近年来,随着电子芯片、汽车电子、人工智能、物联网等行业的发展,对半导体设备的需求急剧增长。划片机作为半导体封装环节的重要设备之一,当前国内市面上的高端划片机绝大多数需从国外采购,价格昂贵,供货周期长,严重制约了我国半导体产业的发展。为了满足国内半导体生产厂家对划片机设备的迫切需求,本文针对全自动12英寸双轴划片机砂轮刀片磨损检测系统设计及误差补偿等关键技术进行了研究,主要内容包括以下几个方面:(1)介绍了划片机的工作原理和总体组成,详细分析了接触式与非接触式砂轮刀片磨损检测的原理,设定了预期要达到的技术指标,提出了基于数字量信号和模拟量信号的接触式砂轮刀片磨损检测方案,以及径向式和轴向式的非接触砂轮刀片磨损检测方案。(2)针对所设计的砂轮刀片磨损检测系统方案,进行了硬件设计和软件编程。硬件设计包括运动控制卡和光纤传感器等硬件的选型设计、硬件电路图的设计;软件编程包括砂轮刀片磨损检测流程图的设计、PLC程序编写、上位机界面设计、可靠性设置及上位机软件编写。(3)对砂轮刀片磨损检测系统进行了试验,结果表明,基于数字量信号的接触式砂轮刀片磨损检测和径向式非接触砂轮刀片磨损检测方案效果较好,最大测量误差≤5μm,切割深度最大误差为6μm,并且具有响应时间短、稳定可靠的优点。(4)为了减小各轴的线性位移误差,对划片机产生线性位移误差的因素进行了分析,在分析激光干涉仪测量原理与PMAC补偿原理的基础上,利用螺距补偿、间隙补偿及模板补偿三种方式提高了划片机的定位精度和重复定位精度。(5)进行了光学玻璃划切工艺试验,研究了紧固方式、划片刀种类、切割水流量等工艺参数对K9光学玻璃划切效果的影响。试验表明:采用玻璃基板紧固方式,在切割水流量为4.5 L/min时用树脂刀划切K9光学玻璃效果最佳,崩边宽度大小可控制在5.8μm以内,表面粗糙度达到R_a10.5 nm。