本发明专利技术公开一种双超声-高频感应复合精密微连接装置，所述装置包括机架，设于机架上的驱动机构和传动机构；与传动机构连接的上超声振动系统；与上超声振动系统输出端连接的高频感应自热装置；上超声振动系统下方设有下超声振动系统；下超声振动系统上方设有工作台；上超声振动系统、高频感应自热装置和下超声振动系统连接有电源。本发明专利技术所述装置将双超声波振动和热能复合，避免了单纯使用热能导致温度过高出现的熔断或损坏待连接工件的现象，也避免了普通超声热压焊容易脱焊和绝缘层去除不彻底的问题，提高了工作效率，降低了生产成本。同时，本发明专利技术还公开了采用所述装置进行双超声-高频感应复合精密微连接的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微连接装置及方法，尤其是。
技术介绍
漆包线广泛应用于电子、电气、医疗器具和半导体的生产中(如传感器、变压器、线圈、绕组、植入电极、芯片互联引线等)，充当内部基础元件的一部分，或者作为元件内外连接的导体介质。当作为内外连接的介质时，漆包线的末端必须和金属终端(如插片、针、箔等)实现电接触，并满足一定的力学性能、导电性能和耐温度循环疲劳性能等要求。因此，在电子元器件、医疗器械、传感器等产品的生产制作中，涉及大量漆包线引出接点的精密微点焊。但是，常见的微连接方法直接焊接漆包线特别是耐高温漆包线均有不足。目前常见的漆包线微连接技术大致有以下几类:钎焊。钎焊是漆包线最常见的连接方法，它通过熔化低熔点的钎料将导线表面和基底充分润湿、包裹，冷却后形成接头。但是，用钎焊对漆包线进行焊接之前必须先将妨碍导电和危害接头可靠性的高分子漆膜去除，工序繁琐。并且在某些场合(如宇航电子、核电设施、植入性医疗器件)和高温动载荷条件下(如密封电机转子换向器)，由于钎焊容易发生脱落失效，对工件的氧化和污染也比较严重，这些场合不允许采用钎焊工艺。激光焊和激光软钎焊。两者都是利用激光能量将漆包线的绝缘层烧除后实现焊接，用激光作为焊接能源，热量集中、非接触，焊接时也不需要电子束焊的高真空环境，并且具有能同时除漆和焊接等优点，但激光焊接对焊件加工、组装、定位要求均很高，且焊接成本相对较高。它常用于片式或梁式引线的焊接，而不太适合细线间的焊接。热压焊。热压焊接是采用加热、加压的方法，使被焊金属间产生塑性变形，使表面交界处的原子相互扩散。同时在一定的压力下，两表面相互填充，产生弹性嵌合作用。最后使两者紧密结合成牢固的键接。热压焊接常用材料是铝-金、铝-铝、金-金、硅铝合金-铝、金锑合金-金等。由于热压焊的性质，需要被焊交界面清洁，氧化物或油污等将会影响焊接的质量。超声焊。超声焊主要用于IC芯片互连工艺中的引线键合，即用金线、铝线、或铜线在芯片和引线框架之间实现电连接。因为预热能使超声键合接头性能更好，所以热声键合是超声键合的主流。近年来随着超细间距(<25μπι)和层叠芯片的出现，为实现更密集的I/O引脚同时避免引线短路，漆包线被认为是金线的潜在取代物。超声热压可以实现漆包线的焊接，但是，绝缘漆残留等问题给漆包线替代传统金线带来了挑战。电阻微连接，也叫做微型电阻焊。它是利用电流流过工件和接触面时所产生的电阻热加热金属，然后在压力作用下完成焊接。为了克服绝缘漆对电阻焊电流路径的阻碍，必须设计特殊的焊头来除去绝缘漆。这些焊头的应用成功实现了部分漆包线(如直焊型漆包线)的连接，并且所获得的焊点具有较好的性能，但对于某些漆包线(如聚酯亚胺漆包线)连接，这种方法还存在不少问题。并且该连接方式不适合单面焊接，在连接空间方面受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种可直接连接漆包线或其它有色金属甚至塑料的双超声-高频感应复合精密微连接装置；另外，本专利技术还提供了采用所述装置进行双超声-高频感应复合精密微连接的方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为一种双超声-高频感应复合精密微连接装置，其包括机架，设于所述机架上的驱动机构和传动机构；与所述传动机构连接的上超声振动系统；与所述上超声振动系统输出端连接的高频感应自热装置；所述上超声振动系统下方设有下超声振动系统；所述下超声振动系统上方设有工作台；所述上超声振动系统、高频感应自热装置和下超声振动系统连接有电源；所述驱动机构通过所述传动机构驱动上超声振动系统上下动作。所述双超声-高频感应复合精密微连接装置中，工作台用于放置待连接工件，所述机架上设置的驱动机构通过传动机构驱动所述上超声振动系统上下动作，由于上超声振动系统的输出端与高频感应自热装置连接，上超声振动系统的上下动作将带动所述高频感应自热装置同步进行上下动作。当所述高频感应自热装置向下动作时，高频感应自热装置以预定压力压紧工作台上待连接工件的上表面，当压力达到预设值时，触发上、下超声振动系统和高频感应自热装置开始工作，所述高频感应自热装置向待连接工件的接头处输入热能，所述上超声振动系统通过与其输出端连接的高频感应自热装置向待连接工件的接头处输入超声波振动，所述下超声振动系统通过其上方设置的工作台向待连接工件输入超声波振动，在热能和超声波振动的复合作用下，实现对待连接工件的精密微连接。使用时，可根据工件材料的不同，上、下超声振动系统同时向待连接工件提供超声波振动，即双超声模式，也可仅使用上、超声振动系统中的一个向待连接工件提供超声波振动，即上超声单声源模式或下超声单声源模式，两超声波的特征参数可以相同或不同。作为本专利技术所述双超声-高频感应复合精密微连接装置的优选实施方式，所述高频感应自热装置包括用于与待连接工件上表面接触的高频感应自热压头、环绕于所述高频感应自热压头的感应线圈以及用于实时采集温度信号反馈给电源的温度感应装置，所述感应线圈与所述上超声振动系统绝缘,所述高频感应自热压头与所述感应线圈相对静止。所述高频感应自热压头与上超声振动系统的输出端连接，当高频感应自热压头与待连接工件的上表面接触时，在感应线圈提供的交变磁场中感应发热，通过高频感应自热压头向待连接工件提供热能、超声波和连接所需的压力。作为本专利技术所述双超声-高频感应复合精密微连接装置的优选实施方式，所述上超声振动系统包括与电源连接的上超声振动系统换能器、与所述上超声振动系统换能器连接的上超声振动系统变幅杆，所述上超声振动系统变幅杆的输出端与高频感应自热装置连接。所述上超声振动系统变幅杆的输出端与高频感应自热装置的高频感应自热压头连接，所述上超声振动系统换能器将电能转换为超声波振动机械能，并通过与所述上超声振动系统变幅杆连接的高频感应自热压头输入到待连接工件的连接处。所述上超声振动系统变幅杆可在驱动机构和传动机构的共同作用实现上下动作，从而带动与其输出端连接的高频感应自热压头上下动作，实现高频感应自热压头向下动作压紧待连接工件以及连接完成后向上动作回到起始位置。作为本专利技术所述双超声-高频感应复合精密微连接装置的优选实施方式，所述下超声振动系统包括与电源连接的下超声振动系统换能器、与所述下超声振动系统换能器连接的下超声振动系统变幅杆，所述下超声振动系统变幅杆的输出端与所述工作台连接，所述下超声振动系统通过加持机构固定在底座上。使用时，所述工作台与待连接工件的下表面接触，所述下超声振动系统换能器将电能转化成超声振动机械能，并通过与所述下超声振动系统变幅杆输出端连接的工作台提供给工作台上的待连接工件连接处。作为本专利技术所述双超声-高频感应复合精密微连接装置的优选实施方式，所述上、下超声振动系统相互垂直。当所述上、下超声振动系统相互垂直时，其中一个超声振动系统可为待连接工件提供一维线性水平振动，另外一个超声振动系统可为待连接工件提供纵向振动，二者单独或结合使用，可为高频感应自热压头和工作台的振动提供一维线性水平振动、纵向振动、扭振或复合振动。另外，本专利技术的另一个目的在于提供一种采用上述所述装置进行双超声-高频感应复合精密微连接的方法，为实现此目的，本专利技术采取的技术方案为一种双超声-高频感应复合精密微连接方法，其包括以下步骤(I)启动电源，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双超声?高频感应复合精密微连接装置，其特征在于，包括：机架，设于所述机架上的驱动机构和传动机构；与所述传动机构连接的上超声振动系统；与所述上超声振动系统输出端连接的高频感应自热装置；所述上超声振动系统下方设有下超声振动系统；所述下超声振动系统上方设有工作台；所述上超声振动系统、高频感应自热装置和下超声振动系统连接有电源；所述驱动机构通过所述传动机构驱动上超声振动系统上下动作。
【技术特征摘要】
1.一种双超声-高频感应复合精密微连接装置，其特征在于，包括: 机架，设于所述机架上的驱动机构和传动机构； 与所述传动机构连接的上超声振动系统； 与所述上超声振动系统输出端连接的高频感应自热装置； 所述上超声振动系统下方设有下超声振动系统； 所述下超声振动系统上方设有工作台； 所述上超声振动系统、高频感应自热装置和下超声振动系统连接有电源；所述驱动机构通过所述传动机构驱动上超声振动系统上下动作。2.如权利要求1所述的双超声-高频感应复合精密微连接装置，其特征在于，所述高频感应自热装置包括用于与待连接工件上表面接触的高频感应自热压头、环绕于所述高频感应自热压头的感应线圈以及用于实时采集温度信号反馈给电源的温度感应装置，所述感应线圈与所述上超声振动系统绝缘,所述高频感应自热压头与所述感应线圈相对静止。3.如权利要求1所述的双超声-高频感应复合精密微连接装置，其特征在于，所述上超声振动系统包括与电源连接的上超声振动系统换能器、与所述上超声振动系统换能器连接的上超声振动系统变幅杆，所述上超声振动系统变幅杆的输出端与高频感应自热装置连接。4.如权利要求1所述的双超声-高频感应复合精密微连接装置，其特征在于，所述下超声振动系统包括与电源连接的下超声振动系统换能器、与所述下超声振动系统换能器连接的下超声振动系统变幅杆，所述下超声振动系统变幅杆的输出端与所述工作台连接，所述下超声振动系统通过加持机构固定在底座上。5.如权利要求1-4任一所述的双超声-高频感应复合精密微连接装置，其特征在于，所述上、下超声振动系统相互垂直。6.一种采用如权利要求2所述装置进行双超声-高频感应复合精密微连接方法，其特征在于，包括以下步骤: (O启动电源，根据待连接工件材料和尺寸，预设连接参数； (2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭钟宁，袁聪，李远波，张永俊，邓宇，黄志刚，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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