激光送錫絲焊接系統組成部分有哪些

激光送錫線系統是激光焊接在電子制造領域實現高精度錫焊的專用設備，其核心是將激光熱源與自動送錫機構結合，實現精準、可控的錫焊作業，完整系統主要由激光子系統、送錫子系統、運動控制子系統、視覺定位子系統、工藝輔助子系統及控制系統六大模塊組成，各模塊協同保障焊接的穩定性和一致性，具體如下：

激光子系統這是系統的核心熱源單元，決定焊接的熱輸入特性，主要包含：

激光器：主流為光纖激光器(1064nm 波長)，也可根據需求選用半導體激光器，功率一般在 10~200W 區間(電子元件焊接多為 20~50W)，需具備脈寬可調(ms 級脈沖或連續模式)、功率穩定(波動<±1%)的特性，適配不同錫焊場景的熱需求。

光路傳輸組件：包括光纖、準直鏡、聚焦鏡、掃描振鏡(可選，用于無接觸大范圍焊接)，聚焦光斑直徑可控制在 50~200μm，確保熱量集中于焊接區域，減少對周邊元件的熱影響。

激光控制模塊：實現激光器的啟停、功率調節、脈寬 / 頻率切換，支持與送錫、運動系統的時序聯動。

送錫子系統負責精準輸送錫線至焊接工位，是保障焊料成型的關鍵，主要包含：

錫絲供給單元：錫絲盤、導向輪、矯直機構，可適配 0.1~0.5mm 直徑的錫線(電子焊接常用 0.2~0.3mm)，矯直機構確保錫線出絲方向穩定，避免偏移。

送錫驅動組件：步進電機 / 伺服電機、送絲滾輪，通過閉環控制實現送錫速度(0.1~5mm/s 可調)和送錫量的精準控制，支持定量送錫(按長度或重量)和連續送錫兩種模式。

出錫嘴：耐高溫陶瓷或鎢鋼材質，孔徑略大于錫線直徑(間隙≤0.05mm)，出錫嘴需與激光焦點、焊接工位保持固定相對位置(一般出錫嘴前端距焊接點 0.5~1mm)。

送錫控制模塊：實現送錫與激光觸發的時序同步(如激光預熱 0.1~0.2s 后送錫，或送錫先行 0.05s)，避免出現虛焊或錫珠飛濺。

運動控制子系統實現焊接工位的精準定位和軌跡控制，分為兩種架構：

平臺運動型：包含 XYZ 三軸運動平臺(重復定位精度 ±0.005mm)、旋轉軸(可選，用于異型元件焊接)，由伺服電機驅動，適配 PCB、FPC 等平面或曲面元件的批量焊接。

振鏡掃描型：搭配二維 / 三維掃描振鏡(定位精度 ±5μm，掃描范圍 100×100mm~300×300mm)，無需平臺移動，通過振鏡偏轉實現激光光斑的高速軌跡控制，適用于微小元件(如傳感器引腳)的快速點焊。

運動控制器：集成運動算法，支持離線編程(導入 CAD 路徑)和示教編程，可實現復雜焊接軌跡的精準復現。

視覺定位子系統保障焊接位置的高精度對準，主要包含：

工業相機：CCD/CMOS 相機(分辨率≥200 萬像素)，搭配遠心鏡頭或顯微鏡頭，實現焊接區域的高清成像。

視覺處理模塊：通過圖像識別算法(如模板匹配、邊緣檢測)定位焊盤 / 引腳的基準點，計算偏差并反饋至運動系統進行補償，定位精度可達 ±0.01mm。

同軸 / 旁軸照明：環形光源或同軸光源，避免元件反光導致的定位誤差，確保在不同元件表面(如啞光 PCB、亮面引腳)下的成像清晰度。

人機交互顯示：實時顯示焊接工位圖像，支持人工微調定位坐標。

工藝輔助子系統優化焊接環境，提升焊點質量，主要包含：

氣體保護單元：氬氣 / 氮氣保護裝置，通過氣嘴向焊接區域輸送保護氣體(流量 5~20L/min 可調)，隔絕空氣防止焊點氧化，氣嘴需與焊接點保持合適距離(1~2mm)，確保氣體覆蓋范圍。

溫控監測單元：紅外測溫傳感器，實時監測焊接區域溫度(響應時間<1ms)，當溫度超過閾值(如錫絲熔點 + 50℃)時自動降低激光功率，避免元件熱損傷。

焊后清潔單元(可選)：微型吸塵 / 除煙裝置，吸除焊接過程中產生的少量助焊劑煙霧，保持工位潔凈。

控制系統是整個系統的 “中樞”，包含：

主控制器：PLC 或工業計算機，集成各模塊的控制指令，實現激光、送錫、運動、視覺的聯動協調。

人機交互界面：觸摸屏或工控機，支持工藝參數(激光功率、送錫速度、運動軌跡)的設置、存儲和調用，可保存不同元件的焊接工藝庫;同時具備故障報警(如錫絲用盡、激光功率異常)和數據追溯(焊接次數、參數記錄)功能。

安全控制模塊：配備急停按鈕、激光安全聯鎖(如開蓋停機)、防護門，符合激光安全等級(Class 4)的防護要求，保障操作人員安全。

溫控系統

在激光送錫線系統中，溫控系統是保障焊接熱輸入精準可控、避免元件熱損傷的核心輔助模塊，其具備完整的 “監測 - 反饋 - 調節” 閉環，具體組成和功能如下：

溫度監測單元

測溫傳感器：主流為紅外測溫傳感器(非接觸式)，也可根據需求選用熱電偶(接觸式，適配特殊工位)。紅外傳感器需與激光光路同軸或旁軸安裝，響應時間≤1ms，測溫范圍覆蓋錫絲熔點(約 232℃)至元件耐受上限(一般≤350℃)，測溫精度 ±5℃，可實時捕捉焊接區域的瞬時溫度。

信號采集模塊：將傳感器的溫度信號轉換為數字信號，傳輸至控制系統進行處理，采樣頻率≥1kHz，確保溫度數據的連續性和實時性。

溫度反饋調節單元

主控聯動模塊：接收測溫單元的實時數據，與預設的工藝溫度曲線(如預熱段、熔錫段、保溫段溫度閾值)進行比對，若溫度超出上限(如超過 300℃)，則向激光子系統發送功率下調指令;若溫度低于熔錫閾值(如低于 240℃)，則自動提升激光功率或延長激光作用時間。

多段溫控算法：支持自定義溫度曲線，例如針對熱敏元件(如傳感器芯片)，可設置 “低功率預熱(150℃，0.2s)→ 中功率熔錫(250℃，0.3s)→ 低功率保溫(220℃，0.1s)” 的分段溫控邏輯，兼顧焊料熔化和元件防護。

溫度記錄與預警單元

數據存儲模塊：自動記錄每一個焊點的溫度變化曲線，可與焊點編號、焊接參數關聯存儲，支持后續工藝追溯和優化。

超限預警模塊：當溫度持續超出安全閾值時，觸發聲光報警，同時暫停焊接作業，待溫度恢復至正常范圍后，可手動或自動重啟，避免批量元件損壞。

補充說明：部分高端系統還會配備基板溫控單元，通過加熱臺或制冷臺對 PCB/FPC 基板進行整體控溫(溫度范圍 - 10℃~150℃)，例如對柔性 FPC 焊接時，加熱基板至 60~80℃可減少熱應力導致的 FPC 翹曲，對熱敏元件基板則可通過制冷降低整體溫升。