預緊力對超聲換能系統(tǒng)振動特性影響規(guī)律研究.pdf

1、半導體器件制造是國家各支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎,是發(fā)展國民經(jīng)濟、信息與安全、民用與軍用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的關(guān)鍵。當前,包括單點引線與多點倒裝的超聲鍵合構(gòu)成半導體器件的主要封裝形式。換能系統(tǒng)是在超聲鍵合工藝與裝備的核心執(zhí)行機構(gòu),其動力學特性直接決定鍵合質(zhì)量。全篇論文以提高芯片鍵合質(zhì)量為目標,主要討論了換能系統(tǒng)中PZT壓電陶瓷受一維壓應力對超聲能量傳遞效率與動力學特性的影響規(guī)律等理論與技術(shù)問題,并對鍵合工具與換能桿的連接預緊力對換能系統(tǒng)動力學特性影響

2、進行了分析。本文通過用有限元分析軟件ANSYS對換能器進行有限元建模,仿真得到換能系統(tǒng)的振動模態(tài)和換能系統(tǒng)諧響應與時間歷程的響應曲線,并利用阻抗測試儀、多普勒測速儀驗證有限元分析的結(jié)果。本文的研究工作主要集中在:
　　 1.論述了當前換能器的發(fā)展情況以及其存在的問題,查閱大量文獻資料,對壓電陶瓷PZT的非線性力電耦合特性進行了描述,壓電陶瓷在一維壓應力的作用下的本構(gòu)特征參數(shù)變化規(guī)律是本文進行有限元分析的基礎。
　　 2.

3、利用有限元分析軟件ANSYS建立換能系統(tǒng)的有限元模型,研究換能系統(tǒng)的模態(tài)與響應動力學特性。在概括壓電材料結(jié)構(gòu)有限元方法的理論基礎上,利用有限單元法構(gòu)建[壓電陶瓷-過渡段-變幅桿-鍵合工具-界面]整個系統(tǒng)的動力學仿真模型,研究系統(tǒng)固有振動特性與響應行為,仿真計算獲得換能系統(tǒng)的工作主模態(tài)。
　　 3.分析后蓋板預緊力、劈刀與變幅桿連接預緊力對超聲換能器振動模態(tài)的影響規(guī)律。
　　 4.分析劈刀與變幅桿連接預緊力對換能系統(tǒng)諧響應