2024年4月28日发(作者：)

计算

机测

量与控制

2021

29(5)

・

116

・

文章编号

：

1671

-

4598(2021

)

05

-

0116

-06

Computer

Measurement

&

Control

DOI

：

10.16526/.11

—

4762/tp.2021.

05.023

中图分类号:

TP510.

8060

控制技术

文献标识码:

A

基于

ACS

运动控制的

LED晶片分选系统设计

张永昊

，

宋华军

，

武田凯

，

韩旭

（

中国石油大学

（

华东

）

海洋与空间信息学院

，

山东青岛

266580

）

摘要

：

为了提高

LED

晶片分选机的分选速度和精度

，

设计了基于

IPC+ACS

运动控制的

LED

晶片分选系统

；

分析了晶片分

选过程直线电机定位、

直驱电机旋转以及音圈电机拾取三部分的时序

，

并结合电机性能分别规划了

3

类电机的定位时间

；

以直驱

电机为例分析了在

SPiiPlus

MMI

软件环境中调试电机电流环

、

速度环和位置环以及频域稳定性的过程

，

并最终给出

3

类电机的

定位时间和定位误差

；

设计了吸嘴和顶针接触式剥离拾取晶片的方案

，

利用

ACSPL

+

语言编写拾取动作的程序

，

并在速度环和

位置环曲线中加以验证

；

在

ZKMY

—

P10

型号的分选机分选平台进行了连续分选测试

，

实验结果表明

，

分选机的

X/Y

轴定位精

度为

士

0.5mil

,

晶片分选的平均速度为

125

ms/

片

。

关键词

：

晶片分选

；

ACS

运动控制；

SPiiPlus

MMI

；

LED

分选机

LED

Chip

Sorting

System

Design

Based

on

ACS

Motion

Control

Zhang

Yonghao

,

Song

Huajun

,

Wu

Tiankai

,

Han

Xu

(School

of

Ocean

and

Spatial

Information

,

China

University

of

Petroleum,

Qingdao

266580

,

China)

Abstract

:

In

order

to

improve

the

sorting

speed

and

accuracy

of

the

LED

chip

sorting

machine

,

an

LED

chip

sorting

system

based

onIPC+ACS

motioncontrolisdesigned

Thepositioningofthelinearmotor

，

therotationofthedirectdrivemotorandthevoicecoil

motorpicksupthetimingofthethreeparts

，

andcombinesthemotorperformancetoplanthepositioningtimeofthethreetypesof

motors.

Taking

the

direct

drive

motor

as

an

example

,

the

debugging

of

the

motor

current

loop

,

speed

loop,

position

loop

and

frequen

­

cy

in

the

SPiiPlus

MMI

software

environment

is

given.

The

process

of

domain

stability

verification

,

and

finally

the

debugging

results

ofthethreetypesofmotorsaregiven

Aplanforpickingupthechipbycontactpeelingofthesuctionnozzleandthimbleisdesigned

，

andthepickingactionprogramiswri

t

eninACSPL+languageandverifiedonthespeedandpositioncurve

Thecontinuoussorting

test

was

carried

out

on

the

sorting

platform

of

the

ZKMY

一

P10

type

sorter.

The

experimental

results

show

that

the

X/Y

axis

positio-

ningaccuracyofthesorteris

士

0

5

mil

，

andtheaveragespeedofchipsortingis125ms

/

piece

Keywords

：

chip

sorting

；

ACS

motion

control

；

SPiiPlus

MMI

；

LED

sorting

machine

o

引言

随着半导体技术的飞速发展

，

全球的

LED

行业已经进

入一个新时代

，

LED

以其省电

、

寿命长

、

响应速度快等优

高精度控制的主要有美国的

PMAC

,

英国的

Trio

、

以色列

的

ACS

等，

价格都比较昂贵

［

］

。

国内研发的

LED

分选设备

大多采用

IPC+

PMAC

运动控制卡的运动控制方案

，

其中

点

，

已经广泛应用于信号灯

、显示屏、

舞台灯等领域

。

随

着

LED

市场的迅速发展

，

LED

检测和分选设备的需求量越

工控机作为上位机

，

PMAC

运动控制卡作为下位机

，

二者

通过

PCI

总线通讯

，

在

PEWIN32

软件中设置电机的相关参

数

m

。

近年来

ACS

运动控制系统发展迅速

，

基于

ACS

控制

来越大

，

对设备分选速度和精度的要求也越来越高

「

⑴

。

国

际方面

，

台湾威控自动化

、

荷兰

ASM

等公司在

LED

分选

机技术研发上比较先进

，

但是公司已经将设备模块化

，

在

器的双驱龙门平台定位精度可达

1

微米

，

强大的

ServoBoost

算法极大地提高了定位精度并缩短了定位时间

。

此外

，

运

动控制卡

SPiiPlus

SC

可以嵌入在

Windows

操作系统的一个

内核中闪

,

无需复杂的硬件连线

。

因此

ACS

运动控制方案

软硬件方面有严格的保密制度

，

使得技术很难被复制

⑵

。

国内方面

，

广东志成华科光电有限公司

、

常州谱微光电有

已经被广泛应用于如晶圆切割

、

晶片检测等半导体行业

［

］

。

在现有硬件条件下

，

分选动作时序的配合对分选的速

限公司等也正在研发分选机设备

⑶

，但是在速度和精度方

面和国外先进设备还是有一定差距

。

因此目前国内使用的

LED

分选机全部依赖进口

。

LED

分选设备的核心技术主要包括机器视觉技术和运

度有重要作用

。

分选动作主要包括工作台定位

，

机械臂旋

转和晶片拾取三步

，

前两步的速度和精度主要由电机性能

决定

，

晶片拾取方案对分选的周期和准确度有重要作用

。

动控制技术

。

目前国际上运动控制系统种类繁多

，

应用于

收稿日期

：

2020

-

10

-

29

；

修回日期

：

2020

-

11

-

19

.

晶片拾取

（

又叫晶片剥离

）

过程主要依靠顶针上顶和吸嘴

基金项目：

中央高校基本科研业务费专项资金

（18CX02109A

）

；

电子测试技术重点实验室开放基金项目

（

64

）。

作者简介

：

张永昊

（

1996

-

）

,

男

，

山东潍坊人

，

硕士研究生

，

主要从事高性能硬件系统设计以及运动控制等方向的研究

。

通讯作者

：

宋华军

（

1978

-

）

,

男

，

山东威海人

，

博士

，

副教授

，

主要从事高性能硬件系统设计以及无线通信

，

实时目标跟踪等方向的研究

。

引用格式

：

张永昊

，

宋华军

，

武田凯

，

等

.

基于

ACS

运动控制的

LED

晶片分选系统设计

［

］

.

计算机测量与控制

，

2021,29

（

5

）

116

-

121.

投稿网址

：

www.

jsjclykz.

com

第

5

期

张永昊

，

等

：

基于

ACS

运动控制的

LED

晶片分选系统设计

・

117

・

真空吸附协同完成

，

根据顶针和吸嘴的动作逻辑不同

，

又

分为接触式和非接触式剥离血

。

非接触式剥离对真空转换

装置以及对拾取时电机的位置参数要求较高

，

用户校准参

数时难度较大

，

并且容易造成分选晶片歪斜

。

本文设计了

顶起和真空剥离相结合的接触式剥离方案

。

1

系统总体结构

LED

分选机主要包括视觉系统和运动控制系统两部分

,

整体结构如图

1

所示

。

系统采用

IPC

+

ACS

的运动控制方

案

，

IPC

工控机一路连接视觉系统

（CCD

相机和图像采集

图

2

ZKMY

—

P10

分选机分选平台

卡

）

,

另一路连接运动控制系统

（

运动控制卡和电机驱动

器

）

。运动控制卡

SPiiPlus

SC

嵌入在多核

CPU

的一个内核

中

，

通过共享

TCP/IP

以及虚拟内存的方式和主机通讯

。

主

7

mi

倒

160

mil

*

160

mil

。

通常一片硅圆片上包含多个等级

的

LED

晶片

，

数量多达几千至数万个

LED

晶片

。

分选机分

机通过

Ethernet

网口级联包含多个电机驱动器的

EtherCAT

选晶片的实质是将晶片供给区

（

称为

Wafer

区域

）

中相同

串行运动网络

。

整个系统有

6

个驱动器以及

15

个电机

，

其

中直线电机

、

音圈电机和直驱电机精度较高

，

用于分选过

等级的晶片按照一定顺序分选至晶片摆放区

*

［

1

］

（

称为

Bin

区域）

,

如图

3

所示

。

180°

往复运动

程

；

步进电机

、

直流电机和伺服电机精度较低

，用于装卸

载盘片

。

2

实验平台介绍

ZKMY

—

P10

型号的

LED

分选机分选平台的模型图如

图

2

所示。

实验平台包含两路

CCD

相机和

8

个电机

，

其中

两个

CCD

相机分别位于

Wafer

台和

Bin

台正上方

，

负责待

分选晶片的扫描和定位以及摆放晶片位置的检测

：

9

］

；

Wafer

台和

Bin

台

（

4

个直线电机

）

、

摆臂

（

直驱电机

）

以及吸嘴

和推顶器

（

3

个音圈电机

）

负责晶片分选

。

其中

CCD

相机

帧频为

120

帧

/s

,

SPiiPlus

运动控制卡的伺服周期为

500

“

,

图

3

晶片分选示意图

直线电机和音圈电机的光栅数字编码器精度为

2

M

m

,

直驱

电机的

Sin

—

Cos

模拟量编码器精度为万分之一度

，

硬件实

验平台的保证了晶片分选的速度和精度

。

LED

晶片分选过程主要包括工作台定位

、

摆臂电机旋

转

、

晶片拾取和摆放三部分

，

分选流程主要包括四步

，

如

图

4

所示

。

1

）

摆臂旋转到分拣位置并且吸嘴下落，

吸嘴

1

分拣

,

3

LED

晶片分选方案设计

3.1

晶片分选流程

吸嘴

2

摆放

；

2

）

吸嘴抬起，

吸嘴

1

吸附晶片

，

吸嘴

2

空

，

工作台移动

；

3

）

摆臂旋

转

到

摆

放

位

置

并

且

吸

嘴

下

落

，

吸

嘴

2

分

拣

，

生产不同特性参数和不同功率的晶片

，

切割晶片的尺

寸也会有所不同

［

0

］

,

LED

晶片的尺寸范围大约为

6

mil*

Wafer

盘

步进电机

吸嘴

1

摆放

；

伺服电机

直线电机

直驱电机

音圈电机

直流电机

（

分拣盘

）

4

）吸嘴抬起

，

吸嘴

2

吸附晶片

，

吸

|嘴

1

空

，

工作台移动

。

3.2

晶片拾取方案设计

分选过程吸嘴和顶针的位置以及拾

|取动作如图

5

所示

。

顶针的初始高度位

运动控制系统

EtherCAT

从站

EC1

—

J

于晶片正下方约

1.5

mm

；

紧贴晶片下表

］

面顶起晶片的位置是预备高度

；

使晶片

|脱离蓝膜的位置是刺破高度

。

摆臂移动

EtherCAT

EtherCAT

NET

OUT

EtherCAT

NET

OUT

EtherCAT

EtherCAT

EtherCAT

NET

OUT

EtherCAT

NET

IN

NET

OUT

EtherCAT

NET

IN

NET

OUT

EtherCAT

NET

IN

ACS

Motion

Driver

NET

OUT

EtherCAT

NET

IN

丨过程中吸嘴所在的位置是吸嘴的初始位

EtherCAT

NET IN

EtherCAT

NET

IN

|置

，

距离晶片约

2

〜

3

mm

；

吸嘴压紧晶

:片的位置是分拣位置

，

初始位置下方约

mm

是吸嘴

的

预备位置

。

ACS

Motion

Driver

UDMLc40024N010

ACS

Motion

Controller

PDMnt

ACS

Motion

Controller

PDMnt

ACS

Motion

Driver

ACS

Motion

Driver

UDMPm2007N0NlN

音圈电机驱动器

步进电机驱动器

伺服电机驱动器摆臂直驱电机驱动器直线电机驱动器

UDMPml007N0NlN

UDMPm2007N0NlN

直线电机驱动器

晶片拾取过程主要分为

4

个步骤

：

1

）

吸嘴和顶针到达初始位

；

2

）

吸嘴下降至分拣位置

，

顶针上升

图

1

系统结构及原理

投稿网址

:

www

.

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com

・

118

・

二

者

謀

上

黑

吸

附

芯

片

计算机测量与控制

第

29

卷

为定位工作台

（WorkTable

）

、

摆臂电机

（

Arm

）

、

吸嘴

2

吸嘴

2

分拣

吸嘴

2

摆臂

吸嘴

1

摆放

（

BH2

）

、

吸嘴

1

（

BH1

）、

顶针

（

Ejector

）

。

料片工作台

e

硅片工作台料片工作台

设单片分选的周期为

T

sa

，

电机高频运动时间为

T

m

^

，

分许辅助时间包括气路转换以及其他动作时间为

犜

。

皿

，

三

推顶器

③

者满足公式

（1

）

：

T

Total

=

T

Move

+

T

Ot

her

二

者

趟

上

聲

吸

附

芯

片

吸嘴

1

分拣

摆臂

吸嘴

2

摆放

（

1

）

吸嘴

2

摆臂

吸嘴

1

在式

（

1

）

中

，

电机高频运动时间

T

mw

包括摆臂

、

两个

工作台和吸嘴

顶 针

的

运

动

三

部

分

。

摆

臂

和

工

作

台

电

机

可

以

了

硅片工祜台料片工作台

硅片工作台

推顶器

①

料片工作台

④

同时运动

，

摆臂在旋转过程中为不允许吸嘴电机运动

。

设

硅片工作台的定位时间为

T

s

料片工作台为

t

B

s

,

摆臂电

机为

T

狊

,

它们各自的运动时间和整定时间分别为硅片工作

图

4

晶片分选流程

台

T

犵

和

T

：

,

料片工作台

犜

狆

和

犜

狆

，

摆臂电机匚和

犜

犪

。

由

；

定位时间等于运动时间和整定时间之和,

:可得公式

（

2

）

〜

（

4

）

。

|顶（

刺破高度.

團预备高度

・

s

沏•蓝膜

1

；

1.

顶针

、

吸嘴

2

.吸嘴和顶针

T

b

s

=

T

p

+

犜

狆

T

W

s

=

T

g

+

T

：

T

犃

=

犜

犪

+

犜

犪

（

2

）

（

3

）

（

4

）

顶针帽

3.

吸嘴顶针

3.

吸嘴上升

由于两个工作台可以同时运动

，

所以

'

T

w

s

和

T

b

s

之中的最大值即为高频运动系统

I

到达初始位置

夹紧晶片

同时上升

顶针下落

图

5

晶片拾取动作

工作台部分的运行时间，

设为

犜

丁犫

」

犲,

则满足公式

（

5

）

。

设

3

个音圈电机的动作时

到预备高度

，

吸嘴和顶针夹紧晶片

；

3

）

吸嘴顶针同时上升

（

顶针刺破蓝膜

）

；

4

）

吸嘴上升

，

顶针下降

。

间为

T

c

，

顶针上升和下降的定位时间分别

为

八

问和

犜

犈犇狑狀

,

吸嘴上升和下降的定位时间为

T

b

HU

p

和

T

bhd

狑狀

。

由于顶针上升和吸嘴下降同时进行

，

顶针下落和

根据

3.1

小节分选流程可知

，

晶片分选是在顶针和吸

嘴的协同作用下完成的

，

吸嘴

、

顶针夹紧晶片同时上升使

吸嘴上升同时进行

，

音圈电机动作时间

T

V

c

满足公式

（

6

）

—

BqndHead

卜

-Ejector

晶片脱离蓝膜是拾取成功关键

。

系统设定顶针的加速度大

于吸嘴

，

这样能保证二者同时上升拾取晶片时吸嘴和晶片

不发生滑落和位移

［

2

］

,进而能准确拾取

。

将拾取过程利用

ACSPL

+

语言编写电机动作逻辑

，

并

调试好电机的

性

能

，

观

察

吸 嘴

和

顶

针

的

反

馈

速

度

和

位

置

曲

线

,

如图

6

所示

。

图

（

a

）

中实线和虚线曲线分别代表吸嘴

（

BondHead

）

和顶针

（

Ejector

）

的反馈位置，

图

（

b

）

中实

(

4

u

n

o

s

U

O

I

4

}

:

s

o

d

上

。

e

q

p

工

①

①

线和虚线曲线分

别

代

表

吸

嘴

和

顶 针

的

反

馈

速

度

，

两

图

中

A

—

E

阶段分别对应不同的运动过程

：

A

—

B

段吸嘴运动到分

200

250

300

350

400

450

500

Sample

Time(0.

1ms)

550

600

拣位置

，

顶针运动到预备高度

，

吸嘴和顶针夹紧晶片

；

B

—

C

段二者到位

，

误差整定

；

C

—

D

段二者同时上升

，

顶针到

(a)

吸嘴顶针位置曲线

X10

5

The

Feedback Velocity

of

BondHead

and

Ejector

刺破高度

；

D

—

E

段顶针下落吸嘴上升

；

E

—

F

段吸嘴吸附

晶片

，

吸嘴和顶针分别运动到初始位置

。

3.3

晶片分选周期分析

(

S

A

U

n

o

s

I

A

4

0

e

q

p

①

LED

晶片分选机的分选周期主要是由直线电机

、

摆臂

电机

、音圈电机的定位时间以及真空气压转换时间四部分

①

①

工

决定

。

其中真空气压转换时间是由真空气压转换装置的性

5

-

100

1

•

150

能决定的

，

电机高频运动的定位精度和定位时间

［

3

］

是由运

动控制系统的

性

能

和

分

选

方

案

决

定

的

。

电

机

的

定

位

时

间

包

括运动时间和整定时间

［

4

］

两部分

。

本系统设计的分选过程

8

个电机联动的运动逻辑时序图如图

7

所示

，

从上到下分别

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com

200

250

300

350

400

Sample

Time

(0.

1ms)

450

500

(b)

吸嘴顶针速度曲线

图

6

吸嘴顶针的速度和位置环

第

5

期

张永昊

，

等

：

基于

ACS

运动控制的

LED

晶片分选系统设计

・

119

・

重要体现

。

设定好电机运动模型参数

，

在

Scope

图中追踪

PE

（

Position

Error

,

位置误差

）

、

Feedback

Velocity

（

反馈

速度

）

、

Feedback

Position

（

反馈位置

）

和

MST

（电机到

位

）

4

个变量

。

不断调节

SLPKP

（

位置增益

）

、

SLVKP

（

速

度增益

）

、

SLVKI

（

积分增益

）

、

SLSOF

（

低通滤波器

）

、

SLAFF

（

加速度前馈

）

使反馈速度不出现很大震荡，

稳态

位置误差不超过设置的允许误差

。

最终调试的电机的反馈位置一误差曲线如图

9

所示

。

从图

9

（

a

）

中得出

，

反馈位置

H

—

F

段电机运动时间为

71

ms

,

而

MST

曲线显示

D

—

E

段的实际定位时间为

84

ms

,

二者的差值

13

ms

为整定时间

。

反馈位置曲线

G

—

H

段电

机停留时间为

125

ms

,

而实际检测到的到位停留时间

C

—

D

为段

85

ms

,

这说明电机在加速运动以及减速停止时有较大

Feedback

Velocity

Position-Error

Curve

图

7

电机运动时序图

所以整个运动系统的运动时间满足公式

（

7

）

。

T

Ta

犾

_

Move

=

max(T

Ws

,

T

b

)

犜

犕狏犲

=

max

（

T

b

s

,

T

w

s

,

犜

狊

）

(

5

)

（

7

）

T

Vc

=

ma.x

（

T

EjUp

,

犜

犅

HDozvn

）

+

max

（T

ED°

狑"

,

T

bhu

）

（

6

）

综上分分析

，

LED

晶片分选机分选晶片的周期主要由

电机的定位时间决定

。

4

电机性能调试

分选过程涉及到

3

种类型

8

个电机

，

本节以摆臂电机为

例

，

给出电机

性

能

的

调

试

过

程

，

主

要

包

括

电

机

的

3

环

（

电

-O.

2

L

O

100

200

300

400

500

Time

(ms)

（

a

）

反馈位置-位置误差曲线

2

Feedback

Position-Error

Curve

O.

流环

、

位置环

、

速度环

）

控制以及开环

FRF

频域稳定性验

证

，

结果如下

。

1

）

电流环

：

Feedbackvelocity

PositionError

①

/MST

8

o.

-O.

-O.

根据控制系

统

的

3

环

控

制

原

理

，

电

流

环

的

响

应

速

度

是

最快的

，

因此首先调整电流环

。

电流环能保证电机以较快

的速度响应参考

速

度

，

又

不

至

于

产

生

过

流

现

象

对

设

备

造

成

损坏

［

5

］

。

调节电流环积分增益

（

SLIKI

）

和电流环比例增益

（

SLIKP

）

使得实际电流响应曲线无限逼近于参考曲线

，

调

A

B

(

p

l

o

r

H

U

O

E

S

O

d

圏

團专

1

D

止

Time

（

ms

）

|X:328

I

-

试结果如图

8

所示

。

从图中可以看出

，

实际响应曲线未超

调且逼近于参考曲线

。

4

Arm

Motor

Current

Loop

Tuning

0.015

0.010

tuo

①

（

b

）

反馈速度-位置误差曲线

Position

Error

Curve

-16OOO

400

00

2

o

o

o

①

0

①

p

l

o

r

q

u

o

m

s

o

d

」

00

2

o

a

a

o

e

H

p

e

00

50

100

150

200

250

300

350

Time

(ms)

400

450

一

4o

①

工

-6000

图

8

摆臂电机的电流环

Time

（

ms

）

（

c

）

反馈速度-位置误差局部放大图

2

）

速度环和位置环

：

速度环和位置环是电机速度控制和定位误差准确性的

投稿网址

：

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图

9

摆臂

电机的

速度

环和位

置环

・

120

・

计算机测量与控制

第

29

卷

电机的反馈速度一位置误差曲线如图

9

(b

)

所示

，

从

图中可以看出

电

机

的

运

动

模

型

为

三

角

形

模

型

，

反

馈

速

度

曲

线较为平滑且没有很明显的震荡

，

速度最大值

F

点

5

450

deg/s

。

MST

曲线上

B

—

C

段和

D

—

E

段定位时间均为

85

ms

左右

。

C

—

D

段电机定位完成

，

有稳态误差

，

C

—

D

段电

大约

13

000

片晶片进行连续分选测试

，

在实验过程中利用

软件系统统计平均分选时间

，

并通过摆放盘的晶片摆放情

况统计晶片漏检数量

，

最终的测试结果如表

2

所示

。

从表格中数

据

可

得

，

测

试

不

同

数

量

分

选

的

平

均

时

间

维

持在

130

ms

以内

，

分选的漏检率维持在为

1%o

左右

。

在同

机定位完成后的误差曲线局部放大如图

9

(c

)

所示

，

K

点

稳态误差最大为

27

角秒

(

1°

=

3

600

角秒

)

，

并在

10

ms

后

一片硅圆片上相同等级的晶片物理位置基本是连续的

，

当

测试数量较少时

，

硅片工作台单次移动的距离基本都是相

误差趋于稳定并维持在

10

角秒以内

。

3

)

FRF

频域稳定性验证

：

邻晶片的间隔

，

此时工作台移动时间小于摆臂运动时间

,

因此平均分

选

时

间

小

；

当

测

试

数

量

较

多

时

，

硅

片

工

作

台

单

系统开环传递函数的

Bode

图如图

10

所示

，

上图是幅

频特性曲线

，

下图是相频特性曲线

。

从图中可得

，

在

0dB

次移动的

距

离

变

大

，

当

工

作

台

移

动

时

间

大

于

摆

臂

时

间

时

，

单次分选时间边长

，

因此平均分选时间会比测试数量少的

穿越点

(

A

点

)

的相位裕度为

32.1°,

在

一

180°

穿越点

(

B

点

)

的幅值裕度

15.6dB

。

在截止频率为

98.7

Hz

时

，

相位

裕度大于

30°

从相位图中可以看出在

0〜

30

Hz

的低频段

时候略长

，

维持在

130

ms

之内

。

表

2

连续分选测试结果

晶片规格

测试

17

*

34mil

10

*

20mil

内摆臂电机有较高的增益

，

因此摆臂电机的参数满足系统

试验

次数

10

10

平均

时间

123

125

漏检率

(%0

)

平均

时间

121

122

漏检率

(%0

)

数量

50

100

0

0

0

0.

63

0.

63

2.

12

2.

50

0.

50

200

300

500

8

123

129

124

1.

25

2.

12

0.

80

0.

70

124

6

5

125

124

127

129

1000

2000

3

2

125

130

1.

00

1.

25

国内使用较多的

LED

分选机的速度和定位精度如表

3

所示

［

6

］

。

ASM

的

MS100plus

型号分选机在速度方面还是有

显著的优势

，

跟国内的现有的设备相比

，

ZKMY

—

P10

分选

机的平均分选速度略低但是有更高的定位精度

，

这对未来

以上以摆臂电机为例给出了电机

3

环调试以及频域稳

分选尺寸更小的

Mini

LED

晶片更有优势

。

表

3

不同型号

LED

分选机的指标

设备厂商

定性验证的过程

，

其

它

7

个

电

机

的

调

试

过

程

和

上

述

过

程

类

似

，

在此不再赘述

，

最终调试结果如表

3

所示

。

表

1

电机的运动时间和定位误差调试结果

电机

设备型号

DB

—

8002S

分选速度

/ms

350

定位精度

/mil

士

2.

8

中电

45

所

威控自动化

宇强光电

ASM

LS

—

368D

120

100

士

1.

0

士

1.

5

士

1.

5

士

0.

5

定位时间

/ms

30

25

定位误差

30

Count

30

Count

HS

—

200

吸嘴

12

推顶器

MS100plus

ZKMY

—

P10

85

125

ZKMY

硅片

&

料片台

X

硅片

&

料片台

Y

40

35

85

25

Count

20

Count

30

角秒

摆臂

6

结束语

本文介绍了

ZKMY

—

P10

型号分选机的结构和分选实

说明

：

1

Count

=0.5

y

m

1°=

3

600

角秒

验平台

，

分析了晶片分选流程

，

结合现有硬件条件设计了

经测试

ZKMY

—

P10

型号

LED

分拣机设备的真空气压

分选过程各部分的运动时间和运动时序并在

SPiiPlus

MMI

软件中调试电机的性能参数

。

设计了吸嘴和顶针接触式剥

离拾取晶片的方案并利用

ACSPL

+

语言编写

8

个电机联动

转换时间大约为

10

ms

,

根据

3.

3

小节运动时序分析的公式

(1

)

和公式

(7

)

以及表

1

中电机运动时间的调试结果计算

出单片分拣的周期在

125

〜

130

ms

左右

。

的运动逻辑代码

。

在基于

ZKMY

—

P10

型号的分选机实验

平台下进行两种不同规格大小晶片的连续分选实验测试

。

实

验结果

表明

，

ZKMY

—

P10

型

号分选机的

分选

速度

和

5

连续分选测试结果

系统设计了两组实验

，

分别对

17

兴

34

mil

和

10

兴

20

mil

两种不同大小的

晶

片

进

行

7

组 连

续

分

选

测

试

。

实

验

选

取

了

定位精度和国内现有的设备基本持平

，虽然比国际上现有

主流的

ASM

分选机的分选速度低

，但是在定位精度上更有

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第

5

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121

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因此

，

ZKMY

—

P1

0

型号分选机进一步的研发对目前

国内半导体分拣设备研发和工业化具有重要意义

。

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