位于德国雷根斯堡的Amicra Microtechnologies公司开发和制造精密装配系统,用于连接和安装有源/无源半导体、透镜、MEMS和处理器,用于汽车、电信和信息技术行业的微电子和微光学应用。该公司生产一系列被称为NovaPlus的机器,设计用于晶圆表面安装和堆叠模组装。
采用晶圆表面贴装和叠模技术构建三维存储器和计算机结构。半导体水平安装并连接(用于芯片系统(SoC)制造),以及垂直安装在几个平面(称为透硅通径或TSV).Amicra的微型组装机使用线性轴和来自进料站的特殊夹持器拾取组件,并将它们放置在板或晶圆上,在那里它们按常规方式或通过激光束进行粘接或焊接。该机器同时定位一个组件,而第二个处理单元从缓冲存储中提取下一个组件。同时,工作台和其他线性轴与激光和紫外线灯移动到位,焊接和粘合。同时,附加的轴定位机器的综合过程监控摄像头。
Amicra董事总经理霍斯特•拉普西恩(Horst Lapsien)表示:“这些机器同时进行很多操作,因此这些装置的工艺可靠性特别重要。”“更重要的是,必须避免交替定位钳和线性轴之间的碰撞。我们通过非常精确的运动编程来实现这一点,因此线性轴测量系统可靠而准确地检测滑梯当前位置的能力是至关重要的。”
机器中使用的增量位置传感器报告位置的增量变化,当通电时,直到它们有一个参考点才报告位置。因此,在调试或停止后启动NovaPlus的生产和安装周期需要不必要的长时间。所有线性轴的读头必须首先移动到一个参考位置,以便检测轴的实际位置,从一个未定义的滑动位置移动到参考位置也是一个重要的误差来源。如果操作人员没有首先检查碰撞路径并选择相应的参考旅行周期,机器可能会因夹持器或龙门碰撞而受损。
为了解决Amicra遇到的问题,由于NovaPlus中使用的增量位置传感器的性能特点,该公司试图升级其机器,使用不同的编码器来管理机器的运动。该公司选择Renishaw的Resolute绝对光学编码器因为它们允许NovaPlus轴在没有参考运行的情况下提供绝对测量。同样重要的是,Resolute编码器的位置检测方法消除了NovaPlus机器中的轴碰撞。Amicra获得的一个额外的好处是,自从切换到Resolute编码器,NovaPlus现在达到±0.5 μ m的精度和工艺能力Cpk为1.66。
Resolute编码器可以在开机时立即检测绝对位置,无需参考运行,从而使NovaPlus机器在调试或停止后更快地启动自动循环。Resolute单轨光学标度仪将绝对位置和嵌入相位信息结合到一个代码中,以消除与双轨标度仪相关的去相位问题。据报道,单轨道刻度也给编码器一个广泛的设置公差,允许更容易的安装和可靠的操作,即使轴定居或移动的时间。读数头上的集成设置LED提供了一个视觉检查,以确保刻度被正确读取。
据说,Resolute编码器使用的位置检测方法就像高速数码相机一样。通过数字信号处理器捕获和分析刻度的高分辨率图像,该处理器应用交叉检查和错误抑制来确定1纳米的位置。
Lapsien指出,切换编码器系统的另一个优势是使用bis - c开放串行协议,这使得Resolute编码器更容易集成到各种定位轴上。他说:“许多行业标准的伺服驱动器和控制都使用这个接口。”“这意味着开放协议使我们避免与单一的运动系统组件供应商捆绑在一起。”