亚微米超高速微细加工 | 通过复杂形状的“纳米级微细加工”提高生产效率和品质

课题

　　适应高端化的制造业

　　随着消费者需求的多样化和产品周期的短期化，移动终端等各种数字设备进一步追求高性能、小尺寸、薄外形，所搭载半导体封装和电子元件的制造工艺也发生了巨大变化。

　　由于这些市场变化，出现了复杂形状“纳米级微细加工”的需求，这在过去是无法实现的级别。这里重要的有以下两点。

　　1) 实现高精度微细加工的高速周期/同步控制

　　2) 结合外围设备的规格与之自由地进行组合

解决方案

　　提高生产效率的关键在于兼顾高加工品质和产量

　　制造设备和检测设备的升级，对高精度微细加工的加工品质和高产量提出了要求。

　　为此，除了提高作为设备控制核心的机械控制器的处理性能外，组合与设备规格相匹配的外围设备(传感器和执行器)，充分利用设备性能的控制算法的自由度是必不可少的。

　　欧姆龙的机械自动化控制器实现了高速的运算性能、与多厂商各种外围设备的连接以及嵌入式软件的自由度，兼顾实现高加工品质和产量，提高生产效率。

欧姆龙的实力

　　控制器具备精密/高速运动同步控制性能和实现丰富创意的高自由度

　　运动控制器PMAC*具有高速的运算性能(16.6μs/轴以下)、与多厂商外围设备的连接、嵌入式软件的自由度这三大特征。PMAC拥有的巨大潜力可以集中控制所有XY载物台、电流扫描仪和激光输出。

　　* PMAC：Programmable Multi Axis Controller的缩写

解决的实现方法

　　一台控制器同步控制两台装置

　　1)以50μs/8轴的控制周期高速同步

　　可以实时反馈超高分辨率线性标尺的检测值，闭环控制线性电机。通过把对轨迹精度影响***大的控制周期(伺服周期)调整至50μs/8轴，就能正确实现XY轴的同步。

　　此外还搭载了位置、速度、扭矩、电流全闭环控制等伺服算法，因此用户可以自由进行软件设定，构建与设备规格相匹配的运动控制系统，加速瓶颈工序，提高设备的产量。
   

通过同步轨迹速度和激光输出使照射量恒定

　　2)均衡加工品质

　　激光加工中出现的加工不均是由于激光的实际描绘速度不均匀所致。通过与激光的矢量速度同步控制激光输出功率，保持照射量恒定，防止加工开始/结束位置和转角部烧焦，还能防止局部过热造成的工件翘曲，实现理想的加工。
   

　　将1条轨迹指令分割为电流控制和载物台控制

　　3)通过1条轨迹指令控制

　　欧姆龙技术“Spectral Decomposition(频谱分解)”同步XY载物台和电流扫描仪动作，在执行想要绘制的轨迹程序时，会自动分配两个指令给XY载物台和电流扫描仪并单独运行。大范围的动作分配给载物台，需要高响应的动作分配给电流扫描仪，以两个动作描绘一条轨迹，在不停止载物台的情况下进行连续加工。

　　可实现高速的无缝加工，兼顾生产效率和稳定的加工品质。