CN1797872A - 导线超声波焊接方法以及导线超声波焊接装置 - Google Patents

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Abstract

将导线的、由多根线芯构成的导电部分插入装配到一压制模具的槽中，从而将该导电部分的宽度限制成端子的焊接宽度，在这种情况下利用压制成形机，在厚度方向上压制该导电部分，以将其形成为扁平形状。随后，将该导电部分插入装配到该端子中，在用一个压制振动臂压制该导电部分的同时，通过该压制振动臂所施加的超声波振动将该导电部分焊接到端子上。

Description

导线超声波焊接方法以及导线超声波焊接装置
发明背景
1.技术领域
本发明涉及一种导线超声波焊接方法和一种导线超声波焊接装置，用来将具有多个线芯的导线(例如多股绞合线)焊接到一连接部分上，例如一个端子。
2.背景技术
已经公知了一种用超声波焊接导线的方法(例如参见日本专利公开JP-A-2004-095293)。在图3A到图4B中示出了JP-A-2004-095293公开的导线超声波焊接方法的透视图。
参考图3A至图4B，在该导线超声波焊接方法中，导线100的由多个线芯101组成的导电部分102(参见图3A)的宽度限制为对应于端子103的焊接宽度W(参见图4B)，在这种情况下线芯101被超声波焊接到一起(第一步超声波焊接操作)，同时在导电部分102的厚度方向上对线芯101施加一个压力(参见图3B)，从而导电部分被形成为一个扁平形状的整体构造(参见图4A)。然后，导电部分102被超声波焊接(第二步超声波焊接操作)到端子103上(参见图4B)。
在上述传统的导线超声波焊接方法中，在将导线100的导电部分102形成扁平形状的同时通过第一步超声波焊接操作来将线芯101焊接到一起，因此可以得到焊接部分良好的电特性。
然而，由于作用在导线100的导电部分102上的超声波焊接操作会产生较大的应力，这引起一个问题就是线芯101易于断裂。即，在第一步超声波焊接操作中(参见图3)，焊接应力以一种由附图标记A表示的集中方式作用在导线100上。在第二步超声波焊接操作中(参见图4B)，焊接应力进一步以一种集中的方式作用在导线100的A部分上，因而会遇到一个问题就是线芯101会由于这些焊接的应力集中而易于断裂。
发明内容
本发明是在考虑到上述情况的基础上作出的，本发明的一个目的就是提供一种导线超声波焊接方法，其中可防止导体(线芯)在导线的超声波焊接过程中被切断，从而提供了具有优良耐久性和可靠性的超声波焊接导线。
1)本发明的一种导线超声波焊接方法，其特征在于由多根线芯组成的导线导电部分被限制为与该连接部分宽度相对应的宽度，并且在这种情况下在导电部分的厚度方向上进行压制以形成扁平形状；随后该导电部分在压制的同时通过超声波振动焊接到连接部分上。
在上述导线超声波焊接方法中，导线的导电部分被限制为与该连接部分宽度相对应的宽度，并且在这种情况将导电部分压制成一扁平形状；随后该导电部分通过超声波振动焊接到连接部分上。因此，提供了一种导线超声波焊接方法，其可以防止导体(线芯)在导线的超声波焊接过程中被切断，从而提供了具有优良耐久性和可靠性的超声波焊接导线。
2)上段1)中的导线超声波焊接方法，其特征还在于该导线是由易于塑性变形的材料制成的。
在上述导线超声波焊接方法中，导线是由易于塑性变形的材料制成的，因此导线的压制成形导电部分可以顺畅地并准确地插入装配到连接部分中。
3)本发明的一种导线超声波焊接装置，其特征在于包括限制部件，用于将具有多根线芯的导线的导电部分限制为对应于连接部分宽度的预定宽度；压制成形机，用于将所述导线的、被所述限制部件限制成预定宽度的所述导电部分在所述导电部分的宽度方向上进行压制，以使所述导电部分形成扁平形状；及压制振动装置，用于通过超声波振动将装配到所述连接部分中的所述导线的被压制导电部分焊接到所述连接部分上，同时向所述导电部分施加压力。
在上述导线超声波焊接装置中，导线的导电部分被该限制部件限制成对应于连接部分宽度的宽度，在这种状态下通过压制成型机将该导电部分压制成扁平形状，然后通过该压制振动装置所施加的超声波振动将导电部分焊接到联接部分上。因此，可以提供一种能防止导体(线芯)在导线的超声波焊接过程中被切断，从而提供了具有优良耐久性和可靠性的超声波焊接导线。
4)上段3)中的导线超声波焊接装置，其特征进一步在于该限制部件包括一模具，其具有一宽度对应于连接部分宽度的槽，并且当导线的导电部分插入到槽中时，该槽将该导电部分限制成对应于连接部分宽度的预定宽度，且该槽中导线导电部分插入的一侧上的边缘被倒角或者倒圆角成一预定曲率。
在上述导线超声波焊接装置中，位于该槽中所述导线导电部分插入槽的一侧上的边缘被倒角或者倒圆角成一预定曲率，因此可以获得一种导线超声波焊接装置，其中导线的导电部分可以顺畅地并准确地插入装配到连接部分中。
5)上述3)段或4)段中的导线超声波焊接装置，其特征进一步在于该压制振动装置包括：一压制振动臂，用于通过超声波振动将装配到连接部分中的导线导电部分焊接到该连接部分，同时给该导电部分施加一个压力；和一个模具，位于所述连接部分不朝向所述压制振动臂的侧面上，用于支撑该连接部分，从而可以接收该压制振动臂所施加的压力，模具接触所述连接部分的一部分的形状被设成与该连接部分的形状相一致。
在上述导线超声波焊接装置中，模具接触连接部分的一部分的形状被设成与该连接部分的形状相一致，因此可以获得一种导线超声波焊接装置，其可以确保导线导电部分与连接部分较高的附着程度，从而能得到良好的焊接特性。
在本发明的导线超声波焊接方法和装置中，可防止该导体(线芯)在导线的超声波焊接期间被切断，并且在压制操作时所进行的超声波焊接操作所需的控制及设备成本都是不必要的了。
附图说明
图1A和1B是表示本发明导线超声波焊接方法的一个优选实施例第一阶段的重要部分的透视图，图1A示出了已经进行了除去外皮操作的导线，图1B示出了该导线和一个用于将该导线的导电部分压成扁平形的压制成形机；
图2A和2B是表示本发明导线超声波焊接方法的一个优选实施例第二阶段(最终阶段)的重要部分的透视图，图2A示出了导电部分都被该压制成形机压成扁平形状的导线，图2B示出了一个导线，其导电部分被一个机臂hom压制并被该机臂超声波焊接到一个端子上；
图3A和3B是表示传统导线超声波焊接方法的第一阶段重要部分的透视图；
图4A和4B是表示传统导线超声波焊接方法的重要部分的透视图。
具体实施方式
下面介绍本发明的一个优选实施例。
图1A至图2B是表示本发明导线超声波焊接方法以及本发明导线超声波焊接装置的一个优选实施例的重要部分的透视图，图1A示出了已经进行了除去外皮操作但还未进行焊接操作的导线，图1B示出了该导线和一个用于将该导线的导电部分压成扁平形的压制成形机，图2A示出了导电部分都被该压制成形机压成扁平形状的导线，图2B示出了该导线的导电部分被一个机臂(horn)压制并被该机臂超声波焊接到一个端子上。
首先，参照附图1A至图2B来介绍用于实施本发明导线超声波焊接方法的一个优选实施例的导线超声波焊接装置10。
导线超声波焊接装置10包括压制模具11、压制成形机12和冲压振动臂，其中压制模具11用于将导线1的导电部分3(由多个线芯2组成)限制成与端子4(用作连接部分)的焊接宽度4相对应的预定宽度W，压制成形机12用来在导电部分3的厚度方向上压制导线1的导电部分3，通过压模11将其限制为预定宽度，冲压振动臂用于在压住该导电部分3时将导线1被压制成形的导电部分3超声波焊接到端子4上。
一种用易于塑性变形的材料(例如铝导线)制成的导线来用作导线1。
更具体地说，在压模11上设有一个导体宽度限制槽14，该导体宽度限制槽14的宽度对应于端子4的焊接宽度W。当导线1的导电部分3插入并装配到该导体宽度限制槽14中时，该导体宽度限制槽14可将导电部分3限制成对应于端子4焊接宽度W的宽度。该导体宽度限制槽14中导线1的导电部分3插入的一侧上的各相对侧边缘被倒角或者倒圆角成一预定曲率，如14a。由于设置了倒角或圆角14a，所以导线1的导电部分3可以顺畅地并正确地插入并装配到压模11的导体宽度限制槽14中。
压制成形机12在导电部分3的厚度方向上(参见图1B中的箭头B)压制导线1的导电部分3，通过压模11将其限制为预定宽度，以将该导电部分3形成为预定的扁平形状。
导线1的压制导电部分3装配到如图2B所示的端子4中，在这种情况下压制振动臂13在压制导电部分3(参见图2B中的箭头C)的同时将导电部分3超声波焊接到支撑在模具(未示出)上的端子4上(参见图2B中的箭头D)。模具与端子4相接触的部分被设置成和端子4的形状相一致，从而可以保证导线1的导电部分3与端子4较高的附着程度，从而能得到良好的焊接特性。
下面，将介绍该实施例的导线超声波焊接方法。
首先，除去导线1端部的外皮，将由多个线芯2组成的导电部分3暴露出来，如图1A所示。然后，将导线1露出来的导电部分3插入并装配到压模11的导体宽度限制槽14中，如图1B所示，从而将导电部分3限制成相应于端子4焊接宽度W的预定宽度。
在这种情况下，通过使用压制成形机12，在导线1的导电部分3的厚度方向对其进行压制，以将其形成如图2A所示的预定扁平形状。然后，导线1的该压制成形导电部分3插入并装配到端子4上，然后该导电部分3在被压制振动臂13压制的同时，通过该压制振动臂13所施加的超声波振动来焊接到端子4上，如图2B所示。
如上文所述，在上述实施例中，导线1的由多根线芯2组成的导电部分3被插入并装配到压模11的导体宽度限制槽14中，从而将该导电部分13的宽度限制成对应于端子4的焊接宽度。在这种情况下，利用压制成形机12，在宽度方向上压制导电部分3，以形成扁平形状。然后，该压制成形导电部分3插入并装配到端子4上，然后该导电部分3在被压制振动臂13压制的同时，通过该压制振动臂13所施加的超声波振动来焊接到端子4上。
因此，导线1在超声波焊接期间受到的超声波振动次数可以是一次，因而可以防止切断该导体部分(线芯2)。因此，可以使得该超声波焊接得到的导线1具有优良的耐久性和可靠性。另外，在传统方法中压制操作时进行的超声波焊接操作(传统的第一步超声波焊接)所需的控制及设备成本都是不必要的了。
本发明的导线超声波焊接方法及装置适用于一根多股导线的超声波焊接。

Claims (5)

1.一种导线超声波焊接方法，其中具有多根线芯的导线导电部分与一连接部分相连，该方法包括以下步骤：
在该连接部分的厚度方向上压制该导电部分，从而使其形成为扁平形状，同时该导电部分的宽度被限制为对应于该连接部分的宽度；
将该导电部分插入到该连接部分中；以及
通过超声波振动将该导电部分焊接到该连接部分上，同时进一步向该导电部分施加压力。
2.根据权利要求1的导线超声波焊接方法，其特征在于所述导线由易于塑性变形的材料制成。
3.一种导线超声波焊接装置，包括：
限制部件，用于将具有多根线芯的导线的导电部分限制为对应于连接部分宽度的预定宽度；
压制成形机，用于将所述导线的、被所述限制部件限制成预定宽度的所述导电部分在所述导电部分的宽度方向上进行压制，以使所述导电部分形成扁平形状；及
压制振动装置，用于通过超声波振动将装配到所述连接部分中的所述导线的被压制导电部分焊接到所述连接部分上，同时向所述导电部分施加压力。
4.根据权利要求3的导线超声波焊接装置，其特征在于所述限制部件包括
具有槽的模具，该槽的宽度对应于所述连接部分的宽度，
当所述导线的所述导电部分插入到所述槽中时，所述槽将所述导电部分限制成预定宽度，且
所述槽中在所述导线的导电部分插入槽中一侧上的边缘被倒角或者倒圆角成预定曲率。
5.根据权利要求3的导线超声波焊接装置，其特征在于所述压制振动装置包括：
压制振动臂，用于通过超声波振动将装配到所述连接部分中的所述导线的所述被压制导电部分焊接到所述连接部分上，同时向所述导电部分施加压力，和
模具，位于所述连接部分的背向所述压制振动臂的一侧，用于支撑所述连接部分，从而可以接收所述压制振动臂所施加的压力，所述模具接触所述连接部分的一部分在形状上与所述连接部分的形状相一致。
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