下面介绍一个已经使用了的集成电路芯线焊接机的情况。 集成电路的芯片与引脚之间一般用0.025mm左右的铝线或金线焊接,需在2.5mm间隔内对x一y,平面工作台进行快速精确定位。 芯线焊接机的结构示意图如图9—3所示。
 x一y,工作台由伺服电动机驱动。对于这类伺服电动机的要求,不仅要求反应快、精度高、可靠性高,而且要求体积小、质量轻,也就是比功率密度(单位质量、单位时间的输出功率)要高。由于电动机装在工作台上,电动机本身也是负载的一部分,所以不仅要求电动机质量轻,而且电动机必须在瞬时内能输出较大的转矩。x一y,工作台的移动量由装在低惯性电动机非负载端的pg(光电编码器) 来检测,其方法是将光电编码器的输出脉冲进行计数并转换为相应的位移量。为了减小电动机整体的体积,将光电编码器输出的脉冲列在伺服控制器内进行f/v(频率/电压)变换后进行负反馈。 指令的输入方式与步进电动机基本相同。以正转脉冲列和反转脉冲列的形式输入。改变输入指令脉冲的频率即可改变电动机的转速。根据脉冲的数目可以决定移动量。整个芯线焊接机包括显微镜、电视摄像机、加热温度自动控制器、支架、xy控制器、编码器、焊头、毛细管、屏幕显示和ac伺服驱动控制器。在屏幕显示上可清晰地监视芯线的焊接情况。全部操作都在微机控制下进行。 控制框图如图9—4所示。由微机分别向x轴和y轴伺服控制器发出正转或反 转的脉冲列指令,伺服电动机则在伺服控制器的控制下动作。电动机与滚珠丝杠连 接,带动工作台x轴和y轴移动。为了在短时间内完成精密定位,在控制和设计时要求做到以下几点:
 1)伺服电动机只应在有脉冲指令出现时才转动,并且靠脉冲列指令定位。为了减小整个装置的体积,应将伺服控制器的数字电路部分(位置控制部分)和模拟电路部分(伺服放大部分)合成一体。 2)必须在50ms内实现间隔为2.5ms的定位,不仅要响应快,而且要求加、减速平滑,此外还必须尽量减小机械振动和噪声。数字位置环与模拟位置环之间王切换,应采用伺服钳位,保证振荡范围小于±1个脉冲。 3)当****指令脉冲达到60kp/s时,应具有足够的快速响应,因此应采用分辨率较高的光电编码器,以保证精度达到2.5μs/脉冲和提高生产率。

随着半导体器件制造技术的发展,单位面积内所集成的晶体管的个数越来越多。在1971年,典型的芯片尺寸为大约在9mm2次方左右的面积上,至少集成4000个晶体管,特征尺寸为10μm左右;到1990年,先进的水平已达到100mm2次方面积上能集成6百万个晶体管,而特征尺寸只有0.8μm;而在本世纪初,它采用0.13μm的特征工艺尺寸,集成密度更高。由此可见,未来的芯片集成和封装将是规模更大,技术更复杂,输入与输出的引脚更多。 近几年来,引线接头焊点距离从120μm下降到70μm,甚至更小,这样必将给下一代导线焊接机提出更高的要求,为降低封装费用,必须降低每个针脚的焊接费用,而这只能依靠更快的焊接机,这些都要求采用新型伺服技术,同时实现高速度与高精度定位的伺服控制。 将电子元件自动插入印制电路板的插件机与印制电路板的开孔机,也同样采用x—y工作台定位,需要选择适宜的交流伺服驱动系统。
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