基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計論文[帶圖紙].DOC

西安文理學(xué)院機械電子工程系本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計專業(yè)班級08級機械（2）班學(xué)號08102080222學(xué)生姓名趙魁指導(dǎo)教師盧志偉設(shè)計所在單位西安文理學(xué)院2012年5月基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計摘要：為滿足新一代芯片封裝設(shè)備對定位平臺性能的要求，本文旨在研究設(shè)計一種全新的高推重比直接驅(qū)動氣浮定位平臺及其相應(yīng)的位置伺服控制系統(tǒng)。通過協(xié)調(diào)機電系統(tǒng)的多影響參數(shù)，使平臺在高加速度運動后，快速達到穩(wěn)定狀態(tài)。實現(xiàn)概念設(shè)計、詳細設(shè)計、仿真實驗以及系統(tǒng)的綜合性能評估，提供面向芯片封裝的高加速度高精度定位平臺的單元級和原型級設(shè)計方法及關(guān)鍵技術(shù)的解決方案。為了減小定位系統(tǒng)的摩擦力及其擾動，設(shè)計了一種基于氣浮導(dǎo)軌支撐的兩自由度高速精密定位平臺。該平臺采用了新型的氣浮解耦機構(gòu)，使音圈電機置于固定支座上，有效地減小了定位平臺的運動慣量。探討了節(jié)流孔直徑和導(dǎo)軌間隙對平臺承載能力和靜剛度的影響規(guī)律，得到一組優(yōu)化參數(shù)；在此基礎(chǔ)上對平臺的運動穩(wěn)定性進行深入分析，該平臺在給定的初始條件下可快速趨于穩(wěn)定，為該類氣浮定位平臺的設(shè)計提供了一定的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:氣浮支承芯片封裝引線鍵合定位平臺Thepositioningstagewithairbearings,whichbasedontheair-supportedbearingandwirebondingABSTRACT:Inordertomeettherequirementsofthenewgenerationofpackagingequipments,thisthesisismainlytostudyanddesignacompletelynewpositioningstageanditsservo-controlsystem.Thestageisdirectlydrivenbyhighthrust-weightratiolinearmotorandsupportedbyaerostaticbearings.Throughadjustingthemulti-factorsoftheelectromechanicalsystem,thestagecanbestabilizedinshorttimeafterhigh-accelerationmoving.Theworkofthisthesisistorealizeconceptualandin-depthdesign,simulation,experimentandcomprehensiveperformanceassessment,providingunitandprototypedesignmethodsandsolutionsofkeytechnologyforhigh-acceleration/high-precisionpositioningstageforpackagingequipment.Inordertoreducethefrictionofpositioningtableandmakeitunvaried,apositioningtablewithairbearingshasbeenintroduced.Anairdecouplingmechanismisdesignedtomakethevoicecoilactuatorsplacedonthebaseandeffectivelyreducethemotioninertia.Thedetailedprincipleispresent.Theruleshowcarryingcapacityandstiffnessofthetablechangewiththeorificedimension,bearingclearanceandlength-dimensionratioisdiscussed.Atthesametimetheoptimizeddimensionsofairbearingaregiven.Onthebasisofthem,thekinematicstabilityofthetableisanalyzedindetail,andthetablecouldbestablerapidlywithgivenstartingconditions.Alltheachievementswouldprovidetheoreticreferencetothedesignofthiskindofpositioningtablewithairbearings.Keywords:aerostaticbearingchippackingwirebondingpositioningtabe目錄目錄第一章緒論.11.1選題背景.11.2選題的目的與意義.11.3本課題主要討論問題.21.4相關(guān)研究情況.21.4.1機械部分相關(guān)研究情況.21.4.2氣浮部分相關(guān)研究情況.3第二章定位平臺總體方案設(shè)計.52.1定位平臺機械部分方案確定.52.1.1確定方案思想.52.1.2方案對比分析與確定.62.2空氣靜壓導(dǎo)軌的方案設(shè)計.72.2.1確定方案思想.72.2.1方案對比分析與確定.9第三章定位平臺氣浮導(dǎo)軌的設(shè)計.103.1X軸氣浮導(dǎo)軌的設(shè)計.103.1.1空氣靜壓導(dǎo)軌的工作原理及特點.103.1.1空氣靜壓導(dǎo)軌氣墊的設(shè)計計算.103.2Y軸氣浮軸承的設(shè)計.13第四章定位平臺傳動部分的設(shè)計.144.1定位平臺擬采用的研究方案、研究方法或措施.144.2定位平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計.144.2.1定位平臺X軸滾珠絲杠型號的確定.144.2.2定位平臺X軸滾珠絲杠校核.164.2.3定位平臺X軸電機的確定.184.2.4定位平臺Y軸滾珠絲杠型號的確定.22第五章其他輔助零件的選擇設(shè)計.235.1定位平臺軸承的選擇.235.2定位平臺聯(lián)軸器的選擇.23第六章檢測元件的選擇.24第七章結(jié)論.25參考文獻.26致謝.28附錄.錯誤!未定義書簽。西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第1頁第一章緒論1.1選題背景世界近幾年高新科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，IC（Integratedcircuit）工業(yè)是當前全球經(jīng)濟發(fā)展的高速增長點，也是我國國民經(jīng)濟中最具活力的行業(yè)。目前，隨著我國“中國芯”產(chǎn)業(yè)化進程的加快，我國IC產(chǎn)業(yè)正面臨著難得的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。芯片封裝業(yè)作為芯片產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)，一直追隨者IC的發(fā)展而發(fā)展。在IC封裝中引線鍵合是芯片焊接的最主要形式。引線鍵合（WireBonding）是一種利用熱、壓力、超生波能量將半導(dǎo)體芯片引腳與電子封裝外殼IO引線或基板上技術(shù)布線引腳用金屬細絲連接起來的工藝技術(shù)。隨著技術(shù)的進步和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，高加速度高精度定位平臺是引線鍵合機的核心部件，決定鍵合的速度和質(zhì)量，進而影響芯片的成本與可靠性。隨著芯片集成度的不斷增大，管教數(shù)量迅速增多，引線間距日益減小，定位平臺的性能已經(jīng)成為引線鍵合工藝的發(fā)展瓶頸。由于空氣的粘性低，不易發(fā)生爬行，振動也好，熱穩(wěn)定性好；使用壽命是半永久性的，與液體靜壓導(dǎo)軌相比，它不污染環(huán)境。由于具有這些特點，載荷變動小的超精密加工機床和測量機以及精密機器一般都采用氣浮靜壓支承。因此：“基于氣浮支承引線鍵合定位平臺設(shè)計”既有較大的學(xué)術(shù)價值，又有廣闊的市場前景。1.2選題的目的與意義近年來，隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展電子產(chǎn)品正迅速朝著便攜式、小型化發(fā)向發(fā)展，IC芯片的集成度不斷提高，對IC封裝技術(shù)也提出更高的要求，特別是引線鍵合技術(shù)提出了特別高的要求：（1）單位體積信息的提高（高密度化）；（2）單位時間處理速度的提高（高速化）。因此IC引線鍵合技術(shù)也朝著高度集成化、高性能化、多引線和細間距化方向發(fā)展，高速、高精度的需求日益緊迫。為進一步提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率，對該類裝備的運動精度和運動速度、加速度等性能提出了更高的要求，也體現(xiàn)了該類裝備向高速、高精度發(fā)展的趨