一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机制造技术

本发明专利技术公开一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机，包括分选装置和软硬件控制系统，软硬件控制系统包括四核CPU工业控制计算机和运动控制系统；四核CPU工业控制计算机的其中一内核用于运动控制系统中的底层程序的控制运行，另外三核用于分选装置的控制运行；所述运动控制系统包括由工控机、软控制器机构、硬控制器机构和驱动器机构，软控制器机构与工控机和硬控制器机构之间的EtherCAT网络相连，工控机通过EtherCAT网络控制整机运行；工控机网口与硬控制器网口串联，构成串联EtherCAT通信网络结构；所述分选装置包括硅圆片承载台机械部件、料片承载台机械部件和晶片分选机械部件。上述自动分选机中采用新型的分选及控制系统，工作效率和分选精度更高。工作效率和分选精度更高。工作效率和分选精度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机


[0001]本专利技术涉及机电设计领域，具体涉及一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机。

技术介绍

[0002]LED半导体晶片自动分选机是LED半导体晶片和半导体芯片生产线上的主要生产设备之一。LED半导体晶片分选机是根据分选机载入，并进行预扫描的硅圆片数据库文件，将硅圆片上的晶片(Wafer)，按用户要求进行等级分类(型号)，并将不同等级型号(性能)的晶片，分选到料片蓝膜上的生产设备。
[0003]直到目前，世界上只有美国、荷兰、日本等少数国家掌握此项技术并生产LED晶片分选 机，国内虽然有不少企业一直在研制晶片分选机，但都没有真正技术过关。此项技术一直垄 断在少数先进国家手中，所以，现在国内依然全部依赖进口。这些进口设备的设备价格和维 修价格都十分昂贵，并且生产过程中的调整、维护麻烦，故障率高，影响生产效率和成本。 国内此项技术一直处于空白。另外，国内外近三年来，LED晶片在图像显示领域的飞速发展， 迫切需求高精度、Mini LED高速晶片分选设备，为适应LED显示技术发展，此项技术设备迫 在眉睫

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机，本自动分选机中采用新型的分选及控制系统，工作效率和分选精度更高。
[0005]本专利技术为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
[0006]一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机，包括分选装置和软硬件控制系统，软硬件控制系统包括四核CPU工业控制计算机和运动控制系统；四核CPU工业控制计算机的其中一内核用于运动控制系统中的底层程序的控制运行，另外三内核用于分选装置的控制运行；
[0007]所述运动控制系统包括工控机、软控制器机构、硬控制器机构和驱动器机构，软控制器机构与设置在工控机、硬控制器机构之间的EtherCAT网络相连，工控机通过EtherCAT网络控制整机运动控制系统的运行；工控机的网口与硬控制器网口串联，构成串联EtherCAT的通信网络结构；
[0008]所述分选装置包括硅圆片承载台机械部件、料片承载台机械部件和晶片分选机械部件，硅圆片承载台机械部件包括硅圆片装卸载平台、硅圆片装卸载机械手、硅圆片承载台和推顶器，硅圆片承载台上方安装有硅片台CCD相机；
[0009]所述料片承载台机械部件包括料片承载台、料片装卸载平台、料片装卸载机械手和料片缓冲台，料片承载台上方安装有料片台CCD相机；晶片分选机械部件包括晶片分选电机、第一摆臂吸嘴组件和第二摆臂吸嘴组件。
[0010]优选的，所述四核CPU工业控制计算机通过USB口接口连接有显示器、键盘、鼠标和标签打印机；
[0011]四核CPU工业控制计算机通过RS232接口连接有硅圆片红外条码扫描仪和料片红外条码扫描仪；
[0012]四核CPU工业控制计算机通过千兆网口连接硅片台CCD相机和料片台CCD相机；四核CPU 工业控制计算机通过千兆网口与硬控制器机构连接，实现EtherCAT Net网络通信。
[0013]优选的，所述硬控制器机构包括直驱旋转电机驱动器、第一直线电机驱动器、第二直线电机驱动器、第一步进伺服电机驱动器、第二步进电机驱动器和音圈电机驱动器；
[0014]直驱旋转电机驱动器控制直驱旋转电机，直驱旋转电机内部安装有用于电机角度精确测量的正弦编码器，通过正弦编码器的反馈实现直驱旋转电机的位置反馈闭环控制，实现直驱旋转电机的
±
20角秒的角度定位。
[0015]优选的，所述第一直线电机驱动器控制硅圆片承载台上的硅圆片台直线电机的运动，硅圆片台直线电机连接有第一电机滑轨基座；
[0016]第一直线电机驱动器通过控制粘贴在第一电机滑轨基座上的第一光栅编码器实现硅圆片台直线电机的闭环位置反馈控制；
[0017]所述第二直线电机驱动器控制料片承载台上的料片台直线电机，料片台直线电机连接有第二电机滑轨基座；
[0018]第二直线电机驱动器通过控制粘贴在第二电机滑轨基座上的第二光栅编码器实现料片台直线电机的闭环位置反馈控制。
[0019]优选的，所述第一步进伺服电机驱动器是两轴控制器，第一步进伺服电机驱动器控制料片装卸载平台上的第一步进电机上的运动；
[0020]第一步进伺服电机驱动器通过安装在第一步进电机内部的第三编码器，实现第一步进电机闭环位置的反馈控制，控制精度为
±
0.1mm；
[0021]第二步进电机驱动器是四轴控制器，分别控制硅圆片装卸载平台上的电机、硅圆片装卸载机械手上的电机、料片装卸载机械手上的电机和第二步进电机驱动器自身旋转的第二步进电机；
[0022]所述第二步进电机驱动器的旋转依靠红外光电传感器定位，在硅圆片装卸载时，确保装卸载位置准确，在硅圆片承载台工作时，确保硅圆片位置准确。
[0023]优选的，所述音圈电机驱动器是四轴控制器，音圈电机驱动器用来控制推顶器的顶针的运动和摆臂吸嘴组件上的音圈电机的运动；
[0024]音圈电机驱动器通过安装在音圈电机滑道基座上的第五光栅编码器实现音圈电机位置的反馈闭环控制。
[0025]优选的，所述硅圆片装卸载平台最多可以装载15片硅圆片，硅圆片装卸载平台的升降由配套使用的步进电机驱动，在硅圆片装卸载时，待装载或卸载的硅圆片对准硅片机械手夹爪；
[0026]硅片机械手夹爪卸载时，硅圆片承载台上方的硅圆片扩张器抬起，并自动对硅圆片解锁；硅圆片扩张器下降到工作位置时，则自动锁住硅圆片；
[0027]硅圆片盘装载时，硅圆片承载台上方的红外条形码扫描器自动获取硅圆片的条码数据，将相应的硅圆片图文件数据从内存中取出变为缺省硅圆片图文件，然后自动运行。
[0028]优选的，所述料片装卸载平台中有8个料片盒，沿Y轴方向分成两排，每排4个料片盒，每个料片盒最多装25料片，料片装卸载平台最多可装200个料片；
[0029]料片装卸载平台由两台步进伺服电机驱动，分别沿Y和Z轴运动，使被装卸载的料片对准装卸载机械手夹爪，所述料片缓冲台使料片装卸载时获得缓冲；
[0030]料片装卸载机械手由步进电机驱动，夹爪由气动装置驱动；料片承载台顶部有装片器并由配套的气动装置驱动升降；料片装卸载时，装片器自动抬起，并解锁夹片器；分选时，装片器下降到工作位置，并自动锁住料片；装片器上均匀分布真空孔，分选时，装片器抽真空，使料片紧贴在装片器上；
[0031]料片承载台由直线电机驱动，沿X、Y轴运动，与料片承载台上方的料片台CCD相机准确配合，使被摆放的晶粒精确定位。
[0032]优选的，所述晶片分选电机的轴朝下安装，轴上安装第一摆臂吸嘴组件和第二摆臂吸嘴组件；所述硅圆片装卸载机械手和料片装卸载机械手上安装有视觉传感器和传感器驱动电路；
[0033]所述分选装置还包括分选机底座和直驱旋转电机支座，硅圆片承载台机械部件、料片承载台机械部件和晶片分选机械部件连接在分选机底座、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机，其特征在于，包括分选装置和软硬件控制系统，软硬件控制系统包括四核CPU工业控制计算机和运动控制系统；四核CPU工业控制计算机的其中一内核用于运动控制系统中的底层程序的控制运行，另外三内核用于分选装置的控制运行；所述运动控制系统包括工控机、软控制器机构、硬控制器机构和驱动器机构，软控制器机构与设置在工控机、硬控制器机构之间的EtherCAT网络相连，工控机通过EtherCAT网络控制整机运动控制系统的运行；工控机的网口与硬控制器网口串联，构成串联EtherCAT的通信网络结构；所述分选装置包括硅圆片承载台机械部件、料片承载台机械部件和晶片分选机械部件，硅圆片承载台机械部件包括硅圆片装卸载平台、硅圆片装卸载机械手、硅圆片承载台和推顶器，硅圆片承载台上方安装有硅片台CCD相机；所述料片承载台机械部件包括料片承载台、料片装卸载平台、料片装卸载机械手和料片缓冲台，料片承载台上方安装有料片台CCD相机；晶片分选机械部件包括晶片分选电机、第一摆臂吸嘴组件和第二摆臂吸嘴组件。2.根据权利要求1所述的一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机，其特征在于，所述四核CPU工业控制计算机通过USB口接口连接有显示器、键盘、鼠标和标签打印机；四核CPU工业控制计算机通过RS232接口连接有硅圆片红外条码扫描仪和料片红外条码扫描仪；四核CPU工业控制计算机通过千兆网口连接硅片台CCD相机和料片台CCD相机；四核CPU工业控制计算机通过千兆网口与硬控制器机构连接，实现EtherCAT Net网络通信。3.根据权利要求1所述的一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机，其特征在于，所述硬控制器机构包括直驱旋转电机驱动器、第一直线电机驱动器、第二直线电机驱动器、第一步进伺服电机驱动器、第二步进电机驱动器和音圈电机驱动器；直驱旋转电机驱动器控制直驱旋转电机，直驱旋转电机内部安装有用于电机角度精确测量的正弦编码器，通过正弦编码器的反馈实现直驱旋转电机的位置反馈闭环控制，实现直驱旋转电机的
±
20角秒的角度定位。4.根据权利要求3所述的一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机，其特征在于，所述第一直线电机驱动器控制硅圆片承载台上的硅圆片台直线电机的运动，硅圆片台直线电机连接有第一电机滑轨基座；第一直线电机驱动器通过控制粘贴在第一电机滑轨基座上的第一光栅编码器实现硅圆片台直线电机的闭环位置反馈控制；所述第二直线电机驱动器控制料片承载台上的料片台直线电机，料片台直线电机连接有第二电机滑轨基座；第二直线电机驱动器通过控制粘贴在第二电机滑轨基座上的第二光栅编码器实现料片台直线电机的闭环位置反馈控制。5.根据权利要求3所述的一种新型高精度LED半导体晶片自动分选机，其特征在于，所述第一步进伺服电机驱动器是两轴控制器，第一步进伺服电机驱动器控制料片装卸载平台上的第一步进电机上的运动；第一步进伺服电机驱动器通过安装在第一步进电机内部的第三编码器，实现第一步进
电机闭环位置的反馈控制，控制精度为

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀荣，王振海，盛沙，崔培豹，杨索和，生鲁江，
申请(专利权)人：青岛中科墨云智能有限公司，
类型：发明
国别省市：