[实用新型]一种超薄塑料微流芯片超声波焊接装置

说明书

本实用新型涉及一种超薄塑料微流芯片超声波焊接装置，包括预加热单元和超声波焊接单元，其中，超声波焊接单元安装在预加热单元的上方位置，预加热单元设置在保温箱内部，所述保温箱设置有可打开关闭的箱门。与现有技术相比，本实用新型采用预加热后再超声焊接的方式，预加热使材料接近其临界温度，再通过超声波对材料分子进行激励，大压力、小振幅瞬间将材料焊接为一个整体，本实用新型能够有效解决焊接过程中溢料、气泡、翘曲变形、材料老化和焊接不均匀的问题，从而提高焊接强度、提升生产效率。

技术领域

本实用新型涉及超声波塑料焊接技术领域，尤其是涉及一种超薄塑料微流芯片超声波焊接装置。

背景技术

超声波塑料焊接是通过超声发生器将50Hz/60Hz的工频交流电转换为20kHz、30kHz、40kHz和60kHz等高频高压电流，以激励压电陶瓷产生高频振动，通过调幅器将振幅放大，再通过焊头将高频振动传递到被焊接材料上，激励塑料分子运动，塑料中分子与分子之间相互碰撞和摩擦，快速生热并相互熔合为一体。

由于超声波特殊的工作原理，被焊接材料需要设计专用的焊接导熔结构。这对于具有超长超细流道的超薄微流芯片而言，由于结构限制，无法在细长的流道两侧设计挡料结构，导致焊接所产生的溢料或飞屑很容易堵塞流道，超长流道的大面积焊接也会导致局部漏焊、过焊，最终无法生产出合格的产品。

此外，如图1所示，现有技术通常采用加热的方式，将两片材料加热后再通过长时间、大压力的保压，并保持相应的温度，但由于保温时间很长，使得整个焊接周期时间过长，生产效率非常低，一旦加热温度过高，也会导致粘料和产品老化问题，而且加压过程中产生的气泡容易导致局部过焊或漏焊，焊接后降温的过程中产品容易出现翘曲和变形，良品率非常低，无法满足正常生产需求。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超薄塑料微流芯片超声波焊接装置，以减小产品变形、缩短熔接时间、提高生产效率。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种超薄塑料微流芯片超声波焊接装置，包括预加热单元和超声波焊接单元，所述超声波焊接单元安装在预加热单元的上方位置，所述预加热单元设置在保温箱内部，所述保温箱设置有可打开关闭的箱门。

进一步地，所述预加热单元包括加温模腔，所述超声波焊接单元包括可相对加温模腔发生移动的超声焊头，所述超声焊头安装在加温模腔的上方位置。

进一步地，所述加温模腔和超声焊头上分别设置有用于固定待焊接材料的真空吸附组件。

进一步地，所述预加热单元还包括可在超声焊头与加温模腔之间进行水平移动的加热模块。

进一步地，所述加热模块安装在滑台上。

进一步地，所述加温模腔的两侧设置有滑轨，所述滑台的底部与滑轨相连接。

进一步地，所述加热模块的加热方式包含但不限于热传导、热对流和热辐射方式。

进一步地，所述加热模块的数量为一组或多组，若加热模块的数量为多组，则多组加热模块设置的温度互不相同。

进一步地，所述加热模块设置的温度高于加温模腔设置的温度。

进一步地，所述保温箱上开设有用于穿设超声焊头的安装孔，所述超声焊头依次连接有调幅器、超声换能器和超声波发生器。

本实用新型的具体工作过程为：打开保温箱的箱门，将两片待焊接的材料分别固定放置于超声焊头和加温模腔，由于超声焊头和加温模腔均设置有真空吸附组件，能够有效防止材料在后续加热过程中发生移位以及变形；

滑台运动后带着加热模块移动至超声焊头与加温模腔之间，即移动至两片待焊接的材料之间，之后启动加热模块开始进行加热，加热至设定时间后，由滑台运动带着加热模块移动至初始位置；