一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备的制作方法

1.本发明涉及晶片焊接技术领域，具体涉及一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备。


背景技术：

2.中国专利cn111822811 b公开了一种晶片自动焊接机及晶片焊接方法；晶片自动焊接机包括：机架；轨道机构，用于传送基板；焊接机构，用于将晶片焊接于基板上；以及，龙门移动平台，用于驱动焊接机构在轨道机构上方于水平面上沿相互垂直的两个方向移动；轨道机构安装于机架上，焊接机构安装于龙门移动平台上，龙门移动平台安装于机架上；焊接机构包括用于加热晶片以焊接于基板上的焊接器和驱动焊接器升降的升降机构，升降机构安装于龙门移动平台上；
3.现有技术中，在一些细微晶片，芯片的陶瓷面焊接过程中，存在着焊接功率不稳定，导致发生焊接偏移或损坏的问题，以及控制焊枪移动的输出端，也存在波动，也将导致会发生焊接偏移或损坏的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备，包括焊枪监测系统，焊枪监测系统包括:
7.采集模块，以待焊晶片的加工平面为基准水平坐标系，获取到晶片的焊接路径，并得到相应地标准坐标值(xb、yb)，以及获取到焊枪在沿着焊接路径进行焊接工作时的实时坐标值(x1、y1)；
8.分析模块，获取采集模块的标准坐标值(xb、yb)和实时坐标值(x1、y1)，并根据两个坐标值进行分析，判断焊接是否合格；
9.调节模块，获取到分析模块的焊接不合格信号，匹配焊接调整系数为kcw；
10.故障模块，获取到连接焊接的移动端的振动频率数据，并基于振动频率分析对焊接不合格的影响因素；
11.处理模块，获取到故障模块的焊枪移动端相关信号，对焊枪移动端功率进行调节。
12.作为本发明进一步的方案：分析模块具体工作过程如下：
13.通过公式zhp＝|xb-x1|+|yb-y1|，计算得到该焊接偏移值zhp；
14.将得到的焊接偏移值zhp与焊接偏移阈值zhpy进行比较；
15.若大于，生成焊接不合格信号；
16.若小于，生成焊接合格信号。
17.作为本发明进一步的方案：调节模块具体工作过程如下：
18.步骤1：获取到焊接偏移值zhp和焊接偏移阈值zhpy，做差值计算，得到焊接偏移差值chp；
19.步骤2：设置焊接调整系数，并分别标记为kcj；j＝1，2，
…
，w；每个粗调整系数对应着焊接偏移范围值，分别为(wc1，wc2]，(wc2，wc3]，
…
，(wcw，wcw+1]；且wc1＜wc2＜
…
＜wcw＜wcw+1；
20.当焊接偏移差值chp∈(wcw，wcw+1]时，则该焊接调整系数为kcw；。
21.作为本发明进一步的方案：故障模块具体工作过程如下：
22.步骤1：获取到设置监测时间节点t，获取到监测开始时间点t0，监测结束时间点t3，并在监测时间段内随机设定两个监测时间点t1、t2；获取到监测时间点t0、t1、t2、t3，所对应的焊枪移动端的振动值zz0、zz1、zz2、zz3；
23.步骤2：通过公式计算得到焊枪移动振动波动值zby；其中，a1、a2、a3均为比例系数。
24.作为本发明进一步的方案：将得到的焊枪移动振动波动值zby与焊枪移动振动波动阈值进行比较；
25.若大于，生成焊枪移动端相关信号；
26.若小于，生成焊枪移动端不相关信号。
27.作为本发明进一步的方案：处理模块具体工作过程如下：
28.获取到在监测时间段内移动端振动平均值zzj，调节模块的焊接调整系数为kcw，以及焊枪移动振动波动值zby；
29.通过公式计算得到移动端输出功率py；其中，pb为移动端输出的标准功率值。
30.作为本发明进一步的方案：还包括电流域值检测模块，通过电流域值检测模块获得负载的电流并传送给斩波控制模块，通过母线电压检测获得超级电容组的输出母线电压并传送给斩波控制模块，斩波控制模块根据超级电容组的输出母线电压和负载所需的电流经由逆变驱动模块驱动dc/ac逆变器；超级电容组通过dc/ac逆变器向负载提供电流。
31.本发明的有益效果：
32.本发明通过斩波控制电容来补偿的模块的补偿后，能量输出变得温和；
33.本发明增设焊枪监测系统，将实时的焊枪焊接轨迹的坐标值与预设的焊接轨迹的坐标值，两者之间做差值计算，判断在线的焊接是否合格；
34.对产生不会合格的原因进行追溯，在高频反馈补偿技术的基础上，该焊枪具有稳定地输出功率，以此判断连接焊枪的移动端的功率是否稳定，对焊接的不稳定是否产生影响；
35.然后利用调节模块振动焊接不合格数据，配比相应的调整系数，从而可以准确得到焊枪稳定的输出功率，保证晶片焊接的精准度。
附图说明
36.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
37.图1是本发明焊枪监测系统的结构框图。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.请参阅图1所示，本发明为一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备，包括电流域值检测模块，通过电流域值检测模块获得负载的电流并传送给斩波控制模块，通过母线电压检测获得超级电容组的输出母线电压并传送给斩波控制模块，斩波控制模块根据超级电容组的输出母线电压和负载所需的电流经由逆变驱动模块驱动dc/ac逆变器；超级电容组通过dc/ac逆变器向负载提供电流；
40.具体地，斩波控制模的控制方法为：
41.当超级电容组的端口电压u
sumin
《u
su
(t)时，且当负载所需的工作电流i(t)≤i sumax
时，负载所需的工作电流i(t)由超级电容组提供，即i su(t)＝i(t)；
42.当超级电容组的输出母线电压u
su
(t)＜u
sumin
时，dc/ac逆变器关断，超级电容组的输出电流i su
(t)＝0；
43.式中，u
sumin
为超级电容组最小电压；i su
(t)为超级电容组输出的电流；i(t)为负载的工作电流，i 1
为负载的域值上限，i 2
为负载的域值下限；其中，u
sumin
根据超级电容组电化学性能确定；本发明通过斩波控制电容来补偿的模块的补偿后，能量输出变得温和；
44.还包括焊枪监测系统，该焊枪监测系统包括：
45.采集模块，获取到焊枪实时的坐标值，并标记为(x1、y1)；
46.该采集模块具体工作过程如下：
47.以待焊晶片的加工平面为基准水平坐标系，获取到晶片的焊接路径，并得到相应地标准坐标值(xb、yb)，以及获取到焊枪在沿着焊接路径进行焊接工作时的实时坐标值(x1、y1)；
48.分析模块，获取采集模块的标准坐标值(xb、yb)和实时坐标值(x1、y1)，并根据两个坐标值进行分析；
49.该分析模块具体工作过程如下：
50.步骤1：获取到标准坐标值(xb、yb)和实时坐标值(x1、y1)，通过公式zhp＝|xb-x1|+|yb-y1|，计算得到该焊接偏移值zhp；
51.步骤2：将得到的焊接偏移值zhp与焊接偏移阈值zhpy进行比较；
52.若焊接偏移值zhp大于焊接偏移阈值zhpy时，则表示焊枪偏移焊接路径，影响晶片焊接质量，从而生成焊接不合格信号；
53.若焊接偏移值zhp小于焊接偏移阈值zhpy时，则表示焊枪不偏移焊接路径，不影响晶片焊接质量，从而生成焊接合格信号；
54.调节模块，获取到分析模块的焊接不合格信号，对焊枪进行调整；
55.该调节模块具体工作过程如下：
56.步骤1：获取到焊接偏移值zhp和焊接偏移阈值zhpy，做差值计算，得到焊接偏移差
值chp；
57.步骤2：设置焊接调整系数，并分别标记为kcj；j＝1，2，
…
，w；每个粗调整系数对应着焊接偏移范围值，分别为(wc1，wc2]，(wc2，wc3]，
…
，(wcw，wcw+1]；且wc1＜wc2＜
…
＜wcw＜wcw+1；
58.当焊接偏移差值chp∈(wcw，wcw+1]时，则该焊接调整系数为kcw；
59.故障模块，获取到连接焊接的移动端的振动频率数据，并基于振动频率分析对焊接不合格的影响；
60.该故障模块具体工作过程如下：
61.步骤1：获取到设置监测时间节点t，获取到监测开始时间点t0，监测结束时间点t3，并在监测时间段内随机设定两个监测时间点t1、t2；获取到监测时间点t0、t1、t2、t3，所对应的焊枪移动端的振动值zz0、zz1、zz2、zz3；
62.步骤2：通过公式计算得到焊枪移动振动波动值zby；其中，a1、a2、a3均为比例系数，a1取值为0.57，a2取值为0.86，a3取值为0.46；
63.步骤3：将得到的焊枪移动振动波动值zby与焊枪移动振动波动阈值进行比较；
64.若焊枪移动振动波动值zby大于焊枪移动振动波动阈值时，则生成焊枪移动端相关信号；
65.若焊枪移动振动波动值zby小于焊枪移动振动波动阈值时，则生成焊枪移动端不相关信号；
66.处理模块，获取到故障模块的焊枪移动端相关信号，对焊枪移动端进行调节，保证焊枪移动的稳定情况；
67.该处理模块具体工作过程如下：
68.步骤1：获取到在监测时间段内移动端振动平均值zzj，调节模块的焊接调整系数为kcw，以及焊枪移动振动波动值zby；
69.通过公式计算得到移动端输出功率py；其中，pb为移动端输出的标准功率值；
70.步骤2：将得到的移动端输出功率py发生至焊枪移动端的控制器，控制焊枪移动。
71.本发明的工作原理：本发明通过斩波控制电容来补偿的模块的补偿后，能量输出变得温和；
72.本发明增设焊枪监测系统，将实时的焊枪焊接轨迹的坐标值与预设的焊接轨迹的坐标值，两者之间做差值计算，判断在线的焊接是否合格；
73.对产生不会合格的原因进行追溯，在高频反馈补偿技术的基础上，该焊枪具有稳定地输出功率，以此判断连接焊枪的移动端的功率是否稳定，对焊接的不稳定是否产生影响；
74.然后利用调节模块振动焊接不合格数据，配比相应的调整系数，从而可以准确得到焊枪稳定的输出功率，保证晶片焊接的精准度。
75.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施
例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备，包括焊枪监测系统，其特征在于，焊枪监测系统包括:采集模块，以待焊晶片的加工平面为基准水平坐标系，获取到晶片的焊接路径，并得到相应地标准坐标值(xb、yb)，以及获取到焊枪在沿着焊接路径进行焊接工作时的实时坐标值(x1、y1)；分析模块，获取采集模块的标准坐标值(xb、yb)和实时坐标值(x1、y1)，并根据两个坐标值进行分析，判断焊接是否合格；调节模块，获取到分析模块的焊接不合格信号，匹配焊接调整系数为kcw；故障模块，获取到连接焊接的移动端的振动频率数据，并基于振动频率分析对焊接不合格的影响因素；处理模块，获取到故障模块的焊枪移动端相关信号，对焊枪移动端功率进行调节。2.根据权利要求1所述的一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备,其特征在于，分析模块具体工作过程如下：通过公式zhp＝|xb-x1|+|yb-y1|，计算得到该焊接偏移值zhp；将得到的焊接偏移值zhp与焊接偏移阈值zhpy进行比较；若大于，生成焊接不合格信号；若小于，生成焊接合格信号。3.根据权利要求2所述的一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备,其特征在于，调节模块具体工作过程如下：步骤1：获取到焊接偏移值zhp和焊接偏移阈值zhpy，做差值计算，得到焊接偏移差值chp；步骤2：设置焊接调整系数，并分别标记为kcj；j＝1，2，
…
，w；每个粗调整系数对应着焊接偏移范围值，分别为(wc1，wc2]，(wc2，wc3]，
…
，(wcw，wcw+1]；且wc1＜wc2＜
…
＜wcw＜wcw+1；当焊接偏移差值chp∈(wcw，wcw+1]时，则该焊接调整系数为kcw；。4.根据权利要求3所述的一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备,其特征在于，故障模块具体工作过程如下：步骤1：获取到设置监测时间节点t，获取到监测开始时间点t0，监测结束时间点t3，并在监测时间段内随机设定两个监测时间点t1、t2；获取到监测时间点t0、t1、t2、t3，所对应的焊枪移动端的振动值zz0、zz1、zz2、zz3；步骤2：通过公式计算得到焊枪移动振动波动值zby；其中，a1、a2、a3均为比例系数。5.根据权利要求4所述的一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备,其特征在于，将得到的焊枪移动振动波动值zby与焊枪移动振动波动阈值进行比较；若大于，生成焊枪移动端相关信号；若小于，生成焊枪移动端不相关信号。6.根据权利要求5所述的一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备,其特征在于，处
理模块具体工作过程如下：获取到在监测时间段内移动端振动平均值zzj，调节模块的焊接调整系数为kcw，以及焊枪移动振动波动值zby；通过公式计算得到移动端输出功率py；其中，pb为移动端输出的标准功率值。7.根据权利要求6所述的一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备,其特征在于，还包括电流域值检测模块，通过电流域值检测模块获得负载的电流并传送给斩波控制模块，通过母线电压检测获得超级电容组的输出母线电压并传送给斩波控制模块，斩波控制模块根据超级电容组的输出母线电压和负载所需的电流经由逆变驱动模块驱动dc/ac逆变器；超级电容组通过dc/ac逆变器向负载提供电流。

技术总结
本发明公开了一种基于高频反馈补偿技术的晶片焊接设备，包括焊枪监测系统，焊枪监测系统包括:获取采集模块的标准坐标值(xb、yb)和实时坐标值(x1、y1)，并根据两个坐标值进行分析，判断焊接是否合格；获取到分析模块的焊接不合格信号，匹配焊接调整系数为KCw；获取到连接焊接的移动端的振动频率数据，并基于振动频率分析对焊接不合格的影响因素；获取到故障模块的焊枪移动端相关信号，对焊枪移动端功率进行调节，本发明还通过斩波控制电容来补偿的模块的补偿后，能量输出变得温和。能量输出变得温和。能量输出变得温和。


技术研发人员：龙佳乐 罗俊 卢建锋
受保护的技术使用者：苏州泽术智能自动化科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/13