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整合高级运动控制器和视觉分析 突破半导体激光切割技术瓶颈
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2021-09-03 11:20:14来源: 中国视觉网

台积电作为半导体行业的龙头,到底厉害在哪里?在制程方面,台积电5/7纳米先进制程领先其他晶圆代工厂,甚至已经突破2纳米。制程的突破对电子产业有很大的意义,具体来说,制程越小越好,芯片性能更高,发热更少,也就更省电。

以iPhone为例,2010年推出的iPhone 4,搭载Apple A4处理器采用40纳米制程,而iPhone 11搭载的Apple A13处理器则是7纳米;最新的iPhone 12采用的是5纳米制程的芯片。

晶圆切割是封装测试的关键技术

更小的制程能够在同样的尺寸中放入更多的计算单元,让性能更高、发热更少、更省电,只要拿出3年前的手机滑几下,就可以明显感受到性能与散热的差别。而在半导体制程持续微缩的过程中,封装测试制程就是很重要的环节,尤其晶圆切割技术的精准,更是关键。

晶圆激光切割面临的挑战

在晶圆的激光切割技术上,目前面临的挑战包括:精准度不佳、运动轨迹在高精度不易达到、激光功率不易调整、速度规划旷日费时、无法提供实时的触发控制反馈、图像分析和运动控制无法完全整合等。

整合视觉对位和运动控制,提升激光切割效益

针对上述激光切割技术的难题,凌华科技整合视觉对位和运动控制,推出整体的解决方案,包括PCIe-U304图像采集卡和PCI-8258运动控制器,不仅达到快速定位,且搭配传感器,还能控制激光强度,避免激光切割系统在路径移动中,因为功率不易切换和调整而重复切割路径。此外,为加强雷射切割精准度,PCI-8258采用PID 控制系统和全闭回路(Full Closed Loop)方式控制,以达到最小的追踪误差,为了缩短PID调校时程,用户 可通过程序辅助,在短时间内调出最佳PID参数设定,大幅提升性能并简化操作。

此外,芯片设计趋向轻薄化、立体化的异质整合,需要切割的图形日趋复杂,简单的速度规划已无法满足需求,尤其马达在切割过程中,遇到较长的几何线或弧线,常需要不断地加速减速,容易造成机台的震动,难以维持稳定性。PCI-8258内建速度规划功能,非常容易设定,用户仅需决定整体切割运动的最大速、加速度及转角时的速度上限,不用繁复的指令设定,即可在切割过程中,维持马达的稳定,解决以往激光切割机台过切、 抖动和速度规划不易的问题。

凌华科技在运动控制和视觉分析领域已经深耕20多年,产品早已打入要求高精密度、高可靠度与信赖度的军规市场,推出的高同步性运动与激光控制技术,将复杂的速度规划及激光强度计算都置于运动控制卡上,用户可以自行规划CAM的路径,不需要复杂的数学计算。更免费提供易于使用的应用工具,包含丰富的运动控制应用函数,以及用户诊断与操作界面,可实现更高速、高精度的运动控制能力,能为机台用户节省高达25~50%的成本,同时维持卓越产量及精确度,提升整体性能10%以上。

(编辑:中国机器视觉网 姜楠)