[发明专利]一种用于球焊式键合机的电子打火控制系统

说明书

本发明涉及球焊式键合机技术领域，公开了一种用于球焊式键合机的电子打火控制系统，接收上位机的指令并进行打火控制并熔化金线末端，包括与上位机连接的控制器、以及与控制器连接的电流环路；所述控制器使电流环路依次产生：在第一段时间内维持不变且用于使打火系统预热的预热电流、在第二段时间内维持不变且用于使金线末端熔化成金属球的熔球电流、在第三段时间内先逐渐从熔球电流下降再维持在一定值并用于保持金属球体积不变的控球电流、在第四段时间内逐渐从控球电流减小至零值的收尾电流。

技术领域

本发明涉及球焊式键合机技术领域，具体涉及一种用于球焊式键合机的电子打火控制系统。

背景技术

现有球焊式键合机的主要工作原理是，通过电子打火系统熔化金线的末端形成金属球，通过金属球辅以超声波焊接芯片中所需的引线。在电子打火系统中，形成金属球的原理主要利用负高电压击穿空气形成高温电弧，熔化需要焊接的金线末端成球。

目前电子打火系统采用的是两段烧球成球方案，如图2所示，在第一段时间内电流恒流流过金属线使金线末端熔化为液态金属，在第二段时间内电流逐渐减小控制熔球大小，这种方案中对烧球的控制较为简单，对于液态金属表面张力成球并不是最佳的热量输出方案，并且在烧球过程中金属球表面容易在高温下发生氧化，金属球表面会产生凹凸不平，在焊接中会产生虚焊或焊接不牢的情况。电子打火系统在第一段中瞬间产生高压高流容易对整个系统产生冲击，产生较大的电磁干扰并影响设备的使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于球焊式键合机的电子打火控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于球焊式键合机的电子打火控制系统，接收上位机的指令并进行打火控制并熔化金线末端，包括与上位机连接的控制器、以及与控制器连接的电流环路；

所述控制器使电流环路依次产生：在第一段时间内维持不变且用于使打火系统预热的预热电流、在第二段时间内维持不变且用于使金线末端熔化成金属球的熔球电流、在第三段时间内先逐渐从熔球电流下降再维持在一定值并用于保持金属球体积不变的控球电流、在第四段时间内逐渐从控球电流减小至零值的收尾电流。

进一步地，包括与控制器连接的数据存储电路和触发电路；所述数据存储电路存储有多种烧球参数；所属触发电路通过边沿触发方式触发特定烧球参数，控制器根据触发的烧球参数执行对应的烧球动作。

进一步地，所述触发电路为八路触发电路，上位机产生八种不同的触发信号，每个触发信号对应数据存储电路中的一个烧球参数，通过八路触发电路将触发信号传递给控制器；控制器根据八种触发信号对应的烧球参数执行对应的烧球动作。

进一步地，包括用于进行电平转换并能够进行电源隔离和信号隔离的隔离通信电路；所述隔离通信电路的一端与上位机的串口通讯接口连接，且另一端与控制器的串口通讯接口连接。

进一步地，所述电流环路包括电压跟随运放、MOS管以及精密电阻；所述电压跟随运放的输入端与控制器连接，且输出端与MOS管的栅极连接；所述MOS管的漏极与电源连接，且源极与精密电阻的一端连接。

进一步地，包括光耦隔离电路、数模转换电路和模数转换电路；所述光耦隔离电路的输入端与控制器连接，且输出端与数模转换电路的输入端连接；所述数模转换电路的输出端与电压跟随运放的输入端连接；所述模数转换电路的输入端与精密电阻的两端连接，且输出端与控制器连接。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

本发明使用四段烧球设置，通过数控技术使得每段电流输出的大小、时间和变化速率都稳定可控，进而提高了成球均匀圆润的概率，避免液态金属球在高温下被氧化，提升了焊线的质量，同时减小系统因电流突变产生的系统噪声和电磁干扰，增加了系统的稳定性。

本发明的其他有益技术效果在具体实施方式中进行详细说明。