超聲波焊接中換能器是超聲鍵合裝備的一個重要組成部分 ,芯片的鍵合質(zhì)量與超聲換能器的響應(yīng)有著非常密切的關(guān)系。通 過有限元分析軟件 ANSYS進(jìn)行建模 ,獲得換能系統(tǒng)諧響應(yīng)曲線 ,并利用多普勒測速儀驗證有限元分析的結(jié)果。換能系統(tǒng)作為超聲引線鍵合和熱超聲倒裝鍵 合系統(tǒng)的重要組成部分 ,其超聲振動特性直接影響系統(tǒng)的能量輸出 ,由此影響芯片與基板之間的鍵合 質(zhì)量。換能系統(tǒng)綜合電場、力場、聲場等不同物理 系統(tǒng) ,其振動特性相當(dāng)復(fù)雜 ,包含多種振動模態(tài) ,由此 ,研究與分析換能系統(tǒng)的振動特性 ,對換能系 統(tǒng)的性能評判與設(shè)計依據(jù)具有重要意義。 熱超聲引線鍵合系統(tǒng)主要是由超聲發(fā)生器、 PZT換能器、變幅桿、劈刀等部分組成。超聲發(fā)生器的電能量通過 PZT換能器的逆壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為縱向機(jī)械振動 ,然后經(jīng)過變幅桿的放大作用 ,再經(jīng)過劈刀轉(zhuǎn)化為與芯片平行的橫向振動 ,由此劈刀尖端帶動金線 (或鋁絲 )與基板發(fā)生相互摩擦振動 ,從而 將超聲能量傳遞到鍵合界面。
超聲換焊接 ANSY S建模有限元法又叫做有限單元法 ,它實質(zhì)上是一種 數(shù)值計算法首先將一些實際的結(jié)構(gòu)劃分為一系列的離散單元 (這些單元是通過公共節(jié)點連接在 一起的 ) 然后對這些單元組合體進(jìn)行分析。通常 的結(jié)構(gòu)有限單元分析過程可以概括為 :通過各種標(biāo)
準(zhǔn)元件的組合構(gòu)造出任意復(fù)雜的離散結(jié)構(gòu)分析模型 ,然后由相鄰單元公共節(jié)點處的平衡條件 ,集成總體剛度方程 ,引入邊界條件建立結(jié)構(gòu)平衡方程并求得位移解。
