[发明专利]一种微纳结构的超声波封接装置及其封接方法

摘要

本发明公开了一种微纳结构的超声波封接装置及其封接方法，所述的装置包括超声波发生器、功率调节器、在线超声检测模块、信号处理模块、超声换能器、超声波工具头、运动控制组件、辅助传感组件、调平基座和控制系统；辅助传感组件包括称重传感器和位移传感器，运动控制组件包括运动控制卡、驱动电机和直线运动导轨，控制系统通过电缆依次经功率调节器和超声波发生器后与超声换能器连接，用于控制超声波通断及调节超声波振幅。本发明针对超声波在固相和液相聚合物界面间的两种加热机理，分别加载不同的超声波能量，可提高界面熔接行为的可控性。本发明可提高封接过程中产热速率的平稳性，有利于提高界面聚合物热熔行为的控制精确性。

主权项

一种微纳结构的超声波封接装置，其特征在于：包括超声波发生器（3）、功率调节器（4）、在线超声检测模块（12）、信号处理模块（5）、超声换能器（8）、超声波工具头（9）、运动控制组件、辅助传感组件、调平基座（14）和控制系统（1）；所述的辅助传感组件包括称重传感器（13）和位移传感器（10），所述的称重传感器（13）和位移传感器（10）分别安装于调平基座（14）上方和直线运动导轨（7）下方，用于检测超声波工具头（9）对零件加载的压力和移动位置；所述的运动控制组件包括运动控制卡（2）、驱动电机（6）和直线运动导轨（7），所述的控制系统（1）通过运动控制卡（2）与驱动电机（6）连接，驱动电机（6）控制直线运动导轨（7）纵向移动；所述的控制系统（1）通过电缆依次经功率调节器（4）和超声波发生器（3）后与超声换能器（8）连接，用于控制超声波通断及调节超声波振幅；所述的控制系统（1）通过电缆经信号处理模块（5）后分别与位移传感器（10）和称重传感器（13）连接；所述的信号处理模块（5）包括数据采集卡和电荷放大器；所述的控制系统（1）还通过信号处理模块（5）与在线超声检测模块（12）连接；所述的在线超声检测模块（12）包括压电传感器（16）、盖板（15）和连接板（17）；所述的压电传感器（16）选择外形为阶梯形状的压电传感器（16），所述的传感器盖板（15）中心开有阶梯孔，与压电传感器（16）过渡配合，所述的压电传感器（16）安装在传感器盖板（15）的中心阶梯孔中，与连接板（17）通过螺栓连接固定，压电传感器（16）的上测量面略高于传感器盖板（15）上平面；所述的连接板（17）由中心孔向侧向开有贯通孔，用于引出压电传感器（16）的导线，连接板（17）与称重传感器（13）在中心孔位置由螺栓连接；所述的超声波工具头（9）与超声换能器（8）连接；所述的调平基座（14）与称重传感器（13）在中心孔位置由螺栓连接，用于调整封接零件承载面水平角度。