ESEC 2008HS装片机M anua Dow nset的改造设计

杜椿楣，顾 健

(南通富士通微电子股份有限公司，江苏南通226001)

装片工序的设备使用率一直是企业各个工序中最高的，这与不间断的点检保养和预见性维护是分不开的。为了使装片设备使用率继续保持较高水平，需要积极地通过对设备的改善改造来实现。本工厂有15台ESEC 2008HS装片机没有配置Auto Downset，轨道Downset无法自动调整，这为生产线品种安排和换产品带来了很大的困扰。加上生产线产品品种繁杂，L/F的打凹深度从0～600μm需要不同Downset的产品共线生产，以保证导电胶溢出均匀、装片高度一致、倾斜角度符合要求，而厂家提供的Downset只有两种规格；一种是0，一种是100μm的，产品转换时装片机Downset由于设计简单无法快速调整，给生产安排和品种更改带来了不便。调整轨道下沉或更换Downset后，需要手动调整轨道上的4个带蝶型弹簧平衡螺丝，并借助专用工具来调整，要保证Downset水平，费时费力，除正常品种更改耗时外，还需额外消耗很长的时间，才能满足产品质量需求。向ESEC购买Auto Downset价格高达2万多美元。本文的改善，是为没有Auto Downset功能的15台ESEC 2008HS通过自行出图加工、组装、调试的手段，增加手动的Downset，以期达到为调整Downset提供便利、提高设备利用率及节约企业成本的目的。

1 Manual Downset的研究设计步骤

1.1 downset的基本状况

Downset是ESEC系列装片机上的一项功能配置，主要是由系统自带的控制系统通过参数或者机械调整来调节轨道垫块（包括Dispense和Bond部分）的上升和下降，以适应不同凹度中岛的框架，使框架被轨道内侧夹子夹住时仍然能保持水平，便于点胶和装片，来保证工艺要求和产品质量。Auto Downset是通过修改装片机里的Downset参数后，装片机的CPU会把该参数值换算成步进电动机的步数，并保存在cache里，再通过光纤传输到电机驱动。电机驱动后，带动丝杆转动，同时驱动可上下调节的工作台沿着滑块上下运动，从而达到想要的Downset数值来满足产品的需要，但仍需通过机械调整来调节水平位置。

对目前无Auto Downset功能的ESEC 2008机台的可上下调节的工作台部分进行详细测绘，掌握各个连接部的定位尺寸和部分现有可采用零件尺寸。

（1）分析现有Auto Downset部件的工作原理，研究确定进行Manual Downset改造的可行性并开始对其主要结构进行设计构思。

（2）完成Manual Downset的各零部件设计，包括材料、公差、精度等技术要求的构思，同时制图加工。

（3）加工完成后进行组装调试，并进行效果确认。

改造前的工作台结构见图1、图2。

图1 改造前Downset的轨道

图2 用于调整的4个螺丝简图

1.2 本课题预计解决的难题

（1）要解决轨道垫块的上下及水平的调整；

（2）整体结构及零部件的设计；

（3）加工完成后的组装及调试后必须达到轨道垫块水平的精度要求；

（4）操作要方便快捷。

1.3 Manual Downset的功能要求

即为无Auto Downset功能配置的ESEC 2008HS机台，增加Manual Downset，从而方便操作，提高产品质量，降低成本，提高设备利用率。

功能要求：

（1）改变依靠调整4个平衡螺丝来调节Downset的方法。原有方法不仅难度很大而且非常耗时，且不能保证产品的质量，严重影响着设备的利用率，直接降低了产出率。

（2）能够实现整体上升或下降及轨道水平垫块的调节，减少不必要的时间浪费和结果的不可控性，保证产品的质量。

（3）我们向ESEC购买的Auto Downset是通过参数来调整其高度的，但仍然需要专用工具来确认轨道高度，经多次调整才能达到目的。如果复制仍需要向ESEC购买其电器部分，与我们节约成本的初衷相悖。所以我们决定自己设计一种操作起来方便快捷并且廉价的可手动调整的Downset

1.4 Manual Downset主要组成部分及作用

固定块及x方向水平调节部分，如图3所示。

图3 x向水平调节机构

固定块为了便于安装根据ESEC装片机原螺丝孔和定位销位置设计，通过3个孔和螺丝之间的间隙来微调x方向的水平。

y方向水平的调节，如图4所示。

图4 y向水平调节机构

下面有3个螺丝固定，通过调节螺丝和蝶型弹簧的张力来调节y方向的水平。

主支架，主支架上方安装轨道垫块，为了节约成本将其分开设计加工，见图5。

图5 主支架

z向位置调节部分，z向调节手柄有直纹滚花以方便调节，也可用扳手塞进孔里进行调节，调节到位后可用锁紧螺丝锁紧。为了防止这套装置受突发重力而损坏，设计有y向保护装置同时采用滑块来保证上下滑动精度。见图6。

图6 z向位置调节部分

2 Manual Downset的组装与调试

整套Manual Downset可在机器下组装后整件上机安装。

安装及注意要点：

调节好轨道平台y方向距离近夹子约5 mm。见图7。

图7 轨道平台调节

安装y向保护装置时，要先将x方向和y方向的螺丝松开，等轨道导片插入后，再将螺丝拧紧。见图8。

图8 y向保护装置

调试注意要点：

调整轨道左右方向水平，需要使用2个校准块，在轨道左右两边各放一个，然后调整左右水平（类似跷跷板）使轨道作业两边的校准块和夹子下夹口平齐（图9）。

图9 轨道左右方向调整

调整轨道前后水平（Y方向），需要使用千分尺，然后调整调节螺丝，使前后误差控制0.025mm以内（图 10）。

图10 轨道前后水平调整

3 效果评价

3.1 调整难度对比

固定Downset调整时需要4个止顶螺丝同时上升或下降。同时还要保持水平，维修人员调整一台，需4～6 h，其水平也无法绝对保证。而Manual Downset调整时只需调整旋钮，轨道就可以上升或下降，其水平在通过不到5 m in的一次性调整后不会因为调整升降而受到影响。且伸手可调，操作简单、方便，比Auto Downset还减少了一个翻菜单的时间，改机调整只需要5 min左右。

3.2 产品质量对比

固定Downset的轨道水平难以保证，框架走带容易变形，作业多排框架时银浆点胶高度不统一，导致银浆不稳，影响装片质量。而Manual Downset轨道水平度较好，框架走带时无发生变形情况，作业多排框架时银浆点胶的效果良好。

3.3 设备效率对比

固定Downset改机/修机平均时间约需3 h，ManualDownset改机/修机平均时间只需10m in。

3.4 成本节约对比

如果向供应商购买一套Auto downset功能的配置需要2万多元美金。而我们自己改造成本仅需6 800元人民币。此次共改造了15套，节约的资金相当可观（相当于150万）。

4 总 结

通过测绘、设计、加工、组装、调试和验证，完成了Manual Downset的改造。整套Manual Downset有16个需制图加工的另部件，其中10个主要组件为自主设计。为了避免设计失误给公司带来不必要的损失，将改造过程分三步，首先只改一台纠正缺陷和失误，完善后再该两台，经再次确认后再改其余12台。

在第一台改造完成后我们征求了生产和工艺等多方的意见，结果发现无法安装轨道压轮，于是把主支架进行了重新设计。并增加了可装压轮的导轨。

本次改造对生产大有帮助经过生产及工艺验证，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两种类型设计，不同产品的岛下沉还需选择不同的平板，这给改机人员挑选不同的平板带来了一定的困难。改善后的作用主要有以下几点：

（1）降低改机人员在产品更换时操作的难度，增加工作积极性；

（2）提高产品质量，降低不合格品出现的频次；

（3）大幅减少设备更换Auto Downset轨道的成本；

（4）提高设备的利用率，为公司争取更大的产量和利润。节约资金约150万人民币。

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