超声波焊接可能对产品造成破坏,但别担心可以针对性解决。核心问题通常出在机械应力、局部过热、工艺参数不当或设计缺陷上。
一、主要破坏形式及原因
1.机械应力与振动
元件损伤:高频振动(15kHz–20kHz)容易导致陶瓷电容、晶振等脆性元件产生微裂纹或碎裂。
焊点断裂:振动可能使现有焊点疲劳断裂,影响连接可靠性。
2.局部过热
摩擦生热:焊接时间过长、振幅过大或压力不当,可能传导热量至塑料连接器或温度敏感元件,导致熔化或变形。
热冲击:快速局部温度变化可能对附近元件产生热冲击。
3.应力集中与物理损伤
焊盘/铜箔剥离:焊接头下压力过大或产品支撑不当,可能导致焊盘翘。
直接碰撞:焊接头意外接触小元件(如电阻、电容),可能将其撞飞或损坏。
4.工艺参数不当
焊接时间过长:持续振动增加机械应力积累和热量积聚。
振幅/功率过高:导致振动强度过大,传递能量过高。
压力过大:增加物理损伤和摩擦热量的风险。
频率错误:焊接频率接近塑料件或元件固有共振频率,可能引发剧烈共振。
5.焊接头和夹具设计不良
设计不当:无法有效约束塑料件,导致振动传导范围扩大。
支撑点不合理:可能造成塑料件弯曲或局部应力集中。
二、如何避免或减少损坏
1.精心设计
避免在塑料件上放置脆性元件(如陶瓷电容、晶振)于焊接区域附近。
使用高强度导电胶处理的晶振,减少导电胶震裂风险。
2.优化工艺参数
降低压力:减少物理损伤和摩擦热量。
减少焊接时间:降低机械应力积累和热量积聚。
降低振幅/功率:减少振动强度和传递能量。
调整频率:避免接近塑料件或元件固有共振频率。
3.改进焊接头和夹具设计
设计合理焊头:有效约束塑料件,减少振动传导范围。
优化夹具支撑点:避免塑料件弯曲或局部应力集中。
4.使用缓冲材料
在底模受力处垫缓冲橡胶,减少振动传递。
避免底模与制品悬空或间隙,减少振动传导。
5.提前验证测试
提前做样品验证测试,检查超声工艺适用性。
检查超声波上模输出能量是否足够,不足时增加段数。
三、总结
超声波焊接破坏产品的问题,核心在于机械应力、局部过热、工艺参数不当和设计缺陷。通过精心设计、优化工艺参数、改进焊接头和夹具设计、使用缓冲材料以及提前验证测试,可以有效避免或减少损坏。








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