一种丝网印刷对准系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及丝网印刷设备技术领域，具体一种丝网印刷对准系统方法，实现微米级对准精度。
【背景技术】
[0002]玻璃浆料键合具有热压键合过程简单、键合材料可选范围大、对键合表面平整性无特殊要求并且可以包容金属引线等优点，在微陀螺仪、RF传感器、场发射器件、压力传感器等的封装中得到了广泛的应用。玻璃浆料键合过程包括玻璃浆料的丝网印刷、预烧结和热压键合。其中，丝网印刷品质的好坏和对准精度的高低直接决定了玻璃浆料键合的成功率。
[0003]在丝网印刷过程中，预印刷的玻璃浆料必须准确印刷至图案化硅基底的指定位置(如凹槽与凸台之间的中间位置)，这就需要对丝网版的图案与硅基底上的图案进行精确对准。由于玻璃浆料必须印刷到线宽为几百微米的硅基底图案上，而且位置偏差限制在几十微米范围之内，则要求对准系统的对准精度在几微米的数量级。
[0004]国外的一些知名印刷机械制造商，如德国海德堡、曼罗兰、高宝，日本的小森等逐渐在印刷机采用全自动套准和检测技术，对印品质量和生产效率的提高起到极大的推动作用，其中采用的全自动套准和检测技术通常是带有反馈功能的机器视觉系统，并具有一定的通用性，但结构复杂，成本高昂，而目前公知的低精度对准系统又无法满足微米级精度的要求。
【发明内容】
[0005]为了克服现有的丝网印刷机的对准系统对准精度低和/或结构复杂的不足，本发明提供了一种新型的丝网印刷对准系统，该对准系统不仅能实现微米级的对准要求，而且能方便地安装和拆卸。
[0006]本发明还提供了一种丝网印刷对准方法，运用于上述系统，起到良好的对准效果。
[0007]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种丝网印刷对准系统，包括丝网印刷机，所述丝网印刷机上设有丝网版和升降台，所述丝网版上设有夹具，所述夹具用于将成像及放大相机垂直安装在丝网版上，所述升降台上设有XYR微动平台，所述XYR微动平台上设有真空吸盘，所述真空吸盘用于吸附承印物，所述承印物对应于丝网版下方，所述丝网版上设有第一定位标志，所述承印物上设有相对应的第二定位标志，所述夹具用于调节成像及放大相机相对丝网版的高度和二维平面坐标，所述XYR微动平台用于调节承印物的二维平面坐标并旋转承印物，所述升降台用于调节承印物的高度，成像及放大相机采集丝网版和承印物上的第一、第二定位标志，并通过XYR微动平台和升降台调节承印物的位置和方向，使得第一定位标志与第二定位标志精确对准，实现承印物落料区域与丝网版上的图案精确对准。
[0008]进一步的，所述真空吸盘通过导气管与气栗连接，所述真空吸盘用于吸附放置在真空吸盘上的承印物，避免承印物因XYR微动平台或升降平台的运动而移位，所述真空吸盘可以吸附不同尺寸的承印物。
[0009]进一步的，所述成像及放大相机包括C⑶相机，所述C⑶相机具有一工业镜头。CXD相机是以电荷耦合器件作为光敏感器和光电转换器的遥感用相机，CCD相机的成像信号通过USB接口输出。
[0010]进一步的，所述工业镜头靠近丝网版的末端设有可以充电的环形光源。
[0011]进一步的，所述升降台、XYR微动平台均通过伺服电机驱动。
[0012]一种丝网印刷对准方法，运用于上述丝网对准系统，包括以下步骤:
[0013]对准步骤一:对准定位时，成像及放大相机采集丝网版和硅基底上的第一、第二定位标志，使丝网版上的粗定位标志和硅基底上的粗定位标志重合，实现初步对准；
[0014]对准步骤二:平行移动夹具的位置，使定位相机采集到同一直线上的不同丝网版上的粗定位标志和硅基底上的粗定位标志，根据图像显示的丝网版上的粗定位标志和硅基底上的粗定位标志的偏差手动调节XYR微动平台，使丝网版上的粗定位标志和硅基底上的粗定位标志重合；
[0015]对准步骤三:通过细调，使二者的精定位标志重合，实现精确对准。
[0016]本发明系统通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点:
[0017](I)本发明可以在没有对准系统的丝网印刷机上实现简便的安装和拆卸。
[0018](2)本发明能够准确地找到楽料定位标志，并达到微米级的对准精度。
[0019](3)本发明特别适用于多晶、铸造单晶碱腐蚀硅片及抛光硅片两次及多次丝网印刷的过程。
[0020](4)本发明结构简单、操作方便、实用性强，可以显著提高印刷精度和印刷效率，同时降低了生产成本。
[0021]本发明的方法具有如下优点，能够使丝网版上的粗定位标志和硅基底上的粗定位标志重合，使二者的精定位标志重合，实现精确对准。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的装配示意图。
[0023]图2是夹具、成像及放大相机和丝网版的装配示意图。
[0024]图3是成像及放大相机示意图。
[0025]图4是夹具的装配示意图。
[0026]图5是真空吸盘示意图。
[0027]图6是XYR微动平台示意图。
[0028]图7是升降台示意图。
[0029]图8是成像及放大相机调焦机构。
[0030]图9是丝网版上的第一对准标示意图。
[0031]图10是娃基底承印物上的第一■对准标不意图。
[0032]图11是第一对准标和第二对准标的对准示意图。
[0033][符号说明]
[0034]1、成像及放大相机，2、夹具，3、丝网版，4、真空吸盘，5、XYR微动平台，6、升降台，11、CXD相机，12、工业镜头，13、环形光源，21、成像及放大相机固定架，22、底板，23、焦距调节机构，24、支撑横杆，25、长脚螺钉，31、丝网版上的粗对准标，32、丝网版上的精对准标，51、旋转调节旋钮，52、横向调节旋钮，53、纵向调节旋钮，54、真空吸盘固定孔，231、扳手，232、导轨，233、长螺母，234、双螺母，235、丝杆，236、移动台，237、底座，61、升降旋钮，101、娃基底上的粗对准标，102、娃基底上的精对准标ο
【具体实施方式】
[0035]现结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0036]作为一个具体的实施例，如图1至图11所示，本发明的一种丝网印刷对准系统，包括丝网印刷机，所述丝网印刷机上设有丝网版3和升降台6，所述丝网版3上设有夹具2，所述夹具2用于将成像及放大相机I垂直安装在丝网版3上，具体地，参考图4所示，所述夹具2包括成像及放大相机固定架21、焦距调节机构23、底板22和支撑横杆24，所述支撑横杆24有两根，并行横设在丝网版3上，支撑横杆24是直接放置在丝网版上，支撑横杆是采用铝型材并且加工成空心的，质量轻，比较稳，不会产生移位。所述底板22水平设置在两支撑横杆24上，焦距调节机构23设置在底板22上，夹具通过夹具底板上的长脚螺钉25与支撑横杆嵌设成一体，则支撑横杆可以带动夹具在丝网版上水平滑动。所述夹具2具有焦距调节机构23，用于调节工业镜头相对于丝网版的垂直距离；同时可以在丝网版上的水平方向上平行移动，用来调节工业镜头12相对于丝网版3上的定位标志的水平位置；并且整个夹具2在对对准完毕后可以方便拆卸。成像及放大相机固定架21设置在焦距调节机构23上，具体参考图8所示，所述焦距调节机构23包括扳手231、导轨232、长螺母233、双螺母234、丝杆235、移动台236和底座237，底座237固定设置在底板22上，丝杆235设置在底座237上，丝杆235上套设有长螺母233，长螺母233嵌设入移动台236内，丝杆235顶部设有扳手231，移动台两侧各设有一通孔，两根导轨232穿过该通孔并与底座237固定连接，两根导轨的设计，限定了移动台236上下滑动的方向，像及放大相机I固定架21固定设置在移动台236上，通过转动扳手231调节成像及放大相机I相对丝网版3的高度，使成像及放大相机I移动更加稳定。丝杆235上位于长螺母233下方套设有双螺母234，其作用是在调节完焦距后对长螺母进行自锁，从而防止移动台的移动，保证印刷的正常进行。
[0037]所述升降台6上设有XYR微动平台5，所述升降台6包括升降机构和升降旋钮，所述升降旋钮61与驱动升降台6运动的伺服电机电性连接，通过按压该升降旋钮61则可以实现对升降台6的开启、关闭和升降操作。具体参考图6所示，XYR微动平台5包括旋转调节旋钮51、横向调节旋钮52、纵向调节旋钮53和真空吸盘固定孔54，旋转调节旋钮51、横向调节旋钮52、纵向调节旋钮53均与驱动该XYR微动平台6运动的伺服电机电性连接，通过旋转相应的旋转调节旋钮51、横向调节旋钮52、纵向调节旋钮53，来驱动XYR微动平台5进行水平二维移动和旋转运动。
[0038]所述XYR微动平台5上设有真空吸盘4，为了配合真空吸盘4的安装，X