超声波焊接头及超声波焊接装置的制作方法

    专利查询2026-08-13  13


    本技术涉及半导体制造的,具体涉及一种超声波焊接头及超声波焊接装置。


    背景技术:

    1、超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。在半导体模块制造工艺中,采用扭矩超声波焊接技术将铜端子和覆铜陶瓷基板的表面铜层焊接在一起,实现igbt模块内部电路和外电路的电气连接。现有超声波扭矩焊接技术,焊头沿自身轴线进行高频次圆周往复运动,其振幅沿半径方向由内往外逐渐增大,各点焊接强度也依次增大,线速度也逐渐增大,焊接面最外圈能量大,可能会过焊;中心能量小,可能会假焊和空洞,给产品造成缺陷。


    技术实现思路

    1、因此,本实用新型所要解决的技术问题是传统的焊接头的结构在焊接的过程中,容易造成焊接处中心假焊和空洞,而外圈过焊的现象,造成产品缺陷。

    2、为解决上述技术问题,本实用新型提供一种超声波焊接头,包括:

    3、焊接头主体,适于与驱动机构相连接;

    4、焊接部,凸出设于所述焊接头主体的端部,所述焊接部具有焊接面;

    5、其中,所述焊接面的中心与所述焊接头主体的中心轴呈非同轴设置。

    6、可选地,所述焊接头主体包括相连接的第一焊接段和第二焊接段,所述第二焊接段的半径小于所述第二焊接段的半径,所述焊接部凸出设于所述第二焊接段的端部,所述焊接部远离所述第二焊接段的端面以形成所述焊接面。

    7、可选地,所述第二焊接段与所述第一焊接段呈同轴设置,所述焊接部沿所述焊接头主体的轴向延伸设置,且所述焊接面的中心与所述第二焊接段的中心轴呈非同轴设置。

    8、可选地,在沿所述第二焊接段的轴向、且在沿所述第一焊接段朝向所述第二焊接段的方向上,所述焊接部的外径呈渐小设置。

    9、可选地,所述焊接部设有沿其轴向延伸设置的中心孔,所述中心孔呈贯穿所述焊接面设置。

    10、可选地,所述第二焊接段与所述第一焊接段呈非同轴设置,所述焊接部沿所述第二焊接段的轴向延伸设置,且所述焊接面的中心与所述第二焊接段的中心轴呈同轴设置。

    11、可选地,所述焊接部沿所述第二焊接段的轴向呈弯折状延伸设置,所述焊接部与所述第二焊接段相连接的一端的中心与所述第二焊接段的中心轴呈同轴设置,所述焊接面的中心与所述第二焊接段的中心轴呈非同轴设置。

    12、可选地,所述第一焊接段和所述第二焊接段之间呈圆弧过渡,所述第二焊接段背向所述第一焊接段的端部凸出设有凸台,所述焊接部设于所述凸台上。

    13、可选地,所述第二焊接段和所述凸台之间呈圆弧过渡。

    14、本实用新型还提供一种超声波焊接装置,包括上述的超声波焊接头。

    15、本实用新型提供的技术方案,具有以下优点:

    16、本实用新型提供的超声波焊接头,包括有焊接头主体和焊接部,其中,所述焊接头主体适于与驱动机构相连接,通过驱动机构驱使所述焊接头主体可实现高频圆周往复运动,从而带动焊接部可一并形成高频振动,使得焊接部的焊接面可作用于焊接区域,从而形成两个物件(例如铜端子与覆铜陶瓷基板)的焊接;而且,焊接面的中心与焊接头主体的中心轴呈非同轴设置,焊接面最外圈焊点的线速度与中心焊点的线速度之间的差异变小,焊接面各处的能量更均衡,从而保护焊接面各处焊接效果更一致,这样焊接之后的铜端子与覆铜陶瓷基板之间结合更加牢固,可有效改善中心焊点与最外圈焊点的假焊、过焊和空洞等不良缺陷,提高了焊接良率。



    技术特征:

    1.一种超声波焊接头,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的超声波焊接头,其特征在于,所述焊接头主体包括相连接的第一焊接段和第二焊接段,所述第二焊接段的半径小于所述第二焊接段的半径,所述焊接部凸出设于所述第二焊接段的端部,所述焊接部远离所述第二焊接段的端面以形成所述焊接面。

    3.如权利要求2所述的超声波焊接头,其特征在于,所述第二焊接段与所述第一焊接段呈同轴设置,所述焊接部沿所述焊接头主体的轴向延伸设置,且所述焊接面的中心与所述第二焊接段的中心轴呈非同轴设置。

    4.如权利要求3所述的超声波焊接头,其特征在于,在沿所述第二焊接段的轴向、且在沿所述第一焊接段朝向所述第二焊接段的方向上,所述焊接部的外径呈渐小设置。

    5.如权利要求3所述的超声波焊接头,其特征在于,所述焊接部设有沿其轴向延伸设置的中心孔,所述中心孔呈贯穿所述焊接面设置。

    6.如权利要求2所述的超声波焊接头,其特征在于,所述第二焊接段与所述第一焊接段呈非同轴设置,所述焊接部沿所述第二焊接段的轴向延伸设置,且所述焊接面的中心与所述第二焊接段的中心轴呈同轴设置。

    7.如权利要求2所述的超声波焊接头,其特征在于,所述焊接部沿所述第二焊接段的轴向呈弯折状延伸设置,所述焊接部与所述第二焊接段相连接的一端的中心与所述第二焊接段的中心轴呈同轴设置,所述焊接面的中心与所述第二焊接段的中心轴呈非同轴设置。

    8.如权利要求2所述的超声波焊接头,其特征在于,所述第一焊接段和所述第二焊接段之间呈圆弧过渡,所述第二焊接段背向所述第一焊接段的端部凸出设有凸台,所述焊接部设于所述凸台上。

    9.如权利要求8所述的超声波焊接头,其特征在于,所述第二焊接段和所述凸台之间呈圆弧过渡。

    10.一种超声波焊接装置,其特征在于,包括如权利要求1至9中任意一项所述的超声波焊接头。


    技术总结
    本技术公开了一种超声波焊接头及超声波焊接装置。所述超声波焊接头包括焊接头主体和焊接部,所述焊接头主体适于与驱动机构相连接;焊接部凸出设于所述焊接头主体的端部,所述焊接部具有焊接面;其中,所述焊接面的中心与所述焊接头主体的中心轴呈非同轴设置。本技术提供的技术方案,使得焊接面最外圈焊点的线速度与中心焊点的线速度之间的差异变小,焊接面各处的能量更均衡,从而保护焊接面各处焊接效果更一致,这样焊接之后的铜端子与覆铜陶瓷基板之间结合更加牢固,可有效改善中心焊点与最外圈焊点的假焊、过焊和空洞等不良缺陷,提高了焊接良率。

    技术研发人员:徐刚刚,豆维星,朱泉荣
    受保护的技术使用者:金兰功率半导体(无锡)有限公司
    技术研发日:20240207
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-38034.html

    最新回复(0)