引線鍵合機(jī)壓力控制的研究和系統(tǒng)設(shè)計

秦彬

【摘要】本文研究了在引線鍵合過程中對焊接有重要影響的參數(shù)—壓力，運(yùn)用STC12C2052AD單片機(jī)芯片，以PID為控制技術(shù)，對壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果表明，系統(tǒng)是有效的，合理的，改善了引線鍵合機(jī)的鍵合質(zhì)量和鍵合穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】引線鍵合；STC12C2052AD；PID

1.引言

引線鍵合（Wire Bonding）是半導(dǎo)體封裝中的工藝環(huán)節(jié)技術(shù)之一，目的是用金屬引線的兩端分別與芯片和管腳焊接而形成電氣連接。目前所有封裝管腳的90%以上采用引線鍵合連接[1]。無論是封裝行業(yè)多年的事實(shí)還是權(quán)威的預(yù)測都表明，引線鍵合在可預(yù)見的未來仍將是半導(dǎo)體封裝尤其是低端封裝內(nèi)部連接的主流方式[2]。

本文針對引線鍵合的關(guān)鍵技術(shù)問題，研究了鍵合壓力控制系統(tǒng)的原理及控制方法，從硬件電路和軟件程序兩方面進(jìn)行研究和設(shè)計，運(yùn)用增量式數(shù)字PID算法，完成了增量式數(shù)字PID控制程序設(shè)計。并對其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試與分析，包括：壓力電磁鐵輸出與壓力參數(shù)設(shè)置之間的關(guān)系，焊點(diǎn)質(zhì)量分析，確定最優(yōu)焊接壓力參數(shù)范圍，驗(yàn)證了焊接壓力控制系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性。

2.焊接壓力控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案及工作原理

控制系統(tǒng)硬件部分主要由上位機(jī)、焊接壓力系統(tǒng)控制器及通信模塊等組成。焊接壓力控制系統(tǒng)硬件框圖如圖2-1所示，壓力控制器為圖中虛線框所含模塊組成。中心控制模塊由STC12C2052[3]單片機(jī)及外圍電路組成。

5.總結(jié)

本文分析和設(shè)計了引線鍵合機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)——焊接壓力，根據(jù)引線鍵合動作特點(diǎn)以及技術(shù)參數(shù)要求進(jìn)行了研究，完成了焊接壓力控制系統(tǒng)的輸入模塊等的設(shè)計，運(yùn)用增量式數(shù)字PID控制算法完成對焊接壓力控制系統(tǒng)的算法設(shè)計。

并通過大量的實(shí)驗(yàn)測試，針對一、二焊點(diǎn)的分析，確定了焊接參數(shù)最優(yōu)的設(shè)置范圍，在實(shí)際運(yùn)用中取得了良好的控制效果。

參考文獻(xiàn)

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