[发明专利]超声焊接系统及其使用方法

权利要求书

1.一种超声焊接系统，包括：

用于支撑工件的支撑结构；

焊头组件，其包括承载超声焊极的超声转换器；

承载所述焊头组件的z轴运动系统，所述z轴运动系统包括(i)用于使所述焊头组件沿着所述超声焊接系统的z轴移动的z轴驱迫器，以及(ii)被配置为使焊接操作期间的冲击力最小化的z轴超程机构，所述z轴超程机构设置在所述z轴驱迫器和所述焊头组件之间，所述z轴超程机构包括内联弹簧或气动缸；

z轴编码器，所述z轴编码器用于感测(i)所述z轴驱迫器的可移动部分相对于(ii)所述z轴驱迫器的固定部分沿着所述超声焊接系统的z轴的运动；以及

超程编码器，所述超程编码器用于感测(i)所述z轴驱迫器的可移动部分相对于(ii)所述焊头组件沿着所述超声焊接系统的z轴的运动。

2.根据权利要求1所述的超声焊接系统，其特征在于，所述z轴驱迫器包括直线电机，所述直线电机用于使所述焊头组件沿着所述超声焊接系统的z轴移动。

3.根据权利要求1所述的超声焊接系统，其特征在于，所述z轴驱迫器包括滚珠螺杆系统，所述滚珠螺杆系统用于使所述焊头组件沿着所述超声焊接系统的z轴移动。

4.根据权利要求1所述的超声焊接系统，其特征在于，所述z轴驱迫器包括气动缸，所述z轴驱迫器的气动缸用于使所述焊头组件沿着所述超声焊接系统的z轴移动。

5.根据权利要求1所述的超声焊接系统，还包括用于使所述焊头组件沿着所述超声焊接系统的x轴移动的x轴运动系统，以及用于使所述焊头组件沿着所述超声焊接系统的y轴移动的y轴运动系统，其中所述x轴运动系统和所述y轴运动系统中的一个承载所述x轴运动系统和所述y轴运动系统中的另一个。

6.根据权利要求5所述的超声焊接系统，其特征在于，所述z轴运动系统由所述x轴运动系统和所述y轴运动系统承载。

7.根据权利要求1所述的超声焊接系统，还包括由所述z轴驱迫器的可移动部分承载的次要z轴驱迫器，所述次要z轴驱迫器提供沿着所述超声焊接系统的z轴的可变力。

8.根据权利要求7所述的超声焊接系统，其特征在于，所述次要z轴驱迫器是气动缸。

9.根据权利要求1所述的超声焊接系统，还包括力检测机构，所述力检测机构用于检测由所述超声焊接系统沿着超声焊接系统的z轴施加的z轴力。

10.根据权利要求1所述的超声焊接系统，其特征在于，所述超声焊极被配置为在焊接操作期间以5-500kg之间的结合力操作，并且超声焊极末梢运动幅度在5-150微米之间。

11.根据权利要求1所述的超声焊接系统，其特征在于，所述超声焊极被配置为使用直线超声运动和扭转超声运动中的至少一种将所述工件的第一部分焊接至所述工件的第二部分。

12.根据权利要求1所述的超声焊接系统，还包括用于提供所述工件的输入工件供应器，以及用于将所述工件从所述输入工件供应器移动至所述支撑结构的材料搬运系统。

13.根据权利要求1所述的超声焊接系统，其特征在于，所述工件选自由功率模块、引线框架和电池模块构成的组。

14.根据权利要求1所述的超声焊接系统，其特征在于，所述工件包括端子，其中所述超声焊极被配置为将所述端子超声焊接至所述工件的另一部分。

15.根据权利要求1所述的超声焊接系统，还包括工件夹持系统，所述工件夹持系统用于在由所述超声焊极进行超声焊接期间将所述工件夹持到所述支撑结构。