一种压力自适应超声波精密焊接方法及装置

摘要

本发明公开了一种超声波精密焊接方法及装置，属于聚合物微器件的组装技术领域。以60kHz以上的超声发生器及超声换能器提供超声波振动；步进电机驱动直线运动单元带动超声波工具头纵向移动；承载微器件的底座上安装压力传感器；承载超声波工具头的平台下方安装微位移传感器，并根据位置差来确定联接层的厚度；在底座上设有调平机构。焊接前对微器件提供初始压力，限制超声波在界面产热，并施加超声波振动；超声波工具头缓慢上移，到达可使界面软化的临界焊接压力后停止移动，保压后完成焊接。本发明实现了精密焊接过程中超声波能量的精确控制，解决了由微器件表面特性差异引起的焊接重复性问题，且降低了参数对焊接质量的影响。

主权项

一种超声波精密焊接装置，其特征在于：该装置包括超声发生器(3)、超声换能器(9)、步进电机(6)、直线运动单元、压力传感器(13)、微位移传感器和调平机构(14)；工作频率为60kHz以上的超声发生器(3)及超声换能器(9)作为核心元件提供超声波振动；步进电机(6)驱动直线运动单元带动超声波工具头(10)纵向移动，通过直角固定架(8)和法兰固定超声波工具头(10)，精确控制超声波工具头(10)的位置；在底座上设有调平机构(14)，调平机构上通过螺纹连接安装压力传感器(13)测量焊接压力；承载超声波工具头(10)的平台下方安装微位移传感器，并根据焊接前、后超声波工具头(10)的位置差来确定联接层的厚度；以微位移传感器和压力传感器(13)测量超声波工具头(10)的位置及焊接压力，通过数据采集卡(4)采集到工控机(1)反馈控制焊接流程。