本文關鍵詞：粗鋁絲超聲楔形焊工藝參數(shù)優(yōu)化設計

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【摘要】：隨著微組裝技術的不斷發(fā)展,微型電子器件在航天及航空等軍用領域將發(fā)揮越來越重要的作用,這對微型器件(組件)的組裝工藝技術在質量保證及可靠性領域提出了更加具體更加嚴酷的要求。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備仍處于試用階段,急需開展相關的微組裝工藝技術研究,使公司高等級固體繼電器生產(chǎn)線的建設得到充分的技術保障和支撐。為適應2類固體繼電器特殊的應用要求,本文從實際情況出發(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與試驗設計(DOE)技術相結合,對粗鋁絲超聲楔形焊這一鍵合工藝開展參數(shù)優(yōu)化設計研究。首先,分析研究粗鋁絲超聲楔形焊接技術機理,確定導致粗鋁絲鍵合強度優(yōu)劣的工藝因子。運用ABAQUS軟件建立粗鋁絲(第一鍵合點)鍵合的非線性動力學分析模型,采用Standard非線性動力學分析模塊中結構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力和應變變化,并對不同邊界條件下,芯片和鍵合點應力-應變的變化進行比較分析,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,運用穩(wěn)健參數(shù)設計方法中的望大特性響應變量優(yōu)化方法,明確影響鍵合強度的主因素與可調因子的內在關系,確定500μm粗鋁絲鍵合的最佳工藝參數(shù)組合。最后,基于優(yōu)化設計后的工藝參數(shù)組合,以2類固體繼電器的功率組件為對象進行驗證研究。對所鍵合產(chǎn)品進行外觀質量檢驗、電參數(shù)測試、拉力試驗、腐蝕試驗及破壞性拉力試驗等,結果表明采用優(yōu)化后的工藝參數(shù),其質量不僅可滿足國家標準的規(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。
【關鍵詞】：粗鋁絲 超聲楔形鍵合 非線性動力學分析 穩(wěn)健參數(shù)設計 鍵合質量
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 微電子互連技術現(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)化設計研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內容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分析28-29
• 3.3 超聲楔形焊模型建立與參數(shù)設置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)設置30-32
• 3.4 楔形焊仿真分析過程及模擬結果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39-40
• 第4章 超聲楔形焊工藝參數(shù)的優(yōu)化設計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)化設計41-50
• 4.3.1 工藝參數(shù)優(yōu)化目標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 試驗數(shù)據(jù)采集44-46
• 4.3.5 位置與散度的計算46-47
• 4.3.6 試驗設計結果分析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51-52
• 第5章 楔形焊工藝參數(shù)優(yōu)化結果的質量評價52-62
• 5.1 引言52
• 5.2 鍵合質量評價要求52-53
• 5.2.1 外觀質量要求52-53
• 5.2.2 鍵合強度和電參數(shù)測試要求53
• 5.3 工藝參數(shù)優(yōu)化結果的試驗驗證方案53-54
• 5.3.1 非破壞性試驗方案53-54
• 5.3.2 破壞性試驗方案54
• 5.4 優(yōu)化前后非破壞性試驗結果54-57
• 5.4.1 外觀質量檢查結果54
• 5.4.2 電參數(shù)測試結果54-55
• 5.4.3 非破壞性強度檢測結果55-57
• 5.4.4 腐蝕試驗結果57
• 5.5 優(yōu)化前后破壞性拉力試驗結果57-60
• 5.5.1 電參數(shù)測試結果57-59
• 5.5.2 破壞性拉力測試結果59-60
• 5.6 工藝優(yōu)化結果的評價60-61
• 5.7 本章小結61-62
• 結論62-64
• 參考文獻64-68
• 附錄A 電參數(shù)測試數(shù)據(jù)68-72
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文72-74
• 致謝74-75
• 個人簡歷75

【參考文獻】

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本文編號：1090655