基于气浮支承引线键合定位平台设计【5张图纸】【优秀】
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基于气浮支承引线键合定位平台设计
32页 13000字数+说明书+开题报告+任务书+答辩PPT+5张CAD图纸
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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
目录
第一章 绪论1
1.1 选题背景1
1.2 选题的目的与意义1
1.3 本课题主要讨论问题2
1.4 相关研究情况2
1.4.1机械部分相关研究情况2
1.4.2 气浮部分相关研究情况3
第二章 定位平台总体方案设计5
2.1 定位平台机械部分方案确定5
2.1.1 确定方案思想5
2.1.2 方案对比分析与确定6
2.2 空气静压导轨的方案设计7
2.2.1确定方案思想7
2.2.1 方案对比分析与确定9
第三章 定位平台气浮导轨的设计10
3.1 X轴气浮导轨的设计10
3.1.1 空气静压导轨的工作原理及特点10
3.1.1 空气静压导轨气垫的设计计算10
3.2 Y轴气浮轴承的设计13
第四章 定位平台传动部分的设计14
4.1 定位平台拟采用的研究方案、研究方法或措施14
4.2 定位平台结构设计14
4.2.1 定位平台X轴滚珠丝杠型号的确定14
4.2.2 定位平台X轴滚珠丝杠校核16
4.2.3 定位平台X轴电机的确定18
4.2.4 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23
5.1 定位平台轴承的选择23
5.2 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29
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。
1.3 本课题主要讨论问题
本课题的主要内容是设计定位平台X、Y轴的传动装置和气浮导轨。定位平台计过程可分为总体方案设计，完成原理方案设计和结构方案设计，确定实施方案；对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计；对引线键合定位平台的气浮导轨进行设计；对引线键合定位平台驱动装置、传动装置、供气装置、测量等装置进行设计。其中对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计中关键是滚珠丝杠的设计选型、校核，电机型号的选型。对引线键合定位平台的气浮导轨进行设计中关键的是进行气浮垫片的设计。最后完成其他零件的设计，完成装配图及零件的的绘制，保证定位平台的精度和质量，调整方便、简捷。
- 内容简介：
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西安文理学院本科毕业设计（论文）任务书题 目基于气浮支承引线键合定位平台设计学生姓名赵魁学 号08102080222专业班级08机械2班指导教师卢志伟职 称讲师教 研 室机械毕业设计（论文）任务与要求任务：(1) 完成原理方案设计和结构方案设计，确定实施方案； (2) 对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计； (3)对引线键合定位平台驱动装置、传动装置、供气装置、测量等装置进行设计； (4)完成装配图和零件图。 (5)参阅相关资料，了解气体润滑技术以及引线键合定位平台的工作原理及其发展，并查阅和收集相关资料；(6)确定设计方案，并对各部分进行设计；要求: (1) 图纸（幅面和张数）：A0图纸不少于2张; (2) 外文翻译字数：中文不少于3000字 ； (3)参考文献篇数：中文不少于 15篇 ，英文不少于3篇 ； (4) 论文字数：不少于15000字。 毕业设计（论文）工作进程起止时间工作内容2012.1.10-2012.1.172012.1.17-2012.2.282012.2.29-2012.4.152012.4.16-2012.5. 42012.5.5 -2012.5.102012-5.15调研，通过查阅相关文献和刊物，了解气体润滑技术以及引线键合定位平台的工作原理及其发展，完成开题报告。 完成原理方案设计和结构方案设计，确定拟实施方案，完成英文资料翻译。 对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计；对引线键合定位平台驱动装置、传动装置、供气装置、测量等装置进行设计；写出中期报告。 完成设计图纸，写出毕业论文，准备答辩。答辩。开始日期 2012.1.10 完成日期 2012.5.11 教研室主任（签字） 系主任（签字） 西安文理学院本科毕业设计（论文）开题报告题 目基于气浮支承引线键合定位平台设计学生姓名 赵魁学 号08102080222专业名称机械设计制造及其自动化指导教师卢志伟开题时间2012.3.2班 级08机械（2）班一、 选题目的和意义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,管脚数量迅速增多,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进一步发展的瓶颈。由于空气的粘性低，不易发生爬行，振动也小，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。因此把“基于气浮支承引线键合定位平台设计”作为本次本科毕业论文的课题，既有较大的学术价值，又有广阔的应用前景。 二、 本课题在国内外的研究状况及发展趋势由于平台进行高加速度、高精度、快速往复小行程运动，并在很短的时间内达到高精度定位，要求机械结构简单、易于控制、刚度大、惯性小、阻尼低、制造精密。涉及到的研究内容包括机构形式、支撑方式、新型材料、设计方法、精密加工技术，运动学、动力学分析及简单有效的运动控制算法等方面。随着速度、加速度和工作频率的进一步提高，摩擦力对平台性能的影响越来越显著。其微米级行程仅适用于一些细微装配或操作任务。但磁悬浮轴承制造成本高，是一个非线性局部稳定系统，易发生悬浮磁场和线性驱动磁场间的相互影响。气浮轴承除不具有上述缺点外，还具有结构简单、质量轻便和设计灵活等优点。因此，近年来，气浮高性能定位平台的目前LED及IC芯片在各个领域的应用越来越广泛，对封装工艺的质量及检测技术提出了更高的要求，如何实现复杂封装的工艺稳定、质量保证和协同控制变得越来越重要。国外对引线键合工艺涉及的大量参数和精密机构的控制问题已有较为深入的研究，并且已经在参数敏感度和重要性的排列方面有了共识。引线键合技术，作为 LED 及 IC 芯片封装的关键技术之一，是用金属丝将LED及IC芯片上的电极与底座支架连接在一起的一种互连技术,通常采用热压键合、热超声键合和超声键合三种键合工艺方法。在自动引线键合技术中，键合丝尾长度、键合变形不当、键合位置不当等现象均可经调整温度、压力、超声功率和时间等参数、换劈刀等方法进行纠正。我国 LED 及 IC 封装研究起步较晚，其中的关键技术掌握不足，缺乏工艺的数据积累，加之国外的技术封锁，有必要深入研究各种封装工艺，掌握其间的关键技术，自主研发高水平封装设备。研究非常活跃。引线键合（WB）技术，又称球楔键合技术，在 IC 封装中是应用最广泛的键合方法。要求键合设备具有比以往更高的精度、速度、可靠性。为了达到上述要求，需要从驱动电机选择，平台结构设计和合适的控制方法等角度进行研究。比如，为了使系统能够在高速度和加速度条件下稳定运行，需要开发出一类鲁棒性很强的控制器。而为了减小系统运行的摩擦力以及摩擦力的不均匀，对定位平台气浮技术的研究也具有重要的理论和实践意义。三、 主要研究内容(1)参阅相关资料，了解气体润滑技术以及引线键合定位平台的工作原理及其发展： (2) 完成原理方案设计和结构方案设计，确定实施方案； (3) 对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计； (4)对引线键合定位平台驱动装置、传动装置、供气装置、测量等装置进行设计； (5)完成装配图和零件图。 指导教师意见及建议： 该生自进入课题以来，能够积极主动地和指导老师联系，调研和查阅相关资料，态度端正；对题目有了一定初步理解，初步设计了出了一定的方案规划；但后面还有很多工作和内容要做，需抓紧时间。同意开题。 签字： 年 月 日教研室审核意见： 签字： 年 月 日西安文理学院本科毕业设计（论文）中期检查表题 目基于气浮支承引线键合定位平台设计学生姓名赵魁学 号08102080222专业名称机械设计制造及其自动化指导教师卢志伟检查时间2012-4-6班 级08级机械2班毕 业 设 计（论文） 进 展 情 况 通过对基于气浮支承引线键合定位平台设计的相关资料的学习，以及对整个设计的了解，现基本完成以下设计工作：1 参阅相关资料，了解气体润滑技术以及引线键合定位平台的工作原理及其发展，并查阅和收集相关资料。完成气浮支承引线键合定位平台原理方案设计和结构方案设计与分析。2 对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计3 完成气浮支承引线键合定位平台原理方案设计和结构方案设计与分析。 下一步设计工作内容是设计以及相关零件的设计以及相关零件图的绘制。对引线键合定位平台驱动装置、传动装置、供气装置、测量等装置进行设计指 导 教 师 意 见1.该生能够与指导教师经常联系；2.能够完成进度要求完成相关设计；3.清楚自己的设计内容和技术路线；综上所述，同意按照设计进度进行后续工作。签字： 年 月 日教研室意见签字： 年 月 日西安文理学院本科毕业设计（论文）指导教师评分表学生姓名赵魁学 号08102080222专 业机械设计制造及其自动化班 级08机械2班毕业设计（论文）题目基于气浮支承引线键合定位平台设计设计（论文）起止时间 2012年1月10日 至 2012年 5月11日指导教师评语：建议成绩：指导教师签名： 年 月 日西安文理学院本科毕业设计（论文）评阅教师评分表学生姓名赵魁学 号08102080222专 业机械设计制造及其自动化班 级08机械2班毕业设计（论文）题目基于气浮支承引线键合定位平台设计设计（论文）起止时间2012年1月10日至2012年5月11日评阅教师评语：建议成绩：评阅教师签名： 年 月 日西安文理学院本科毕业设计（论文）答辩记录学生姓名赵魁学 号08102080222专业名称机械设计制造及其自动化答辩时间2012.5.18答辩地点B0403指导教师卢志伟题 目基于气浮支承引线键合定位平台设计答辩小组成 员姓 名职 称姓 名职 称提问及回答情况记录： 记录人签字： 年 月 日答辩成绩：答辩小组组长签名： 年 月 日毕业论文成绩答辩委员会认定成绩毕业论文等级系（院）答辩委员会意见：负责人签名： 年 月 日注：1、毕业论文成绩=指导教师成绩40%评阅教师成绩20%答辩成绩40%；2、答辩委员会认定成绩是根据该生毕业设计期间的表现及该专业整体论文情况的综合评定成绩。3、论文等级分优秀（90分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069分）、不及格（60分）。基于气浮支承引线键合定位平台设计 指导教师 卢志伟班级 08机械2班学生 赵魁学号 08102080222 选题系统的背景及意义 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 管脚数量迅速增多 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进一步发展的瓶颈 由于空气的粘性低 不易发生爬行 振动也小 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 论文的结构和主要内容 本论文的主要内容是设计定位平台的设计 定位平台计过程可分为总体方案设计 完成原理方案设计和结构方案设计 对引线键合定位平台X Y两运动导轨的相互运动方式进行设计 对引线键合定位平台的气浮导轨进行设计 对引线键合定位平台驱动装置 传动装置 供气装置 测量等装置进行设计 设计分析 定位平台机械部分方案确定传动 滚珠丝杠螺母副支撑 双推 简支式滑动导轨伺服电机 步进电动机 采用滚珠丝杠螺母副 可实现旋转运动与直线运动相互转换 在具有螺旋槽的丝杠螺母中装有滚珠作为中间传动元件 以减少摩擦 优点是摩擦系数小 传动效率高 灵敏度高 传动平稳 不易产生滑行 传动精度和定位精度高 磨损小 使用寿命长 精度保持性好 双推 简支式支撑减少丝杠热变形的影响 空气静压导轨的方案设计 重力封闭式导轨优点 这种形式的导轨用工作台的质量和空气静压保持平衡 以维护导轨的固定间隙 其结构较简单 零件的高精度也容易实现 缺点 支承刚性低 故多用于载荷变化范围不大的设备上 重量封闭式导轨 空气静压导轨副是由气垫和承导面组成的 从气源送来的清洁 干燥 恒压的空气流经节流器进入气腔并沿封气面向外流出 在封气面上形成具有承载能力的气膜 气腔与封气面处气膜的承载能力之和将气垫及与之相连的工作台浮起 工作中承载能力与载荷处于平衡状态 气膜厚度保持不变 从而实现气体摩擦 当载荷变化时 气膜的厚度随载荷增大而减小 气膜一方面起承载作用 另一方面也起着润滑作用 空气静压导轨的工作原理及特点 致谢 大学学习生活即将结束 在此 非常感谢大学四年来所有的代课老师和我的同学们 他们在我成长过程中给予了我很大的帮助 本文能够顺利完成 要特别感谢我的导师卢志伟老师 向导师表示诚挚的感谢 并致以崇高的敬意 谢谢各位老师 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The positioning stage with air bearings, which based on the air-supported bearing and wire bondingABSTRACT:In order to meet the requirements of the new generation of packaging equipments, this thesis is mainly to study and design a completely new positioning stage and its servo-control system. The stage is directly driven by high thrust-weight ratio linear motor and supported by aerostatic bearings. Through adjusting the multi-factors of the electromechanical system, the stage can be stabilized in short time after high-acceleration moving. The work of this thesis is to realize conceptual and in-depth design, simulation, experiment and comprehensive performance assessment, providing unit and prototype design methods and solutions of key technology for high-acceleration/high-precision positioning stage for packaging equipment.In order to reduce the friction of positioning table and make it unvaried, a positioning table with air bearings has been introduced. An air decoupling mechanism is designed to make the voice coil actuators placed on the base and effectively reduce the motion inertia. The detailed principle is present. The rules how carrying capacity and stiffness of the table change with the orifice dimension, bearing clearance and length-dimension ratio is discussed. At the same time the optimized dimensions of air bearing are given. On the basis of them, the kinematic stability of the table is analyzed in detail, and the table could be stable rapidly with given starting conditions. All the achievements would provide theoretic reference to the design of this kind of positioning table with air bearings.Key words: aerostatic bearing chip packing wire bonding positioning tabe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103.1 X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103.2 Y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29西安文理学院本科毕业设计（论文）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（Integrated circuit）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（Wire Bonding）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。 1.3 本课题主要讨论问题本课题的主要内容是设计定位平台X、Y轴的传动装置和气浮导轨。定位平台计过程可分为总体方案设计，完成原理方案设计和结构方案设计，确定实施方案；对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计；对引线键合定位平台的气浮导轨进行设计；对引线键合定位平台驱动装置、传动装置、供气装置、测量等装置进行设计。其中对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计中关键是滚珠丝杠的设计选型、校核，电机型号的选型。对引线键合定位平台的气浮导轨进行设计中关键的是进行气浮垫片的设计。最后完成其他零件的设计，完成装配图及零件的的绘制，保证定位平台的精度和质量，调整方便、简捷。1.4 相关研究情况1.4.1机械部分相关研究情况人针对芯片制造设备设计出了一种新型磁悬浮超精密工作台，消除了导轨的摩擦和磨损，使工作台在X、Y方向能满足0.02um的定位精度。Bakker致力于用新型的气浮平台代替传统接触式轴承XY平台，在重量、体积和成本基本不变的情况下，获得更高的运动速度和定位精度。Takeuchi基于无摩擦驱动的概念，制造了静压空气轴承支撑的伺服电机。Hammer等人设计的气浮精密定位平台，加速度达到12g，定位精度0.2um。采用空气轴承支撑的新型XY运动平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。随着技术的进步和相关行业的发展，应用到秒引线键合机上的定位平台经历了一系列的变化。最初采用的是旋转电机加滚珠丝杠驱动的串联机构形形式，如日本KAIJO公司生产的FB-128引线键合机，键合速度仅为5线秒。到上世纪九十年代，直线电机凭借其卓越性能代替了旋转电机开始广泛的应用到芯片封装设备上，如美国KS公司生产的8028引线键合机，其定位平台采用广义并联机构，平台由线性导轨支撑，XY方向之间用滚动轴承解藕，键合速度可达到11线秒。KAIJO公司生产的FB-700引线键合机，键合速度达到16线秒。采用旋转电机和直线电机混合驱动，空气轴承和线性导轨支撑平台，经过特殊设计，旋转驱动构建的质心在其旋转轴线上，实现了旋转机构的质心驱动，消除了质心惯性力的影响。瑞士ESEC公司利用该结构研制的型号为3100的引线键合机，最大键合速度为17线秒，实验室可以达到25线秒，是目前世界最高水平。随着新型电机的不断出现，音圈电机、超音速电机和平面电机在微电子装备方面的应用越来越受到人们的重视，天津大学冯晓梅等人研制出由音圈电机驱动的新型高精密定位平台，其最大加速度可以达到15g。Kunioka等人研制出的新型XY平台，采用超音速直线电机，结构简单紧凑。Barp和Vischer利用空气轴承设计出的新型引线键合机，工作效率有了突破性的进展，达到了当前流行速度的近两倍。长春光学精密机械与物理所王延风等台。Bernharh研制出一种新型高速加速度气浮平台，其工作空间60mm60mm，加速度超过10g，分辨率低于100nm。1.4.2 气浮部分相关研究情况由于空气的粘性低，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。空气轴承以清洁干燥的空气作为润滑介质，具有精度高、无摩擦、无磨损、清洁、无污染、寿命长、免维护、低发热、结构设计灵活、耐高/低温和原子辐射等特点，广泛应用于三坐标测量机，高速旋转机械工具(如高速磨头、高速离心分离器、陀螺仪表)、原子反应堆致冷压缩机、电子计算机记忆装置、微电子制造及医疗设备中。由于采用了空气轴承支撑，系统无摩擦(或极低摩擦)，消除了接触式轴承摩擦力的不利影响，使得产品性能得到了极大的提高。但空气轴承无标准化产品供选取，其性能受节流形式等诸多因素影响，因此，设计性能优越的空气轴承并不容易，需要丰富经验和大量理论知识。 Fourka 和 Bonis比较了小孔和多孔材料节流静压空气轴承性能的特点，指出适当增加节流孔的个数，可以使两种轴承的性能比较接近。Renn 和 Hsiao通过实验和CFD 仿真分析了小孔节流式静压空气轴承的气体流量特性。Watanabe 等人提出了确定空气轴承线性和非线性刚度系数和阻尼系数的方法。Karkoub 和 Elkamel指出空气轴承内气体压力分布的理论模型过于简单，所提出的神经网络方法能更好地预测轴承内气体压力分布和承载能力。Kassab 等人用实验的方法研究供气压力和节流孔直径对矩形静压空气轴承性能的影响。Fourka 等人通过数值计算、分析和实验的方法分析空气静压止推轴承的稳定性，指出非线性方法的分析结果与实验更接近，与线性方法相比可靠性更高。Talukder 和 Stowell研究了小孔节流式旋转轴承的气锤现象。Kassab研究了静压空气轴承的入口处的低压特性，对经验公式提出了修正方法。Kwan 和 Post研究了空气轴承表面和节流孔的制造公差、分布对承载能力和刚度的影响，确定出使承载能力和刚度变化在 10%以内的制造公差。为克服空气轴承刚度低、承载能力差等弱点，Fan 等人制造了多节流孔空气轴承。Watanabe 等人设计了微槽轴承，即平面轴承具有浅圆形槽。Chen 和 Lin应用神经网络的发展成果设计了矩形静压空气轴承，轴承上具有 X 形勾槽。Nakamura和Nakamura研究了双向双排小孔节流式静压矩形空气轴承在受到侧向力时的动态特性。Stout 和 Barrans阐述了具有纳米级定位精度的静压空气轴承的设计，讨论了影响静压空气轴承性能的主要参数和制造公差。Yoshimoto设计了一种新型静压空气轴承，气膜间隙小于 1m，刚度可达到 1N/nm，是一般静压空气轴承的 10 倍。Nakamura 和 Yoshimoto指出混合节流式矩形空气静压止推轴承容易获得较高的刚度，从理论和实验两方面研究了具有混合节流器的静压矩形双面止推轴承的刚度特性。近年来，以石墨等多孔材料为节流器的静压空气轴承被成功应用。实际轴承设计中，需要减小多孔材料的厚度来缩小轴承的体积，但会导致强度降低，特别是当多孔材料的半径较大时，由于材料的变形，空气很难完全通过多孔材料介质。为此，Yoshimoto 和 Kohno在多孔材料空气轴承中采用两种供气方法(圆环勾槽和小孔供气)，以免轴承表面发生变形，通过理论和实验方法得到了这种轴承的静态和动态性能。Watanabe 和 Natsume利用多孔材料作为节流器制成了几何形状复杂的静压空气轴承，例如球轴承或空气静压丝杠。Kwan 和 Corbett通过增加平衡间隙来进行多孔材料空气轴承性能的数学分析。Luong 等人用有限元方法预测表面完全由多孔材料组成的空气轴承的性能。Bang 和 Lee利用碳纤维制成的气浮仿锤具有惯量小、阻尼大、固有频率高等特点，用于高速钻孔工具。马明建等人采用有限元理论分析了静压空气轴承的压力场，并讨论了空气轴承压力场边界条件的处理方法。第二章 定位平台总体方案设计2.1 定位平台机械部分方案确定2.1.1 确定方案思想方案一：传动：滚珠丝杠螺母副支撑：双推-简支式 滑动导轨伺服电机：步进电动机优点：采用滚珠丝杠螺母副，可实现旋转运动与直线运动相互转换，在具有螺旋槽的丝杠螺母中装有滚珠作为中间传动元件，以减少摩擦。优点是摩擦系数小，传动效率高，灵敏度高，传动平稳，不易产生滑行，传动精度和定位精度高；磨损小，使用寿命长，精度保持性好。双推-简支式支撑减少丝杠热变形的影响。缺点：滚珠丝杠螺母副的不足在于制造工艺复杂，成本高，不能自锁，故需附加制动装置。方案二：传动：同步带传动支撑：滑动导轨伺服电机：直流无刷电机优点：同步带传动无相对滑动，传动比准确，传动精度高，齿形带的强度高，厚度小、重量轻，故可用于高速传动；传动比恒定，同步带无需特别涨紧，因而作用于轴和轴承等上的载荷小，传动效率高。缺点：同步带工作时候有温度要求，安装精度要求较高，中心间距要求较高，有时候需要张紧，安装麻烦。无刷直流电机启动时有震动，控制器要求高，价格高。方案三：传动：齿轮齿条支撑：直线导轨伺服电机：直流无刷电机优点：齿轮齿条传动功率大，精度高，稳定性好，响应速度快。无刷直流电机启动时有震动，控制器要求高，价格高。双线导轨稳定。缺点：齿轮齿条无自锁，需要外加自锁机构。噪音大，磨损较快。2.1.2 方案对比分析与确定综合课程设计要求，精度为0.04mm，最大载荷是500N，相比同步带和齿轮齿条传动，滚珠丝杠传动更符合精度要求，因为丝杠传的动的精度可以达到0.01mm，而同步带传动时会产生弹性变形，具有一定的蠕变性。齿轮齿条传动精度和滚轴丝杠精度相当，但是安装较麻烦，安装精度要求高。 步进电动机和直流无刷电机相比，步进电动机控制简单，启动稳定，而直流无刷电机控制要求高，成本高，毕业设计要求精度未达到微米级别，空载转速要求为1m/min,因此采用低档的步进电动机就能满足要求。综合以上分析，决定选择第一种方案。步进电动机提供动力，滚轴丝杠传递动力。 图2.1定位平台结构此数控工作台主要由步进电机、丝杠螺母副、滚动导轨副、工作台、轴承座、端盖、轴承、联轴套、键、垫圈等组成。（具体见装配图）2.2 空气静压导轨的方案设计2.2.1确定方案思想空气静压导轨，根据工作台的移动量，载荷量和精度要求的不同，一般采用下图所示的结构形式（a）图2.2闭式平面导轨图2.3 闭式圆柱导轨图2.4 重量封闭式导轨闭式平面型 闭式圆柱型 重量封闭式导轨方案一：闭式平面导轨优点：这种形式的的导轨因工作台移动时导轨面仅产生很小的挠度，可以获得高精度、高刚度、承载能力大，适合于超精加工设备和测量一起的长导轨。方案二：闭式圆导轨优点：这种形式导轨的导向零件少，结构简单。缺点：零件的精度完全取决于加工设备，运动精度有限。导杆采用两端支撑，随这工作台的移动导杆容易产生挠度。方案三：重力封闭式导轨优点：这种形式的导轨用工作台的质量和空气静压保持平衡，以维护导轨的固定间隙。其结构较简单，零件的高精度也容易实现。缺点：支承刚性低，故多用于载荷变化范围不大的设备上。如图2.5所示图2.5 上导轨2.2.1 方案对比分析与确定 综合毕业设计要求，定位平台上需要定位的芯片质量很小，故方案三可满足要求。同时由于导轨形式的确定，可以确定气垫为矩形垫片；节流器为环面节流器。如图2.5所示：图2.6 具有亚园形气腔的矩形气垫第三章 定位平台气浮导轨的设计空气静压导轨是将具有一定压力的空气经过节流器送入导轨的间隙。借助其静压使运动导轨悬浮起来，使两导轨面之间形成一层极薄的气膜，且气膜厚度基本保持恒定不变的一种纯空气摩擦的滑动导轨。3.1 X轴气浮导轨的设计3.1.1 空气静压导轨的工作原理及特点如图3.1所示，空气静压导轨副是由气垫和承导面组成的。这样的气垫在每个承导面上不少于两个。从气源送来的清洁、干燥、恒压的空气流经节流器进入气腔并沿封气面向外流出，在封气面上形成具有承载能力的气膜。气腔与封气面处气膜的承载能力之和将气垫及与之相连的工作台浮起。工作中承载能力与载荷处于平衡状态，气膜厚度保持不变，从而实现气体摩擦。当载荷变化时，气膜的厚度随载荷增大而减小，气膜一方面起承载作用，另一方面也起着润滑作用。图3.1 气垫工作原理1-气垫； 2-节流器； 3-承导面； 4-气腔； 5-封气面3.1.1 空气静压导轨气垫的设计计算 现已图3.2所示的长方形静压气垫为例，说明气垫的性能计算的过程。气垫各部分的尺寸，供气孔的位置和数目，以及计算时坐标的设定如图所示。供气孔的节流形式为环面节流，供气孔直径为d。 图3.2 间隙一定的长方形静压气垫1) 确定雷诺方程的具体形式，假设导轨的间隙一定，相对运动速度U=0，间隙内的气体是等温流，定长状态，则可采用最简单的雷诺方程式+=0 (式3.1)设边界压力是大气压力Pa，则有边界条件x=0，x=a 时，y=0，y=b 时，根据这一边界条件，求出相对供气孔出口压力的雷诺方程的特解，即成为压力分布，就可以进一步计算出气垫的承载能力、流量等。问题的难点是如何求得供气孔的出口压力，为了就一般条件下解决这个问题，可运用流量连续条件采用数值计算方法解之。流量连续条件就是设通过供气孔流入气垫的注量等于由气垫周围流出的流量。2) 通过节流器的流量通过节流器的质量流量（单位Kg/s）为= (式3.2)式中A-节流面积，单位。对于小孔节流=，对于环面节流，；-气源压力，单位Pa；R-气体常数，对于空气 ；T-供气绝对温度，单位K；r-比热比，对于空气r=1.41；-气腔压力，单位Pa；令，称为节流压力比，为了避免抑流现象，要求0.528；-流量系数，一般为0.8；但是时，下降很快。令为喷嘴的流出速度系数，取 (式3.3)则3-2式可写为= (式3.4)3) 流出导轨间隙的流量对于从气垫边缘流出的气体，可以根据长方形平行间隙中的粘性流动公式来求出。如图3-3所示的长方形平行间隙中，设间隙为h，平行于x轴及y轴的流动之体积流量d，d d=dy (式3.5) d=dx (式3.6) 在环境压力为、温度为、气体密度为的情况下，由气垫边缘流出的气体流量为 = (式3.7) 对于具有n个供气孔的长方形气垫，根据流量连续的条件由3-4式和3-7式得： = (式3.8)对于图3-2所示的气垫，考虑对称性，其一个供气孔可得= (式3.9)利用上式可以求得导轨间隙h。4) 承载能力将气垫间隙中的压力p沿整个气垫面进行积分，即可求得气垫的承载能力。 W= (式3.10)5) 气垫的刚度对于一个支承气垫或总的支承气垫，其刚度 K= (式3.11)负号表示随着载荷的增加，间隙减小。空气静压导轨的设计目标，就是追求刚度K的绝对值为最大。并将工作中的气垫间隙控制在对应K最大的附近，称为最佳间隙。 设有a=b=20mm的正方形气垫，4个环面节流孔等距配置，孔径d=0.5mm。气源为常温空气，常温=288K,供气压力=5MPa，动力粘度=1.796，比热比=1.4，空气密度，气体常数，流量系数=0.85 设=30Mpa时，将数据代入上面的公式，可解出承载能力 W=18.7（N） (式3.12)气垫间隙 h=0.20mm (式3.13)气体流量 (式3.14)因为上平台约重100N，因此在上平台左右各安装3个气浮垫片。 3.2 Y轴气浮轴承的设计设计同理X轴的气浮垫片设计，估x轴的设备总重约为200，因此在Y底座左右各安装6个气浮垫片。 第四章 定位平台传动部分的设计4.1 定位平台拟采用的研究方案、研究方法或措施定位平台拟采用X轴电机驱动滚珠丝杠，然后滚珠丝杠福带动定位平台运动，Y轴电机驱动滚珠丝杠，然后滚珠丝杠副带动上平台运动。这里最主要的是对滚珠丝杠的选型、校核；对电机的合理选型。4.2 定位平台结构设计4.2.1 定位平台X轴滚珠丝杠型号的确定1） 计算进给牵引力作用在滚珠丝杠上的进给牵引力主要包括切削时的走刀抗力以及移动件的重量和切削分力在导轨上的摩擦力。因而其数值的大小与导轨的型式有关，由于在设计中采用的是加有导轨块的气浮导轨导轨，所以选择的计算公式为综合导轨的计算公式。计算公式为： (式4.1)式中 、-切削分力（N）； -移动部件上的重量（N）； -主轴上的扭距（）； -导轨上的摩擦系数，随导轨型式而不同； -考虑颠复力矩影响的实验系数；综合导轨的 , ，取，式中=150 N，=0 N，G=100 N 代入计算得 (式4.2)2） 计算最大动载荷如图4.1滚珠丝杠副图4.1 滚珠丝杠副选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在一定轴向载荷作用下，丝杠在回转100万转（106转）后，在它的滚道上不产生点蚀现象。这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载，用下式计算选择： (式4.3)式中 -寿命，以10转为一单位 -温度系数，小于100摄氏度=1 -硬度系数，=1 -精度系数，三级精度=1 -可靠度系数，可靠度为95%，=0.62 -为运转系数；有一般运转时 =1.2-1.5 -丝杠转速，用下式计算 -为最大切削力条件下的进给速度， -丝杠导程，； -为使用寿命，对于数控机床取； 初选导程=4，由任务书可知最大的速度，则,代入公式可计算得 =30 (式4.4) (式4.5) (式4.6)（3） 传动效率计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率： (式4.7)式中 -丝杠螺旋升角； -摩擦角，滚珠丝杠的滚动摩擦系数，其摩擦角约等于。由选用的W1L2506的滚珠死杠的相关数据可知丝杠螺旋升角代入公式计算得 (式4.8)4.2.2 定位平台X轴滚珠丝杠校核1) 刚度的验算先画出此进给滚珠丝杠支承方式草图,如图所示.最大牵引力为578.6N,由螺母装配总长度为75mm,丝杠螺纹长度取250mm,预计长度为410mm,丝杠螺母及轴承均进行预紧,预紧力为最大轴向负载的1/3. GJ ML图4.2 Y向进给系统计算简图 滚珠丝杠副的轴向变行会影响进给系统的定位精度及运动的平稳性，因此应考虑以下引起轴向变形的因素：2) 丝杠的拉伸或压缩变形量在总的变形量中占的比重较大,可以用计算方法或查图表的方法决定，在这里我选用的是计算的方法，先用下式计算滚珠丝杠受工作负载的作用引起的导程的变化量再计算滚珠丝杠总长度上的拉伸或压缩变形量，公式如下： 式中 -在工作负载Fm作用下引起每一导程的变化量，; -工作负载，即进给牵引力，;-滚珠丝杠的导程，; -材料弹性模数，对钢 E=20.6,(); -滚珠丝杠截面积（按内径确定）.“+”号用于拉伸，“-”号用于压缩。其中，为X向和Y向两向中的最大值滚珠丝杠总长度上拉伸或压缩的变形量 (式4.9)式中 -滚珠丝杠在支撑间的受力长度根据设计行程、滚珠丝刚副的最大长度、防护罩的极限距离、及轴承一半的长度，以上几项之和确定滚珠丝杠在支撑间的受力最大长度。计算得 =0.0040 mm (式4.10)3) 滚珠与螺纹滚道间接触变形当对丝杠加有预紧力，且预紧力为轴向最大负载的1/3时，之值可减少一半；此变形可根据我所选用的滚珠丝杠在指导书中的图4-7中查到其值为，虽然有预紧但不做减半的处理，用其查出的值。4) 支撑滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形不同类型的轴承的接触变形量可用不同的公式计算，我选用的是角接触球轴承则公式如下： (式4.11)式中 -轴承所受轴向载荷，； -轴承的滚动体数目； -轴承滚动体直径，；由于其中的一些数据无法获得准确值只能作粗略的估算，式中轴承所受轴向载荷，轴承的滚动体数目，轴承滚动体直径代入算得 (式4.12) 。 (式4.13)这里因为滚珠丝杠的扭转变形引起导程的变化量占的比重比较小忽略不计，螺母座变形及轴承座变形的变形量计算比较困难，在结构上作了相应的处理所以也不作计算。总的变形量 = 0.0095mm (式4.14)小于要求的定位精度0.1mm合乎设计的要求。稳定性验算 滚珠丝杠一端为角接触轴承固定支撑，另一端为深沟球轴承支撑，不会产生失稳现象，不需要进行稳定性校核。4.2.3 定位平台X轴电机的确定 1) 步进电机的计算与选择选用步进电机时，必须首先根据机械设计结构草图计算机械传动装置及负载折算到电机轴上的等效惯量，分别计算各种共况条件下所需的等效力矩，再根据步进电机最大转矩选择合适的步进电机。2) 转动惯量的计算(1） 丝杠的转动惯量计算 由于用步进电机则省去了齿轮的传动比，以及齿轮的转动惯量的计算所以只要计算丝杠本身的转动惯量即可,丝杠导程=4mm，名义直径=20mm,两支撑间距L=300mm可计算出丝杠的转动惯量，公式如下： = 0.282kg (式4.14)由于丝杠是通过联轴器与电机直接进行连接的，所以，丝杠折算到电机轴上的转动惯量 (式4.15)(2) 工作台折算到丝杠上的转动惯量根据机电装备设计课程设计指导书表4-22所示工作台折算到丝杠轴上的转动惯量，由丝杠导程L0=4mm，工作台重量为100N，可查出N工作台的转动惯量为0.688，则工作台的折算转动惯量为： (式4.16) (3) 丝杠传动时传动系折算到电机上的总的转动惯量由于丝杠是通过联轴器与电机直接进行连接的，所以，丝杠传动时传动系统折算到电机轴上的总转动惯量为： (式4.17)在上式中没有考虑电机转子本身的转动惯量，根据实践经验，传动系统惯量和转子惯量之间，有一个惯量匹配的问题，的比值不能太小，否则机床动态特性将主要取决于负载特性，此时不同重量和行程的各坐标的特性将有很大差别，并且很容易受切削力、摩擦力等干扰的影响。但是的比值太大，也是很不经济的。电机转子的转动惯量可以查出，初选步进电机为杭州中达FHB397三相高性能混合式步进电机，电机惯量为1.32。所以=0.66，基本满足惯量匹配要求。传动系统折算到电机轴上的总转动惯量为1.9908 3) 电机的力矩的计算电机的负载力矩在各种工况下是不同的，下面分别对快速空载起时所需要的力矩、快速进给时所需要的力矩、最大切削负载时所需要的力矩等几部分进行计算。X向电机力矩的计算快速空载起动时所需力矩 (式4.18)式中 -快速空载起动力矩； -空载起动时折算到电机上的加速力矩； -折算到电机轴上的摩擦力矩； -由于丝杠欲紧时折算到电机轴上的附加摩擦力矩其中 (式4.19)式中 -传动系统折算到电机轴上的总的等校转动惯量； (式4.20) -电机的最大转速； -运动部件动停止起动加速到最快进给速度所需时间;代入上式 =544.54 (式4.21)折算到电机轴上的摩擦力矩： 式中 -导轨的摩擦力；=0.004(600+600)=3.6N (式4.22)-垂直方向的切削力；-运动部件的总重量；-导轨的摩擦系数；-齿轮降速比，这里无齿轮既； -传动链总效率，这里取0.8；代入求解 0.287 (式4.23)附加摩擦力： 式中 -滚珠丝杠预加负荷，一般取，为进给牵引力；-滚珠丝杠导程；-滚珠丝杠未预紧时的传动效率；=0.9代入算得 2.338 (式4.24)根据上面的计算结果可得 =28.11 (式4.25)=28.11717比初选的电机的最大转矩小符合设计要求。快速进给时所需力矩： =2.788 (式4.26)=2.7882.39比初选电机的额定转矩小，符合要求。Y向电机力矩的计算快速空载起动时所需力矩 (式4.27)式中 -快速空载起动力矩； -空载起动时折算到电机上的加速力矩； -折算到电机轴上的摩擦力矩； -由于丝杠欲紧时折算到电机轴上的附加摩擦力矩其中 (式4.28)式中 -传动系统折算到电机轴上的总的等校转动惯量； (式4.29) -电机的最大转速； -运动部件动停止起动加速到最快进给速度所需时间;代入上式 =544.54 (式4.30)折算到电机轴上的摩擦力矩： (式4.31)式中 -导轨的摩擦力；=0.004(600+600)=3.6N (式4.32)-垂直方向的切削力；-运动部件的总重量；-导轨的摩擦系数；-齿轮降速比，这里无齿轮既； -传动链总效率，这里取0.8；代入求解 0.278 (式4.33)附加摩擦力： 式中 -滚珠丝杠预加负荷，一般取，为进给牵引力；-滚珠丝杠导程；-滚珠丝杠未预紧时的传动效率；=0.9代入算得 2.92 (式4.34)根据上面的计算结果可得 =28.30 (式4.35)28.30544.54比初选的电机的最大转矩小符合设计要求。(2)、快速进给时所需力矩： (式4.36) =3.207=2.788 3.207比初选电机的额定转矩小，符合要求。4.2.4 定位平台Y轴滚珠丝杠型号的确定同X轴滚珠丝杠选用W1L2506的滚珠死杠的相关数据可知丝杠螺旋升角 (式4.35) 第五章 其他辅助零件的选择设计5.1 定位平台轴承的选择X方向滚珠丝杠副在工作中用于精确地传递相对位移，转速较低，传动时只需克服摩擦力矩和较小的附加阻力矩，承受的是轴向和径向双向轻载荷，所以选用了能同时承受径向载荷和轴向载荷的滚动轴承。对于其支撑方式可以选择一端固定，一端游动，这样可以避免由于热变形伸长而引起的弯曲变形，由选定的丝杠可知，固定端的滚动球轴承需选型号为6202,游动端选滚动球轴承型号为6202.Y方向上对于其支撑方式可以选择一端固定，一端游动，这样可以避免由于热变形伸长而引起的弯曲变形，由选定的丝杠可知，固定端的滚动球轴承需选型号为6202,游动端选滚动球轴承型号为6202.5.2 定位平台联轴器的选择对于联轴器的选择，根据X轴的滚珠丝杠直径为20mm，选择联轴器型号为YL3；根据Y轴的滚珠丝杠直径为20mm，选择联轴器型号业为YL3。第六章 检测元件的选择关于直线位置检测元件的选择，如采用激光器件则成本较高, 而感应同步器、磁栅又都是利用电磁感应原理。为防止直线电机电磁场对检测元件的干扰和节约成本, 选择光电转换原理工作的光栅尺作为位移和速度的检测装置，由于不需要 A/D转换, 因此，可提高采样频率和检测精度，构成可靠的伺服控制体系。如果需要进一步提高位置检测的分辨率和精度，可以通过倍频处理来提高分辨率；还可以采用软件定点补偿来提高精度,方法是在整个直线位置控制装置安装完毕后,借助于更高一级的位置测量装置, 如激光干涉仪, 进行测量比较, 设定多点并逐点进行误差标定,运行时通过软件控制,进行定点补偿来提高检测精度。光栅采用英国 RENISHAW 公司的 RGH22R 系列产品。该类光栅尺有较高的精度和响应速度，具有安装调试方便，抗干扰能力强等优点。光栅线周期为 20s；分辨率可达 2m；响应最大速度为 10m/s。第七章 结论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,管脚数量迅速增多,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进一步发展的瓶颈。由于空气的粘性低，不易发生爬行，振动也小，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。本文对定位平台X、Y轴的传动装置和气浮导轨进行了设计。定位平台计过程可分为总体方案设计，完成原理方案设计和结构方案设计，确定实施方案；对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计；对引线键合定位平台的气浮导轨进行设计；对引线键合定位平台驱动装置、传动装置、供气装置、测量等装置进行设计。其中对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计中关键是滚珠丝杠的设计选型、校核，电机型号的选型。对引线键合定位平台的气浮导轨进行设计中关键的是进行气浮垫片的设计。最后完成其他零件的设计，完成装配图及零件的的绘制，保证定位平台的精度和质量，调整方便、简捷。本文对气浮支承引线键合定位平台进行了一定研究和分析，达到了预期的目的，但仍然有待进一步深化和研究的地方。由于条件限制，对驱动软件研究还不充分，缺少试验研究，在以后应该对其进一步深入研究。由于没有做物理实验, 由于水平有限，实际经验的不足，以及时间上的限制，在设计中难免存在一些错误，没有实验数据与理论数据作对照，分析还存在局限性。参考文献1杨盛标 许康工程范畴演变考略自然辩证法研究，2000，1：351毕克允把握“十一五”契机推进封装业持续发展电子与封装，2006，6：122丁汉 朱利民 林忠钦面向芯片封装的高加速度运动系
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