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英威腾DA300直线型驱动在固晶机上的应用

文:文/深圳市英威腾电气股份有限公司 | 2019年第四期 (0) | (0)

在LED封装工艺中,固晶焊线是非常重要的环节。英威腾DA300直线型伺服驱动器以其领先的性能和高性价比,被应用于固晶机专用领域,协助客户提升制造工艺和效益,满足大批量、精益化的生产需求。

随着技术发展、产品成熟、厂商积极推动、智慧照明相关概念普及,中国LED市场进入高速发展阶段。在LED封装工艺中,固晶焊线是非常重要的环节,工艺的好坏会对LED封装器件的性能造成巨大的影响,因此,封装厂商对于固晶机的选择十分谨慎。

目前,LED封装设备基本实现国产化,特别是固晶这道工序,国产固晶机的速度和精度已经达到甚至超过进口同种固晶机的水平,因此国产设备替代进口设备已经成为封装厂的理想选择。

项目概述

LED固晶机是一种将LED晶片从LED晶片盘吸取后贴装到PCB上,实现LED晶片的自动健合和缺陷晶片检测功能的、高精度、高效率的自动化生产设备。

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固晶

本项目客户为领先的光电自动化设备制造商,英威腾伺服应用于该客户的固晶机,以领先的性能和高性价比,提升制造工艺和效益,满足大批量、精益化的生产需求。

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固晶机

设备/工艺介绍

1、LED固晶机系统结构主要包括运动控制模块、气动部分、机器视觉部分和由伺服电机构成的运动执行机构。

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取晶点及顶针

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固晶成品二次元检测

系统原理

由上料机构把PCB板传送到卡具上的工作位置,先由点胶机构将PCB需要键合晶片的位置点胶,然后键合臂从原点位置运动到吸取晶片位置,晶片放置在薄膜支撑的扩张器晶片盘上,键合臂到位后吸嘴向下运动,向上运动顶起晶片,在拾取晶片后键合臂返回原点位置(漏晶检测位置),键合臂再从原点位置运动到键合位置,吸嘴向下键合晶片后键合臂再次返回原点位置,这样就是一个完整的键合过程。

当一个节拍运行完成后,由机器视觉检测得到晶片下一个位置的数据,并把数据传送给晶片盘电机,让电机走完相应的距离后使下一个晶片移动到对准的拾取晶片位置。PCB板的点胶键合位置也是同样的过程,直到PCB板上所有的点胶位置都键合好晶片,再由传送机构把PCB板从工作台移走,并装上新的PCB板开始新的工作循环。

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伺服的应用及技术要求

固晶机上总共采用8套伺服驱动,分别控制X、Y轴传动机构以及键合臂取晶动作。伺服电机通过同步带带动连杆快速正反转,实现装有吸晶咀嘴的键合臂做逆时针和顺LED扩晶机时针方向位移,逆时针到位后吸晶咀吸取晶元然后顺时针固定晶圆。技术要求如下:

  • 快速定位时,马达要平稳,不能抖动和共振,否则吸晶和固晶的位置不准确;

  • 每个动作周期尽量的快,加速度尽量的大、由此对伺服的响应有较高要求;

  • 设备小型化,轻量化,节省安装空间;

  • 调试界面参数单位通用,无需转换。

应用方案配置

英威腾DA300伺服动态响应快、定位精确、整定时间短、自适应、运行平稳,快速定位响应时间为5ms,无需降速运行直驱与直联机构,不再需要减速机,降低用户机械投入成本,显著提升制造工艺和效益。

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总结

该客户全自动固晶机采用DA300直线驱动伺服,使得设备无论速度是精度、稳定性还是性价比都表现优异。该设备固晶产能达到了25K/H,而且生产优良率达到99.9%,极大提高了生产效率,具体优势如下:

DA300响应高达3.0kHz,大幅提升固晶机的生产效率;

DA300支持直线电机,无中间传动,扭矩输出更强,动态响应更快,加速度更大、最大限度发挥高端机械性能;

定位精度高,定位时间短,直线位置检测闭环反馈控制明显提高重复定位精度,大幅提升固晶机的生产效率;

低频抑振、扰动抑制、摩擦转矩补偿、自动/手动滤波陷波器设计,全面抑振,出色抗扰;

通过简便的增益参数的调整,固晶周期低至100ms,提升制造效益;

总线构成闭环控制系统,具有易扩展、配线简化等特点,并可以支持以太网通信协议。



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