[发明专利]应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接方法及其装置

权利要求书

1.一种应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置，其特征在于：其包括底座、龙门架、超声发生器、X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴加压装置、加热装置、夹持架、超声换能器和焊条，所述加热装置通过X轴移动机构设置在底座的中间位置，所述龙门架的两垂直端脚设置在底座的两侧，Y轴移动机构设置在龙门架的横梁上，所述Z轴加压装置通过转接板设置在Y轴移动机构，夹持架通过直线导轨设置在转接板上，并受Z轴加压装置的驱动作上下动作，所述超声换能器设置在夹持架上，且与所述超声发生器相连接；所述焊条固定在超声换能器上，并朝向所述加热装置；

所述超声换能器的输出机械振动幅值为0～10mm，该超声换能器的安装位置为0的节点；

所述超声换能器包括变幅杆、压电陶瓷和预紧螺丝组件，变幅杆的前端部设有焊条夹头，工具头插入焊条夹头，所述变幅杆的尾端部径向凸起形成一安装节环，该安装节环为所述的安装位置；所述压电陶瓷通过预紧螺丝组件设置在变幅杆的尾端面；

所述夹持架包括套接板、固定座和安装环，固定座通过滑座活动设置在直线导轨上，所述套接板通过螺丝固定在固定座的上表面，该套接板上设有与所述Z轴加压装置相适配的套接轴筒，所述安装环套接在安装节环上，且该安装环上设有用来安装固定在固定座的下表面上的安装块；

所述Z轴加压装置为能产生压力值为0～100gf的音圈直线电机。

2.根据权利要求1所述的应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置，其特征在于，对应安装块的一侧位置于固定座上设有定位相机。

3.根据权利要求1所述的应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置，其特征在于，所述超声发生器包括单片机模块、DDS信号生成模块、功率放大模块、阻抗匹配模块、信号采集与控制模块和电路保护模块；所述DDS信号生成模块、功率放大模块、阻抗匹配模块和超声换能器依次相连接，该超声换能器与信号采集与控制模块相连接，所述单片机模块分别与DDS信号生成模块、电路保护模块和信号采集与控制模块相连接。

4.根据权利要求1所述的应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置，其特征在于，所述加热装置包括放置面板、设置在放置面板底面的加热棒及与该加热棒相连接，并能控制加热棒发热至250～350℃的控温器。

5.一种权利要求1-4中之一所述的应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置的焊接方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）将需磁卡金属铜线和芯片一并放置在加热装置上，并使磁卡金属铜线的连接端头恰好位于芯片的需焊接位置上；

（2）由定位相机对芯片的需焊接位置进行坐标分析，然后通过X轴移动机构和Y轴移动机构相配合，使焊条移至芯片的需焊接位置的正上方；

（3）Z轴加压装置驱动焊条下行并顶压在磁卡金属铜线的连接端头上，使该连接端头紧贴在芯片的需焊接位置上；

（4）超声发生器带动焊条作55-70kHz频率的振动，同时打开加热装置，磁卡金属铜线在超声发生器的超声振动能量、Z轴加压装置的压力能量和加热装置的温度能量共同作用下，实现铜材料的互溶，形成金属间化合物，从而产生焊接强度，进而实现将磁卡金属铜线的连接端头焊接在芯片的需焊接位置上。