基于激光多普勒测试劈刀稳态振动特性的实验研究

论文摘要

本文在非接触激光多普勒光学测量方法基础上,对U3000型粗铝丝引线键合机中劈刀的稳态振动进行了实验研究:对激光多普勒测振仪的测量原理作了简要的说明;对超声键合装置中,劈刀在不同连接松紧度下的稳态振动特性作了实验测试和初步分析;对在不同连接松紧度下,劈刀的稳态振动进行了实验模拟。主要研究内容如下:(1)对非接触激光多普勒测振仪的光学测量方法、测振基本理论及差动技术作了探讨。另外,还简单介绍了其它几种常见激光非接触测量方法。(2)利用激光多普勒测振仪,对U3000型粗铝丝引线键合装置中,劈刀在不同连接松紧度下的稳态振动进行了扫描测试。并利用激光多普勒测振仪测量软件的数据采集功能和LabVIEW软件平台的数据采集系统,使用Matlab软件对稳态振动的实验数据进行了分析处理,得到不同连接松紧度对劈刀稳态振动特性的影响规律。(3)根据弹性梁弯曲振动的基本理论,对超声键合装置中劈刀连接结构作了分析研究。通过对振动实验现象的分析和数据的处理,得到在不同松紧度下,劈刀稳态振动的近似模型。本文的研究为超声倒装键合机理的深入探索和超声键合过程监控系统的研制提供了若干参考,这将对优化设计超声振动系统、提高超声能量的利用率有一定意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 芯片封装技术
• 1.2 超声键合系统
• 1.3 利用激光测量机械振动的研究
• 1.4 课题综述
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 研究意义
• 1.4.3 研究内容及安排
• 第二章 激光多普勒测振技术的基本原理及差动技术
• 2.1 激光多普勒测振技术
• 2.1.1 散射面激光多普勒频移的推导
• 2.1.2 光学差拍原理
• 2.1.3 激光多普勒差动技术
• 2.2 激光多普勒信号处理方法
• 2.3 其它激光非接触测振方法简介
• 2.4 本章小结
• 第三章 劈刀稳态振动的扫描测试实验
• 3.1 热超声倒装键合系统
• 3.2 实验装置介绍
• 3.2.1 PSV-400-M2激光多普勒测振仪
• 3.2.2 U3000型超声粗铝丝键合机
• 3.2.3 劈刀连接松紧度的标定
• 3.3 信号分析处理模块
• 3.3.1 驱动系统电压电流信号分析
• 3.3.2 振动速度信号分析
• 3.4 基于激光多普勒测振仪的实验测试系统
• 3.4.1 实验原理介绍
• 3.4.2 实验测试方法及操作步骤
• 3.5 激光多普勒扫描测振原理
• 3.6 复模态振动理论
• 3.6.1 复模态与实模态理论
• 3.6.2 复模态的实模态提取方法
• 3.7 实验数据的分析处理
• 3.7.1 电压、电流信号处理
• 3.7.2 稳态振动的实验数据处理
• 3.7.3 劈刀稳态振动能量的分布
• 3.8 本章小结
• 第四章 劈刀实测稳态振动的模拟及模型动画演示
• 4.1 弹性梁的弯曲振动理论
• 4.1.1 弯曲振动微分方程
• 4.1.2 弹性梁的自由振动
• 4.2 劈刀实测稳态振动的模拟
• 4.3 振动模型的分析与讨论
• 4.3.1 曲线拟合的最小二乘法
• 4.3.2 振动曲线的拟合效果
• 4.4 振动模型的动画演示
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 参与课题项目及研究成果
• 致谢