超声波模具的振态设计

　　超声波模具振动型式需为谐振模态，振幅分布均匀，内交变应力分散，且数值要愈小愈好。振态的好坏影响超声波焊头的寿命及熔接能力，更严重会致使超声波系统损坏，因此判断超声波模具的振态是否正常，是制作超声波焊头最重要的工作。以往超声波模具设计制作多以经验为主，对振态的好坏判断，除从HORN CHECK上之电流表、电压表的数值分析外，主要是以手感触测超声波模具的振动状态，此需有相当长的时间的经验累积才能正确判断，因此对振态测试应以仪器数据为主，须经验的手感触测为辅。

    超声波模具振态测试、判断的方法           

A、HORN CHECK机台测试

    检视超声波模具发振时频率（F）电流值〈A〉、电压值〈V〉是否在标准值之内；频率不在标准的范围内时，超声波的电气特性有可能是不一样的。也就是说当超声波模具不在标准频率时其谐振，并不代表其在标准频率范围内仍是可以保持谐振的。检视超声波模具起振时之电流、电压是否有不正常之PULSE，PULSE大表示超声波焊头起振困难，即此表示超声波模具振态不佳。

B、阻抗分析仪〈HP 4194〉测试

     利用频率扫描检视超声波模具共振频率之波形是否正常，是否有复频率存在，超声波焊头除谐振频率外有接近的频率存在表示此超声波焊头是异常的。检视超声波模具共振阻抗值是否正常，原则上阻抗越低越好。

C、量测超声波焊头振幅检视振幅分布

     超声波模具振幅呈平均分布表示焊头振态佳，应力分散。

D、手感触测超声波模具的振动状态

     正常的超声波模具其发振时是振动状态平顺，如起振时有抖动、两段发振或明显的横振波的情况都是属不正常，以手感触测时是可以察觉。超声波模具正常状况短时间发振测试是不会有温升，如在测试时即有温升状况是属不正常的超声波模具。

E、以计算机分析超声波焊头的振动状态

         将超声波焊头之几何型体绘制成3D图文件，配合有限元素分析软件，输入焊头材质、材质之传导音速度及频率范围等、、、参数，经扫描分析即可从计算机摹拟动画或影像上，检视判读超声波焊头的振动状态及焊头的应力、振幅分布状况。