了解超聲波塑料焊接

超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí)，會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動，這種達(dá)到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大，因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時(shí)間等三個(gè)因素，焊接時(shí)間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個(gè)量相互作用有個(gè)適宜值，能量超過適宜值時(shí)，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大。

典型的如汽車行業(yè)里PC轉(zhuǎn)向燈以及PMMA反射器的外罩和殼體的連接，目前用的最多的就是超聲波塑料焊接技術(shù)，如圖所示。

超聲波金屬焊接原理

超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz）的機(jī)械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進(jìn)行超聲波焊接時(shí)，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫?zé)嵩矗皇窃陟o壓力之下，將框框振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及有限的溫升．接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實(shí)現(xiàn)的一種固態(tài)焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時(shí)所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象．超聲金屬焊機(jī)能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細(xì)絲或薄片材料進(jìn)行單點(diǎn)焊接、多點(diǎn)焊接和短條狀焊接．可廣泛應(yīng)用于可控硅引線、電器引線，芯片引線焊接。

典型的如集成芯片行業(yè)里引線的焊接，芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。圖中引線焊接到晶片上以及導(dǎo)線架應(yīng)用最多的就是超聲波焊接技術(shù)。下圖為某一芯片內(nèi)部金線焊接的X光射線照片。可以利用高純度的金線（Au），銅線（Cu）或鋁線（Al）把Pad和Lead通過焊接的方法連接起來。Pad是芯片上電路的外接點(diǎn)，Lead是LeadFrame上的連接點(diǎn)。W/B是芯片封裝工藝中最為關(guān)鍵的一部工藝。