本文關(guān)鍵詞：粗鋁絲超聲楔形焊工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著微組裝技術(shù)的不斷發(fā)展,微型電子器件在航天及航空等軍用領(lǐng)域?qū)l(fā)揮越來越重要的作用,這對微型器件(組件)的組裝工藝技術(shù)在質(zhì)量保證及可靠性領(lǐng)域提出了更加具體更加嚴(yán)酷的要求。在微電子的制造業(yè)中,隨著高密度安裝和微型組件組裝技術(shù)等前端工藝的發(fā)展,做為最常用的電氣互連工藝——引線鍵合工藝,正趨于向更小間距精密組裝的方向進(jìn)展。桂林航天電子有限公司于2012年開始著手籌備高等級固體繼電器生產(chǎn)線,截至目前,新購入的引線鍵合設(shè)備仍處于試用階段,急需開展相關(guān)的微組裝工藝技術(shù)研究,使公司高等級固體繼電器生產(chǎn)線的建設(shè)得到充分的技術(shù)保障和支撐。為適應(yīng)2類固體繼電器特殊的應(yīng)用要求,本文從實(shí)際情況出發(fā),以粗鋁絲鍵合工藝為研究對象,借助公司搭建的鍵合生產(chǎn)平臺,將有限元模擬分析技術(shù)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)技術(shù)相結(jié)合,對粗鋁絲超聲楔形焊這一鍵合工藝開展參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。首先,分析研究粗鋁絲超聲楔形焊接技術(shù)機(jī)理,確定導(dǎo)致粗鋁絲鍵合強(qiáng)度優(yōu)劣的工藝因子。運(yùn)用ABAQUS軟件建立粗鋁絲(第一鍵合點(diǎn))鍵合的非線性動力學(xué)分析模型,采用Standard非線性動力學(xué)分析模塊中結(jié)構(gòu)非線性和邊界非線性分析方法研究粗鋁絲在橫向振動及縱向擠壓階段的應(yīng)力和應(yīng)變變化,并對不同邊界條件下,芯片和鍵合點(diǎn)應(yīng)力-應(yīng)變的變化進(jìn)行比較分析,得出可靠鍵合的最佳參數(shù)水平范圍。然后,依據(jù)有限元模擬分析得出的工藝參數(shù)的水平范圍,運(yùn)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)方法中的望大特性響應(yīng)變量優(yōu)化方法,明確影響鍵合強(qiáng)度的主因素與可調(diào)因子的內(nèi)在關(guān)系,確定500μm粗鋁絲鍵合的最佳工藝參數(shù)組合。最后,基于優(yōu)化設(shè)計(jì)后的工藝參數(shù)組合,以2類固體繼電器的功率組件為對象進(jìn)行驗(yàn)證研究。對所鍵合產(chǎn)品進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)、電參數(shù)測試、拉力試驗(yàn)、腐蝕試驗(yàn)及破壞性拉力試驗(yàn)等,結(jié)果表明采用優(yōu)化后的工藝參數(shù),其質(zhì)量不僅可滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范要求,同時令粗鋁絲的鍵合工序能力得到提升,整個鍵合過程控制得更加穩(wěn)定與可靠。
【關(guān)鍵詞】：粗鋁絲 超聲楔形鍵合 非線性動力學(xué)分析 穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì) 鍵合質(zhì)量
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM58
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.1.1 課題的來源10
• 1.1.2 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 微電子互連技術(shù)現(xiàn)狀11
• 1.2.2 超聲楔形鍵合研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 鍵合工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 粗鋁絲超聲楔形鍵合工藝分析16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 超聲楔形焊接機(jī)理分析16-17
• 2.3 超聲楔形焊接的工藝流程17-19
• 2.3.1 楔形焊工藝技術(shù)要求17
• 2.3.2 楔形焊工藝流程17-18
• 2.3.3 楔形焊工藝步驟18-19
• 2.4 超聲楔形焊接工藝特性分析19-26
• 2.4.1 設(shè)備分析19-21
• 2.4.2 工具分析21-22
• 2.4.3 材料分析22-24
• 2.4.4 基本設(shè)備工藝參數(shù)分析24-25
• 2.4.5 引線成型參數(shù)分析25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 粗鋁絲超聲楔形焊模型建立與分析27-40
• 3.1 引言27-28
• 3.2 粗鋁絲超聲楔形焊的非線性動力學(xué)分析28-29
• 3.3 超聲楔形焊模型建立與參數(shù)設(shè)置29-32
• 3.3.1 超聲楔形焊模型的建立29-30
• 3.3.2 仿真參數(shù)設(shè)置30-32
• 3.4 楔形焊仿真分析過程及模擬結(jié)果32-39
• 3.4.1 初始分析步分析32
• 3.4.2 劈刀橫向位移分析32-35
• 3.4.3 擠壓過程分析35-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 超聲楔形焊工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 基于DOE的參數(shù)優(yōu)化原理及流程40-41
• 4.3 500μm粗鋁絲超聲楔形焊工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)41-50
• 4.3.1 工藝參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)41
• 4.3.2 制定可控因子水平表41-43
• 4.3.3 制定外表43-44
• 4.3.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集44-46
• 4.3.5 位置與散度的計(jì)算46-47
• 4.3.6 試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析47-50
• 4.4 最優(yōu)工藝參數(shù)組合的確定50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 楔形焊工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的質(zhì)量評價52-62
• 5.1 引言52
• 5.2 鍵合質(zhì)量評價要求52-53
• 5.2.1 外觀質(zhì)量要求52-53
• 5.2.2 鍵合強(qiáng)度和電參數(shù)測試要求53
• 5.3 工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的試驗(yàn)驗(yàn)證方案53-54
• 5.3.1 非破壞性試驗(yàn)方案53-54
• 5.3.2 破壞性試驗(yàn)方案54
• 5.4 優(yōu)化前后非破壞性試驗(yàn)結(jié)果54-57
• 5.4.1 外觀質(zhì)量檢查結(jié)果54
• 5.4.2 電參數(shù)測試結(jié)果54-55
• 5.4.3 非破壞性強(qiáng)度檢測結(jié)果55-57
• 5.4.4 腐蝕試驗(yàn)結(jié)果57
• 5.5 優(yōu)化前后破壞性拉力試驗(yàn)結(jié)果57-60
• 5.5.1 電參數(shù)測試結(jié)果57-59
• 5.5.2 破壞性拉力測試結(jié)果59-60
• 5.6 工藝優(yōu)化結(jié)果的評價60-61
• 5.7 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄A 電參數(shù)測試數(shù)據(jù)68-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-74
• 致謝74-75
• 個人簡歷75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1090655