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点胶是微电子封装工业中一道很重要的工序,点胶广泛用于集成电路封装(AICE)和表面贴装(SMT),它利用某种方法将一定量的粘接剂挤压到基板或基片上,以实现芯片和基板之间的粘接。胶滴的直径、一致性等质量问题直接关系到封装产品的质量。随着点胶技术的发展,将使集成电路的总成本大幅度降低。
基于运动控制器的数控系统,将PC的灵活性与DSP运算的高速性进行系统集成,具有灵活的软硬件结构。本课题组针对点胶工艺流程的要求对点胶机进行了设计和研究。根据点胶机实验装置的特点,结合深圳固高公司GT400SV运动控制器,以VC++6.0为工具,确定了数控系统由研华IPC(Industry Personal Computer)和深圳固高公司GT400SV运动控制器组成,开发了一套接触式蠕动点胶实验装置,且能达到较高的控制精度。本文主要研究工作及结论如下:
首先,对点胶机蠕动泵的工作原理进行了介绍,接着分析了点胶系统对点、线基本轨迹进行点胶的运动过程,得出了点胶时间和点胶厚度,点胶时间和点胶长度的关系。通过对平面上整规的点阵列、散乱点、封闭曲线、非封闭曲线的点胶过程进行分析,从运动控制角度提出了各种情况相应的改进控制方法。由于Z轴的运动曲线会对点胶效果产生严重的影响,同时也为了提高该轴的稳定性,通过阐述和分析直线型和指数型加减速曲线的优缺点,我们最后决定选取S形曲线作为该轴的运动曲线。根据蠕动泵的特点及对自行设计的驱动电路的工作原理的介绍,我们用自行设计的驱动电路来驱动步进电机,从而带动蠕动泵进行点胶,达到了较高的点胶精度。
硬件系统中通过对固高运动控制卡与外围部件的连接及运动控制卡和各个轴的初始化,运动平台工作参数的设定,保证了点胶硬件系统正常工作。重点对点胶平面内规则排列的点阵、不规则排列的散乱点等欲加工点如何进行点胶的轨迹规划进行了较深入的探讨,根据数据结构中的图论方法,在分析了回溯算法思想后,指出了它的缺点,我们运用解路径反转,找出其重复解,然后运用从解空间树中将其删除的方法对回溯算法加以改进从而提出了改进的回溯算法。由于点胶对时间要求很严格,虽然回溯算法计算出的解为最优解,但是计算量太多,在欲加工点较多的情况下,改进的回溯算法也不能较好地满足点胶的实时性要求。通过分析设计了能满足实际要求且算法复杂度较小的最短闭合回路的算法,该算法避免了浩瀚的计算量,不是计算出最短路径的最优解,在对实时性要求较高的点胶系统中,算出了近似的最短路径(近似最优解)。该算法在点数较多的情况下,大幅度地提高了点胶速度。
根据软件工程中的面向对象的方法、模块化的思路及多线程技术,自主开发了点胶装置的软件控制系统。该系统具有代码编辑、数控代码查错解释、参数设定、手动调校、自动滴胶、故障诊断、图形仿真等功能,同时也解决了与其他CAD软件的兼容性。