划片机作为晶粒封装的关键设备,其稳定性及精度对于晶粒划切精度和质量起到关键性影响。基于此,选取划片机中对结构和性能要求较高的关键部件Y轴及Z轴系进行选型设计、优化分析和精度控制,以达到结构及精度要求。目前国内外对划片机的研究还不够深入,所以研究划片机对提高芯片的质量和成品率有重要的意义。本文基于划片机设计开发的课题,针对其中关键的Y轴及Z轴进行设计、优化分析及精度控制,主要完成以下四个方面研究工作:(1)选型计算分析及结构设计。根据划片机的特点和要求,通过计算对所研究轴系的基座、导轨、丝杠、光栅尺、电机等部件进行选型计算,使其满足设计中结构及精度的要求,并对Y轴及Z轴的基座等部件进行设计使其满足设计要求。(2)模型建立及有限元动静态分析。选用SolidWorks进行三维模型的建立,然后选用ANSYS Workbench进行有限元模型的建立,从而进行有限元分析,模拟真实的加载及约束,最终得到Y轴和Z轴的静力学分析结果,验证是否满足静力学要求;然后后进行瞬态动力学分析,考虑加速度变化对结构的影响,得到动力学分析结果。(3)基于有限元分析的结构优化设计。考虑安全阈值并在满足强度、刚度的前提下改善已有结构。首先进行拓扑优化选择优化方案,然后建立数学模型进行响应面分析和灵敏度分析对尺寸进行优化,并用BP神经网络进行验证,最终达到轻量化的目的。再对优化后结果进行分析,验证其是否满足结构强度等要求。(4)精度控制及误差补偿。对Y轴及整体系的精度进行设计,首先进行精度分配计算,再在加工精度合理的情况下,采用激光干涉仪通过闭环控制进一步提高精度,对运动过程中的误差进行误差检测和误差补偿直到达到精度要求,最后进行精度检验和样机试验,验证精度控制和误差补偿的效果。本文选取划片机精度要求较高的Y轴及Z轴为研究对象,通过理论知识与仿真分析并与试验相结合,提高了划片机的精度,解决实际工程问题,紧密结合生产实践,为工程中类似需要考虑轻量化的优化问题提出了合理的解决思路,对优化设计及精度控制补偿具有重要的指导意义。