手動鋁打線機台實驗結果

3.6.1 打線力道

圖 3.20 及圖 3.21 所示分別為第一點 wedge bond 及第二點 wedge bond 接合時的荷重元與音洩訊號及其頻譜。由荷重元的訊號響應，發現其動態 響應慢，測得訊號時，打線之音洩訊號已經結束，不符合實驗的需求。換 句話說，以荷重元量測打線力道，無法給予正確的響應值。

本實驗另外採用一款壓電式力感測器(PCB Piezotronics，型號 208C01) 在實驗室的手動鋁打線機上測試。實驗裝置如同荷重元實驗，將音洩感測 器設於力感測器上方，同時偵測打線接合時產生的音洩訊號及打線力道，

實驗結果如圖 3.22 所示。當音洩感測器與力感測器同時監測時，打線力道 的量測值會太小，無法獲得打線力道參數正確大小，但是可以發現，力感

測器的訊號結束前，有一個很大的負值出現，究其原因發現訊號擷取時不

3.6.3 音洩訊號特徵分析 才開始振動產生振盪區段的波形(圖 3.27)，有關打線製程的研究[3][12]大多 探討訊號的包絡線特徵。本研究將探討該段波形變化的特性，由圖 3.27 所 示的 FFT 頻譜明顯出現超音波打線機工作頻率(63 kHz)的倍頻，推測超音波 換能器的鋼嘴壓著金屬導線與金屬墊發生摩擦運動，並有滯滑現象產生。

將振盪區段的音洩訊號分成 5 個小區段(A)~(E)放大檢視(圖 3.28)，發現不管 是第一點 wedge bond 接合或是第二點(wedge bond)接合的音洩訊號，波形依 序出現平滑曲線，齒狀波形，齒狀波形特徵會逐漸不明顯，直到超音波換

區段波形特徵，即為換能器振動時所產生的音洩訊號，其灰階圖如圖 3.30 所示，只有在此區間出現在打線機工作頻率(63 kHz)的倍頻處，有明顯的頻 率響應。

圖 3.31 所示為利用小波轉換將音洩訊號的 1^st、2^nd及 3^rd 的諧波振幅提 取出來，與短時傅立葉轉換處理方法做比較，兩者處理的結果差異不大。

LabVIEW程式計算時間上，小波轉換大約需要半小時至數小時不等，短時 傅立葉只需要數秒的處理時間，因此之後的訊號處理都將以短時傅立葉轉 換為主要考量。

由以上音洩訊號的分析結果，可以獲得一個結論，超音波打線的機制，

是超音波換能器下方的鋼嘴先敲擊元件表面，此時換能器固定機構產生些 微的上下振盪，待微小振盪趨緩之後，超音波換能器才會開始軸向振動。

在此階段金屬導線獲得超音波換能器振動時輸出的能量，銲接至元件上。

銲接完成後，超音波換能器停止軸向振動，但整個機構仍會有剩餘的微小 振盪產生。直至振盪停止後，超音波換能器下方的鋼嘴離開元件表面，整 個打線接合工作才算完成。