本文關鍵詞：MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)研制

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【摘要】：隨著科學技術的高速發(fā)展,MEMS傳感器朝著微型化、輕型化、功能多樣化的方向發(fā)展,對三維結構的封裝提出了要求,這種封裝結構根據(jù)MEMS器件的機械結構決定,沒有標準化。目前的三維封裝技術主要集中于MCP、SiP、SoP、WLP、TS V等趨于Z向結構疊加的三維封裝,并不能滿足MEMS傳感器對封裝的特殊要求。隨著新材料、新工藝等技術的應用以及對引線鍵合原有技術的改進,引線鍵合技術仍然是三維封裝中主要的互連方法之一。因此,為滿足MEMS傳感器對封裝的特殊需求,有必要在引線鍵合技術成熟、可靠性高的基礎上,研制一種MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)并研究其工藝參數(shù),有著重要的現(xiàn)實意義。本文首先提出了三維線弧的成形過程,在此基礎上建立了三維線弧的運動學模型;并對線弧進行了受力分析,在此基礎上建立了動力學模型,并對劈刀的運動軌跡進行仿真分析,研究劈刀運動軌跡對三維線弧成形的影響;為后續(xù)MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)的建立奠定了理論基礎。接著根據(jù)劈刀的運動學模型及動力學模型,設計了MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng),并根據(jù)工藝性能指標確定重要零部件性能參數(shù);且對關鍵零部件進行優(yōu)化設計及動態(tài)特性分析,最終建立了包含劈刀定位模塊、封裝體定位模塊、視覺系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)。然后根據(jù)MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)的特點,建立了顯微視覺系統(tǒng)的硬件系統(tǒng);接著對視覺系統(tǒng)進行標定,確定了視覺坐標系和運動坐標系之間的轉換關系;并通過劈刀與相機中心工位的標定實現(xiàn)視覺坐標系與運動坐標系的集成,最后通過實驗驗證視覺系統(tǒng)與運動系統(tǒng)的集成精度。最后利用本文建立的MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)進行實驗;獲得了較好的三維線弧;以超聲電流,超聲時間及鍵合力為實驗因素,拉線力為實驗指標,開展正交實驗,通過支持向量回歸機分析正交試驗數(shù)據(jù),獲得了焊線參數(shù)支持向量回歸模型;并對回歸向量模型進行了單因素實驗驗證。
【關鍵詞】：MEMS 引線鍵合 三維線弧 動力學模型 工藝參數(shù)
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212;TH-39
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題背景及研究意義11-12
• 1.2 引線鍵合技術及工藝過程12-14
• 1.2.1 引線鍵合技術12-13
• 1.2.2 引線鍵合工藝過程13-14
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 國內研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 目前存在的問題17
• 1.4 主要研究內容17-19
• 第二章 三維引線鍵合原理及工藝分析19-32
• 2.1 引言19
• 2.2 三維引線鍵合過程及運動學模型建立19-23
• 2.2.1 三維引線鍵合過程19-21
• 2.2.2 運動學模型建立21-23
• 2.3 動力學模型建立23-31
• 2.3.1 線弧受力分析23-25
• 2.3.2 運動過程數(shù)學模型建立25-29
• 2.3.3 三維線弧的仿真分析29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 三維引線鍵合系統(tǒng)方案設計32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 三維引線鍵合設備硬件系統(tǒng)設計32-36
• 3.2.1 三維引線鍵合總方案組成32-33
• 3.2.2 焊線系統(tǒng)構成33-34
• 3.2.3 封裝體定位系統(tǒng)34-36
• 3.3 關鍵結構設計36-41
• 3.3.1 加熱定位機構的優(yōu)化設計36-38
• 3.3.2 送絲機構支撐架動力學分析38-41
• 3.4 三維引線鍵合控制系統(tǒng)41-45
• 3.4.1 控制系統(tǒng)的組成41-43
• 3.4.2 三維引線鍵合設備控制系統(tǒng)流程43-45
• 3.5 本章小結45-46
• 第四章 三維引線鍵合顯微視覺系統(tǒng)的研究46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 視覺系統(tǒng)的特點及其組成46-49
• 4.2.1 視覺系統(tǒng)的特點46-47
• 4.2.2 視覺系統(tǒng)的組成47-49
• 4.3 攝像機標定49-55
• 4.3.1 針孔成像模型49-52
• 4.3.2 攝像機標定52-55
• 4.4 視覺坐標系與運動坐標系的集成55-59
• 4.4.1 視覺系統(tǒng)標定目的55-56
• 4.4.2 視覺系統(tǒng)標定原理56-57
• 4.4.3 視覺系統(tǒng)的標定方法57-58
• 4.4.4 劈刀與相機中心工位標定58-59
• 4.5 視覺系統(tǒng)與運動系統(tǒng)集成的實驗研究59-61
• 4.6 本章小結61-62
• 第五章 實驗研究62-75
• 5.1 引言62
• 5.2 實驗準備62-63
• 5.3 三維線弧成形實驗及動力學模型校驗63-67
• 5.3.1 三維線弧成形實驗63-64
• 5.3.2 動力學模型的校驗64-66
• 5.3.3 實驗時存在的問題66-67
• 5.4 焊線參數(shù)工藝模型建立及分析67-74
• 5.4.1 正交實驗方案67-68
• 5.4.2 支持向量機回歸模型的建立68-71
• 5.4.3 回歸模型的校驗及實驗分析71-74
• 5.5 本章小結74-75
• 第六章 總結與展望75-77
• 6.1 總結75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻77-81
• 攻讀碩士學位期間科研成果81-82
• 致謝82-83

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本文編號：1031449