CN216857289U - 一种键合换能器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种键合换能器，包括安装部、变幅杆、压电陶瓷组和劈刀，其特征在于：所述安装部为对称结构，包括主体和设置在所述主体中心部的安装杆，所述变幅杆设置在所述安装杆上，所述压电陶瓷组设置在所述安装部主体和所述变幅杆端部之间，所述压电陶瓷组上设有电极，所述变幅杆的另一末端固定连接有劈刀。本实用新型的键合换能器零振幅位置恒定，不随温度、频率变化而发生偏移，超声能量损耗小，稳定性更高。

Description

一种键合换能器

技术领域

本实用新型涉及键合工艺设备技术领域，尤其是一种键合换能器。

背景技术

当前半导体封装技术大多采用引线键合技术，引线键合是一种使用细金属线，利用热、压力、超声波能量使得金属引线与基板焊盘紧密焊合，实现芯片与基板间的信息链接。其中的关键执行机构就是超声换能器。目前常用的超声换能器采用的是夹心式压电换能器，利用逆压电效应将电能转化为机械能，带动金线与工件高频摩擦，达到焊接效果。换能器在振动过程中会存在振幅最大点与零振幅点(节点)，通常换能器安装法兰会设计在节点位置，以减少安装对超声振动能量的损耗。

但实际应用中，由于节点仅为一个面，实际零振幅点通常与理论零振幅点存在偏差，安装位有一部分不在节点上，这便导致工作中安装法兰会产生振动，造成换能器阻抗变大，能量损耗加剧，导致超声波出现不稳定现象，严重影响焊接合格率与可靠性；换能器工作过程中换能器会产生热量导致频率飘移，零振幅点也随着频率偏移偏离法兰位置，不利于换能器稳定工作，也会影响焊接效果和使用寿命。同时由于位置固定，此类换能器只能在一个固定频率下使用，适应性受限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种键合换能器，包括安装部、变幅杆、压电陶瓷组和劈刀，安装部为对称结构，包括主体和设置在主体中心部的安装杆，变幅杆设置在安装杆上，压电陶瓷组设置在安装部主体和变幅杆端部之间，压电陶瓷组上设有电极，变幅杆的另一末端固定连接有劈刀。

优选地，安装部主体为圆盘形，安装杆上设有安装螺纹，变幅杆设有与安装杆上安装螺纹相配合的内螺纹。

优选地，安装部主体为实心圆盘，安装杆为两个，分别设置在主体实心圆盘中心部的两端。

优选地，安装部主体中心带有通孔，安装杆为一根，贯穿并固定在安装部主体中心通孔处。

优选地，压电陶瓷组为偶数数量的带中心孔的片状圆环体。

优选地，压电陶瓷组的片状圆环体为两片、四片或者六片。

优选地，安装部主体的圆盘两端面上设有深度相同且位置对称的环形凹槽。

优选地，安装部的主体和安装杆为一体成型。

优选地，变幅杆包括本体和劈刀安装部，劈刀安装部设置在本体的末端，劈刀通过螺丝固定安装在劈刀安装部上。

优选地，劈刀安装部和本体一体成型。

本实用新型的键合换能器有如下优点：

1、换能器可以多个频率点进行工作，扩大了换能器的适用范围。可根据实际需求选择频率点工作，可足多种封装工艺的要求；

2、换能器零振幅位置恒定，不随温度、频率变化而发生偏移，超声能量损耗小，稳定性更高；

3、可双头使用，相对同类型换能器，具有2倍以上的使用寿命，经济性更好。

附图说明

图1是本实用新型的一种键合换能器立体结构示意图；

图2是本实用新型的一种键合换能器平面结构示意图；

图3是本实用新型的一种键合换能器安装部平面剖视图；

图4是本实用新型的一种键合换能器另一实施例平面剖视图；

其中：1-安装部；101-主体；102-安装杆；1011-环形凹槽；201-本体；202-劈刀安装部；3-压电陶瓷组；4-电极；5-劈刀；6-螺丝；A-安装部对称面。

具体实施方式

下面结合附图并以实施例的方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图1-2所示，本实用新型的目的在于提供一种键合换能器，包括安装部1、变幅杆、压电陶瓷组3和劈刀5，安装部1为对称结构，包括主体101和设置在主体中心部的安装杆102，变幅杆设置在安装杆102上，压电陶瓷组3设置在安装部主体101和变幅杆端部之间，压电陶瓷组3上设有电极4，变幅杆的另一末端固定连接有劈刀5。这里的安装部1为键合换能器的居中位置，其为对称结构是指其相对于键合换能器本身的零振幅面对称，即图2中的A面，由于安装部1的对称结构，使得在安装变幅杆及劈刀后，整个键合换能器也处于相对于零振幅面对称，即相对A面对称。

如图1-3所示，安装部主体101可以为圆盘形(也可以为方形或其他形状，只要是相对于A面对称)，安装杆102上设有安装螺纹，变幅杆设有与安装杆102上安装螺纹相配合的内螺纹，实现了变幅杆与安装杆102的装配固定。

如图3所示，本申请的其中一种实施方式，安装部主体101为实心圆盘，安装杆102为两个，分别设置在主体101实心圆盘中心部的两端，安装部的主体101和安装杆102可以是一体成型。

如图4所示，本申请的另一种实施方式，安装部主体101中心带有通孔，安装杆102为一根，贯穿并固定在安装部主体101中心通孔处。

无论图3或者图4的那种实施方式，都保证了安装部1为对称结构。

压电陶瓷组3为偶数数量的带中心孔的片状圆环体，将其套入安装杆102后再安装变幅杆。

压电陶瓷组3的片状圆环体为两片、四片、六片或其它偶数数量，可根据具体需求的功率大小、频率去选择压电陶瓷片数量以满足不同工艺、产品的需求。

当安装部主体101为实心圆盘时，安装部主体101的圆盘两端面上设有深度相同且位置对称的环形凹槽1011，这是为了尽量减少键合换能器与焊线机卡环装配后连接处面积，使安装部主体101更好的与零振幅位置重合，减少键合换能器与外部机构(焊线机)的耦合作用，提高超声能量的利用率及稳定性。

变幅杆包括本体201和劈刀安装部202，劈刀安装部202设置在本体201的末端，劈刀5通过螺丝6固定安装在劈刀安装部202上。

劈刀安装部202和本体201一体成型，或者二者装配连接。

工作时本申请的键合换能器有三种激励方式，可根据实际工况选择不同激励方式：

1、第一激励方式：单独给一侧压电陶瓷组交流电压激励，使压电陶瓷产生振动，此种激励方式只有一组压电陶瓷工作，功率较小。

2、第二激励方式：单独给另一侧压电陶瓷组交流电压激励，使另一侧压电陶瓷产生振动，此种激励方式另一侧压电陶瓷组工作，功率较小，最大振幅较第一种方式小。

3、同时给两侧压电陶瓷组交流电压激励，使电陶瓷产生振动。由于有两侧陶瓷片振动叠加，此种激励方式功率最大。

本实用新型并不局限于上述实施方式，任何本领域技术人员都可做多种修改和变化，在不脱离本实用新型的精神下，都在本实用新型所要求保护范围。

Claims (10)

1.一种键合换能器，包括安装部、变幅杆、压电陶瓷组和劈刀，其特征在于：所述安装部为对称结构，包括主体和设置在所述主体中心部的安装杆，所述变幅杆设置在所述安装杆上，所述压电陶瓷组设置在所述安装部主体和所述变幅杆端部之间，所述压电陶瓷组上设有电极，所述变幅杆的另一末端固定连接有劈刀。

2.根据权利要求1所述的键合换能器，其特征在于：所述安装部主体为圆盘形，所述安装杆上设有安装螺纹，所述变幅杆设有与所述安装杆上安装螺纹相配合的内螺纹。

3.根据权利要求2所述的键合换能器，其特征在于：所述安装部主体为实心圆盘，所述安装杆为两个，分别设置在所述主体实心圆盘中心部的两端。

4.根据权利要求2所述的键合换能器，其特征在于：所述安装部主体中心带有通孔，所述安装杆为一根，贯穿并固定在所述安装部主体中心通孔处。

5.根据权利要求1所述的键合换能器，其特征在于：所述压电陶瓷组为偶数数量的带中心孔的片状圆环体。

6.根据权利要求5所述的键合换能器，其特征在于：所述压电陶瓷组的片状圆环体为两片、四片或者六片。

7.根据权利要求2所述的键合换能器，其特征在于：所述安装部主体的圆盘两端面上设有深度相同且位置对称的环形凹槽。

8.根据权利要求3所述的键合换能器，其特征在于：所述安装部的主体和所述安装杆为一体成型。

9.根据权利要求1所述的键合换能器，其特征在于：所述变幅杆包括本体和劈刀安装部，所述劈刀安装部设置在所述本体的末端，所述劈刀通过螺丝固定安装在所述劈刀安装部上。

10.根据权利要求9所述的键合换能器，其特征在于：所述劈刀安装部和所述本体一体成型。

Images