基于气浮支承引线键合定位平台设计论文[带图纸].DOC

西安文理学院机械电子工程系本科毕业设计（论文）题目基于气浮支承引线键合定位平台设计专业班级08级机械（2）班学号08102080222学生姓名赵魁指导教师卢志伟设计所在单位西安文理学院2012年5月基于气浮支承引线键合定位平台设计摘要：为满足新一代芯片封装设备对定位平台性能的要求，本文旨在研究设计一种全新的高推重比直接驱动气浮定位平台及其相应的位置伺服控制系统。通过协调机电系统的多影响参数，使平台在高加速度运动后，快速达到稳定状态。实现概念设计、详细设计、仿真实验以及系统的综合性能评估，提供面向芯片封装的高加速度高精度定位平台的单元级和原型级设计方法及关键技术的解决方案。为了减小定位系统的摩擦力及其扰动，设计了一种基于气浮导轨支撑的两自由度高速精密定位平台。该平台采用了新型的气浮解耦机构，使音圈电机置于固定支座上，有效地减小了定位平台的运动惯量。探讨了节流孔直径和导轨间隙对平台承载能力和静刚度的影响规律，得到一组优化参数；在此基础上对平台的运动稳定性进行深入分析，该平台在给定的初始条件下可快速趋于稳定，为该类气浮定位平台的设计提供了一定的理论基础。关键词:气浮支承芯片封装引线键合定位平台Thepositioningstagewithairbearings,whichbasedontheair-supportedbearingandwirebondingABSTRACT:Inordertomeettherequirementsofthenewgenerationofpackagingequipments,thisthesisismainlytostudyanddesignacompletelynewpositioningstageanditsservo-controlsystem.Thestageisdirectlydrivenbyhighthrust-weightratiolinearmotorandsupportedbyaerostaticbearings.Throughadjustingthemulti-factorsoftheelectromechanicalsystem,thestagecanbestabilizedinshorttimeafterhigh-accelerationmoving.Theworkofthisthesisistorealizeconceptualandin-depthdesign,simulation,experimentandcomprehensiveperformanceassessment,providingunitandprototypedesignmethodsandsolutionsofkeytechnologyforhigh-acceleration/high-precisionpositioningstageforpackagingequipment.Inordertoreducethefrictionofpositioningtableandmakeitunvaried,apositioningtablewithairbearingshasbeenintroduced.Anairdecouplingmechanismisdesignedtomakethevoicecoilactuatorsplacedonthebaseandeffectivelyreducethemotioninertia.Thedetailedprincipleispresent.Theruleshowcarryingcapacityandstiffnessofthetablechangewiththeorificedimension,bearingclearanceandlength-dimensionratioisdiscussed.Atthesametimetheoptimizeddimensionsofairbearingaregiven.Onthebasisofthem,thekinematicstabilityofthetableisanalyzedindetail,andthetablecouldbestablerapidlywithgivenstartingconditions.Alltheachievementswouldprovidetheoreticreferencetothedesignofthiskindofpositioningtablewithairbearings.Keywords:aerostaticbearingchippackingwirebondingpositioningtabe目录目录第一章绪论.11.1选题背景.11.2选题的目的与意义.11.3本课题主要讨论问题.21.4相关研究情况.21.4.1机械部分相关研究情况.21.4.2气浮部分相关研究情况.3第二章定位平台总体方案设计.52.1定位平台机械部分方案确定.52.1.1确定方案思想.52.1.2方案对比分析与确定.62.2空气静压导轨的方案设计.72.2.1确定方案思想.72.2.1方案对比分析与确定.9第三章定位平台气浮导轨的设计.103.1X轴气浮导轨的设计.103.1.1空气静压导轨的工作原理及特点.103.1.1空气静压导轨气垫的设计计算.103.2Y轴气浮轴承的设计.13第四章定位平台传动部分的设计.144.1定位平台拟采用的研究方案、研究方法或措施.144.2定位平台结构设计.144.2.1定位平台X轴滚珠丝杠型号的确定.144.2.2定位平台X轴滚珠丝杠校核.164.2.3定位平台X轴电机的确定.184.2.4定位平台Y轴滚珠丝杠型号的确定.22第五章其他辅助零件的选择设计.235.1定位平台轴承的选择.235.2定位平台联轴器的选择.23第六章检测元件的选择.24第七章结论.25参考文献.26致谢.28附录.错误!未定义书签。西安文理学院本科毕业设计（论文）第1页第一章绪论1.1选题背景世界近几年高新科学技术迅速发展，IC（Integratedcircuit）工业是当前全球经济发展的高速增长点，也是我国国民经济中最具活力的行业。目前，随着我国“中国芯”产业化进程的加快，我国IC产业正面临着难得的发展机遇和挑战。芯片封装业作为芯片产业的重要环节，一直追随者IC的发展而发展。在IC封装中引线键合是芯片焊接的最主要形式。引线键合（WireBonding）是一种利用热、压力、超生波能量将半导体芯片引脚与电子封装外壳IO引线或基板上技术布线引脚用金属细丝连接起来的工艺技术。随着技术的进步和相关行业的发展，高加速度高精度定位平台是引线键合机的核心部件，决定键合的速度和质量，进而影响芯片的成本与可靠性。随着芯片集成度的不断增大，管教数量迅速增多，引线间距日益减小，定位平台的性能已经成为引线键合工艺的发展瓶颈。由于空气的粘性低，不易发生爬行，振动也好，热稳定性好；使用寿命是半永久性的，与液体静压导轨相比，它不污染环境。由于具有这些特点，载荷变动小的超精密加工机床和测量机以及精密机器一般都采用气浮静压支承。因此：“基于气浮支承引线键合定位平台设计”既有较大的学术价值，又有广阔的市场前景。1.2选题的目的与意义近年来，随着微电子技术、计算机技术和通信技术的迅速发展电子产品正迅速朝着便携式、小型化发向发展，IC芯片的集成度不断提高，对IC封装技术也提出更高的要求，特别是引线键合技术提出了特别高的要求：（1）单位体积信息的提高（高密度化）；（2）单位时间处理速度的提高（高速化）。因此IC引线键合技术也朝着高度集成化、高性能化、多引线和细间距化方向发展，高速、高精度的需求日益紧迫。为进一步提高质量和生产效率，对该类装备的运动精度和运动速度、加速度等性能提出了更高的要求，也体现了该类装备向高速、高精度发展的趋势。这就要求集成电路的引线键合技术不但发展和改良，需要发展新的引线键合定位平台来促进封装业的发展。因此，发展具有我国自主知识产权的引线键合定位平台设备的核心技术，开展基于新的驱动方式、机构形式和控制方法的新型高速、高精度定位系统的关键技术研究，是IC制造装备中的重要研究内容之一，对促进IC制造技术的发展而加快我国IC产业化进程具有重要的意义。