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高性能伺服驅(qū)動(dòng)器在 FC 倒裝貼片設(shè)備浮動(dòng)定子應(yīng)用

文：文 / 固高科技股份有限公司2025年第六期

導(dǎo)語(yǔ)：半導(dǎo)體貼片設(shè)備（也稱為半導(dǎo)體貼裝設(shè)備）是半導(dǎo)體制造后道封裝測(cè)試環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備，主要用于將芯片（Die）精確貼裝到引線框架、基板或載板等載體上，為后續(xù)的鍵合、封裝等工序奠定基礎(chǔ)。其核心功能是實(shí)現(xiàn)芯片從供料裝置到目標(biāo)載體的高精度轉(zhuǎn)移與定位，是保證半導(dǎo)體器件封裝質(zhì)量和生產(chǎn)效率的核心設(shè)備之一。

　　FC(Flip Chip)倒裝工藝是芯片正面朝下，通過(guò)焊球/凸點(diǎn)與基板直接互連的封裝方式，核心流程為真空吸嘴取片、 180度翻轉(zhuǎn)、視覺對(duì)位后，加熱加壓實(shí)現(xiàn)芯片與基板互連。倒裝工藝因縮短互連路徑，改善信號(hào)與散熱，是高端芯片封裝的關(guān)鍵技術(shù)。

　　1 固高科技運(yùn)動(dòng)控制解決方案

　　固高科技在FC封裝設(shè)備中為客戶提供GSNE系列高性能多軸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制卡+GSHD系列高性能伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)解決方案，運(yùn)動(dòng)控制卡和伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)固高自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的gLink-II千兆等環(huán)網(wǎng)通訊協(xié)議相連，實(shí)現(xiàn)高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸，確保系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示。

　　GSNE系列高性能多軸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制卡可同時(shí)支持gLink-II總線和EtherCAT總線的網(wǎng)絡(luò)型、模塊化多軸運(yùn)動(dòng)控制，方便用戶快速搭建高性能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布式現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)控制和控制系統(tǒng)柔性化。

　　(1)兼容性強(qiáng)

　　GSHD系列高性能伺服驅(qū)動(dòng)器支持旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、直線電機(jī)、DD馬達(dá)、音圈電機(jī)等多種電機(jī)類型，以及多摩川、 biss-c、正余弦、旋變、海德漢、增量式等多種編碼器協(xié)議，對(duì)貼裝設(shè)備不同軸進(jìn)行匹配。

　　(2)調(diào)試便捷

　　GSHD系列高性能伺服驅(qū)動(dòng)器使用固高自主研發(fā)的Driverstudio驅(qū)動(dòng)器調(diào)試軟件，調(diào)試便捷。同時(shí)軟件集成模型自動(dòng)識(shí)別，通過(guò)模型辨識(shí)方法獲得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，指導(dǎo)參數(shù)設(shè)計(jì)。

　　(3)高響應(yīng)

　　GSHD系列高性能伺服驅(qū)動(dòng)器具有良好的響應(yīng)性，針對(duì)浮動(dòng)定子這種高加速度、高速度的應(yīng)用場(chǎng)景，采用全閉環(huán)的方式，通過(guò)高分辨率的輔編碼器捕捉原始位置，主編碼記錄定子浮動(dòng)量與相位角，利用自身算法實(shí)時(shí)修正浮動(dòng)誤差，最終實(shí)現(xiàn)“定子動(dòng)而控制精度不變”的效果。

　　2 實(shí)際效果滿足要求

　　(1)關(guān)鍵軸

　　此應(yīng)用場(chǎng)景中，用戶為了提高設(shè)備的uph(每小時(shí)產(chǎn)量) ，關(guān)鍵軸浮動(dòng)定子由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行高速直線運(yùn)動(dòng)，需要達(dá)到5g以上的加速度，2m/s以上的速度，10ms整定到5μm以內(nèi)。

　　采用固高FC倒裝貼片運(yùn)控方案，關(guān)鍵軸浮動(dòng)定子采用全閉環(huán)增量+正余弦的方式，以8g加速度，3m的速度運(yùn)行， 3μm整定時(shí)間1ms，可以滿足用戶要求。

　　(2)龍門軸

　　GSHD系列高性能伺服驅(qū)動(dòng)器針對(duì)雙驅(qū)龍門控制場(chǎng)景采用交叉解耦，此方式充分考量了雙驅(qū)控制時(shí)兩軸因負(fù)載變化引發(fā)的重心偏移問題，并可同步統(tǒng)籌兼顧兩軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各類動(dòng)態(tài)變化。

　　在此應(yīng)用場(chǎng)景中Wafer Table(晶片載臺(tái))采用龍門連接的方式，需要達(dá)到加速度0.5g，行程20mm整定到5μm，整定時(shí)間20ms以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　采用固高運(yùn)控方案，龍門軸以0 . 5g加速度，運(yùn)行20mm，5μm整定時(shí)間16ms(0.5μm光柵尺)，可滿足客戶要求。

半導(dǎo)體

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