一種wafer取片防撞控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種wafer取片防撞控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] RFID倒封裝設(shè)備是一款倒裝式電子標(biāo)簽封裝設(shè)備，使用各向異性導(dǎo)電膠熱壓固化 封裝，卷帶式送料，自動(dòng)拾放忍片，自動(dòng)封裝與收卷。晶元(Wafer)取片系統(tǒng)是倒封裝設(shè)備中 不可缺少的一部分，Wafer取片系統(tǒng)的功能是有序地移動(dòng)wafer盤(pán)上的忍片到頂針正上方， 通過(guò)頂針頂松忍片，再通過(guò)翻轉(zhuǎn)頭吸嘴吸取忍片，供封裝設(shè)備中的貼裝頭取走忍片，將忍片 貼在天線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)RFID倒封裝設(shè)備自動(dòng)拾取忍片的功能。
[0003]目前適用于RFID倒封裝設(shè)備的wafer取片系統(tǒng)，大部分都實(shí)現(xiàn)了忍片的頂松和翻 取功能，但是對(duì)于wafer盤(pán)在移動(dòng)過(guò)程中如何防止因操作失誤或外界干擾等原因而撞壞頂 針的現(xiàn)象，目前主要采用的方法是采用壓力傳感器檢測(cè)的方法，當(dāng)wafer夾板碰到頂針時(shí)， 通過(guò)壓力傳感器瞬間感應(yīng)并告知控制系統(tǒng)來(lái)停止wafer盤(pán)的運(yùn)動(dòng)。壓力傳感器檢測(cè)的方法 不但成本高，而且是采用事后彌補(bǔ)的方式，當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到壓力時(shí)，wafer夾板已經(jīng)撞 上頂針了，對(duì)頂針已經(jīng)造成了一定的撞擊，而且此種方法還受壓力傳感器的檢測(cè)精度、線(xiàn)路 抗干擾性等因素的影響而影響其靈敏度及可靠性。同時(shí)，對(duì)于wafer取片系統(tǒng)中的waferXY 軸的位置控制，現(xiàn)有設(shè)備中一般采用的是傳統(tǒng)的PID控制器，其控制參數(shù)一般通過(guò)設(shè)計(jì)人員 人為設(shè)定，當(dāng)外部產(chǎn)生較大干擾信號(hào)時(shí)，設(shè)定的參數(shù)就難W適合系統(tǒng)的控制要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有的用于RFID倒封裝設(shè)備容易因操作失誤或外界干擾等原因而撞壞頂針 的缺陷，本發(fā)明提出一種適于wafer取片防撞控制方法及系統(tǒng)，其目的在于，學(xué)習(xí)wafer盤(pán)的 安全運(yùn)動(dòng)范圍，并且在wafer盤(pán)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令時(shí)先判斷其指令位置是否超程，如果超程，貝U 不執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)命令，并且給出相應(yīng)的報(bào)警提示，有效防止因操作失誤或外界干擾等原 因而撞壞頂針的現(xiàn)象，提高了可靠性。
[0005] -種wafer取片防撞控制方法，包括W下步驟：
[0006] (1)學(xué)習(xí)wafer盤(pán)運(yùn)動(dòng)行程界限；
[0007] (2)讀取wafer動(dòng)作指令位置，將之與wafer盤(pán)運(yùn)動(dòng)行程界限比較，判斷指令位置是 否超出行程界限；
[000引（3)如果沒(méi)有超出界限，則執(zhí)行動(dòng)作指令，否則，停止執(zhí)行并給出wafer行程超限報(bào) 警提示。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟(1)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：
[0010] 使翻轉(zhuǎn)頭吸嘴中屯、、頂針中屯、及視覺(jué)中屯、重合；
[0011] Wwafer盤(pán)中屯、0為原點(diǎn)，建立wafer盤(pán)坐標(biāo)系X0Y;在wafer盤(pán)的取片圓周界限上標(biāo) 記Ξ個(gè)點(diǎn)(曰1，61)、（曰2,62)、（曰3,63)，計(jì)算取片圓周界限的半徑尺；
[001^W視覺(jué)中屯、0/為原點(diǎn)，建立視覺(jué)坐標(biāo)系;手動(dòng)運(yùn)行Χ、Υ軸電機(jī)帶動(dòng)wafer盤(pán) 移動(dòng)，使wafer盤(pán)上標(biāo)記的Ξ個(gè)點(diǎn)先后分別與視覺(jué)中屯、重合，分別讀取Ξ個(gè)點(diǎn)與視覺(jué)中屯、重 合時(shí)Χ、Υ軸電機(jī)編碼器值得到對(duì)應(yīng)的位置值(al^，bl/ )、（a2/，b2/ )、（a3^，b3/ );
[0013] 依據(jù)Ξ個(gè)點(diǎn)在視覺(jué)坐標(biāo)系χ/〇/γ/中的坐標(biāo)(al^，bl/ )、（a2/，b2/ )、（a3/，b3/ )和在 wafer盤(pán)坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)(al,bl)、（a2,b2)、（a3,b3)，解算得到兩坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即 視覺(jué)中屯、〇/原點(diǎn)與wafer盤(pán)中屯、0在X軸的間距為A和在Y軸的間距為B;
[0014] 在視覺(jué)坐標(biāo)系r〇/Υ/中的wafer盤(pán)運(yùn)動(dòng)行程界限對(duì)應(yīng)為wafer盤(pán)坐標(biāo)系X0Y中W wafer盤(pán)中屯、0為原點(diǎn)、半徑為R的圓周內(nèi)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為
[0016] 讀取動(dòng)作指令位置(Χ'，Υ');判定(X'-A)2+(Y'-B)2<(R-K)2是否成立，K為常數(shù)，r< K<R，r為頂針套截面圓的半徑;若成立，則表明沒(méi)有超出界限，執(zhí)行動(dòng)作指令，否則，表明超 出界限，終止執(zhí)行并給出wafer行程超限報(bào)警提示。
[0017] 進(jìn)一步地，所述步驟(3)執(zhí)行動(dòng)作指令的具體實(shí)現(xiàn)方式為：
[0018] 對(duì)反饋的位置誤差e及誤差變化率ec進(jìn)行模糊化處理；
[0019] 計(jì)算模糊化后的位置誤差S和誤差變化率些的隸屬度；
[0020] 依據(jù)模糊化后的位置誤差S和誤差變化率些的隸屬度，利用預(yù)定模糊PID控制規(guī)則 推理，得到模糊化PID控制變量]
[0021] 對(duì)模糊化PID控制變量進(jìn)行反模糊化處理，得到PID控制參數(shù)kp、ki和kd，進(jìn) 而完成PID控制。
[0022] 進(jìn)一步地，所述預(yù)定模糊PID控制規(guī)則的具體構(gòu)建方式為：
[0023] 對(duì)于模糊化后的位置誤差自和誤差變化率雌，將其論域量化為13檔：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2,3,4,5,6}，定義各個(gè)語(yǔ)言變量的值為{PB，PM，PS，0，NB，NM，NS}，各個(gè)語(yǔ)言變 量代表的含義分別為:正大、正中、正小、零、負(fù)小、負(fù)中、負(fù)大；
[0024] 采用Ξ角形隸屬函數(shù)計(jì)算隸屬虔
式中a、b、c分別 為Ξ角隸屬函數(shù)的左下角、頂點(diǎn)W及右下角；
[0025] 結(jié)合模糊化后的位置誤差S和誤差變化率些的隸屬度，構(gòu)建We、ec為輸入變量，Ξ 個(gè)模糊控制變量kp、ki、kd分別為輸出變量的模糊PID控制規(guī)則。
[0026] -種實(shí)現(xiàn)所述方法的wafer取片防撞控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
[0027] 頂針單元，用于頂松wafer盤(pán)上的忍片；
[0028] 翻轉(zhuǎn)頭單元，用于從wafer盤(pán)上翻取忍片；
[00巧]Wafer單元，用于夾持wafer盤(pán)和移動(dòng)wafer盤(pán)，使得wafer盤(pán)上的忍片移動(dòng)至頂針 處供頂針頂松忍片；
[0030]視覺(jué)單元，用于采集wafer盤(pán)上的忍片圖像，并計(jì)算忍片中屯、與視覺(jué)中屯、的偏差；
[0031] 上位機(jī)，用于依據(jù)忍片中屯、與視覺(jué)中屯、的偏差生成wafer動(dòng)作指令；
[0032] 下位機(jī)，用于將wafer動(dòng)作指令位置與wafer盤(pán)運(yùn)動(dòng)行程界限比較，判斷指令位置 是否超出行程界限；如果沒(méi)有超出界限，則執(zhí)行動(dòng)作指令，否則，停止執(zhí)行并給出wafer行程 超限報(bào)警提示。
[0033] 進(jìn)一步地，所述下位機(jī)包括判定子模塊，用于判定(X/-A)2+(r-B)2<(R-K)2是否成 立，（χ/，γ/)為動(dòng)作指令位置，K為常數(shù)，r^K<R，r為頂針套截面圓的半徑;若成立，則表明沒(méi) 有超出界限，執(zhí)行動(dòng)作指令，否則，表明超出界限，終止執(zhí)行并給出wafer行程超限報(bào)警提 /J、- 〇
[0034] 進(jìn)一步地，所述下位機(jī)還包括模糊PID控制子模塊，用于首先對(duì)反饋的位置誤差e 及誤差變化率ec進(jìn)行模糊化處理，計(jì)算模糊化后的位置誤差S和誤差變化率些的隸屬度;然 后依據(jù)模糊化后的位置誤差S和誤差變化率雌的隸屬度，利用預(yù)定模糊PID控制規(guī)則推理， 得到模糊化PID控制變量|^￡、111、11^1;最后對(duì)模糊化?1〇控制變量]^、]￡1、11^1進(jìn)行反模糊化處理， 得至化ID控制參數(shù)kp、ki和kd，進(jìn)而完成PID控制。
[0035] 進(jìn)一步地，所述視覺(jué)單元包括視覺(jué)XY調(diào)整滑臺(tái)、同軸光源、相機(jī)和處理器，調(diào)整滑 臺(tái)用于調(diào)整相機(jī)在XY方向上的位置，同軸光源用于給相機(jī)提供光源，相機(jī)用于采集忍片圖 像，處理器用于計(jì)算忍片中屯、與視覺(jué)中屯、的偏差。
[0036] 進(jìn)一步地，所述頂針單元，包括頂針XY調(diào)整滑臺(tái)、頂針氣缸、頂針電機(jī)和頂針套，頂 針XY調(diào)整滑臺(tái)用于調(diào)整頂針在XY方向上的位置，頂針電機(jī)用于控制頂針的上下運(yùn)動(dòng)而頂松 wafer盤(pán)上的忍片，頂針氣缸用于控制頂針調(diào)整滑臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)，頂針套通過(guò)真空吸附 wafer盤(pán)的輔助裝置；
[0037] 所述翻轉(zhuǎn)頭單元包括翻轉(zhuǎn)頭裝置、翻轉(zhuǎn)頭吸嘴和翻轉(zhuǎn)頭電機(jī)，翻轉(zhuǎn)頭吸嘴安裝在 翻轉(zhuǎn)頭上，通過(guò)翻轉(zhuǎn)頭電機(jī)控制吸嘴上下位置，翻取wafer盤(pán)上被頂針頂松的忍片。
[0038] 所述Wafer單元包括wafer夾板、X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)，wafer夾板用于固定wafer盤(pán)， X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)wafer夾板X(qián)、Y方向運(yùn)動(dòng)。
[0039] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在：
[0040] 本發(fā)明學(xué)習(xí)wafer的運(yùn)動(dòng)行程界限，在wafer運(yùn)動(dòng)之前判斷其指令位置是否超出行 程界限，可W有效地防止wafer夾板碰撞頂針的現(xiàn)象發(fā)生。該方法切實(shí)可靠，無(wú)任何額外硬 件成本，可廣泛應(yīng)用于RFID標(biāo)簽封裝設(shè)備。
[0041] 作為優(yōu)化，本發(fā)明采用模糊控制與PID結(jié)合的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制方法，對(duì) waferXY軸進(jìn)行位置控制，