預(yù)緊力對(duì)超聲換能系統(tǒng)振動(dòng)特性影響規(guī)律研究.pdf

1、半導(dǎo)體器件制造是國(guó)家各支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、信息與安全、民用與軍用電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的關(guān)鍵。當(dāng)前,包括單點(diǎn)引線與多點(diǎn)倒裝的超聲鍵合構(gòu)成半導(dǎo)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(jī)構(gòu),其動(dòng)力學(xué)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(biāo),主要討論了換能系統(tǒng)中PZT壓電陶瓷受一維壓應(yīng)力對(duì)超聲能量傳遞效率與動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律等理論與技術(shù)問題,并對(duì)鍵合工具與換能桿的連接預(yù)緊力對(duì)換能系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性影響

2、進(jìn)行了分析。本文通過用有限元分析軟件ANSYS對(duì)換能器進(jìn)行有限元建模,仿真得到換能系統(tǒng)的振動(dòng)模態(tài)和換能系統(tǒng)諧響應(yīng)與時(shí)間歷程的響應(yīng)曲線,并利用阻抗測(cè)試儀、多普勒測(cè)速儀驗(yàn)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(dāng)前換能器的發(fā)展情況以及其存在的問題,查閱大量文獻(xiàn)資料,對(duì)壓電陶瓷PZT的非線性力電耦合特性進(jìn)行了描述,壓電陶瓷在一維壓應(yīng)力的作用下的本構(gòu)特征參數(shù)變化規(guī)律是本文進(jìn)行有限元分析的基礎(chǔ)。
　　 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(yīng)動(dòng)力學(xué)特性。在概括壓電材料結(jié)構(gòu)有限元方法的理論基礎(chǔ)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(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真模型,研究系統(tǒng)固有振動(dòng)特性與響應(yīng)行為,仿真計(jì)算獲得換能系統(tǒng)的工作主模態(tài)。
　　 3.分析后蓋板預(yù)緊力、劈刀與變幅桿連接預(yù)緊力對(duì)超聲換能器振動(dòng)模態(tài)的影響規(guī)律。
　　 4.分析劈刀與變幅桿連接預(yù)緊力對(duì)換能系統(tǒng)諧響應(yīng)