[发明专利]轻质量高刚度换能器

说明书

技术领域

本发明涉及换能器技术领域，特别涉及一种轻质量高刚度换能器。

背景技术

超声能是超声键合工艺最为关键的参数，其起到激发互连界面原子能，软化金属材料等作用。换能器 (Transducer) 是超声键合中提供超声能量的核心执行机构，其工作原理为利用压电逆效应将频率电信号转换为高频超声振动，并将超声能传输到芯片凸点群界面。换能器作为超声能量传递的载体，其工作性能直接影响凸点群与基板互连的界面微观结构、连接强度和键合效率。为保证最佳连接强度与提高键合效率，需要精确控制换能器的超声能量传递与振动模式。

然而现在有的换能器的结构较为复杂，体积笨重，尺寸较大，整体刚度也不太理想，导致其的振动特性不得到有效的控制，在键合LED或IC器件时，其的键合效果并不理想，如果换能器的振动特性不得到有效的控制，将会影响到焊头，将对焊头的机器寿命产生负面作用。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，体积小、质量轻、刚度高，且工作性好的轻质量高刚度换能器。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种轻质量高刚度换能器，其包括劈刀、锁紧部件、压电陶瓷组件和由钛合金制成的变幅杆，该变幅杆的尾部两侧对称凸起各形成一固定部，中间位置设有用来设置所述压电陶瓷组件的装配腔，该变幅杆的头部呈逐渐缩小状，且设有一与所述劈刀相适配的装配位，所述劈刀通过锁紧部件固定在该装配位上，所述压电陶瓷组件设置在装配腔内，所述劈刀与固定部之间的间距离为18～28mm，整体结构设计合理，有效缩小体积，质量轻，同时采用钛合金制成的变幅杆，大大提高整体结构的刚度。

作为本发明的进一步改进，所述变幅杆的头部横截面呈方形，能较好提升整体结构刚度，保证结构的稳定性。

作为本发明的进一步改进，所述变幅杆与固定部相连接的一侧面为弧形凸起面，该弧形凸起面与变幅杆之间至少并排有两条与所述变幅杆的长边走向一致的凹槽，相邻两凹槽之间形成一凸条，并在所述固定部朝向该弧形凸起面的一侧面上设有与该凸条相对应的凹位。减少非变幅杆的长边走向振动的影响，以确保作单一方向的运动，不仅大大提高超声能量传递效率，保证加工质量，相应的也能延长焊头使用寿命。

作为本发明的进一步改进，所述变幅杆与固定部为一体连接结构，连接牢固，结构稳定性好。

作为本发明的进一步改进，所述装配位包括一与所述劈刀相适配的安装刀孔，该安装刀孔的两侧对称设有与所述变幅杆的长边走向一致的形变开槽，所述变幅杆对应安装刀孔的上方位置设有一限位部。能方便、快速将劈刀定位安装在安装刀孔上，装配精度高，定位效果好，进而保证工作性。

作为本发明的进一步改进，所述装配腔的前、后侧壁对称凸起形成一用来固定所述压电陶瓷组件的固定凸台，左、右侧壁对称凹入使其与压电陶瓷组件具有一定的间隙。进一步对压电陶瓷组件的振动特性进行有效的控制，确保在单一方向上作振动运动，提升对LED或IC器件的超声键合焊点的键合效果。

本发明的有益效果为：本发明的结构设计紧凑、合理，有效缩小体积，同时采用钛合金制成的变幅杆，不仅质量轻，而且能大大提高整体结构的刚度。变幅杆与固定部之间设有凹槽，有效地减少了超声能量向固定部方向扩散，确保了超声能量有效传递到LED或IC器件的超声键合焊点上，从而保证超声能量的传递路径，有效提升超声能量传递效率，进而保证键合效果；另外，还在变幅杆上设有能对劈刀进行限位安装的限位部，能方便、快速将劈刀定位安装在安装刀孔上，且装配精度高，定位效果好，进而保证工作性，工作稳定性好，使用寿命长，易于广泛推广使用。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明中变幅杆的侧视结构示意图。

图3是本发明中变幅杆的俯视结构示意图。

图4是本发明中变幅杆的后视结构示意图。

具体实施方式