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(jī)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(jī)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(jī)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(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。實現(xiàn)概念設(shè)計、詳細(xì)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(jī)構(gòu)，使音圈電機(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(xiàn).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(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高速增長點，也是我國國民經(jīng)濟(jì)中最具活力的行業(yè)。目前，隨著我國“中國芯”產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，我國IC產(chǎn)業(yè)正面臨著難得的發(fā)展機(jī)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(xì)絲連接起來的工藝技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)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(jī)的核心部件，決定鍵合的速度和質(zhì)量，進(jìn)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(jī)床和測量機(jī)以及精密機(jī)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(jī)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(xì)間距化方向發(fā)展，高速、高精度的需求日益緊迫。為進(jìn)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