【欧姆龙】半导体引线键合设备的应用 | 高端运动控制技术引入，实现设备速度与精度的几何级提升

　　工艺介绍

　　利用高纯度的金线（Au）、铜线（Cu）或铝线（Al）把Pad和Lead通过焊接的方法连接起来。

　　■Pad是芯片上电路的外接点

　　■Lead是Lead frame上的连接点。

　　W/B是封装工艺中最为关键的一部工艺。

　　课题

　　1 超高加速度下，易产生较大偏差

　　由于焊线均为4mm以内的小线段，要快速达到目标速度则需要非常大的加速度。可一旦加速度过快，焊接容易产生偏差，难以确保产品的良品率。

　　2 龙门机构运动控制的不稳定性

　　龙门机构的运动精度，受到电机调谐的精度、龙门运动时的同步精度以及龙门寻零重复的精度等因素影响，可能造成最终动作的精度不足。

　　3 受齿槽力影响，产生跟随误差

　　由于直线电机定子的结构决定，直线电机在运动过程中，会受齿槽力（Cogging Torque）的影响，产生周期性变化的跟随误差。

　　4 需保持恒定压力来焊接芯片

　　解决方案

　   1超高速同步控制，

　　   实现仅μ级的误差范围

　　通过欧姆龙可编程多轴运动控制器CK系列，利用控制器的高性能伺服算法，以及超高扫描周期（16~32K），提高伺服循环的响应频率，实现纳米级的高精度控制。最终，达成XY轴20g，Z轴160g的控制目标，且3至4ms稳定至1μm误差范围。

　 2 独特的交叉解耦控制，

　　确保龙门机构的运动精度

　　通过欧姆龙可编程多轴运动控制器CK系列，独特的交叉解耦控制，保证龙门架在运行中的绝对水平，同时专为龙门设计的回零方式，亦可保证回零后龙门架的绝对水平。

　3 利用迭代自学习算法，

　　完成对齿槽力的补偿

　　一般来说，生成扭矩补偿表即可解决此问题。但齿槽力的测量较为困难。因此，我们利用欧姆龙可编程多轴运动控制器CK系列，自带的迭代自学习算法（Iterative Learning Control），可以对齿槽力进行自动识别，从而完成对齿槽力的补偿，将跟随误差的波动减到最小。

　　4 利用级联算法，实时调节压力

　　控制系统

　　■可编程多轴运动控制器CK系列

　　实现价值

　　XY-Stage性能指标

　　❶XYZ加速度：20g，20g，160g

　　❷稳定时间：2至4ms

　　❸最大跟随误差：15μm

　　龙门机构性能指标

　　❶XYZ加速度：5g，5g，10g

　　❷稳定时间：3至5ms

　　❸最大跟随误差：10μm

　　❹龙门两轴偏差：4μm

　　经营层

　　■为了应对消费者的产品需求多样化和产品生命周期的缩短化，通过将极具创造性的运动控制技术引入到生产现场，实现了设备速度与精度的几何级提升，打造行业Top竞争力。

　　管理层

　　■欧姆龙可编程多轴运动控制器，兼容第三方产品，使客户拥有更多的选择空间，例如选择更为经济的电机与驱动器后，可提高设备价格优势。

　　■运动机构的定位以及检查的速度、精度提升，完全建立在控制系统与程序的优化，无需更改机械结构和运动时间，导入时间更快且成本更低。

　　工程师层

　　■设备速度与精度都得到显著提升，稳定时间3至4ms，误差控制在1μm，且完美保证龙门双驱同步，加速度达到5g。

　　■欧姆龙可编程多轴运动控制器CK系列，内置迭代自学习等多种算法，可直接调用，调试简单，开发周期短。