通过优化贴片技术以克服机械挑战

（文章来源：中国工控网）
一家业界领先的半导体设备供应商，专业从事亚微米级的贴片设备制造及翻新。他们凭借柔性的多片贴装技术成为该领域的佼佼者。该公司开发了一款全自动的贴片机，能够从晶圆片中分拣出芯片，然后以极高的精度和速度进行贴装。这款机器采用一个xy龙门工作平台，14个轴均由elmo驱动器来驱动，为设备的运动控制提供至关重要和无与伦比的性能。platinum maestro运动控制器作为主控制器，协调控制了所有轴的运动。
贴片机是自动化设备，半导体工厂用它将分立的芯片贴装在一起。在这一工艺过程中，以龙门架构为基础的系统，装入晶圆，抓取芯片，并将它们贴放在最终位置。
elmo的创新型方案，不仅解决了系统中许多现有的运动控制难点，还极大提升了性能。一个典型案例是气浮龙门系统，带一个xy工作平台，平台的作用是稳定机械结构和提供直线运动。气浮系统采用一层薄薄的空气替代了工作台的机械接触，以避免摩擦和抖动。
如果要求运动系统在极高的加减速条件下达到极高的精度，那幺摩擦力可以忽略不计的平台就变得更有价值。尽管如此，当这样的一个系统在紧急制动时会带来挑战，因为sto功能不会让一个摩擦力近乎为零的系统马上停下来。elmo可以在驱动器层使用动态制动功能来解决这一问题，即在驱动器内部短路电机叁相来达到制动的目的。电机制动过程中产生的再生能量由elmo驱动器存储并最后消耗掉。
研发在洁净室中运行的半导体设备时，需要确保半导体设备不会在运行时向空气中释放粒子，污染洁净室，这一点非常重要。而在龙门系统中，工作台的平行度和线性度不总是那幺理想，这会导致两个电机同步运行时产生偏差，再加上不均匀负载的影响，可能会造成单边负载磨损严重。这种摩损会向空气中释放粒子，污染洁净室。
使用elmo的easii 软件及其高级的误差补偿功能，将会完全避免这种情况。easii 软件可以帮助用户创建一个同步误差补偿表格，可以动态补偿龙门同步偏差。经过误差补偿，龙门双驱运动时刻保持同步和平滑，从而极大地减少电机的内部摩擦和空气中的杂质。
elmo的platinum maestro运动控制器作为主控制器，协调14轴在系统中的运动。maestro多种编程方式使用户编写的c++程序，既可以在maestro上运行，也可以在32位的pc上运行。编程方式切换通过简单操作即可实现，非常灵活，而且容易调试。所有14轴通过ethercat总线以1毫秒的循环时间进行同步，同时支持第叁方设备。这家公司自己开发了基于udp的通信协议，elmo的platinum maestro运动控制器采用同样的协议来和主机进行通信。
z轴安装在龙门架上，当设备抓取和放置芯片时，z轴直接接触芯片。z轴的挑战是双重的：第一重挑战是要有精确的力矩控制，确保接触芯片时不损坏芯片，第二重挑战是位置调整，该系统包含一个相机，z轴位置由相机采集并通过主机发给轴控制器。
轴控制器收到位置信息后实时调整z轴位置。这两个挑战，elmo的解决方案基于“位置环切力矩环”功能。这一功能让z轴动态从位置环切换到力矩环，可以让z轴在精准的位置上限制扭矩大小来抓取芯片。elmo的解决方案极大地缩短了工艺过程的时间，同时提高设备的整体产能。