IC封装设备切片机电控系统设计.PDFVIP

1 IC 封装设备切片机电控系统设计 宋佳丽 （长春税务学院计算机系 吉林 长春 130117） 摘要：为了高速、高精度切割半导体晶片，切片机的电控系统要求具备高精度及高稳定度。根据系统设计 指标和可编程控制器（PLC）的特点，选用日本 OMRON 公司的 CS1G 型 PLC 构成主控系统，FC10/400 型高 速电机及其配套变频器构成高速主轴系统，Y、Z轴则用 PD-0535M 型步进电机驱动器驱动步进电机构成开 环控制系统，X轴采用交流伺服电机及增量式编码器构成半闭环系统，θ轴选用美国 Parker 公司 DM1004B 型转台交流伺服电机及 DrvMⅡ型电机驱动器，供电系统采用隔离变压器等方法来屏蔽电磁干扰。通过多 模块运动控制软件协调控制，该系统完全达到了设计要求。 关键词：运动控制；可编程序控制器；集成电路封装；切片机 中图分类号：TP273+.5 文献标识码：B Control system design of wafer incision device for IC encapsulation SONG Jia-li (Changchun College of Taxation, Changchun 130117, P. R. China) Abstract: To incise apace and precisely semiconductor wafer, control system of wafer incision machine must be also high-accuracy and high-stability. Based on design demand and characteristic of programmable logic controller (PLC), a CS1G PLC of OMRON Corporation is selected for main system. A FC10/400 high speed motor and its frequency-converter is selected for high speed rotation system, a PD-0535M stepper motor driver is selected for Y and Z axis, and a AC servo motor is half closed looped by an incremental encoder for X axis. For θ axis, a DM1004B AC servo motor and a DrvMⅡ driver of American Parker Corporation are selected, and the electromagnetic interference of current supply system is shielded by a separate voltage changer. The system’ kinetic control software is design by means of multiple modular programming. So the system attained design demand quite. Key words: Kinetic control; PLC; IC encapsulation; wafer incision device 1 引 言 IC 封装是半导体三大产业之一，其后封装工序主要包括：切片、粘片、金丝球焊、塑 封、检测及包装 [1] 。切片 IC 后封装中的第一道工序，其加工质量将直接影响整个生产线的 产品质量。作为半导体后封装线上的第一道关键设备，切片机的作用是把制作好的晶片（矩 形或棱形）切割成独立单元器件，为下一步单元晶片粘接作好准备 [2][3] 。 为了完成对 3—6 英寸的晶片的切割，切片机要高速、高精度完成一系列运动步骤，将 整个晶片切割成许多的矩形或多边形单元晶片。因此，切片机的电控系统必须是一套高精 度、高稳定度电控系统。 2 电控系统设计 2.1 总体结构及功能要求 切片机总体结构如图 1 所示，工件台采用真空吸附方式固定晶片，与θ轴一体安放在 X 轴运动导轨台上，X 轴导轨带动工件台做往复运动。带动划片刀高速旋转的气浮主轴安 放在 Y 导轨上，依单元晶片的尺寸大小随同 Y 导轨做进给切割运动。Z 轴座在 Y 轴导轨 上，随同 Y 轴运动，Z 轴以杠杆结构方式带动高速主轴上下运动实现划片过程中的抬刀落 刀功能，杠杆的一端为高速主轴，另一端为 Z 轴系统。