超声引线键合声学系统技术研究

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1、硕士学位论文题目:超声引线键合声学系统技术研究研究生冯刚专业机械工程指导教师张云电教授完成日期2016年3月I杭州电子科技大学硕士学位论文超声引线键合声学系统技术研究研究生：冯刚指导教师：张云电教授2016年3月IIDissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchonthekeytechnologyofultrasonicbondingacousticsystemCandidate:FengGangSupervisor:Prof.ZhangYundianMarch，2016IIIIV杭州电

2、子科技大学硕士学位论文摘要超声引线键合声学系统是超声引线键合机的核心组成部分，其设计及加工的好坏直接影响键合效果。本文的研究目的是提高超声引线键合声学系统的声学特性与制造方法。本论文的主要内容安排如下：(1)指出引线键合技术所属领域，简要概括微电子封装领域的发展现状与趋势，阐述课题的研究背景和意义，综述国内外引线键合装备和超声引线键合声学系统的研究情况以及存在的问题，针对目前研究中存在的问题提出本文的主要研究内容。(2)超声引线键合声学系统设计。运用四端网络法，建立换能器和复合变幅杆整体的四端网络模型，推导出四端网络的各系数矩阵，通过求解系数矩阵相关参数，推导出声学系统的频率方程。然后确定

3、谐振频率为64kHZ的声学系统的换能器、变幅杆、及压电陶瓷等零部件的选材、结构尺寸等，采用传统计算方法和有限元模拟方式计算其他参数。设计出各项声学参数符合要求的声学系统。(3)超声引线键合声学系统制造。对声学系统进行加工工艺的研究。分析声学系统所需加工要素，指出声学系统加工难点在于复合变幅杆圆锥面上斜小孔的加工，分析斜小孔加工方法与工艺，针对该斜小孔加工问题设计加工方案，采用超声电火花复合加工方法对斜小孔加工，加工出声学系统各零部件，然后装配出样机。(4)超声引线键合声学系统测试与实验。对所设计的声学系统进行声学系统测试与研究。利用超声阻抗测试仪测量声学系统谐振频率、阻抗以及品质因数等参数

4、；采用日本基恩士公司生产的LK-G5000系列激光位移传感器进行位移、速度及加速度的测量；对铂金丝进行超声引线键合实验，改变劈刀悬伸长度，对声学系统模型进行有限元分析，总结声学参数随劈刀悬伸长度的变化规律。(5)总结全文所做的研究工作，指出研究工作中所作的创新工作，并对今后的工作提出展望。关键词：超声引线键合，声学系统，有限元分析，加工工艺V杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTUltrasonicwirebondingsystemisthecorecomponentoftheacousticultrasonicwirebondingmachine,anditsdesignandfa

5、bricationdirectinfluencethebondingeffects.Thepurposeofthisstudyistoimprovetheacousticcharacteristicsandmanufacturingmethodsforthewirebondingacousticsystem.Themaincontentofthisdissertationisorganizedasfollows:(1)Firstly,thewirebondingartresearchareaswaspointedout.Secondly,thedevelopmentandtrendsint

6、hefieldofmicroelectronicspackagingwassummarized.Thirdly,thedevelopmentandtrendsinthefieldofmicroelectronicspackagingwasrecapped.Fourthly,theresearchondomesticandforeignwirebondingequipmentandacousticsystemwasreviewed,thentheproblemswerepointedout.Finally,Aimingattheproblemsexistinginthecurrentrese

7、arch,themainresearchcontentsofthispaperareproposed.(2)Ultrasonicwirebondingacousticsystemdesign.Thetransducerandthehornoftheentirefour-terminalnetworkmodelwereestablishedbyusingfour-terminalnetworkmethod.Thenthec