基于PLC晶圆自动贴标机控制系统的研究
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摘要
晶圆工艺是衡量半导体制造业的重要技术指标之一,为了便于晶圆刻蚀和切割后的管理,半导体制造业厂家大多都在晶圆上贴上一定顺序的条形码。然而传统的贴标方式靠人工手动贴标,不仅效率低,而占用较大场地,更容易造成标签二次污染。因此研究和开发一种自动化程度高,结构简单,操作可靠的晶圆自动贴标机具有重要的实际价值。本文以研究和开发全自动的贴标机位目标,主要完成的工作有:
1.根据贴标的机械动作,对贴标机进行了整体结构设计,完成了贴标机的气动部分设计。
2.对晶圆的贴标工艺做了深入研究,完成了贴标机的控制系统部分设计,应用基因思公司的KV—1000系列PLC实现电气部分设计和控制程序的实现。
3.为了实现贴标机高精度的性能,本文改进了普通两相混合式步进电机的闭环控制方法,对贴标机的晶圆盒的升降步进电机的位置控制系统进行分析,并根据位置伺服系统的数学模型,分别设计了PID控制器和模糊控制器,并在Matlab的Simulink环境下做了仿真性分析。
4.开发了上位机与KV—1000系列PLC通信程序实现,实现了贴标过程的管控一体化。
以上研究成果以及在晶圆自动贴标机上得到了实际验证,并在苏州瑞萨半导体公司投入使用。
Wafer is important technical index in semiconductor manufacture. In order to facilitate the management of wafer after etching and cutting, most of semiconductor manufacturers would label some bar code with a certain order in the wafer, However, the traditional way is manual labeling; it is not only inefficient, but also occupied more space, more likely to cause secondary pollution label. Therefore research and development of a automation, simple structure, reliable operation of wafer automatic labeling-- machine has important practical value. This paper is in order to the research and development of automatic labeling-- machine, mainly the work accomplished as fellow:
1. According to the mechanical movement of labeling, the labeling machine as a whole structural design, completed a labeling machine aerodynamic design.
2. The labeling process on the wafer to do in-depth studies, completed the labeling machine control system design, application of keyence’s KV-1000 Series PLC to achieve electrical design and control procedures can be achieved.
3. In order to achieve high precision performance labeling machine, the paper improved the ordinary two-phase hybrid stepping motor of the closed-loop control method, the labeling of boxes of wafer stepper motor movements of the position control system analysis, and in accordance with location Servo System mathematical model designed PID controller and the fuzzy controller, and the Matlab Simulink environment to do the simulation analysis.
4. Development of the PC and KV-1000 Series PLC communications program and realized the labeling process control integration.
Above, as well as research results in the automatic labeling machine on the wafer by the actual verification, and it is application in Renesas semiconductor companies in Suzhou .
1.根据贴标的机械动作,对贴标机进行了整体结构设计,完成了贴标机的气动部分设计。
2.对晶圆的贴标工艺做了深入研究,完成了贴标机的控制系统部分设计,应用基因思公司的KV—1000系列PLC实现电气部分设计和控制程序的实现。
3.为了实现贴标机高精度的性能,本文改进了普通两相混合式步进电机的闭环控制方法,对贴标机的晶圆盒的升降步进电机的位置控制系统进行分析,并根据位置伺服系统的数学模型,分别设计了PID控制器和模糊控制器,并在Matlab的Simulink环境下做了仿真性分析。
4.开发了上位机与KV—1000系列PLC通信程序实现,实现了贴标过程的管控一体化。
以上研究成果以及在晶圆自动贴标机上得到了实际验证,并在苏州瑞萨半导体公司投入使用。
Wafer is important technical index in semiconductor manufacture. In order to facilitate the management of wafer after etching and cutting, most of semiconductor manufacturers would label some bar code with a certain order in the wafer, However, the traditional way is manual labeling; it is not only inefficient, but also occupied more space, more likely to cause secondary pollution label. Therefore research and development of a automation, simple structure, reliable operation of wafer automatic labeling-- machine has important practical value. This paper is in order to the research and development of automatic labeling-- machine, mainly the work accomplished as fellow:
1. According to the mechanical movement of labeling, the labeling machine as a whole structural design, completed a labeling machine aerodynamic design.
2. The labeling process on the wafer to do in-depth studies, completed the labeling machine control system design, application of keyence’s KV-1000 Series PLC to achieve electrical design and control procedures can be achieved.
3. In order to achieve high precision performance labeling machine, the paper improved the ordinary two-phase hybrid stepping motor of the closed-loop control method, the labeling of boxes of wafer stepper motor movements of the position control system analysis, and in accordance with location Servo System mathematical model designed PID controller and the fuzzy controller, and the Matlab Simulink environment to do the simulation analysis.
4. Development of the PC and KV-1000 Series PLC communications program and realized the labeling process control integration.
Above, as well as research results in the automatic labeling machine on the wafer by the actual verification, and it is application in Renesas semiconductor companies in Suzhou .
引文
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