【第一參賽人/留學(xué)人員】楊志軍
【留學(xué)國家】美國
【技術(shù)領(lǐng)域】高端裝備與新能源汽車
【參賽屆次】第4屆
【所獲獎項】入圍
【項目簡介】
電子信息產(chǎn)業(yè)是我國支柱產(chǎn)業(yè),廣東省電子制造業(yè)占全國1/5強。遵從摩爾定律(每18—24個月,性能翻翻,價格不變),芯片尺寸持續(xù)減小,集成規(guī)模不斷增加,芯片技術(shù)10年內(nèi)由90nm,到45nm、22nm、12nm制程躍遷,即將推出7nm制程光刻裝備,5nm制程裝備也在開發(fā)中。在不到10年的時間,電子封裝設(shè)備的精度也從幾十個微米提高到微米級。下一代封裝設(shè)備要求實現(xiàn)亞微米甚至納米級定位精度,檢測設(shè)備需要的精度要求更高,通常比制造裝備高一個數(shù)量級。 然而,由于軸系摩擦和運動平臺彈性變形以及振動的制約,電子封裝設(shè)備中廣泛使用的機械導(dǎo)軌式直線電機運動模組精度難于突破微米級。更高精度要求目前是依賴氣/液/磁懸浮減小甚至消除摩擦來實現(xiàn),其價格昂貴,使用要求苛刻。另外,由于高加速過程中,平臺不可避免地發(fā)生彈性變形和振動,使其加速度的提高受限制,不適用于量大面廣且對速度和精度都有更高要求的電子制造裝備。因此,必須在機構(gòu)原理和運動控制方法上創(chuàng)新,低成本實現(xiàn)更高速度和更高精度。產(chǎn)品主要體現(xiàn)在三方面:(1)運動規(guī)劃算法,通過運動全過程的非線性動力學(xué)優(yōu)化,實現(xiàn)了諧振的避免和主要振動的互相抵消,繞開了MIT的輸入整形專利技術(shù),并避免了輸入整形帶來執(zhí)行時間的延長。獲得了省專利金獎和國家專利優(yōu)秀獎。(2)動態(tài)特性可調(diào)微動平臺,將弦樂器的調(diào)頻原理用于柔性鉸鏈平臺的設(shè)計,實現(xiàn)了制造誤差的消除和動態(tài)特性變工況匹配,擴大了納米平臺的應(yīng)用范圍。(3) 將無摩擦納米形變的柔性鉸鏈與高速直線電機相結(jié)合,用彈性變形補償導(dǎo)軌的摩擦死區(qū),可以用機械導(dǎo)軌的成本,實現(xiàn)接近氣浮導(dǎo)軌的精度。本項目攻克機械導(dǎo)軌直線平臺定位精度只有微米級的極限,實現(xiàn)平臺設(shè)計與控制技術(shù)的變革,為下一代電子封裝和激光加工提供低成本的超精密運動平臺。
【展開】
【收起】