本文關鍵詞：全自動引線鍵合機數(shù)字化超聲波發(fā)生器研究與設計

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【摘要】：隨著半導體產業(yè)的迅速發(fā)展,MEMS器件不斷向著高集成度、高精度化方向發(fā)展,因此對封裝技術提出了更高的要求。在MEMS封裝工藝過程中引線鍵合技術是最為關鍵的技術,超聲波發(fā)生器是熱壓超聲引線鍵合設備中的核心部件,其主要作用是輸出與超聲波換能器相匹配的超聲波信號,使換能器發(fā)生諧振,從而將電能轉換為機械能,同時與熱能、壓力能相互作用,實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的引線連接。超聲波發(fā)生器的性能決定著超聲輸出質量及由其驅動的換能器的能量轉換效率,對鍵合質量有著非常重要的影響。本課題以全自動引線鍵合機超聲波發(fā)生器的研究和設計為目的,內容主要概括為以下幾個方面:(1)建立超聲波換能器的等效諧振模型,根據(jù)集總參數(shù)研究其等效電路,并分析其串聯(lián)諧振特性,為超聲波發(fā)生器方案設計提供理論依據(jù)。(2)根據(jù)超聲波換能器的特性,設計超聲波發(fā)生器硬件電路總體框圖,確定各子模塊具體功能及其電氣連接方式,使其滿足數(shù)字化超聲波發(fā)生器的各項性能指標要求。(3)根據(jù)引線鍵合工藝要求,分析超聲波發(fā)生器的輸出特性,建立鎖相環(huán)實時跟蹤電路,編寫諧振頻率掃描、諧振頻率自動鎖定以及與主機通信模塊程序,實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的超聲波輸出。(4)超聲波發(fā)生器性能測試及總體調試及優(yōu)化,測試各子模塊功能,將其集成入全自動引線鍵合機,根據(jù)實際鍵合要求對性能進行優(yōu)化,設計出滿足高性能引線鍵合機需求的數(shù)字化超聲波發(fā)生器。
【關鍵詞】：引線鍵合 超聲波發(fā)生器 鎖相環(huán) 頻率跟蹤
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB552
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題來源及研究意義8-10
• 1.1.1 課題的來源8
• 1.1.2 課題的意義8-10
• 1.2 引線鍵合技術的國內外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 超聲波發(fā)生器國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本課題的主要研究內容13-14
• 第二章 超聲波換能器特性及等效電路分析14-21
• 2.1 超聲換能器的原理及結構14-15
• 2.2 超聲波換能器的電學特性15-20
• 2.2.1 超聲波換能器等效電路分析15-17
• 2.2.2 超聲波換能器諧振頻率分析17-20
• 2.3 本章小結20-21
• 第三章 超聲波發(fā)生器總體方案設計21-31
• 3.1 超聲波發(fā)生器整體原理21-22
• 3.2 超聲波發(fā)生器硬件方案確定22-30
• 3.2.1 主控方案確定22-26
• 3.2.2 頻率發(fā)生電路選擇26-28
• 3.2.3 功率放大電路與反饋電路選擇28-30
• 3.2.4 頻率跟蹤方案選擇30
• 3.3 本章小結30-31
• 第四章 超聲波發(fā)生器主要硬件設計31-45
• 4.1 電源模塊設計31-34
• 4.2 DSP外圍電路設計34-36
• 4.2.1 串口通信接口電路34
• 4.2.2 復位電路和JTAG下載電路34-36
• 4.3 FPGA外圍電路設計36-39
• 4.3.1 FPGA配置電路36-38
• 4.3.2 FPGA與DSP硬件連接38-39
• 4.4 模擬電路設計39-44
• 4.4.1 頻率發(fā)生電路39-42
• 4.4.2 功率調節(jié)電路42
• 4.4.3 電流采樣42-44
• 4.5 本章小結44-45
• 第五章 超聲波發(fā)生器軟件設計及實驗分析45-54
• 5.1 串口通信調試46
• 5.2 超聲波換能器無負載狀況下的諧振頻率掃描46-49
• 5.3 電壓、電流相位鎖定49-52
• 5.4 功率調節(jié)52-53
• 5.5 本章小結53-54
• 第六章 總結與展望54-55
• 6.1 總結54
• 6.2 展望54-55
• 參考文獻55-58
• 致謝58

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本文編號：1108882