自動點膠的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動點膠機，包括由機械裝置控制的分別沿X方向和Y方向運動的工作臺，工作臺的上表面設(shè)置工件定位槽，工作臺上方設(shè)置機頭，機頭的上部安裝點膠瓶，機頭下部設(shè)置通過絲杠螺母副控制的沿Z方向上下運動的固定架，固定架的下端設(shè)置一活動板，活動板的下端面通過沿Z方向伸縮的彈簧與機頭下部連接，活動板的下端面固定設(shè)置穿過機頭下部的與點膠瓶連通的點膠針陣列。本實用新型有效的實現(xiàn)了點膠工藝的自動化操作，所設(shè)計的設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、工作穩(wěn)定、可操作性高、可靠安全的優(yōu)點。
【專利說明】自動點膠機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機械裝置，具體的說是一種用于芯片鍵合的高效自動化點膠機。
【背景技術(shù)】
[0002]芯片技術(shù)是上個世紀(jì)90年代初發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，已被美國科學(xué)促進會列為1998年自然科學(xué)領(lǐng)域十大進展之一。在芯片的制作工藝中，芯片鍵合技術(shù)是其中較為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的步驟之一。微流控芯片的制備度量單位均以微米為計算單位，制作精度要求高，而且通常都涉及兩種不同材質(zhì)?，F(xiàn)有的鍵合方法有使用粘合劑的方法、焊接方法、或擴散方法。所謂使用粘合劑的方法，需要精細(xì)的調(diào)整粘合劑的量，耗費大量的時間，鍵合的結(jié)構(gòu)容易破裂，鍵合的兩種物料容易在高濕度下分離。而且，在封裝技術(shù)中，粘合劑有可能成為污染源。使用焊接方法，鍵合的部分容易變形，并且在封裝可靠性測試中，出現(xiàn)差的溫度循環(huán)結(jié)果，還存在由于疲勞而產(chǎn)生的蠕變松弛問題。擴散方法則需要應(yīng)用附加的靜電場產(chǎn)生高溫?zé)?，并需要使用專門的化學(xué)機制進行表面活化。最為關(guān)鍵的是，現(xiàn)有的鍵合方法大多自動化程度不高，僅僅依靠人的操作根本無法，難以保證兩種物料的精確定位，并且人工操作重復(fù)性差、誤差大，芯片制備無法批量化生產(chǎn)。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種自動化程度高、能精確控制粘合劑的用量的自動點膠機。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]自動點膠機，包括由機械裝置控制的分別沿X方向和Y方向運動的工作臺，工作臺的上表面設(shè)置工件定位槽，工作臺上方設(shè)置機頭，機頭的上部安裝點膠瓶，機頭下部設(shè)置通過絲杠螺母副控制的沿Z方向上下運動的固定架，固定架的下端設(shè)置一活動板，活動板的下端面通過沿Z方向伸縮的彈簧與機頭下部連接，活動板的下端面固定設(shè)置穿過機頭下部的與點膠瓶連通的點膠針陣列。
[0006]本實用新型的進一步改進在于:所述機頭下部設(shè)置有由橫梁和縱梁組成的連接架，連接架的上部豎直安裝連接有絲杠的電機，所述固定架包括通過螺紋孔與絲杠連接的頂板，頂板上設(shè)置用于穿過連通點膠瓶與點膠針陣列的連接管的過孔，頂板的兩側(cè)端連接兩個垂直布置的耳板，耳板的下端設(shè)置跨度大于兩耳板間距的活動板。
[0007]本實用新型的進一步改進在于:所述活動板下方連接架的橫梁上設(shè)置與活動板連接的彈簧，彈簧的中心套裝一導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱的下端與活動板下方連接架的橫梁固定連接，導(dǎo)向柱的上端活動穿接在活動板上。
[0008]本實用新型的進一步改進在于:所述導(dǎo)向柱上端設(shè)置防止活動板過渡上移的限位塊。
[0009]本實用新型的進一步改進在于:所述工作臺下方依次設(shè)置頂座、中座和底座，所述頂座與中座之間設(shè)置沿X方向布置的絲杠螺母副，所述中座與底座之間設(shè)置沿Y方向布置的絲杠螺母副。
[0010]本實用新型的進一步改進在于:所述點膠瓶的數(shù)量與點膠針陣列的點膠針數(shù)量相等，各點膠針通過出液管連接一只點膠瓶。
[0011]本實用新型的進一步改進在于:所述點膠針陣列的下方設(shè)置沿X方向布置的絲杠螺母運動副滑動的清洗裝置。
[0012]本實用新型的進一步改進在于:所述點膠瓶設(shè)置在開設(shè)有放置孔的物料板上，物料板通過固定裝置連接在機頭上部。
[0013]本實用新型的進一步改進在于:所述固定裝置包括與機頭頂部固定連接的底板，底板遠(yuǎn)離物料板的一側(cè)設(shè)置豎直的側(cè)板，側(cè)板上間隔均勻開設(shè)三個橫向的小孔，底板上對應(yīng)三個小孔設(shè)置三個與側(cè)板平行的腹板，各腹板上開設(shè)與小孔對應(yīng)的等徑的中間孔；位于中間位置的小孔和中間腹板上的中間孔內(nèi)安裝連接軸，連接軸上套裝扭力彈簧，小孔的一端扭力彈簧上連接轉(zhuǎn)動手柄，中間孔的一端扭力彈簧上設(shè)置伸出中間孔外側(cè)的L型轉(zhuǎn)臂，側(cè)板上設(shè)置對應(yīng)手柄的固定耳；位于外側(cè)的兩對小孔和中間孔之間各自穿設(shè)有內(nèi)側(cè)為轉(zhuǎn)軸、外側(cè)為L型轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)的從動Z型轉(zhuǎn)臂；三個L型轉(zhuǎn)臂的外側(cè)連接卡裝物料板的卡板。
[0014]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進步是:
[0015]本實用新型設(shè)計在平面內(nèi)沿X和Y兩個方向可移動的工作臺，可以對芯片的任意位置進行點膠；工作臺上表面設(shè)置定位槽，可對芯片進行準(zhǔn)確的定位；工作臺的上方設(shè)置連接點膠瓶的點膠陣列，豎直安裝的電機通過絲杠及帶螺紋孔的固定架抵住活動板向下運動進行點膠操作，完成點膠動作后，依靠活動板與連接架之間的彈簧向上運動，再次抵住固定架的下端面，進而進行下一個工位的點膠工作。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，工作穩(wěn)定、自動化程度高，采用精度高的配件，運用絲杠螺母副完成工作臺在平面內(nèi)的任意運動，對芯片的任意位置點膠。通過固定架的向下運動，控制活動板向下點膠，由于在活動板和連接架之間設(shè)置彈簧，為彈性連接，不至于因為力度控制的不好，使點膠陣列的位置過渡向下或向上，不能保證與芯片的合理間隙，產(chǎn)生點膠過渡或者不均勻等現(xiàn)象，而且在點膠完成后還可以借助彈簧的回復(fù)力使活動板恢復(fù)到初始狀態(tài)。
[0016]本實用新型在工作臺下方設(shè)置三層結(jié)構(gòu)的座板形式，在相鄰的兩層座板之間布置X方向和Y方向的絲杠螺母副，便于安裝調(diào)試和維修，而且分開控制更容易精確點膠位置。
[0017]本實用新型將點膠瓶的數(shù)量與點膠針對應(yīng)起來,保證每個點膠針對應(yīng)各自的點膠瓶，便于分別控制壓力，單獨控制和檢查。
[0018]本實用新型在點膠針陣列的下方設(shè)置可移動的清洗裝置，可以在現(xiàn)場對點膠針進行清洗，保證點膠針的清潔、暢通，工作可靠。
[0019]本實用新型將若干點膠瓶放置在一個物料板內(nèi)，并利用由扭力彈簧和手柄控制的卡板固定物料板，點膠瓶固定穩(wěn)定，且開放式的放置方式，便于觀察各點膠瓶內(nèi)部情況。
[0020]總是，本實用新型有效的實現(xiàn)了點膠工藝的自動化操作，所設(shè)計的設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、工作穩(wěn)定、可操作性高、可靠安全的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖2是本實用新型的工作臺下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本實用新型的機頭下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本實用新型的點膠陣列部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本實用新型的點膠瓶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是本實用新型的物料板的固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]其中，1、工作臺，2、定位槽，3、點膠瓶，4、底座，5、中座，6、頂座，7、機頭，8、物料板，
9、固定裝置，10、清洗裝置，11、連接架，12、固定架，13、活動板，14、步進電機，15、支撐單元，
[0028]20、電機，21、彈簧，22、點膠針陣列，23、絲杠，24、頂板，25、耳板，26、導(dǎo)向柱，27、進
氣管,28、出液管，
[0029]30、底板，31、側(cè)板，32、腹板，33、手柄，34、固定耳，35、從動Z型轉(zhuǎn)臂，36、扭力彈簧，37、卡板。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細(xì)說明:
[0031]自動點膠機，如圖1所示，主要包括工作臺1、機頭7、控制裝置。所述工作臺I上放置芯片，工作臺I在機械裝置的驅(qū)動下，可在平面內(nèi)實現(xiàn)沿橫向和縱向的任意移動。所述機頭7位于工作臺I的上方，機頭7上部用于設(shè)置點膠瓶3，機頭7的下部固定一連接架11，連接架11上安裝機械裝置控制的可上下移動的點膠針陣列22。所述控制裝置用于接收工作臺I和點膠針陣列22等的信息或信號，并輸出相應(yīng)的控制信號以驅(qū)動各部件動作。
[0032]所述工作臺I如圖2所示，工作臺I的上表面設(shè)置放置芯片的定位槽2，定位槽2具有向內(nèi)傾斜的斜面，便于對芯片定位。工作臺I的下面從上到下分為頂座6、中座5、底座4三層，頂座6和中座5之間設(shè)置沿X方向布置的絲杠螺母副，中座5和底座4之間設(shè)置沿Y方向布置的絲杠螺母副，用于分別控制工作臺在平面內(nèi)做橫縱兩個方向的移動。具體的結(jié)構(gòu)為:中座5上部的中間位置開設(shè)沿X方向延伸的通槽，通槽中間安裝沿X方向布置的X絲杠，X絲杠的一端連接步進電機14，X絲杠的另一端設(shè)置絲杠的支撐單元15。X絲杠的兩側(cè)設(shè)置兩道沿X方向延伸的X導(dǎo)軌，在加工時，可以將X導(dǎo)軌做成與中座一體的結(jié)構(gòu)形式，也可以是分體設(shè)計的。對應(yīng)的，頂座6的下表面設(shè)置安裝在X絲杠上的X螺母，X螺母與X絲杠的相對位置可以根據(jù)工作臺實際需要運動的范圍設(shè)計，X螺母的兩側(cè)設(shè)置對應(yīng)X導(dǎo)軌的X滑槽。同理，在底座4的上表面設(shè)置沿Y方向布置的Y絲杠和Y導(dǎo)軌，在中座5的下表面設(shè)置對應(yīng)的Y螺母和Y滑槽。
[0033]所述機頭7如圖1所示，機頭7上部為一平面，平面內(nèi)水平放置一物料板8，物料板8上均布成排的放置孔，放置孔的數(shù)量與點膠針陣列中的點膠針的數(shù)量相等。點膠瓶3如圖5所示倒置于放置孔內(nèi)，點膠瓶3的下部即為點膠瓶的瓶口連接兩根連接管。其中一根連接管連通到點膠瓶3底部，另一端與壓縮空氣的分壓裝置連接，作為壓縮空氣的進氣管27。另一根連接管設(shè)置在出口處，作為點膠瓶的出液管28。物料板8通過固定裝置9固定在機頭的頂部，如圖1和圖6所示，在物料板8的兩側(cè)安裝固定裝置9，借助固定裝置9的扭力彈簧36和卡板37將物料板8固定。具體的，固定裝置9包括底板30、卡板37、扭力彈簧36、手柄33，底板30與機頭7頂部通過螺栓或者其他形式固定。底板30相對物料板8的一側(cè)設(shè)置豎直設(shè)置的側(cè)板31，側(cè)板31上開設(shè)間隔均勻的三個橫向布置的小孔。底板30中部開設(shè)三個與小孔一一對應(yīng)的腹板32，腹板32與側(cè)板31平行設(shè)置，腹板32對應(yīng)小孔的水平位置開設(shè)中間孔。位于中間位置的小孔和中間孔內(nèi)穿設(shè)一根連接軸。連接軸上套裝一扭力彈簧36，扭力彈簧相鄰小孔的一端向外延伸出一段直臂，直臂的外側(cè)固定連接一便于操作的手柄33，側(cè)板上設(shè)置用于固定手柄的固定耳34。扭力彈簧36相鄰中間孔的一端則延伸為L型轉(zhuǎn)臂，即如圖6所示，其具有與側(cè)板平行的直線段，還具有與直線段垂直的向物料板一側(cè)延伸的擴展段。位于外側(cè)的兩對小孔和中間孔內(nèi)穿設(shè)從動Z型轉(zhuǎn)臂35，從動Z型轉(zhuǎn)臂的內(nèi)側(cè)是穿接在小孔和中間孔內(nèi)的轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，從動Z型轉(zhuǎn)臂的外側(cè)是與扭力彈簧的L型轉(zhuǎn)臂相同的結(jié)構(gòu)。在扭力彈簧的L型轉(zhuǎn)臂的延伸段和從動Z型轉(zhuǎn)臂相對應(yīng)的位置連接卡板37，卡板為如圖6所示的類似槽鋼的結(jié)構(gòu)，其中間槽的厚度與物料板的厚度相對應(yīng)。工作時，將物料板放置于卡板的中間槽內(nèi)，操作手柄，扭力彈簧工作使其末端的L型轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動，帶動從動Z型轉(zhuǎn)臂做相同方向的轉(zhuǎn)動，進而使卡板壓住物料板，之后將手柄固定到固定耳上即可。當(dāng)要更換點膠瓶或物料板時，將手柄從固定耳上取下，反向轉(zhuǎn)動手柄即可。
[0034]所述機頭7下部固定有連接架11，連接架11由橫梁和縱梁組成。如圖3和圖4所示，連接架11上部的橫梁上安裝一臺對著工作臺的豎直放置的電機20。電機20的下端連接一根絲杠23，絲杠23上套接一個固定架12。所述固定架12包括中部設(shè)置有螺紋孔的頂板24，頂板24的兩端連接兩個垂直布置的耳板25。固定架12的下方設(shè)置用于安裝點膠針陣列的活動板13，活動板13的跨度大于兩耳板25之間的間距。具體的，固定架12下方連接架11的橫梁上固定兩根導(dǎo)向柱26，導(dǎo)向柱26的下端與連接架11固定連接，導(dǎo)向柱26的上部穿設(shè)在活動板13的通孔里，導(dǎo)向柱26上套裝彈簧21。由于活動板的跨度大于兩個耳板的間距，活動板在彈簧21的作用下與耳板抵觸，受固定架的作用，活動板向下運動壓縮彈簧，而固定架向上運動時，彈簧21還會將回復(fù)力作用到活動板上，使活動板向上運動。導(dǎo)向柱26的上端設(shè)置防止活動板過渡上移的限位塊。所述活動板13上開設(shè)安裝點膠針陣列22的孔，在活動板13上均勻的固定與點膠瓶3連接的點膠針陣列22，點膠針陣列的各點膠針分別通過出液管28連接一個點膠瓶3。固定架12的橫梁上水平設(shè)置一塊用于穿設(shè)出液管的連接板，連接板上對應(yīng)開設(shè)孔徑略大于出液管的過孔，使出液管保持豎直狀態(tài)，便于觀察，并保持出液順暢。而固定架的頂板上也設(shè)置用于穿過出液管的過孔。點膠針陣列22下方的連接架上設(shè)置清洗裝置10，在連接架上設(shè)置由伺服電機驅(qū)動的水平絲杠，水平絲杠上套裝兩個螺母副，兩個螺母副之間連接一根連桿，連桿的末端是對應(yīng)點膠針陣列的清洗裝置10。
[0035]本實用新型的操作過程為:由吊裝機器人或者手工操作將芯片放置到工作臺的定位槽，芯片沿定位槽的向內(nèi)傾斜的坡面滑到定位槽底部?？刂乒ぷ髋_橫向或縱向移動，使需要點膠的位置正對點膠針陣列的正下方。控制連接架上的電機工作，驅(qū)動固定架向下運動，固定架抵住活動板克服彈簧的阻力向下運動，活動板上的點膠針陣列隨之向下運動，當(dāng)運動到的芯片與點膠針的設(shè)定距離后，電機停轉(zhuǎn)。操作壓縮空氣的分壓裝置，使點膠瓶內(nèi)的液體通過出液管進入點膠針并落到芯片表面。隨后操作電機反轉(zhuǎn)，固定架向上運動，活動板在彈簧的回復(fù)力作用下向上彈起，帶動點膠針陣列向上運動，點膠完成。當(dāng)需要清洗點膠針時，操作伺服電機帶動水平絲杠轉(zhuǎn)動，水平絲杠上的螺母副帶動清洗裝置滑動運行到點膠針陣列的正下方，即可清洗點膠針，清洗完畢后復(fù)位。
【權(quán)利要求】
1.一種自動點膠機，其特征在于:包括由機械裝置控制的分別沿X方向和Y方向運動的工作臺(1)，工作臺(I)的上表面設(shè)置工件定位槽(2)，工作臺(I)上方設(shè)置機頭(7)，機頭的上部安裝點膠瓶(3)，機頭(7)下部設(shè)置通過絲杠螺母副控制的沿Z方向上下運動的固定架(12)，固定架(12)的下端設(shè)置一活動板(13)，活動板的下端面通過沿Z方向伸縮的彈簧(21)與機頭下部連接，活動板(13)的下端面固定設(shè)置穿過機頭下部的與點膠瓶(3)連通的點膠針陣列(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動點膠機，其特征在于:所述機頭(7)下部設(shè)置有由橫梁和縱梁組成的連接架(11)，連接架(11)的上部豎直安裝連接有絲杠(23)的電機(20)，所述固定架(12)包括通過螺紋孔與絲杠(23)連接的頂板(24)，頂板(24)上設(shè)置用于穿過連通點膠瓶與點膠針陣列的連接管的過孔，頂板(24)的兩側(cè)連接兩個垂直布置的耳板(25)，耳板(25)的下端設(shè)置跨度大于兩耳板間距的活動板(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動點膠機，其特征在于:所述活動板(13)下方連接架(11)的橫梁上設(shè)置與活動板連接的彈簧(21)，彈簧的中心套裝一導(dǎo)向柱(26)，導(dǎo)向柱(26)的下端與活動板(13)下方連接架(11)的橫梁固定連接，導(dǎo)向柱(26)的上端活動穿接在活動板(13)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動點膠機，其特征在于:所述導(dǎo)向柱(26)上端設(shè)置防止活動板過渡上移的限位塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動點膠機，其特征在于:所述工作臺(I)下方依次設(shè)置頂座(6)、中座(5)和底座(4)，所述頂座(6)與中座(5)之間設(shè)置沿X方向布置的絲杠螺母畐0，所述中座(5)與底座(4)之間設(shè)置沿Y方向布置的絲杠螺母副。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5任一項所述的自動點膠機，其特征在于:所述點膠瓶(3)的數(shù)量與點膠針陣列(22)的點膠針數(shù)量相等，各點膠針通過出液管(28)連接一只點膠瓶⑶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5任一項所述的自動點膠機，其特征在于:所述點膠針陣列(22)的下方設(shè)置沿X方向布置的絲杠螺母運動副滑動的清洗裝置(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動點膠機，其特征在于:所述點膠瓶(3)設(shè)置在開設(shè)有放置孔的物料板⑶上，物料板⑶通過固定裝置(9)連接在機頭(7)上部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動點膠機，其特征在于:所述固定裝置(9)包括與機頭頂部固定連接的底板(30)，底板(30)遠(yuǎn)離物料板的一側(cè)設(shè)置豎直的側(cè)板(31)，側(cè)板(31)上間隔均勻開設(shè)三個橫向的小孔，底板(30)上對應(yīng)三個小孔設(shè)置三個與側(cè)板平行的腹板(32)，各腹板(32)上開設(shè)與小孔對應(yīng)的等徑的中間孔；位于中間位置的小孔和中間腹板(32)上的中間孔內(nèi)安裝一連接軸，連接軸上套裝扭力彈簧(36)，小孔的一端扭力彈簧上連接轉(zhuǎn)動手柄(33)，中間孔的一端扭力彈簧(36)上設(shè)置伸出中間孔外側(cè)的L型轉(zhuǎn)臂，側(cè)板(31)上設(shè)置對應(yīng)手柄(33)的固定耳(34);位于外側(cè)的兩對小孔和中間孔之間各自穿設(shè)有內(nèi)側(cè)為轉(zhuǎn)軸、外側(cè)為L型轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)的從動Z型轉(zhuǎn)臂(35);三個L型轉(zhuǎn)臂的外側(cè)連接卡裝物料板的卡板(37)。
【文檔編號】B05C5/02GK203565282SQ201320557142
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】白向陽 申請人:江陰迪林生物電子技術(shù)有限公司