[發(fā)明專利]一種超聲鍵合壓力的識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410053685.6
• 申請(qǐng)日: 2014-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN103852203B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮武衛(wèi);李鵬鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江海洋學(xué)院
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00;G01R19/00
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務(wù)所(普通合伙)33228
• 代理人: 王樹鏞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超聲鍵合壓力的識(shí)別方法，屬于超聲鍵合技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鍵合過程工藝參數(shù)是影響鍵合質(zhì)量的最關(guān)鍵因素，工程實(shí)際中，一般都是通過調(diào)整工藝參數(shù)來確保鍵合質(zhì)量的。然而，鍵合工藝參數(shù)可能會(huì)隨外部環(huán)境或鍵合系統(tǒng)的不穩(wěn)定性發(fā)生漂移。例如外部電源的波動(dòng)會(huì)影響到超聲功率的變化，鍵合力控系統(tǒng)故障引起的鍵合力發(fā)生變化等等。因此，對(duì)鍵合過程工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控意義重大。

一般的鍵合系統(tǒng)，工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)都是通過固定檔位的切換來完成的，因此受外部影響大，一般誤差率在15%左右，對(duì)于本專利所涉及的超聲鍵合系統(tǒng)，鍵合時(shí)間和超聲功率可分為30個(gè)檔位，從小到大依次變化，鍵合壓力可分為6個(gè)檔位，加載溫度的變化從0-400℃之間連續(xù)變化。已有的研究已經(jīng)證明，鍵合過程超聲電信號(hào)可以反映鍵合過程質(zhì)量信息，與鍵合工藝參數(shù)之間存在密切關(guān)系，因此，理論上來講可以通過超聲電信號(hào)來識(shí)別鍵合過程的壓力參數(shù)。如何建立目前是一個(gè)急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種超聲鍵合壓力的識(shí)別方法。

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有固定檔位調(diào)節(jié)壓力不準(zhǔn)確的不足。

一種超聲鍵合壓力的識(shí)別方法，鍵合壓力的增加，超聲電壓包絡(luò)幅值逐步增大，而電流包絡(luò)幅值逐步減小，根據(jù)其相互變化建立公式評(píng)估鍵合壓力；鍵合壓力的變化從0.2N到0.7N依次增加，間隔為0.1N。一共安排了6組實(shí)驗(yàn)，其它3個(gè)工藝參數(shù)固定為：鍵合時(shí)間：15ms，超聲功率：25mW，加載溫度：200℃。

式中：

F——鍵合壓力評(píng)估值；

n——數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；

x_i，y_i——超聲電壓信號(hào)和電流信號(hào)，i=1,2,…,n；

λ_F——調(diào)整系數(shù)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)每組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)一個(gè)壓力點(diǎn)，每組實(shí)驗(yàn)分別測(cè)量10個(gè)樣本，通過多組數(shù)據(jù)的計(jì)算，取其平均值，得到均值λ_F，最后就可以得到計(jì)算超聲鍵合壓力的計(jì)算公式值了。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)建立了超聲壓力的計(jì)算公式，可以由公式直接推導(dǎo)出超聲壓力，而且準(zhǔn)確度高，應(yīng)具有廣闊的市場(chǎng)空間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種超聲鍵合壓力的識(shí)別方法的電壓電流信號(hào)圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

一種超聲鍵合壓力的識(shí)別方法，鍵合壓力的增加，超聲電壓包絡(luò)幅值逐步增大，而電流包絡(luò)幅值逐步減小，根據(jù)其相互變化建立公式評(píng)估鍵合壓力；鍵合壓力的變化從0.2N到0.7N依次增加，間隔為0.1N。一共安排了6組實(shí)驗(yàn)，其它3個(gè)工藝參數(shù)固定為：鍵合時(shí)間：15ms，超聲功率：25mW，加載溫度：200℃。

式中：

F——鍵合壓力評(píng)估值；

n——數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；

x_i，y_i——超聲電壓信號(hào)和電流信號(hào)，i=1,2,…,n；

λ_F——調(diào)整系數(shù)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)每組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)一個(gè)壓力點(diǎn)，每組實(shí)驗(yàn)分別測(cè)量10個(gè)樣本，共安排6組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的電壓信號(hào)包絡(luò)和電流信號(hào)包絡(luò)均在附圖1中，通過多組數(shù)據(jù)的計(jì)算，取其平均值，得到均值λ_F=0.6452，將λ_F代入公式中，得到表1所示的結(jié)果。可以看到其誤差|F_c|非常小，計(jì)算結(jié)果的平均精度達(dá)到95.2%，識(shí)別精度非常高，基本符合實(shí)際使用的要求。

表1鍵合壓力識(shí)別結(jié)果