LED粘片机芯片取放机构的结构设计及固晶臂的分析研究论文[带图纸].doc

III摘要本文研究了如何提高全自动LED固晶机的摆臂的工作效率的机构设置，以及对影响摆臂固有频率的因素进行分析研究。运用三维分析软件以及实验对不同影响因素下摆臂的振动进行研究，分别就影响因素下的摆臂进行振动分析，得出最佳的设计方案。根据摆臂的运动需要，选择满足条件的电机以及各连接部件，并对关键运动部件进行受力分析计算，从而为摆臂的运动提供有效的保障。复合运动的摆臂采用多电机带动，在控制系统的操作下，为摆臂运动提供有效地保证。对摆臂固有频率的不同影响因素分别进行研究，得出这些因素对摆臂振动的影响范围。关键词：固有频率；一介频率；振动分析；复合运动IVAbstractThisresearchstudiedtheswimmingarmofautomaticLEDsolidcrystalmachineofstructuralequipmentwhichcanimprovetheworkingefficiency,aswellasanalyzedtheinfluencedfactorsofthenaturalfrequencyoftheswingarmthree-dimensionalanalysissoftwareandexperimentswereusedtoanalysethevibrationoftheswingarmindifferentfactors,withtheresult,thisreaseachachievethebestdesignplan.Accordingtotheneedofswingarmmovement,selectthesuitableelectricalmachineandtheinterconnectingpieces.KeymovingpartswerecalculatedandanalysiedtoprovideeffectiveprotectionforswingarmCompoundmovementofthearmisdrivedbythemotors,andthecontrolsystemensuretheaccuracyandefficiencyofthecomplicatedmovementofthearm.DifferentaffectingfactorsarereaseachedrespectivelytoobservethenaturalfrequencyandvibrationrangeofthearmKeywords:Inherentfrequency；Thehumblefrequency；Vibrationanalysis；CompoundmovementV目录摘要.错误!未定义书签。目录.21绪论.错误!未定义书签。1.1引言.11.2课题来源.21.3LED课题背景封装技术的国内外发展状况.41.3.1国内LED封装产业的发展状况.41.3.2全自动LED粘片机的国外发展状况.41.3.3国内LED产业的发展状况.41.3.4发展方向与前景.41.4全自动LED粘片机的主要结构及工作原理.51.4.1LED封装工艺流程简述.61.5本文研究的内容.71.6本文研究的目的与意义.72LED粘片机芯片取放机构的结构设计.62.1机构的整体设计.62.2连接设备的设计.62.3运动的时间分配以及电机负载惯量分析.72.3.1时间分配.72.3.2惯量系统.82.4电机的选择.112.4.1电机加速度的选择.112.4.2电机选择设计方案.93固晶臂的研究分析.163.1固晶臂静力学分析.163.1.1有限元分析的工具.173.1.2摆臂静力学分析.173.2对有摆臂限元分析要注意的事项.203.2.1优化分析.194固晶臂弯曲振动固有频率和振型函数.234.1固有频率理论研究.234.2动态分析.244.3运用分析软件对摆臂进行模态分析.254.3.1悬臂梁弯曲振动模态分析具体步骤.254.4扭转振动分析.264.5运动过程分析.275固晶臂的变截面优化设计研究.285.1摆臂的长度问题研究.285.2不同质量的有限元分析研究.315.3研究变截面摆臂的分析.296创新点以及遇到的问题.346.1本课题的创新点.34V6.2已有的工作条件和出现的问题.346.2.1已有的工作条件.346.2.2出现的问题.34小结.34致谢.错误!未定义书签。参考文献.错误!未定义书签。1.1引言LED粘片机是集机、光、电、气于一体的高速度、高精度、高智能化的设备，也是LED生产过程中的关键设备，其性能直接影响到所生产LED的性能、生产效率和产品的合格率。全自动LED粘片机是由上料机构、出料机构、点浆机构、送料机构、晶圆芯片供送系统、刺晶系统、粘片机构及电气控制系统、图像识别系统、软件系统等组成LED芯片通常是以阵列方式排列在一块晶圆上，目前可制作的晶圆最大直径已达300mm，晶圆进一步经过划片、扩晶后，单个的芯片便以行列的形式粘覆在一个胶膜上，为便于拾取芯片，常用一个特制的圆环将胶膜绷紧固定。晶圆芯片供送系统即是一个用于连接此晶圆固定圆环，可在x，y平面内精密移动的工作台。它的主要功能是将晶圆上排列地芯片逐行逐列的送到CCD标定（吸晶、刺晶）位置处。晶圆供送装置要求各运动件刚度高，相互摩擦小，配合精度高，能够满足小步距、大行程的要求，且具有微调和装卸方便的特点。1.2课题来源“失去制造，失去未来”的认识如今已成为全球的共识，在21世纪的国力竞争中，发达国家将制造列为战略发展的优先领域，抢占制造技术的制高点更是各国的战略必争。中国是个制造大国正在向制造强国转变，在微电子行业无论是消费市场还是装备制造基地都在向中国转移，中国正在成为制造大国和消费大国。微电子技术经过半个多世纪的发展，在其产业内部形成了自己特有的产业分工：材料制备、前道工艺和后道工艺。作为微电子技术发展的基础，材料制备早就发展的比较成熟，而在信息技术、控制技术等新技术的发推动下，前道工艺的相关技术也如日中天，日渐成熟，例如晶元的不断扩大等。但相比较而言微电子制造的后道工艺技术才刚刚起步，或者说相对而言发展不是很成熟，因此有必要在微电子制造后道工艺方面做一些技术研究和改进，以适应当今世界对微电子产品的需求。在半导体封装领域，LED制造技术具有独特的代表性。其中LED封装工艺属于后道工艺，LED的固晶过程（又称粘片过程）在封装工艺中占有极其重要的地位。目前而言国内的厂家所用的设备大部分都来自国外，LED固晶技术及设备几乎被国外所垄断，国内厂家即使能仿制一些型号的产品，但是精度不急国外产品的二分之一。但庆幸的是这项技术也还在发展中，如果加以足够深度的研究完全可以打破国外的垄断。在对微电子制造技术做出简单分析之后即可知道，作为极端制造技术的分支，微电子制造技术存在着高效、高速与精密之间不可调和的矛盾，LED封装同样面临此问题。要解决此问题必须对LED封装设备，即现在市场主流产品全自动LED粘片机作深入的研究。经研V究发现芯片拾取机构，即固晶臂在整个粘片工作过程伴随着高速、高效、精密的特点，它是全自动LED粘片机的核心部件，也是LED粘片机的设计关键所在，还是解决“高速”和“精密”这对矛盾的关键所在。本课题来源于工程实际，以LED封装着眼于解决企业中的实际工程问题，落脚点在于解决半导体制造装备中高速度与高精度之间的矛盾。