面向芯片封装的直线电机精密定位控制技术研究-论文.pdf

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1、第37卷第9期合肥工业大学学报(自然科学版)VoI．37No．92014年9月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYSept．2014Doi：10．3969／j．issn．1003—5060．2014．09．001面向芯片封装的直线电机精密定位控制技术研究夏链，仇静，陆爱明，韩江(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：为提高球栅阵列(BGA)芯片封装设备的封装精度和效率，构建高速高精直线电机运动平台，文章分析了永磁同步直线电机(PMLSM)的构造特点及数学模型，

2、并在此基础上建立了直线电机伺服控制系统模型；采用全闭环伺服控制方式和PID+速度／加速度前馈的复合控制算法，研究复合控制算法对系统控制精度的影响。利用激光干涉仪测量该平台的x轴和y轴定位精度分别为28．3m和35．0m，通过分段线性误差模型对平台的系统误差进行补偿，补偿后x和y轴的定位精度比未补偿前分别提高了84．8和77．2。关键词：永磁同步直线电机(PMLSM)；芯片封装；开放式运动控制器PMAC；PID+前馈控制中图分类号：TH123文献标识码：A文章编号：1003—5060(2014)09—1025—05Re

3、searchonprecisionpositioningcontroltechnologyoflinearmotorforchippackagingXIALian，QIUJing，LUAi—ming，HANJiang(SchoolofMachineryandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Toimprovetheprecisionandefficiencyoftheballgridarray(BG

4、A)chippackaging，ahighspeedandhighprecisionpositioningtabledrivenbypermanentmagnet1inearsynchronousmotor(PMLSM)isdevel—opedAccordingtotheconstructionfeaturesandrunningprincipleofP仍SM，themathematicalmode1ofservocontrolsystemforlinearmotorisbuilt．Basedonthecontrol

5、algorithmofP】Dcontroller、^rithvelocity／accelerationfeed-forward，theclosed-loopservocontrolstrategyiSadopted，andthentheinfluenceofthenewcontrolalgorithmonthecontrolprecisionofthesystemisanalyze&ThepositioningprecisionsofXaxisandYaxismeasuredbylaserinterferometer

6、are28．3umand35．0gmrespectively．Afterthesystemerroroftheplatforilliscompensatedbyusingthepiecewiselinearerrormodel，thepositioningprecisionofXaxisandYaxisincreasesby84．8and77．20Arespectively．Keywords：permanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)；chippackaging；prog

7、rammablemulti—axiscontroller(PMAC)：PIDcontrollerwithfeed—forwardBGA是高度集成的IC芯片，因其可靠性好、电机作为驱动是提高封装设备多项性能的重要措封装面积小、电气性能优良等特点被广泛地采施[。传统的PID控制方法具有一定的滞后性，用_1]。BGA焊球的尺寸小(焊球直径为300～导致系统的跟踪误差较大，调节速度慢，不能很好760m)，且BGA芯片的需求量大，为满足BGA满足高速高精的控制性能。此外，要使BGA封芯片植球要求，需要对高速高精定位平台进行研装

8、设备的定位精度达到更高水平，还需提高整个究。直线电机省去了中间传动环节，可方便地实平台各组成部件的制造精度及安装精度等[3]，而现高速、高精及高加减速直线运动，所以采用直线直线电机驱动平台中存在着由于制造及装配等引收稿日期：2013—11～29：修回日期：2014—03—17基金项目：国家重大科技专项资助项目(2012ZX04001021)作者