【硕士论文】金丝球焊线机数字式打火烧球系统的研究与设计.pdf

摘要
摘要
金丝球焊线机是利用邦定际跏迪址庾扒暗男酒硅片诓
引线焊接的高科技机电一体化设备。打火烧球系统是焊线机的重要组成部分。烧
球的意义在于:金球增大了金丝与焊接件的接触面积,有利于焊接质量的提高。
而研究高精度、高稳定、数字式打火烧球系统,成为焊线机研究的重点之一。同
时,由于打火烧球系统所应用技术主要涉及⒛姹洹⒏哐勾蚧鸬取6庑
技术主要应用在开关电源、充电器、电子焊机等相关产品中,因此对打火烧球系
统的研究具有一定的代表性和实用价值。
针对打火烧球系统要求,设计以高速系列单片机为主控制器件的数字
式打火烧球系统。主电路采用与推挽构成的级联式电流反馈—变换器。
调整后的可调电压加到推挽输入电源部分,变换后得到高压。控制系统分为
主控和数据采集两个部分。分别采用两个单片机,使数据采集和运算处理分开,
更进一步提高了控制速度。两单片机主要实现转换,ㄑ叮諴,
和与上位机赶呋骺刂破通信等功能。该系统的主要特点是:系统稳定,
操作简单,系统成本低,适合应用在金丝球焊线机中和具有一定通用性。
设计完成了系统的硬件和软件两部分。完成试验板的焊接调试。通过实测控
制输出波形和实际打火烧球试验,系统稳定可靠,达到设计要求。
关键词:金丝球焊线机;打火烧球系统;;数字
广东工业大学硕士学位论文



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第一章绪论
第一章绪论
课题的研究背景及意义
本课题来源于广州市科技计划项目H远疘酒赶呋
关键技术研究与开发。
近年来半导体封装工业己经开始在中国蓬勃兴起和发展,对中国工业技术的
提高具有很大的推动作用。金丝球焊线机是芯片封装工艺设备。它的功能主要在
封装前,用金丝连接芯片内部电路或将内部电路与管脚连接。上个世纪八十年代
后期,焊线机的生产研发主要分布在美国、日本、香港及西欧等发达国家地区,
且价格都非常高,我国完全依赖进口设备,大大制约了我国半导体制造业的发展。
为了填补国内空白,改变落后的状态,现在一些国内半导体设备制造商如深圳伟
天星半导体设备有限公司、深圳亿洋光电设备有限公司、深圳翠涛电子科技有限
公司等已通过自行研发,成功研制生产了手动、半自动超声波金、铝线焊线机,
精度与国外机型相当,而价格大大低于国外同类机型,取得了良好的销售成绩弧
由于我国半导体封装设备研究起步较晚,在国内对全自动焊线机的研究还处
在初步阶段,所以研究设计全自动焊线机成为国内一项重要课题。打火烧球系统
是金丝球焊线机的重要组成部分。金丝球焊线机名称的来源就与打火烧球系统有
着直接的联系。打火烧球系统是利用—技术,将低压直流电逆变、整流成高
压直流电,通过打火杆高压放电,烧熔金丝成球。目前,国外已研制出比较稳定
可靠的打火烧球系统,但成本较高∞6夜诘囊恍┌胱远赶呋拇蚧鹕涨
系统还停留在模拟化水平。这些打火烧球系统存在电路简单,精度低,集成度不
够,稳定性差等问题。为研制全自动焊线机和改良半自动焊线机,设计新型的打
火系统十分必要。研制新型的高稳定,高精度,数字化和低成本的打火烧球系统
是本文的主要目的。同时,由于打火烧球系统主要应用了⒛姹洹⒏哐勾
火等技术。而这些技术主要应用在开关电源、充电器、电子焊机等相关产品中,
因此对打火烧球系统的研究具有一定的代表性和应用价值。研制新型高效的打火
烧球系统,设计改良全自动、半自动焊线机,成为新一代科研人员的责任。
金丝球焊机简介
金丝球焊机,是一款利用超声波焊线技术,在压力和超声波能量共同作用下,
用细小的金线连接芯片电极与框架上的焊盘,从而实现封装前的芯片杵
内部引线焊接的高科技机电一体化设备。主要应用于发光二极管、中小型功率
三极管、集成电路及一些特殊半导体器件等内部引线的焊接。其电路控制系统包
括电源板、主控制系统、超声控制系统、恒温控制系统和打火烧球系统等,其中,
打火烧球系统是焊线机控制系统的重要组成部分,是本课题的主要研究内容。为
使打火烧球系统配合焊线机工作,有必要先对焊线机的动作过程作适当的了解。
在焊线前,必须先把准备工作做好,包括机器的自检、劈刀的安装、劈刀穿线,
调整尾丝长度,手动打火烧球一次,将尾丝烧制成一个金丝直径倍的金球。
焊线机焊一条线的动作流程如图荆饕0ㄒ韵乱幌盗卸鳎
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第一章绪论
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