[發(fā)明專利]應(yīng)用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710497459.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107138846B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 隆志力;周興;張云路;張鐵山;王超
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B23K101/32;B23K103/12
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 陳培瓊

1.一種應(yīng)用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置，其特征在于：其包括底座、龍門架、超聲發(fā)生器、X軸移動機(jī)構(gòu)、Y軸移動機(jī)構(gòu)、Z軸加壓裝置、加熱裝置、夾持架、超聲換能器和焊條，所述加熱裝置通過X軸移動機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座的中間位置，所述龍門架的兩垂直端腳設(shè)置在底座的兩側(cè)，Y軸移動機(jī)構(gòu)設(shè)置在龍門架的橫梁上，所述Z軸加壓裝置通過轉(zhuǎn)接板設(shè)置在Y軸移動機(jī)構(gòu)，夾持架通過直線導(dǎo)軌設(shè)置在轉(zhuǎn)接板上，并受Z軸加壓裝置的驅(qū)動作上下動作，所述超聲換能器設(shè)置在夾持架上，且與所述超聲發(fā)生器相連接；所述焊條固定在超聲換能器上，并朝向所述加熱裝置；

所述超聲換能器的輸出機(jī)械振動幅值為0～10mm，該超聲換能器的安裝位置為0的節(jié)點；

所述超聲換能器包括變幅桿、壓電陶瓷和預(yù)緊螺絲組件，變幅桿的前端部設(shè)有焊條夾頭，工具頭插入焊條夾頭，所述變幅桿的尾端部徑向凸起形成一安裝節(jié)環(huán)，該安裝節(jié)環(huán)為所述的安裝位置；所述壓電陶瓷通過預(yù)緊螺絲組件設(shè)置在變幅桿的尾端面；

所述夾持架包括套接板、固定座和安裝環(huán)，固定座通過滑座活動設(shè)置在直線導(dǎo)軌上，所述套接板通過螺絲固定在固定座的上表面，該套接板上設(shè)有與所述Z軸加壓裝置相適配的套接軸筒，所述安裝環(huán)套接在安裝節(jié)環(huán)上，且該安裝環(huán)上設(shè)有用來安裝固定在固定座的下表面上的安裝塊；

所述Z軸加壓裝置為能產(chǎn)生壓力值為0～100gf的音圈直線電機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置，其特征在于，對應(yīng)安裝塊的一側(cè)位置于固定座上設(shè)有定位相機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置，其特征在于，所述超聲發(fā)生器包括單片機(jī)模塊、DDS信號生成模塊、功率放大模塊、阻抗匹配模塊、信號采集與控制模塊和電路保護(hù)模塊；所述DDS信號生成模塊、功率放大模塊、阻抗匹配模塊和超聲換能器依次相連接，該超聲換能器與信號采集與控制模塊相連接，所述單片機(jī)模塊分別與DDS信號生成模塊、電路保護(hù)模塊和信號采集與控制模塊相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括放置面板、設(shè)置在放置面板底面的加熱棒及與該加熱棒相連接，并能控制加熱棒發(fā)熱至250～350℃的控溫器。

5.一種權(quán)利要求1-4中之一所述的應(yīng)用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置的焊接方法，其特征在于，其包括如下步驟：

（1）將需磁卡金屬銅線和芯片一并放置在加熱裝置上，并使磁卡金屬銅線的連接端頭恰好位于芯片的需焊接位置上；

（2）由定位相機(jī)對芯片的需焊接位置進(jìn)行坐標(biāo)分析，然后通過X軸移動機(jī)構(gòu)和Y軸移動機(jī)構(gòu)相配合，使焊條移至芯片的需焊接位置的正上方；

（3）Z軸加壓裝置驅(qū)動焊條下行并頂壓在磁卡金屬銅線的連接端頭上，使該連接端頭緊貼在芯片的需焊接位置上；

（4）超聲發(fā)生器帶動焊條作55-70kHz頻率的振動，同時打開加熱裝置，磁卡金屬銅線在超聲發(fā)生器的超聲振動能量、Z軸加壓裝置的壓力能量和加熱裝置的溫度能量共同作用下，實現(xiàn)銅材料的互溶，形成金屬間化合物，從而產(chǎn)生焊接強(qiáng)度，進(jìn)而實現(xiàn)將磁卡金屬銅線的連接端頭焊接在芯片的需焊接位置上。