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一、引言

固晶機(jī)又稱上晶機(jī)，晶片粘貼機(jī)，綁定芯片機(jī)。是一種固定晶體，半導(dǎo)體封裝的機(jī)械。主要運(yùn)用于各種（WIRE BONDER）金絲超聲波焊接設(shè)備的引線框架壓板，以及各種（DIE BONDER）芯片貼裝。本設(shè)備具有取晶、點(diǎn)膠、固晶等功能于一體，設(shè)備是由電腦軟件控制板卡，發(fā)脈沖給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器走位置模式接收脈沖后驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)，從而帶動(dòng)取晶臺(tái)或者固晶臺(tái)動(dòng)作，攝像頭會(huì)捕捉晶體變化反饋給控制系統(tǒng)，從而調(diào)整下一步控制指令。

圖1：固晶機(jī)系統(tǒng)控制圖

二、固晶機(jī)的工作原理以及工作特點(diǎn)

1、設(shè)備整體介紹

本文僅以英威騰DA300驅(qū)動(dòng)器在某固晶機(jī)廠家應(yīng)用為例進(jìn)行介紹，如圖2所示， 整個(gè)機(jī)器分為兩邊，左半邊和右半邊完全對(duì)稱相同，其實(shí)就是相當(dāng)于兩個(gè)固晶機(jī)組成的一個(gè)大的固晶機(jī)，互相不干擾。從左往右分別為取晶臺(tái)、固晶臺(tái)。目前一般的機(jī)器中會(huì)在取晶臺(tái)和固晶臺(tái)使用英威騰DA300，每個(gè)臺(tái)都有X軸Y軸，所以一臺(tái)固晶機(jī)會(huì)用到8臺(tái)DA300驅(qū)動(dòng)器。

        圖2：固晶機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2、工作原理

整個(gè)過程是取晶臺(tái)、固晶臺(tái)、擺臂、點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)、視覺檢測(cè)等互相配合完成的，如圖3為固晶機(jī)的俯視結(jié)構(gòu)圖。由上料機(jī)構(gòu)把PCB板傳送到工作臺(tái)卡具上固晶臺(tái)的工作位置，先由點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)將PCB需要鍵合晶片的位置點(diǎn)膠，然后擺臂從原點(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)到吸取晶片位置，晶片放置在取晶臺(tái)的薄膜支撐的擴(kuò)張器晶片盤上，擺臂到位后吸嘴向下運(yùn)動(dòng)，頂針向上運(yùn)動(dòng)頂起晶片，在拾取晶片后擺臂返回原點(diǎn)位置(漏晶檢測(cè)位置)，擺臂再?gòu)脑c(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)到鍵合位置，吸嘴向下鍵合晶片后擺臂再次返回原點(diǎn)位置，這樣就是一個(gè)完整的鍵合過程。當(dāng)一個(gè)節(jié)拍運(yùn)行完成后，由機(jī)器視覺檢測(cè)得到晶片下一個(gè)位置的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳送給晶片盤電機(jī)，讓電機(jī)走完相應(yīng)的距離后使下一個(gè)晶片到對(duì)準(zhǔn)的拾取晶片位置。PCB板的點(diǎn)膠鍵合位置也是同樣的過程，直到PCB板上所有的點(diǎn)膠位置都鍵合好晶片，再由傳送機(jī)構(gòu)把PCB板從工作臺(tái)移走，并裝上新的PCB板開始新的工作循環(huán)。

圖3：固晶機(jī)的俯視結(jié)構(gòu)圖

整個(gè)過程的速度非常快，隨著多打的板子的孔越小，精度也就要求更高，而且需要足夠穩(wěn)定。客戶一般需要在位置指令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器結(jié)束時(shí)間到10ms的時(shí)候滯留脈沖為5個(gè)以下，如同4的波形示例。

圖4：示波器波形圖

現(xiàn)場(chǎng)的工作臺(tái)部分機(jī)器背面的電氣柜如圖5。

圖5：部分電氣柜圖

三、功能實(shí)現(xiàn)

英威騰DA300帶直線電機(jī)為帶第三方電機(jī)，且直線電機(jī)的調(diào)試與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的調(diào)試有一些差別。第三方電機(jī)是沒有電機(jī)碼直接導(dǎo)入?yún)?shù)的，所以需要手動(dòng)輸入電機(jī)參數(shù)。

1、 首先打開SeevoPlorer軟件，用戶權(quán)限選擇開發(fā)人員，設(shè)置配置表為DA300_Line_1.04，然后查看幫助—關(guān)于，界面的文件顯示為直線電機(jī)的配置文件。同時(shí)可以看到R0.00組電機(jī)轉(zhuǎn)速是mm/s。

2、 其次將客戶給到的電機(jī)參數(shù)手動(dòng)輸入P8組，下圖6為現(xiàn)場(chǎng)的直線電機(jī)參數(shù)表格示例。

圖6：電機(jī)參數(shù)

以下表為P8組的參數(shù)。

表1：P8組參數(shù)

注意：

需要注意的是電機(jī)的額定電流、電壓、電阻、電感、功率、反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)、磁變周期為P8.16的電機(jī)極距，編碼器分辨率需要算好后正確輸入，電機(jī)參數(shù)中吸力大小后的參數(shù)不需要管。

3、 為了使直線伺服電機(jī)的正方向與編碼器的正計(jì)數(shù)方向一致，需選擇直線伺服電機(jī)的相序，在設(shè)定直線伺服電機(jī)的相序前，需確認(rèn)以下幾點(diǎn)：

① 用手將電機(jī)從行程的一端移動(dòng)到另一端后，使用面板或上位機(jī)軟件，通過監(jiān)控參數(shù) R0.02[反饋脈沖累積]確認(rèn)返回的脈沖數(shù)是否正確。例如使用的光柵尺分辨率為 1um，試著用手將直線伺服電機(jī)朝線性編碼器的正計(jì)數(shù)方向移動(dòng) 1cm，此時(shí)其反饋脈沖數(shù)為：1cm/1um=10000 脈沖（注：實(shí)際的監(jiān)控顯示與移動(dòng)距離之間存在誤差，因此接近上述值就沒有問題）。

② 按照表2設(shè)置好參數(shù)   

表2：P9組參數(shù)

然后將 P9.22 人工角度從 0-180 每 30°增加一次，觀測(cè)電機(jī)動(dòng)子的移動(dòng)方向是否對(duì)應(yīng)編碼器計(jì)數(shù)的正方向，若相反，則任意調(diào)換 UVW 中的兩相順序，重新上電后再試，直到電機(jī)移動(dòng)的方向與編碼器計(jì)數(shù)方向一致。注意：必須滿足電機(jī)相序與編碼器正序方向一致，如果在未正確連接電機(jī) UVW 三相動(dòng)力線的情況下啟動(dòng)電機(jī)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)無法啟動(dòng)或失控，因此請(qǐng)務(wù)必在啟動(dòng)前進(jìn)行確認(rèn)。

4、 最后進(jìn)行磁極檢測(cè)

一般直線電機(jī)位置反饋傳感器都沒有UVW信號(hào)，因此在運(yùn)行前必須進(jìn)行磁極檢測(cè)以確定伺服直線電機(jī)的電氣角坐標(biāo)。伺服系統(tǒng)在未正確獲取伺服電機(jī)的電氣角之前無法進(jìn)行正常的運(yùn)動(dòng)控制，此時(shí)監(jiān)控參數(shù)r0.30系統(tǒng)狀態(tài)會(huì)顯示為2（磁極未確定），上位系統(tǒng)也可通過IO口伺服準(zhǔn)備就緒（/RDY）輸出信號(hào)監(jiān)控伺服狀態(tài)。

有3種方法可以啟動(dòng)伺服檢測(cè)，基本最多使用的就是直接使用P6.50進(jìn)行使能（需要斷使能）的方法。

5、直線電機(jī)的調(diào)試一定要把電機(jī)參數(shù)輸入正確，保證相序無問題的前提下才能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)測(cè)試。

四、結(jié)束語

固晶機(jī)行業(yè)目前逐漸國(guó)產(chǎn)化，而英威騰DA300驅(qū)動(dòng)器在性能方便特別是響應(yīng)速度、參數(shù)統(tǒng)一性都具有一定優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)應(yīng)用上，廣受客戶認(rèn)可。