[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

说明书

本发明公开了一种应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接方法及其装置，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；本发明提供的应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置的结构设计巧妙，合理将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相结合，并共同作用于磁卡金属铜线上，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焊接目的，且焊接效果好，连接牢固，有效保证加工效果，提升产品质量；另外整体结构简单，操作简易，利于广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及超声微焊接技术领域，具体涉及一种应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接方法及其装置。

背景技术

磁卡是人们日常生活中必不可少的用品，如银行磁卡、门禁卡、作业卡等。磁卡内部是由感应芯片、以及其连接铜导线等关键部件组成，如图1所示。目前、随着磁卡往小型化、轻量化等趋势发展，其内部铜导线与芯片之间的互连就存在很多问题与挑战。比如，目前铜线直径已经小型到50mm，如何将如此微小直径的铜导线焊接到芯片，是行业内目前面临的困难。传统的电烙铁焊接方法，是不可能实现批量化的工业生产。电阻焊方法是使用大电流通过焊接界面，产生的高温以融化被焊接的两种材料，从而达到互连的目的，这种方法在焊接比较大直径的铜线是可行的，但在铜线微焊接方面，就存在过焊、焊点焊烂等问题。传统的钎焊、压力焊接等方式，也无法满足这种小线径铜线的精细焊接。

发明内容

针对上述不足，本发明目的之一在于，提供一种结构设计巧妙、合理，能实现磁卡小线径铜线焊接，且焊接效果好的应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置；

本发明目的还在于，提供一种易于实现，效率高，焊接牢固的应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置的焊接方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种应用于RFID磁卡金属铜线的超声微焊接装置，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。

所述超声发生器是用于驱动超声换能器的硬件电路与软件，可产生一定功率与频率的正弦波电压与电流信号，而且功率与频率都是线性可调与设置。

作为本发明的一种改进，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。最大限度地抑制了外界干扰对超声能量传递的影响。

作为本发明的一种改进，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，所述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。

作为本发明的一种改进，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，其所施加的压力是线性可调的。

作为本发明的一种改进，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。

作为本发明的一种改进，对应安装块的一侧位置于固定座上设有定位相机。