超声键合换能系统中劈刀的振动特性分析

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1、备P超声键合换能系统中劈刀的振动特性分析吕雷，韩雷(中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室，长沙410083)摘要：阐述了Lyapunov指数作为振动信号的混沌判断原理，并对换能系统的振动信号进行分析与研究，计算了换能系统在不同加载压力下劈刀的振动时间序列的Lyapunov指数。结果表明振动信号中的最大Lyapunov指数均大于0，根据混沌理论可以判定换能系统振动信号中存在混沌现象，应该采用混沌的方法研究与分析换能系统振动信号。通过不同加载压力下的振动速度信号的RMS值与最大Lyapunov指数的比较，发现两者随压力变化趋势相同，为进一步研究超

2、声引线键合换能系统的振动特性提供了有价值的参考。关键词：超声引线键合；Lyapunov指数；键合强度；劈刀中图分类号：0426．9；TB559文献标识码：A文章编号：11303．353X(2o08)11．1020-04AnalysisofVibrationCharacteristicsofBondingToolinUltrasonicTransducerSystemLnLei．HanLei(KeyLaboratoryofModernComplex却mentD~ignandExtremeManufacturing，MinistryofEducatioa，Ce

3、ntralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：eprincipleofchaosidentificationofvibrationsignalwasdescribed．andthevibrationsignalsofultrasonicwirebondingtransducersystemwereanalyzedandresearched．ItisfoundthatthemaxLyapunovexponentsofthevibrationsignalsareallabovezel"Obycomputi

4、ngLyapunovexponentindiferentpressuresthatofdifferentvibrationsignals．Thentheresultofthesignalsoftransducersystemcontainedchaoticphenomenoncouldbeacceptedbychaostheoryandthevibrationtimeserieswouldbeanalyzedinthewaywhichbasedonthechaoticresearch．AlsowecomparedthemaxLyapunovexponent

5、withthevelocityRMS．Itisfoundthat山etrendsofthetwocurvesarethesamewhentheforcechanges．itprovidesvaluablereferenceforfurtherstudyingthevibrationcharacteristicsofultrasonicwirebondingtransducersystem．Keywords：ultrasonicwirebonding；Lyapunovexponent；bondingstrength；bondingtoolEEACC：25O0

6、是随机的，就没有必要研究吸引子的性质，甚至重0引言构基本的动力系统。如果序列是低自由度的确定性时间序列分析中的首要问题是判定时序是确定混沌，则系统必然是存在非线性机制的耗散系的、混沌的还是随机的，从而选择合理的处理方统llJ。Packard等人于1980年提出了重构相空间理法，如选择线性处理方法或非线性处理方法。如果论，即对于决定系统长期演化的任一变量的时间演化，均包含了系统所有变量长期演化的信息，因基金项目：国家自然科学基金(50575230，50675227)；国家此，可通过决定系统长期演化的任一单变量时间序重点基础研究发展计划(973)项目(2003

7、CB716202)；湖南列来研究系统的混沌行为u。Lyapunov指数是量省自然科学基金面上项目(07JJ3091)1020半导体技术第33卷第11期2008年11月吕雷等：超声键合换能系统中劈刀的振动特性分析化初始闭轨道的指数发散和估计系统的混沌量，能离。轨道在整体性的稳定因素作用下反复折叠，形够从整体上反映动力系统的混沌量水平。成混沌引子]。所以，判别一个时间序列是否为混超声引线键合系统主要由换能器、变幅杆、劈沌系统，只要看最大的Lyapunov指数Al是否大于刀等组成。在键合过程中，其振动特性直接决定了零就能作出结论：如果．>0，则时间序列为混封装界

8、面互连过程的发展和可靠性。它实质上是一沌；1：0对应稳定边界，初始