引線鍵合變頻式超聲波發(fā)生器的研究與設(shè)計.pdf

1、本論文研究與設(shè)計的是面向芯片鍵合封裝領(lǐng)域的變頻式超聲波發(fā)生器，其可以在廣頻域內(nèi)驅(qū)動不同的金絲球引線鍵合換能器，智能搜索換能器最佳工作頻率并動態(tài)鎖相實現(xiàn)換能器的最優(yōu)功率輸出。其中，所進(jìn)行的工作及成果如下： (1) 通過對換能器等效電路模型及導(dǎo)納圓進(jìn)行的分析、仿真及實驗，得出換能器各諧振模態(tài)下的電學(xué)特點(diǎn)及其鎖相特征，為變頻式超聲波發(fā)生器的信號采集方案及鎖相算法提供明確的理論依據(jù)。 (2) 對基于它激模式的變頻式超聲波發(fā)生器進(jìn)

2、行了整體設(shè)計，并對微控制器系統(tǒng)、DDS信號生成系統(tǒng)、濾波系統(tǒng)、功率放大系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)、信號調(diào)理反饋系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行了研究、方案比較與詳細(xì)電路設(shè)計。 (3) 為了得到快速切換、低失真、高穩(wěn)定、寬頻譜的信號源，系統(tǒng)引入了通信領(lǐng)域的DDS技術(shù)。采用高速AVR單片機(jī)控制DDS，系統(tǒng)具備靈活、快速的變頻效果。輔以具有防三極管熱擊穿功能的高保真AB類功率放大電路及精密設(shè)計的濾波器，超聲波發(fā)生器具備優(yōu)異的正弦信號輸出。同時

3、，基于真有效值的頻率跟蹤電路，引入射頻領(lǐng)域的真功率檢測芯片，其具備快速、準(zhǔn)確地將復(fù)雜的換能器電流信號以線性及分貝形式的直流電壓值反饋給單片機(jī)的能力。單片機(jī)通過判斷模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量最大值及最小值，分別實現(xiàn)換能器串聯(lián)、并聯(lián)諧振的頻率跟蹤。加設(shè)電壓、電流相位檢測電路，進(jìn)一步強(qiáng)化鎖相能力。最后，為系統(tǒng)提供了完善的人機(jī)交互界面、USB通信及信號幅值、工載時間的數(shù)控方案。 (4) 實驗表明，變頻式超聲波發(fā)生器具有廣頻域驅(qū)動、多諧振模態(tài)鎖頻