文档包括:
说明书一份。37页。17400字左右。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。
任务书一份。
图纸共7张，如下所示
A0-平台装配图.dwg
A0-装配图.dwg
A1-旋转电机.dwg
A3-固晶臂零件图.dwg
A3-圆柱电机.dwg
A3-法兰1.dwg
A3-法兰2.dwg
毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题：
1、题目LED粘片机芯片取放机构的结构设计及固晶臂的分析研究
2、专题
二、课题来源及选题依据
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。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
提高全自动LED固晶机的摆臂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。
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
Abstract
This research studied the swimming arm of automatic LED solid crystal machine of structural equipment which can improve the working efficiency ,as well as analyzed the influenced factors of the natural frequency of the swing arm three-dimensional analysis software and experiments were used to analyse the vibration of the swing arm in different factors ,with the result ,this reaseach achieve the best design plan.
According to the need of swing arm movement,select the suitable electrical machine and the interconnecting pieces.Key moving parts were calculated and analysied to provide effective protection for swing arm
Compound movement of the arm is drived by the motors, and the control system ensure the accuracy and efficiency of the complicated movement of the arm. Different affecting factors are reaseached respectively to observe the natural frequency and vibration range of the arm
Key words: Inherent frequency ; The humble frequency; Vibration analysis; Compound movement
目 录
摘 要 III
目 录 V
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 课题来源 1
1.3 LED课题背景——封装技术的国内外发展状况 2
1.3.1 国内LED封装产业的发展状况 2
1.3.2全自动LED粘片机的国外发展状况 2
1.3.3国内LED产业的发展状况 2
1.3.4 发展方向与前景 3
1.4 全自动LED粘片机的主要结构及工作原理 3
1.4.1 LED封装工艺流程简述 4
1.5 本文研究的内容 5
1.6 本文研究的目的与意义 5
2 LED粘片机芯片取放机构的结构设计 6
2.1 机构的整体设计 6
2.2连接设备的设计 6
2.3运动的时间分配以及电机负载惯量分析 7
2.3.1 时间分配 7
2.3.2惯量系统 8
2.4电机的选择 9
2.4.1电机加速度的选择 9
2.4.2 电机选择设计方案 9
3 固晶臂的研究分析 14
3.1固晶臂静力学分析 14
3.1.1有限元分析的工具 15
3.1.2摆臂静力学分析 15
3.2 对有摆臂限元分析要注意的事项 18
3.2.1优化分析 19
4 固晶臂弯曲振动固有频率和振型函数 21
4.1 固有频率理论研究 21
4.2动态分析 22
4.3运用分析软件对摆臂进行模态分析 23
4.3.1悬臂梁弯曲振动模态分析具体步骤 23
4.4扭转振动分析 24
4.5 运动过程分析 25
5 固晶臂的变截面优化设计研究 27
5.1摆臂的长度问题研究 27
5.2 不同质量的有限元分析研究 28
5.3研究变截面摆臂的分析 29
6 创新点以及遇到的问题 31
6.1 本课题的创新点 31
6.2 已有的工作条件和出现的问题 31
6.2.1已有的工作条件 31
6.2.2 出现的问题 31
小结 32
致谢 35
参考文献 36
课题来源
实验室课题。
科学依据
“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。
研究内容
① 了解如何提高全自动LED固晶机的摆臂的工作效率的机构设置；
② 了解影响摆臂固有频率的因素，并进行分析研究；
③ 熟练掌握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；
④ 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；
⑤ 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范围；
⑥ 固晶臂的结构设计、分析及优化包括固晶臂的模态分析，优化设计。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
（1）实验方案
建立一套系统、完整的在空间尺寸、负载等约束条件下实现结构优化，达到抗振能力等动态特性指标并为运动控制策略和算法提供实用依据的有效、可行的方法。
（2）研究方法
① 进行针对柔性多体结构的数值方法建模和分析，建立一套准确、高效、可行的设备典型运动结构的仿真方法。
② 在之前建立的仿真方法基础上，研究在空间尺寸、负载等约束条件下由给定理想动态特性求解对应机械结构的系统和普遍路径。
③ 对运动控制系统机械结构的复杂多模态动态模型进行有效简化，产生基于状态空间描述的简洁准确动态模型以用于适当运动控制算法开发。
研究计划及预期成果
研究计划：
2012年10月12日-2012年12月25日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。
2012年1月11日-2013年3月5日：填写毕业实习报告。
2012年3月8日-2013年3月14日：按照要求修改毕业设计开题报告。
2012年3月15日-2013年3月21日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。
2012年3月22日-2013年4月11日：整体机构的设计和电机的选择。
2012年4月12日-2013年4月25日：固晶臂的选择和优化设计。
2012年4月26日-2013年5月21日：毕业论文撰写和修改工作。
预期成果：
解决半导体制造装备中高速度与高精度之间的矛盾，为中小企业提供参考，使之在各自领域形成自己的知识产权，有助于企业转型。摆臂的研究方法同样适用于桥梁、摆动杆、高速运转设备。为其进一步研究提供一个理论参考。
特色或创新之处
① 采用以优化驱动分析方法对产品进行分析优化，从而实现闭环的分析与优化集成的功能。
② 传统的有限元分析方法是已知质量分布求其受力情况等的分析，而本课题是以质量作为约束来解其分布的逆命题。
已具备的条件和尚需解决的问题
① OPTIMUS作为多学科的仿真集成平台，能够集成并自动化用户的多学科仿真分析流程，实现设计-修改-再分析自动化，能应用现代设计方法（至少包括试验设计、敏感度分析、响应面建模、参数优化、参数识别、可靠性设计、鲁棒性设计）实现综合优化和自动化分析。
② 出现的问题在实验验证方面可能会出现，因为学校及公司暂无比较高端的实验室及仪器能够对优化固晶臂的性能进行测试及与优化前的结构较实验。
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