焊线机键合头是全自动焊线机的核心部件之一,它包含Z轴的运动部分和Z轴的固定部分,其性能的好坏直接影响焊线机焊线的稳定性和焊点的质量,进而影响芯片的可靠性。为了满足当前焊线机高速高精度高加速度的要求,整个焊线机键合头的运动部分的惯量必须小,固有频率要求很高,对芯片的冲击力小,位置控制和力控制的精度要求很高,而且对于当前焊线机所用的XY直线平台,其高速高加速的性能直接对键合头在XY方向上的刚度有一定的要求。本文对键合头进行了较为系统的结构设计,分析及研究工作,包括结构设计,支撑方式驱动电机的选择,根据疲劳设计和刚度要求选择了支撑Z轴运动部分的柔性铰链；提出焊线机键合头的设计思路及方法,确定键合头的设计方案,然后根据设计方案进行详细设计,得出焊线机键合头的模型,在此基础上,分析焊线机键合头的静态特性和动态特性,其中静态特性包括键合头的静力分析,动态特性包括模态和冲击特性。以及研究键合头的同轴度问题,设定公差指标；利用abaqus/CAE技术完成键合头的动态性能和静态性能的仿真,其中动态性能包括键合头的碰撞仿真和模态分析,静态分析包括了键合头在XY高速高加速度情况下,分析了固定Z轴运动部件的强度；根据键合头响应快,精度高的特点,选择了使用音圈电机,这种电机的稳定,快速特性满足键合头的要求,达到高速高精效果；最后在样机上面,通过标高,标力实验和直驱键合头位置-力切换控制实验对键合头结构设计的验证。根据直驱键合头的运行特点,单一力稳定,加力时间准确,力切换无大波动,波动误差带为±10g,冲击力和反弹力小于芯片允许范围。在matlab中绘制位置曲线和力曲线,达到企业要求。装入样机之后,进行相关调试和相关修改,并且通过反复调试,通过高速相机查看键合头的焊线情况,出现断线、焊点失效、焊线焊偏的情况很少,并且由之前的单线10K提升到18k,产量得到大量的提高,体现了此键合头高速高精度、稳定性高的特点,也由此也证明了此键合头的机械结构设计是合理的。