引线键合过程劈刀Z轴运动分析与接触检测研究.pdf

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1、广东工业大学硕士学位论文引线键合过程劈刀Z轴运动分析与接触检测研究姓名：甘海涛申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：高健20090602摘要．摘要现代电子工业的发展不断向电子产品提出更高的要求，各种产品朝轻薄短小的趋势发展。为适应产品需求，配合日益缩小的芯片面积，封装工艺不断强化微细封装能力，I，O引脚数的增加、焊盘尺寸和间距的减小、引线直径的减小，驱动了半导体封装过程的精细装配技术的发展，例如键合过程的瞬时区域快速稳定的接触检测、精确的力，位移键合控制、平滑的键合控制模式转换等。这些技术改变了引线键合机的功能和结构，从而使更深入、更精确的研究和控制引线键

2、合过程成为必然。本课题面向热超声引线键合过程，理论和实验相结合，主要开展了以下工作：1)采用Polytec激光扫描测振仪，通过非接触测量实验，完成了对引线键合机实时键合过程劈刀末端Z轴运动信号的提取，并对采集信号进行了位移、速度、加速度分析，描述了键合过程中劈刀末端Z轴运动的动态变化特性，获得了相关实际运动参数值；2)采用TektronixTDS2014B型数字存储示波器，实验提取了引线键合机Z轴伺服电路板有关Z轴运动的实时内部电信号，包括真实位置信号、期望位置信号、电机电流感知信号、速度信号、预放大输出信号等，获得了完整的键合周期信息，并综合分析了引线键合机有关

3、Z轴运动的内部电信号特征。3)以实验测量速度信号作为输入，开展了一种新的基于卡尔曼滤波的接触检测算法的研究，并通过Matlab仿真实现，证明了新算法在接触检测应用上的有效性，并通过比较新算法和传统的阀值接触检测算法的接触检测判定效果，证明了新算法的优越性。实验和仿真结果证明，上述研究工作是有效的、可靠的。最后，对全文工作进行了总结，对以后的研究工作提出了展望。关键词引线键合；劈刀；运动分析；卡尔曼滤波；接触检测V广东工业大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmarketandtechnology，thefunctionofthec

4、hipisbeingstrengthenedconstantly，thenumberoftheleadwireisgettingmoreandmore，andthesizeofthechipisbecomingsmallerandsmaller．Thesefactorscausepad·to-chipratiorisingconstantly．SoitisakeytechnologywhichmustbeSOIvedinchipminiaturizationtostudytheultra-fine-pitchwirebondingmorein-depthandmo

5、reaccurately．Thisonthetheultrasonicwiretopicfocusedproblemofprocessofbonding．．Thisstudyhasfinishedthefollowingwork．1)PolyteclaserscanvibrometerisadoptedtoacquiretheZ·axismovementsignalofthecapillaryduringthewirebondingbynon-contactexperiment．Position，velocity，accelerationanalysishaveb

6、eenimposedonthesignal．TheZ-axismovementdynamiccharacteristicofthecapillarythewiredescribed．Therelevanthaveduringbondinghasparametervaluesbeenobtained．2)TektronixTDS2014BisadoptedtoacquiretherealtimeinternalsignaloftheZ·axismovementofthewirebonderduringthewirebonding．Itconcludesthedesi

7、redposition，actualposition，motorcurrentsense，velocity，preampoutput，etc．Thewirebondingcycleinformationhasacquired．ThecharacteristicsoftheinternalsignaloftheZ—axismovementofthewirebonderhavebeenanalyzedcomprehensively．3)Anewdesignofcontactdetectionalgorithmbasedontheexperimentalvelocity

8、signa