自动点胶的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动点胶机，包括由机械装置控制的分别沿X方向和Y方向运动的工作台，工作台的上表面设置工件定位槽，工作台上方设置机头，机头的上部安装点胶瓶，机头下部设置通过丝杠螺母副控制的沿Z方向上下运动的固定架，固定架的下端设置一活动板，活动板的下端面通过沿Z方向伸缩的弹簧与机头下部连接，活动板的下端面固定设置穿过机头下部的与点胶瓶连通的点胶针阵列。本发明有效的实现了点胶工艺的自动化操作，所设计的设备具有结构简单、设计合理、工作稳定、可操作性高、可靠安全的优点。
【专利说明】自动点胶机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械装置，具体的说是一种用于芯片键合的高效自动化点胶机。【背景技术】
[0002]芯片技术是上个世纪90年代初发展起来的一门新兴技术，已被美国科学促进会列为1998年自然科学领域十大进展之一。在芯片的制作工艺中，芯片键合技术是其中较为基础和关键的步骤之一。微流控芯片的制备度量单位均以微米为计算单位，制作精度要求高，而且通常都涉及两种不同材质。现有的键合方法有使用粘合剂的方法、焊接方法、或扩散方法。所谓使用粘合剂的方法，需要精细的调整粘合剂的量，耗费大量的时间，键合的结构容易破裂，键合的两种物料容易在高湿度下分离。而且，在封装技术中，粘合剂有可能成为污染源。使用焊接方法，键合的部分容易变形，并且在封装可靠性测试中，出现差的温度循环结果，还存在由于疲劳而产生的蠕变松弛问题。扩散方法则需要应用附加的静电场产生高温热，并需要使用专门的化学机制进行表面活化。最为关键的是，现有的键合方法大多自动化程度不高，仅仅依靠人的操作根本无法，难以保证两种物料的精确定位，并且人工操作重复性差、误差大，芯片制备无法批量化生产。
【发明内容】
[0003]本发明需要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、能精确控制粘合剂的用量的自动点胶机。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
[0005]自动点胶机，包括由机械装置控制的分别沿X方向和Y方向运动的工作台，工作台的上表面设置工件定位槽，工作台上方设置机头，机头的上部安装点胶瓶，机头下部设置通过丝杠螺母副控制的沿Z方向上下运动的固定架，固定架的下端设置一活动板，活动板的下端面通过沿Z方向伸缩的弹簧与机头下部连接，活动板的下端面固定设置穿过机头下部的与点胶瓶连通的点胶针阵列。
[0006]本发明的进一步改进在于:所述机头下部设置有由横梁和纵梁组成的连接架，连接架的上部竖直安装连接有丝杠的电机，所述固定架包括通过螺纹孔与丝杠连接的顶板，顶板上设置用于穿过连通点胶瓶与点胶针阵列的连接管的过孔，顶板的两侧端连接两个垂直布置的耳板，耳板的下端设置跨度大于两耳板间距的活动板。
[0007]本发明的进一步改进在于:所述活动板下方连接架的横梁上设置与活动板连接的弹簧，弹簧的中心套装一导向柱，导向柱的下端与活动板下方连接架的横梁固定连接，导向柱的上端活动穿接在活动板上。
[0008]本发明的进一步改进在于:所述导向柱上端设置防止活动板过渡上移的限位块。
[0009]本发明的进一步改进在于:所述工作台下方依次设置顶座、中座和底座，所述顶座与中座之间设置沿X方向布置的丝杠螺母副，所述中座与底座之间设置沿Y方向布置的丝杠螺母副。[0010]本发明的进一步改进在于:所述点胶瓶的数量与点胶针阵列的点胶针数量相等，各点胶针通过出液管连接一只点胶瓶。
[0011]本发明的进一步改进在于:所述点胶针阵列的下方设置沿X方向布置的丝杠螺母运动副滑动的清洗装置。
[0012]本发明的进一步改进在于:所述点胶瓶设置在开设有放置孔的物料板上，物料板通过固定装置连接在机头上部。
[0013]本发明的进一步改进在于:所述固定装置包括与机头顶部固定连接的底板，底板远离物料板的一侧设置竖直的侧板，侧板上间隔均匀开设三个横向的小孔，底板上对应三个小孔设置三个与侧板平行的腹板，各腹板上开设与小孔对应的等径的中间孔；位于中间位置的小孔和中间腹板上的中间孔内安装连接轴，连接轴上套装扭力弹簧，小孔的一端扭力弹簧上连接转动手柄，中间孔的一端扭力弹簧上设置伸出中间孔外侧的L型转臂，侧板上设置对应手柄的固定耳；位于外侧的两对小孔和中间孔之间各自穿设有内侧为转轴、夕卜侧为L型转臂结构的从动Z型转臂；三个L型转臂的外侧连接卡装物料板的卡板。
[0014]由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是:
[0015]本发明设计在平面内沿X和Y两个方向可移动的工作台，可以对芯片的任意位置进行点胶；工作台上表面设置定位槽，可对芯片进行准确的定位；工作台的上方设置连接点胶瓶的点胶阵列，竖直安装的电机通过丝杠及带螺纹孔的固定架抵住活动板向下运动进行点胶操作，完成点胶动作后，依靠活动板与连接架之间的弹簧向上运动，再次抵住固定架的下端面，进而进行下一个工位的点胶工作。本发明结构简单、设计合理，工作稳定、自动化程度高，采用精度高的配件，运用丝杠螺母副完成工作台在平面内的任意运动，对芯片的任意位置点胶。通过固定架的向下运动，控制活动板向下点胶，由于在活动板和连接架之间设置弹簧，为弹性连接，不至于因为力度控制的不好，使点胶阵列的位置过渡向下或向上，不能保证与芯片的合理间隙，产生点胶过渡或者不均匀等现象，而且在点胶完成后还可以借助弹簧的回复力使活动板恢复到初始状态。
[0016]本发明在工作台下方设置三层结构的座板形式，在相邻的两层座板之间布置X方向和Y方向的丝杠螺母副，便于安装调试和维修，而且分开控制更容易精确点胶位置。
[0017]本发明将点胶瓶的数量与点胶针对应起来,保证每个点胶针对应各自的点胶瓶，便于分别控制压力，单独控制和检查。
[0018]本发明在点胶针阵列的下方设置可移动的清洗装置，可以在现场对点胶针进行清洗，保证点胶针的清洁、畅通，工作可靠。
[0019]本发明将若干点胶瓶放置在一个物料板内，并利用由扭力弹簧和手柄控制的卡板固定物料板，点胶瓶固定稳定，且开放式的放置方式，便于观察各点胶瓶内部情况。
[0020]总是，本发明有效的实现了点胶工艺的自动化操作，所设计的设备具有结构简单、设计合理、工作稳定、可操作性高、可靠安全的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的结构示意图；
[0022]图2是本发明的工作台下半部分的结构示意图；
[0023]图3是本发明的机头下半部分的结构示意图；[0024]图4是本发明的点胶阵列部分的结构示意图；
[0025]图5是本发明的点胶瓶的结构示意图；
[0026]图6是本发明的物料板的固定装置的结构示意图。
[0027]其中，1、工作台，2、定位槽，3、点胶瓶，4、底座，5、中座，6、顶座，7、机头，8、物料板，
9、固定装置，10、清洗装置，11、连接架，12、固定架，13、活动板，14、步进电机，15、支撑单元，
[0028]20、电机，21、弹簧，22、点胶针阵列，23、丝杠，24、顶板，25、耳板，26、导向柱，27、进
气管,28、出液管，
[0029]30、底板，31、侧板，32、腹板，33、手柄，34、固定耳，35、从动Z型转臂，36、扭力弹簧，37、卡板。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明做进一步详细说明:
[0031]自动点胶机，如图1所示，主要包括工作台1、机头7、控制装置。所述工作台I上放置芯片，工作台I在机械装置的驱动下，可在平面内实现沿横向和纵向的任意移动。所述机头7位于工作台I的上方，机头7上部用于设置点胶瓶3，机头7的下部固定一连接架11，连接架11上安装机械装置控制的可上下移动的点胶针阵列22。所述控制装置用于接收工作台I和点胶针阵列22等的信息或信号，并输出相应的控制信号以驱动各部件动作。
[0032]所述工作台I如图2所示，工作台I的上表面设置放置芯片的定位槽2，定位槽2具有向内倾斜的斜面，便于对芯片定位。工作台I的下面从上到下分为顶座6、中座5、底座4三层，顶座6和中座5之间设置沿X方向布置的丝杠螺母副，中座5和底座4之间设置沿Y方向布置的丝杠螺母副，用于分别控制工作台在平面内做横纵两个方向的移动。具体的结构为:中座5上部的中间位置开设沿X方向延伸的通槽，通槽中间安装沿X方向布置的X丝杠，X丝杠的一端连接步进电机14，X丝杠的另一端设置丝杠的支撑单元15。X丝杠的两侧设置两道沿X方向延伸的X导轨，在加工时，可以将X导轨做成与中座一体的结构形式，也可以是分体设计的。对应的，顶座6的下表面设置安装在X丝杠上的X螺母，X螺母与X丝杠的相对位置可以根据工作台实际需要运动的范围设计，X螺母的两侧设置对应X导轨的X滑槽。同理，在底座4的上表面设置沿Y方向布置的Y丝杠和Y导轨，在中座5的下表面设置对应的Y螺母和Y滑槽。
[0033]所述机头7如图1所示，机头7上部为一平面，平面内水平放置一物料板8，物料板8上均布成排的放置孔，放置孔的数量与点胶针阵列中的点胶针的数量相等。点胶瓶3如图5所示倒置于放置孔内，点胶瓶3的下部即为点胶瓶的瓶口连接两根连接管。其中一根连接管连通到点胶瓶3底部，另一端与压缩空气的分压装置连接，作为压缩空气的进气管27。另一根连接管设置在出口处，作为点胶瓶的出液管28。物料板8通过固定装置9固定在机头的顶部，如图1和图6所示，在物料板8的两侧安装固定装置9，借助固定装置9的扭力弹簧36和卡板37将物料板8固定。具体的，固定装置9包括底板30、卡板37、扭力弹簧36、手柄33，底板30与机头7顶部通过螺栓或者其他形式固定。底板30相对物料板8的一侧设置竖直设置的侧板31，侧板31上开设间隔均匀的三个横向布置的小孔。底板30中部开设三个与小孔一一对应的腹板32，腹板32与侧板31平行设置，腹板32对应小孔的水平位置开设中间孔。位于中间位置的小孔和中间孔内穿设一根连接轴。连接轴上套装一扭力弹簧36，扭力弹簧相邻小孔的一端向外延伸出一段直臂，直臂的外侧固定连接一便于操作的手柄33，侧板上设置用于固定手柄的固定耳34。扭力弹簧36相邻中间孔的一端则延伸为L型转臂，即如图6所示，其具有与侧板平行的直线段，还具有与直线段垂直的向物料板一侧延伸的扩展段。位于外侧的两对小孔和中间孔内穿设从动Z型转臂35，从动Z型转臂的内侧是穿接在小孔和中间孔内的转轴结构，从动Z型转臂的外侧是与扭力弹簧的L型转臂相同的结构。在扭力弹簧的L型转臂的延伸段和从动Z型转臂相对应的位置连接卡板37，卡板为如图6所示的类似槽钢的结构，其中间槽的厚度与物料板的厚度相对应。工作时，将物料板放置于卡板的中间槽内，操作手柄，扭力弹簧工作使其末端的L型转臂转动，带动从动Z型转臂做相同方向的转动，进而使卡板压住物料板，之后将手柄固定到固定耳上即可。当要更换点胶瓶或物料板时，将手柄从固定耳上取下，反向转动手柄即可。
[0034]所述机头7下部固定有连接架11，连接架11由横梁和纵梁组成。如图3和图4所示，连接架11上部的横梁上安装一台对着工作台的竖直放置的电机20。电机20的下端连接一根丝杠23，丝杠23上套接一个固定架12。所述固定架12包括中部设置有螺纹孔的顶板24，顶板24的两端连接两个垂直布置的耳板25。固定架12的下方设置用于安装点胶针阵列的活动板13，活动板13的跨度大于两耳板25之间的间距。具体的，固定架12下方连接架11的横梁上固定两根导向柱26，导向柱26的下端与连接架11固定连接，导向柱26的上部穿设在活动板13的通孔里，导向柱26上套装弹簧21。由于活动板的跨度大于两个耳板的间距，活动板在弹簧21的作用下与耳板抵触，受固定架的作用，活动板向下运动压缩弹簧，而固定架向上运动时，弹簧21还会将回复力作用到活动板上，使活动板向上运动。导向柱26的上端设置防止活动板过渡上移的限位块。所述活动板13上开设安装点胶针阵列22的孔，在活动板13上均匀的固定与点胶瓶3连接的点胶针阵列22，点胶针阵列的各点胶针分别通过出液管28连接一个点胶瓶3。固定架12的横梁上水平设置一块用于穿设出液管的连接板，连接板上对应开设孔径略大于出液管的过孔，使出液管保持竖直状态，便于观察，并保持出液顺畅。而固定架的顶板上也设置用于穿过出液管的过孔。点胶针阵列22下方的连接架上设置清洗装置10，在连接架上设置由伺服电机驱动的水平丝杠，水平丝杠上套装两个螺母副，两个螺母副之间连接一根连杆，连杆的末端是对应点胶针阵列的清洗装置10。
[0035]本发明的操作过程为:由吊装机器人或者手工操作将芯片放置到工作台的定位槽，芯片沿定位槽的向内倾斜的坡面滑到定位槽底部。控制工作台横向或纵向移动，使需要点胶的位置正对点胶针阵列的正下方。控制连接架上的电机工作，驱动固定架向下运动，固定架抵住活动板克服弹簧的阻力向下运动，活动板上的点胶针阵列随之向下运动，当运动到的芯片与点胶针的设定距离后，电机停转。操作压缩空气的分压装置，使点胶瓶内的液体通过出液管进入点胶针并落到芯片表面。随后操作电机反转，固定架向上运动，活动板在弹簧的回复力作用下向上弹起，带动点胶针阵列向上运动，点胶完成。当需要清洗点胶针时，操作伺服电机带动水平丝杠转动，水平丝杠上的螺母副带动清洗装置滑动运行到点胶针阵列的正下方，即可清洗点胶针，清洗完毕后复位。
【权利要求】
1.一种自动点胶机，其特征在于:包括由机械装置控制的分别沿X方向和Y方向运动的工作台(1)，工作台(I)的上表面设置工件定位槽(2)，工作台(I)上方设置机头(7)，机头的上部安装点胶瓶(3)，机头(7)下部设置通过丝杠螺母副控制的沿Z方向上下运动的固定架(12)，固定架(12)的下端设置一活动板(13)，活动板的下端面通过沿Z方向伸缩的弹簧(21)与机头下部连接，活动板(13)的下端面固定设置穿过机头下部的与点胶瓶(3)连通的点胶针阵列(22)。
2.根据权利要求1所述的自动点胶机，其特征在于:所述机头(7)下部设置有由横梁和纵梁组成的连接架(11)，连接架(11)的上部竖直安装连接有丝杠(23)的电机(20)，所述固定架(12)包括通过螺纹孔与丝杠(23)连接的顶板(24)，顶板(24)上设置用于穿过连通点胶瓶与点胶针阵列的连接管的过孔，顶板(24)的两侧连接两个垂直布置的耳板(25)，耳板(25)的下端设置跨度大于两耳板间距的活动板(13)。
3.根据权利要求2所述的自动点胶机，其特征在于:所述活动板(13)下方连接架(11)的横梁上设置与活动板连接的弹簧(21)，弹簧的中心套装一导向柱(26)，导向柱(26)的下端与活动板(13)下方连接架(11)的横梁固定连接，导向柱(26)的上端活动穿接在活动板(13)上。
4.根据权利要求2或3所述的自动点胶机，其特征在于:所述导向柱(26)上端设置防止活动板过渡上移的限位块。
5.根据权利要求1所述的自动点胶机，其特征在于:所述工作台(I)下方依次设置顶座(6)、中座(5)和底座(4)，所述顶座(6)与中座(5)之间设置沿X方向布置的丝杠螺母畐0，所述中座(5)与底座(4)之间设置沿Y方向布置的丝杠螺母副。
6.根据权利要求1、2、3、5任一项所述的自动点胶机，其特征在于:所述点胶瓶(3)的数量与点胶针阵列(22)的点胶针数量相等，各点胶针通过出液管(28)连接一只点胶瓶⑶。
7.根据权利要求1、5、7任一项所述的自动点胶机，其特征在于:所述点胶针阵列(22)的下方设置沿X方向布置的丝杠螺母运动副滑动的清洗装置(10)。
8.根据权利要求1所述的自动点胶机，其特征在于:所述点胶瓶(3)设置在开设有放置孔的物料板⑶上，物料板⑶通过固定装置(9)连接在机头(7)上部。
9.根据权利要求8所述的自动点胶机，其特征在于:所述固定装置(9)包括与机头顶部固定连接的底板(30)，底板(30)远离物料板的一侧设置竖直的侧板(31)，侧板(31)上间隔均匀开设三个横向的小孔，底板(30)上对应三个小孔设置三个与侧板平行的腹板(32)，各腹板(32)上开设与小孔对应的等径的中间孔；位于中间位置的小孔和中间腹板(32)上的中间孔内安装一连接轴，连接轴上套装扭力弹簧(36)，小孔的一端扭力弹簧上连接转动手柄(33)，中间孔的一端扭力弹簧(36)上设置伸出中间孔外侧的L型转臂，侧板(31)上设置对应手柄(33)的固定耳(34);位于外侧的两对小孔和中间孔之间各自穿设有内侧为转轴、外侧为L型转臂结构的从动Z型转臂(35);三个L型转臂的外侧连接卡装物料板的卡板(37)。
【文档编号】B05C13/02GK103464338SQ201310411145
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】白向阳 申请人:江阴迪林生物电子技术有限公司