JP4360279B2 - 接合品質確認方法およびその装置 - Google Patents
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Description
ξ(x)=ξ0sinωt・coskx
ξ0:最大振動振幅、ω:角周波数、k:波長定数(ω/c)、c:弾性体の音速
との式で表される。
また、振動歪δ(x)は振動振幅の位置的関数であるため、ξ(x)をxで変微分することによって算出され、振動歪δ(x)は、
δ(x)=δ0sinωt・sinkx
δ0=−ξ0k:最大振動歪
との式で表される。
x位置における振動応力T(x)は、弾性体のヤング率をEとすると振動歪にヤング率Eを乗じたものとなるので、
T(x)=Eδ0sinωt・sinkx
との式で表される。
t=(n+1/2)π/ω n:整数
の時であるので、
T(x)=Eδ0sinkx=Eξ0ksinkx
との式で表される。
Tq=Eξ0ksinkx
との式で表される。したがって、加振位置56を加振することによって打点位置54に大きな応力を与えるためには、この式を満たすようにξ0、f、xの値を決定すればよいことになる。
Tq=Eξ0ksinkx=Eξ0ksinπ/2=Eξ02πf/cが成立するξ0を求めると、
アルミニウムのヤング率E=7.0×1010[N/m2]であるので、
ξ0=Tq・c/2πfE=32.1μ/m
したがって、λ/4は、打点位置54から69mmとなり、振幅は32.1μ/mとなる。このため、本実施の形態では加振位置56を打点位置54から69mm離れた位置に設定しているのである。以上の演算は、制御装置20が行い、演算された加振位置56への扁平型電池50の位置決めはワーク位置決め装置30が行う。
15 入力装置、
20 制御装置、
30 ワーク位置決め装置、
40 接合品質確認機、
41 アンビル、
42 振動手段、
43 増幅用ホーン、
44 チップ、
45 高周波電源、
46 振動子、
50 扁平型電池、
51 ラミネートフィルム、
52 正極端子、
53 負極端子、
54 打点位置、
55 ファストン端子、
56 加振位置、
A、B 平板。
Claims (14)
- 超音波を用いて接合された部位の接合品質を確認するための接合品質確認方法であって、
接合された部材の物理特性情報および接合された部位の接合品質を確認するための接合品質確認情報を取得する段階と、
前記物理特性情報および前記接合品質確認情報に基づいて、接合された部位に大きな応力を加えることができる加振位置を演算する段階と、
前記接合品質確認情報に基づいて、演算された加振位置を加振する段階と、
を含むことを特徴とする接合品質確認方法。 - 超音波を用いて接合された部位の接合品質を確認するための接合品質確認方法であって、
接合された部材の物理特性情報および接合された部位の接合品質を確認するための接合品質確認情報を取得する段階と、
前記物理特性情報および前記接合品質確認情報に基づいて、接合された部位に大きな応力を加えることができる加振周波数を演算する段階と、
前記接合品質確認情報に基づいて、特定の加振位置を演算された加振周波数で加振する段階と、
を含むことを特徴とする接合品質確認方法。 - 前記物理特性情報は、部材の材質、ヤング率E、波長定数kおよび振動伝播特性を含み、これらの物理特性情報はデータベースとして記憶手段に記憶されているものを用いるか、または外部装置から入力されたものを用いることを特徴とする請求項1または2に記載の接合品質確認方法。
- 前記接合品質確認情報は、接合された部位の位置と、加振周波数、最大振動振幅ξ0、加圧力および加振時間を含み、これらの接合品質確認情報はデータベースとして記憶手段に記憶されているものを用いるか、または外部装置から入力されたものを用いることを特徴とする請求項1に記載の接合品質確認方法。
- 前記接合品質確認情報は、接合された部位の位置と、加振位置、最大振動振幅ξ0、加圧力および加振時間を含み、これらの接合品質確認情報はデータベースとして記憶手段に記憶されているものを用いるか、または外部装置から入力されたものを用いることを特徴とする請求項2に記載の接合品質確認方法。
- 前記加振位置は、
Tq=Eξ0ksinkx
Tq:接合された部位に求められる引張り強さ
E:部材のヤング率
ξ0:最大振動振幅、
k:部材の波長定数(ω/c)=2πf/c
x:接合された部位と加振位置との距離
で表される式のE、ξ0、kの値を前記物理特性情報および前記接合品質確認情報から取得し、前記Tqの値が最大となるxを求めることによって演算することを特徴とする請求項1に記載の接合品質確認方法。 - 前記加振周波数は、
Tq=Eξ0ksinkx
Tq:接合された部位に求められる引張り強さ
E:部材のヤング率
ξ0:最大振動振幅、
k:部材の波長定数(ω/c)=2πf/c
x:接合された部位と加振位置との距離
で表される式のE、ξ0の値および加振位置を前記物理特性情報および前記接合品質確認情報から取得し、前記Tqの値が最大となるkを求めることによって演算することを特徴とする請求項2に記載の接合品質確認方法。 - 超音波を用いて接合された部位の接合品質を確認するための接合品質確認装置であって、
接合された部材の物理特性情報および接合された部位の接合品質を確認するための接合品質確認情報を記憶するデータベースと、
前記物理特性情報および前記接合品質確認情報に基づいて、接合された部位に大きな応力を加えることができる加振位置を演算する加振位置演算手段と、
前記加振位置に前記部材を位置決めする位置決め手段と、
前記接合品質確認情報に基づいて、前記加振位置を加振する加振手段と、
を有することを特徴とする接合品質確認装置。 - 超音波を用いて接合された部位の接合品質を確認するための接合品質確認装置であって、
接合された部材の物理特性情報および接合された部位の接合品質を確認するための接合品質確認情報を記憶するデータベースと、
前記物理特性情報および前記接合品質確認情報に基づいて、接合された部位に大きな応力を加えることができる加振周波数を演算する加振周波数演算手段と、
前記接合品質確認情報に基づいて、特定の加振位置に前記部材を位置決めする位置決め手段と、
前記接合品質確認情報に基づいて、前記特定の加振位置を前記加振周波数で加振する加振手段と、
を有することを特徴とする接合品質確認装置。 - 前記物理特性情報は、部材の材質、ヤング率E、波長定数kおよび振動伝播特性を含むことを特徴とする請求項8または9に記載の接合品質確認装置。
- 前記接合品質確認情報は、接合された部位の位置と、加振周波数、最大振動振幅ξ0、加圧力および加振時間を含むことを特徴とする請求項8に記載の接合品質確認装置。
- 前記接合品質確認情報は、接合された部位の位置と、加振位置、最大振動振幅ξ0、加圧力および加振時間を含むことを特徴とする請求項9に記載の接合品質確認装置。
- 前記加振位置演算手段は、
前記加振位置を、
Tq=Eξ0ksinkx
Tq:接合された部位に求められる引張り強さ
E:部材のヤング率
ξ0:最大振動振幅、
k:部材の波長定数(ω/c)=2πf/c
x:接合された部位と加振位置との距離
で表される式のE、ξ0、kの値を前記物理特性情報および前記接合品質確認情報から取得し、前記Tqの値が最大となるxを求めることによって演算することを特徴とする請求項8に記載の接合品質確認装置。 - 前記加振周波数演算手段は、
前記加振周波数を、
Tq=Eξ0ksinkx
Tq:接合された部位に求められる引張り強さ
E:部材のヤング率
ξ0:最大振動振幅、
k:部材の波長定数(ω/c)=2πf/c
x:接合された部位と加振位置との距離
で表される式のE、ξ0の値および加振位置を前記物理特性情報および前記接合品質確認情報から取得し、前記Tqの値が最大となるkを求めることによって演算することを特徴とする請求項9に記載の接合品質確認装置。
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