基于频率灵敏度方法的超声键合换能器结构优化

中国机械工程 ›› 2012, Vol. 23 ›› Issue (4): 439-442.

基于频率灵敏度方法的超声键合换能器结构优化

隆志力1;韩雷2;祝孟鹏2;张亮亮3

1.哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳,518055

2.中南大学,长沙,410083

3.东莞华中科技大学制造工程研究院,东莞,523808

出版日期:2012-02-25 发布日期:2012-03-02
基金资助:
国家自然科学基金委员会-广东省人民政府自然科学联合基金资助重点项目(U1134004);国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2009CB724203);广东省重大科技专项(2011A080801004)
National Program on Key Basic Research Project (973 Program)（No. 2009CB724203）;
Guangdong Provincial Science and Technology Major Project ( No. 2011A080801004)

Structure Optimization of Ultrasonic Bonding Transducer Based on Frequency Sensitivity Method

Long Zhili1;Han Lei2;Zhu Mengpeng2;Zhang Liangliang3

1.Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School,Shenzhen,Guangdong,518055

2.Central South University,Changsha,410083

3.Dongguan Huazhong University of Science and Technology Manufacturing Engineering Institute,Dongguan,Guangdong,523808

Online:2012-02-25 Published:2012-03-02
Supported by:

National Program on Key Basic Research Project (973 Program)（No. 2009CB724203）;
Guangdong Provincial Science and Technology Major Project ( No. 2011A080801004)

摘要/Abstract

摘要：

针对超声换能器设计上存在的双共振峰或多共振峰等常见问题,提出了一种基于频率灵敏度方法的换能器结构优化设计方法。以芯片键合超声换能器为例,采用模态频率灵敏度的方法,通过最小量地修正变幅杆的直径,实现轴向工作频率与其他非工作频率的分离,有效地抑制了工作频率附近杂散的非工作模态对自身模态的干扰,确保在工作状态下换能器被驱动在单一的工作频率,从而提高了超声能量输出的稳定性。





关键词:

频率灵敏度, 结构优化, 超声键合, 换能器

Abstract:

To the common problems that double resonant peaks or multiple resonant peaks in ultrasonic transducer,a structure optimization method based on frequency sensitivity was introduced in this paper.For an ultrasonic transducer with double peaks used in wire bonding,the modal frequency sensitivity was investigated to control the double peak problems by modifying the minimal diameter of the horn, which can control effectively the disturb from the non-working modal vibration and the transducer can be driven at the resonant frequency,further the stable outputs of the ultrasonic energy will be improved.

Key words: frequency sensitivity, structure optimization, ultrasonic bonding, transducer

中图分类号:

TN14

隆志力1, 韩雷2, 祝孟鹏2, 张亮亮3.

基于频率灵敏度方法的超声键合换能器结构优化

[J]. 中国机械工程, 2012, 23(4): 439-442.

LONG Zhi-Li-1, HAN Lei-2, CHU Meng-Feng-2, ZHANG Liang-Liang-3.

Structure Optimization of Ultrasonic Bonding Transducer Based on Frequency Sensitivity Method

[J]. China Mechanical Engineering, 2012, 23(4): 439-442.

[1]	张静;马靓;赵登飞. 大方坯结晶器电磁搅拌器结构优化[J]. 中国机械工程, 2020, 31(10): 1148-1154.
[2]	喻长江;戴宁;李大伟;程筱胜. 多级仿生建模及优化技术[J]. 中国机械工程, 2019, 30(09): 1111-1118.
[3]	胡裕菲;刘子建;钟浩龙;秦欢. 车身动态刚度链建模及正向概念设计研究[J]. 中国机械工程, 2018, 29(09): 1076-1083,1089.
[4]	王杰1;管声启1;夏齐霄2. 手指康复外骨骼机器人的结构优化设计[J]. 中国机械工程, 2018, 29(02): 224-229.
[5]	刘世平1;熊琦1;李世其1;王跃2. 星载相机隔振器的结构优化和隔振性能分析[J]. 中国机械工程, 2017, 28(13): 1523-1527,1534.
[6]	沈惠平, 强恒存, 曾氢菲, 孟庆梅, 杨廷力. 基于结构降耦的一类低耦合度新型3T1R并联机构的拓扑设计[J]. 中国机械工程, 2017, 28(10): 1163-1171.
[7]	杨世强, 王蓓蓓, . 轻型机械臂的轻量化结构设计优化方法[J]. 中国机械工程, 2016, 27(19): 2575-2580,2588.
[8]	庞俊忠, 潘杰, 常豆豆. 旋转DF系统的多结构参数建模及结构设计[J]. 中国机械工程, 2016, 27(13): 1721-1725.
[9]	李蕾, 张葆, 李全超, 谭淞年. 基于灵敏度数的薄板结构加强筋布局优化设计[J]. 中国机械工程, 2016, 27(09): 1143-1149.
[10]	孟曙光, 熊万里, 王少力, 吕浪, 郑良钢. 有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计[J]. 中国机械工程, 2016, 27(09): 1234-1242.
[11]	林丽红, 贾晓艳, 马铁军, . 基于Fluent的橡胶挤出机流道设计[J]. 中国机械工程, 2016, 27(07): 944-950.
[12]	赵劲松, , 朱汉银, 任旭辉, 姚静, , . 插装式比例节流阀多目标遗传算法结构优化[J]. 中国机械工程, 2016, 27(02): 215-221.
[13]	林智桂, 吕俊成, 罗覃月, 贾丽刚. 面向侧面柱撞的微型客车耐撞性研究[J]. 中国机械工程, 2016, 27(01): 129-134.
[14]	鲁志兵, 王成勇, 张心怡, 张鹏, 王思艳, 王源. 筒形件冷挤压凹模强度设计及结构优化[J]. 中国机械工程, 2015, 26(23): 3228-3233.
[15]	刘喆, 陶凤和, 贾长治. 基于行驶仿真试验的履带式车辆行星架结构优化[J]. 中国机械工程, 2015, 26(23): 3260-3265.