基于USB的晶片分選系統(tǒng)的設(shè)計

　　摘要：在石英晶體器件生產(chǎn)過程中，對器件中的關(guān)鍵部件石英晶片的頻率進行分類是必不可少的一道工序。為了提高產(chǎn)能，必須大量應(yīng)用自動分選儀器。本文介紹了一種自動晶片分選系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法。該分選系統(tǒng)測試精度高，運行速度快，使用簡單方便，由于采用了USB接口實現(xiàn)上位機和下位機的通訊，簡化了系統(tǒng)的維護，很好的滿足了晶體生產(chǎn)的需求。

　　引言

　　在石英晶體器件的生產(chǎn)過程中，通過對石英晶片的頻率響應(yīng)特性進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。目前已無法通過人工分選的方式滿足對晶體器件質(zhì)量和需求量的不斷提升的要求，只有采用大量的自動分選設(shè)備才能完成分選任務(wù)。本文提出的分選系統(tǒng)通過自主研發(fā)的USB設(shè)備和上位機應(yīng)用程序的互相配合，通過并發(fā)控制，使外部動作機構(gòu)產(chǎn)生高效的協(xié)同動作，極大地提高設(shè)備工作效率和分選質(zhì)量，同時還有效減少了設(shè)備維護的工作量，保證了設(shè)備在24小時不停機狀態(tài)下連續(xù)穩(wěn)定工作。

　　系統(tǒng)原理及構(gòu)成

　　本系統(tǒng)的主要工作原理是，通過螺旋送料器和直線送料器的間歇式高頻定向振動，將同一批次且堆放在一起的石英晶片分離開來，并且排列成一個有序隊列，向轉(zhuǎn)運工位輸送。采用光纖傳感器、高精度分度盤以及必要的搬運機構(gòu)，將隊列中的每一片石英晶片轉(zhuǎn)運至測試工位處。待測晶片到達測試工位后，系統(tǒng)啟動掃頻測試模塊對被測晶片實施掃描測試，并實時采集測試結(jié)果。掃描測試結(jié)束后，將采集到的測試結(jié)果通過USB接口發(fā)送給計算機。計算機對測試結(jié)果進行分析，并計算該被測晶片的各項性能指標參數(shù)。根據(jù)該計算結(jié)果，并依據(jù)預(yù)先設(shè)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USB接口將儲料盒位置數(shù)據(jù)發(fā)送給運動控制模塊，由運動控制模塊發(fā)出控制指令，使已測晶片進入翻轉(zhuǎn)落料機構(gòu)。隨后，該晶片通過翻轉(zhuǎn)落料機構(gòu)運送并放入相應(yīng)的儲料杯中，從而完成對石英晶片的分類。

　　本系統(tǒng)由兩個主要模塊構(gòu)成，分別為運動控制模塊和掃頻測試模塊，如圖1所示。　　

 　　其中，運動控制模塊接受上位機發(fā)出的控制指令，根據(jù)指令要求對相應(yīng)的外圍動作機構(gòu)發(fā)出控制信號，并驅(qū)動外圍動作機構(gòu)實現(xiàn)相應(yīng)的動作。同時，讀取外部傳感器信號，以便對外圍動作機構(gòu)和被測晶片進行實時檢測。掃頻測試模塊主要用來向被測石英晶片發(fā)送測試信號，并檢測晶片的響應(yīng)信號。運動控制模塊和掃頻測試模塊都通過USB接口與計算機進行通訊。