专利名称：焊接压合机台的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种焊接压合机台，尤指一种利用光束定位物件焊点位置 的焊接压合机台。
背景技术：
在液晶显示装置(Liquid Crystal Display, LCD)在制造过程中，操作焊 接压合机台的人员需以人工将未焊接的物件放置于承载盘(tray)上，再控制热 压头施力于压合治具，以将该物件焊接压合。然而热压头的大小受限于待压 合物件大小、目前加工工艺技术、以及机械空间三方面的限制，无法制作较 大型的热压头。也因此，压焊制程受限于热压头大小，使得每次热压头一次 只能完成2-3件物件的焊接。接下来就必须以人工的方式将已压合物件自承 载盘移开，再另外放置未压合物件于承载盘上，如此周而复始反复操作。但 这样操作模式需考虑以人力搬移已压合物件和待压合物件的时间，对讲求快 速大量制造的生产流水线而言显然缺乏效率，导致完成每片物件压合时间过 长。
请参阅图1，图1是先前技术雷射焊接压合机台IO照射待压合物件焊点 的示意图。目前使用雷射焊接(Laser Soldering)压合机台10设置光源12以射 出激光束。经由聚焦镜15聚焦该激光束后，会射在放置于承载盘14上的物 件20的焊点22上。之后，焊接压合机台10的光传感器(图未示)，例如光耦合装置(Charge Coupling Device, CCD),会依据该激光束侦测焊点22的位置。 由于雷射光必须照射在焊点22前提下才能使图像被抓取，而且为了有效压 合，所以压合治具16的开孔18边缘与焊点22的距离十分接近。从图1可以 发觉，当激光束经过聚焦镜15之后，因为聚焦镜15的焦距F有限，所以激 光束无法完全照射于焊点22上，反而有部分光线被压合治具16的边缘16a 遮挡，导致激光束无法传递至焊点22，造成抓取图像对比度低以致于无法辨 识。
除此之外，雷射焊接压合机台10的承载盘14可放置10-30个待压合物 件20，所以常配置具有对应数量开孔18的压合治具16。因此压合治具16也 占有一定的面积。 一但热压头施力于压合治具16上时，因弹簧高度及形变量 难以调控一致的因素，故无法保证所有物件20均被压合治具16紧密压合。 一但部分物件未被压合治具16紧密压合，待焊锡熔化后便无法溢到上层软性 电路板(Flexible printed circuit board, FPC)形成空虚焊。
由于现有的雷射焊接压合机台10有上述的缺点，因此追求生产效率的制 造业中，此机台仍有改进的必要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种焊接压合机台，其压合治具的开孔包含 上开口以及下开口，该上开口是靠近该光源，该下开口是靠近该承载盘，该 上开口的截面积大于该下开口的截面积，如此一来，光源射出的光束将可完 整的通过该开孔，使得抓取图像达到较佳的对比度。
依据本发明的上述目的，本发明提供一种焊接压合机台，其包含光源、聚焦镜、承载盘、压合治具，以及热压头。该光源用来产生沿光轴方向前进 的光束。该聚焦镜设置于该光轴方向。用来聚集该光束。该承载盘用来承载 物件，该物件上设有焊点。该压合治具设有若干个开孔，每一开孔包含上开 口以及下开口，该上开口是靠近该光源，该下开口是靠近该承载盘，该上开 口的截面积大于该下开口的截面积，形成每一开孔的侧壁包含斜面，该斜面 与该光轴方向的夹角是大于或等于默认值，其中该默认值是符合该聚焦镜的
半径除以聚焦镜焦距的正切值(tangent)。该热压头用来于该光束通过该开孔而 照射于该物件的焊点，以确认该焊点已置于一预设位置后，施力于该压合治 具上，以压合该物件。
依据本发明的一较佳实施例，该光源用来产生激光束。该承载盘同时承 载若干个该物件。该压合治具的下表面与该聚焦镜之间的距离小于该聚焦镜 的焦距。该开孔的下开口紧密包裹该焊点。
依据本发明之一较佳实施例，本发明的焊接压合机台另包含第一缓冲件， 设置于该压合治具与该物件之间，用来于该热压头施力于该压合治具时，使 该第一缓冲件平均施力于该物件上。其中该第一缓冲件包含孔洞，该孔洞的 面积大于该焊点面积，用来于该物件放置于该承载盘后，使得该焊点穿过该 孔洞。
依据本发明之一较佳实施例，本发明的焊接压合机台另包含第二缓冲件， 该第二缓冲件设置于该物件以及该承载盘之间，用来于该热压头施力于该压 合治具时，使该第二缓冲件平均施力于该物件上。
依据本发明之一较佳实施例，本发明的焊接压合机台另包含移动载台， 用来移动该承载盘使得该物件的焊点移动至该压合治具的开孔下。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合 所附图式，作详细说明如下
图1是先前技术雷射焊接压合机台照射待压合物件之焊点的示意图。
图2是本发明焊接压合机台照射待压合物件之焊点的示意图。
具体实施例方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施之 特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、 「右」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用 以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参照图2，图2是本发明焊接压合机台40照射待压合物件60之焊点 62的示意图。焊接(LaserSoldering)压合机台40包含光源42、承载盘44、聚 焦镜45、压合治具46、移动载台50以及热压头56。承载盘44是设置于移 动载台50上，而承载盘44可承载若干个设置有焊点62的物件60。在本实 施例中，压合治具46包含若干个开孔48 ，而每一开孔48对应到一个聚焦镜 45，为求图面简洁，以下的实施例说明仅绘示聚焦镜45以及开孔48。光源 42用来产生沿光轴方向422前进之光束。在较佳实施例中，光源42可以是 雷射光源，用来产生激光束。经由设置于光轴方向422的聚焦镜45所聚焦的 激光束，会穿过压合治具46的开孔48而射在放置于承载盘44上的物件60 的焊点62上。之后，焊接压合机台40的光传感器(图未示)，例如光耦合装置 (Charge Coupling Device, CCD)，会依据该激光束侦测焊点62的位置。举例来说，如果焊点62完全的置于开孔48底下，则该光传感器会侦测到具有预 定亮度的面积。反之，倘若焊点62稍有偏差并没有完全的置于开孔48底下， 导致有部份激光束会射到承载盘44上，所以该光传感器会侦测到的预定亮度 的面积较小，这表示焊点并没有放置于准确的预定位置。为避免稍后的压合 效果受到影响，这时移动载台50会稍加移动承载盘44，直到焊点62准确置 于预设位置为止。当焊点62位置对齐后，热压头56会施力于压合治具46上， 以压合物件60。
从图2可以发觉，压合治具46的侧壁462是！斜面。换句话说，每一开 孔48包含上开口 482以及下开口 484。上开口 482靠近光源42，而下开口 484是靠近承载盘44，而上开口 482的截面积大于下开口 484的截面积。为 了达到较佳的压合效果，开孔48之下开口 482紧密包裹焊点62。此外，压 合治具46的下表面与聚焦镜45之间的距离小于聚焦镜45的焦距F。
请注意，斜面462与光轴方向422之夹角B是大于或等于默认值，默认 值是符合聚焦镜45的半径D除以聚焦镜焦距F的正切值(tangent)。也就是说， tanB^tanA = |。这样的配置就能确保激光束经过聚焦镜45聚焦后，能完整的
投射于压合治具46的开孔48中，而不会被遮挡。
焊接压合机台40另包含第一缓冲件52。第一缓冲件52设置于压合治具 46与物件60之间。第一缓冲件52包含孔洞，孔洞的面积大于焊点62之面 积，用来于物件60放置于承载盘44后，使得物件60上的焊点62穿过该孔 洞。为了让热压头56施力于压合治具46时，物件60能更均匀受力，所以放 置压合治具46与物件60之间的第一缓冲件52的功能即是让来自热压头56 的力量均匀施力于物件60上。除了第一缓冲件52之外，焊接压合机台40另可包含第二缓冲件54，第 二缓冲件54设置于物件60以及承载盘44之间，其用途与第一缓冲件52类 似，也就是用来于热压头56施力于压合治具46时，让来自热压头56的力量 透过第二缓冲件均匀施力于物件60上。为了增加生产效率，承载盘44上承 载若干个物件60，所以利用第一缓冲件52以及第二缓冲件54的配置，即可 解决热压头56施力于压合治具46上时，因弹簧高度及形变量而导致分布在 承载盘44上若干个物件60因分布不均而导致部份物件60无法被压合治具 46紧密压合的问题。
焊接压合机台40的移动载台50用来自动移动承载盘44使得物件60之 焊点62移动至压合治具46之开孔48下。这么1来，在物件60压合完毕后， 移动载台50可将承载盘44朝箭头C的方向移动，使得下一批的物件60自动 地移动至对应开孔48下。此外，前一批已压合的物件也不需再从承载盘44 取出焊接，故可省却人力搬移的步骤。
相较于先前技术，本发明的焊接压合机台设置有移动载台可自动移动承 载盘。在物件压合完毕后，无需将物件从承载盘取出再焊接。而是自动移动 至光源下方，故可省却人力搬移已压合物件的步骤。此外，压合治具开孔设 计为倾斜状(也就是上开口大，下开口小)。这么一来，既保证光线能有效通 过开孔照射在焊点上，又能保证下开口紧密包裹在焊点附近，而达到较佳的 压合效果。而压合治具下表面或承载盘上表面增加具有一定厚度的第一缓冲 件或是第二缓冲件，可以克服因弹簧高度不一致或压縮量不一致造成的各弹 簧不能全部有效压合点的情况。综上所述，本发明确已符合发明专利之要件，爰依法提出专利申请。惟， 本发明己以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术 领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更 动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。另外， 本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或 特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利档搜寻之用，并非用来限制 本发明之权利范围。
权利要求
1.一种焊接压合机台，其包含一光源，用来产生沿一光轴方向前进的一光束；一聚焦镜，设置于所述光轴方向，用来聚集所述光束；一承载盘，用来承载一物件，该物件上设有一焊点；其特征在于所述焊接压合机台包含一压合治具，其设有若干个开孔，每一开孔包含一上开口以及一下开口，该上开口靠近所述光源，所述下开口靠近该承载盘，所述上开口的截面积大于所述下开口的截面积，形成每一开孔的侧壁包含一斜面，所述斜面与该光轴方向的夹角大于或等于一默认值，其中所述默认值是符合该聚焦镜的半径除以聚焦镜焦距的正切值；以及一热压头，用来于所述光束通过该开孔而照射于该物件的焊点，以确认所述焊点已置于一预设位置后，施力于所述压合治具上，以压合所述物件。
2. 如权利要求第1项所述的焊接压合机台，其特征在于所述焊接压合机 台另包含一第一缓冲件，设置于所述压合治具与该物件之间，用来于所 述热压头施力于所述压合治具时，使所述第一缓冲件平均施力于所述物 件上。
3. 如权利要求第2项所述的焊接压合机台，其特征在于所述第一缓冲件 包含一孔洞，所述孔洞的面积大于所述焊点面积，用来于所述物件放置 于所述承载盘后，使得该焊点穿过所述孔洞。
4. 如权利要求第1项所述的焊接压合机台，其特征在于所述焊接压合机 台另包含第二缓冲件，所述第二缓冲件设置于所述物件以及所述承载盘 之间，用来于所述热压头施力于所述压合治具时，使所述第二缓冲件平 均施力于所述物件上。
5. 如权利要求第1项所述的焊接压合机台，其特征在于所述开孔的下开 口紧密包裹所述焊点。
6. 如权利要求第1项所述的焊接压合机台，其特征在于所述光源用来产 生一激光束。
7. 如权利要求第1项所述的焊接压合机台，其特征在于所述焊接压合机 台另包含一移动载台，用来移动所述承载盘使得所述物件的焊点移动至 所述压合治具的开孔下。
8. 如权利要求第1项所述的焊接压合机台，其特征在于所述承载盘同时 承载若干个该物件。
9. 如权利要求第1项所述的焊接压合机台，其特征在于所述压合治具的 一下表面与所述聚焦镜之间的距离小于所述聚焦镜的焦距。
全文摘要
一种焊接压合机台包含光源、聚焦镜、承载盘、压合治具以及热压头。光源产生沿一光轴方向前进的光束。承载盘用来承载设有焊点的物件。压合治具设有若干个开孔，每一开孔包含上开口以及下开口，上开口靠近光源，下开口则靠近承载盘，上开口的截面积大于下开口的截面积，形成每一开孔侧壁是一斜面，斜面与光轴方向的夹角是大于或等于一默认值，其中默认值是符合聚焦镜的半径除以聚焦镜焦距的正切值。热压头用来于该光束通过该开孔而照射于物件的焊点后，以确认该焊点已置于一预设位置后，施力于该压合治具上，以压合该物件。
文档编号C03C27/00GK101407378SQ20081017436
公开日2009年4月15日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者何夜泉, 拓 汪, 王宇海, 黄木通 申请人:友达光电(厦门)有限公司;友达光电股份有限公司