CN110976260A - 变幅杆及换能*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变幅杆及换能***。变幅杆包括杆体及安装部，安装部包括主体及第一引导部，主体远离杆体的一端延伸有第一引导部，第一引导部包括第一端面、第二端面及第一引导面，第一端面与第二端面相对设置，第一端面与主体连接，第一端面的面积大于第二端面的面积，第一引导面设有两个，两个第一引导面分别连接第一端面的两端及对应的第二端面的两端。上述变幅杆中，通过第一引导面的设置使得安装部沿能量传输的方向逐渐变窄，减小了形状突变，形状突变会带来应变集中，不利于超声波传递和聚集对突变直角结构进行倒角过渡，避免了超声波能量传递时产生应变集中，使超声波传递更加稳定，从而提高变幅杆的能量放大系数，提高能量传递的效率。

Description

变幅杆及换能***

技术领域

本发明涉及封装领域，特别是涉及变幅杆及换能***。

背景技术

在LED封装领域中，变幅杆传输能量信号，引起安装在变幅杆上的瓷嘴振动，瓷嘴与芯片或基板相互摩擦完成引线键合过程。常规的变幅杆在能量的传递过程中损耗较大，传递效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对提供一种高效传递能量的变幅杆

一种变幅杆，包括：

杆体；及

安装部，所述安装部包括主体及第一引导部，所述主体远离所述杆体的一端延伸有所述第一引导部，所述第一引导部包括第一端面、第二端面及第一引导面，所述第一端面与所述第二端面相对设置，所述第一端面与所述主体连接，所述第一端面的面积大于所述第二端面的面积，所述第一引导面设有两个，两个所述第一引导面分别连接所述第一端面的两端及对应的所述第二端面的两端。

上述变幅杆中，通过第一引导面的设置使得安装部沿能量传输的方向逐渐变窄，减小了形状突变，形状突变会带来应变集中，不利于超声波传递和聚集。第一引导面的上述设置使能对突变直角结构进行倒角过渡，避免了超声波能量传递时产生应变集中，使超声波传递更加稳定，从而提高变幅杆的能量放大系数，提高能量传递的效率。

在其中一个实施例中，两个所述第一引导面关于所述主体的中线对称设置。

在其中一个实施例中，所述第一引导面为正方形。

在其中一个实施例中，所述第一引导面的边长为为1.4毫米至1.6毫米。

在其中一个实施例中，所述主体靠近所述杆体的一端延伸有第二引导部，所述第二引导部包括第一连接面、第二连接面及第二引导面，所述第一连接面与所述主体连接，所述第二连接面与所述杆体连接，所述第一连接面的面积大于所述第二连接面的面积，所述第二引导面设有两个，两个所述第二引导面分别连接所述第一连接面的两端及对应的所述第二连接面的两端。

在其中一个实施例中，所述第二引导面为矩形。

在其中一个实施例中，所述第二引导面一边的边长为1.4毫米至1.6毫米，另一边的边长为0.2毫米至0.4毫米。

在其中一个实施例中，所述安装部纵截面的一边的边长为2.9毫米至3.1毫米，另一边的边长为3.9毫米至4.1毫米。

在其中一个实施例中，所述安装部沿所述杆体轴向的长度为5.8毫米至6毫米。

在其中一个实施例中，还包括第三引导部，所述第三引导部连接所述主体及所述杆体，沿所述杆体的轴向所述第三引导部的长度为1毫米至1.2毫米。

在其中一个实施例中，所述第三引导部的直径为3.4毫米至3.6毫米。

在其中一个实施例中，所述安装部开设有间隙，所述间隙沿所述杆体的轴向延伸，所述间隙贯通所述安装部将所述安装部切分为第一安装部及第二安装部，所述第一安装部开设有第一安装槽，所述第二安装部开设有第二安装槽，所述第一安装槽与所述第二安装槽围成所述安装腔，还包括锁紧件，所述锁紧件穿设所述第一安装部及所述第二安装部以调节所述第一安装部及所述第二安装部之间的间隔距离。

在其中一个实施例中，所述杆体包括相互连接的传输部及聚集部，所述聚集部与所述传输部连接，沿远离所述安装部的方向，所述聚集部的直径逐渐增大。

在其中一个实施例中，沿所述聚集部的轴向所述聚集部的长度为21.1毫米至21.3毫米。

一种换能***，包括：

上述的变幅杆；

换能器，安装于所述杆体上远离所述安装部的一端；及

瓷嘴，安装于所述安装部上远离所述杆体的一端，所述瓷嘴的轴线与所述变幅杆的轴线垂直。

附图说明

图1为一实施方式换能***的结构示意图；

图2为如图1所示换能***中变幅杆与瓷嘴的装配示意图；

图3为如图2所示变幅杆中A处的放大示意图；

图4为如图2所示变幅杆的剖视图；

图5为如图2所示变幅杆的侧视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1，一实施方式的换能***9包括变幅杆10、瓷嘴11及换能器12。变幅杆10的一端与换能器12连接，另一端与瓷嘴11连接。换能器12利用压电陶瓷的逆压电效应，将超声频率的电信号转化为超声波高频机械振动，变幅杆10传输并放大振动信号后将能量传递给瓷嘴11，瓷嘴11与芯片或基板相互摩擦完成引线键合过程，实现焊接封装工序。

参见图2及图3，其中，变幅杆10包括杆体100及安装部200。杆体100的两端分别连接换能器12及安装部200，瓷嘴11安装于安装部200上，瓷嘴11的轴线与变幅杆10的轴线垂直。安装部200包括主体300及第一引导部400。第一引导部400延伸于主体300远离杆体100的一端，第一引导部400与主体300一体成型设置。第一引导部400包括第一端面(图未示)、第二端面410及第一引导面420。第一端面与第二端面410相对设置，第一端面与主体300连接，第一端面的面积大于第二端面410的面积，第一引导面420设有两个，两个第一引导面420分别连接第一端面的两端及对应的第二端面410的两端。

上述变幅杆10中，通过第一引导面420的设置使得安装部200沿能量传输的方向逐渐变窄，减小了形状突变，形状突变会带来应变集中，不利于超声波传递和聚集。第一引导面420的上述设置使能对突变直角结构进行倒角过渡，避免了超声波能量传递时产生应变集中，使超声波传递更加稳定，从而提高变幅杆10的能量放大系数，提高能量传递的效率。

参见图3及图4，在一个实施例中，安装部200开设有间隙500。间隙500沿杆体100的轴向延伸，间隙500与安装部200的中线重合。间隙500贯通安装部200将安装部200平分为第一安装部210及第二安装部220，以使第一安装部210与第二安装部220关于间隙500对称设置，即主体300、第一引导部400均关于间隙500对称设置，同时使得两侧的第一引导面420也对称设置。对称设置的第一引导面420能在传导能量时保证方向不会出现偏差。第一安装部210开设有第一安装槽(图未示)，第二安装部220开设有第二安装槽(图未示)，第一安装槽与第二安装槽围成安装腔230，瓷嘴11安装于安装腔230中。变幅杆10还包括锁紧件600，锁紧件600穿设第一安装部210及第二安装部220，调节锁紧件600，可以改变第一安装部210及第二安装部220之间的间隔距离，从而改变安装腔230的大小，以对瓷嘴11进行装卸，操作简单方便。

在一个实施例中，第一引导面420采用等边设计，即第一引导面420的形状为正方形，其边长的范围设置在1.4毫米至1.6毫米之间。

在一个实施例中，主体300靠近杆体100的一端延伸有第二引导部700，第二引导部700与主体300一体成型设置。第二引导部700包括第一连接面(图未示)、第二连接面710及第二引导面720。第一连接面与第二连接面710相对设置，第一连接面与主体300连接，第二连接面710与杆体100连接，第一连接面的面积大于第二连接面710的面积。第二引导面720设有两个，两个第二引导面720分别连接第一连接面的两端及对应的第二连接面710的两端。设置第二引导部700能对突变直角结构进行倒角过渡，避免了超声波能量传递时会产生应变集中，减少应变集中，使超声波传递更加稳定。形状突变会带来应变集中，不利于超声波传递和聚集。

在一个实施例中，第二引导面720采用非等边设计。例如第二引导面720为矩形，且一边的边长为1.4毫米至1.6毫米，另一边的边长为0.2毫米至0.4毫米。安装部200沿杆体100轴向的长度为5.8毫米至6毫米。沿瓷嘴11的长度方向，安装部200的截面呈矩形，且一边的边长为2.9毫米至3.1毫米，另一边的边长为3.9毫米至4.1毫米。安装部200沿杆体100轴向的长度为5.8毫米至6毫米。通过各尺寸的协同作用，可使变幅杆10能量放大系数有明显增加，同时减小变幅杆10的谐振长度，进而提高变幅杆10刚度和谐振频率。

同时参见图5，在一个实施例中，变幅杆10还包括第三引导部800。第三引导部800连接主体300及杆体100，第三引导部800与杆体100一体成型设置。具体地，第三引导部800的形状为圆柱状，且沿杆体100的轴向第三引导部800的长度为1毫米至1.2毫米，第三引导部800的直径为3.4毫米至3.6毫米。第三引导部800能够提高变幅杆能量放大系数，同时减小变幅杆的谐振长度，进而提高变幅杆刚度和谐振频率。

再参见图2，在一个实施例中，杆体100包括相互连接的传输部110及聚集部120。聚集部120与传输部110连接，沿远离安装部200的方向，聚集部120的直径逐渐增大，以呈圆台状，能够使得能量在传输的过程中得到集中。具体地，传输部110的形状为圆柱状。

在一个实施例中，沿聚集部120的轴向聚集部120的长度为21.1毫米至21.3毫米。

同时参见图3至图5，在一个实施例中，在安装部200的顶面沿轴向还延伸有定位部240，定位部240凸出于安装部200，且围住安装腔230。定位部240提供了瓷嘴11的一个标准安装位，定位部240能够便于瓷嘴11的定位。具体地，根据瓷嘴11的标准安装工位设计定位部240突出于安装部200的高度，瓷嘴11安装于安装腔230后，将瓷嘴11的顶面与定位部240的顶面齐平，此时瓷嘴11的高度为标准安装高度，能够在后续的焊接中处于一个准确的焊接工位，保证焊接的质量。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种变幅杆，其特征在于，包括：

杆体；及

安装部，所述安装部包括主体及第一引导部，所述主体远离所述杆体的一端延伸有所述第一引导部，所述第一引导部包括第一端面、第二端面及第一引导面，所述第一端面与所述第二端面相对设置，所述第一端面与所述主体连接，所述第一端面的面积大于所述第二端面的面积，所述第一引导面设有两个，两个所述第一引导面分别连接所述第一端面的两端及对应的所述第二端面的两端。

2.根据权利要求1所述的变幅杆，其特征在于，两个所述第一引导面关于所述主体的中线对称设置。

3.根据权利要求1所述的变幅杆，其特征在于，所述第一引导面为正方形。

4.根据权利要求3所述的变幅杆，其特征在于，所述第一引导面的边长为为1.4毫米至1.6毫米。

5.根据权利要求1所述的变幅杆，其特征在于，所述主体靠近所述杆体的一端延伸有第二引导部，所述第二引导部包括第一连接面、第二连接面及第二引导面，所述第一连接面与所述主体连接，所述第二连接面与所述杆体连接，所述第一连接面的面积大于所述第二连接面的面积，所述第二引导面设有两个，两个所述第二引导面分别连接所述第一连接面的两端及对应的所述第二连接面的两端。

6.根据权利要求5所述的变幅杆，其特征在于，所述第二引导面为矩形。

7.根据权利要求6所述的变幅杆，其特征在于，所述第二引导面一边的边长为1.4毫米至1.6毫米，另一边的边长为0.2毫米至0.4毫米。

8.根据权利要求1所述的变幅杆，其特征在于，所述安装部纵截面的一边的边长为2.9毫米至3.1毫米，另一边的边长为3.9毫米至4.1毫米。

9.根据权利要求1所述的变幅杆，其特征在于，所述安装部沿所述杆体轴向的长度为5.8毫米至6毫米。

10.根据权利要求1所述的变幅杆，其特征在于，还包括第三引导部，所述第三引导部连接所述主体及所述杆体，沿所述杆体的轴向所述第三引导部的长度为1毫米至1.2毫米。

11.根据权利要求10所述的变幅杆，其特征在于，所述第三引导部的直径为3.4毫米至3.6毫米。

12.根据权利要求1所述的变幅杆，其特征在于，所述安装部开设有间隙，所述间隙沿所述杆体的轴向延伸，所述间隙贯通所述安装部将所述安装部切分为第一安装部及第二安装部，所述第一安装部开设有第一安装槽，所述第二安装部开设有第二安装槽，所述第一安装槽与所述第二安装槽围成所述安装腔，还包括锁紧件，所述锁紧件穿设所述第一安装部及所述第二安装部以调节所述第一安装部及所述第二安装部之间的间隔距离。

13.根据权利要求1所述的变幅杆，其特征在于，所述杆体包括相互连接的传输部及聚集部，所述聚集部与所述传输部连接，沿远离所述安装部的方向，所述聚集部的直径逐渐增大。

14.根据权利要求13所述的变幅杆，其特征在于，沿所述聚集部的轴向所述聚集部的长度为21.1毫米至21.3毫米。

15.一种换能***，其特征在于，包括：

如权利要求1至权利要求11任一项所述的变幅杆；

换能器，安装于所述杆体上远离所述安装部的一端；及

瓷嘴，安装于所述安装部上远离所述杆体的一端，所述瓷嘴的轴线与所述变幅杆的轴线垂直。

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