CN102858119A - 超声波焊接型线结构及焊接方法、产品壳体和电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声波焊接型线结构，该超声波焊接型线结构包括：在构成产品壳体且分别具有装配表面的上半壳体和下半壳体中的一个半壳体的装配表面上形成的超声波焊接型线，以及在所述上半壳体和下半壳体中的另一个半壳体的装配表面上形成的配合型线，所述配合型线与所述超声波焊接型线部分地构成形状配合。所述超声波焊接型线的截面为从所述一个半壳体的装配表面突起的形状，所述配合型线的截面为从所述另一个半壳体的装配表面凹入的台阶形状，所述台阶形状的凹入部分延伸至所述另一个半壳体的装配表面的内边缘，且所述突起相对于所述一个半壳体的装配表面的高度大于所述台阶相对于所述另一个半壳体的装配表面的高度。

Description

超声波焊接型线结构及焊接方法、产品壳体和电子产品

技术领域

本发明涉及一种超声波焊接型线结构，其包括分别在构成产品壳体的上半壳体和下半壳体的装配表面上形成的超声波焊接型线和配合型线，配合型线与超声波焊接型线部分地构成形状配合。

背景技术

当前，很多电子产品，例如手机等通讯器材中使用的扬声器模块，其外壳通常由两个半壳体构成，用于在内部封装电子器件。在装配过程中经常通过超声波焊接的方式将两个半壳体焊接装配在一起。

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合的焊接方法。

通常，如图1所示，在待焊接的两个工件中，在一个工件的焊接表面上设置截面为例如三角形的凸起形状的型线，然后将具有凸起型线的工件的焊接表面与另一个工件的焊接表面配合压紧在一起进行超声波焊接。

在对壳体等需要较高配合精度和较高密封要求的工件进行超声波焊接时，为了定位准确需要在焊接表面上设置定位销/定位孔或定位肋条等定位结构以防错位。

而且，在超声波焊接过程中，融化的材料可能会溢出，为了防止溢出，需要对焊接过程进行精确控制，以保证焊接质量和产品外观。

另外，为了保证焊接后产品的密封性，往往还需要设置诸如海绵等的密封材料。

显然，设置上述定位结构和密封材料，并对超声波焊接过程进行精确控制，增加了加工时间和加工成本，降低了成品率，也难以获得一致满意的产品质量。特别是对于上下壳体的很窄的装配表面来说，设置定位结构在模具加工方面非常困难。

参见图2A及图2B，中国实用新型：CN201345228Y公开了一种通过超声波焊接安装的防水闪存盘，其中在第一、二塑料壳体10、20上分别设置楔形的凹槽11和与凹槽11适配的楔形凸起21，经超声波焊接后能够实现良好的密封。

但是，这种楔形凹槽和楔形凸起的配合结构要求较高的尺寸配合精度，从而给模具设计、制造提出了很高的要求，增加了模具加工方面的成本。而且，这种楔形凸起-凹槽的配合结构对于焊接过程的控制也有较高要求，增加了焊接控制的复杂度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波焊接型线结构及相应的焊接方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明通过一种超声波焊接型线结构解决了上述技术问题，该超声波焊接型线结构包括：在构成产品壳体且分别具有装配表面的上半壳体和下半壳体中的一个半壳体的装配表面上形成的超声波焊接型线，以及在所述上半壳体和下半壳体中的另一个半壳体的装配表面上形成的配合型线，所述配合型线与所述超声波焊接型线部分地构成形状配合，所述超声波焊接型线的截面为从所述一个半壳体的装配表面突起的形状，所述配合型线的截面为从所述另一个半壳体的装配表面凹入的台阶形状，所述台阶形状的凹入部分延伸至所述另一个半壳体的装配表面的内边缘，且所述突起相对于所述一个半壳体的装配表面的高度大于所述台阶相对于所述另一个半壳体的装配表面的高度。

上述超声波焊接型线结构由于采用了突起和台阶的相互配合的型线结构，因此可以在保证焊接质量的前提下降低对于尺寸配合精度的要求，降低了模具加工和焊接控制的复杂度，从而降低了生产成本。

在上述技术方案的基础上还可以做出进一步改进，例如：所述台阶与所述突起相对的面相对于所述上半壳体和下半壳体的装配表面大致垂直；所述超声波焊接型线设在所述一个半壳体的装配表面的内侧或中部；在进行焊接装配作业时，所述台阶的垂直面与所述突起的外侧面之间存在间隙。

另外，还可以将上述技术方案作出如下改进，例如：所述突起为楔形，该楔形的外侧面相对于所述一个半壳体的装配表面基本垂直，该楔形的内侧面为斜面，且该楔形的宽度沿着突出方向逐渐减小；所述超声波焊接型线和所述配合型线的尺寸设置成在进行超声波焊接后在所述上半壳体和下半壳体的装配表面的外侧部分之间存在间隙。

上述改进能够更有效地保证在焊接过程中上下壳体的对齐，防止熔融材料的溢出，并简化焊接过程的控制。

此外，所述超声波焊接型线和所述配合型线可以沿着所述产品壳体的周向设置在所述上半壳体和下半壳体的整体装配表面上；在所述上半壳体和下半壳体的配合表面上还设有用于定位的辅助定位结构；所述辅助定位结构设置成相互配合的辅助焊接型线及辅助配合型线。

上述进一步改进能够更有效地确保上下壳体的准确定位并使得产品壳体更加坚固。

本发明还提供设置上述超声波焊接型线结构的产品壳体及采用该产品壳体的电子产品，该电子产品可包括例如扬声器的电子部件。

另外，本发明还提供一种对构成产品壳体的上半壳体和下半壳体进行超声波焊接的方法，包括如下步骤：在所述上半壳体和下半壳体上设置如上所述的超声波焊接型线结构；装配所述上半壳体和下半壳体；以及对所述上半壳体和下半壳体施加超声波焊接来形成所述产品壳体。

附图说明

图1为现有技术中超声波焊接型线结构的示意图；

图2A和图2B为现有技术中另一种超声波焊接型线结构的示意图；

图3为本发明的一个实施方式的产品立体图；

图4为本发明的一个实施方式的产品立体分解图；

图5A和图5B为示出上述实施方式中的焊接型线和配合型线的立体图；

图6为上述焊接型线和配合型线的配合结构的放大剖面图；

图7为上述焊接型线和配合型线的配合结构的放大剖面立体图。

附图标记列表：

1上壳体

2下壳体

3扬声器

4柔性印刷电路板

11焊接型线

21配合型线

12、22装配表面

111焊接型线的外侧面

112焊接型线的内侧面

211垂直面

具体实施方式

下面结合附图3-7，详细描述本发明的具体实施方式的细节。但是，需要说明的是，下面的描述本质上仅为示例性的，而不意图限制本发明公开、应用或使用。

在以下描述中所使用的某些术语仅用于参照，因此并不意味着进行限制。例如，诸如“上”、“下”、“顶”和“底”等术语是指所参照的附图中的方向。

如图3和图4所示，本发明的一个实施方式涉及扬声器模块。该扬声器模块包括上壳体1和下壳体2，在由上、下壳体1、2构成的产品壳体中封装有扬声器3和柔性印刷电路板(FPC)4等部件。

如图5A和图5B所示，在扬声器模块的装配、制造过程中，通过超声波焊接工艺将上、下壳体1、2焊接为完整的产品壳体。因此，为了进行超声波焊接，在上壳体1的装配表面上形成焊接型线11，并在下壳体2的装配表面上形成配合型线21。

参见图6和图7，上壳体1包括顶表面部分和大致垂直于顶表面部分向下延伸的向下延伸部，该向下延伸部的端面为上壳体的装配表面12。下壳体2包括底表面部分和大致垂直于底表面部分向上延伸的向上延伸部，该向上延伸部的端面22为下壳体的装配表面，且这两个装配表面12、22的宽度尺寸基本相同。

焊接型线11突出设置在上壳体1的装配表面12的内侧，其截面大致为楔形，其中外侧面111大致垂直于装配表面并距离装配表面的外边缘一定距离，内侧面112从装配表面12的内边缘朝向外侧面111的前端倾斜汇聚。在下壳体2的装配表面22的内侧与焊接型线11对应的位置加工出截面为台阶状的配合型线21。上述台阶状截面的垂直面211与焊接型线11的外侧面111构成形状配合。优选的是，配合型线21的垂直面211至下壳体2的装配表面22的外边缘的距离L2小于焊接型线11的外侧面111至上壳体1的装配表面12的外边缘的距离L1，从而在垂直面221与外侧面111之间形成间隙。并且，焊接型线11的高度h1大于台阶21的高度h2。

在进行扬声器模块的装配作业时，将扬声器3和柔性印刷电路板(FPC)4等部件与上、下壳体1、2正确安装就位，之后进行上、下壳体1、2的超声波焊接以制成扬声器模块。

在上、下壳体1、2的超声波焊接过程中，焊接型线11的外侧面111与配合型线12的垂直面211构成的形状配合起到了定位对齐的作用，因此不必再另外设置专门的定位对齐部分，从而大大降低了焊接结构的复杂度及相应的模具的复杂度，降低了开模成本，也延长了模具的使用寿命。而且由于配合型线12成台阶状，因此降低了焊接型线11和配合型线12的尺寸精度，由此也降低了模具加工和焊接控制的复杂度，从而降低了生产成本。

而且，由于在配合型线21的垂直面211与焊接型线的外侧面111之间形成间隙，并且在上、下壳体1、2的装配表面12、22之间也始终存在间隙，因此可防止在焊接过程中融化的焊料向外溢出，大大提高了焊接质量和产品合格率，同时也能够获得一致满意的产品质量。

另外，在焊接过程中，在上、下壳体1、2的装配表面12、22之间由于焊接型线11和配合型线12二者的高度差而始终存在间隙，在焊接完成后，该间隙形成了分隔线。该分隔线的作用一是有利于产品的外观美观，因为上、下壳体在组装过程中如果有水平错位的现象，则通过由间隙构成的分隔线可以在视觉或触觉上降低对于这种水平错位的感受；更重要的是，这种分隔线结构还可以作为焊接高度限制的停止平台，从而有利于超声波焊接高度的控制，可以避免因为超声波机台的不稳定造成融接高度过深，进而造成内部电子组件的损害。

以上描述了本发明的一种实施方式。本领域技术人员能够理解，基于上述实施方式可进行多种变形，并且同样能够实现上述发明效果。

例如，上述焊接型线和配合型线的位置可以互换，即，在下壳体设置焊接型线，而在上壳体设置配合型线。而且，焊接型线也不必设在相应的装配表面的内侧，而是也可以设在该装配表面的中部。再者，焊接型线和配合型线可以沿相应装配表面的整周设置，但也可以仅设在一部分装配表面上。

另外，本发明的超声波焊接型线结构省去了以往焊接结构所需的例如定位销、定位柱等的定位结构，从而在保证焊接定位要求的情况下简化了模具及焊接控制成本，但在某些需要准确定位或需要产品壳体更加坚固等情况下，也可以在配合表面上增设用于定位的辅助定位结构，甚至将该辅助定位结构设置成辅助焊接型线及辅助配合型线的形式。

本公开的描述仅为示例性的属性，因此没有偏离本公开要旨的各种变形理应在本公开的范围之内。这些变形不应被视为偏离本公开的精神和范围。

Claims (13)

1.一种超声波焊接型线结构，该超声波焊接型线结构包括：

在构成产品壳体且分别具有装配表面的上半壳体(1)和下半壳体(2)中的一个半壳体的装配表面(12)上形成的超声波焊接型线(11)，以及

在所述上半壳体(1)和下半壳体(2)中的另一个半壳体的装配表面(22)上形成的配合型线(21)，

所述配合型线(21)与所述超声波焊接型线(11)部分地构成形状配合，

其特征在于，

所述超声波焊接型线(11)的截面为从所述一个半壳体的装配表面(12)突起的形状，所述配合型线(21)的截面为从所述另一个半壳体的装配表面(22)凹入的台阶形状，所述台阶形状的凹入部分延伸至所述另一个半壳体的装配表面(22)的内边缘，且所述突起相对于所述一个半壳体的装配表面(12)的高度(h1)大于所述台阶相对于所述另一个半壳体的装配表面(22)的高度(h2)。

2.根据权利要求1所述的超声波焊接型线结构，其特征在于，所述台阶与所述突起相对的面相对于所述上半壳体和下半壳体的装配表面(12，22)大致垂直。

3.根据权利要求1所述的超声波焊接型线结构，其特征在于，所述超声波焊接型线(11)设在所述一个半壳体的装配表面的内侧或中部。

4.根据权利要求2所述的超声波焊接型线结构，其特征在于，在进行焊接装配作业时，所述台阶的垂直面(211)与所述突起的外侧面(111)之间存在间隙。

5.根据权利要求2所述的超声波焊接型线结构，其特征在于，其中所述突起为楔形，该楔形的外侧面(111)相对于所述一个半壳体的装配表面基本垂直，该楔形的内侧面(112)为斜面，且该楔形的宽度沿着突出方向逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的超声波焊接型线结构，其特征在于，所述超声波焊接型线(11)和所述配合型线(21)的尺寸设置成在进行超声波焊接后在所述上半壳体和下半壳体的装配表面(12，22)的外侧部分之间存在间隙。

7.根据权利要求1所述的超声波焊接型线结构，其特征在于，所述超声波焊接型线(11)和所述配合型线(21)沿着所述产品壳体的周向设置在所述上半壳体和下半壳体的整体的装配表面(12，22)上。

8.根据权利要求1所述的超声波焊接型线结构，其特征在于，在所述上半壳体和下半壳体的配合表面(12，22)上还设有用于定位的辅助定位结构。

9.根据权利要求8所述的超声波焊接型线结构，其特征在于，所述辅助定位结构设置成相互配合的辅助焊接型线及辅助配合型线。

10.一种产品壳体，该产品壳体由设有如权利要求1所述的超声波焊接型线结构的上半壳体和下半壳体通过超声波焊接而形成。

11.一种电子产品，该电子产品包括电子部件和封装所述电子部件的如权利要求10所述的产品壳体。

12.根据权利要求11所述的电子产品，其特征在于，所述电子部件包括扬声器。

13.一种对构成产品壳体的上半壳体和下半壳体进行超声波焊接的方法，包括如下步骤：

在所述上半壳体和下半壳体上设置如权利要求1所述的超声波焊接型线结构，

装配所述上半壳体和下半壳体，以及

对所述上半壳体和下半壳体施加超声波焊接来形成所述产品壳体。

Images