英威腾DA300直线型驱动应用于固晶机的方案浅析

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。

一、 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。

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。

二、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。

取晶点及顶针

2、系统原理：

由上料机把PCB板传送到卡具上的工作位置，先由点胶机将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。

三、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：

1、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；

2、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。

3、设备小型化，轻量化，节省安装空间。

4、调试界面参数单位通用，无需转换。

四、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。

五、总结：

1、DA300响应高达3.0kHz， 大幅提升固晶机的生产效率。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

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。