一种换能器柔性架以及键合换能器的制作方法

1.本实用新型涉及键合工艺设备技术领域，尤其是一种换能器柔性架以及键合换能器。

背景技术：

2.目前，超声波引线键合技术广泛用于半导体芯片封装等行业。引线键合是一种使用细金属线，利用热、压力、超声波能量使得金属引线与基板焊盘紧密焊合，实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通。引线键合以工艺实现简单、成本低廉、适用多种封装形式等优点而在连接方式中占主导地位，目前90％以上的管脚封装采用的均是引线键合连接。
3.在键合技术中，超声换能器对键合焊接的质量起决定性作用。目前引线键合技术采用的换能器大多采用纵向振动的形式驱动劈刀运动，劈刀端部也相对于换能器的纵轴线性运动，其振动方向单一，焊接面积不足。这种单一方向的振动可能没有充分地清洁晶粒键合盘的表面，这种不充分的结合面不仅导致键合强度下降，且严重影响键合点可靠性和寿命，目前二维运动的换能器其整体结构较大，横向与纵向之间的震动相互影响较大，且同时用于对横向振动提供振源的制动器的刚性损耗较大，使得制动器(陶瓷片)易损坏断裂。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种换能器柔性架，包括一基座，和设置在基座上的两个立柱，两个立柱关于基座的中线对称设置，立柱包括位于上端部的安装座和位于安装座和基座之间的支撑架，安装座上设有螺栓孔，支撑架内设有柔性件，柔性件包括连接部和装配部，连接部为一条形长方体，装配部与连接部成斜面或弧形面过渡连接，柔性件通过连接部固定连接在立柱的支撑架内，基座、立柱、柔性件一体成型，支撑架内还设有制动器和预紧组件。
5.优选地，柔性件设置在立柱的支撑架上部，柔性件的连接部与安装座相连，和/或柔性件设置在立柱的支撑架下部，柔性件的连接部与基座相连。
6.优选地，当柔性件仅设置在立柱支撑架上部时，柔性件与基座之间依次设置制动器和预紧组件；当柔性件仅设置在立柱支撑架的下部时，支撑架上部与柔性件之间依次设置制动器和预紧组件；当柔性件分别设置在立柱支撑架的上部和下部时，两柔性件之间由上至下依次设置制动器和预紧组件。
7.优选地，制动器为压电陶瓷片组件。
8.优选地，制动器两端还设有隔离片。
9.优选地，预紧组件包括两个梯形块，两梯形块相对且斜面配合设置。
10.本实用新型还提供了一种新的键合换能器，包括换能器主体，换能器主体安装在上述换能器柔性架上，换能器主体包括变幅杆、劈刀，变幅杆一端设有劈刀安装部，劈刀设置在劈刀安装部中，变幅杆另一端设有固定座，固定座通过固定螺栓安装在换能器柔性架
的安装座上，固定座中部设有压电陶瓷，一压盖通过固定螺栓将所述压电陶瓷固定在固定座中部。
11.优选地，固定座为对称的阶梯形。
12.优选地，固定座为对称的长方形。
13.优选地，当固定座为对称的梯形时，固定座中部两侧和/或端面上还设置有条形通孔。
14.本实用新型的换能器柔性架及键合换能器有如下优点：
15.1、同时具有两个方向的振动，并且结构紧凑简单；
16.2、减少了制动器的的刚性损耗，提高了产品使用寿命。
附图说明
17.图1是本实用新型的一种换能器柔性架的立体结构示意图；
18.图2是本实用新型的一种换能器柔性架的柔性件立体结构示意图；
19.图3是本实用新型的一种键合换能器的立体结构示意图；
20.图4是本实用新型的一种键合换能器的俯视图；
21.图5是本实用新型的一种键合换能器的另一视角立体结构示意图；
22.图6是本实用新型的一种换能器柔性架的另一实施方案示意图；
23.图7是本实用新型的一种换能器柔性架的另一实施方案示意图；
24.图8是本实用新型的一种键合换能器的主体结构示意图；
25.图9是本实用新型的一种键合换能器的主体结构另一视角示意图；
26.图10是本实用新型的一种换能器柔性架的预紧组件结构示意图；
27.其中：1-换能器柔性架；101-安装座；102-第一柔性件；103-第二柔性件；104-隔离片；105-预紧组件；106-制动器-；110-基座；1011-支撑架；1111-连接部；1112-装配部；1113-过渡连接面；2-换能器主体；201-变幅杆；202-劈刀安装部；203-固定座；204-压电陶瓷；205-压盖；206-劈刀；207-固定螺栓。
具体实施方式
28.下面结合附图并以实施例的方式对本实用新型作进一步详细描述。
29.如图1-7所示，本实用新型的目的在于提供一种换能器柔性架1，包括一基座110，和设置在基座110上的两个立柱，两个立柱关于基座110的中线对称设置，立柱包括位于上端部的安装座101和位于安装座101和基座110之间的支撑架1011，安装座101上设有螺栓孔，支撑架1011内设有柔性件，柔性件包括连接部1111和装配部1112，连接部1111为一条形长方体，装配部1112与连接部1111成斜面或弧形面过渡连接，图2中的过渡连接面1113(这里只示意了斜面过渡)，柔性件通过连接部1111固定连接在立柱的支撑架1011内，基座110、立柱、柔性件一体成型，支撑架1011内还设有制动器106和预紧组件105。
30.柔性件设置在立柱的支撑架1011上部，柔性件的连接部1111与安装座101相连，和/或柔性件设置在立柱的支撑架1011下部，柔性件的连接部1111与基座110相连，这里的安装座101和基座110可以为图5-6所示的平面结构(支撑架1011相连出不具有凸台)，也可以如图6、7所示的具有一个凸台，与支撑架1011相连，由于基座110、立柱、柔性件一体成型，
因此这种结构的改变属于本领域技术人员可知的惯常设计。
31.当柔性件仅设置在立柱支撑架1011上部时如图6所示，柔性件与基座之间依次设置制动器106和预紧组件105；当柔性件仅设置在立柱支撑架1011的下部时如图7所示，支撑架1011上部与柔性件之间依次设置制动器106和预紧组件106；当柔性件分别设置在立柱支撑架1011的上部和下部时如图1、3-5所示，两柔性件之间由上至下依次设置制动器106和预紧组件105，即第一柔性件102到第二柔性件103之间依次设置制动器106和预紧组件105。
32.制动器106为压电陶瓷片组件。
33.制动器106两端还设有隔离片104，隔离片104材质可为工业常用蓝宝石或红宝石，其作用是隔离电声干扰，避免对致动器的不良影响。
34.预紧组件105包括两个梯形块，两梯形块相对且斜面配合设置。
35.本实用新型还提供了一种新的键合换能器，包括换能器主体1，换能器主体1安装在上述换能器柔性架2上，换能器主体包括变幅杆201、劈刀206，变幅杆201一端设有劈刀安装部202，劈刀206设置在劈刀安装部202中，变幅杆201另一端设有固定座203，固定座203通过固定螺栓安装在换能器柔性架2的安装座101上，固定座203中部设有压电陶瓷204，一压盖205通过固定螺栓207将压电陶瓷204固定在固定座203中部。
36.固定座203为对称的阶梯形，其阶梯形的形状能够形成容纳压电陶瓷204的空间，使得换能器整体空间紧凑，同时也缩短了固定座203到基座110之间的距离。
37.固定座203为对称的长方形。
38.当固定座203为对称的梯形时，固定座203中部两侧和/或端面上还设置有条形通孔，该条形通孔的作用是减少零振幅位的震动，优化产品性能。
39.在工作时换能器主体2的变幅杆201能沿纵向的x轴驱动劈刀206沿纵向往复运动，通过机械摩擦，使得键合导线的球形键合块和晶粒键合盘的表面粘着，压电陶瓷204通电产生震动，实现换能器纵向(换能器的轴向)运动，为了保证两立柱上的制动器106能驱动劈刀206沿着横向(换能器的径向)来回移动，两制动器的各个振荡电源的相位必须相互反相(如相差180度)。以这种方式，当一侧立柱上致动器106缩而形变的同时，另一侧立柱上致动器106展而形变,这样使得劈刀206可以实现沿换能器横向(换能器的径向)往复运动，因此，劈刀206在横向和纵向的位移叠加在一起，便可产生在二维xy平面上的位移，增大焊接结合面面积。同时由于柔性件的连接部1111为长方形条状结构，装配部1112与连接部1111成斜面或弧形面过渡连接，使得在制动器106收缩振动在沿着连接部1111变形的同时，其过渡连接面1113可有效的分散变形处所在面的应力分布，能够有效保护制动器106(陶瓷片)不断裂，提高换能器的使用寿命。
40.本实用新型并不局限于上述实施方式，任何本领域技术人员都可做多种修改和变化，在不脱离本实用新型的精神下，都在本实用新型所要求保护范围。

技术特征：

1.一种换能器柔性架，其特征在于：包括一基座，和设置在所述基座上的两个立柱，所述两个立柱关于所述基座的中线对称设置，所述立柱包括位于上端部的安装座和位于所述安装座和所述基座之间的支撑架，所述安装座上设有螺栓孔，所述支撑架内设有柔性件，所述柔性件包括连接部和装配部，所述连接部为一条形长方体，所述装配部与所述连接部成斜面或弧形面过渡连接，所述柔性件通过所述连接部固定连接在所述立柱的支撑架内，所述基座、立柱、柔性件一体成型，所述支撑架内还设有制动器和预紧组件。2.根据权利要求1所述的换能器柔性架，其特征在于：所述柔性件设置在所述立柱的支撑架上部，所述柔性件的连接部与所述安装座相连，和/或所述柔性件设置在所述立柱的支撑架下部，所述柔性件的连接部与所述基座相连。3.根据权利要求2所述的换能器柔性架，其特征在于：当所述柔性件仅设置在所述立柱支撑架上部时，所述柔性件与所述基座之间依次设置制动器和预紧组件；当所述柔性件仅设置在所述立柱支撑架的下部时，所述支撑架上部与所述柔性件之间依次设置制动器和预紧组件；当所述柔性件分别设置在所述立柱支撑架的上部和下部时，两柔性件之间由上至下依次设置制动器和预紧组件。4.根据权利要求1所述的换能器柔性架，其特征在于：所述制动器为压电陶瓷片组件。5.根据权利要求1所述的换能器柔性架，其特征在于：所述制动器两端还设有隔离片。6.根据权利要求1所述的换能器柔性架，其特征在于：所述预紧组件包括两个梯形块，两梯形块相对且斜面配合设置。7.一种键合换能器，其特征在于：包括换能器主体，所述换能器主体安装在权利要求1～6任意一项所述的换能器柔性架上，所述换能器主体包括变幅杆、劈刀，所述变幅杆一端设有劈刀安装部，所述劈刀设置在所述劈刀安装部中，所述变幅杆另一端设有固定座，所述固定座通过固定螺栓安装在所述换能器柔性架的安装座上，所述固定座中部设有压电陶瓷，一压盖通过固定螺栓将所述压电陶瓷固定在所述固定座中部。8.根据权利要求7所述的键合换能器，其特征在于：所述固定座为对称的阶梯型。9.根据权利要求7所述的键合换能器，其特征在于：所述固定座为对称的长方形。10.根据权利要求8所述的键合换能器，其特征在于：所述固定座中部两侧和/或端面上还设置有条形通孔。

技术总结

本实用新型提供一种换能器柔性架及键合换能器，包括一基座，和设置在所述基座上的两个立柱，所述两个立柱关于所述基座的中线对称设置，所述立柱包括位于上端部的安装座和位于所述安装座和所述基座之间的支撑架，所述安装座上设有螺栓孔，所述支撑架内设有柔性件，所述柔性件包括连接部和装配部，所述连接部为一条形长方体，所述装配部与所述连接部成斜面或弧形面过渡连接，所述柔性件通过所述连接部固定连接在所述立柱的支撑架内。本实用新型的换能器柔性架及键合换能器在增加键合面积的同时有效减少了制动器的的刚性损耗，提高了产品使用寿命。使用寿命。使用寿命。