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（定稿）LED粘片机芯片取放机构的结构设计及固晶臂的分析研究（全套下载）

的位移要求在之间。摆杆和抱夹零件的材料类型采用铝合金，弹片的材料类型采用碳素钢。整个摆杆采用单元。单元是实际分析中比较常用的单元。常见的实体单元有六面体单元，四面体和棱柱体六面体单元，五面体单元和带中间节点的四面体单元，这些单元的计算精度都是很高的，它们的区别在于个六面体单元只有个节点，计算规模小，但是复杂的结构很难划分出好的六面体单元，带中间节点的四面体单元恰好相反，不管结构多么复杂，总能轻易地划分出四面体，但是，由于每个单元有个节点，总节点数比较多，计算量会增大很多。在只考虑只受惯性冲击力的作用下，整个摆杆也可以采用梁单元或者单元。由于在吸嘴部位有孔存在，采用梁单元不是很合适。如果只是从静力分析的角度考虑，用单元是很合适的。整个摆杆采用单元，抽取中面划网格，网格数量比较少，分析比较快。但是，由于考虑到后面将要做拓扑优化进行初步概念设计和接下来要做的模态分析，采用单元后，后续的分析又要重新划网格才能看到拓扑优化后的材料密度云图或者称为材料分布，综合考虑，整个摆杆最后采用了阶的单元。其实这里也可以用二阶的单元，但是在实际计算中采用二阶的单元，由于节点数目巨大，计算起来速度很慢。摆杆受到扭矩作用的时候，水平方向的位移就没有被限制。所以这个时候整个装配体的约束就加在抱夹零件孔壁上的节点上，限制节点的方向的自由度。由于实体单元只有三个方向的自由度，所以这样的约束就使整个装配体固定了下来。这个约束也可以这样处理，先在抱夹零件孔的端面的圆心点创建两个临时节点，然后把这两个节点用刚性单元连接起来。临时节点与圆周上的节点也用刚性单元连接起来，最后在临时节点的地方限制自由度。这里临时节点和圆周上的节点用刚性单元连接起来是为了圆周上的节点与临时节点的位移致。其效果与第种约束的效果是致的。由于整个装配体在实际工作中绕抱夹零件的孔的中轴转动，所以也可以在抱夹零件的端面新建立个坐标系，然后限制三个方向的平移自由度。在正常工作中，摆杆转到引线框架上，顶针将晶圆刺破顶起，这个顶起过程中，根据初始设计的计算大概只有.比较小。另外，焊头在竖直方向运动是个变速运动，最大的加速度是.转到晶圆盘上的时候就要求摆杆在竖直方向尽快停下来，即使有振动也要使在竖直方向的位移尽量计算负载惯量及惯量比连接装置惯量为，因此总负载惯量为总负负载联轴器电机最大负载力矩为电机负载功率为选择满足要求的电机行程.，持续推力，最大推力,负载功.。线性马达图示如下图.图.线性马达固晶臂的研究分析全自动粘片机是个高精密机构。芯片拾放装置是粘片机最重要的部件，其功能是将晶圆上已切割分离成粒粒的芯片逐个吸起，传送并放置到引线框架上涂有银浆的装载杯中，使芯片在引线框架上被粘焊固定。芯片拾放装置需要精确快速平稳地往返于拾片和粘片两个位置，实现拾取传送和放置芯片等动作。摆杆是芯片拾放机构中最重要的部件。摆杆既要精密轻巧又要刚度高。摆杆质量的好坏直接影响到粘片机速度的提高。传统的设计只是要求摆杆转动半径要达到要求，尽量省材料。摆杆在工作过程中，当摆到引线框架上方时，压缩空气通到吸嘴，迅速将芯片吹出释放，并通过吸嘴对芯片施加压力将芯片放置在引线框架上涂有银浆的位置。为此通过对摆臂进行静力学分析以及振动分析来模拟摆臂在运动过程中即将出现的问题，同时为尽可能地满足生产要求提供定的实验依据。图.摆臂工业生产中常见的是连接套与摆臂相连，也有三段的连接体，如图示图.三段连接体二段以上的拥有缓冲的优势，在嵌套上面连接传感器，保证晶体破坏，但是二段及以上段在高速运转的周期运转下固连部件容易出现松动，影响精度。.固晶臂静力学分析粘片机关键部件是焊头运动机构。焊头主运动结构要求在垂直平面内实现两个方向的运动,在高速运动的同时还要求定位高运动平稳。焊头的作用是将晶圆上已切割分离成片片的芯片逐个吸起,传送并放置到引线框架上,使得芯片在引线框架上被粘焊头通常由两个电机分别驱动。为了使焊头运动平稳,在设计机架的时候定要使机架固有频率避开驱动电机的运动频率及倍频,以减少共振。有限元分析的工具通常,使用建立复杂的三维实体模型比较麻烦,所以在般情况下使用三维软件例如等来建立几何模型,同时将该模型转换为认可的文件格式,例如格式和格式。将格式的模型文件导人,可以发现该模型往往存在或多或少的缺陷,例如线或面之间存在小间隙出现多余的图元等,这都是模型文件进行转换时所造成的不良影响。我们可以使用中的几何和拓扑修复工具对这此外本课题提出的自适应闭环的分析优化方法也可以促进虚拟设计技术的发展，使虚拟设计突破目前设计与分析优化分离的瓶颈。作为极端制造的产品如航空件风电桥梁建筑等，本课题的研究还将为这类产品的研制提供很好的产考。粘片机芯片取放机构的结构设计.机构的整体设计装配设计芯片取放机构图.如上。设计分为旋转电机，圆柱直线电机，固晶臂，旋转轴，联轴器等主要设备元器件组成。图.粘片机芯片取放机构整体结构图粘片机是旋转电机与直线电机的组合式运动。旋转电机带动直线电机以及固晶臂做旋转运动，直线电机带动固晶臂做直线往复运动。固晶臂在两电机的作用下实现上移，旋转下移，旋转。要求旋转的频率较高，同时要求旋转电机的频率要高，同时直线运动的电机运动左右，需要保证运动的震动型，避免频率形同引起共振。与直线电机相连的轴直径需要满足疲劳强度，直径至少实心。通过联轴器连接。最终选用实心铝合金材料的轴。联轴器选择与轴相配合的法兰，法兰与直线电机相连。.连接设备的设计在连接部件运动过程中，满足许用力非常关键。下面是针对销的设计计算销如图.示图.连接销若传递功率单位为马力时,由于.•满足扭矩要求，轴的材料选用铝合金铝合金的许用剪应力为取直径为。如果采用空心轴的话，则最小直径.，也可取。如果采用，其抗拉强度为，热处理，.，取直径可取。.运动的时间分配以及电机负载惯量分析时间分配共表时间分配部件动作停顿在蓝膜上上移动下停顿在支架上上移动下摆臂移动等待等待等待工作台等待等待移动等待承片台转动度大概用毫秒时间分配图.谱如下时间单位为图.运动时间简图摆臂平均每分钟达到的转速为转动度大概用毫秒直线电机运动惯量系统摆臂.重量.材料铝合金左右转动惯量的生成及叠加摆臂轴套法兰筒套钨钢吸嘴法兰目前国产设备领域粘片机还属于开发研究的初期阶段，各厂家都在使用的产品或者是仿制的的全自动粘片机，设备昂贵，企业压力大。但是近年来也有不少单位企业在这方面做出了努力，为封装产业做出了定的贡献，比如四十五所也能独立自主的生产高水平的全自动粘片机另外在广州深圳等地方也有几家企业能够独立自主的研发相关设备。全自动粘片机的国外发展状况国外全自动粘片机的主要生产厂家是位于新加坡的公司，另外我国的香港，马来西亚也有的分公司。其生产的等机型占据了大部分市场份额，其技术形式也基本代表了粘片机设备发展的方向。国内产业的发展状况目前国内的生产厂家在线的粘片机大约有台以上,我国产量从年亿只增加到年的亿只,平均每年新增粘片机在台以上,业内预计年产量可突破亿只,新增粘片机将会在台以上。未来年内,将是产业大发展时期,中国将会成为世界后封装的最大生产基地,这将会有大批规模年产亿只以上型企业诞生注我国目前只有两三家年产亿只以上的企业。发展方向与前景个固晶周期包括固晶，提升，抓取，旋转，下降，粘片以及回复动作。国家对环保节能产品的支持，国际市场对节能产品的追逐，必将迎来产业的大发展。企业将在提高效率方面下大功夫，效率的提高必定大大提升产能。针对国际市场上的粘片机周期在左右，现在新研究的粘片机推出的理论周期值在，发展前景会非常的好。.全自动粘片机的主要结构及工作原理粘片机实际与视觉检测的全自动粘片控制系统，融合了图像处理模式识别光电检测控制理论机电体化等多门学科的知识理论。但是整机的设计是在固晶臂用于粘片的核心部件设计研究基础上进行的，所有的软件电气控制部件机械部件的设计都是围绕固晶臂的设计而展开的。粘片机的主要机构如下图.所示图.粘片机主要机构图整个工作过程在图像识别系统的监控下进行，通过控制系统对传输机构的控制配合点胶机构及拾取粘片机构的工作。工作流程如下图.图.粘片机工作过程现有的比较高端的粘片机固晶臂回转时，峰值加速度达到,峰值速度达到，封装度的达到次。另外，由上图可见固晶过程中固晶臂的作用十分重要，它是粘片机的核心部件。封装工艺流程简述封装工艺流程如下所述排支架前站扩晶温度调整摄氏度预热十分种扩晶时温度设为摄氏度。点胶调节点胶机时间秒.气压表旋纽.要调节点胶旋纽使出胶标准。,机芯,片取放,机构,结构设计,固晶臂,分析研究,毕业设计,全套,图纸摘要本文研究了如何提高全自动固晶机的摆臂的工作效率的机构设置，以及对影响摆臂固有频率的因素进行分析研究。运用三维分析软件以及实验对不同影响因素下摆臂的振动进行研究，分别就影响因素下的摆臂进行振动分析，得出最佳的设计方案。根据摆臂的运动需要，选择满足条件的电机以及各连接部件，并对关键运动部件进行受力分析计算，从而为摆臂的运动提供有效的保障。复合运动的摆臂采用多电机带动，在控制系统的操作下，为摆臂运动提供有效地保证。对摆臂固有频率的不电机选择设计方案固晶臂的研究分析.固晶臂静力学分析有限元分析的工具摆臂静力学分析.对有摆臂限元分析要注意的事项优化分析固晶臂弯曲振动固有频率和振型函数.固有频率理论研究.动态分析.运用分析软件对摆臂进行模态分析悬臂梁弯曲振动模态分析具体步骤.扭转振动分析.运动过程分析固晶臂的变截面优化设计研究.摆臂的长度问题研究.不同质量的有限元分析研究.研究变截面摆臂的分析创新点以及遇到的问题.本课题的创新点.已有的工作条件和出现的问题已有的工作条件出现的问题小结致谢参考文献.引言粘片机是集机光电气于体的高速度高精度高智能化的设备，也是生产过程中的关键设备，其性能直接影响到所生产的性能生产效率和产品的合格率。全自动粘片机是由上料机构出料机构点浆机构送料机构晶圆芯片供送系统刺晶系统粘片机构及电气控制系统图像识别系统软件系统等组成芯片通常是以阵列方式排列在块晶圆上，目前可制作的晶圆最大直径已达，晶圆进步经过划片扩晶后，单个的芯片便以行列的形式粘覆在个胶膜上，为便于拾取芯片，常用个特制的圆环将胶膜绷紧固定。晶圆芯片供送系统即是个用于连接此晶圆固定圆环，可在，平面内精密移动的工作台。它的主要功能是将晶圆上排列地芯片逐行逐列的送到标定吸晶刺晶位置处。晶圆供送装置要求各运动件刚度高，相互摩擦小，配合精度高，能够满足小步距大行程的要求，且具有微调和装卸方便的特点。.课题来源“失去制造，失去未来”的认识如今已成为全球的共识，在世纪的国力竞争中，发达国家将制造列为战略发展的优先领域，抢占制造技术的制高点更是各国的战略必争。中国是个制造大国正在向制造强国转变，在微电子行业无论是消费市场还是装备制造基地都在向中国转移，中国正在成为制造大国和消费大国。微电子技术经过半个多世纪的发展，在其产业内部形成了自己特有的产业分工材料制备前道工艺和后道工艺。作为微电子技术发展的基础，材料制备早就发展的比较成熟，而在信息技术控制技术等新技术的发推动下，前道工艺