CN104826786A - 一种法兰式超声波换能器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超声波换能器的技术领域，尤其涉及一种在焊线机上用于超声焊接的超声波换能器。该换能器，压电晶体位于中部，同时在压电晶体的前后两边的节点位置处伸出筋同安装用的法兰连接。由于支撑该换能器的筋在沿换能器轴线方向上的两个不同位置引出，换能器的弯曲刚度更容易得到保证；同时，因为筋是从换能器的振动节点位置引出，而振动节点位置是换能器振动幅度最小的位置，使换能器安装上机器后受安装部位的干扰降到最小。

Description

一种法兰式超声波换能器
技术领域
本发明涉及超声波换能器的技术领域，尤其涉及一种在焊线机上用于超声焊接的超声波换能器。 
背景技术
焊线机广泛应用于半导体封装行业。 换能器作为焊线机上的关键部件之一，对焊线机的性能有重要影响。 随着半导体封装行业的发展，对焊线机的运行速度提出越来越高的要求。焊线机的运行速度已经可以到达每秒焊接20线。此外，不同种类的片子越来越多，要求焊线机能够适用于多种不同片子的焊接需求，包括比较难于焊接的QFN。 
在焊线机运行过程中，装在焊线机上的换能器在马达带动下高速上下运动，其本身通过接受电驱动产生超声振动将电能转换成超声振动能量传递到瓷嘴，使得瓷嘴沿着换能器轴线方向以超声频率来回振动。 
随着高速全自动焊线机运行速度的越来越快，换能器本身的重量开始成为一个瓶颈。需要有轻型的换能器。 
另外，换能器在工作时，其夹持的瓷嘴同焊点接触并在垂直方向上受到向上的反作用力，换能器头部因此产生一定程度的向上弯曲，弯曲程度越大对超声振动的干扰越大，对超声焊接质量越不利。因此在设计轻型换能器的同时，必须兼顾到不降底换能器的弯曲刚度。 
再者，提供换能器被机械固定于机器上，在工作时，其超声振动不可避免地受到安装部位的影响。可以通过降低安装接触面积来减小来自安装部位的影响，但简单的降低安装接触面积会造成换能器的弯曲刚度的降低。 
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：通过综合考虑各种影响因素，设计出一种换能器，既使得其质量足够轻盈，又有足够弯曲刚度，同时安装在机器上在工作时受到安装部位的不利影响小。 
本发明的一个实施例，其特征在于：压电晶体位于中部, 瓷嘴通过锁紧瓷嘴螺丝被夹持在换能器一端; 在中间压电晶体和瓷嘴之间的振动节点位置上有前筋伸出，前筋上连有前法兰； 在压电晶体和换能器的另一端之间的振动节点位置上有后筋伸出，后筋上连有后法兰，前法兰10和后法兰11不直接相连。 
本发明的另一实施例，其特征在于：压电晶体位于中部位置, 瓷嘴通过锁紧瓷嘴螺丝被夹持在换能器一端; 在中间压电晶体和瓷嘴之间的振动节点位置上有前筋伸出；在压电晶体和换能器的另一端之间的振动节点位置上有后筋伸出；前筋和后筋连接在一起，中间连有法兰。 
  
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 
图1是换能器的俯视图上叠加振形示意图； 
图2是本发明的一个实施例示意图；
图3 是本发明的另一个实施例示意图；
其中: 1、压电晶体，2、瓷嘴，3、瓷嘴螺丝，4、振形，5、节点位置，6、节点位置，7、节点位置，8、前筋，9、后筋，10、前法兰，11、后法兰， 12、法兰。
  
具体实施方式
本发明的换能器的压电晶体1布置在中间位置，瓷嘴2通过锁紧瓷嘴螺丝3夹持在换能器的一端。 
换能器在工作时，有一定的振形，并且有振动节点。在振动节点位置，换能器的振动幅度最小。图1所示为换能器的俯视图上叠加振形4。压电晶体1位于其中一个节点位置6。在中间压电晶体1和瓷嘴2之间的振动节点位置5。在压电晶体1和换能器的另一端之间的振动节点位置7。节点位置5和节点位置7之间在换能器轴向有一定的间距。这样从这两个节点位置上引出支架并型成安装结构可以使得换能器被安装固定于机器上后，其弯曲刚度更加容容易得到保证，同时换能器受到安装连接处的干扰降到最小。 
图2 为本发明的一个实施例示意图。压电晶体1位于中部位置, 瓷嘴2通过锁紧瓷嘴螺丝3被夹持在换能器一端; 在中间压电晶体1和瓷嘴2之间的振动节点位置5上有前筋8伸出，前筋上连有前法兰10； 在压电晶体1和换能器的另一端之间的振动节点位置7上有后筋9伸出，后筋连有后法兰11； 前法兰10和后法兰11不直接相连。前后法兰用于安装固定换能器。 
图3 为本发明的另一个实施例示意图。压电晶体1位于中部位置, 瓷嘴2通过锁紧瓷嘴螺丝3被夹持在换能器一端; 在中间压电晶体1和瓷嘴2之间的振动节点位置上有前筋8伸出；在压电晶体1和换能器的另一端之间的振动节点位置上有后筋9伸出；前筋8和后筋9连接在一起，中间连有法兰12；法兰用于安装固定换能器。 
本发明的内容通过实例做了介绍，但图形显示的具体形状不应当被认为是对本发明的限制。本发明由权利要求来限定。 
  

Claims (2)

1.一种超声波换能器，其特征在于：压电晶体（1）位于中部, 瓷嘴（2）通过锁紧瓷嘴螺丝（3）被夹持在换能器一端; 在中间压电晶体（1）和瓷嘴（2）之间的振动节点位置（5）上有前筋（8）伸出，前筋上连有前法兰（10）； 在压电晶体（1）和换能器的另一端之间的振动节点位置（7）上有后筋（9）伸出，后筋连有后法兰（11）； 前法兰（10）和后法兰（11）不直接相连。
2.一种超声波换能器，其特征在于：压电晶体（1）位于中部位置, 瓷嘴（2）通过锁紧瓷嘴螺丝（3）被夹持在换能器一端; 在中间压电晶体（1）和瓷嘴（2）之间的振动节点位置上有前筋（8）伸出；在压电晶体（1）和换能器的另一端之间的振动节点位置上有后筋（9）伸出；前筋（8）和后筋（9）连接在一起，中间连有法兰（12）。
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