【摘 要】
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目前超过90%的集成电路的封装是采用引线键合技术,称之为引线键合。金属劈刀广泛应用于引线键合中,但劈刀的导丝孔一直是制造领域的难点,因为金属劈刀导丝孔的精度与表面质量直接影响键合效果。本文将电火花加工工艺应用于金属劈刀(材质:WC)的导丝孔加工,该方法充分利用电火花加工高精度、高效率的优点。论文完成的主要工作如下:1)通过阅读大量文献介绍了微孔加工的特点,对比了各种微孔加工工艺的优缺点以及研究现状
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目前超过90%的集成电路的封装是采用引线键合技术,称之为引线键合。金属劈刀广泛应用于引线键合中,但劈刀的导丝孔一直是制造领域的难点,因为金属劈刀导丝孔的精度与表面质量直接影响键合效果。本文将电火花加工工艺应用于金属劈刀(材质:WC)的导丝孔加工,该方法充分利用电火花加工高精度、高效率的优点。论文完成的主要工作如下:1)通过阅读大量文献介绍了微孔加工的特点,对比了各种微孔加工工艺的优缺点以及研究现状,由此引出电火花加工微小孔的优势所在,并阐述了本课题的研究意义。2)介绍了电火花加工的过程,分析了各加工参数对加工效率以及加工质量的影响,主要是:放电能量与凹坑大小的关系、放电能量与加工速度的关系、放电能量与工具损耗速度的关系,脉冲与加工间隙的关系,为实验加工参数的选取提供了理论基础。3)利用COMSOL Multiphysics仿真软件的计算流体力学(CFD)模块对加工间隙流场进行分析,根据间隙内流场的分布特点,为加工实验中电极丝的进给策略提供参考依据;同时,利用传热模块对单脉冲电火花加工过程中材料的温度场进行仿真,根据材料去除情况及温度分布情况,得出单向脉冲电流对材料蚀除速率的影响规律。本实验选择100V的电压进行实验。4)搭建了电火花加工微孔的实验平台,主要包括运动机构、运动控制系统、检测仪器等。使用自行搭建的简易打孔实验平台,设计工艺实验总体方案,进行了打孔实验。采用正交试验研究进给参数(最大进给速度和加工深度)和伺服参数(回退距离、回退速度、采样平均次数、短路判断电压)对加工性能(电极损耗率以及加工时间)影响明显的显著性因素;然后单个因素分析进给参数(最大进给速度和加工深度)和伺服参数(回退距离、回退速度、采样平均次数、短路判断电压)对加工性能(电极损耗率以及加工时间)的影响规律,总结出较合适的加工参数组合。综合考虑各因子的影响,电极损耗率较低的参数组合为:进给速度0.16mm/min、加工深度0.2mm、回退距离0.0016mm、回退速度3 mm/min、采样平均次数16、短路判断电压1.4V;加工效率较高的参数组合为:进给速度0.16mm/min、加工深度0.1mm、回退距离0.0008mm、回退速度0.6mm/min、采样平均次数14、短路判断电压0.2V。使用优化后的参数进行加工,将加工结果使用Origin软件中Q-Q图进行正态分析,验证加工的一致性。
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