[发明专利]超音波熔接结构及超音波熔接方法

说明书

技术领域

本发明关于一种熔接结构及方法，其应用于超音波装置的超音波熔接结构及其熔接方法。背景技术

超音波熔接技术将所欲熔接的二构件藉由超音波震动产生的能量使这种构件产生材料熔融，并同时将该等构件相对压合，而使熔融的材料流动填注于该等构件之间后，再进行冷却定型，进而将该等构件接合在一起。

请参照图1，其为习知超音波熔接结构的示意图，欲熔接的第一构件110与第二构件120上需设计相互对应的熔接结构，即该等构件110、120需分别具有相互对应的熔接面121与导能线111的熔接结构，该导能线111截面具有一尖端的三角形尖缘，其设于该第一构件110边缘对应该熔接面121的底部并以尖端面向该熔接面121，用以缩减接触面积而使超音波能量集中并产生高温于三角形尖缘处，以利用高温使该第一构件110与该第二构件120在三角形尖缘处产生材料熔融，而使得该第一构件110与该第二构件120在压合过程中融熔接合在一起。

同时，在超音波熔接过程中的压合步骤由焊头对构件施以平均力来相对压合，该第一构件110与该第二构件120必须确实对位后才能进行压合，以确保接合位置的正确性，故构件的对位结构将影响熔接结果；此外，由于超音波熔接技术是由超音波使构件震动而形成摩擦及产生高温，并使融熔材料流动填注于该第一构件110与该第二构件120之间所欲接合的位置，故该第一构件110与该第二构件120之间必需具有一间隙以供震动与材料填注所需的空间。

请参照图2A及图2B，该第一构件110上具有对应该熔接面121的导熔线111，该导熔线111截面具有一尖端的三角形尖缘，其设于该第一构件110边缘对应该熔接面121的底部，并以尖端面向该熔接面121，以使该第一构件110在压合过程中于该导熔线111的尖端相对该熔接面121接触并产生压力；同时，由于超音波能量被集中于该导熔线111的尖端而产生高温，而使得该第一构件110与该第二构件120在压合过程中融熔接合在一起，接着冷却固化后始完成超音波熔接。

图2A及图2B分别为阶梯式熔接与沟槽式熔接的超音波熔接构造示意图，第一构件110安装熔接至第二构件120，该第二构件120具有如图2A所示的阶梯式结构，该阶梯式结构的底面作为熔接面121，该阶梯式结构的侧面作为该第一构件110的对位面122，以使该第一构件110在压合过程中沿着该对位面122向下压合，同时该第一构件110与该第二构件120的对位面122之间必需形成一间隙以供震动所需的空间；或者，该第二构件120具有如图2B所示的沟槽式结构，该沟槽式结构的底面作为熔接面121，该沟槽式结构的二侧面作为第一构件110的对位面122a、122b，以使该第一构件110在压合过程中沿着该对位面122a、122b向下压合，压合的同时熔融的材料硅填注于该熔接面121与该导熔线111之间，并该对位面122a、122b可避免熔融材料溢出沟槽之外，同时该第一构件110与该第二构件120的对位面122a、122b之间必需形成一间隙以供震动所需的空间。

然而，现今行动电子产品的轻薄化成为消费市场的主流趋势，例如智慧型手机、平板电脑或笔记型电脑等电子产品相继推出机身薄且重量轻的新式机种，以符合现代人对于电子产品的可携性、操作性并同时兼顾运作效能的要求，而各种行动电子产品为了达成上述轻薄化等目的，其整体体积被产品内部构件的设计与制造所影响。而上述习知的超音波熔接结构中，其由于二构件之间对应的导能线与熔接面的结构设计，同时兼顾的对位结构、超音波震动及融熔材料填注所需的间隙，而必须具备如图2A及图2B所示的特定结构、定位外框的外加结构或元件厚度，而导致元件的尺寸无法降低，进而无法进一步减少行动电子产品整体体积。

发明内容

本发明的目的为提供一种超音波熔接结构及超音波熔接方法，其可节省超音波熔接所需的空间，进而降低行动电子产品整体体积的尺寸而达成轻薄化的功效。

为了达成上述目的，本发明提供一种超音波熔接结构，其与超音波装置相应用，以供将一第一构件沿一压合方向压合并熔接结合至第二构件，该超音波熔接结构包含：熔接面，其形成于该第一构件及该第二构件的其中一者，该熔接面相对该压合方向为倾斜平面；及导能凸缘，其与该熔接面相对应并形成于该第一构件及该第二构件的其中另一者，用以当该第一构件沿该压合方向压合于该第二构件时，该导能凸缘对应该熔接面产生一接触压力，并藉由超音波熔融接合该第一构件与该第二构件。

上述的超音波熔接结构，其中该第二构件设有一，该安装部为一凹槽；其中，该凹槽可形成有对应该第一构件的外型的容置空间。