面向金丝球焊线机的超声功率电源的设计

摘要

超声波焊线技术是一种热超声键合技术，又称芯片内部打线技术，超声波金丝球焊线机则是利用此种技术实现封装前的芯片（硅片）内部引线焊接的高科技机电一体化设备。超声功率电源作为焊线机设备的超声输出信号源，是焊线机电子系统的重要组成部分，直接决定着打线的质量与效率。本文针对超声功率电源设计和研制过程中存在的关键技术问题，阐述了超声功率电源的原理以及控制方法，从硬件电路和软件程序两方面进行研究和设计，并且设计制作超声功率电源实验电路板一块，并对其进行了相关的硬件测试以及实验验证与分析。主要内容如下： ⑴硬件电路部分主要包括直流稳压、逆变全桥、频率自动跟踪、单片机控制四大模块。文中对其中的各大主要电路进行了详细的分析以及设计，实验电路板采用变压器输入220VAC市电，输出可以直接接到超声换能器，采用RS232串行口通信从上位机接收焊接工艺参数和控制命令，由下位机单片机控制超声输出的功率和时间。 ⑵软件程序部分主要为下位机系统实验软件的设计，针对系统软件框架中的主要功能模块进行了较为详细的分析和设计，主要包括主程序流程图的设计、串行口中断服务子程序的设计、功率调整子程序的设计和超声输出定时子程序的设计。 ⑶实验测试部分主要通过高精度数字示波器直接测量实验电路板上各大电路模块的实际波形，包括直流稳压模块的输出测试，全桥逆变电路工作时序测试，频率自动跟踪效果测试。并从理论分析和电路设计的层面上，对超声功率电源实验板进行了相关的分析和验证，最后总结得出实验结论。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

1.1课题的研究背景及意义

1.2课题背景知识

1.2.1超声波焊线技术

1.2.2超声功率电源的基本原理

1.2.3超声功率电源的发展历程

1.3超声功率电源中关键技术的国内外现状及发展方向

1.3.1超声波信号产生技术

1.3.2频率自动跟踪技术

1.3.3国内外的技术发展方向

1.4本文主要研究内容

第二章 超声功率电源硬件系统的设计

2.1系统硬件设计的技术参数要求

2.2系统硬件设计的方案及工作原理

2.3系统主要功能模块的电路设计

2.3.1整板供电模块

2.3.2直流稳压模块

2.3.3主回路逆变电路

2.3.4频率自动跟踪控制电路

2.3.5单片机控制模块

2.4本章小结

第三章 系统实验软件的设计

3.1系统实验软件的整体结构

3.2系统实验软件主要功能模块的设计

3.2.1系统主程序

3.2.2串行口中断服务子程序

3.2.3功率调整子程序

3.2.4超声输出定时子程序

3.3本章小结

第四章 超声功率电源系统测试实验

4.1实验仪器及设备

4.2直流稳压模块测试实验

4.3全桥逆变电路测试实验

4.4频率自动跟踪效果测试实验

4.5本章小结

总结与展望

一、全文总结

二、工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致 谢