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超声波焊接如何用ANSYS建模及谐响应分析

   超声波焊接中换能器是超声键合装备的一个重要组成部分 ,芯片的键合质量与超声换能器的响应有着非常密切的关系。通 过有限元分析软件 ANSYS进行建模 ,获得换能系统谐响应曲线 ,并利用多普勒测速仪验证有限元分析的结果。换能系统作为超声引线键合和热超声倒装键 合系统的重要组成部分 ,其超声振动特性直接影响系统的能量输出 ,由此影响芯片与基板之间的键合 质量。换能系统综合电场、力场、声场等不同物理 系统 ,其振动特性相当复杂 ,包含多种振动模态 ,由此 ,研究与分析换能系统的振动特性 ,对换能系 统的性能评判与设计依据具有重要意义。 热超声引线键合系统主要是由超声发生器、 PZT换能器、变幅杆、劈刀等部分组成。超声发生器的电能量通过 PZT换能器的逆压电效应转换为纵向机械振动 ,然后经过变幅杆的放大作用 ,再经过劈刀转化为与芯片平行的横向振动 ,由此劈刀尖端带动金线 (或铝丝 )与基板发生相互摩擦振动 ,从而 将超声能量传递到键合界面。 

 

   超声换焊接 ANSY S建模有限元法又叫做有限单元法 ,它实质上是一种 数值计算法首先将一些实际的结构划分为一系列的离散单元 (这些单元是通过公共节点连接在 一起的 ) 然后对这些单元组合体进行分析。通常 的结构有限单元分析过程可以概括为 :通过各种标

准元件的组合构造出任意复杂的离散结构分析模型 ,然后由相邻单元公共节点处的平衡条件 ,集成总体刚度方程 ,引入边界条件建立结构平衡方程并求得位移解。