焊接设备和焊接工具制造技术

一种焊接设备用于通过对待焊接的物体施加负载和振动在压力下将待焊接的物体焊接至待焊接的表面。该焊接设备包括与待焊接的物体相邻接的一焊接工具（１４）以及向待焊接的物体按压焊接工具的一按压单元。该焊接工具包括一横向延长的机臂；沿机臂的纵向在第一方向上向机臂（１５）施加纵向振动的一振动器（１７）；沿与第一方向基本垂直的一第二方向突出的一突出部分（３０）；设置在突出部分（３０）的末端以与待焊接的物体相邻接的一焊接操作部分（３１）；以及被插入到设置在机臂内的一安装孔中的一加热单元。所述加热单元在与安装孔的内表面保持间隙的情况下被安装到安装孔中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于电子部件的焊接设备(bonding device)和焊接工具(bonding tool)，其用于将诸如电子部件之类的待焊接的物体焊接至待焊接表面上，从而被焊接至例如板上的电极上。
技术介绍
作为将诸如电子部件之类的待焊接的物体焊接至待焊接表面上从而被焊接至例如板上的电极上的方法，利用超声压力焊接的方法为人所熟知。根据这一方法，在将电子部件按压在待焊接表面上的同时，对电子部件施加超声振动，来局部振动待焊接的表面并且使得待焊接的表面与电子部件形成紧密接触。这一方法中所使用的焊接工具具有一长形的机臂(horn)，该长形的机臂用于将振动发生源的振动传送给电子部件。当该机臂中设置的焊接操作部件对电子部件施加负载和振动时，该电子部件被使得在压力下与待焊接的表面接触。因此，电子部件被焊接至待焊接的表面。作为这样的焊接工具，在机臂内结合一加热器的焊接工具为人所熟知。因此，能够通过焊接操作部分在焊接时方便地加热电子部件，使得能够改善焊接效率。作为一种在机臂上安装这样的加热器的方法，迄今为止已经采用如下一种方法一杆状加热器被插入和固定于沿垂直于机臂纵向的方向设置的安装孔中(例如，参见JP-A-2000-200961(图3))。在焊接电子部件时，为确保稳定的焊接质量，需要稳定从振动发生源传送给机臂的超声振动的传播特性，从而恒定地施加稳定的振动给电子部件。然而，当直接应用上述安装加热器的常用方法于要求稳定的振动特性的焊接工具时，下述这样的问题就会产生。首先，在通常结构中，因为横对着振动传播方向插入杆状加热器，所以振动的传播会受到加热器的妨碍。特别是，当一大型的加热器与用于紧致电子部件的小尺寸的机臂相结合时，就会显著发生上述影响。因此，在传统焊接工具中，高效率的加热操作几乎无法与稳定的振动特性的实现兼得。此外，在传统结构中，当杆状加热器被插入到安装孔中时，加热器被固定于机臂。因此，加热器总是压在安装孔的内表面上。然而，加热器按压在安装孔内表面上的接触压力并不总是恒定的，而且由于温度变化或者紧固装置的未紧固状态而频繁变化。因此，整个机臂的刚性分布有时会改变，所以可能不会如期望地保持稳定的振动特性。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供能够实现稳定的振动特性的焊接设备和焊接工具。权利要求1所界定的焊接设备是用于通过对待焊接的物体施加负载和振动在压力下将待焊接的物体焊接至待焊接的表面的设备。该焊接设备包括与待焊接的物体相邻接的一焊接工具，以及向待焊接的物体按压该焊接工具的一按压单元。该焊接工具包括一横向延长的机臂；一振动器，其沿所述机臂的纵向在一第一方向上向所述机臂施加纵向振动；一突出部分，其沿与所述第一方向基本垂直的一第二方向突出；一焊接操作部分，其设置在所述突出部分的末端部分，以与所述待焊接的物体相邻接；以及一加热单元，其被插入到设置在所述机臂内的一安装孔中。所述加热单元在与所述安装孔的内表面保持一间隙的情况下，被安装到所述安装孔中。权利要求2所界定的焊接设备特征在于在振动器和焊接操作部分之间的机臂上设置用于防止热传递给振动器的一通风部分。权利要求3所界定的焊接设备特征在于所述通风部分是沿第一方向的横向延长的狭缝。权利要求4所界定的焊接设备特征在于所述加热单元设置在对应于机臂振动的波腹部分。权利要求5所界定的焊接工具是用于通过对待焊接的物体施加负载和振动在压力下将待焊接的物体焊接至待焊接的表面的工具。该焊接工具包括一横向延长的机臂；一振动器，其沿所述机臂的纵向在一第一方向上向所述机臂施加纵向振动；一突出部分，其沿与所述第一方向基本垂直的一第二方向突出；一焊接操作部分，其设置在所述突出部分的末端部分，以与所述待焊接的物体相邻接；以及一加热单元，其被插入到设置在所述机臂内的一安装孔中。所述加热单元在与所述安装孔的内表面保持一间隙的情况下，被安装到所述安装孔中。权利要求6所界定的焊接工具特征在于在振动器和焊接操作部分之间的机臂上设置用于防止热传递给振动器的一通风部分。权利要求7所界定的焊接工具特征在于所述通风部分是沿第一方向的横向延长的狭缝。权利要求8所界定的焊接工具特征在于所述加热单元设置在对应于机臂振动的波腹部分。权利要求9所界定的焊接工具是用于通过对待焊接的物体施加负载和振动在压力下将待焊接的物体焊接至待焊接的表面的工具。该焊接工具包括一横向延长的机臂；一振动器，其沿所述机臂的纵向在一第一方向上向所述机臂施加纵向振动；一突出部分，其沿与所述第一方向基本垂直的一第二方向突出；一焊接操作部分，其设置在所述突出部分的末端部分，以与所述待焊接的物体相邻接；以及一杆状加热单元，其被插入所述机臂的第一方向中。权利要求10所界定的焊接工具特征在于在振动器和焊接操作部分之间的机臂上设置用于防止热传递给振动器的一通风部分。权利要求11所界定的焊接工具特征在于所述通风部分是沿第一方向的横向延长的狭缝。权利要求12所界定的焊接工具特征在于所述加热单元设置在对应于机臂振动的波腹部分。根据本专利技术，加热单元被插入到机臂的第一方向中，或者在安装孔和加热单元的内表面之间保持一定距离的情况下，加热单元被安装到安装孔中。因此，能够实现稳定的振动特性。附图说明图1是根据本专利技术的第一实施例的用于电子部件的焊接设备的正视图。图2(a)是根据本专利技术的第一实施例的用于电子部件的焊接工具的透视图。图2(b)是根据本专利技术的第一实施例的用于电子部件的焊接工具的上下反转的局部透视图。图3是根据本专利技术的第一实施例的用于电子部件的焊接工具的正视图。图4是根据本专利技术的第二实施例的用于电子部件的焊接工具的正面剖视图。图5是根据本专利技术的第三实施例的用于电子部件的焊接工具的正面剖视图。具体实施例方式现在，将参考附图描述本专利技术的实施例。图1是根据本专利技术的第一实施例的焊接设备的正视图。图2(a)是根据本专利技术的第一实施例的焊接工具的透视图。图2(b)是根据本专利技术的第一实施例的焊接工具的上下反转的局部透视图。图3是根据本专利技术的第一实施例的电子部件的焊接工具的正视图。首先，参考图1，以下描述了用于电子部件的焊接设备的整体结构。在支撑框架1的前面提供一第一升降板2和一第二升降板3，以便在支撑框架1的正面自由地升降。柱形体4安装在第一升降板2上。柱形体4的杆5与第二升降板3相连接。焊接头10安装在第二升降板3上。在支撑框架1的上表面上设置一Z轴电机6。Z轴电机6转动竖直进给螺杆7。进给螺杆7拧入设置在第一升降板2的背面的螺母8中。因此，当Z轴电机6驱动旋转进给螺杆7时，螺母8沿进给螺杆7竖直移动，并且第一升降板2和第二升降板3也上下移动。图1中，板46的上表面用作电子部件的待焊接的表面，板46安装在板支架47上。板支架47安装在工作台48上。工作台48是可移动工作台，可沿X方向或者Y方向水平移动板46，并且将板46定位在预定位置。工作台48起到用于相对电子部件40移动板46的定位装置的作用。照相机42安装在单轴工作台43上。管道44从照相机42向前延伸。沿单轴工作台43向前移动照相机42，以使得如点划线所示，管道44的末端部分被定位在其凸起被焊接工具14的下表面吸住并保持的电子部件40和板46之间。在这种状态下，通过照相机42观察电子部件40和板46的位置。识别部分53识别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接设备，用于通过对一待焊接的物体施加负载和振动，在压力下将所述待焊接的物体焊接至一待焊接的表面，该焊接设备包括：一焊接工具，其与所述待焊接的物体相邻接；以及一按压单元，其向所述待焊接的物体按压所述焊接工具；其中 该焊接工具包括：一横向延长的机臂；一振动器，其沿所述机臂的纵向在一第一方向上向所述机臂施加纵向振动；　一突出部分，其沿与所述第一方向基本垂直的一第二方向突出；一焊接操作部分，其设置在所述突出部分的末端部分，以与所 述待焊接的物体相邻接；以及一加热单元，其被插入到设置在所述机臂内的一安装孔中；并且其中，所述加热单元在与所述安装孔的内表面保持一间隙的情况下，被安装到所述安装孔中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桧作雅史，高桥诚司，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]