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划片工艺
划片机是半导体制造后段封测工艺的关键设备之一，核心功能是将晶圆片表面上连接在一起的芯片，切割成单个芯片。晶圆上的芯片之间存在间隙，称为划片槽。
对于厚度通常在100um以上的晶圆一般使用刀轮划片工艺，通过主轴驱动刀轮高速旋转，下刀切割至指定深度位置。承载晶圆的工作台沿X/Y轴移动，并在切割过程中以一定的进给速度沿划片槽方向直线移动，使高速旋转的刀轮持续完成切割。
（切割运动轨迹覆盖整片晶圆直径的方形区域）
切割路径：先纵向沿竖向各条划片槽依次完成逐条切割，再横向重复切割过程，形成网格状切割路径，并在切削液辅助下进行冷却与排屑，最终完成整片晶圆的切割。
（晶圆网格划片槽布局与划片工艺示意图）
市场背景与行业痛点
随着器件微小化推动划片槽持续收窄，以及晶圆薄片化与新材料应用增加，划片工艺的容差率降低，微小定位偏差会直接导致崩边、分层、硅渣污染等问题，而造成良率波动。因此，划片已从单纯的“高速切割”工艺演变为对全片切割一致性与稳定性高度敏感的关键工艺环节。
（划片机的核心工作流程）
在划片全过程中，运动控制系统需要对位置、进给与切割速度、Z轴下刀切割深度进行实时控制，μ级实时误差补偿，以确保刀轮位移轨迹持续准确、一致。
（刀轮划片单次切割运动过程示意图）
现有方案瓶颈与行业需求
当前瓶颈在于，传统“PC+非硬实时运动控制架构”受限于软件执行链路与通信周期，操作系统调度、线程抢占及中断处理等因素会引入不可预测的时间延迟与周期抖动，从而限制多轴同步精度，使高速运行与高精度控制难以同时兼顾。
PLC+触摸屏+工控机+视觉
操作繁琐、集成度低，工艺流程效率差，响应延迟，受PLC扫描周期限制，系统响应时间>100ms，无法满足高速应用。
PCI脉冲控制卡+工控机+视觉
依赖PCI总线进行数据交互，通信延迟约50–80u且有抖动，退刀/换道等逻辑控制延迟明显，影响加工精度与长期运行稳定性。
每轴需单独部署脉冲/方向线，线路节点多，故障排查难度大，维护成本高。因此，客户迫切需要一种兼具高精度、易集成、高性价比的国产化运动控制解决方案。
本篇通过介绍XPCIE1032H运动控制卡在划片机上的应用，展现其技术优势与落地价值。
正运动技术解决方案：XPCIE1032H在划片机中的应用
为突破传统方案瓶颈，正运动技术采用“工控机+XPCIE1032H超高速实时运动控制卡+机器视觉”的核心架构，通过纯国产运动控制实时内核MotionRT750、高精度补偿算法、硬件锁存、EtherCAT和PCIe实时总线，通过共享内存方式实现主机→控制卡高速通信，实现端到端边缘部署，从实时数据处理到运动控制输出，来提升划片机整体加工性能提升。
方案采用EtherCAT统一组网接线简单，简化布线，减少线束节点与潜在故障点，并为工控机安装与布局提供更大灵活性，支持多任务并行进行，提供完整的API开发函数库。
▌XPCIE1032H 应用效果
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切割精度：由之前的0.012mm提升至0.003mm，降低硅材浪费；
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设备稳定性：系统停机率显著降低，平均无故障运行时间延长5倍；
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切割效率：采用MotionRT750运动控制实时内核，进行工艺优化，效率提升10%以上；
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维护成本：人工干预频次减少，大幅降低年故障维护成本。
XPCIE1032H 在划片机核心控制技术
（划片机解决方案硬件架构）
Z轴高精度急停退刀
XPCIE1032H搭载MotionRT750实时内核，通过RTBasic指令将退刀逻辑写入实时层，采用精准脉冲停止模式，搭配板载高速硬件锁存功能实时获取Z轴位置信号，不依赖上位机，误差可控在μ级，机台无抖动。
（硬件锁存）
μ级双向螺距补偿
在划片机中，因机械传动有固有误差，通过激光干涉仪检测各段距离偏差，记录形成补偿表格，调用控制卡PITCHSET补偿指令，指令根据补偿文件的补偿值自动修正Y轴正向/反向运动偏差，确保刀轮精确到达预定位置，实现3μ级切割精度要求。
（螺距补偿）
（划片机坐标示意图）
支持市面上标准划片工艺
支持客户自定义划片配方文件，支持全切，半切，双切等刀轮划片工艺，来实现切割至目标深度位置。
全切：
半切：
双切：
划片机核心工艺控制流程
划片机主要由上料机构、X/Y定位平台、Z轴切割机构、R轴旋转机构、急停保护机构、下料机构组成。
XPCIE1032H在划片机应用的核心优势
01.纯国产MotionRT750实时内核，独占x86 CPU内核
XPCIE1032H搭载Windows运动控制实时内核MotionRT750，采用“Windows非实时层+MotionRT750实时层”双架构。
实时层独占x86 CPU 1个物理内核，隔绝Windows系统波动（如进程占用、内存调度）影响，运动控制周期稳定无抖动；
非实时层可运行VS、Qt、LabVIEW等开发视觉软件，运动控制跑在MotionRT750实时层，大幅提升开发与调试效率。
02.高交互，指令交互周期快至us级
XPCIE1032H直接调用工控机CPU与内存计算，无需依赖PCI/网口等外部总线，与PC上位机的指令交互速率较传统方案呈量级提升，实测数据如下。
使划片机实现 “PC上位机→实时内核控制” 闭环响应快至us级，效率与精度大幅提升。
03.强实时，控制周期快至50us
精度与实时性双升级：搭载MotionRT750实时内核，独占x86 CPU物理内核，控制周期最快达50us，退刀逻辑通过实时层执行，误差远低于传统模式，机台无抖动。
04.更稳定、更安全、更可靠
晶圆划片机需7*24H不间断运行，XPCIE1032H通过双重保障提升系统稳定性。
XPCIE1032H 产品硬件性能特点
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多轴控制能力：支持6-64轴EtherCAT总线 + 脉冲混合控制，其中4路单端500KHz脉冲输出，兼容伺服/步进驱动器；
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高速同步性能：32轴EtherCAT同步周期125us，控制周期最快50us，支持多卡联动扩展；
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IO与飞拍功能：板载16路通用输入（8路高速输入）、16路通用输出（16路高速输出），支持16路独立硬件PSO（位置比较输出），飞拍触发延迟1us；
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运动控制功能：支持直线插补、圆弧插补、SS曲线加减速、连续轨迹前瞻；集成电子凸轮、电子齿轮、位置锁存、螺距补偿等功能；
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编程与交互：支持内置RTBasic语言编程，可独立执行退刀、补偿等核心逻辑，无需依赖上位机。支持C++/C#/Python/Qt/ROS等多种上位机语言开发，全系列产品共用一套API函数；
正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发，是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究，是国内工控领域发展最快的企业之一，也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。主要业务有：运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等等。
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