专利名称：一种烙铁头及使用这种烙铁头的激光烙铁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于焊接的烙铁，尤其涉及一种烙铁头及使用这种烙铁 头的激光烙铁。
背景技术：
在电子设备的制造生产过程中，电子元件的焊接是其中非常重要的工艺。 激光焊接是近年来增长最快，也是发展最被看好的一项激光加工技术。
焊接过程本质上就是热能量从热源向被焊物的热能量转移过程。在这个 过程中，热传导效率就是需要着重考虑的因素。激光焊接特别多的运用在焊 接密集的微电子元件，用于熔化焊剂的热能由激光产生。通常激光通过光导 纤维实现射束传递，或者是焊剂直接吸收激光光线获得热能从而熔化，能量 传递过程不需要任何热传递载体。但是这种激光焊接有 一个^^艮严重的问题， 就是在激光焊接中由于突然的局部受热会经常出现焊剂喷溅从而产生非控制 的焊接球导致相邻的连接发生短路。随着激光焊接技术的发展，对用于激光 焊接的焊接装置的结构及质量要求也越来越高。
还有一种方式是采用烙铁头作为热传递载体，可以更好地实现对激光 的 控制，但是在激光焊接过程中，烙铁头由于通常要承受较高的激光照射而聚 集较高的热量，比较容易损耗并导致使用寿命变短。
所以，如何设置出导热快，并具有较长使用寿命的烙铁头成为技术人员 必需考虑的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种烙铁头及 用这种烙铁头的激光 烙铁，具有导热快并延长使用寿命的特点。为解决上述技术问题，本发明提供了一种烙铁头，包括一个空腔部，所 述空腔部内具有耐热导热材料。
本发明进而提供一种激光烙铁，包括 激光产生装置，用于产生激光；
烙铁头，所述烙铁头具有一个空腔部，所述空腔部内具有耐热导热材料， 所述空腔部具有一个开口端，位于所述烙铁头的非工作部，用于允许所述激 光产生装置产生的激光经由所述开口端射入。
其中，所述耐热导热材料包括陶资。
其中，所述耐热导热材料为深色。
其中，所述耐热导热材料由以下材料中的一种或多种组成鴒、钼、钽、 铌、钒、铬、钛、锆；稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化 物、硫化物；碳化硼、碳化硅、氮化硼、氮化硅、磷化硼、磷化硅。
其中，所述耐热导热材料由以下材料中的一种或多种组成蜂窝金属铬、 蜂窝金属钛、黑色石英砂、黑色粘土、黑色菱镁矿、黑色碳化硼沙、黑色碳 化硅沙。
其中，所述耐热导热材料以以下形式中的一种或多种分布于所述空腔部 内蜂窝状、颗粒状、多个棒状组合、多个片状组合、混合物。
其中，所述耐热导热材料的形状形成有多条光通路，以允许激光照射到 所述耐热导热材料后，经由所述光通路传导。
其中，所述空腔部为圆锥体或者圆锥体与圆柱体的结合体。
其中，所述空腔部具有一个开口端，位于所述烙铁头的非工作部，用于 允许激光经由所述开口端射入。
其中，所述开口端具有一个连接机构，用于连接激光产生装置。
其中，所述连接机构包括螺紋或卡簧。
其中，所述烙铁头连接有温度感测装置。
其中，所述激光产生装置进一步包括激光入射装置，与所述烙铁头空腔 部的开口端相连，用于提供所述激光的传导与入射。
5其中，所述激光入射装置与所述烙铁头的结合处进一步安装有温度感测 装置。
其中，所述激光入射装置包括光纤或者一个腔体。
其中，所述激光入射装置进一步包括保护杆，以^提供手持部位。
其中，所述激光产生装置进一步包括激光控制装置，用于控制激光光束。
其中，所述激光控制装置连接有温度感测装置。
本发明所提供的激光烙铁及其烙铁头，在烙铁头上设置空腔部，在空腔 部内设置耐热导热材料，利用耐热导热材料作为传导々某介，将激光迅速发散 传导到烙铁头空腔部的内壁，因此具有传导快的特点，并避免了激光传导路 线过于集中而导致的烙铁头局部升温过快而对烙铁头造成的损害。在激光传 导的过程中，由耐热导热材料吸收的热量也不会损失，而是聚集在烙铁头空 腔内部，这更好地实现了热传递的均匀。另一方面，由于耐热导热材料形成 的激光传导路径的不规则，可以进一步避免由于激光传导路径过于集中而造 成的对耐热导热材料以及烙铁头的损耗。
图1为本发明烙铁头第一实施例的结构示意图。
图2为本发明烙铁头第二实施例的结构示意图。 图3为本发明激光烙铁第一实施例的结构示意图。 图4为本发明激光烙铁第二实施例的结构示意图。 图5为本发明激光烙铁第三实施例的结构示意图。 图6为本发明激光烙铁第四实施例的结构示意图。 图7为本发明激光烙铁一应用实例的安装结构分解图。 图8为本发明激光烙铁一应用实例的安装效果图。
具体实施例方式
本发明的主要思想是在烙铁头内设置中空的腔部，并在该中空的腔部内
6设置耐热导热材料，从而利用该耐热导热材料作为传导々某介，将激光迅速发 散传导到烙铁头内壁，具有传导快的特点并避免激光传导路线过于集中导致 的烙铁头局部升温过快而对烙铁头造成的损害。
下面结合附图及优选实施例对本发明技术方案进行详细说明。
参照图1所示，为本发明烙铁头第一实施例的结构示意图。本实施例的
烙铁头10包括一个空腔部101，所述空腔部101内具有耐热导热材料102。 所述耐热导热材料102以蜂窝状，或多个颗粒状或棒状或片状单体形式或混 合物形式分布于所述空腔部101内。
所述空腔部101具有一个开口端1011，位于所述烙:铁头IO的非工作部， 用于允许激光经由所述开口端1011射入。在实际焊接中，烙铁头10的前端 与焊接件或者焊接剂相接触的部位为工作部，而烙铁头10的其他部位为非工 作部，只要将开口端1011设置在烙铁头10非工作部中的任何一个部位，都 可以在不影响烙铁头IO工作的情况下，实现本发明的技术方案。在本实施例 中，所述开口端1011设置在了与烙铁头IO工作部相对的一端，实际不以此 为限，即也可以将开口端1011设置在空腔部101的侧壁上，同样可以实现本 发明的目的。
所述耐热导热材料102的形状具有多条不规则的光通路，以允许激光100 照射到所述耐热导热材料102后，经由所述不规则的光通路传导。这样，激 光在所述耐热导热材料102的各个组成部分之间，比如各个颗粒的表面，经 散射、漫射后将激光快速传递到烙铁头10内壁的同时，不会造成光线对单一 位置的持续照射，具有导热快并降低损耗的特点。另外，当激光在所述耐热 导热材料102中散开来之后，整个烙铁头10温度更加均匀。
所述耐热导热材料102可以选用多种材料单一或者混合制成，比如采用 耐热导热的陶资。为了达到较好的吸热及导热效果，所述耐热导热材料102 可以为深色，当然，选用黑色可以达到更好的效果。
参照图2所示，为本发明烙铁头第二实施例的结构示意图。本实施例的 烙铁头20包括一个空腔部201，所述空腔部201内具有耐热导热材料202，本实施例中烙铁头20外壁安装有温度感测装置204。
所述耐热导热材料202以多个颗粒状或棒状或片状单体形式分布于所述 空腔部201内。所述空腔部201具有一个开口端2011，位于所述烙铁头20 的非工作部，用于允许激光200经由所述开口端2011射入。
所述开口端2011具有一个连接机构，用于连接激光入射装置，所述连接 机构可以为螺紋或卡簧等可以实现卡接、插接或者螺紋连接的机构。可以理 解的是，作为激光传递载体的烙铁头20必然要与激光入射装置相连，而开口 端2011为激光200的入射口，所以在开口端2011 :没置连接机构，与所述激 光入射装置相连。而对于具体的连接方式，本发明并不加以限定，只要能实 现本发明的目的，都可以被本发明所采用。
在实际使用中，该耐热导热材料202可以事先封装好后装入所述烙铁头 20的空腔部201内，即将耐热导热材料202封装或者制造成整体，或者将耐 热导热材料202分散逐个装入所述烙铁头20的空腔部201之内后再进行封 装。而烙铁头空腔部201周壁可以采用一体的结构，只在底壁(开口端)2011 开设开口；也可以将设有开口的底壁2011设置为单独的盖体，通过所述盖体
以采用多种方式，例如通过螺紋连接等，只要能实现本发明的目的，均可以 -帔本发明所采用。
在本实施例中所述空腔部201为圓锥体与圆柱体的结合体，当然，所述 空腔部201也可以根据需要设置成圆锥体或者其他结构，本发明对此不加以 限定。另外，在实际应用中也可以将该空腔部201的开口端2011及其相邻的 侧壁设置更大的厚度，以使该部分能承受更大的热量。
为了实现对烙铁头20温度的控制，本实施例中在所述烙铁头20外壁安 装有温度感测装置204 ，以实时对烙铁20的温度进^f亍测量。
本发明的激光烙铁可以配置以上二个实施例所描述的烙铁头。
参照图3所示，为本发明激光烙铁第一实施例的结构示意图。下面以烙 铁头第一实施例为例，来说明本实施例的激光烙铁结构示意图。本实施例的
8激光烙铁33包括激光产生装置31,激光入射装置303,烙铁头30。
所述激光产生装置31用于产生激光300,所述激光入射装置303与所述 激光产生装置31相连，用于使激光300入射到烙铁头30的空腔部301内， 关于烙铁头30其组成前面已经详细叙述，在此不再赘述。
为了便于实际中的操作，所述激光入射装置303可以进一步包括保护杆， 并提供手持部位，或者提供其他的操作部件，这样更有利于对所述烙铁头进 行操作。
参照图4所示，为本发明激光烙铁第二实施例的结构示意图。下面以烙 铁头第二实施例为例，来说明本实施例的激光烙铁结构示意图。本实施例的 激光烙铁44包括激光产生装置41,激光入射装置403,烙铁头40。本实 施例的激光烙铁44与图3所示的激光烙铁33的不同之处在于，本实施例的 激光烙铁44还包括控制激光光束的激光控制装置42。
在本实施例中所述激光入射装置403为光纤导线，借由该激光入射装置 403将激光400从开口端4011入射到空腔部401内。所述激光入射装置403 中还可以具有一个多个透镜，以控制激光在传导过程中的汇聚或发散。
烙铁头40外壁安装有温度感测装置404，所述温度感测装置404与所述 激光控制装置42相连。这样，通过温度感测装置404感测烙铁头40的温度 后，将信号发送给所述激光控制装置42，在本实施例中所述激光控制装置42 与激光产生装置41相连，这样激光控制装置42就可以根据温度感测装置404 所感测的温度来控制激光产生装置41所产生的激光400的强弱，从而实现对 烙铁头温度的控制。
所述温度感测装置404可以为一切具有感测温度功能的器件，比如传感 器、热电阻等。
实际上，激光控制装置42也可以不与激光产生装置41相连，而通过其 他方式控制激光光束，比如通过一遮挡件遮挡住部分光束，这构成了本发明 的又一实施例，本发明对此不加以限定。
参照图5所示，为本发明激光烙铁第三实施例的结构示意图。本实施例 的激光烙铁55与图4所示的激光烙铁44的区别之处在于，在本实施例中激光入射装置503为一空腔，利用该激光入射装置503作为激光500入射路径， 具有操作方便的特点，并可以遮挡住激光500光线。其他组成部分与图4所 示的激光烙铁第二实施例相同，在此不再赘述。
参照图6所示，为本发明激光烙铁第四实施例的结构示意图。在本实施 例中，激光烙铁66所包括的烙铁头60与激光入射装置603结合处安装有温 度感测装置604,所述温度感测装置604与激光控制装置62相连。
可见，温度感测装置604的安装位置可以有多种选择。
参照图7所示，为本发明激光烙铁一应用实例的结构示意图。在本应用 实例中，采用图6所示的第四实施例的激光烙铁，本实施例的激光烙铁与手 柄70连接，手柄70包括底座701，卡壳702、紧固螺母703，其中底座701 为圆柱体，外壁设有螺紋。所述卡壳702 —端具有可将烙铁头60底端卡紧的 结构，并具有可使烙铁头60通过的开孔，另一端外壁设有环形凸台，所述紧 固螺母703与所述底座701相匹配，两者可进行螺紋连接。所述紧固螺母703 的上端面包括一圓孔，所述圆孔至少部分内直径小于所述环形凸台的最大外 直径，这样当紧固螺母与底座701螺紋连接时，可将激光烙铁卡紧。
实际安装时，将激光烙铁所包括的激光入射装置603端部安装在手柄包 括的底座701上，之后依次在激光烙铁的外壁上套装卡壳702、紧固螺母703, 就得到了图8所示的安装效果图。之后，就可以投入使用。
综上所述，在实际使用时，将耐热导热材料封装到烙铁头所包括的空腔 部之后，再连接上温度感测装置、激光控制装置、激光产生装置及激光入射 装置，通过激光产生装置产生激光，再经由激光入射装置入射到烙铁头的空 腔部后，激光在耐热导热材料中漫射、散射之后，传递到烙铁头空腔部内壁 上，就可以准备开始对焊接件进行焊接了。在焊接过程中，温度感测装置感 测烙铁头的温度后，将温度信号发送给激光控制装置，激光控制装置根据该 温度信号，与设定值相比较，从而控制激光产生装置产生的激光的强弱。
本发明的激光烙铁及其烙铁头由于采用了空腔结构，并在空腔中设置耐 热导热材料，从而使激光在烙铁头空腔内部传热更加迅速均勻，使激光烙铁 及其烙铁头具有导热快并延长使用寿命的特点。适用于本发明的耐热导热材料主要分金属与非金属化合物和非金属间化 合物两类。前者如钨、钼、钽、铌、钒、铬、钛、锆等难熔金属以及稀土金
属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等；后者如碳化硼、
碳化硅、氮化硼、氮化硅、磷化硼、磷化硅等。
具体来说，可以是蜂窝金属铬、蜂窝金属钛，硅化物(黑色石英砂、黑 色粘土、黑色菱镁矿)以及黑色碳化硼沙、黑色碳化硅沙等。
当然，以上所述仅为本发明的优选实施方式，而不是对本发明技术方案 的进一步限定，任何熟悉本领域的技术人员对本发明技术特征所做的等同替 换或相应改进，仍在本发明的保护范围之内。
1权利要求
1、一种烙铁头，包括一个空腔部，所述空腔部内具有耐热导热材料。
2、 如权利要求1所述的烙铁头，其中，所述耐热导热材料包括陶瓷。
3、 如权利要求1所述的烙铁头，其中，所述耐热导热材料为深色。
4、 如权利要求1所述的烙铁头，其中，所述耐热导热材料由以下材料中 的一种或多种组成鴒、钼、钽、铌、钒、铬、钛、锆；稀土金属的硼化物、 碳化物、氮化物、硅化物、磷化物、硫化物；碳化硼、碳化硅、氮化硼、氮 化硅、磷化硼、磷化硅。
5.如权利要求1所述的烙铁头，其中，所述耐热导热材料由以下材料中 的一种或多种組成蜂窝金属铬、蜂窝金属钛、黑色石英砂、黑色粘土、黑 色菱镁矿、黑色碳化硼沙、黑色碳化硅沙。
6、 如权利要求1所述的烙铁头，其中，所述耐热导热材料以以下形式中 的一种或多种分布于所述空腔部内蜂窝状、颗粒状、多个棒状组合、多个 片状组合、混合物。
7、 如权利要求1所述的烙铁头，其中，所述耐热导热材料的形状形成有 多条光通路，以允许激光照射到所述耐热导热材料后，经由所述光通路传导。
8、 如权利要求1所述的烙铁头，其中，所述空腔部为圆锥体或者圆锥体 与圆柱体的结合体。
9、 如权利要求1所述的烙铁头，其中，所述空腔部具有一个开口端，位 于所述烙铁头的非工作部，用于允许激光经由所述开口端射入。
10、 如权利要求9所述的烙铁头，其中，所述开口端具有一个连接机构。
11、 如权利要求IO所述的烙铁头，其中，所述连接机构包括螺紋或卡簧。
12、 如权利要求IO所述的烙铁头，其中，所述烙铁头连接有温度感测装置。
13、 一种激光烙铁，包括 激光产生装置，用于产生激光；烙铁头，所述烙铁头具有一个空腔部，所述空腔部内具有耐热导热材料， 所述空腔部具有一个开口端，位于所述烙铁头的非工作部，用于允许所述激 光产生装置产生的激光经由所述开口端射入。
14、 如权利要求13所述的激光烙铁，其中，所述激光产生装置进一步包 括激光入射装置，与所述烙铁头空腔部的开口端相连，用于提供所述激光的 传导与入射。
15、 如权利要求14所述的激光烙铁，其中，所述激光入射装置与所述烙 铁头的结合处进一步安装有温度感测装置。
16、 如权利要求14所述的激光烙铁，其中，所述激光入射装置包括光纤 或者一个腔体。
17、 如权利要求16所述的激光烙铁，其中，所述激光入射装置进一步包 括保护杆，以提供手持部位。
18、 如权利要求13所述的激光烙铁，其中，所述激光产生装置进一步包 括激光控制装置，用于控制激光光束。
19、 如权利要求18所述的激光烙铁，其中，所述激光控制装置连接有温 度感测装置。
全文摘要
本发明公开了一种烙铁头及使用这种烙铁头的激光烙铁，所述激光烙铁包括激光产生装置和烙铁头，所述烙铁头具有一个空腔部，所述空腔部内具有耐热导热材料，所述空腔部具有一个开口端，位于所述烙铁头的非工作部，用于允许所述激光产生装置产生的激光经由所述开口端射入。本发明利用耐热导热材料作为传导媒介，将激光迅速发散传导到烙铁头空腔部的内壁，因此具有传导快的特点，并避免了激光传导路线过于集中而导致的烙铁头局部升温过快而对烙铁头造成的损害。
文档编号B23K3/02GK101664838SQ20091016107
公开日2010年3月10日 申请日期2009年8月7日 优先权日2008年9月3日
发明者卓 李 申请人:卓 李