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SEMICONDUCTOR · 3C ELECTRONICS

高速固晶机
运动控制方案

面向半导体封装与 3C 电子组装领域的 IC 固晶设备运动控制方案,采用恒昱 HY7800 高速点位卡,实现晶元高速精准取放,定位精度 ±20μm,节拍 UPH 稳定提升。

高速固晶机设备图
DEVICE OVERVIEW

设备概述

IC 固晶是半导体封装的关键工序,主要用于将芯片(Die)从晶圆(Wafer)上精确拾取并贴装到基板(Lead Frame / PCB / 基板)上,再通过银胶(Epoxy)、共晶焊接(Eutectic Bonding)或激光焊接等方式固定。固晶机的运动控制系统需要高速、高精地完成 取晶 → 抬起 → 平移 → 对准 → 贴装 的完整动作循环,是整机节拍与良率的核心决定因素。

±20μm
定位精度
≤30ms
单次取放节拍
10000+
配套装机量

固晶机典型运动轴

  • X / Y 水平移动轴(龙门 / 单臂)
  • Z 轴取晶 / 贴装上下
  • Θ 轴晶元角度校正
  • Wafer 进给轴晶圆自动送料
  • 锡膏 / 胶量控制点胶联动
INDUSTRY CHALLENGES

行业面临的挑战

高速固晶机对运动控制提出了比传统 CNC 或普通装配更为严苛的综合要求

⚡

节拍瓶颈

单 UPH 已突破 2 万,取晶-平移-贴装循环中每毫秒都至关重要,指令与执行周期压缩空间有限。

◎

定位 + 力控双重精度

定位偏差需控制在 ±20μm 以内,贴装力要求精度 2g,既要准又要稳,传统位置环难以兼顾。

〰

高速抖动抑制

Z 轴高频启停、龙门轴高速换向易引发机械共振,影响固晶良率与轴承寿命。

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空间 & 成本约束

单机动轴数 6–16 轴、IO 点位 40+,要求控制方案紧凑、布线简洁、整体可控成本。

SOLUTION ARCHITECTURE

方案架构

以 HY-E400-SX EtherCAT 总线主站卡 + HY7800 高速点位卡为核心,搭配 ECK01 远程 IO,构建高速高精固晶运动控制平台

信息层 控制层 驱动层 执行层 上位机 PC HY-E400-SX PCIe EtherCAT 总线主站卡 EtherCAT ECK01 EtherCAT 远程 IO 模块 DC 分布式时钟同步 EtherCAT 固晶工位 伺服驱动器 伺服驱动器 伺服驱动器 伺服驱动器 点胶工位 伺服驱动器 伺服驱动器 伺服驱动器 传输工位 伺服驱动器 伺服驱动器 上下料工位 伺服驱动器 伺服驱动器 邦头 X/Y/Z 轴 4 轴 · 取晶/贴装 晶圆 X/Y/R 轴 旋转校正 顶针 Z 轴 点胶 X/Y/Z 轴 胶量精准控制 胶阀 料盘 传输动子 料盒 Y/Z 轴 EtherCAT 总线 伺服控制
上位机(PC)

搭载视觉定位算法与工艺调度软件,完成晶元偏移计算、角度补偿与节拍管理,实时下发运动指令。

控制层

HY-E400-SX PCIe EtherCAT 总线主站卡 + ECK01 远程 IO 模块,依托 DC 分布式时钟实现多工位微秒级同步。

驱动层与执行层

伺服驱动器驱动固晶 / 点胶 / 传输 / 上下料四大工位,完成高速高精取晶、贴装、传输与上下料动作。

SOLUTION FEATURES

方案特点

01

指令耗时低

总线指令下发快、主控运行周期短,脉冲输出响应 ≤2μs,节拍压缩无瓶颈。

02

定位精度高

伺服超级追踪 + 编码器四倍频 6MHz 反馈,重复定位精度 ±2μm,综合精度 ±20μm。

03

柔性启停

提供软启动、软着陆及 S 型高阶速度曲线,Z 轴贴装无冲击,减少工件与吸盘磨损。

04

调试便利

支持在线变速、在线变位,EtherCAT 组网参数批量下载,换型时间由小时级压缩至分钟级。

REALIZED VALUE

实现价值

在已交付的 100+ 台固晶机中,客户实测获得以下可量化收益

01
机台稳定性振幅降低
10%
02
飞拍功能缩短节拍
30%
03
UPH 综合提升
10%
04
指令周期缩短
10×
CORE PRODUCTS

方案核心产品

固晶机方案的主力硬件平台,按需选配组合

HY7800
HY7800
高性能轨迹运动控制卡
  • DSP+FPGA,8 轴 6MHz 脉冲
  • 4096 段前瞻,S 型加减速
  • 硬件直线 / 圆弧 / 空间圆弧插补
  • 8 路编码器四倍频 6MHz
产品详情 →
HY-E400-SX
HY-E400-SX
EtherCAT 总线主站卡
  • PCIe 总线,最大 40 轴同步
  • DC 分布式时钟精准同步
  • DSP+FPGA,4096 级缓存
  • CSP / CSV / CST 多种模式
产品详情 →

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