Piezokeramik-Wandler Spezifische Wandleranwendung

- Apr 13, 2019-

Kulicke & Soffa Industries ist der weltweit führende Hersteller von Halbleiter-Drahtbondgeräten. Diese "Back-End" -Ausrüstung sieht ultraschallgeschweißte Verbindungsdrähte zwischen der Halbleiterschaltung auf Halbleiterebene (Die) auf Wafer-Ebene (Chip) und dem Montagegehäuse (Rahmen) vor, wie in Fig. 3 (Wechselstrom) gezeigt. Der Ultraschallwandler liefert Energie in ein Kapillarwerkzeug, wobei eine "Schrubbbewegung" zum Schweißen von winzigen Gold- oder Kupferdrähten mit einem Durchmesser von normalerweise weniger als 0,001 Zoll verwendet wird. Der einteilige „Unibody“ -Konverter verwendet vier gewürfelte, rechteckige PZT8-Piezokeramiken und ist ideal für Forschungsstudien geeignet (DeAngelis et al., 2009-2015). Portabilität über 100 Drahtbondmaschinen ist für dasselbe Kundengerät in der Produktion erforderlich.


Zusammenbau und Test Fig. 4 zeigt die Ergebnisse der Kalibrierung des Piezostacks gegenüber der Vorlast für die Vorbelastungsziele mit niedrigerem "L" und höherem "H" vor dem Zusammenbau (DeAngelis et al., 2014). Wie in 4 gezeigt, ist die Steigung (N / V) nicht konstant, so dass der effektive Wert d33 mit der Vorlast zunimmt. Die maximale Vorspannungsspannung für PZT8 wurde empirisch mit mehr als 100 MPa bestimmt (DeAngelis et al., 2009), und die tatsächliche Vorspannungsspannung für jede Wandlerbaugruppe wurde aus der kalibrierten Steigung über die Pressenspannung während der Montage berechnet. Abb. 5 zeigt die Ergebnisse der Bode-Darstellung für den Vorlastfall mit niedrigerem „L“, und Fig. 6 zeigt die Ergebnisse für die Bode-Darstellung für den Vorlastfall mit höherem „H“ (beide 1 Stunde nach dem Aufbau). Es ist zu beachten, dass der Vorlastfall PZT8 „L“ nur vor der Wärmebehandlung getestet wurde, da die gleichen Montageteile für den Vorlastfall „H“ wiederverwendet wurden. Zwei PZT4-Wandler wurden für die Vorspannungsfälle „L“ und „H“ gebaut.

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