基于USB的晶片分選系統的設計

　　摘要：在石英晶體器件生產(chǎn)過(guò)程中，對器件中的關(guān)鍵部件石英晶片的頻率進(jìn)行分類(lèi)是必不可少的一道工序。為了提高產(chǎn)能，必須大量應用自動(dòng)分選儀器。本文介紹了一種自動(dòng)晶片分選系統的設計和實(shí)現方法。該分選系統測試精度高，運行速度快，使用簡(jiǎn)單方便，由于采用了USB接口實(shí)現上位機和下位機的通訊，簡(jiǎn)化了系統的維護，很好的滿(mǎn)足了晶體生產(chǎn)的需求。

　　引言

　　在石英晶體器件的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)對石英晶片的頻率響應特性進(jìn)行嚴格的測試和分選，可以起到從源頭控制產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品產(chǎn)能的關(guān)鍵作用。目前已無(wú)法通過(guò)人工分選的方式滿(mǎn)足對晶體器件質(zhì)量和需求量的不斷提升的要求，只有采用大量的自動(dòng)分選設備才能完成分選任務(wù)。本文提出的分選系統通過(guò)自主研發(fā)的USB設備和上位機應用程序的互相配合，通過(guò)并發(fā)控制，使外部動(dòng)作機構產(chǎn)生高效的協(xié)同動(dòng)作，極大地提高設備工作效率和分選質(zhì)量，同時(shí)還有效減少了設備維護的工作量，保證了設備在24小時(shí)不停機狀態(tài)下連續穩定工作。

　　系統原理及構成

　　本系統的主要工作原理是，通過(guò)螺旋送料器和直線(xiàn)送料器的間歇式高頻定向振動(dòng)，將同一批次且堆放在一起的石英晶片分離開(kāi)來(lái)，并且排列成一個(gè)有序隊列，向轉運工位輸送。采用光纖傳感器、高精度分度盤(pán)以及必要的搬運機構，將隊列中的每一片石英晶片轉運至測試工位處。待測晶片到達測試工位后，系統啟動(dòng)掃頻測試模塊對被測晶片實(shí)施掃描測試，并實(shí)時(shí)采集測試結果。掃描測試結束后，將采集到的測試結果通過(guò)USB接口發(fā)送給計算機。計算機對測試結果進(jìn)行分析，并計算該被測晶片的各項性能指標參數。根據該計算結果，并依據預先設定的判別策略，給出該被測晶片所屬的儲料盒位置。然后通過(guò)USB接口將儲料盒位置數據發(fā)送給運動(dòng)控制模塊，由運動(dòng)控制模塊發(fā)出控制指令，使已測晶片進(jìn)入翻轉落料機構。隨后，該晶片通過(guò)翻轉落料機構運送并放入相應的儲料杯中，從而完成對石英晶片的分類(lèi)。

　　本系統由兩個(gè)主要模塊構成，分別為運動(dòng)控制模塊和掃頻測試模塊，如圖1所示?！　?/p>

 　　其中，運動(dòng)控制模塊接受上位機發(fā)出的控制指令，根據指令要求對相應的外圍動(dòng)作機構發(fā)出控制信號，并驅動(dòng)外圍動(dòng)作機構實(shí)現相應的動(dòng)作。同時(shí)，讀取外部傳感器信號，以便對外圍動(dòng)作機構和被測晶片進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。掃頻測試模塊主要用來(lái)向被測石英晶片發(fā)送測試信號，并檢測晶片的響應信號。運動(dòng)控制模塊和掃頻測試模塊都通過(guò)USB接口與計算機進(jìn)行通訊。