超聲波模具的振態(tài)設(shè)計(jì)

　　超聲波模具振動(dòng)型式需為諧振模態(tài)，振幅分布均勻，內(nèi)交變應(yīng)力分散，且數(shù)值要愈小愈好。振態(tài)的好壞影響超聲波焊頭的壽命及熔接能力，更嚴(yán)重會(huì)致使超聲波系統(tǒng)損壞，因此判斷超聲波模具的振態(tài)是否正常，是制作超聲波焊頭最重要的工作。以往超聲波模具設(shè)計(jì)制作多以經(jīng)驗(yàn)為主，對(duì)振態(tài)的好壞判斷，除從HORN CHECK上之電流表、電壓表的數(shù)值分析外，主要是以手感觸測超聲波模具的振動(dòng)狀態(tài)，此需有相當(dāng)長的時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)累積才能正確判斷，因此對(duì)振態(tài)測試應(yīng)以儀器數(shù)據(jù)為主，須經(jīng)驗(yàn)的手感觸測為輔。

    超聲波模具振態(tài)測試、判斷的方法           

A、HORN CHECK機(jī)臺(tái)測試

    檢視超聲波模具發(fā)振時(shí)頻率（F）電流值〈A〉、電壓值〈V〉是否在標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)；頻率不在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)時(shí)，超聲波的電氣特性有可能是不一樣的。也就是說當(dāng)超聲波模具不在標(biāo)準(zhǔn)頻率時(shí)其諧振，并不代表其在標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍內(nèi)仍是可以保持諧振的。檢視超聲波模具起振時(shí)之電流、電壓是否有不正常之PULSE，PULSE大表示超聲波焊頭起振困難，即此表示超聲波模具振態(tài)不佳。

B、阻抗分析儀〈HP 4194〉測試

     利用頻率掃描檢視超聲波模具共振頻率之波形是否正常，是否有復(fù)頻率存在，超聲波焊頭除諧振頻率外有接近的頻率存在表示此超聲波焊頭是異常的。檢視超聲波模具共振阻抗值是否正常，原則上阻抗越低越好。

C、量測超聲波焊頭振幅檢視振幅分布

     超聲波模具振幅呈平均分布表示焊頭振態(tài)佳，應(yīng)力分散。

D、手感觸測超聲波模具的振動(dòng)狀態(tài)

     正常的超聲波模具其發(fā)振時(shí)是振動(dòng)狀態(tài)平順，如起振時(shí)有抖動(dòng)、兩段發(fā)振或明顯的橫振波的情況都是屬不正常，以手感觸測時(shí)是可以察覺。超聲波模具正常狀況短時(shí)間發(fā)振測試是不會(huì)有溫升，如在測試時(shí)即有溫升狀況是屬不正常的超聲波模具。

E、以計(jì)算機(jī)分析超聲波焊頭的振動(dòng)狀態(tài)

         將超聲波焊頭之幾何型體繪制成3D圖文件，配合有限元素分析軟件，輸入焊頭材質(zhì)、材質(zhì)之傳導(dǎo)音速度及頻率范圍等、、、參數(shù)，經(jīng)掃描分析即可從計(jì)算機(jī)摹擬動(dòng)畫或影像上，檢視判讀超聲波焊頭的振動(dòng)狀態(tài)及焊頭的應(yīng)力、振幅分布狀況。