1. 研究目的与意义
我国是世界制造业大国,也是电子产品的重要制造国。随着现代化信息技术的飞速发展,先进的半导体元器件封装技术已逐渐成为衡量一个国家科技实力的重要指标,而微电子封装技术就是其中的 关键。点胶技术是进行微电子封装的一种常用方法,通常是将一定量的微量液体通过可控的方式注射 到指定位置,实现微电子元器件之间的封装连接。点胶技术的好坏会直接影响到产品的质量,而点胶机也是封装技术中必不可少的一种核心设备。传统的点胶设备多以示教方式为主,操作程序复杂、点胶速度慢、精确度低、容易出错,不能实现复杂图形的点胶操作,并不符合现今电子产品的飞速发展。 因此,点胶机需要实现点胶量和点胶位置的精确控制,能够快速、高效、准确地实现点胶操作,才是提升微电子产品质量,促进微电子和光电子行业快速发展的关键。
2. 课题关键问题和重难点
半导体封装的方式依赖于点胶技术的发展,而点胶技术不仅对点胶工艺提出了要求,并且点胶运动控制平台在点胶精度及智能化方向上同等重要。本课题在选择时间/压力型点胶技术的基础上,对点胶运动控制平台做出深入的研究,以满足在半导体封装的过程中对点胶运动平台的要求。本文将完成以下主要工作:
(1)分析时间/压力型点胶技术的特点,设计并搭建三维运动控制平台,包括点胶运动控制的硬件组成(视觉系统、点胶系统、气动系统、以及运动控制组件)和PC.上位机软件平台(MFC 构架、C 算法实现的逻辑结构等) ;
(2)针对CMOS图像坐标与工件特征点的世界坐标关系,完成视觉系统的内外参数标定工作,用MATLAB算法对系统进行标定,并纠正图像的畸变;分析基于本系统的手眼标定方法,并最后要进行实验定量分析;
3. 国内外研究现状(文献综述)
朱广韬和杨嘉力的硕士学位论文中介绍蠕动泵又叫软管泵或恒流泵,是一种液体驱动装置,通过蠕动泵的驱动将泵管内的液体挤压出去。当点胶头到达指定的点胶位置时,通过触摸屏操作运动控制器发出脉冲信号,驱动器收到控制器的指令后驱动步进电机旋转,从而使蠕动泵工作。由于胶体在泵管中,因此不会受到污染,并且具有密封性好、可防止流体回流的优点。蠕动泵在工作时有脉动存在,这就导致蠕动泵在工作时的流量有些波动。因此从理论和实际两方面对蠕动泵进行分析,并对单个点胶过程进行分析,最终实现对胶水的精确控制。
而段辉,汤爱军,陈清奎等人的研究有讲到由于摄像机固定在三坐标运动平台的Z轴上面,运动平台又只存在XYZ三坐标轴方向的平移运动,且摄像机垂直安装在执行机构的末端,因此在获悉本文中的机器末端执行机构的坐标系与摄像机坐标系的安装位置后,可用实际的理论来确定坐标系间的相对位置关系。忽略安装中摄像机与执行机构之间的微细旋转误差,实际在计算时只考虑两坐标之间的平移变换。
硬件是控制系统的框架,蠕动式点胶机硬件结构包括:运动控制器、触摸屏、伺服驱动器、伺服电机、步进电机与驱动器以及限位/回零开关。触摸屏作为人机界面可以对运动控制器发送指令,运动控制器是控制系统核心,里面自带运动函数可以对针头的连续轨迹进行多轴联动控制。伺服驱动器驱动X、Y、Z三个方向的伺服电机转动,从而驱动三坐标平台的运动。步进电机及其驱动器控制蠕动泵的运行,而零点、限位开关起.到检测位置功能。在一个控制系统中,硬件系统是它的血肉,那么软件系统就是它的灵魂。想要达到最符合设计理念的控制效果,就必须要一个高效、稳定的控制系统。通过前面的控制.方案,决定了本点胶控制系统是采用运动控制器 触摸屏的控制方案。点胶机的点胶过程为一个多轴联动的过程,利用SMC6480的编程函数库,采用插补算法进行编程,编程语言使用BASIC语言,再通过触摸屏的人机界面设计实现对点胶过程的监控与操作。
4. 研究方案
设计方案:
1.点胶机关键结构的计算与设计
2.蠕动式点胶机控制系统的设计
5. 工作计划
毕业设计前一学期末完成英文翻译,收集、查阅、文献资料并准备开题报告。
第 1 周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料,撰写开题报告。
第 2 周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后,开题报告封面用标准模板,上传至毕业设计管理系统。开始学习三维建模软件UG中草图、基本特征、装配体、工程图及动画设计等内容;此后学习和了解点胶设备的分类、功能、整机结构、机械部分和执行单元的构成等,为构建课题方案做准备。
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