一、引言

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

圖1：固晶機系統控制圖

二、固晶機的工作原理以及工作特點(diǎn)

1、設備整體介紹

本文僅以英威騰DA300驅動(dòng)器在某固晶機廠(chǎng)家應用為例進(jìn)行介紹，如圖2所示， 整個(gè)機器分為兩邊，左半邊和右半邊完全對稱(chēng)相同，其實(shí)就是相當于兩個(gè)固晶機組成的一個(gè)大的固晶機，互相不干擾。從左往右分別為取晶臺、固晶臺。目前一般的機器中會(huì )在取晶臺和固晶臺使用英威騰DA300，每個(gè)臺都有X軸Y軸，所以一臺固晶機會(huì )用到8臺DA300驅動(dòng)器。

        圖2：固晶機的結構簡(jiǎn)圖

2、工作原理

整個(gè)過(guò)程是取晶臺、固晶臺、擺臂、點(diǎn)膠機構、視覺(jué)檢測等互相配合完成的，如圖3為固晶機的俯視結構圖。由上料機構把PCB板傳送到工作臺卡具上固晶臺的工作位置，先由點(diǎn)膠機構將PCB需要鍵合晶片的位置點(diǎn)膠，然后擺臂從原點(diǎn)位置運動(dòng)到吸取晶片位置，晶片放置在取晶臺的薄膜支撐的擴張器晶片盤(pán)上，擺臂到位后吸嘴向下運動(dòng)，頂針向上運動(dòng)頂起晶片，在拾取晶片后擺臂返回原點(diǎn)位置(漏晶檢測位置)，擺臂再從原點(diǎn)位置運動(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(guò)程。當一個(gè)節拍運行完成后，由機器視覺(jué)檢測得到晶片下一個(gè)位置的數據，并把數據傳送給晶片盤(pán)電機，讓電機走完相應的距離后使下一個(gè)晶片到對準的拾取晶片位置。PCB板的點(diǎn)膠鍵合位置也是同樣的過(guò)程，直到PCB板上所有的點(diǎn)膠位置都鍵合好晶片，再由傳送機構把PCB板從工作臺移走，并裝上新的PCB板開(kāi)始新的工作循環(huán)。

圖3：固晶機的俯視結構圖

整個(gè)過(guò)程的速度非?？?，隨著(zhù)多打的板子的孔越小，精度也就要求更高，而且需要足夠穩定?？蛻?hù)一般需要在位置指令發(fā)送給驅動(dòng)器結束時(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

現場(chǎng)的工作臺部分機器背面的電氣柜如圖5。

圖5：部分電氣柜圖

三、功能實(shí)現

英威騰DA300帶直線(xiàn)電機為帶第三方電機，且直線(xiàn)電機的調試與旋轉電機的調試有一些差別。第三方電機是沒(méi)有電機碼直接導入參數的，所以需要手動(dòng)輸入電機參數。

1、 首先打開(kāi)SeevoPlorer軟件，用戶(hù)權限選擇開(kāi)發(fā)人員，設置配置表為DA300_Line_1.04，然后查看幫助—關(guān)于，界面的文件顯示為直線(xiàn)電機的配置文件。同時(shí)可以看到R0.00組電機轉速是mm/s。

2、 其次將客戶(hù)給到的電機參數手動(dòng)輸入P8組，下圖6為現場(chǎng)的直線(xiàn)電機參數表格示例。

圖6：電機參數

以下表為P8組的參數。

表1：P8組參數

注意：

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

3、 為了使直線(xiàn)伺服電機的正方向與編碼器的正計數方向一致，需選擇直線(xiàn)伺服電機的相序，在設定直線(xiàn)伺服電機的相序前，需確認以下幾點(diǎn)：

① 用手將電機從行程的一端移動(dòng)到另一端后，使用面板或上位機軟件，通過(guò)監控參數 R0.02[反饋脈沖累積]確認返回的脈沖數是否正確。例如使用的光柵尺分辨率為 1um，試著(zhù)用手將直線(xiàn)伺服電機朝線(xiàn)性編碼器的正計數方向移動(dòng) 1cm，此時(shí)其反饋脈沖數為：1cm/1um=10000 脈沖（注：實(shí)際的監控顯示與移動(dòng)距離之間存在誤差，因此接近上述值就沒(méi)有問(wèn)題）。

② 按照表2設置好參數   

表2：P9組參數

然后將 P9.22 人工角度從 0-180 每 30°增加一次，觀(guān)測電機動(dòng)子的移動(dòng)方向是否對應編碼器計數的正方向，若相反，則任意調換 UVW 中的兩相順序，重新上電后再試，直到電機移動(dòng)的方向與編碼器計數方向一致。注意：必須滿(mǎn)足電機相序與編碼器正序方向一致，如果在未正確連接電機 UVW 三相動(dòng)力線(xiàn)的情況下啟動(dòng)電機，會(huì )導致電機無(wú)法啟動(dòng)或失控，因此請務(wù)必在啟動(dòng)前進(jìn)行確認。

4、 最后進(jìn)行磁極檢測

一般直線(xiàn)電機位置反饋傳感器都沒(méi)有UVW信號，因此在運行前必須進(jìn)行磁極檢測以確定伺服直線(xiàn)電機的電氣角坐標。伺服系統在未正確獲取伺服電機的電氣角之前無(wú)法進(jìn)行正常的運動(dòng)控制，此時(shí)監控參數r0.30系統狀態(tài)會(huì )顯示為2（磁極未確定），上位系統也可通過(guò)IO口伺服準備就緒（/RDY）輸出信號監控伺服狀態(tài)。

有3種方法可以啟動(dòng)伺服檢測，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(xiàn)電機的調試一定要把電機參數輸入正確，保證相序無(wú)問(wèn)題的前提下才能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)測試。

四、結束語(yǔ)

固晶機行業(yè)目前逐漸國產(chǎn)化，而英威騰DA300驅動(dòng)器在性能方便特別是響應速度、參數統一性都具有一定優(yōu)勢，在市場(chǎng)應用上，廣受客戶(hù)認可。