ESEC 2008HS裝片機(jī)M anua Dow nset的改造設(shè)計

杜椿楣，顧 健

(南通富士通微電子股份有限公司，江蘇南通226001)

裝片工序的設(shè)備使用率一直是企業(yè)各個工序中最高的，這與不間斷的點檢保養(yǎng)和預(yù)見性維護(hù)是分不開的。為了使裝片設(shè)備使用率繼續(xù)保持較高水平，需要積極地通過對設(shè)備的改善改造來實現(xiàn)。本工廠有15臺ESEC 2008HS裝片機(jī)沒有配置Auto Downset，軌道Downset無法自動調(diào)整，這為生產(chǎn)線品種安排和換產(chǎn)品帶來了很大的困擾。加上生產(chǎn)線產(chǎn)品品種繁雜，L/F的打凹深度從0～600μm需要不同Downset的產(chǎn)品共線生產(chǎn)，以保證導(dǎo)電膠溢出均勻、裝片高度一致、傾斜角度符合要求，而廠家提供的Downset只有兩種規(guī)格；一種是0，一種是100μm的，產(chǎn)品轉(zhuǎn)換時裝片機(jī)Downset由于設(shè)計簡單無法快速調(diào)整，給生產(chǎn)安排和品種更改帶來了不便。調(diào)整軌道下沉或更換Downset后，需要手動調(diào)整軌道上的4個帶蝶型彈簧平衡螺絲，并借助專用工具來調(diào)整，要保證Downset水平，費(fèi)時費(fèi)力，除正常品種更改耗時外，還需額外消耗很長的時間，才能滿足產(chǎn)品質(zhì)量需求。向ESEC購買Auto Downset價格高達(dá)2萬多美元。本文的改善，是為沒有Auto Downset功能的15臺ESEC 2008HS通過自行出圖加工、組裝、調(diào)試的手段，增加手動的Downset，以期達(dá)到為調(diào)整Downset提供便利、提高設(shè)備利用率及節(jié)約企業(yè)成本的目的。

1 Manual Downset的研究設(shè)計步驟

1.1 downset的基本狀況

Downset是ESEC系列裝片機(jī)上的一項功能配置，主要是由系統(tǒng)自帶的控制系統(tǒng)通過參數(shù)或者機(jī)械調(diào)整來調(diào)節(jié)軌道墊塊（包括Dispense和Bond部分）的上升和下降，以適應(yīng)不同凹度中島的框架，使框架被軌道內(nèi)側(cè)夾子夾住時仍然能保持水平，便于點膠和裝片，來保證工藝要求和產(chǎn)品質(zhì)量。Auto Downset是通過修改裝片機(jī)里的Downset參數(shù)后，裝片機(jī)的CPU會把該參數(shù)值換算成步進(jìn)電動機(jī)的步數(shù)，并保存在cache里，再通過光纖傳輸?shù)诫姍C(jī)驅(qū)動。電機(jī)驅(qū)動后，帶動絲桿轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動可上下調(diào)節(jié)的工作臺沿著滑塊上下運(yùn)動，從而達(dá)到想要的Downset數(shù)值來滿足產(chǎn)品的需要，但仍需通過機(jī)械調(diào)整來調(diào)節(jié)水平位置。

對目前無Auto Downset功能的ESEC 2008機(jī)臺的可上下調(diào)節(jié)的工作臺部分進(jìn)行詳細(xì)測繪，掌握各個連接部的定位尺寸和部分現(xiàn)有可采用零件尺寸。

（1）分析現(xiàn)有Auto Downset部件的工作原理，研究確定進(jìn)行Manual Downset改造的可行性并開始對其主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計構(gòu)思。

（2）完成Manual Downset的各零部件設(shè)計，包括材料、公差、精度等技術(shù)要求的構(gòu)思，同時制圖加工。

（3）加工完成后進(jìn)行組裝調(diào)試，并進(jìn)行效果確認(rèn)。

改造前的工作臺結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。

圖1 改造前Downset的軌道

圖2 用于調(diào)整的4個螺絲簡圖

1.2 本課題預(yù)計解決的難題

（1）要解決軌道墊塊的上下及水平的調(diào)整；

（2）整體結(jié)構(gòu)及零部件的設(shè)計；

（3）加工完成后的組裝及調(diào)試后必須達(dá)到軌道墊塊水平的精度要求；

（4）操作要方便快捷。

1.3 Manual Downset的功能要求

即為無Auto Downset功能配置的ESEC 2008HS機(jī)臺，增加Manual Downset，從而方便操作，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高設(shè)備利用率。

功能要求：

（1）改變依靠調(diào)整4個平衡螺絲來調(diào)節(jié)Downset的方法。原有方法不僅難度很大而且非常耗時，且不能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，嚴(yán)重影響著設(shè)備的利用率，直接降低了產(chǎn)出率。

（2）能夠?qū)崿F(xiàn)整體上升或下降及軌道水平墊塊的調(diào)節(jié)，減少不必要的時間浪費(fèi)和結(jié)果的不可控性，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

（3）我們向ESEC購買的Auto Downset是通過參數(shù)來調(diào)整其高度的，但仍然需要專用工具來確認(rèn)軌道高度，經(jīng)多次調(diào)整才能達(dá)到目的。如果復(fù)制仍需要向ESEC購買其電器部分，與我們節(jié)約成本的初衷相悖。所以我們決定自己設(shè)計一種操作起來方便快捷并且廉價的可手動調(diào)整的Downset

1.4 Manual Downset主要組成部分及作用

固定塊及x方向水平調(diào)節(jié)部分，如圖3所示。

圖3 x向水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

固定塊為了便于安裝根據(jù)ESEC裝片機(jī)原螺絲孔和定位銷位置設(shè)計，通過3個孔和螺絲之間的間隙來微調(diào)x方向的水平。

y方向水平的調(diào)節(jié)，如圖4所示。

圖4 y向水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

下面有3個螺絲固定，通過調(diào)節(jié)螺絲和蝶型彈簧的張力來調(diào)節(jié)y方向的水平。

主支架，主支架上方安裝軌道墊塊，為了節(jié)約成本將其分開設(shè)計加工，見圖5。

圖5 主支架

z向位置調(diào)節(jié)部分，z向調(diào)節(jié)手柄有直紋滾花以方便調(diào)節(jié)，也可用扳手塞進(jìn)孔里進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到位后可用鎖緊螺絲鎖緊。為了防止這套裝置受突發(fā)重力而損壞，設(shè)計有y向保護(hù)裝置同時采用滑塊來保證上下滑動精度。見圖6。

圖6 z向位置調(diào)節(jié)部分

2 Manual Downset的組裝與調(diào)試

整套Manual Downset可在機(jī)器下組裝后整件上機(jī)安裝。

安裝及注意要點：

調(diào)節(jié)好軌道平臺y方向距離近夾子約5 mm。見圖7。

圖7 軌道平臺調(diào)節(jié)

安裝y向保護(hù)裝置時，要先將x方向和y方向的螺絲松開，等軌道導(dǎo)片插入后，再將螺絲擰緊。見圖8。

圖8 y向保護(hù)裝置

調(diào)試注意要點：

調(diào)整軌道左右方向水平，需要使用2個校準(zhǔn)塊，在軌道左右兩邊各放一個，然后調(diào)整左右水平（類似蹺蹺板）使軌道作業(yè)兩邊的校準(zhǔn)塊和夾子下夾口平齊（圖9）。

圖9 軌道左右方向調(diào)整

調(diào)整軌道前后水平（Y方向），需要使用千分尺，然后調(diào)整調(diào)節(jié)螺絲，使前后誤差控制0.025mm以內(nèi)（圖 10）。

圖10 軌道前后水平調(diào)整

3 效果評價

3.1 調(diào)整難度對比

固定Downset調(diào)整時需要4個止頂螺絲同時上升或下降。同時還要保持水平，維修人員調(diào)整一臺，需4～6 h，其水平也無法絕對保證。而Manual Downset調(diào)整時只需調(diào)整旋鈕，軌道就可以上升或下降，其水平在通過不到5 m in的一次性調(diào)整后不會因為調(diào)整升降而受到影響。且伸手可調(diào)，操作簡單、方便，比Auto Downset還減少了一個翻菜單的時間，改機(jī)調(diào)整只需要5 min左右。

3.2 產(chǎn)品質(zhì)量對比

固定Downset的軌道水平難以保證，框架走帶容易變形，作業(yè)多排框架時銀漿點膠高度不統(tǒng)一，導(dǎo)致銀漿不穩(wěn)，影響裝片質(zhì)量。而Manual Downset軌道水平度較好，框架走帶時無發(fā)生變形情況，作業(yè)多排框架時銀漿點膠的效果良好。

3.3 設(shè)備效率對比

固定Downset改機(jī)/修機(jī)平均時間約需3 h，ManualDownset改機(jī)/修機(jī)平均時間只需10m in。

3.4 成本節(jié)約對比

如果向供應(yīng)商購買一套Auto downset功能的配置需要2萬多元美金。而我們自己改造成本僅需6 800元人民幣。此次共改造了15套，節(jié)約的資金相當(dāng)可觀（相當(dāng)于150萬）。

4 總 結(jié)

通過測繪、設(shè)計、加工、組裝、調(diào)試和驗證，完成了Manual Downset的改造。整套Manual Downset有16個需制圖加工的另部件，其中10個主要組件為自主設(shè)計。為了避免設(shè)計失誤給公司帶來不必要的損失，將改造過程分三步，首先只改一臺糾正缺陷和失誤，完善后再該兩臺，經(jīng)再次確認(rèn)后再改其余12臺。

在第一臺改造完成后我們征求了生產(chǎn)和工藝等多方的意見，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無法安裝軌道壓輪，于是把主支架進(jìn)行了重新設(shè)計。并增加了可裝壓輪的導(dǎo)軌。

本次改造對生產(chǎn)大有幫助經(jīng)過生產(chǎn)及工藝驗證，效果得到了充分的肯定。

原先的downset平板采用0.1 mm和0.2 mm兩種類型設(shè)計，不同產(chǎn)品的島下沉還需選擇不同的平板，這給改機(jī)人員挑選不同的平板帶來了一定的困難。改善后的作用主要有以下幾點：

（1）降低改機(jī)人員在產(chǎn)品更換時操作的難度，增加工作積極性；

（2）提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低不合格品出現(xiàn)的頻次；

（3）大幅減少設(shè)備更換Auto Downset軌道的成本；

（4）提高設(shè)備的利用率，為公司爭取更大的產(chǎn)量和利潤。節(jié)約資金約150萬人民幣。

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