引线键合中成球系统的设计与实现

论文摘要

本文的主要目的是设计一个基于DSP控制的应用于引线键合中的成球装置。目前,引线键合技术已经成为半导体封装中广泛应用的互连方法。在引线键合中,成球和焊点的一致性是影响引线键合质量的非常重要的因素,成球的不一致将对半导体封装造成生产效率的下降。因此,形状完美的、一致性良好的金球是超微间距引线键合过程的一个关键元素。为产生一个金球,目前主要采用高压放电的方法。引线键合机的电子打火装置在电极和金线末端之间产生高压,电极和金线末端之间的空气在高压作用下击穿,从而产生电流。金线末端在电流作用下燃烧融化,在表面张力的作用下形成金球。本论文应用了电力电子以及电源的思想和概念,成功设计了一个半桥驱动的并联谐振电源变换器以及Cockcroft-Walton电压倍压整流模块,倍压整流模块将半桥变换器的输出低压转换成成球需要的高压。高压将金线与电极之间的空气击穿,空气电离而产生电流,将金线末端燃烧,金线在张力的作用下在金线末端成球。在成球过程中,球的大小被DSP控制器精确控制,并且成球的状态在成球过程中得以判断。实验结果证实了该成球系统的可行性。

论文目录

• ABSTRACT
• 摘要
• ACKNOWLEDGEMENTS
• NOMENCLATURE
• LIST OF FIGURES
• 1. INTRODUCTION
• 1.1 The background of this dissertation
• 1.2 The theory methods of ball forming apparatus
• 1.3 Critical requirements of the process of ball forming
• 1.4 The requirements of the ball forming apparatus
• 1.5 Summary
• 2. THEORY AND ANALYSIS
• 2.1 The structure and the analysis of the system
• 2.2 Ball forming apparatus theories
• 2.3 The converter design Topology selection
• 2.4 Summary
• 3. HARDWARE DESIGN OF THE APPARATUS
• 3.1 The hardware diagram of the apparatus
• 3.2 The Controller Selection
• 3.3 Half-bridge Converter Design
• 3.4 Parallel resonant converter design
• 3.5 Cockcroft-Walton voltage multipliers design
• 3.6 Summary
• 4. SOFTWARE DESIGN OF THE APPARATUS
• 4.1 The flow chart of the program
• 4.2 The time sequence of the program
• 4.3 Summary
• 5. EXPERIMENTS AND RESULTS
• 5.1 Experiment equipment
• 5.2 Experiment data and curves
• 5.3 Summary
• 6. CONCLUSION
• 6.1 Conclusion
• 6.2 Future research
• REFERENCES