MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，MEMS傳感器朝著微型化、輕型化、功能多樣化的方向發(fā)展，對(duì)三維結(jié)構(gòu)的封裝提出了要求，這種封裝結(jié)構(gòu)根據(jù)MEMS器件的機(jī)械結(jié)構(gòu)決定，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化。目前的三維封裝技術(shù)主要集中于MCP、SiP、SoP、WLP、TSV等趨于Z向結(jié)構(gòu)疊加的三維封裝，并不能滿足MEMS傳感器對(duì)封裝的特殊要求。隨著新材料、新工藝等技術(shù)的應(yīng)用以及對(duì)引線鍵合原有技術(shù)的改進(jìn)，引線鍵合技術(shù)仍然是三維封裝中主要的互連方法之一。因此，為滿足MEMS傳感器對(duì)封

2、裝的特殊需求，有必要在引線鍵合技術(shù)成熟、可靠性高的基礎(chǔ)上，研制一種MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)并研究其工藝參數(shù)，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先提出了三維線弧的成形過(guò)程，在此基礎(chǔ)上建立了三維線弧的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；并對(duì)線弧進(jìn)行了受力分析，在此基礎(chǔ)上建立了動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)劈刀的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行仿真分析，研究劈刀運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)三維線弧成形的影響；為后續(xù)MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)的建立奠定了理論基礎(chǔ)。接著根據(jù)劈刀的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)

3、了MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)，并根據(jù)工藝性能指標(biāo)確定重要零部件性能參數(shù)；且對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)特性分析，最終建立了包含劈刀定位模塊、封裝體定位模塊、視覺(jué)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)。然后根據(jù)MEMS傳感器三維引線鍵合系統(tǒng)的特點(diǎn)，建立了顯微視覺(jué)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)；接著對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，確定了視覺(jué)坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；并通過(guò)劈刀與相機(jī)中心工位的標(biāo)定實(shí)現(xiàn)視覺(jué)坐標(biāo)系與運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的集成，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證視