆放好后，操作人员在显微镜下进行观测并适当进行微调。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、本发明在巴条封装过程中采用自动焊接装置，减少人工操作，形成模块化自动控制，提高生产效率；采用激光定位扫描，确保材料基准定位，避免在封装过程中因基准定位不准，吸笔需要二次吸附以及芯片损坏的问题；通过螺栓配合连杆对激光定位扫描仪进行定位校准，结构灵巧便捷，多个组件集合于底座表面，减少布局空间，方便人员操作。

技术特征：

1.一种半导体激光巴条自动焊接装置，包括底座，所述底座表面前端设有基准块，其特征在于：所述基准块右侧开设有钨铜条定点腔，所述钨铜条定点腔的一角开设有焊片定点腔，所述基准块后端开设有芯片放置腔，所述底座左右两侧表面分别设有滑轨，所述滑轨表面滑动连接有横向移动组件，所述横向移动组件表面连接有吸笔组件，端部设有定位扫描组件，两侧所述滑轨之间设有处于横向移动组件后端的纵向移动组件，所述纵向移动组件外部还设有置于底座后端的固定架，所述固定架内放置有气泵；

2.根据权利要求1所述半导体激光巴条自动焊接装置，其特征在于：所述基准块表面插设有对照基准治具表面的照明灯，基准治具外周紧贴基准块内壁后放置于底座表面。

3.根据权利要求1所述半导体激光巴条自动焊接装置，其特征在于：所述气泵经置于固定架外壁表面的锁紧旋钮锁定。

4.根据权利要求1所述半导体激光巴条自动焊接装置，其特征在于：所述螺栓穿过螺纹孔后其尾端向远离连接架处延伸。

5.根据权利要求1所述半导体激光巴条自动焊接装置，其特征在于：所述第三丝杆两端分别经轴套与底座的前后端相连接。

6.根据权利要求1所述半导体激光巴条自动焊接装置，其特征在于：所述底座左侧外侧还设有面向基准块的显微镜。

7.一种半导体激光巴条自动焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种半导体激光巴条自动焊接装置及方法，属于激光器封装技术领域，解决了现有技术中生产效率低、自动化程度低、芯片质量低的问题，包括底座，底座左右两侧表面分别设有滑轨，滑轨表面滑动连接有横向移动组件，横向移动组件表面连接有吸笔组件，端部设有定位扫描组件，两侧滑轨之间设有纵向移动组件。本发明在巴条封装过程中采用自动焊接装置，减少人工操作，形成模块化自动控制，提高生产效率，采用激光定位扫描，确保材料基准定位，避免在封装过程中因基准定位不准，吸笔需要二次吸附以及芯片损坏的问题。技术研发人员：单肖楠,叶淑娟,陈飞,王德林受保护的技术使用者：扬州扬芯激光技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2