[發明專利]應用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接方法及其裝置

有效

• 申請號: 201710497459.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107138846B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 隆志力;周興;張云路;張鐵山;王超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 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

本發明公開了一種應用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接方法及其裝置，其包括底座、龍門架、超聲發生器、X軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸加壓裝置、加熱裝置、夾持架、超聲換能器和焊條；本發明提供的應用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置的結構設計巧妙，合理將磁卡金屬銅線在超聲發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相結合，并共同作用于磁卡金屬銅線上，實現銅材料的互溶，形成金屬間化合物，從而產生焊接強度，進而實現將磁卡金屬銅線的焊接目的，且焊接效果好，連接牢固，有效保證加工效果，提升產品質量；另外整體結構簡單，操作簡易，利于廣泛推廣應用。

技術領域

本發明涉及超聲微焊接技術領域，具體涉及一種應用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接方法及其裝置。

背景技術

磁卡是人們日常生活中必不可少的用品，如銀行磁卡、門禁卡、作業卡等。磁卡內部是由感應芯片、以及其連接銅導線等關鍵部件組成，如圖1所示。目前、隨著磁卡往小型化、輕量化等趨勢發展，其內部銅導線與芯片之間的互連就存在很多問題與挑戰。比如，目前銅線直徑已經小型到50mm，如何將如此微小直徑的銅導線焊接到芯片，是行業內目前面臨的困難。傳統的電烙鐵焊接方法，是不可能實現批量化的工業生產。電阻焊方法是使用大電流通過焊接界面，產生的高溫以融化被焊接的兩種材料，從而達到互連的目的，這種方法在焊接比較大直徑的銅線是可行的，但在銅線微焊接方面，就存在過焊、焊點焊爛等問題。傳統的釬焊、壓力焊接等方式，也無法滿足這種小線徑銅線的精細焊接。

發明內容

針對上述不足，本發明目的之一在于，提供一種結構設計巧妙、合理，能實現磁卡小線徑銅線焊接，且焊接效果好的應用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置；

本發明目的還在于，提供一種易于實現，效率高，焊接牢固的應用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置的焊接方法。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案是：一種應用于RFID磁卡金屬銅線的超聲微焊接裝置，其包括底座、龍門架、超聲發生器、X軸移動機構、Y軸移動機構、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軸移動機構設置在底座的中間位置，所述龍門架的兩垂直端腳設置在底座的兩側，Y軸移動機構設置在龍門架的橫梁上，所述Z軸加壓裝置通過轉接板設置在Y軸移動機構，夾持架通過直線導軌設置在轉接板上，并受Z軸加壓裝置的驅動作上下動作，所述超聲換能器設置在夾持架上，且與所述超聲發生器相連接；所述焊條固定在超聲換能器上，并朝向所述加熱裝置。

所述超聲發生器是用于驅動超聲換能器的硬件電路與軟件，可產生一定功率與頻率的正弦波電壓與電流信號，而且功率與頻率都是線性可調與設置。

作為本發明的一種改進，所述超聲換能器的輸出機械振動幅值為0～10mm，該超聲換能器的安裝位置為0的節點。最大限度地抑制了外界干擾對超聲能量傳遞的影響。

作為本發明的一種改進，所述超聲換能器包括變幅桿、壓電陶瓷和預緊螺絲組件，變幅桿的前端部設有焊條夾頭，所述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環，該安裝節環為所述的安裝位置；所述壓電陶瓷通過預緊螺絲組件設置在變幅桿的尾端面。

作為本發明的一種改進，所述Z軸加壓裝置為能產生壓力值為0～100gf的音圈直線電機，其所施加的壓力是線性可調的。

作為本發明的一種改進，所述夾持架包括套接板、固定座和安裝環，固定座通過滑座活動設置在直線導軌上，所述套接板通過螺絲固定在固定座的上表面，該套接板上設有與所述Z軸加壓裝置相適配的套接軸筒，所述安裝環套接在安裝節環上，且該安裝環上設有用來安裝固定在固定座的下表面上的安裝塊。

作為本發明的一種改進，對應安裝塊的一側位置于固定座上設有定位相機。