專利名稱：片式多層陶瓷電容電感切割機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微電子元件的加工設(shè)備，具體涉及把片式多層陶瓷電容、電感巴片切割成單個芯坯的切割設(shè)備。
背景技術(shù)：
我國電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展導(dǎo)致片式電子元件在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，片式元件需求量正以每年15％-20％的速度增長，并因而形成一個廣闊的電子專用設(shè)備市場。大量新型的電子元器件(特別是片式元件)的涌現(xiàn)，要求各種電子元件加工設(shè)備更加先進，技術(shù)要求更加高。因此，采用高精度高效率的工藝設(shè)備是必然的選擇。在片式電子元件制造過程中，切割是其中一道重要工序，它是將流延、絲印后的巴片切割成許多具有尺寸精確、一致性好的細小芯片，切割后的芯片再經(jīng)過燒結(jié)后就成為電容或電感的基體。目前常用的片式元件的加工方法如圖1和圖2所示，待切割的片式元件巴片1放置于刀片2的下方，刀片2垂直向下運動，切在巴片1的表面上，把巴片1切開，切刀2的下切位置對準巴片1上的絲印線1-1。由于切割每一刀時都要對準絲印線1-1，對刀的準確性決定了巴片1的加工精度，而加工設(shè)備需要對刀時既精確又高效快速，所以急需一種切割設(shè)備，以滿足定位精確和工作高效快速的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高片式多層陶瓷電容電感的加工精度和加工效率，提供一種片式多層陶瓷電容電感切割機。它是由機床架3、工作臺4、切刀機構(gòu)5、攝像裝置6和控制系統(tǒng)7組成，攝像裝置6設(shè)置在機床架3上并始終對準工作臺4的上表面，能完成上下沖切工作的切刀機構(gòu)5設(shè)置在工作臺4的上方并與機床架3相連接，能完成在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和前后方向運動的工作臺4受控制系統(tǒng)7控制，攝像裝置6為控制系統(tǒng)7提供圖像信息，切刀機構(gòu)5受控制系統(tǒng)7控制。本發(fā)明的切割機在工作時，把巴片1裝設(shè)在工作臺4的上表面上，攝像裝置6采集巴片1的位置信息，控制系統(tǒng)7調(diào)整工作臺7的位置以便巴片1上的絲印線對準切刀機構(gòu)5中的切刀，然后控制系統(tǒng)7指揮切刀下切完成加工任務(wù)。由于本發(fā)明中采用了攝像裝置，使對刀工作既精確又迅速，工作臺4的轉(zhuǎn)動使用了高精度的伺服電機直接拖動，中間不經(jīng)過其它傳動機構(gòu)，可以減少中間環(huán)節(jié)所引入的傳動誤差，提高角度調(diào)整的精度。工作臺的移動由伺服直線電機直接拖動，響應(yīng)速度快，可以獲得較高的位置移動精度，減少了對切割節(jié)距的影響，所以本發(fā)明具有較高的加工精度和效率。本發(fā)明具有設(shè)計新穎、工作可靠和具有較大推廣價值的優(yōu)點。


圖1是現(xiàn)有的巴片切割原理示意圖，圖2是巴片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖3的側(cè)視圖，圖5是圖4的A-A剖視圖，圖6是圖5的B-B剖視圖，圖7是實施方式三中夾刀部件5-2的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是圖7的C-C剖視圖，圖9是實施方式四的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10是實施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11是實施方式五的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
一下面結(jié)合圖3至圖6具體說明本發(fā)明。它是由機床架3、工作臺4、切刀機構(gòu)5、攝像裝置6和控制系統(tǒng)7組成，攝像裝置6設(shè)置在機床架3上并始終對準工作臺4的上表面，能完成上下沖切工作的切刀機構(gòu)5設(shè)置在工作臺4的上方并與機床架3相連接，能完成在水平面內(nèi)的放置和前后方向運動的工作臺4受控制系統(tǒng)7控制，攝像裝置6為控制系統(tǒng)7提供圖像信息，切刀機構(gòu)5受控制系統(tǒng)6控制。工作臺4由從上到下疊置的載板4-1、載臺4-2、旋轉(zhuǎn)電機4-3、電機連接板4-4、直線電機4-5和基臺4-6組成，載板4-1的上表面上設(shè)置有三個定位銷4-1-4，用于巴片1的定位，載板4-1內(nèi)部的負壓腔4-1-1開孔于載板4-1的上表面，負壓腔4-1-1中處于負壓狀態(tài)以吸附巴片1，載板4-1中還設(shè)置有電熱裝置4-1-2和用于測量載板4-1溫度的熱電偶4-1-3，載臺4-2用于傳遞旋轉(zhuǎn)電機4-3在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動，電機連接板4-4用于傳遞直線電機4-5的前后方向的運動，基臺4-6設(shè)置在機床架3上。旋轉(zhuǎn)電機選用美國PARKER公司生產(chǎn)的DM1050A旋轉(zhuǎn)定位電機，它具有極精確的微調(diào)機構(gòu)和重復(fù)定位機構(gòu)。直線電機選用高精度的美國PARKER公司生產(chǎn)的406LXR系列直線電機導(dǎo)軌及馬達。本實施方式的切割機工作時，巴片1吸附在載板4-1的上表面上，電熱裝置4-1-2進行加熱，使巴片1達到設(shè)定溫度，以降低陶瓷材質(zhì)的巴片的脆性，從而使之容易加工，三個定位銷4-1-4用于巴片1在載板4-1上的粗定位，熱電偶4-1-3測量載板的溫度。
具體實施方式
二下面結(jié)合圖3和圖10具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，攝像裝置6由鏡頭組件6-1、光電耦合器6-2、圖像采集板6-3組成，鏡頭組件1攝取巴片1的位置圖像并通過光電耦合器6-2把位置信號傳送給圖像采集板6-3，圖像采集板6-3把該信息送入控制系統(tǒng)7。鏡頭組件采用精工公司SE5018自動光圈鏡頭。光電耦合器采用臺灣敏通公司188/EX1/2″黑白低照高度角析攝像機。圖像采集板選用美國數(shù)據(jù)傳輸公司的DT3155。其它組成和連接關(guān)系與實施方式一相同。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖3、圖4和圖8具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，切刀機構(gòu)5由伺服電機5-1和夾刀部件5-2組成，夾刀部件5-2由立板5-2-1、上刀板5-2-2、下刀板5-2-3、兩塊夾刀板5-2-4、刀具5-2-5、電熱棒5-2-6、熱電偶5-2-7、四根螺栓5-2-8和四個彈簧5-2-9組成，四根螺栓5-2-8連接在平行設(shè)置的上刀板5-2-2和下刀板5-2-3之間，彈簧5-2-9套在螺栓5-2-8外面并且支撐在上刀板5-2-2和下刀板5-2-3之間，兩塊夾刀板5-2-4之間夾固有刀具5-2-5，夾刀板5-2-4與上刀板5-2-2相連接，夾刀板5-2-4內(nèi)部設(shè)置有電熱棒5-2-6，夾刀板5-2-4表面上設(shè)置有熱電偶5-2-7，下刀板5-2-3的上表面開有與夾刀板5-2-4下端相吻合的凹陷5-2-4-1，凹陷5-2-4-1的底端開有過刀孔5-2-4-2，上刀板5-2-2與立板5-2-1固定連接，立板5-2-1與伺服電機5-1的動子5-1-1固連，伺服電機5-1的導(dǎo)軌5-1-2固連在機床架3上，導(dǎo)軌5-1-2按鉛垂方向設(shè)置。本實施方式的切割機工作時，伺服電機的動子帶動夾刀部件5-2向下運動，首先下刀板5-2-3壓在巴片1的表面上，上刀板5-2-2帶動夾刀板5-2-4繼續(xù)下行，同時彈簧5-2-9被壓縮，最后刀具5-2-5穿過過刀孔5-2-4-2切在巴片1上。下刀板壓住巴片使之不能竄動，既提高了巴片的加工精度又保護刀具不受傷害，過刀孔也能保護刀具不側(cè)彎，電熱棒給刀具加熱，避免刀具與已經(jīng)預(yù)熱到一定溫度的巴片間有溫度差，熱電偶用于測量夾刀板和刀具處的溫度。
具體實施方式
四下面結(jié)合圖9具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，控制系統(tǒng)7由工控微機7-1、伺服電機控制器7-2、伺服電機驅(qū)動器7-3、伺服電機驅(qū)動器7-4和伺服電機驅(qū)動器7-5組成，工控微機7-1的輸出端連伺服電機控制器7-2的輸入端，伺服電機控制器7-2的三個輸出端分別連伺服電機驅(qū)動器(7-3、7-4和7-5)的輸入端。工控微機7-1的輸入端連攝像裝置6的輸出端，以接收巴片1的位差信號，計算出偏差并通過伺服電機驅(qū)動器驅(qū)動直線電機4-5和旋轉(zhuǎn)電機4-3調(diào)整載板1位置，使巴片的絲印線對準刀具，然后通過伺服電機控制器7-2和伺服電機驅(qū)動器7-4驅(qū)動伺服電機5-1，從而完成切刀工作。伺服電機控制器選用美國RARKER公司的6K4控制器，伺服電機驅(qū)動器7-4選用GV-V6E伺服驅(qū)動器，伺服電機驅(qū)動器7-5選用SD1050A伺服驅(qū)動器，伺服電機驅(qū)動器7-3選用直線編碼器。
具體實施方式
五下面結(jié)合圖11具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一和實施方式三的不同點是，它還包括溫度控制器8，溫度控制器8的兩個輸入端分別連接熱電偶4-1-3和熱電偶5-2-7，溫度控制器8的兩個輸出端分別連接電熱裝置4-1-2和電熱棒5-2-6。溫度控制器8中采用PID控制方式使熱電偶4-1-3和熱電偶5-2-7處的溫度保持在一個較精確和穩(wěn)定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種片式多層陶瓷電容電感切割機，其特征是它是由機床架(3)、工作臺(4)、切刀機構(gòu)(5)、攝像裝置(6)和控制系統(tǒng)(7)組成，攝像裝置(6)設(shè)置在機床架(3)上并始終對準工作臺(4)的上表面，能完成上下沖切工作的切刀機構(gòu)(5)設(shè)置在工作臺(4)的上方并與機床架(3)相連接，能完成在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和前后方向運動的工作臺(4)受控制系統(tǒng)(7)控制，攝像裝置(6)為控制系統(tǒng)(7)提供圖像信息，切刀機構(gòu)(5)受控制系統(tǒng)(7)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片式多層陶瓷電容電感切割機，其特征是工作臺(4)由從上到下疊置的載板(4-1)、載臺(4-2)、旋轉(zhuǎn)電機(4-3)、電機連接板(4-4)、直線電機(4-5)和基臺(4-6)組成，載板(4-1)的上表面上設(shè)置有三個定位銷(4-1-4)，載板(4-1)內(nèi)部的負壓腔(4-1-1)開孔于載板(4-1)的上表面，負壓腔(4-1-1)中處于負壓狀態(tài)以吸附巴片(1)，載板(4-1)中還設(shè)置有電熱裝置(4-1-2)和熱電偶(4-1-3)，載臺(4-2)用于傳遞旋轉(zhuǎn)電機(4-3)在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動，電機連接板(4-4)用于傳遞直線電機(4-5)的前后方向的運動，基臺(4-6)設(shè)置在機床架(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片式多層陶瓷電容電感切割機，其特征是攝像裝置(6)由鏡頭組件(6-1)、光電耦合器(6-2)、圖像采集板(6-3)組成，鏡頭組件(1)攝取巴片(1)的位置圖像并通過光電耦合器(6-2)把位置信號傳送給圖像采集板(6-3)，圖像采集板(6-3)把該信息送入控制系統(tǒng)(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片式多層陶瓷電容電感切割機，其特征是切刀機構(gòu)(5)由伺服電機(5-1)和夾刀部件(5-2)組成，夾刀部件(5-2)由立板(5-2-1)、上刀板(5-2-2)、下刀板(5-2-3)、兩塊夾刀板(5-2-4)、刀具(5-2-5)、電熱棒(5-2-6)、熱電偶(5-2-7)、四根螺栓(5-2-8)和四個彈簧(5-2-9)組成，四根螺栓(5-2-8)連接在平行設(shè)置的上刀板(5-2-2)和下刀板(5-2-3)之間，彈簧(5-2-9)套在螺栓(5-2-8)外面并且支撐在上刀板(5-2-2)和下刀板(5-2-3)之間，兩塊夾刀板(5-2-4)之間夾固有刀具(5-2-5)，夾刀板(5-2-4)與上刀板(5-2-2)相連接，夾刀板(5-2-4)內(nèi)部設(shè)置有電熱棒(5-2-6)，夾刀板(5-2-4)表面上設(shè)置有熱電偶(5-2-7)，下刀板(5-2-3)的上表面開有與夾刀板(5-2-4)下端相吻合的凹陷(5-2-4-1)，凹陷(5-2-4-1)的底端開有過刀孔(5-2-4-2)，上刀板(5-2-2)與立板(5-2-1)固定連接，立板(5-2-1)與伺服電機(5-1)的動子(5-1-1)固連，伺服電機(5-1)的導(dǎo)軌(5-1-2)固連在機床架(3)上，導(dǎo)軌(5-1-2)按鉛垂方向設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片式多層陶瓷電容電感切割機，其特征是控制系統(tǒng)(7)由工控微機(7-1)、伺服電機控制器(7-2)、伺服電機驅(qū)動器(7-3)、伺服電機驅(qū)動器(7-4)和伺服電機驅(qū)動器(7-5)組成，工控微機(7-1)的輸出端連伺服電機控制器(7-2)的輸入端，伺服電機控制器(7-2)的三個輸出端分別連伺服電機驅(qū)動器(7-3、7-4和7-5)的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的片式多層陶瓷電容電感切割機，其特征是它還包括溫度控制器(8)，溫度控制器(8)的兩個輸入端分別連接熱電偶(4-1-3)和熱電偶(5-2-7)，溫度控制器(8)的兩個輸出端分別連接電熱裝置(4-1-2)和電熱棒(5-2-6)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種微電子元件的加工設(shè)備，具體涉及把片式多層陶瓷電容、電感巴片切割成單個芯坯的切割設(shè)備——片式多層陶瓷電容電感切割機。它是由機床架(3)、工作臺(4)、切刀機構(gòu)(5)、攝像裝置(6)和控制系統(tǒng)(7)組成，攝像裝置(6)設(shè)置在機床架(3)上并始終對準工作臺(4)的上表面，能完成上下沖切工作的切刀機構(gòu)(5)設(shè)置在工作臺(4)的上方并與機床架(3)相連接，能完成在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和前后方向運動的工作臺(4)受控制系統(tǒng)(7)控制，攝像裝置(6)為控制系統(tǒng)(7)提供圖像信息，切刀機構(gòu)(5)受控制系統(tǒng)(7)控制。由于本發(fā)明中采用了攝像裝置，使對刀工作既精確又迅速。本發(fā)明具有設(shè)計新穎、工作可靠和具有較大推廣價值的優(yōu)點。
文檔編號B26D5/26GK1544216SQ20031010771
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者索來春, 單秀興, 麥山 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)