他用粉笔在“位置对准”
和“引线键合”
下面画了两条线,“对准,键合。对准不准,焊不上。键合不稳,焊不牢。”
他放下粉笔,看着台下。
“对准怎么搞?这是第一个问题。”
会议室里安静了几秒。
陈光远第一个开口:“对准,可以用光刻机的工件台技术,精度能做到亚微米。键合机精度要求没那么高,微米级就够了。技术是现成的,搬过来用就行。”
包康建摇了摇头:“陈厂长,光刻机的工件台和键合机的运动平台,工况不一样。”
他站起来,走到黑板前,拿起粉笔,画了两个图。
左边是一个方方正正的运动平台,上面标着“光刻机”
。右边是一个结构更紧凑的平台,上面标着“键合机”
。
“光刻机是步进式,移动的时候可以慢,停下来的时候要稳。对度要求不高,对稳定性和精度要求高。”
他在右边的图上画了几个箭头。
“键合机不一样,焊完一个点,要立刻移动到下一个点。一秒焊几十个点,移动度要快,启停要干脆。对加度和动态响应的要求,比光刻机高一个数量级。”
他放下粉笔,看着陈光远:“光刻机的那套东西,搬过来用,会出问题。不是精度不够,是度跟不上。”
陈光远皱了一下眉头,没说话。
陈教授开口了:“包教授说得对。工况不同,技术方案不能照搬。但光刻机的经验可以借鉴。关键是,怎么在保证度的前提下,达到精度要求。”
他站起来,走到黑板前,拿起粉笔,在黑板上画了一个两级运动的示意图。
“我提一个思路。大行程、低精度,加小行程、高精度。”
他指着图上的两部分。
“第一步,用通用运动平台,把芯片移动到显微镜的视野范围内。这一步,精度要求不高,几十微米就够了。度快,因为只要走到大概位置就行。”
“第二步,用一个微动台,做最终的精细对准。微动台行程小,几个毫米就够。但精度要高,能到微米级甚至亚微米级。可以用压电陶瓷驱动,响应快,分辨率高,没有间隙,没有摩擦。”
他放下粉笔,转过身:“粗定位负责快,精定位负责准,两级串联,既保证了度,又保证了精度。”
会议室里安静了几秒。
包康建点点头:“这个思路可行,粗定位的运动平台,可以用高频脉冲电机加精密丝杠,光栅尺反馈,闭环控制。精度能做到正负5微米,度能到每秒几百毫米。”
“精定位的微动台,”
他想了想,“可以用压电陶瓷叠堆,配上柔性铰链。行程正负1毫米,分辨率能到纳米级。响应度微秒级,没有机械间隙,没有摩擦,长期稳定性好。”
秦世襄推了推眼镜:“粗定位和精定位之间,怎么衔接?粗定位走完了,微动台才知道自己该往哪儿走。这个‘知道’的过程,需要时间。”
陈教授在纸上写了几行公式:“粗定位完成后,系统记录下当前位置和目标位置的偏差。这个偏差,就是微动台要补偿的量。算法要快,要在毫秒级内算出补偿量,然后驱动压电陶瓷动作。总的对准时间,不能过几十毫秒。”
讨论完第一个问题,吕辰在黑板上写下几个关键词:两级运动、粗精衔接、毫秒级响应。
“对准的第二个问题,”