焊接设备以及焊接方法与流程

1.本技术涉及焊接技术领域，尤其涉及到一种焊接设备以及焊接方法。


背景技术：

2.随着笔记本、显示器、穿戴设备、手机等电子产品轻薄新形态的发展趋势，激光焊接成为信号导通的传统工艺，为了保障产品量产需求以及激光焊接加工的可靠性，全自动化激光焊接设备成为电子行业内的主流趋势。全自动化激光焊接设备中的核心部件之一就是自动对位系统，自动对位系统可以对信号线路所在的载体焊盘进行ccd(charge coupled device，电荷耦合器件)相机识别，自动对位及玻璃压合后，再由激光焊接系统进行激光焊接工艺。
3.但是，由于自动对位及玻璃压合后，沿高度方向上相邻载体的焊盘之间可能存在间隙，进而会导致出现虚焊、焊接不良等问题。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种焊接设备以及焊接方法，该焊接设备可以使沿高度方向上相邻的焊盘之间紧密贴合，防止出现虚焊以及焊接不良的情况产生。
5.第一方面，本技术中的焊接设备可以包括支架、压合组件和第一对位器，支架具有承载面，承载面用于承载第一基板和第二基板，压合组件和第一对位器均可以设置在支架，第一对位器用于判断第一基板和第二基板沿垂直于承载面的方向是否对位；压合组件能够沿垂直于承载面的水平方向移动；其中，压合组件可以包括调节结构和压头，压头可以与调节结构连接，且压头位于调节结构朝向承载面的一侧，调节结构可以调节压头的姿态，以使所述第一基板上的多个第一焊盘与所述第二基板上的多个第二焊盘一一对应的贴合。
6.具体而言，在焊接时，第一对位器判断第一基板和第二基板沿垂直于承载面的方向对位之后，压合组件可以沿垂直于承载面的方向移动，且在压合组件沿垂直于承载面的方向向第一基板所在的位置移动的过程中，第一基板上的第一焊盘会与第二基板上的第二焊盘逐渐的贴合，且在第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘贴合的过程中，调节组件可以调节压头的姿态，以使位于第一基板上的第一焊盘能够与位于第二基板上的第二焊盘全部一一对应，且互相贴合，进而防止第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘在焊接时出现虚焊的情况。
7.需要说明的是，压合组件还可以包括主体，主体可以与调节结构连接，且沿垂直于承载面的方向，主体和压头设置于调节结构的两端。
8.在一种可能的实施例中，所述调节结构可以包括多个弹性伸缩件，每个所述弹性伸缩件的一端可以与所述主体连接，每个所述弹性伸缩件的另一端与可以所述压头连接。其中，弹性伸缩件可以根据压头受到的阻力的不同，收缩不同的量，从而使压头的姿态得到调整，这样可以使第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘紧密贴合。
9.需要说明的是，弹性伸缩件的数量具体可以为三个、四个、五个或者多个，此处不
进行具体的限定。另外，弹性伸缩件可以由弹性材料制备而成，只要是压头不同的部位受到不同的作用力时，弹性伸缩件可以随着作用力的不同而伸缩不同的长度，以调整压头的姿态；弹性伸缩件还可以包括伸缩部和弹簧，所述伸缩部的一端与所述压头连接，所述伸缩部的另一端连接于所述主体，所述弹簧套设于所述伸缩部位于所述压头与所述主体之间的部分，且所述弹簧与所述压头和所述主体抵接。此种设置方式中，伸缩部以及与该伸缩部配合的弹簧可以随着作用力的不同而伸缩不同的长度，以调整压头的姿态，进而保证第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘之间可以紧密贴合。
10.在一种可能的实施例中，为了检测压合组件对第一基板施加的作用力的大小，压合组件中还可以包括压感结构，所述压感结构设置于所述压头背离所述承载面的一侧。具体来说，压感结构可以包括压力传感器和连杆，所述压力传感器位于所述压头背离所述第一基板的一侧，所述连杆的一端与所述压力传感器连接，所述连杆的另一端与所述主体连接。或者，连杆的一端与压力传感器连接，连杆的另一端与压头连接，压力传感器设置于主体朝向压头的一侧。
11.为了检测第一基板中的第一焊盘与第二基板中的第二焊盘是否贴合紧密，焊接设备中还可以包括第二对位器，第二对位器可以设置在垂直于压合组件的方向上，其中，第二对位器可以采集第一基板中每个第一焊盘与第二基板中对应的第二焊盘的位置，每个第一焊盘与第二基板中对应的第二焊盘的位置可以用于判断第一焊盘和对应的第二焊盘是否贴合紧密。
12.需要说明的是，在具体设置第一基板时，第一焊盘设置在第一基板背离压头的一侧，第一基板朝向压头的一侧可能是曲面或者不平的面(非平面)，为了保证压头与第一基板压合时，第一基板上各个部分可以同时受到压头的压力，还可以在第一基板与压头之间设置有柔性结构，柔性结构可以使第一基板稳定的与压头配合。其中，柔性结构可以具有较好的透光性以及耐高温等特性，示例性的，柔性结构的材料可以为硅胶。
13.第二方面，本技术还提供了一种焊接方法，该方法可以由上述第一方面中的任意可能设计的焊接设备来执行。包括：确定第一基板和第二基板在承载面上对位完成；控制所述压合组件沿垂直所述承载面的水平方向移动，当所述压头的压接面与所述承载面配合时，控制所述调节结构调节压头的姿态，使所述第一基板上的多个第一焊盘与所述第二基板上的多个第二焊盘一一对应的贴合；对第一基板和第二基板焊接。
14.采用上述的方式对第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘焊接，由于调节结构可以整压头的姿态，进而增加了压头的自适应调节功能，可以使压头压合的第一基板上的第一焊盘与第二焊盘均能够紧密的贴合，防止由于贴合不良导致的焊接不良的问题产生。
15.在一种可能的实现方式中，对第一基板和第二基板进行焊接的步骤前，还可以包括：确定压感结构获取所述第一基板上多个第一焊盘与所述第二基板上的多个第二焊盘一一对应贴合时，确定所述第一基板受到的压力信息。其中，确定第一基板受到的压力信息，可以使第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘之间的压合力达到预设的值之后进行焊接，以提高焊接的效果。
16.在一种可能的实现方式中，在确定所述第一基板受到的压力信息之后，对第一基板和第二基板焊接前，还可以在确定所述压感结构获取所述第一基板上的多个第一焊盘与
所述第二基板上的多个第二焊盘一一对应的贴合时，基于第二对位器获取每个第一焊盘以及对应的所述第二焊盘的相对位置，每个第一焊盘以及对应的所述第二焊盘的相对位置用于判断第一焊盘与第二焊盘是否贴合紧密。此步骤的增加，可以检验在调节结构调节完成后，第一基板上第一焊盘与第二基板上第二焊盘的贴合的情况，防止对位压合过程中的导致偏位的问题产生，降低焊接不良的情况产生。
17.在上述的实施例中，确定第一基板和第二基板在承载面上对位完成，可以基于第一对位器获取第一基板和第二基板之间的初始位置信息；根据获得的初始位置信息确定调整指令；根据调整指令调整第一基板和第二基板之间的位置关系，以对第一基板和第二基板进行对位；对调整后的第一基板和第二基板之间的位置关系进行复检。此种方式可以提高对位的精度，降低焊接不良的问题产生。
附图说明
18.图1为本技术实施例提供的焊接设备的一种侧视图；
19.图2为本技术实施例中压头将第一基板和第二基板压合的一种示意图；
20.图3为本技术实施例提供的焊接设备的又一种侧视图；
21.图4为本技术实施例提供的焊接设备的又一种侧视图；
22.图5为本技术实施例提供的焊接设备的局部结构示意图；
23.图6为本技术实施例中压头将第一基板和第二基板压合的又一种示意图；
24.图7为本技术实施例提供的焊接方法的一种流程图；
25.图8为本技术实施例提供的焊接方法的又一种流程图；
26.图9为本技术实施例提供的焊接方法中确定第一基板和第二基板在承载面上对位完成的流程图。
27.附图标记：
28.10-支架；20-压合组件；21-主体；22-调节结构；220-弹性伸缩件；221-弹簧；222-伸缩部；23-压头；24-压感结构；240-压力传感器；241-连杆；30-升降组件；40-第一对位器；50-柔性结构；60-第一基板；61-第一焊盘；70-第二基板；71-第二焊盘。
具体实施方式
29.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。
30.现有技术中全自动化激光焊接设备的主要焊接过程包括如下的步骤：ccd相机自动识别信号线路所在的载体焊盘；以其中一个焊盘载体的位置为基准位置，通过微调移动另一个焊盘载体所在的工装位置实现载体焊盘的对位；对位完后使用玻璃将载体其中一个焊盘和另一个载体焊盘进行z向贴合，启动激光焊接。
31.上述的过程中，玻璃压合过程中压头缺少自适应调节功能，会导致两个载体上的焊盘在贴合时缺乏一致性，即其中一个载体仅有部分焊盘与另一个载体上的部分焊盘未贴合，且部分焊点存在透锡不良引起的虚焊问题。
32.为了解决上述的问题，本技术提供了一种焊接设备。
33.以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对
本技术的限制。如在本技术的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
34.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
35.参照图1和图2，其中，图1中的y向为垂直于承载面的方向，本技术提供了一种焊接设备可以包括支架10以及设置于支架10的压合组件20和第一对位器40，支架10具有用于承载第一基板60和第二基板70的承载面，第一对位器40用于采集第一基板60和第二基板70的位置，第一基板60和第二基板70的位置用于判断第一基板60和第二基板70沿垂直于承载面的方向是否对位；压合组件20可以沿y向移动，其中，压合组件20可以包括调节结构22和压头23，调节结构22可以调节压头23压合于第一基板60时的姿态，以使第一基板60上的多个第一焊盘61能够与第二基板70上的多个第二焊盘71一一对应，且多个一一对应的第一焊盘61和第二焊盘71紧密贴合。
36.具体来说，在焊接时，第一对位器40可以对第一基板60和第二基板70进行对位，当第一基板60和第二基板70对位完成后，压合组件20可以沿y向移动，即压合组件20驱动第一基板60向第二基板70所在的位置移动，在第一基板60中的第一焊盘61与第二基板70中的第二焊盘71贴合时，调节结构22调节压头23的姿态，从而调节第一基板60相对于第二基板70的姿态，以使第一基板60的第一焊盘61能够全部与第二基板70中的第二焊盘71紧密贴合，进而可以防止第一基板60上的第一焊盘61与第二基板70上的第二焊盘71在焊接时出现虚焊的情况。
37.需要说明的是，焊接设备中还可以包括升降组件30，其中，升降组件30可以设置在支架上，升降组件30可以带动压合组件20沿y向移动。
38.在一种可能的实施例中，继续参照图1、图2和图3，压合组件20还可以包括与调节结构22连接的主体21，主体21可以与升降组件30连接，即主体21可以带动调节结构22沿y向运动。在具体设置调节结构22时，调节结构22可以包括多个弹性伸缩件220，每个弹性伸缩件220的延伸方向均可以垂直于承载面(即垂直于第一基板所在的平面)，且每个弹性伸缩件220的一端可以与主体21连接，每个弹性伸缩件220的另一端可以与压头23连接。当升降组件30驱动主体21沿y向移动，第一基板60中的第一焊盘61逐渐的与第二基板70中的第二焊盘71贴合过程中，压头23上会受到第一基板60反作用力，而不同位置的第一焊盘61和第二焊盘71贴合时，可能会产生不同的反作用力，使弹性压缩件220受到的压缩程度不同，从而可以对压头23的姿态(角度和压力)进行调整，从而可以保证第一基板60上的第一焊盘61能够与第二基板70上的第二焊盘71全部贴合，以降低由于第一焊盘61和第二焊盘71角度的偏移导致的偏位或短路的情况产生，还可以降低虚焊的问题。
39.需要说明的是，弹性伸缩件220的数量可以是三个、四个、五个或者是多个，其中，弹性伸缩件220的实际数量可以根据制备难易程度以及调节结构的调节精度等有关，此处
不进行具体的限定。
40.第一对位器40可以与压合组件20位于支架10的同一侧，且为了使第一对位器40能够便捷的采集到第一基板60和第二基板70的位置信息，主体21上可以设置有光通道，以使第一对位器40能够收集到第一基板60和第二基板70的位置信息。
41.在具体设置弹性伸缩件220时，弹性伸缩件220可以是弹性材料制备的结构，此时，弹性伸缩件220在受到作用力时，弹性伸缩件220能够进行收缩，进而调整压头23的姿态(角度和压力)。另外，参照图4，弹性伸缩件220还可以包括伸缩部222和弹簧221，其中，伸缩部222的两端可以分别与主体21以及压头23连接，弹簧221可以为中空结构，弹簧221套设于伸缩部222，且弹簧221的两端也可以与主体21以及压头23连接，当升降组件30驱动主体沿y向移动，第一基板60中的第一焊盘61会逐渐的与第二基板70中的第二焊盘71贴合过程中时，压头23上会受到反作用力，而不同位置的第一焊盘61和第二焊盘71贴合时，可能会产生不同的反作用力，不同位置的伸缩部222以及与该伸缩部222配合的弹簧221收缩的长度也可能是不同的，进而可以使压头23的角度和压力改变，从而可以保证第一基板60上的第一焊盘61能够与第二基板70上的第二焊盘71紧密贴合，以降低由于第一焊盘61和第二焊盘71角度的偏移导致的偏位或短路的情况产生，还可以降低虚焊的问题。
42.需要说明的是，伸缩部222可以为伸缩杆。
43.在上述的实施例中，参照图5，压合组件20中还可以包括压感结构24，其中，压感结构24可以设置在压头23背离第一基板的一侧。具体而言，压感结构24可以检测压合组件20对第一基板施加的作用力的大小，以保证第一基板60中的第一焊盘61与第二基板70中的第二焊盘71贴合时的作用力能够达到预设的值，进而提高第一焊盘61与第二焊盘71焊接之后形成的器件在工作时的稳定性。更具体来说，压感结构24可以包括压力传感器240和连杆241，其中，压力传感器240可以位于压头背离第一基板60的一侧上，连杆241的一端与压力传感器240连接，连杆241的另一端可以与主体21连接；或者，压力传感器240可以位于主体21朝向压头23的一侧，连杆241的一端可以与压力传感器240连接，连杆241的另一端与压头23连接；当升降组件30驱动主体21沿y向移动，第一基板60中的第一焊盘61逐渐的与第二基板70中的第二焊盘71贴合过程中时，连杆241会对压力传感器240施加作用力，以使压力传感器240能够检测到第一基板60受到的压力，且，当压力传感器240检测到第一基板60受到的压力到达预设的值时，压力传感器240会发出信号，以使升降组件30停止运动，进而提高第一焊盘61和第二焊盘71之间焊接后形成器件工作的稳定性。
44.需要说明的是，为了提高压力传感器240的灵敏度以及压力传感器240检测的时效性，压感结构24中的压力传感器240的数量可以为多个，具体的可以在相邻的两个弹性伸缩件220之间设有一个压力传感器240以及与压力传感器240相对应的连杆241，其中，多个压力传感器240设置的方式还可以为多种，此处不进行具体的限定。
45.在上述的实施例中，继续参照图3和图4，为了检测受到压合组件20压合后第一基板60中第一焊盘61与第二基板70中第二焊盘71贴合的紧密性，焊接设备中还可以包括第二对位器(图中未显示)，第二对位器可以采集到第一基板60中第一焊盘61与第二基板70中第二焊盘71的图像信息，每个第一焊盘61与对应的所述第二焊盘71的图像信息能够判断出第一焊盘61和第二焊盘71是否贴合紧密。从而可以减少第一基板60中的第一焊盘61与第二基板70中第二焊盘71发生错位或者严重偏位的情况，降低焊接不良的情况产生。
46.需要说明的是，第一对位器和第二对位器可以均为ccd相机。
47.在上述的实施例中，参照图6，第一基板60用于与压合组件20压合，第一焊盘61设置在第一基板60背离压头23的一侧，第二焊盘71设置于第二基70板朝向第一基板60的一侧。需要说明的是，在具体设置第一基板60时，第一基板60朝向压头23的一侧可能是曲面或者不平的面(非平面)，为了保证压头23与第一基板60压合时，第一基板60上各个部分可以同时的受到压头23的压力，可以在第一基板60与压头23之间设置有柔性结构50，柔性结构50可以使第一基板60稳定的与压头23配合。其中，柔性结构50可以具有较好的透光性以及耐高温等特性，进而可以保证第一对位器能够采集到第一基板60和第二基板70的图像信息。另外，柔性结构50的设置，也可以使第一基板60中的第一焊盘61在与第二基板70中的第二焊盘71贴合时，柔性结构50的各个部分可以被压缩不同的量，从而调整第一基板60上第一焊盘61的姿态，以使第一载60体中的第一焊盘61与第二基板70中的第二焊盘71全部贴合的更加紧密。其中，柔性结构50的材料可以为硅胶。
48.基于上述图1到图6所示实施例提出的焊接设备的结构示意图，本技术还提供了一种焊接方法，参照图7和图8，包括如下的步骤，下述步骤可以由控制焊接设备的控制单元完成：
49.s10：确定第一基板和第二基板在承载面上对位完成；
50.其中，确定第一基板和第二基板在承载面上对位完成可以包括：
51.确定第一基板和第二基板在承载面上对位完成；
52.s20：控制压合组件沿垂直承载面的水平方向移动，当压头的压接面与承载面配合时，控制调节结构调节压头的姿态，使第一基板上的多个第一焊盘与第二基板上的多个第二焊盘一一对应的贴合；
53.s21：在确定压感结构获取第一基板上多个第一焊盘与所述第二基板上的多个第二焊盘一一对应贴合时，确定所述第一基板受到的压力信息。该步骤为可选步骤，此步骤的增加，可以使第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘之间的压合力达到预设的值之后再进行焊接，以提高焊接的效果。其中当压力信息未到达预设值时，压感结构将该信息反馈至压合组件，压合组件继续驱动压头压合第一基板，以对第一基板持续施加作用力，直至压感结构检测到压力信息。
54.s22：在确定压感结构获取第一基板上的多个第一焊盘与第二基板上的多个第二焊盘一一对应的贴合时，基于第二对位器获取每个第一焊盘以及对应的第二焊盘的相对位置；每个第一焊盘以及对应的所述第二焊盘的相对位置用于判断第一焊盘与第二焊盘是否贴合紧密。该步骤也为可选步骤，此步骤的增加，可以检验在调节结构调节完成后，第一基板上第一焊盘与第二基板上第二焊盘的贴合的情况，防止对位压合过程中导致偏位的问题产生，降低焊接不良的情况产生。其中，当第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘并未全部紧密的贴合，则可以重复进行确定第一基板和第二基板在承载面上对位完成的步骤，直至第一基板上的第一焊盘与第二基板上的第二焊盘全部紧密的贴合为止。
55.s30：对第一基板和第二基板焊接。
56.在上述的焊接方法中，调节结构可以调节压头的姿态，增加了压头适应调节的功能，可以使通过压头压合的第一基板上的第一焊盘和第二基板上的第二焊盘贴合紧密，防止由于贴合不紧密导致的焊接不良的问题产生。
57.在上述的实施例中，参照图9，确定第一基板和第二基板在承载面上对位完成，具体可以包括：
58.s101：基于第一对位器获取第一基板和第二基板之间的初始位置信息；
59.s102：根据获得的初始位置信息确定调整指令；
60.s103：根据调整指令调整第一基板和第二基板之间的位置关系，以对第一基板和第二基板进行对位；
61.s104：对调整后的第一基板和第二基板之间的位置关系进行复检。可以保证第一基板和第二基板在压合前，沿垂直于承载面对齐。
62.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。