CN101778690A - 超声接合方法和刀头平坦端面设置有平直凹槽的装置 - Google Patents

超声接合方法和刀头平坦端面设置有平直凹槽的装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种超声接合方法和装置,由此可以在较短的操作时间周期内不发生损坏地实现较大的接合面积。该超声接合装置包括刀头(14)和砧座,其间放置第一挠性平板线缆的第一导体和第二挠性平板线缆的第二导体作为待接合物体。面对砧座的刀头(14)的端面(17)是平坦的。该端面设置有多个第一平直凹槽(18)。第一平直凹槽(18)平直延伸。多个第一平直凹槽(18)布置成彼此平行。

Description

超声接合方法和刀头平坦端面设置有平直凹槽的装置
技术领域
本发明涉及一种超声接合方法和用来将电导线接合到待接合物体诸如另一电导线的装置。
背景技术
各种电子仪器作为移动单元安装在机动车上。机动车安装配线从电源诸如电池向电子仪器传递电力,并从控制设备向电子仪器传递控制信号。配线包括多条电导线和将电导线彼此电气连接的接头部分。
每条电导线包括导电芯线和覆盖芯线的电气绝缘涂层。每条电导线一部分上的涂层被除去以暴露与该部分电导线相应的芯线,然后暴露的芯线利用接头端子等卡紧,从而构造如上所述的接头部分。就是说,配线使用接头端子以使电导线彼此连接。因此,配线倾向于内含部件的数量增大,并且配线的尺寸倾向于增大。
已经提出了一种思想,将超声振动能量应用于其中一条需要彼此接合的电导线,在压力沿着电导线彼此靠近的方向应用到电导线的情况下,将将各电导线的芯线彼此接合(例如,金属接合)(参见日本专利申请公开No.2006-116559)。
日本专利申请公开No.2006-116559公开了一种超声接合装置,用来彼此结合各电导线的芯线,其中多条需要彼此接合的电导线放置在刀头和砧座之间,并且将超声振动能量通过刀头应用于这些电导线。在该超声接合装置中,刀头的端面设置有多个头部压裂的方形金字塔状不均匀部分,所述端面与电导线接触,所以各电导线的芯线可以迅速彼此接合。
发明内容
在日本专利申请公开No.2006-116559中公开的超声接合装置中,由于刀头的端面设置有多个头部压裂的方形金字塔状不均匀部分,所以不均匀部分在接合时可能压断芯线(即,导体),使得芯线之间的接合部分面积减小。此外,如果让不均匀部分的尺寸变小而试图防止压断芯线,则从芯线之间除去涂层所需的时间将会变长。
还有一种构思是,让刀头和砧座的端面两者形成平坦的。但是,在这种情况下,由于每单位面积上的超声振动能量的原因,每单位面积上的载荷和振动幅值变小,使得接合时向电导线之间传递超声振动能量的效率变低,而且从芯线之间除去涂层所需的时间变长。
如果除去涂层的时间变长,则芯线会损坏。此外,由于难于从芯线之间除去涂层,所以芯线(即,导体)之间接合部分的面积变小。
因此,本发明的目标是提供一种超声接合方法和装置,由此可以在不发生损坏的情况下在较短的操作周期内获得较大的接合面积。
为了解决上述问题并实现上述目标,本发明提出一种包括以下步骤的超声接合方法:
将电导线和待接合到电导线的物体置于刀头和砧座之间,电导线包括芯线和涂层,刀头由驱动源振动,并且砧座面对刀头;和
借助驱动源振动刀头,从而将刀头的振动传递到电导线,以熔化电导线的涂层,从而将电导线的芯线与待接合物体彼此接合,
其中面对砧座的刀头的端面和面对刀头的砧座的端面形成平坦的,其中多个各自平直延伸的第一平直凹槽彼此平行布置,并彼此隔开,设置在所述端面至少其中之一上。
利用上述构造的方法,由于刀头的平坦端面和砧座的平坦端面至少其中之一设置有多个第一平直凹槽,因此将电导线和待接合到该电导线的物体沿着电导线和待接合物体彼此靠近的方向压紧的那一部分是平坦的。此外,所述至少其中一个端面与电导线和待接合物体之间的接触面积变小。
刀头振动方向以直角交叉第一平直凹槽的纵向。
所述多个第一平直凹槽内的体积形成为大于电导线熔化涂层的体积。
利用上述针对体积而言的构造,熔化涂层迅速进入第一平直凹槽。
设置有多个第一平直凹槽的至少其中一个端面进一步设置有多个平直延伸的第二平直凹槽,第二平直凹槽与第一平直凹槽交叉,彼此平行布置并且彼此隔开。
利用上述构造,由于除了多个第一平直凹槽之外,还设置有多个第二平直凹槽,因此刀头的平坦端面和砧座的平坦端面至少其中之一与电导线和待接合物体之间的接触面积进一步变小。
面对砧座的刀头的端面和面对刀头的砧座的端面两者各自设置有多个第一平直凹槽。
利用上述构造,由于刀头的端面和砧座的端面各自设置有多个第一平直凹槽,所以振动可以有效地传递到电导线和待接合到该电导线的物体。
为了解决上述问题和实现上述目标,本发明还提出一种超声接合装置,该装置包括:
由驱动源振动的刀头;
面对刀头的砧座;
面对砧座的刀头的平坦端面;
面对刀头的砧座的平坦端面;和
设置在所述端面至少其中之一上的多个第一平直凹槽,所述第一平直凹槽各自平直延伸,彼此平行布置并且彼此隔开,
其中所述电导线和待接合到该电导线的物体放置在刀头和砧座之间,电导线包括芯线和涂层,刀头由驱动源振动,从而将振动传递到电导线,以熔化电导线的涂层,以使电导线的芯线和待接合物体彼此接合。
利用上述装置的构造,由于刀头的平坦端面和砧座的平坦端面至少其中之一设置有多个第一平直凹槽,所以将电导线和待接合到该电导线的物体沿着电导线和待接合物体彼此靠近的方向压紧的那一部分是平坦的。此外,刀头的平坦端面和砧座的平坦端面至少其中之一和电导线以及待接合物体之间的接触面积变小。
刀头振动方向以直角交叉第一平直凹槽的纵向。
所述多个第一平直凹槽内的体积形成为大于电导线熔化涂层的体积。
利用上述针对体积的构造,熔化涂层迅速进入第一平直凹槽。
设置有多个第一平直凹槽的至少一个端面进一步设置有多个平直延伸的第二平直凹槽,所述第二平直凹槽交叉第一平直凹槽,彼此平行布置,并且彼此隔开。
利用上述构造,由于除了多个第一平直凹槽之外,还设置有多个第二平直凹槽,因此刀头的平坦端面和砧座的平坦端面至少其中之一与电导线和待接合物体之间的接触面积进一步变小。
面对砧座的刀头的端面和面对刀头的砧座的端面两者各自设置有多个第一平直凹槽。
利用上述构造,由于刀头的端面和砧座的端面各自设置有多个第一平直凹槽,所以振动可以有效地传递到电导线和待接合到该电导线的物体。
利用本发明的构造,由于将电导线和待接合到该电导线的物体沿着电导线和待结合物体彼此靠近的方向压紧的那一部分形成平坦的,所以可以防止电导线的芯线或者待接合物体在接合过程中发生损坏诸如断裂。
此外,由于刀头的平坦端面和砧座的平坦端面至少其中之一和电导线以及待接合物体之间的接触面积变小,所以振动可以有效地传递到电导线和待接合物体之间,以使电导线的涂层可以迅速从电导线的芯线和待接合物体之间除去,并且电导线的芯线和待接合物体之间的接合面积变大。
就是说,可以在不发生损坏的情况下,在较短的操作时间内实现较大的接合面积。
利用本发明的构造,由于驱动源导致的刀头振动方向以直角交叉第一平直凹槽的纵向,所以刀头和电导线以及待接合物体相对于彼此沿着第一平直凹槽的宽度方向振动。因此,电导线的涂层可以从电导线的芯线和待接合物体之间迅速除去。
利用本发明的构造,由于熔化涂层可以迅速进入第一平直凹槽,所以电导线的涂层进一步从电导线的芯线和待接合物体之间迅速除去。
利用本发明的构造,由于刀头的平坦端面和砧座的平坦端面至少其中之一与电导线和待接合物体之间的接触面积进一步变小,所以振动可以可靠地、有效地传递到电导线和待接合到该电导线的物体之间。因此,电导线的涂层可以迅速从电导线的芯线和待接合物体之间除去,并且电导线的芯线和待接合物体之间的接合面积可靠地变大。
利用本发明的构造,由于振动可以有效地传递到电导线和待接合到该电导线的物体之间,所以可以有效地除去电导线的涂层,并且电导线的芯线和待接合物体可以有效接合。
附图说明
图1是示出符合本发明优选实施方式的超声接合装置的主要构造的视图;
图2是如图1所示的超声接合装置的刀头一部分的放大透视图;
图3是图2所示刀头的正视图;
图4是从图3中箭头IV所示方向观察的刀头端面的平面图;
图5是从图3中箭头V所示方向观察的刀头的侧视图;
图6是挠性平板线缆(FFC)的透视图,其中导体借助图1所示超声接合装置彼此接合;
图7是示出挠性平板线缆置于图1所示超声接合装置的刀头和砧座之间的状态;
图8是示出从图7所示状态开始,挠性平板线缆的导体彼此接合的状态;
图9是图3所示刀头的另一优选实施方式的视图;
图10是从图9中箭头X方向观察的刀头另一优选实施方式的端面的平面图;
图11是从图9中箭头XI方向观察的刀头另一优选实施方式的侧视图;
图12是图2所示超声接合装置的刀头和砧座的另一优选实施方式的一部分的放大透视图。
附图标记
1:超声接合装置
2:第一挠性平板线缆(电导线)
4:第一导体(芯线)
5:第一涂层(涂层)
7:第二导体(待接合物体)
12:压电振动器
14:刀头
15:砧座
17:端面
18:第一平直凹槽
19:端面
20:第二平直凹槽
W:交叉方向。
具体实施方式
在下文中,将参照图1-8解释符合本发明优选实施方式的超声接合装置1。如图7和8所示,图1所示超声接合装置1用于将作为电导线的第一挠性平板线缆2(以下称为FFC2)的第一导体(以后解释)机械地和电气地连接到作为被接合物体的第二挠性平板线缆3(以下称为FFC3)的第二导体7(以后解释)。
如图6所示,第一FFC2包括多个第一导体4和涂覆第一导体4的第一涂层5。每个第一导体4截面形成矩形。每个第一导体4形成平直延伸的带状。第一导体4布置成彼此平行。第一导体4布置成彼此隔开。当然,每个第一导体4具备导电属性。在附图所示例子中,提供了3个第一导体4。第一导体4是芯线。
如图7和8所示,第一涂层5包括一对电气绝缘板件6a和6b,它们以绝缘合成树脂制成并形成带状。就是说,第一涂层5具备电气绝缘属性。绝缘板件6a和6b将多个第一导体4放置在它们之间,从而涂覆第一导体4。第一导体4和第一涂层5具有挠性。第一涂层5是涂层。
如图6所示,第二FFC3包括多个第二导体7和涂覆第二导体7的第二涂层8。每个第二导体7截面形成矩形。每个第二导体7形成平直延伸的带状。第二导体7布置成彼此平行。第二导体7布置成彼此隔开。当然,每个第二导体7具备导电属性。在附图中所示的例子中,提供了3个第二导体7。第二导体7是待接合物体。
如图7和8所示,第二涂层8包括一对电气绝缘板件9a和9b,它们以绝缘合成树脂制成并形成带状。就是说,第二涂层8具备电气绝缘属性。绝缘板件9a和9b将多个第二导体7置于它们之间,从而涂覆第二导体7。第二导体7和第二涂层8具有挠性。
因此,第一FFC2和第二FFC3形成具有挠性的平板带状。在本说明书中所述的平板电路主体包括多个彼此平行布置的导体和涂覆这些导体的绝缘涂层,并且形成平坦带状。
图1所示超声接合装置1将第一FFC2和第二FFC彼此叠置,将它们向着彼此靠近的方向压紧,向它们提供超声振动能量,熔合涂层5和8,从而将导体4和7彼此接合。这里,超声振动能量指的是在接合待接合物体时超声接合装置1赋予待接合物体的能量。例如,超声振动能量是电源10(以后解释)向振荡器应用电功率时的电功率值(瓦特)乘以电源10向振荡器应用电功率的时间周期计算得到的能量。
如图1所示,超声接合装置1包括电源10、振荡器11、压电振动器12、角套(horn)13、刀头(或工具角套)14和面对刀头14的砧座15。电源10向振荡器11应用电功率。
在电源10向振荡器11应用电功率时,振荡器11作为驱动源振动压电振动器12。角套13连接到压电振动器12。刀头14连接到角套13一端。就是说,压电振动器12通过角套13振动刀头14。此时,刀头14沿着W方向(图2中箭头所示)振动,W方向以直角交叉刀头14与砧座15彼此靠近或远离的方向。刀头14和砧座15可以将FFC2和FFC3置于其间。刀头14和砧座15的详细构造以后解释。
超声接合装置1将需要彼此接合的物体置于刀头14和砧座15之间,并在刀头14和砧座15沿着刀头14和砧座15彼此靠近的方向被压紧的情况下,允许振荡器11振动压电振动器12,由此通过角套13将振动传递到刀头。然后,超声接合装置1沿着上述W方向振动刀头14,从而将超声振动能量赋予置于刀头14和砧座15之间的(需要彼此接合的)物体,从而将所述物体彼此接合。
如图2-5所示,刀头14形成方形极柱,并包括面对砧座15的平坦端面17。刀头进一步包括多个在端面17上平直延伸的第一平直凹槽18。每个第一平直凹槽18从端面17凹入。多个第一平直凹槽18彼此平行布置,之间隔开一定距离(即,彼此隔开)。第一平直凹槽18的纵向以直角与上述W方向相交。
如图2所示,第一平直凹槽18的内表面从端面17沿着以直角交叉端面17的方向从端面17升起,就是说,第一平直凹槽18截面形成方形。刀头14的端面17沿着上述W方向的宽度大约等于导体4的宽度以及导体7的宽度。
如图7和8所示,砧座15具有面对刀头14的平坦端面19。砧座15的端面19与刀头14的端面17平行。
当FFC2的导体4和FFC3的导体7利用超声接合装置1彼此接合时,第二FFC3置于砧座15的端面19上,而第一FFC2置于第二FFC3上。然后,如图7所示,需要彼此接合的FFC2的导体4和FFC3的导体7置于刀头14和砧座15之间。
然后,FFC2和FFC3被刀头14和砧座15沿着FFC2和FFC3彼此靠近的方向压紧。在这种情况下,振荡器11振动压电振动器12。压电振动器12的振动通过角套13(见图1)传递到刀头14。刀头14沿着上述W方向相对于砧座15振动,从而将刀头14的振动传递到FFC2。然后,位于刀头14和砧座15之间的FFC2的涂层5和FFC3的涂层8熔化。
由于刀头14和砧座15被沿着刀头14和砧座15彼此靠近的方向压紧,因此熔化的涂层5和熔化的涂层8从置于刀头14和砧座15之间的导体4和导体7之间除去。除去的涂层5和涂层8进入第一平直凹槽18。就是说,除去的涂层5和除去的涂层8接收在第一平直凹槽18内。
因此,如图8所示,导体4和导体7彼此接触,由此在导体4和导体7不熔化且保持在固态的条件下,导体4和导体7借助金属键而彼此结合。此后,在压电振动器12的振动停止后,在导体4和导体7彼此接合的部分(以下称为接合部分S),FFC2的涂层5和FFC3的涂层8首先熔化,然后在压电振动器12的振动停止之后,随着温度降低,涂层5和涂层8逐渐凝固,所以FFC2和涂层5和FFC3的涂层8彼此焊接。因此,在接合部分S,FFC2的导体4和FFC3的导体7彼此接合,并且涂层5和涂层8彼此焊接。
因此,FFC2的导体4和FFC3的导体7借助超声接合(即,超声焊接)而彼此接合。因此,FFC2和FFC3彼此电气地和机械地接合在一起。
根据上述优选实施方式,由于第一平直凹槽18设置在刀头14的端面17和砧座15的端面19上,因此被沿着导体4和导体7彼此靠近的方向压紧的一部分将变地平坦。因此,防止导体4和导体7在接合过程中损坏。
此外,由于第一平直凹槽18设置在刀头14的端面17和砧座15的端面19上,因此刀头14的端面17和FFC2的接触面积较小。因此,超声振动可以在FFC2和FFC3之间充分传递,因此,可以从导体4和导体7之间迅速除去涂层5和涂层8。就是说,涂层5和涂层8可以在短时间内从导体4和导体7之间除去,并且可以将导体4和导体7之间的接触面积加大。
因此,FFC2的导体4和FFC3的导体7可以通过较大的接触面积彼此接合,而不会在较短的工作时间周期内损坏。
此外,由于导体4和导体7在并不提前除去一部分涂层5和涂层8的情况下彼此接合,因此,彼此接合导体4和导体7的时间周期可以缩短。此外,由于涂层5和涂层8在接合部分S彼此焊接,所以FFC2和FFC3彼此可靠地、牢固地紧固。
由于压电振动器12沿着以直角交叉刀头14和砧座15彼此面对的方向的W方向振动刀头14,所以FFC2和刀头14总是彼此接触。因此,超声振动可以在FFC2和FFC3之间充分地可靠传输,因此,可以从导体4和导体7之间迅速可靠地除去涂层5和涂层8。
压电振动器12振动刀头14的W方向以直角交叉第一平直凹槽18的纵向。因此,刀头14和FFC2和3相对于彼此沿着第一平直凹槽18的宽度方向振动。因此,FFC2的涂层5和FFC3的涂层8可以进一步迅速地从导体4和导体7之间除去。
本发明的效果由以下测试来确认。在该测试中,通过改变刀头14端面17上形成的形状来实际接合FFC2的导体4和FFC3的导体7。结果如表1所示。
表1
  端面形状   示例   比较例1   比较例2   比较例3
  接合时间   0.3sec   0.8sec   1.4sec   ≥5sec
  端面形状   示例   比较例1   比较例2   比较例3
  接合强度(导体强度)   73N(32N)   71N(31N)   40N(18N)   34N(8N)
表1示出了接合强度(单位为牛顿)对于(符合本发明的)每个示例以及比较例1-3取最高值的情况。接合强度(单位为牛顿)指的是导体4和导体7接合之后,彼此分开整个FFC2和整个FFC3所需的力。导体强度(单位为牛顿)指的是在导体4和导体7之间接合之后,仅分开导体4和导体7所需的力。就是说,导体强度是接合强度的一部分。接合时间指的是获得上述接合强度所需的时间,其中所述时间对应于振荡器11振动压电振动器12的时间周期。
在表1中,示例指的是使用如上所述符合本发明优选实施方式、在端面17上具有多个第一平直凹槽18的刀头14的情况。比较例指的是使用刀头端面上具有多个头部压裂的方形金字塔状不均匀部分的刀头的情况,如日本专利申请公开文本No.2006-116559所述。比较例2指的是使用刀头端面上具有多个三角形金字塔状不均匀部分的刀头的情况。比较例3指的是使用具有平坦端面的刀头的情况。
表1揭示了(符合本发明的)示例1的接合时间较之比较例1-3显著缩短(就是说,较之比较例1缩短大约60%,较之比较例2缩短大约80%,而较之比较例3缩短大约95%),其中端面17设置有多个彼此平行布置并彼此隔开的第一平直凹槽18。表1还揭示出示例1的接合强度较之比较例1-3更高。
在上述本发明优选实施方式中,刀头14的端面17仅设置有第一平直凹槽18。但是,在本发明的另一个优选实施方式中,如图9-11所示,除了多个第一平直凹槽18之外,刀头14的端面17进一步设置有多个第二平直凹槽20。每个第二平直凹槽20从端面17凹入,并且平直延伸。多个第二平直凹槽20彼此平行布置,之间隔开一定距离(即,彼此隔开)。第二平直凹槽20的纵向交叉第一平直凹槽18的纵向(在附图所示的例子中为直角)。
在上述该另一优选实施方式中,由于除了第一平直凹槽18之外,还设置有第二平直凹槽20,所以刀头14的平坦端面17和FFC2的接触面积较小。因此,超声振动可以在FFC2和FFC3之间可靠传递,所以FFC2的涂层5和FFC3的涂层8可以从导体4和导体7之间迅速可靠地除去。因此,可以在短时间内从导体4和导体7之间可靠地除去涂层5和涂层8,并且导体4和导体7之间的接合面积可以可靠地加大。
在本发明中,优选多个第一平直凹槽18内的体积(就是说,被每个第一平直凹槽18内表面和刀头14端面17包围的空间的体积)形成地大于接合时熔化的涂层5和涂层8的体积。例如,多个第一平直凹槽18内的体积可以大约为接合时熔化的涂层5和涂层8的体积的10倍。
在上述这种情况下,由于多个第一平直凹槽18内的体积大于接合时熔化的涂层5和涂层8的体积,所以熔化的涂层5和涂层8迅速进入第一平直凹槽18。因此,FFC2和FFC3的涂层可以进一步迅速地从导体4和7之间除去。
此外,在本发明中,如图12所示,刀头14的端面17和砧座15的端面19两者可以各自设置有多个第一平直凹槽18。此外,在本发明中,除了各自的多个第一平直凹槽18之外,刀头14的端面17和砧座15的端面19可以进一步各自设置多个第二平直凹槽20。刀头14的端面17和砧座15的端面19可以各自设置有多个第一平直凹槽18和/或各自设置多个第二平直凹槽20。
对于图12所示优选实施方式来说,由于刀头14的端面17和砧座15的端面19各自设置有多个第一平直凹槽18,所以超声振动可以充分地传递到FFC2和3。因此,FFC2和3的涂层5和8可以有效地从导体4和导体7之间除去,因此,FFC2和3的导体4和导体7可以分别有效地彼此接合。
在上述优选实施方式中,FFC2和2的导体4和导体7彼此接合。但是,在本发明中,可以使用具有圆形截面的电导线。此外,在本发明中,具有圆形截面的电导线或第一FFC2可以结合到各种待接合物体,诸如金属板或导电板材。
在上述优选实施方式中,平直凹槽18、20设置在刀头14的端面17上。但是,相反,平直凹槽18、20也可以设置在砧座15的端面19上。此外,可以选择的是,平直凹槽18、20可以设置在刀头14的端面17和砧座15的端面19两者之上。就是说,在本发明中,平直凹槽18、20可以设置在刀头14的端面17和砧座15的端面19至少其中之一上。
说明前述优选实施方式是为了协助理解本发明,本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的条件下,可以进行各种改动。

Claims (10)

1.一种超声接合方法,包括以下步骤:
将电导线和待接合到电导线的物体置于刀头和砧座之间,电导线包括芯线和涂层,刀头由驱动源振动,并且砧座面对刀头;和
由驱动源振动刀头,从而将刀头的振动传递到电导线,以熔化电导线的涂层,从而将电导线的芯线与待接合物体彼此接合,
其中面对砧座的刀头端面和面对刀头的砧座端面两者都形成为平坦的,
其中多个各自平直延伸的第一平直凹槽彼此平行布置,并彼此隔开,设置在所述端面的至少一个端面上。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,刀头振动方向以直角交叉第一平直凹槽的纵向。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述多个第一平直凹槽内的体积形成为大于电导线的熔化涂层的体积。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,设置有多个第一平直凹槽的至少其中一个端面进一步设置有多个平直延伸的第二平直凹槽,第二平直凹槽与第一平直凹槽交叉,彼此平行布置并且彼此隔开。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,面对砧座的刀头端面和面对刀头的砧座端面两者各自设置有相应多个第一平直凹槽。
6.一种超声接合装置,该装置包括:
由驱动源振动的刀头;
面对刀头的砧座;
面对砧座的刀头的平坦端面;
面对刀头的砧座的平坦端面;和
设置在所述端面的至少其中一个端面上的多个第一平直凹槽,所述第一平直凹槽各自平直延伸,彼此平行布置并且彼此隔开,
其中所述电导线和待接合到该电导线的物体放置在刀头和砧座之间,电导线包括芯线和涂层,刀头由驱动源振动,从而将刀头的振动传递到电导线,以熔化电导线的涂层,以使电导线的芯线和待接合物体彼此接合。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,刀头振动方向以直角交叉第一平直凹槽的纵向。
8.如权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述多个第一平直凹槽内的体积形成为大于电导线熔化涂层的体积。
9.如权利要求6至8任一项所述的装置,其特征在于,设置有多个第一平直凹槽的至少其中一个端面进一步设置有多个平直延伸的第二平直凹槽,第二平直凹槽与第一平直凹槽交叉,彼此平行布置并且彼此隔开。
10.如权利要求6至9任一项所述的装置,其特征在于,面对砧座的刀头端面和面对刀头的砧座端面两者均设置有相应的多个第一平直凹槽。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102785022A (zh) * 2012-08-23 2012-11-21 乐清市力辉电器有限公司 磁保持继电器超声波焊接装置的抓料机构
CN109202259A (zh) * 2017-07-06 2019-01-15 日本梅克特隆株式会社 超声波连接夹具、连接结构和连接方法
CN111065484A (zh) * 2017-09-04 2020-04-24 申克索诺系统有限责任公司 超声波焊接装置
CN111867775A (zh) * 2019-02-01 2020-10-30 株式会社Lg化学 具有不同尺寸的电极接头焊接接合面的压力焊接部分的电极组件及制造电极组件的超声波焊接设备

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2219268A1 (de) * 2009-02-17 2010-08-18 Telsonic Holding AG Verbindungselement sowie Verfahren und Vorrichtung zum Ultraschallschweissen
JP6389646B2 (ja) * 2014-05-27 2018-09-12 矢崎総業株式会社 超音波接合装置
US9607739B2 (en) 2014-07-30 2017-03-28 Yazaki Corporation Method for bonding flat cable and bonding object, ultrasonic bonding device, and cable
EP3078963B1 (en) * 2015-04-07 2020-02-26 Airbus Operations GmbH System for non-destructive inspection of structural components
JP6646872B2 (ja) * 2016-03-09 2020-02-14 株式会社オートネットワーク技術研究所 端子付き電線の製造方法及び端子付き電線
DE102017119809A1 (de) * 2017-08-29 2019-02-28 Schunk Sonosystems Gmbh Verfahren zum Schweißen von elektrischen Leitern sowie Ultraschallmetallschweißvorrichtung
JP6785210B2 (ja) * 2017-11-28 2020-11-18 矢崎総業株式会社 電線の導体の超音波接合方法、端子付き電線の製造方法および超音波接合装置
US10981245B2 (en) * 2019-09-24 2021-04-20 GM Global Technology Operations LLC Apparatus for ultrasonic welding of polymers and polymeric composites

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4589584A (en) * 1985-01-31 1986-05-20 International Business Machines Corporation Electrical connection for polymeric conductive material
JP2998942B2 (ja) * 1991-07-15 2000-01-17 株式会社東芝 ボンディングツール及びそれを用いたボンディング方法
US6841735B1 (en) * 1996-04-03 2005-01-11 Methode Electronics, Inc. Flat cable and modular rotary anvil to make same
JP4383684B2 (ja) * 2001-03-16 2009-12-16 矢崎総業株式会社 電線の超音波接合方法
JP2003334669A (ja) * 2002-05-17 2003-11-25 Yazaki Corp 超音波溶着装置
JP4309697B2 (ja) * 2003-05-27 2009-08-05 矢崎総業株式会社 超音波溶着装置
JP4276989B2 (ja) * 2004-09-29 2009-06-10 富士通株式会社 超音波接合用ボンディングツールおよび超音波接合方法
JP4674075B2 (ja) 2004-10-20 2011-04-20 矢崎総業株式会社 電線の接合方法
JP4047349B2 (ja) * 2004-11-09 2008-02-13 株式会社東芝 半導体装置製造用超音波接合装置、半導体装置、及び製造方法
US7666541B2 (en) * 2006-11-03 2010-02-23 The Gillette Company Ultrasonic metal welding techniques and batteries manufactured using such techniques

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102785022A (zh) * 2012-08-23 2012-11-21 乐清市力辉电器有限公司 磁保持继电器超声波焊接装置的抓料机构
CN102785022B (zh) * 2012-08-23 2015-10-21 乐清市力辉电器有限公司 磁保持继电器超声波焊接装置的抓料机构
CN109202259A (zh) * 2017-07-06 2019-01-15 日本梅克特隆株式会社 超声波连接夹具、连接结构和连接方法
CN111065484A (zh) * 2017-09-04 2020-04-24 申克索诺系统有限责任公司 超声波焊接装置
US11225033B2 (en) 2017-09-04 2022-01-18 Schunk Sonosystems Gmbh Ultrasonic welding device
CN111867775A (zh) * 2019-02-01 2020-10-30 株式会社Lg化学 具有不同尺寸的电极接头焊接接合面的压力焊接部分的电极组件及制造电极组件的超声波焊接设备

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Publication number Publication date
JP2009043538A (ja) 2009-02-26
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