超声波发生器、超声系统、控制方法及其发生装置与流程

本发明涉及半导体封装，尤其涉及一种超声波发生器、超声系统、控制方法及其发生装置。

背景技术：

1、引线键合(wirebonding)是半导体封装过程中的一个重要环节，也是最常见、最有效的一种连接方式。引线键合使用细金属线，并利用热、压力、超声波能量使金属引线与基板焊盘紧密焊合，实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通。

2、在引线键合时可以使用金丝球引线键合机实现，金丝球引线键合机里具有超声系统，该超声系统由超声波发生器和换能器组成。超声波发生器用于向换能器输出电能，换能器把电能转换成机械能，瓷嘴与换能器连接，瓷嘴接收机械能并将机械能作用在需要键合的引线与电极上，从而实现引线键合。

3、金丝球引线键合机中的超声波发生器接收主机的数据信息后，分别控制数字合成模块(dds，directdigitalfrequencysynthesis)和数模转换器(dac，digitaltoanalogconverter)以及模拟开关，dds和dac分别合成频率与幅值信号，模拟开关选择相应放大系数的电路，经功率放大器放大、滤波后输出到换能器，从而激励换能器振动实现热超声键合。在引线键合过程中，存在超声波发生相移，换能器阻抗变化、输出功率变化、未能准确锁相、甚至失锁等问题，从而影响引线键合的品质。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种超声波发生器，旨在解决锁相不准、功率输出不稳定的问题。

2、本发明是这样实现的，提供一种超声波发生器，包括：

3、鉴相单元，用于接收电能的相频信号，对所述相频信号进行处理并输出电能的相位差、相位方向给控制模块；

4、控制模块，与所述鉴相单元连接，根据所述相位差、所述相位方向对电能的波形进行处理以得到具有第一波形的电能；

5、波形调整模块，与所述控制模块连接，用于接收所述第一波形的电能并对所述第一波形的电能进行调整，并得到具有第二波形的电能；

6、功放模块，与所述波形调整模块连接，用于对所述第二波形的电能进行功率放大并输出放大后的电能。

7、本发明还提供一种超声系统，该超声系统包括上述的超声波发生器和换能器；

8、所述换能器与所述超声波发生器相连，用于接收所述超声波发生器输出的放大后的电能，并将所述电能转换成机械能。

9、本发明还提供了一种超声波发生器的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

10、控制鉴相单元接收电能的相频信号，对所述相频信号进行处理并输出电能的相位差、相位方向给控制模块；

11、所述控制模块根据所述相位差、所述相位方向对电能的波形进行处理以得到具有第一波形的电能；

12、控制波形调整模块接收所述第一波形的电能并对所述第一波形的电能进行调整，并得到具有第二波形的电能；

13、控制功放模块对所述第二波形的电能进行功率放大并输出放大后的电能。

14、本发明还提供了一种超声波发生装置，该超声波发生装置包括：

15、至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一所述的控制方法。

16、本发明与现有技术相比，有益效果在于：在超声波发生器中设置鉴相单元、波形调整模块和功率控制单元，鉴相单元能够对输出端输出的电能的相频信号进行处理并将电能的相位差、相位方向给控制模块，以使控制模块根据实时的相位差和相位方向对电能进行调整。进行相频处理后的电能再进行波形调整，使得输出的电能的相频和幅频较稳定，在引线键合过程中超声波能够精准锁相。

技术特征：

1.一种超声波发生器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超声波发生器，其特征在于，所述超声波发生器还包括滤波隔离模块，所述滤波隔离模块与所述功放模块相连，用于将放大后的电能的波形进行滤波处理，并根据接收端选择性地输出电能信号；还用于通过硬件电路处理的方式将超声波发生器内部的电路与外部进行隔离。

3.根据权利要求1所述的超声波发生器，其特征在于，所述超声波发生器还包括反馈信号整合单元，所述反馈信号整合单元与所述控制模块连接，用于接收电能的幅值信号，并将所述幅值信号进行整合后输出给所述控制模块。

4.根据权利要求3所述的超声波发生器，其特征在于，所述超声波发生器还包括电压反馈单元和电流反馈单元，所述电压反馈单元用于接收所述放大后的电能的电压数据，并将所述电压数据中的相频信号和幅值信号输出给所述控制模块；

5.根据权利要求4所述的超声波发生器，其特征在于，电压反馈单元包括电压相频反馈单元和电压幅值反馈单元，所述电压相频反馈单元与所述鉴相单元相连，用于将所述电压数据中的相频信号输出给所述鉴相单元，所述电压幅值反馈单元与所述反馈信号整合单元相连，用于将所述电压数据中的幅值信号输出给所述反馈信号整合单元；

6.根据权利要求3所述的超声波发生器，其特征在于，所述波形调整模块包括频率调制单元、幅值控制单元、波形调整第一单元和功率控制单元；

7.根据权利要求6所述的超声波发生器，其特征在于，所述超声波发生器还包括波形调整第二单元和波形调整第三单元，所述波形调整第二单元分别与所述幅值控制单元和所述功率控制单元相连，用于控制电能的幅值范围；

8.根据权利要求1所述的超声波发生器，其特征在于，所述超声波发生器还包括分别与控制模块连接的串口调试单元、并口通信单元和网口通信单元。

9.一种超声系统，其特征在于，包括：权利要求1至8任一所述的超声波发生器和换能器；

10.一种超声波发生器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

14.一种超声波发生装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种超声波发生器、超声系统、控制方法及其发生装置。超声波发生器包括：鉴相单元，用于接收电能的相频信号，对所述相频信号进行处理并输出电能的相位差、相位方向给控制单元；控制单元，与所述鉴相单元和调制单元连接，根据所述相位差、所述相位方向对电能的波形进行处理以得到具有第一波形的电能；波形调整模块，与所述调制单元连接，用于接收所述第一波形的电能并对所述第一波形的电能进行调整，并得到具有第二波形的电能；功放模块，与所述波形调整模块连接，用于对所述第二波形的电能进行功率放大并输出放大后的电能。

技术研发人员：唐文轩,朱文彬
受保护的技术使用者：深圳市微恒自动化设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13