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随着芯片需求数量的增多和需求质量的提高,传统的芯片的加工技术已不能满足需求。提高芯片生产设备的生产效率和生产质量已成为市场急需解决的问题。晶圆贴装是把晶圆片粘贴到粘贴板上的工艺过程。本文针对晶圆贴装过程中喷蜡定位、晶圆片搬运以及蜡层的凝固过程的压力和温度控制问题展开研究。主要的工作和贡献有: (1)针对晶圆贴装机器人的喷蜡过程,采用高阶多项式规划晶圆贴装机器人喷蜡过程的运动轨迹。规划过程中,采用分阶段优化理论选择机器人的加速时间、匀速时间和减速时间,使运动轨迹平滑。采用自适应神经网络控制器控制机器人的运动,实时跟踪规划的运动轨迹,能够保证机器人平稳、快速、准确的趋近喷蜡点,完成喷蜡动作,定位误差精确到0.03mm。 (2)针对晶圆贴装机器人的晶圆片搬运过程,为了减小振动和精确定位,提出多目标协同规划和控制的策略,对水平方向的伺服电机、垂直方向的气缸和吸盘分别进行规划,协同控制,最终实现无脱落搬运和精确定位的目的。分三阶段采用多项式插补的方法规划水平方向的运动方程,采用扩展卡尔曼滤波和PID算法跟踪控制水平方向的运动。为了晶圆的安全,对运动过程中气缸的气压和吸盘的气压进行规划。采用PID方法控制气缸内的气压和吸盘的气压跟规划值一致。这些措施保证了搬运过程中晶圆片的安全性,降低了搬运过程中的碎片率,定位误差控制到0.68mm。 (3)针对于晶圆贴装过程中压力的控制,提出了多目标分阶段模糊决策和控制的方法,采用半张量积理论实现了活塞的运动和活塞加压的控制。根据活塞的位移和活塞上压力的情况,用半张量积逻辑决策方法,确定各个阀门的状态,选择需要控制的阀门。然后,根据规划的压力和实测压力的差值以及差值变化率,实时的计算PID参数变化量,利用模糊自适应PID控制方法,有针对性的对于阀门的开度进行控制。 (4)在晶圆贴装冷却过程中,针对温度控制过程中时滞效果较为严重的实际,提出了模糊前馈控制策略。通过实验获得温度变化数据,采用分阶段回归方法获得温度变化轨迹曲线。为了提高控制精度,采用模糊自校正控制方法,调整前馈补偿量。采用模糊控制方法,提高控制的速度。控制温度变化沿着规划好的温度曲线变化,这样可以使冷却过程中蜡层能够和晶圆片完全粘连,保证粘贴的质量。 最后,总结了研究所取得的成果,并对后续工作进行了分析和展望。