【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Z上下擺動(dòng)，θ向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此，不應(yīng)該使用。 承載臺(tái)只有X進(jìn)給和θ旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 雖然磨輪刀片除了旋轉(zhuǎn)外，還要做Y和Z的上下運(yùn)動(dòng)，但結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所以最終決定這個(gè)結(jié)構(gòu)方案。 方案三示意圖 方案四示意圖 方案的確定是在某一個(gè)背景下，驅(qū)使人們?nèi)パ芯?，去趕追世界潮流。在這個(gè)科技強(qiáng)國(guó)的時(shí)代背景下，我國(guó)一直努力鉆研。我們都知道人思考是需要大腦，那么機(jī)器用的是什么呢？當(dāng)然是cpu，cpu的性能直接影響整體性能。我們最了解還屬電腦和手機(jī)，這兩個(gè)機(jī)器讓我們深刻的知道一個(gè)好的cpu相當(dāng)于奔騰的寶馬，可以肆意的奔跑。玩游戲的時(shí)候極其卡頓，黑屏，藍(lán)屏整個(gè)程序直接崩潰，是一件讓人瘋狂的事；當(dāng)然不止游戲，從事畫圖工作的人，電腦沒有一定的cpu是跑不起來的。 而cpu制造工藝的最后一步也是最關(guān)鍵的一步就是cpu的封裝技術(shù)。好的封裝技術(shù)當(dāng)然離不開好的芯片，所以研究芯片的封裝是十分必要的，芯片的封裝的第一個(gè)關(guān)鍵性設(shè)備，也就是劃片機(jī)，十分值得我們研究。 前面已經(jīng)做了了解，國(guó)內(nèi)芯片封裝技術(shù)和國(guó)外差距十分大。就西安來說，最開始的三星半導(dǎo)，再到后來的立成半導(dǎo)，最后的華天科技，只有三家公司從事芯片封裝，一個(gè)韓國(guó)的，一個(gè)臺(tái)灣的，為什么只有這么三家，我們本土的就只有一家，說到底還是我們沒有那方面的技術(shù)。芯片封裝涉及極廣，就第一道產(chǎn)線的劃片機(jī)都是外國(guó)的，盡管我國(guó)一直努力研究但是還是有著很大的差距。用著別人的永遠(yuǎn)超越不了別人，要想進(jìn)一步發(fā)展就要獨(dú)立自主的生產(chǎn)制造劃片，緊追國(guó)際水平，日本一個(gè)小小島國(guó)，而我大中華這么多人，總有一天我們會(huì)趕追國(guó)際水平。因此劃片機(jī)研究是十分必要的，同時(shí)方案也是必要的。 上面淺談了方案的建設(shè)背景和研究的必要性，下面從劃片機(jī)的方案的可行性進(jìn)行分析。 先從原理上分析，把運(yùn)動(dòng)合理分配，承載臺(tái)只有X進(jìn)給和θ旋轉(zhuǎn)，而刀片做Y和Z的上下運(yùn)動(dòng)，上面所選的結(jié)果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)然也能完成設(shè)計(jì)的要求，經(jīng)分析這個(gè)原理上是合理的。下來就是選擇每個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源，傳動(dòng)裝置，經(jīng)一番查閱分別選擇了合適的。因此，技術(shù)方面是可行的。綜合以上考慮經(jīng)濟(jì)和環(huán)保方面也是可行的。 3 劃片機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的初步設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算[12]要確定砂輪切割機(jī)的主軸參數(shù)，必須首先確定砂輪切割機(jī)刀片形式。砂輪劃線機(jī)使用刀刃的外邊緣（外徑）實(shí)現(xiàn)切割，根據(jù)點(diǎn)的形式：硬刀和軟刀。硬刀由刀片和法蘭制成，軟刀需要使用法蘭夾緊。：。對(duì)于晶圓在IC封裝中切割，一般采用鎳基硬刀。其中，鎳基刀是其直徑一般為50mm的鎳基粘合劑電鍍金剛砂[13]。此外，它具有壽命長(zhǎng)，刀刃幾何保持良好，精度高，切割質(zhì)量高。對(duì)于φ50mm鎳基刀，主軸轉(zhuǎn)速通常建議為3萬? / min，當(dāng)然也有一個(gè)最高轉(zhuǎn)速，最高4萬 r / min。因此，劃片機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速最后選了最高的。已經(jīng)決定選擇砂輪刀片用電主軸來驅(qū)動(dòng)，電主軸可以分為三大類，我們主要是利用它強(qiáng)大的磨削。因?yàn)閯澠呛軓?qiáng)的磨削加工，所以選擇電主軸要在磨削種類中選取。選擇國(guó)內(nèi)最高水準(zhǔn)的空氣靜壓電主軸，它的轉(zhuǎn)速相當(dāng)之高，最低可以達(dá)到40w r / min最高可以達(dá)到50w r / min。它的運(yùn)轉(zhuǎn)速度十分穩(wěn)定，因此可以得到平穩(wěn)的線速度。他還可以長(zhǎng)時(shí)間保持高精度，滿足設(shè)計(jì)的劃片機(jī)要求。，。 油霧，油氣潤(rùn)滑速度高，選擇油氣潤(rùn)滑[15]。對(duì)于上述選擇的參數(shù)。 其中，速度40000r / min，電壓220v。 。，Y，Z，，根據(jù)局部載荷不大，原動(dòng)機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)。，[16]。同時(shí)，可以在其工作頻帶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下從一個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定地切換到另一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在X方向，伺服電機(jī)可用于實(shí)現(xiàn)精確位移，精確定位，伺服電機(jī)選擇松下生產(chǎn)交流伺服電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速3000r / min，額定轉(zhuǎn)速X軌最大位移速度為500mm / s，其它選用步進(jìn)電機(jī)。 劃片機(jī)X軸參數(shù)的初步設(shè)計(jì)根據(jù)X 400mm的要求，X軸有效行程的初始設(shè)計(jì)為450mm左右，劃線速度范圍為0?300mm / s。 線性導(dǎo)軌選擇在銀線性導(dǎo)軌上，兩個(gè)直線導(dǎo)軌間距為140mm，導(dǎo)程為5mm，作為精密傳動(dòng)絲桿，力小，采用類比法，根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定螺桿的公稱直徑d=20mm。θ軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要精確的分度，實(shí)現(xiàn)小分辨率，微調(diào)，這需要高傳動(dòng)比，因此θ軸驅(qū)動(dòng)被識(shí)別為具有較大傳動(dòng)比的蝸輪蝸桿傳動(dòng)[17]。θ轉(zhuǎn)臺(tái)：177。120176。，轉(zhuǎn)角的最小分辨率選8″。 ，也就是說。 ，以完成下一個(gè)切割線。 Y軸要求結(jié)構(gòu)剛度高，運(yùn)行平穩(wěn)，位移分辨率高，整個(gè)軌道的累積誤差?。?μm/ 400mm）。 因此，為了滿足使用要求，為了降低成本，Y軸選擇步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，螺桿有效行程250mm，最初確定為300mm，引線5mm處。 導(dǎo)軌選擇滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距最初確定為200mm，長(zhǎng)度600mm。Z軸系統(tǒng)是在劃線過程中驅(qū)動(dòng)高速主軸提升刀刀運(yùn)動(dòng)的過程中的作用。 X軸驅(qū)動(dòng)臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，Z軸驅(qū)動(dòng)剪刀也上下升降，完成單元切片段切割。 Z軸的要求是重復(fù)定位精度，以確保晶片切割深度的一致性[18]。 因此，為了滿足精度要求，為了降低開發(fā)成本，Z軸選擇步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)作為進(jìn)給機(jī)構(gòu)，螺桿的有效行程為100mm，初步確定為150，先導(dǎo)初步 2mm。 導(dǎo)軌初步選擇滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，軌道寬度初始確定為220mm，長(zhǎng)度300mm。4 劃片機(jī)X、θ、Y、Z軸機(jī)械結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)輸送機(jī)的總質(zhì)量W=15 kg，實(shí)際摩擦系數(shù)μ=，機(jī)械效率η= 。 螺距BP=5 mm，減速比GL=1/1，X軸方向無外力F。則 （） （）:其中是電機(jī)額定慣性矩；10是進(jìn)行高頻定位時(shí)的系數(shù)；；；。計(jì)算得： 因此選擇的伺服電機(jī)需要滿足上面范圍，=105kg?m2,。它的最大扭矩TAC = ?m， r/min， r/min。(1) 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程松下的伺服電型號(hào)是MSMD042G1,它的參數(shù)如下n額定=3000rmin , nmax=3000rmin，Vmax=300mmsX軸方向的最大運(yùn)動(dòng)速度為,故絲杠導(dǎo)程為 （）其中Vmax是X軸方向的最大運(yùn)動(dòng)速度,i=1因此選擇滾珠絲杠的導(dǎo)程為Ph=5mm 。（2）確定滾珠絲杠的額定載荷當(dāng)滾動(dòng)導(dǎo)軌承受載荷的時(shí)候，滑動(dòng)摩擦系數(shù)=，一般情況看靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)是相等的，所以靜摩擦系數(shù)也和滑動(dòng)摩擦系數(shù)取一樣，則導(dǎo)軌靜摩擦力為： （）f是導(dǎo)軌滑塊的密封阻力，有4個(gè)滑塊，所以按4個(gè)計(jì)算，而一個(gè)滑塊的密封阻力是5N,那么四個(gè)滑塊的密封阻力就是45劃片阻力很小，基本可以忽略不計(jì)，因此滾珠絲杠的當(dāng)量載荷為 （）滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速為；其中 （） （）Lh ；fw為負(fù)荷系數(shù)，平穩(wěn)無沖擊時(shí)取1；fa 為精度系數(shù)；fc 為可靠性系數(shù)，一般選取1；（3） （）其中l(wèi)為X軸有效行程，l=450mm；經(jīng)計(jì)算取L=556mm ，滾珠絲杠采用的是兩軸承座支承，這兩個(gè)軸承座它們之間的距離為556mm。(4)滾珠絲杠最小螺紋底徑 （）(5)確定滾珠絲杠螺紋長(zhǎng)度LSLS應(yīng)該滿足下面的行程要求：LS=l+2Le+He （）其中Le為滿足設(shè)備行程要求后留出來的余量，一般它的取值在5mm到10mm之間。H是螺母的高度這里取值51mm經(jīng)計(jì)算LS=521mm綜合考慮后最終取值為550mm。，，=20mm 。經(jīng)查滾珠絲杠有一個(gè)的型號(hào)十分滿足要求，它的型號(hào)就是SFU020054，它的導(dǎo)程是5mm,公稱直徑是20mm。 根據(jù)上面的計(jì)算，滾珠絲杠的公稱直徑是20mm,有個(gè)上銀的直線導(dǎo)軌符合要求，它的型號(hào)是上銀HGW 20CA型號(hào)的直線導(dǎo)軌。~120。 ，q。 ，。其次，再確定模數(shù)m，隨之確定特征系數(shù)q，然而這兩個(gè)參數(shù)的選擇是根據(jù)傳動(dòng)扭矩的大小和狀況來。，。（1）蝸桿頭數(shù)Z1和蝸輪齒數(shù)Z2轉(zhuǎn)角分辨率為8″，我們選擇的步進(jìn)電機(jī)，176。，所以傳動(dòng)比:i≥1