引线键合过程劈刀Z轴运动分析与接触检测研究

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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。
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