全自动晶片焊线机系统的研究与设计

摘要

全自动焊线机是一种集光、机、电一体的复杂的半导体封装设备，它是由了计算机控制、图像处理、运动控制、XYZ平台和网络通信等部分组成。全自动焊线机要求具有高响应速度、低振动和高效率等性能，能够够高效稳定的自动上料、焊接和下料。广泛应用于各种半导体内部引线焊接，例如发光二极管（LED LAMP）、数码管、SMD贴片元件、三极管、大功率LED等，其中以LED行业封装使用最为普遍。当代，全自动焊线机在LED行业封装中应用已经非常普遍，是LED行业封装不可缺少的设备。由于手动和半自焊线机离不开人工操作焊接，导致封装的效率和产品的合格率比较低，在产能上也满足不了市场的需求，所以已经逐步被全自动焊线机所取代。全自动焊线机在技术上算得上高科技产品，我国虽然能够自主开发生产焊线机，但离不开人工操作，只能算半自动焊线机。由于全自动焊线机技术含量比较高，国内绝大部分市场还是进口设备占领，而且进口全自动焊线机在价格上一直居高不下，很大程度上限制了中国LED市场的发展，所以研发和生产真正的全自动焊线机是我国在半导体封装行业中迫切和艰巨的任务。　　作者在了解我国LED焊线设备的发展的基础上，分析了全自动LED焊线设备的核心技术，并详细的介绍了全自动LED焊线机的工作原理和机构。从全自动LED焊线机外观上看，总体上分为软件模块、机械模块、电气模块和光学模块，比如软件模块包含了上位机界面软件、图形处理软件、上位机通讯软件、运动控制软件和缺陷检测软件等。本文详细介绍了上位机的硬件部分和软件部分，并介绍了基于DSP的PCI总线运动控制卡设计。上位机采用研华PCC-L128T一体型工控机，使用液晶触摸屏作为人机接口，操作系统使用Windows XP SP3，编程的语言采用C++，编程环境使用VS2010。上位机基于MFC编写出直观清楚、易于操作的入机交互界面，方便对运动控制卡发送指令。使用图像采集卡采集图像，以便对LED引脚和焊点定位。运动控制卡基于PCI总线和DSP，可同时控制全自动焊线机五个轴的电机，本文也详细介绍了该运动控制卡的设计。在通信方面，采用PCI总线接口芯片PCI9052和双口RAM芯片IDT7027完成了DSP和PC-L128T之间的高速通信。

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 中国LED封装设备背景

1．2 我国LFD封装技术的发展历程

1．3 我国LED封装发展现状和发展趋势分析

1．4 全自动LEO焊线机的研究意义和本文主要内容

第二章 全自动LED焊线机的工作原理和结构

2．1 全自动LED焊线机的焊接原理

2．1．1 LED焊接技术

2．1．2 LED热超声键合工艺流程

2．2 全自动焊线机的结构

2．2．1 全自动焊线机的组成

2．2．2 全自动焊线机的外观结构

2．3 全自动焊线机的工作流程

2．4 全自动LED焊线机的优点

第三章 全自动焊线机上位机研究和设计

3．1 工业控制计算机的选择设计

3．1．1 工业控制计算机

3．1．2工业控制计算机的设计分析

3．1．3 全自动焊线机工控机的选型

3．2 视觉检测系统设计

3．2．1 光源选择

3．2．2 光学镜头选择

第四章 全自动焊线机上位机人机界面的设计与实现

4．1 人机界面设计遵循的原则

4．2 VC++6．0开发平台简介

4．3 MFC简介

4．4 上位机界面功能分析和设计

4．4．1 登陆界面分析和设计

4．4．2 设定模式界面分析和设计

4．4．3 自动生产模式界面分析和设计

4．4．4 品种切换模式界面分析和设计

4．4．5 程序模式界面分析和设计

4．4．6 维护模式界面分析和设计

4．4．7 管理界面分析和设计

4．4．8 校正界面的分析和设计

第五章 全自动LED焊线机下位机的研究与设计

5．1 全自动LED焊线机的电气控制系统研究和设计

5．2 运动控制卡总体方案的研究和设计

5．2．1 运动控制卡的发展和分类

5．2．2 运动控制卡的性能要求、设计原则和核心技术分析

5．2．3 运动控制卡的总体设计方案

5．3 基于TMS320F2407A芯片的运动控制卡硬件设计

5．3．1 TMS320F2407A芯片及其开发平台简介

5．3．2 基于TMS320LF2407A的运动控制卡硬件电路总计结构设计

5．3．3 运动控制卡各模块硬件电路原理图设计

第六章 论文总结和研究展望

6．1 论文总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读硕士期间所发表的论文