国家教育部博士点基金(20060533068)
- 作品数：12 被引量：43H指数：4
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- 超声换能器接触界面的非线性谐波被引量：6
- 2010年
- 超声波在换能器中的非线性不仅引起劈刀振动的混乱而且导致芯片键合的失效,建立了超声波在接触界面传播的模型,并进行了数学仿真,最后在试验平台上采用多普勒测振仪测量了不同接触界面压力条件下的劈刀的振动波形,用剪切强度测试仪测试了键合强度。波形的畸变和高次谐波的产生是由于接触界面层的非线性引起的,为了保证键合强度应该将变幅杆和劈刀之间的拧紧力矩设定在一个合适的范围内,使接触界面层材料的二阶非线性系数最小。可以通过检测劈刀的高次谐波来反映超声键合的强度。
- 李战慧吴运新隆志力
- 关键词：非线性谐波换能器
- 芯片键合换能系统研究现状分析被引量：1
- 2008年
- 换能系统是芯片封装装备的核心机构,其工作性能直接决定键合质量。结合自身研究成果,综述了芯片键合换能系统的研究现状,分析了当前换能系统的理论建模与设计方法,包括解析法、传递矩阵法、等效电路法以及有限元法等。结合多年的试验测试,分析了当前换能系统存在的缺陷与不足,如频率混叠、超声能量不稳定、响应滞后等,指出了满足未来系统级封装工艺要求的换能系统的发展方向,提出了提高换能系统工作性能的若干建议。
- 吴运新隆志力韩雷钟掘
- 关键词：换能系统超声键合
- 超声换能器ANSYS建模及谐响应分析被引量：14
- 2009年
- 超声换能器是超声键合装备的一个重要组成部分,芯片的键合质量与超声换能器的响应有着非常密切的关系。通过有限元分析软件ANSYS进行建模,获得换能系统谐响应曲线,并利用多普勒测速仪验证有限元分析的结果。
- 刘炜吴运新
- 关键词：ANSYS有限元谐响应多普勒测速仪
- 热超声键合换能系统接触界面非线性振动研究
- 2009年
- 为了减小热超声键合换能系统的振动稳定性、提高键合强度,从超声波在热超声键合换能系统中的传播出发,建立了超声波在接触界面处传播的微观模型。研究表明,当静应力较小时,输出的超声波不完整,材料内部质点的有效振动较小;当静应力逐渐增大时,材料进入弹性变形阶段,输出的超声波波形与输入的超声波的波形一致,材料内部质点的有效振动最大;当静应力太大时,材料进入塑性变形区域,材料内部质点的有效振动减小。通过在芯片倒装键合实验台上实验,测量在不同压电陶瓷片预紧力下,变幅杆的振动速度和芯片的键合强度,证明了所提出模型的正确性。
- 李战慧吴运新隆志力
- 关键词：超声波换能系统非线性迟滞性
- 芯片键合换能系统中接触界面的影响分析被引量：6
- 2008年
- 接触界面对超声能量传递与振动特性的影响是各类压电换能器的共性问题。在超声芯片封装领域,各子部分之间的接触界面是影响系统超声能量传递的强非线性因素,直接影响芯片与基板的键合质量。该文通过有限元法与激光多谱勒测振仪等技术,获得系统中接触界面对超声能量传递与振动特性的影响规律,发现不合理的接触界面会引发系统多模态与频率混叠效应、超声能量输出不稳定、系统迟滞响应等,导致键合强度下降、芯片与基板倾斜、键合效率下降等封装缺陷。研究结果对理解超声键合与系统设计具有指导意义。
- 隆志力韩雷吴运新钟掘
- 关键词：换能系统热超声键合
- 螺钉预紧力对超声换能器振动特性的影响规律研究被引量：3
- 2010年
- 以连接螺钉预紧力对换能器的振动特性影响规律为研究对象,对换能器进行动力学仿真,其中系统谐振频率经采用阻抗分析仪扫频测试,实际振动模态采用多谱勒测振仪对键合工具进行多点速度扫描,测试结果与仿真数据相符。
- 刘炜吴运新
- 关键词：换能系统有限元方法预紧力
- 热超声倒装键合换能系统多模态振动与有限元分析被引量：3
- 2008年
- 研究了热超声倒装键合设备的核心执行机构——换能系统的动力学特性.利用激光多谱勒测振仪测试系统末端各方向的振动速度,发现系统以轴向振动为主,但受到其他非轴向振动的干扰.非轴向振动对芯片造成芯片倾斜、键合强度降低等负面影响.采用有限元方法对换能系统建模,仿真计算发现换能系统振动是各方向振动的耦合结果,且工作模态附近存在多种干扰模态.最后分析了系统多模态产生的根源并提出抑制方法.
- 隆志力吴运新韩雷钟掘
- 关键词：换能系统有限元分析
- 接触界面压力对高次谐波和键合强度的影响被引量：1
- 2011年
- 为减少超声键合换能器劈刀在振动过程中的非线性振动,改善劈刀振动的稳定性,提高芯片键合的强度,建立超声波在接触界面传播的模型。在超声引线键合机上,通过改变劈刀和变幅杆接触界面的接触压力,分别测量变幅杆和劈刀的振动和芯片键合强度,并对劈刀振动位移进行频谱分析。研究结果表明:超声波通过接触界面时,由于接触界面层的非线性特性会产生高次谐波和波形畸变;劈刀振动中的高次谐波成分对芯片键合强度造成负面影响。只有当接触界面压力适中时,劈刀振动的波形畸变最小,高次谐波成分最少,超声波的非线性系数最小,芯片键合强度最大。测量劈刀振动的高次谐波可以作为预测芯片键合程度的一种方法。
- 李战慧吴运新隆志力
- 关键词：谐波换能系统非线性
- 热超声键合换能系统阻抗/导纳模型被引量：7
- 2007年
- 采用等效电路方法建立换能系统的阻抗/导纳集总参数模型,包含各子部分的材料特性、尺寸、系统损耗因子、谐振频率、激励电信号以及不同负载下系统阻抗和导纳等动力学特性。以无键合工具与有键合工具两种不同负载为例计算得到,在100kHz范围内系统包含4阶轴向谐振频率:相比于无键合工具条件,有链合工具负载条件下的各阶谐振频率增大,其电阻值增大,电导值降低。阻抗分析仪试验与有限元分析结果均验证系统阻抗/导纳模型的正确性。
- 隆志力吴运新韩雷段吉安钟掘
- 关键词：等效电路模型换能系统热超声键合
- 超声振动在引线键合系统中的传播仿真与研究
- 2009年
- 芯片封装技术在芯片制造中占有非常重要的地位,而引线键合又占到芯片封装的90%以上。对热超声引线键合系统进行介绍,描述了引线键合系统各部分常用的计算理论基础,采用ANSYS9.0有限元软件建立了63kHz热超声引线键合换能器的有限元模型,计算得到了63kHz引线键合换能器在工作频率附近的模态,通过阻抗测试和振动测试,证实引线键合换能系统在工作时,工作模态和非工作模态都被激发,验证了有限元模态分析的正确性,也证明了有限元方法在引线键合系统分析过程中是有效的。
- 李战慧吴运新隆志力
- 关键词：超声振动仿真有限元
