專利名稱：用于檢驗引線焊接連接的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是用于引線焊接連接的無損檢驗的方法，其中，在制造焊接連接之后借助于超聲工具在引線和基層/焊盤之間向引線或焊接連接施加一個檢驗力。本發(fā)明還涉及一種用于在引線和基層之間借助于超聲工具制造引線焊接連接的裝置，可以利用該裝置實現(xiàn)對所制造的引線焊接連接的檢驗。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，已知有用于檢驗引線焊接連接質(zhì)量的不同方法。例如，借助于一個沿縱向施加到引線上的力焊接連接被加以載荷，以使其斷裂和損壞。在此，該力確定了要損壞所述焊接連接所必需的力。盡管這種方法在焊接連接的質(zhì)量方面提供了基本信息，但這種檢驗的采用會導(dǎo)致該焊接連接本身的損壞，這構(gòu)成了這種檢驗的一個缺點。同樣，可以進行無損的拉伸檢驗，其中，在引線的縱向上施加一個這樣大小的力，使得該連接以完好的焊接連接承受住該力并僅在焊接連接質(zhì)量低的情況下才損壞該連接。這樣，質(zhì)量完好的被測試的連接可以在測試后繼續(xù)使用。
在現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于進行焊接連接的質(zhì)量檢驗的方法和裝置具有這樣的缺點，即，為了應(yīng)用檢驗力，必須在焊接頭處設(shè)置相應(yīng)的裝置。例如已知的是，在焊接頭處對應(yīng)地設(shè)置引線端子，利用該引線端子引線可以卡在兩個夾板之間，以便通過利用所述端子對該引線的拉伸而向焊接連接上施加一個力。此外，除了在成本昂貴的構(gòu)造之外，帶有隨后的檢驗的整個焊接過程需要一個總體上顯著延長了的時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要求解決的技術(shù)問題在于，提供一種能夠在不耗費較大的構(gòu)造成本的情況下對焊接連接的質(zhì)量進行檢驗的方法和裝置，尤其是，該方法可以在最短的時間內(nèi)執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)問題是這樣解決的，即，將施加在引線上的檢驗力由超聲工具本身提供。
這點同現(xiàn)有技術(shù)相比特別的優(yōu)點在于，沒有例如象必須設(shè)置在焊接頭處的引線端子那樣的額外的結(jié)構(gòu)，并避免或排除了在測試期間尤其是由于剝落而對焊接連接造成的損害。
尤其是直接在焊接連接處就地提供的檢驗力特別優(yōu)選地橫跨引線方向地設(shè)置在引線/焊接連接上，這尤其是可以通過超聲工具的接收器(Aufnahme)(換能器)與固定的引線或基層之間的相對運動實現(xiàn)。
可以按照這種方式在實際焊接過程中額外地為了檢驗質(zhì)量而集成一個剪切測試，尤其是一個無損的剪切測試。為此目的，該焊接連接被按照一個這樣選擇的檢驗力、尤其是橫向力(剪切力)加載，使得該焊接連接在焊接連接完好的情況下承受住該檢驗力。
由此，可以避免完好的焊接連接在檢驗過程中斷裂和損壞。僅僅是本來質(zhì)量上并不完好的焊接連接在所述的相應(yīng)地選擇的力的作用下?lián)p壞并且不能被繼續(xù)使用。對于用于在引線和基層之間利用超聲工具制造引線焊接連接的所述方法以及為其設(shè)置的裝置而言，尤其有利的是，檢驗力此時由超聲工具本身提供，也就是說，在所謂楔焊的情況下由楔提供。
為此，可以例如在制造引線焊接連接之后，將楔從引線上升起并放置在該引線旁，使得然后例如通過超聲工具的懸掛裝置(Aufhaengung)(換能器)的側(cè)向運動橫跨引線縱向地從該超聲工具/楔向該引線施加力。只要該焊接連接承受住該力，那么它就在質(zhì)量上分級為完好的。在這種情況下，超聲工具類似于剪力鍵(Scherkeil)地使用。
在一個特別優(yōu)選的實施例中可以設(shè)置成將檢驗力施加于引線上，而超聲工具的尖端內(nèi)的凹槽與引線和/或焊接連接相搭接。這具有這樣特別的優(yōu)點，即，在制造焊接連接后，超聲工具并不必先從焊接連接升起再重新安置在該焊接連接旁。在緊接著焊接連接的制造之后，在超聲工具和引線或焊接連接之間還存在一種最優(yōu)的形面接合。為了對焊接連接進行檢驗，可以直接施加一個在焊接面內(nèi)的與焊接方向正交的力。在此，在引線或焊接連接上沒有產(chǎn)生損害。這里，可以利用超聲工具在超聲工具的尖端內(nèi)的凹槽的側(cè)壁范圍內(nèi)提供該力。
在此，必要時要考慮提供沿超聲工具的方向延伸的預(yù)定垂直保持力，因為在提供了一個橫跨引線方向的橫向力的情況下，由于V形槽兩壁之間的一個角度(例如70度)而在超聲工具的方向上產(chǎn)生一個力的分量，這必須由一個相應(yīng)的反向保持力來補償，以便避免超聲工具在檢驗中從引線上滑脫。
這種檢驗方法相對于現(xiàn)有技術(shù)特別的優(yōu)點在于，顯著地降低了構(gòu)造成本，因為如上所述，其中超聲工具用作檢驗元件，而不再需要如現(xiàn)有技術(shù)中所公開的那種附加引線端子。而且，用于執(zhí)行本發(fā)明的檢驗方法的檢驗時間也明顯地變小，因為可以放棄對于相應(yīng)檢驗元件(例如所述的端子)的特殊控制。
在現(xiàn)有技術(shù)中，大量的檢驗時間例如由下述過程產(chǎn)生將端子通過引線相連，隨后牽引該端子，再卸去該引線的負荷并打開該端子。這種動作循環(huán)現(xiàn)在取消了，因為尤其是在優(yōu)選實施例中，所述超聲工具在引線焊接連接的制造之后反正都停留在該連接上并僅僅必須產(chǎn)生上述的檢驗力，這可能以最短的時間實現(xiàn)。
例如可以設(shè)置成，使得工具的接收器(換能器)和/或焊接頭橫跨引線方向地運動以提供檢驗力。由此，尤其是在橫跨引線方向運動時，由于超聲工具的剛度而自動地在超聲工具的尖端處產(chǎn)生一個橫跨引線方向的力，該力為所述焊接連接加載并從而可以用于檢驗質(zhì)量。
因此，與此相應(yīng)的是，可以產(chǎn)生檢驗力和/或檢驗運動和/或在焊接頭內(nèi)和/或在焊接機運動軸線上和/或焊接材料(Bondgut)的接收裝置內(nèi)進行探測。
由于在超聲工具的尖端與引線或基層之間僅僅受到一個力，因而存在例如(也即例如通過一個其上承載有基層的臺面)橫跨引線方向地向焊接材料提供一個力，為此可以設(shè)置一個相應(yīng)的執(zhí)行器。
焊接連接的質(zhì)量可以通過下述步驟中的至少一個進行檢驗i)例如，預(yù)先給定一個檢驗力，并確定和分析超聲工具的合成運動。超聲工具由于所受到的力而運動，從而使得焊接連接斷裂和損壞。
ii)可選地或組合地設(shè)置成，預(yù)先給定一個檢驗力并確定和分析反作用力。
iii)同樣可能的是，在一種可選的或進一步的設(shè)計中，預(yù)先給定所述超聲工具的接收器的運動，并確定和分析反作用力。
iv)還可以預(yù)先給定超聲工具的運動，并利用傳感器確定和分析引線和/或焊接連接和/或超聲工具的變形。
尤其是可以相應(yīng)于最后一個實施方式設(shè)置成，具有在制造焊接連接之外還允許質(zhì)量檢驗的裝置、以及直接和/或間接地檢測由超聲工具向引線/焊接連接施加的力或者檢測超聲工具的運動的傳感器。
例如，可以在焊接頭處設(shè)置力傳感器，利用該力傳感器測量通過超聲工具提供在引線上的力。可以將所測得的力用作調(diào)節(jié)量來例如控制焊接機的軸線，使得設(shè)置出所期望的檢驗力。
如果在該力的作用下焊接點斷裂，則這點可以例如通過位置發(fā)生器(Positionsgeber)確定。在超出預(yù)先給定的閾值(該值由位置發(fā)生器測得)時，推斷出焊接點損壞。如果達不到額定檢驗力，則同樣可以推斷出焊接點損壞。


圖1中詳細地示出了本發(fā)明的一個實施例。
具體實施例方式
唯一的圖1示出了在此以楔1表示的超聲工具的位置，該超聲工具在制造引線焊接連接之后以其V形凹槽2設(shè)置于焊接引線3上。在連接時發(fā)生變形的焊接引線3由此完全地被該V形槽2包圍。
為了在制造兩個電極/焊盤之間的焊接連接的過程中進行質(zhì)量檢驗，可以與之相應(yīng)地在設(shè)置焊接引線之后緊接著利用基層4上的摩擦焊接連接向焊接引線3或所制造的引線焊接連接提供一個檢驗力，該力在此處沿以箭頭5表示的、橫跨焊接機縱向軸線的方向延伸。
由于在圖中所示出的V形凹槽(其中側(cè)壁區(qū)域優(yōu)選地彼此成大約70度的角度)，在施加檢驗力時形成一個在超聲工具1的方向上的力的分量，使得必須通過沿箭頭6方向的反向保持力實現(xiàn)補償，以便在檢驗過程中避免超聲工具1從引線焊接連接上升起。
在超聲工具或其圖中所示的尖端與焊接引線3或基層4之間可以以不同的方式和手段產(chǎn)生檢驗力。例如，可以將整個焊接頭沿相應(yīng)的方向運動，從而由于超聲工具的剛度而產(chǎn)生力。
可選的是，可以由執(zhí)行器僅僅引起超聲工具的接收器橫跨引線縱向的偏轉(zhuǎn)。
同樣，可以通過基層在相應(yīng)的接收器內(nèi)或利用相應(yīng)的接收器相對于超聲工具1產(chǎn)生力。
總而言之，可以采取任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的措施來產(chǎn)生力的作用。
在上述情形下，通過該焊接連接在施加檢驗力的過程中承受住該力而確定了焊接連接的質(zhì)量。如果不能承受相應(yīng)地預(yù)先設(shè)置的檢驗力的連接，那么該連接就斷裂，這導(dǎo)致反作用力的跳躍性地降低或者超聲工具的(增加了的)偏轉(zhuǎn)，從而可以例如通過相應(yīng)地使用傳感器裝置而探測焊接連接的斷裂。
權(quán)利要求
1.一種用于尤其是引線焊接連接的無損檢驗的方法，其中，在制造焊接連接之后借助于超聲工具在引線和基層/焊接盤之間向引線施加一個檢驗力，其特征在于，所述檢驗力(5)由所述超聲工具(1)提供。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢驗力(5)、尤其是在焊接連接(7)處的檢驗力，橫跨引線方向地向引線(3)施加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述檢驗力(5)施加在引線(3)上，而所述超聲工具(1)的尖端內(nèi)的凹槽(2)與引線(3)和/或焊接連接(7)相搭接。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，這樣選擇所述檢驗力(5)，使得在焊接連接(7)完好的情況下，該焊接連接(7)承受得住該檢驗力(5)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，為了提供所述檢驗力(5)，所述超聲工具(1)和/或焊接頭橫跨引線方向地運動。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，通過下述步驟中的至少一個來檢驗焊接連接(7)的質(zhì)量i.預(yù)先給定一個檢驗力(5)，并確定和分析所述超聲工具(1)的合成運動；ii.預(yù)先給定所述超聲工具(1)的接收器的運動，并確定和分析反作用力；iii.預(yù)先給定該超聲工具(1)的接收器的運動，并確定和分析引線(3)和/或焊接連接(7)和/或超聲工具(1)和/或傳感器的變形。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，在焊接頭內(nèi)和/或在焊接機的和/或焊接材料的接收器的運動軸線上，產(chǎn)生和/或探測所述檢驗力(5)和/或檢驗運動。
8.一種用于在引線和基層之間借助于超聲工具制造引線焊接連接的裝置，其特征在于，可以借助于超聲工具(1)向引線(3)/焊接連接(7)施加一個檢驗力(5)，尤其是其中所述檢驗力(5)在焊接面內(nèi)的指向橫跨引線方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，為了檢驗所述焊接連接(7)的質(zhì)量，可以在所述超聲工具(1)的接收器與引線(3)/焊接連接(7)之間產(chǎn)生相對運動。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，其具有傳感器，該傳感器用于直接和/或間接地檢測由所述超聲工具(1)向引線(3)/焊接連接(7)施加的力和/或采集該超聲工具(1)的接收器的運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別是用于引線焊接連接的無損檢驗的方法，其中，在制造焊接連接(7)之后借助于超聲工具(1)在引線(3)和基層/焊盤(4)之間向引線(3)施加一個檢驗力，其中，該檢驗力(5)由所述超聲工具(1)提供。本發(fā)明還涉及一種用于在引線(3)和基層(4)之間借助于超聲工具(1)制造引線焊接連接(7)的裝置，其中，借助于超聲工具(1)向引線(3)/焊接連接(4)施加一個檢驗力(5)，尤其是使該檢驗力(5)的指向橫跨引線方向。
文檔編號B23K20/10GK1956816SQ200480043128
公開日2007年5月2日 申請日期2004年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月1日
發(fā)明者弗蘭克·沃爾瑟 申請人:赫西和奈普斯有限責任公司