1 什么是轉(zhuǎn)塔式測試分選機?

　　轉(zhuǎn)塔式測試分選機是一種主電機在中心，各個測試工位 按照工序均布在主電機周圍的一種測試設(shè)備，半導體產(chǎn)品隨 著主電機每一步的旋轉(zhuǎn)被送到各個測試工位進行加工測試， 最后被送到包裝工位包裝成產(chǎn)品或者進行分類回收。此種主 轉(zhuǎn)盤在中心、各工位均布在其周圍的設(shè)計模式具有占地面積 小，精度高，速度高等特點，被廣泛應(yīng)用于小型片式半導體 分立元件后道工序生產(chǎn)中。分選機可以完成的基本功能包 括：自動快速上料，去除靜電，Mark檢測，外形檢測，電性 能側(cè)測試，廢品回收，自動包裝。 一些功能較多的轉(zhuǎn)塔式測 試分選機由于測試系統(tǒng)安裝位置的原因，會另外設(shè)置一個副 轉(zhuǎn)盤以擴大產(chǎn)品的傳送范圍。

　　轉(zhuǎn)塔式測試分選機在二十世紀九十年代廣泛應(yīng)用于大型 半導體封裝測試企業(yè)中。根據(jù)行業(yè)內(nèi)的主流研究，根據(jù)其性 能和運動實現(xiàn)方式將其種類分為以下三種：

　　第一種轉(zhuǎn)塔式測試分選機采用轉(zhuǎn)盤整體升降的設(shè)計方 式，其主旋轉(zhuǎn)運動和轉(zhuǎn)盤升降運動均采用機械和氣動混合結(jié) 構(gòu)實現(xiàn)，此種設(shè)計方式成本低，控制簡單，但是生產(chǎn)效率和 功能的靈活性比較差。

　　第二種轉(zhuǎn)塔式測試分選機為獨立升降轉(zhuǎn)塔式測試分選 機，主旋轉(zhuǎn)運動采用直驅(qū)電機技術(shù)，升降運動使用多軸控制 技術(shù)，用伺服凸輪完成工位獨立升降。這種設(shè)計模式相比第 一種提高了機器的生產(chǎn)效率，也使得其功能的靈活性較大的 提高，但是此種機器控制平臺較為復(fù)雜，制造成本較高。

　　第三種轉(zhuǎn)塔式測試分選機與第二種的主要區(qū)別在于升降 運動軸也采用直驅(qū)電機技術(shù)，這種設(shè)計模式相比傳統(tǒng)的伺服 凸輪解決方案相比生產(chǎn)效率更高，靈活性更強，更適合市場 上增長最快的晶圓級封裝測試。但此種機器控制平臺更為復(fù) 雜，制造成本更高。

　　2 轉(zhuǎn)塔式測試分選機技術(shù)要求(這里只介紹后 兩種機型)

　　(1)常規(guī)轉(zhuǎn)塔式分選機技術(shù)要求(伺服凸輪)

　　? 16 - 24個工位/ 15°- 22.5°旋轉(zhuǎn)角度;

　　? 單工位轉(zhuǎn)動時間：18 - 22毫秒;

　　? 向下/向上Z軸的平均移動時間：10ms左右 / 10ms左右;

　　? 轉(zhuǎn)盤慣性：0.003 ~ 0.020 kg.m2之間;

　　? 測試時間：40 - 60毫秒;

　　? 產(chǎn)能：40K - 60K UPH;

　　? 下壓軸重復(fù)精度：5~10微米。

　　(2)晶圓級轉(zhuǎn)塔式分選機技術(shù)要求(音圈電機)

　　? 24-32個工位/ 11.25°- 24°指數(shù);

　　? 單工位轉(zhuǎn)動時間：35-50毫秒;

　　? 上下Z軸移動時間：8ms / 8ms;

　　? 轉(zhuǎn)盤慣性：0.02~0.5 kg.m2之間;

　　? 測試時間：50 - 100ms;

　　? 產(chǎn)能：15K - 30K UPH;

　　? 軟著陸力控。

　　3 轉(zhuǎn)塔式測試分選機ISMC解決方案

　　設(shè)備：半導體分選機/編帶機

　　配置：伺服驅(qū)動器Diamond+音圈電機/空心杯電機工 藝: pp->pV+限制力矩->pp

　　產(chǎn)品價值：

　　(1)尺寸?。褐苯影惭b到旋轉(zhuǎn)+下壓軸，節(jié)省空間、省線 纜，提高可靠性;

　　(2)軟著陸工藝： 快速PP/PV模式切換， 實現(xiàn)高精密力 控，快速響應(yīng)8ms。

　　Diamond系列微型驅(qū)動器的主要技術(shù)性能如下：

Diamond 系列微型驅(qū)動器

　　? 尺寸小(功率密度大)∶尺寸只有73*40*35mm ，額定O-750w，瞬時功率達到3kw;

　　? 帶寬高：電流環(huán)帶寬4500Hz、速度環(huán)1500Hz;

　　? 精度高：達到0.01A高精密電流控制;

　　? 主控適配強：支持Ether CAT、CAN ope n、 Modbus、脈沖、模擬量，支持CIA402協(xié)議，可以適配倍 福、歐姆龍、ACS、科爾摩根、施耐德和國內(nèi)主流廠商等標 準控制器;

　　? 電機兼容性強：同時支持旋轉(zhuǎn)伺服電機、DD馬達(力矩電機)、音圈電機、直線電機、無刷電機、有刷電機、空心杯電機、步進電機、無框電機、減速電機等;

　　? 編碼適配廣:支持增量式、絕對值(BISS-C、SSI、Endat2.12.2、 Tamagawa、Panasonic等)、Hall編碼器、SINCOS。

　　4 軟著陸力控介紹

　　ISMC采用了三種模式的結(jié)合，在符合條件的情況下進行三環(huán)的切換。

　　? PP位置段：快速，提高效率節(jié)省時間由于Z軸在貼裝過程中需要避障，Z軸的行程相對較長，大部分在20mm，這個行程需要短時間內(nèi)完成，需要用到高速/高加速度，以便節(jié)省時間，而且距離可控;

　　? PV速度段：穩(wěn)定，速度可控不過沖高速/高加速度的位置段會導致過沖，這是為了緩沖。

　　? PT力矩段：精準，可實現(xiàn)最小1g±0.1g精確控。重點是為了實現(xiàn)最后的精準力控，力度的快速、穩(wěn)定提 升到目標力度要求。

　　5 傳統(tǒng)伺服 vs 微型伺服系統(tǒng)方案對比

　　傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)的線纜數(shù)為: (4 根電源線 + 4 根動力線 + 5~13 根編碼器線 + 2 根網(wǎng)線 +2 根饋能線 +4~10 根數(shù)字 信號線 +2 根模擬信號線 +2 根 STO)×軸數(shù)N，隨著軸數(shù)增 加，線纜數(shù)量變得越來越大，系統(tǒng)可靠性逐漸降低。

　　而微型伺服系統(tǒng)的拖鏈線為：1 根網(wǎng)線 +1 根電源線， 無論多少軸數(shù)，電控柜和拖鏈線不變，系統(tǒng)性能和可靠性大幅提高。