[实用新型]一种三维焊缝的激光熔钎焊焊接装置

说明书

本实用新型提供了一种三维焊缝的激光熔钎焊焊接装置，其包括旋转夹持机构、钎料送料模块、激光熔钎焊模块、辅助润湿模块、后道激光器和后处理模块；所述激光熔钎焊模块包括气流喷射模块和气氛控制模块；所述气流喷射模块包括用于送入焊料的焊料递送口、喷嘴、内置激光器、进气口，所述进气口、焊料递送口、喷嘴连通；所述气氛控制模块包括储气容器和气流控制阀，所述储气容器的出口通过气流控制阀与气流喷射模块的进气口连通；所述钎料送料模块朝着焊料递送口；所述气流喷射模块的喷嘴、后道激光器和后处理模块朝着焊接平台。本实用新型的技术方案可以实现高度集成化、自动化程度高，在保证焊接质量的同时可提高激光焊接效率。

技术领域

本实用新型属于激光焊接技术领域，尤其涉及一种三维焊缝的激光熔钎焊焊接装置。

背景技术

随着电子产业的快速发展，电子系统的尺寸越来越小，同时集成度越来越高，需要将不同材料及类型的器件和模块相互集成，进而制作高性能、多功能的一体化电子设备。由于异种合金在化学成分、组织结构以及物理与化学性能等方面存在很大的差异，导致现有工艺技术难以广泛适应众多电子设备的封装。一方面，随着连接接头尺寸的不断减小，三维复杂结构表面钎料互连结构的沉积难度日益提高。另一方面，耐受温度低的光电子模块在较高的工艺温度下易失效、影响可靠性，传统的再流焊、热压焊等封装工艺一般需要预涂覆钎料层，并对焊接结构进行整体加热，无法满足异类材料封装以及热敏感元器件互连需求。因此，必须开发兼顾钎料选择性涂覆且热输入集中的局部封装工艺，以完成新一代电子器件的连接和制造要求。

激光焊接工艺是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接具有功率密度高、热影响区小的特点，适用于热敏感元器件封装，有望实现异种合金材料之间的局部连接。然而，随着待连接材料和钎焊工艺的改变，钎料在接头表面的润湿性会发生显著变化，因此直接使用激光焊接工艺进行钎焊往往无法保证焊接接头的互连质量。特别在铝、镍、可伐合金等高导热合金材料上，由于液态钎料快速冷却，无法进行充分的润湿铺展和界面冶金反应过程，易形成气孔、虚焊、界面裂纹等缺陷。因此，亟需优化现有的激光焊工艺以提高焊接质量。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型公开了一种三维焊缝的激光熔钎焊焊接装置，解决了微纳复杂结构器件之间的封装难题。

对此，本实用新型采用的技术方案为：

一种三维焊缝的激光熔钎焊焊接装置，其包括旋转夹持机构、钎料送料模块、激光熔钎焊模块、辅助润湿模块、后道激光器和后处理模块，所述旋转夹持机构包括旋转移动驱动组件和夹持构件；所述激光熔钎焊模块包括气流喷射模块和气氛控制模块，所述气流喷射模块的喷嘴内置激光器；所述后处理模块为连续激光器或聚焦红外线加热器；

所述旋转夹持结构中，旋转移动驱动组件和夹持构件连接，所述夹持构件与激光熔钎焊模块连接；

所述气流喷射模块包括用于送入焊料的焊料递送口、喷嘴、内置激光器、进气口，所述进气口、焊料递送口、喷嘴连通；

所述气氛控制模块包括储气容器和气流控制阀，所述储气容器的出口通过气流控制阀与气流喷射模块的进气口连通；

所述钎料送料模块朝着焊料递送口；

所述气流喷射模块的喷嘴、后道激光器和后处理模块朝着待连接器件的接头处；所述辅助润湿模块位于焊接平台上或位于焊接平台的一侧。

使用时，将待连接器件放在焊接平台上，所述旋转移动驱动组件带动夹持构件，从而带动激光熔钎焊模块在焊接过程中进行x、y、z三个方向的移动、定位和旋转；

所述钎料送料模块将低温钎料送到焊料递送口；所述气氛控制模块通过进气口向气流喷射模块内通入惰性气体，然后内置激光器进行低温钎料原位熔化，并借助气流喷射模块的气流将熔化的钎料喷射到待连接器件的接头处，所述辅助润湿模块对待连接器件的接头进行加热，促进润湿；