本发明涉及电子制造业领域，尤其涉及一种smt阶梯模板焊接方法及装置。
背景技术：
现在的电路板制造越来越趋于小型化、精细化，电子元器件一般采用表面组装技术(surfacemounttechnology，缩写为smt)，这项技术给电子产品带来“高密度”、高性能、低成本、高可靠性等优点。随着smt的进步，对smt模板的要求也越来越高，由于一块电路板上所焊接的电子元器件不同，而不同的元器件对上锡厚度要求不同，则要求对不同的元器件的smt模板进行局部减薄或局部增厚，从而在模板上出现“阶梯”。传统的阶梯模板的制造工艺是采用电化学腐蚀工艺，电化学可以针对smt模板局部腐蚀，使基材局部减薄。但电化学腐蚀的制造工艺，一方面生产效率低，需要经过掩膜、光刻的工艺流程，制造过程繁琐；另一方面，腐蚀工艺使用的腐蚀液具有极强的腐蚀性，腐蚀液废液需要处理不当极易造成严重的环境污染。目前市面上出现了采用激光对不同厚度的钢片焊接制造阶梯模板的技术，而该技术是采用切割头方式对钢片焊接，激光头焊接对激光头的定位要求极高，且在焊接过程中，由于激光头对准焊点，则不能同时用照相机监测焊点。因此，需要一种对准精度，提高焊接效率，且可减小焊接过程的热效应的smt阶梯模板焊接方法及装置。
技术实现要素：
本发明要解决的问题在于提供一种减小焊接过程的热效应，使焊接更加平滑的smt阶梯模板焊接方法及装置。
为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：本发明涉及了一种smt阶梯模板焊接方法，包括以下步骤：
s1：将smt模板需要做阶梯的位置先做局部去除，切掉需要做阶梯部位的材料；
s2：选择需要加厚或减薄的区域所需要的厚度的钢片，切下需要做阶梯区域同等大小、形状的钢片；
s3：将smt模板紧贴在金属热沉平台上，将s2中所述切好的钢片与s1所述去除的区域做填充，形成拼合；
s4:将局部加厚或减薄钢片也紧贴在金属热沉平台上，局部加厚或减薄钢片的边缘与smt阶梯模板钢片的边缘贴合；
s5：通过激光器提供5ns-10us脉冲激光，经过准直后输入振镜，由振镜调整激光束的方向，激光束经场镜聚焦后，焦点聚于基底smt模板钢片和局部加厚或减薄钢片的拼缝处，拼缝处的金属在激光脉冲的作用下熔化，形成焊点；
s6:当正面焊接完成之后，翻转smt阶梯模板钢片，使局部加厚或减薄钢片另一侧紧贴金属热沉平台，按步骤s3的方法做下表面焊接。
本发明的有益效果是，通过此焊接方法，焊接采用振镜调整激光的方向和场镜的聚焦，将光斑聚焦在钢片拼合处对其表面烧熔焊接，其焊点按照局部增厚或减薄钢片的中心对称位置轮流扫描，可最大程度降低热效应。通过减小焊接过程的热效应，避免钢片翘曲变形，焊完一个表面之后再反转smt阶梯模板焊接另一表面。
进一步的，所述步骤s3中焊点的形成包括以下步骤：
a1:首先在基底smt模板钢片和局部加厚或减薄钢片的拼缝处选择第一条边的某一点进行焊接，此点优选为中心点，从而形成第一焊点，然后再局部加厚或减薄钢片的中心对称点处进行焊接，形成第二焊点，再以第一条边的上端的第三条边的中心点进行焊接，形成第三焊点，同样以其对称边即第四条边的中心进行焊接，形成第四焊点；
a2:在各条边的连接处进行焊接，在第一条边和第三条边的连接处进行焊接，形成第五焊点，在第二条边和第四条边的连接处进行焊接，形成第六焊点，在第一条边和第四条边的连接处进行焊接，形成第七焊点，在第二条边和第三条边的连接处进行焊接，形成第八焊点；
a3:在已焊接成功的焊点中心继续焊接，在第一焊点和第五焊点的中心进行焊接，形成第九焊点，在第二焊点和第六焊点的中心进行焊接，形成第十焊点，在在第四焊点和第七焊点的中心进行焊接，形成第十一焊点，在第三焊点和第八焊点的中心进行焊接，形成第十二焊点，在第一焊点和第七焊点的中心进行焊接，形成第十三焊点，在第二焊点和第八焊点的中心进行焊接，形成第十四焊点，在第四焊点和第六焊点的中心进行焊接，形成第十五焊点，在第三焊点和第五焊点的中心进行焊接，形成第十六焊点，直至四条边的所有焊点都与相邻焊点相连接。
一种smt阶梯模板焊接装置，包括：激光器、激光振镜、场镜、定位相机、金属热沉平台、控制器；
所述定位相机与所述控制器连接；所述控制器与所述激光振镜，场镜连接；所述激光振镜设置在所述场镜的右端；所述激光器设置在所述激光振镜的右端；所述激光振镜，场镜设置在所述金属热沉平台的上端。
进一步的，所述金属热沉平台上设有真空吸附通道；所述金属热沉平台的上端焊点处附近设有氮气通道，在焊接时通入氮气作为保护气。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种smt阶梯模板焊接方法及装置的焊点顺序图；
图2是本发明一种smt阶梯模板焊接方法及装置的焊接装置图。
图中数字所表示的相应的部件名称:
1、第一焊点；2、第二焊点；3、第三焊点；4、第四焊点；5、第五焊点；6、第六焊点；7、第七焊点；8、第八焊点；9、第九焊点；10、第十焊点；11、第十一焊点；12、第十二焊点；13、第十三焊点；14、第十四焊点；15、第十五焊点；16、第十六焊点；17、局部加厚或减薄钢片；18、smt阶梯模板钢片；19、激光器；20、激光振镜；21、场镜；22、定位相机；23、金属热沉平台；24、控制器；25、真空吸附通道；26、氮气通道。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
本发明要解决的问题在于提供一种减小焊接过程的热效应，使焊接更加平滑的smt阶梯模板焊接方法及装置。
如图1所示，为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：本发明涉及了一种smt阶梯模板焊接方法，包括以下步骤：
s1：将smt模板需要做阶梯的位置先做局部去除，切掉需要做阶梯部位的材料；
s2：选择需要加厚或减薄的区域所需要的厚度的钢片，切下需要做阶梯区域同等大小、形状的钢片；
s3：将smt模板紧贴在金属热沉平台上，将s2中所述切好的钢片与s1所述去除的区域做填充，形成拼合；
s4:将局部加厚或减薄钢片也紧贴在金属热沉平台上，局部加厚或减薄钢片的边缘与smt阶梯模板钢片的边缘贴合；
s5：通过激光器提供5ns-10us脉冲激光，经过准直后输入振镜，由振镜调整激光束的方向，激光束经场镜聚焦后，焦点聚于基底smt模板钢片和局部加厚或减薄钢片的拼缝处，拼缝处的金属在激光脉冲的作用下熔化，形成焊点；
s6:当正面焊接完成之后，翻转smt阶梯模板钢片，使局部加厚或减薄钢片另一侧紧贴金属热沉平台，按步骤s3的方法做下表面焊接。
本发明的有益效果是，通过此焊接方法，焊接采用振镜调整激光的方向和场镜的聚焦，将光斑聚焦在钢片拼合处对其表面烧熔焊接，其焊点按照局部增厚或减薄钢片的中心对称位置轮流扫描，可最大程度降低热效应。通过减小焊接过程的热效应，避免钢片翘曲变形，焊完一个表面之后再反转smt阶梯模板焊接另一表面。
进一步的，所述步骤s3中焊点的形成包括以下步骤：
a1:首先在基底smt模板钢片和局部加厚或减薄钢片的拼缝处选择第一条边的某一点进行焊接，此点优选为中心点，从而形成第一焊点，然后再局部加厚或减薄钢片的中心对称点处进行焊接，形成第二焊点，再以第一条边的上端的第三条边的中心点进行焊接，形成第三焊点，同样以其对称边即第四条边的中心进行焊接，形成第四焊点；
a2:在各条边的连接处进行焊接，在第一条边和第三条边的连接处进行焊接，形成第五焊点，在第二条边和第四条边的连接处进行焊接，形成第六焊点，在第一条边和第四条边的连接处进行焊接，形成第七焊点，在第二条边和第三条边的连接处进行焊接，形成第八焊点；
a3:在已焊接成功的焊点中心继续焊接，在第一焊点和第五焊点的中心进行焊接，形成第九焊点，在第二焊点和第六焊点的中心进行焊接，形成第十焊点，在在第四焊点和第七焊点的中心进行焊接，形成第十一焊点，在第三焊点和第八焊点的中心进行焊接，形成第十二焊点，在第一焊点和第七焊点的中心进行焊接，形成第十三焊点，在第二焊点和第八焊点的中心进行焊接，形成第十四焊点，在第四焊点和第六焊点的中心进行焊接，形成第十五焊点，在第三焊点和第五焊点的中心进行焊接，形成第十六焊点，直至四条边的所有焊点都与相邻焊点相连接。
如图2所示，一种smt阶梯模板焊接装置，包括：激光器19、激光振镜20、场镜21、定位相机22、金属热沉平台23、控制器24；
所述定位相机22与所述控制器24连接；所述控制器24与所述激光振镜20，场镜21连接；所述激光振镜20设置在所述场镜21的右端；所述激光器19设置在所述激光振镜20的右端；所述激光振镜20，场镜21设置在所述金属热沉平台23的上端。
进一步的，所述金属热沉平台23上设有真空吸附通道25；所述金属热沉平台23的上端焊点处附近设有氮气通道26，在焊接时通入氮气作为保护气。
在实际操作中，激光器19提供5ns～10us脉冲激光，经过准直后输入激光振镜20，由激光振镜20调整激光束的方向，激光束经场镜21聚焦后，焦点聚于smt阶梯模板钢片18和局部加厚或减薄钢片17的拼缝处。拼缝处的金属在激光脉冲的作用下熔化，形成焊点。焊接时，底部金属热沉平台23的真空吸附通道25对smt阶梯模板钢片18进行吸附，使smt阶梯模板钢片18紧贴在金属热沉平台23上，金属热沉平台23由铝或铜等导热性良好的金属制成，当smt阶梯模板钢片18边界上表面局部受热后，下表面保持相对低温。因此只有上表面熔化。做上表面焊接最终使各焊点相连接，即完成上表面焊接，然后翻转smt阶梯模板钢片18，使局部加厚或减薄钢片17另一侧紧贴金属热沉平台23，按相同方法做下表面焊接。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种smt阶梯模板焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：将smt模板需要做阶梯的位置先做局部去除，切掉需要做阶梯部位的材料；
s2：选择需要加厚或减薄的区域所需要的厚度的钢片，切下需要做阶梯区域同等大小、形状的钢片；
s3：将smt模板紧贴在金属热沉平台上，将s2中所述切好的钢片与s1所述去除的区域做填充，形成拼合；
s4:将局部加厚或减薄钢片也紧贴在金属热沉平台上，局部加厚或减薄钢片的边缘与smt阶梯模板钢片的边缘贴合；
s5：通过激光器提供5ns-10us脉冲激光，经过准直后输入振镜，由振镜调整激光束的方向，激光束经场镜聚焦后，焦点聚于基底smt模板钢片和局部加厚或减薄钢片的拼缝处，拼缝处的金属在激光脉冲的作用下熔化，形成焊点；
s6:当正面焊接完成之后，翻转smt阶梯模板钢片，使局部加厚或减薄钢片另一侧紧贴金属热沉平台，按步骤s3的方法做下表面焊接。
2.根据权利要求1所述的smt阶梯模板焊接方法及装置，其特征在于，所述步骤s3中焊点的形成包括以下步骤：
a1:首先在基底smt模板钢片和局部加厚或减薄钢片的拼缝处选择第一条边的某一点进行焊接，此点优选为中心点，从而形成第一焊点，然后再局部加厚或减薄钢片的中心对称点处进行焊接，形成第二焊点，再以第一条边的上端的第三条边的中心点进行焊接，形成第三焊点，同样以其对称边即第四条边的中心进行焊接，形成第四焊点；
a2:在各条边的连接处进行焊接，在第一条边和第三条边的连接处进行焊接，形成第五焊点，在第二条边和第四条边的连接处进行焊接，形成第六焊点，在第一条边和第四条边的连接处进行焊接，形成第七焊点，在第二条边和第三条边的连接处进行焊接，形成第八焊点；
a3:在已焊接成功的焊点中心继续焊接，在第一焊点和第五焊点的中心进行焊接，形成第九焊点，在第二焊点和第六焊点的中心进行焊接，形成第十焊点，在在第四焊点和第七焊点的中心进行焊接，形成第十一焊点，在第三焊点和第八焊点的中心进行焊接，形成第十二焊点，在第一焊点和第七焊点的中心进行焊接，形成第十三焊点，在第二焊点和第八焊点的中心进行焊接，形成第十四焊点，在第四焊点和第六焊点的中心进行焊接，形成第十五焊点，在第三焊点和第五焊点的中心进行焊接，形成第十六焊点，直至四条边的所有焊点都与相邻焊点相连接。
3.一种smt阶梯模板焊接装置，其特征在于，包括：激光器、激光振镜、场镜、定位相机、金属热沉平台、控制器；
所述定位相机与所述控制器连接；所述控制器与所述激光振镜，场镜连接；所述激光振镜设置在所述场镜的右端；所述激光器设置在所述激光振镜的右端；所述激光振镜，场镜设置在所述金属热沉平台的上端。
4.根据权利要求3所述的smt阶梯模板焊接装置，其特征在于，所述金属热沉平台上设有真空吸附通道；所述金属热沉平台的上端焊点处附近设有氮气通道，在焊接时通入氮气作为保护气。
技术总结