适用于压焊机的超声波换能装置

摘要

本申请涉及压焊技术领域，尤其是涉及一种适用于压焊机的超声波换能装置，包括能量转换构件、变幅杆件、焊接劈刀、支撑构件、驱动构件及压力检测构件，能量转换构件、变幅杆件以及焊接劈刀顺次相连接；支撑构件用于支撑能量转换构件，且能量转换构件能够以支撑构件为支点旋转形成杠杆结构；压力检测构件设置于变幅杆件的能量转换构件侧，焊盘设置于变幅杆件的焊接劈刀侧，能量转换构件响应于焊接劈刀接触焊盘而压设于压力检测构件；驱动构件与变幅杆件相连接，用于驱动变幅杆件相对焊盘升降。可见，这样才能保证实际的焊接压力等于预设的焊接压力，进而才能有效地保证焊接质量，提升焊接效果。

权利要求

1.一种适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，包括：能量转换构件、变幅杆件、焊接劈刀、支撑构件、驱动构件以及压力检测构件；其中，所述能量转换构件、所述变幅杆件以及所述焊接劈刀顺次相连接；

所述支撑构件用于支撑所述能量转换构件，且所述能量转换构件能够以所述支撑构件为支点旋转，以形成杠杆结构；

所述压力检测构件设置于所述变幅杆件的能量转换构件侧，焊盘设置于所述变幅杆件的焊接劈刀侧，所述能量转换构件响应于所述焊接劈刀接触所述焊盘而压设于所述压力检测构件；

所述驱动构件与所述变幅杆件相连接，用于驱动所述变幅杆件相对所述焊盘升降。

2.根据权利要求1所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述支撑构件形成有安装槽，所述变幅杆件可转动地穿设于所述安装槽内。

3.根据权利要求2所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述支撑构件包括连接部、第一支撑部以及第二支撑部；其中，所述连接部的一端与所述第一支撑部相连接，所述连接部的相对的另一端与所述第二支撑部相连接，且所述连接部、所述第一支撑部以及所述第二支撑部围设成所述安装槽；

所述第一支撑部和所述第二支撑部均形成有安装缺口；所述变幅杆件的相对的两侧部均设置有旋转轴部，所述旋转轴部可转动地穿设于对应的所述安装缺口内。

4.根据权利要求3所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述安装缺口为弧形缺口。

5.根据权利要求1所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述适用于压焊机的超声波换能装置还包括碰触构件，所述碰触构件与所述能量转换构件相垂直连接。

6.根据权利要求1所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述适用于压焊机的超声波换能装置还包括控制装置，所述控制装置分别与所述能量转换构件、所述压力检测构件以及所述驱动构件通信连接。

7.根据权利要求6所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述适用于压焊机的超声波换能装置还包括超声波发生器，所述超声波发生器分别与所述控制装置以及所述能量转换构件相连接。

8.根据权利要求7所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述超声波发生器发射的高频正弦波的频率为120Khz；所述能量转换构件的谐振频率120Khz。

9.根据权利要求1所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述变幅杆件的长度为140mm。

10.根据权利要求1所述的适用于压焊机的超声波换能装置，其特征在于，所述压力检测构件为压力传感器；和/或

所述驱动构件为音圈电机；所述变幅杆件形成有连接杆部，且所述连接杆部与所述驱动构件的动子相连接。

说明书

适用于压焊机的超声波换能装置

技术领域

[0001] 本申请涉及压焊技术领域，尤其是涉及一种适用于压焊机的超声波换能装置。

背景技术

[0002] 目前，在引线键合机的设计中，实现引线与焊盘金属的紧密结合是最基本，也是最重要的需求。目前市面上的键合机主要依靠超声波加速金属分子运动，同时对金线与焊盘
加热，以此更进一步加速这个进程，增大金属分子间距，从而使引线与焊盘紧密粘合。但现
有的键合机的焊接压力不可控，导致焊接质量不可控。

发明内容

[0003] 本申请的目的在于提供一种适用于压焊机的超声波换能装置，在一定程度上解决了现有技术中存在的但现有的键合机的焊接压力不可控，导致焊接质量不可控的技术问
题。

[0004] 本申请提供了一种适用于压焊机的超声波换能装置，包括：能量转换构件、变幅杆件、焊接劈刀、支撑构件、驱动构件以及压力检测构件；其中，所述能量转换构件、所述变幅
杆件以及所述焊接劈刀顺次相连接；

[0005] 所述支撑构件用于支撑所述能量转换构件，且所述能量转换构件能够以所述支撑构件为支点旋转，以形成杠杆结构；

[0006] 所述压力检测构件设置于所述变幅杆件的能量转换构件侧，焊盘设置于所述变幅杆件的焊接劈刀侧，所述能量转换构件响应于所述焊接劈刀接触所述焊盘而压设于所述压
力检测构件；

[0007] 所述驱动构件与所述变幅杆件相连接，用于驱动所述变幅杆件相对所述焊盘升降。

[0008] 在上述技术方案中，进一步地，所述支撑构件形成有安装槽，所述变幅杆件可转动地穿设于所述安装槽内。

[0009] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述支撑构件包括连接部、第一支撑部以及第二支撑部；其中，所述连接部的一端与所述第一支撑部相连接，所述连接部的相对的另一端
与所述第二支撑部相连接，且所述连接部、所述第一支撑部以及所述第二支撑部围设成所
述安装槽；

[0010] 所述第一支撑部和所述第二支撑部均形成有安装缺口；所述变幅杆件的相对的两侧部均设置有旋转轴部，所述旋转轴部可转动地穿设于对应的所述安装缺口内。

[0011] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述安装缺口为弧形缺口。

[0012] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述适用于压焊机的超声波换能装置还包括碰触构件，所述碰触构件与所述能量转换构件相垂直连接。

[0013] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述适用于压焊机的超声波换能装置还包括控制装置，所述控制装置分别与所述能量转换构件、所述压力检测构件以及所述驱动构件
通信连接。

[0014] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述适用于压焊机的超声波换能装置还包括超声波发生器，所述超声波发生器分别与所述控制装置以及所述能量转换构件相连接。

[0015] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述变幅杆件的长度为140mm。

[0016] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述超声波发生器发射的高频正弦波的频率为120Khz；所述能量转换构件的谐振频率120Khz。

[0017] 在上述任一技术方案中，进一步地，所述压力检测构件为压力传感器；和/或

[0018] 所述驱动构件为音圈电机；所述变幅杆件形成有连接杆部，且所述连接杆部与所述驱动构件的动子相连接。

[0019] 与现有技术相比，本申请的有益效果为：

[0020] 本适用于压焊机的超声波换能装置的工作原理如下：当焊接劈刀接触到焊盘以后，继续向下运动时，会受到来自焊盘的反向作用力，由于杠杆原理，变幅杆件的前端的焊
接劈刀将向上翘起，变幅杆件的后端则向下运动，进而使得能量转换构件能够碰触压设到
压力检测构件的检测端，从而检测出此时的焊接压力，当焊接压力等于预设的焊接压力时，
控制超声波发生器向能量转换构件发射高频正弦波，进而开始焊接，当继续加大压力时，驱
动构件驱动变幅杆件向上运行，当压力减小时，驱动构件驱动变幅杆件向下运行，以此来控
制焊接时压力保持在预设值。

[0021] 可见，这样才能保证实际的焊接压力等于预设的焊接压力，进而才能有效地保证焊接质量，提升焊接效果，不会出现由于实际焊接压力过小出现的脱焊、虚焊等焊接不牢固
的问题，并且也不会出现由于实际焊接压力过大，导致的焊点过大、形状不规则的问题等，
提升焊接效果。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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
附图是本申请的一些实施方式，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。

[0023] 图1为本申请实施例提供的适用于压焊机的超声波换能装置的结构示意图。

[0024] 附图标记：

[0025] 1‑能量转换构件，2‑变幅杆件，3‑焊接劈刀，4‑支撑构件，41‑连接部，42‑第一支撑部，5‑驱动构件，6‑压力检测构件，7‑碰触构件，8‑旋转轴部，9‑连接杆部，10‑焊盘。

具体实施方式

[0026] 下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0027] 通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要
求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

[0028] 基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0029] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、
“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0030] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
申请中的具体含义。

[0031] 下面参照图1描述根据本申请一些实施例所述的适用于压焊机的超声波换能装置。

[0032] 参见图1所示，本申请的实施例提供了一种适用于压焊机的超声波换能装置，包括：能量转换构件1、变幅杆件2、焊接劈刀3、支撑构件4、驱动构件5以及压力检测构件6；其
中，能量转换构件1、变幅杆件2以及焊接劈刀3顺次相连接，优选地，焊接劈刀3与变幅杆件2
相垂直设置；

[0033] 支撑构件4用于支撑能量转换构件1，且能量转换构件1能够以支撑构件4为支点旋转，以形成杠杆结构；

[0034] 压力检测构件6设置于能量转换构件1一侧，焊盘10设置于焊接劈刀3一侧，能量转换构件1响应于焊接劈刀3接触焊盘10而压设于压力检测构件6；

[0035] 压力检测构件6设置于能量转换构件1的一侧，且当能量转换构件1以支撑构件4为支点旋转时，能量转换构件1能够压设于压力检测构件6；

[0036] 驱动构件5与变幅杆件2相连接，用于驱动变幅杆件2相对焊盘10升降。

[0037] 可见，本适用于压焊机的超声波换能装置的工作原理如下：

[0038] 当焊接劈刀3接触到焊盘10以后，继续向下运动时，会受到来自焊盘10的反向作用力，由于杠杆原理，变幅杆件2的前端的焊接劈刀3将向上翘起，变幅杆件2的后端则向下运
动，进而使得能量转换构件1能够碰触压设到压力检测构件6的检测端，从而检测出此时的
焊接压力，当焊接压力等于预设的焊接压力时，控制下文所述的超声波发生器向能量转换
构件1发射高频正弦波，进而开始焊接，当继续加大压力时，驱动构件5驱动变幅杆件2向上
运行，当压力减小时，驱动构件5驱动变幅杆件2向下运行，以此来控制焊接时压力保持在预
设值。

[0039] 可见，这样才能保证实际的焊接压力等于预设的焊接压力，进而才能有效地保证焊接质量，提升焊接效果，不会出现由于实际焊接压力过小出现的脱焊、虚焊等焊接不牢固
的问题，并且也不会出现由于实际焊接压力过大，导致的焊点过大、形状不规则的问题等，
提升焊接效果。

[0040] 其中，优选地，本适用于压焊机的超声波换能装置还包括控制装置(图中未示出)，控制装置分别与能量转换构件1、压力检测构件6、驱动构件5以及下文所述的超声波发生器
通信连接。实现了完全自动控制调整，节省人力、物力。

[0041] 其中，优选地，压力检测构件6为压力传感器，用于精确地检测实际焊接压力。

[0042] 其中，优选地，能量转换构件1为压电陶瓷片，均为现有技术，在此，不再详述。

[0043] 其中，优选地，变幅杆包括直径渐缩部和直径不变部，其中，直径渐缩部主要起到聚能的作用，直径不变部主要是为了与能量转换构件1例如压电陶瓷片相适配。

[0044] 在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，支撑构件4形成有安装槽，变幅杆件2可转动地穿设于安装槽内。

[0045] 在该实施例中，支撑构件4起到支撑变幅杆件2的作用，并且作为杠杆结构的支点。

[0046] 其中，优选地，如图1所示，支撑构件4包括连接部41、第一支撑部42以及第二支撑部；其中，连接部41的一端与第一支撑部42相连接，连接部41的相对的另一端与第二支撑部
相连接，且连接部41、第一支撑部42以及第二支撑部围设成安装槽，可以用于容纳变幅杆件
2，而且避免与变幅杆件2干涉；

[0047] 第一支撑部42和第二支撑部均形成有安装缺口；变幅杆件2的相对的两侧部均设置有旋转轴部8，旋转轴部8可转动地穿设于对应的安装缺口内，使得变幅杆件2在以支点为
中心稳定、可靠地旋转。

[0048] 在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，安装缺口为弧形缺口，方便加工制造，而且与圆柱状的旋转轴部8相适配，避免出现卡滞等问题。

[0049] 在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，适用于压焊机的超声波换能装置还包括碰触构件7，碰触构件7与能量转换构件1相垂直连接。

[0050] 在该实施例中，设置碰触构件7的目的在于：为了使得变幅杆件2在以支点为中心旋转的过程中，能量转换构件1能够在小的转动幅度下，能够快速碰触到位于其下方的压力
检测构件6上。

[0051] 在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，驱动构件5为音圈电机；变幅杆件2形成有连接杆部9，且连接杆部9与驱动构件5的动子相连接。

[0052] 在该实施例中，音圈电机输出的为直线运动，因而音圈电机能够驱动变幅杆件2相对焊盘10上升或者下降，从而调节与焊盘10之间的压力。

[0053] 其中，优选地，连接杆部9可与变幅杆件2通过焊接工艺相连接，当然，不仅限于此。

[0054] 在本申请的一个实施例中，优选地，适用于压焊机的超声波换能装置还包括超声波发生器(图中未示出)，超声波发生器分别与控制装置以及能量转换构件1相连接。

[0055] 在该实施例中，尤其当压力检测构件6检测的压力等于设定的焊接压力时，超声波发生器则向能量转换构件1发射高频正弦波例如120Khz的高频正弦波，进行焊接。

[0056] 其中，优选地，能量转换构件1的谐振频率与上述高频正弦波相适配，即能量转换构件1的谐振频率为120Khz。

[0057] 在本申请的一个实施例中，优选地，变幅杆件2的长度为140mm。

[0058] 在该实施例中，加长至140mm的变幅杆件2能够有效增大振幅(100μm以上)，并将超声能量聚集在焊接劈刀3的刀头处，减小能量的消耗。

[0059] 综上，本申请提供的压焊机的超声波换能装置具有如下优点：

[0060] 通过本装置能够实时调整焊接压力，使得实际的焊接压力等于预设的焊接压力，进而才能有效地保证焊接质量，提升焊接效果，不会出现由于实际焊接压力过小出现的脱
焊、虚焊等焊接不牢固的问题，并且也不会出现由于实际焊接压力过大，导致的焊点过大、
形状不规则的问题等，提升焊接效果。

[0061] 此外，能量转换构件1可接受120Khz的高频正弦波，利用压电效应将电能转换为对应机械能，依靠机械振动带动变幅杆件2动作，加之，加长至140mm的变幅杆件2能够有效增
大振幅(100μm以上)并将超声能量聚集在焊接劈刀3的刀头处，减小能量的消耗。利用上述
高频超声和加长变幅杆就可以有效地增加分子运动，满足没有加热台时的焊接工艺。

[0062] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术
方案的范围。