【硕士论文】面向金丝球焊线机的超声功率电源的设计.pdf

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1、摘要摘要超声波焊线技术是一种热超声键合技术，又称芯片内部打线技术，超声波金丝球焊线机则是利用此种技术实现封装前的芯片(硅片)内部引线焊接的高科技机电一体化设备。超声功率电源作为焊线机设备的超声输出信号源，是焊线机电子系统的重要组成部分，直接决定着打线的质量与效率。本文针对超声功率电源设计和研制过程中存在的关键技术问题，阐述了超声功率电源的原理以及控制方法，从硬件电路和软件程序两方面进行研究和设计，并且设计制作超声功率电源实验电路板一块，并对其进行了相关的硬件测试以及实验验证与分析。硬件电路部分主要包括直流稳压、逆变全桥、频率自动跟踪、单片机控制四大模块。文中对其中的各大主要

2、电路进行了详细的分析以及设计，实验电路板采用变压器输入220VAC市电，输出可以直接接到超声换能器，采用RS232串行口通信从上位机接收焊接工艺参数和控制命令，由下位机单片机控制超声输出的功率和时间。软件程序部分主要为下位机系统实验软件的设计，针对系统软件框架中的主要功能模块进行了较为详细的分析和设计，主要包括主程序流程图的设计、串行口中断服务子程序的设计、功率调整子程序的设计和超声输出定时子程序的设计。实验测试部分主要通过高精度数字示波器直接测量实验电路板上各大电路模块的实际波形，包括直流稳压模块的输出测试，全桥逆变电路工作时序测试，频率自动跟踪效果测试。并从理论分析和电

3、路设计的层面上，对超声功率电源实验板进行了相关的分析和验证，最后总结得出实验结论。关键词：超声功率电源；频率跟踪；锁相环；谐振电路广东T业大学硕十学位论文ABSTRACTUltrasonicwirebondingisahndofthermosonicbondingtechnology．ItisalsoakindofwirebondingtechnologywhichconnectstheelectrodesinsidetheIntegrateCircuit(IC)．GoldWireBonderisjustaboutthisl(indofelectromechanicsint

4、egrateequipmentwhichutilizesthistechnology．UltrasonicPowerSupplyistheultrasonicpoweroutputcomponent．AsakeyportionoftheGoldWireBonder,itdeterminesthequalityandefficiencyofbondingdirectly．InallusiontothekeytechnicalproblemexistinginthedevelopmentoftheUltrasonicPowerSupply,theprinciplesandcon

5、trolapproachesofpiezoelectrictransducerweredetailedanalyzedinthispaper．Andthesystemaredesignedandstudiedfromhardwarepartandsoftwarepart，also，thevalidationandanalysisofexperimentaredone．Thehardwarepartmainlyincludes4modules，whichareDCRegulatorCircuit，Full—bridgeInvertor,FrequencyAuto-Tracki

6、ngandMicroControllerUnits．Thesearemainlystudiedanddesignedinthisthesis．TheexperimentPCBusing220VACinput，andoutputtotheUltrasonicTransducer．ThebondingparametersandcontrolcommandsareinputfromthePCthroughRS232SerialPortCommunication，andtheultrasonicoutputpowerandtimearecontrolledbythehypogyno

7、usmachine．Thesoftwarepartismainlytheexperimentsoftwaredesignofthehypogynousmachine．Themainfunctionmodulesofthesoftwarearesystemdetailedlyanalyzedanddesigned，includingtheflowchartdesignofmainprogram，theflowchartdesignofSerialInterruptServiceSubprogram，theprogra