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倒装芯片键合设备的键合精度是衡量设备性能的重要指标,也是影响芯片键合质量的重要因素之一。倒装键合头是设备工作过程中与芯片直接接触的关键零部件,其定位精度的保证尤为重要。目前温度影响倒装键合设备的研究重点在对图像采集的影响,温度引起的热变形误差成为影响键合头定位精度重要因素。本文针对键合头热变形误差的公差建模方法,所做研究工作如下: (1)阐述了倒装键合设备及公差建模研究现状。 综述了国内外对倒装键合技术及倒装键合设备键合精度的研究现状,并对三维公差建模与小位移旋量法建模进行了总结,最后给出了热变形误差对设备影响的综述。 (2)分析了热变形误差对倒装键合设备定位精度影响。 在介绍倒装设备的结构以及关键零部件对设备键合精度影响的基础上,分析了温度对设备定位精度的影响,阐述了由温度引起的热变形误差的热源及其对设备定位精度的影响。 (3)建立了基于小位移旋量与热变形误差公差模型。 概述目前三维公差建模的方法及数学模型,选取数学模型中小位移旋量为基本数学模型,在介绍小位移旋量概念的基础上,基于热变形与小位移旋量法建立了直线与平面的公差模型。 (4)求解了公差模型的热变形误差参数。 对有限元分析软件和分析流程进行了简介,应用有限元求解软件 ANSYS Workbench中的热-结构耦合模块,分析了键合头各组成部分的热变形,得到了公差模型中的热变形误差参数。 (5)验证了公差模型及温度场的分布。 实验法验证了有限元数值模拟分析的温度分布,以键合头组成部分的平面为实例,分析了公差模型的可行性,最后综述了设备热变形误差的防止与补偿方法。