固晶机和相关知识收集


固晶机的介绍



固晶机是专为芯片高精度贴装工艺设计的设备,主要应用于CB、BX等器件的生产流程中,采用双驱直线电机龙门式结构结合视觉算法软件和运动控制软件,实现贴片精度正负5微米的高性能标准。


image.png



其对运动控制方面的需求主要包括以下几点:

  • 高速高精准运动控制‌:要求轴系重复定位精度达到正负两微米级别,以支持新式双臂同步运行技术,确保设备在高速运作中保持稳定性。3

  • 振动控制算法‌:需集成V型抑振控制、末端振动控制及自适应陷波滤波器,实现全频段振动抑制,保证取晶固晶过程无震动,提升效率和一致性。2

  • 实时控制性能‌:依赖超高速EtherCAT和PC-Based运动控制卡(如MotionRT750),实现极致指令周期低至62.5微秒,缩短单指令耗时并优化银胶点胶等操作的响应速度。4


MotionRT750运动控制内核是正运动技术自主研发的基于x86架构的强实时控制方案,其核心特点及与普通运动控制卡的区别如下:

一、MotionRT750的核心特性

  1. 独占CPU内核架构
    通过专用1-2个CPU核独立处理实时任务(如运动控制、机器视觉、CNC),其余CPU核运行非实时系统任务,实现任务隔离与资源独占12

  2. 超低实时响应
    采用高速共享内存通信,指令周期低至62.5微秒,比传统控制卡快50-100倍,适用于微秒级同步场景(如点胶阀触发)117

  3. 全频振动抑制
    集成V型抑振、自适应陷波滤波等算法,确保高速运动下的稳定性,满足半导体固晶±2μm精度需求217

  4. 跨平台兼容性
    支持Windows/Linux系统,提供C#等开发接口,便于高速交互与二次开发116

二、与普通运动控制卡的区别

维度普通运动控制卡MotionRT750
实时性依赖PCI/PCle通讯,存在μs级延迟46内存共享交互,指令周期62.5μs117
架构基于DSP/FPGA,逻辑与运动耦合47x86多核隔离,实时任务独占CPU12
功能扩展需外接PLC处理逻辑控制68集成软PLC、PSO等高级功能216
开发门槛需C++/C#调用API,依赖PC运行67支持独立运行,提供Basic底层语言616
适用场景中低速设备(如包装机械)78高速高精场景(固晶机、点胶设备)217

三、关键差异技术详解

  1. PSO位置同步输出
    MotionRT750通过HW_PSWITCH2指令实现轨迹全段(加速/匀速/减速)空间同步触发,确保点胶脉冲能量均匀分布;普通控制卡因延迟难以保证动态精度216

  2. 振动控制
    普通卡依赖机械抑振设计,而MotionRT750采用自适应陷波滤波器,实时抵消全频段振动217

  3. 成本与复杂度
    普通卡单价较低但需搭配工控机,综合成本适中;MotionRT750硬件成本高但减少外设依赖,长期维护更优817

应用场景示例‌:半导体固晶机中,MotionRT750通过超高速EtherCAT同步12轴运动,UPH(单位小时产能)提升20%17



普通运动卡是不是做不到+-2u的重复定位精度?这个空竟是对运动卡的要求,还是对伺服系统的要求?



要实现±2μm的重复定位精度,既非普通运动控制卡独立可达成,也非仅依赖伺服系统,而是需要‌整个运动控制系统的高性能协同‌,具体分析如下:


一、普通运动控制卡的精度局限

  1. 实时性不足
    普通脉冲型运动控制卡通过PCI/PCle通讯存在μs级延迟,指令周期多在毫秒级(如1ms)11。±2μm精度需微秒级响应(如62.5μs)以同步多轴动态补偿,普通卡难以满足13

  2. 功能缺失
    普通卡缺乏自适应振动抑制(如陷波滤波)、PSO位置同步输出等算法,无法抵消高速运动中的机械谐振和轨迹偏差312

  3. 架构限制
    基于DSP/FPGA的架构耦合逻辑与运动控制,实时任务易受非实时任务干扰,而±2μm精度需独占CPU核资源隔离处理112

结论‌:普通脉冲卡仅适用于±10μm以上精度场景(如包装机械),无法独立支持±2μm需求1112


二、±2μm精度的系统性要求

±2μm重复定位精度需‌运动控制卡+伺服系统+机械结构‌三重优化:

(1)运动控制卡的核心作用

  • 超低延时控制‌:需EtherCAT总线架构(如MotionRT750)实现≤100μs指令周期,确保高速下的多轴同步112

  • 动态补偿算法‌:集成V型抑振、自适应陷波滤波,抑制全频段机械振动13

  • 精密轨迹规划‌:支持PSO空间同步输出,保证点胶/固晶的轨迹一致性1

(2)伺服系统的关键支撑

  • 高分辨率反馈‌:需23位以上编码器(理论分辨率0.015角秒)及高速信号处理技术10

  • 电机电磁优化‌:永磁电机需斜槽设计抑制齿槽转矩,磁链温度补偿减少热漂移10

  • 控制算法升级‌:自适应模糊PID+前馈补偿,降低加减速阶段的位置超调10

(3)机械精度的基础约束

  • 传动刚性‌:反向间隙需≤±2μm(预紧滚珠丝杠/直线电机)59

  • 结构稳定性‌:热变形需控制(钢铁材料1℃温差致10μm/m形变)10

  • 测量反馈‌:闭环系统需负载端光栅尺(分辨率≤0.1μm)直接检测末端位置9


三、典型实现方案对比

组件普通运动控制卡方案±2μm精度方案
控制卡脉冲型PCI卡基于EtherCAT的PC控制卡(如MotionRT750)
延时1ms级≤100μs
伺服反馈17位编码器23位编码器+负载端光栅尺
机械传动普通滚珠丝杠(间隙5μm)预紧丝杠/直线电机(间隙≤2μm)
振动控制自适应陷波滤波+V型抑振
可达精度±10μm±2μm‌(需全系统匹配)

四、总结:系统协同是核心

±2μm重复定位精度是‌运动控制卡、伺服系统、机械结构共同作用的结果‌:

  1. 运动控制卡‌提供算法基础和实时控制能力(必要非充分条件)112

  2. 伺服系统‌需高分辨率反馈与动态补偿(消除电磁/温度扰动)10

  3. 机械精度‌是底层天花板(传动间隙、刚性不足无法通过控制弥补)59

脱离精密机械和伺服的高端运动控制卡,或脱离高速控制卡的精密伺服,均无法独立实现±2μm精度910



引用资料:

头像
5微米高精度固晶设备,双区电机与视觉算法完美配合
-
无名指的心愿
头像
新时达运动控制案例展示【半导体行业-固晶机】辛格林纳伺服系统
-
新时达
头像
双头固晶机应用解决方案
-
哔哩哔哩
头像
高速半导体固晶机应用,超高速EtherCAT,实时运动控制卡
-
度小视
头像
新时达光伏设备行业IC、LED固晶应用案例
-
新时达
头像
新时达半导体行业IC/LED固晶应用案例
-
哔哩哔哩
头像
GKG固晶机助力高端领域,精准技术推动行业飞速发展
-
永荣来科普
头像
《固晶机原理与应用详解》
-
百度文库
头像
固晶机是做什么的
-
设备先驱
头像
GKG S20固晶机,产能翻倍,稼动率提升秘诀大揭秘!
-
乐食琪
头像
miniled固晶机
-
哔哩哔哩
头像
万颗灯珠的“精准舞蹈”!IC直线电机助力Mini-LED固晶机C位“出道”
-
新浪财经
头像
LED固晶机
-
百度百科
头像
固晶机运动控制方案,深圳市人通智能科技有限公司
-
www.rentongitl.com
头像
半导体LED固晶机视觉和运动控制解决方案
-
中华工控网



本文出自勇哥的网站《少有人走的路》wwww.skcircle.com,转载请注明出处!讨论可扫码加群:
本帖最后由 勇哥,很想停止 于 2025-08-16 08:47:23 编辑

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

会员中心
搜索
«    2025年8月    »
123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
网站分类
标签列表
最新留言
    热门文章 | 热评文章 | 随机文章
文章归档
友情链接
  • 订阅本站的 RSS 2.0 新闻聚合
  • 扫描加本站机器视觉QQ群,验证答案为:halcon勇哥的机器视觉
  • 点击查阅微信群二维码
  • 扫描加勇哥的非标自动化群,验证答案:C#/C++/VB勇哥的非标自动化群
  • 扫描加站长微信:站长微信:abc496103864
  • 扫描加站长QQ:
  • 扫描赞赏本站:
  • 留言板:

Powered By Z-BlogPHP 1.7.2

Copyright Your skcircle.com Rights Reserved.

鄂ICP备18008319号


站长QQ:496103864 微信:abc496103864