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例如,在电子装置制造中,以往用的焊接机器人对电子组装施以锡钎焊时,留有一定空间让烙铁头能伸人至被焊部位进行焊接。随着电子产品小型化的发展,电子部件引脚的间距越来越小(0.3mm间距),集成电路芯片封装元件的引脚间距也从当初的1.0mm发展为0.8mm、0.65mm、0.5mm,甚至0.4mm、0.3mm都已很普遍,并且部件之间的空间也越来越小。
半导体激光锡焊机器人系统设有位置校正系统,以焊点位置的及工艺参数的优化。其原理是通过摄像头对工件,上的标记点照射后,经画像处理装置和激光变位传感器,对焊接位置和高度进行补正。通过液晶触摸屏对输出功率、激光照射时间、焊接温度曲线等工艺参数进行设定。
激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热,激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池。
功率密度是激光加工中关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在104~106W/cm2。
激光焊接在电子工业中,特别是微电子工业中得到了广泛的应用。由于激光焊接热影响区小、加热集中迅速、热应力低,因而正在集成电路和半导体器件壳体的封装中,显示出特的性,在真空器件研制中,激光焊接也得到了应用,如钼聚焦极与不锈钢支持环、快热阴极灯丝组件等。
在20世界70年代以前,由于高功率连续波形(CW)激光器尚未开发出来,所以研究集中在脉冲激光焊接(PW)上。早期的激光焊接研究实验大多数是利用红宝石脉冲激光器,1ms脉冲典型的峰值输出功率Pm为5KW左右,脉冲能量为1~5J,脉冲频率就小于等于1赫兹。当时虽然能够活的较高的脉冲能量,但这些激光器的平均输出功率P却相当低,这主要是由激光器很低的工作效率和发光物质的受激性状决定。激光器由于具有较高的平均功率,在它出现之后很快就成为点焊和缝焊的优选设备,其焊接过程是通过焊点搭接而进行的,直到1KW以上的连续功率波形激光器诞生以后具有真正意义的激光缝焊才得以实现。
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