本發(fā)明涉及點(diǎn)膠機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種點(diǎn)膠機(jī)針頭Z向校準(zhǔn)裝置及針頭自動(dòng)校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

在微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，通常使用點(diǎn)膠機(jī)在電路基板指定位置點(diǎn)涂膠液，利用膠液實(shí)現(xiàn)電子元器件的搭接、固定；為保證點(diǎn)膠位置的準(zhǔn)確性，在點(diǎn)膠作業(yè)之前應(yīng)首先確定點(diǎn)膠針頭相對(duì)電路基板的位置，這個(gè)過程即點(diǎn)膠針頭的位置校準(zhǔn)。

目前，針頭在XY平面內(nèi)的位置校準(zhǔn)，多以基板MAKR點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，通過視覺定位方法實(shí)現(xiàn)針頭的位置校準(zhǔn)，視覺定位方法不易實(shí)現(xiàn)針頭的Z向校準(zhǔn)。公開號(hào)為CN104138825A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種針頭Z向校準(zhǔn)方法，使點(diǎn)膠機(jī)沿Z向相對(duì)一個(gè)歸零校正治具移動(dòng)，當(dāng)針頭觸碰校正治具頂面時(shí)，形成電流導(dǎo)通狀態(tài)并觸發(fā)一個(gè)歸零校正信號(hào)，借此建立Z方向虛擬原點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)針頭在Z向位置的校準(zhǔn)；授權(quán)公告號(hào)為CN 204685408U發(fā)明公開了一種針頭Z向校準(zhǔn)裝置，主要包括校準(zhǔn)塊、壓力傳感器、激光位置傳感器，通過針頭在Z向移動(dòng)觸碰壓力傳感器上方的校準(zhǔn)塊，發(fā)出校準(zhǔn)信號(hào)，利用該信號(hào)實(shí)現(xiàn)針頭Z向位置校準(zhǔn)。

上述專利所述方法的共同特征在于，使針頭以剛性方式觸及一個(gè)校準(zhǔn)塊的頂面，通過針頭、校準(zhǔn)塊接觸產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)，借此信號(hào)實(shí)現(xiàn)針頭的Z向校準(zhǔn)，然而存在下列問題：一是校準(zhǔn)過程中針頭以剛性方式觸及校準(zhǔn)塊，針頭容易變形，影響校準(zhǔn)精度，二是僅在針頭觸及校準(zhǔn)塊頂面時(shí)觸發(fā)一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)不足以支持校準(zhǔn)過程中針頭移動(dòng)的精細(xì)控制，影響校準(zhǔn)精度，三是不能相對(duì)基板進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)塊頂面與基板表面相對(duì)位置誤差和基板厚度誤差會(huì)影響校準(zhǔn)精度；此外校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本亦較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有針頭Z向位置校準(zhǔn)技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種點(diǎn)膠機(jī)針頭Z向校準(zhǔn)裝置及針頭自動(dòng)校準(zhǔn)方法，具有自動(dòng)、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)針頭的Z向校準(zhǔn)的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種點(diǎn)膠機(jī)針頭Z向校準(zhǔn)裝置，包括浮動(dòng)針座組件1、位移檢測(cè)模塊2、連接板3與Z向進(jìn)給系統(tǒng)4，所述的浮動(dòng)針座組件1包括位于底端的針頭16，針頭16與針芯11連接，針芯11與芯筒12采用滑動(dòng)配合連接，芯筒12的頂部與底部分別連接有上限位環(huán)14和下限位環(huán)15，在芯筒12的內(nèi)孔處安裝有復(fù)位彈簧13，所述的芯筒12安裝在連接板3上，位移檢測(cè)模塊2安裝在連接板3上并位于浮動(dòng)針座組件1上部，連接板3安裝在Z向進(jìn)給系統(tǒng)4的工作臺(tái)上，浮動(dòng)針座組件1與連接板3采用錐面定位和連接。

所述的針芯11從連接針頭16的一端，依次包括導(dǎo)向段111、臺(tái)肩112、連接段113，導(dǎo)向段111直徑大于連接段113的直徑，在導(dǎo)向段111的端面設(shè)有軸向孔114，在連接段113上端設(shè)有側(cè)向孔115，軸向孔114一端與針頭16聯(lián)通，軸向孔114另一端與側(cè)向孔115相連通，側(cè)向孔115與點(diǎn)膠機(jī)的點(diǎn)膠閥連通。

所述的芯筒12與上限位環(huán)14和下限位環(huán)15通過螺紋連接。

所述復(fù)位彈簧13的兩端分別與臺(tái)肩112和上限位環(huán)14接觸，并有一定預(yù)壓縮量。

所述針芯11的導(dǎo)向段111與芯筒12的內(nèi)孔通過動(dòng)配合連接。

所述針芯11的連接段113，在針頭16不受壓的情況下，伸出上限位環(huán)14的端面。

所述位移檢測(cè)模塊2包括位置傳感器22和檢測(cè)信號(hào)處理單元21，位置傳感器22安裝在連接板3上，位置傳感器22的探頭對(duì)準(zhǔn)針芯11的連接段113的端面，所述Z向進(jìn)給系統(tǒng)4由進(jìn)給控制單元41和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42組成。

所述的位置傳感器22的信號(hào)輸出端連接檢測(cè)信號(hào)處理單元21，檢測(cè)信號(hào)處理單元21與進(jìn)給控制單元41雙向傳導(dǎo)連接，進(jìn)給控制單元41連接傳到機(jī)構(gòu)42，傳到機(jī)構(gòu)42安裝在連接板3上。

一種點(diǎn)膠機(jī)針頭自動(dòng)校準(zhǔn)方法，包括以下步驟；

S1、將針頭16移動(dòng)并定位在基板的MAKR點(diǎn)的正上方；

S2、Z向進(jìn)給系統(tǒng)4向位移檢測(cè)模塊2發(fā)出校準(zhǔn)過程啟動(dòng)信號(hào)，并使Z向進(jìn)給系統(tǒng)4以第一設(shè)定速度，沿-Z向移動(dòng)并趨近基板MARK點(diǎn)的表面；

S3、位移檢測(cè)模塊2接收到校準(zhǔn)過程啟動(dòng)信號(hào)后，將檢測(cè)到的針頭16相對(duì)芯筒12的位置設(shè)為其初始位置；

S4、當(dāng)針頭16觸碰到基板表面并相對(duì)芯筒12移動(dòng)時(shí)，若針頭16相對(duì)初始位置的位移等于第一預(yù)設(shè)位移時(shí)，位移檢測(cè)模塊2向Z向進(jìn)給系統(tǒng)4發(fā)送停止信號(hào)，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4減速停止；

S5、接著，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4以第二設(shè)定速度沿+Z向移動(dòng)，當(dāng)針頭16相對(duì)初始位置的位移等于第二預(yù)設(shè)位移，位移檢測(cè)模塊2發(fā)出減速信號(hào)，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4減速至第三設(shè)定速度；

S6、當(dāng)針頭16相對(duì)初始位置的位移為零時(shí)，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4停止移動(dòng)，并讀取當(dāng)前Z向的絕對(duì)坐標(biāo)值，將其設(shè)為針頭16相對(duì)基板在Z向的零點(diǎn)，位置校準(zhǔn)過程結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，避免了校準(zhǔn)過程中針頭與定位塊之間剛性觸碰引起的針頭變形問題，通過檢測(cè)針頭相對(duì)芯筒的位移，可實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)過程的精細(xì)控制，有利于提高校準(zhǔn)精度，同時(shí)，本發(fā)明針對(duì)基板MARK點(diǎn)進(jìn)行針頭的Z向位置校準(zhǔn)，可進(jìn)一步提高針頭與基板之間間隙的控制精度，有利于提升點(diǎn)膠的品質(zhì)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的點(diǎn)膠機(jī)針頭Z向校準(zhǔn)裝置的示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的浮動(dòng)針座組件的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的針芯結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的位移檢測(cè)模塊與Z向進(jìn)給系統(tǒng)的組成示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的校準(zhǔn)過程中進(jìn)給系統(tǒng)的移動(dòng)速度和針頭相對(duì)初始位置的位移之間的關(guān)系。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，針頭Z向校準(zhǔn)裝置由浮動(dòng)針座組件1、位移檢測(cè)模塊2、連接板3以及Z向進(jìn)給系統(tǒng)4組成，其中，連接板3安裝在Z向進(jìn)給系統(tǒng)4的進(jìn)給機(jī)構(gòu)42的工作臺(tái)上，浮動(dòng)針座組件1與連接板3采用錐面定位和連接，位置傳感器22安裝在連接板3上，其探頭對(duì)準(zhǔn)針芯11的連接段113的端面。

如圖2、圖3所示，所述浮動(dòng)針座組件1包括針芯11、芯筒12、復(fù)位彈簧13、上限位環(huán)14、下限位環(huán)15和針頭16，針芯11的導(dǎo)向段111與芯筒12的內(nèi)孔為滑動(dòng)配合，針頭16通過針芯11的軸向孔114與針芯11連接，上限位環(huán)14、上限位環(huán)15通過螺紋與芯筒12兩端連接，復(fù)位彈簧13套在針芯11的連接段113，其兩端與針芯11的臺(tái)肩112和上限位環(huán)14接觸，調(diào)節(jié)上限位環(huán)14使復(fù)位彈簧13產(chǎn)生一定預(yù)壓縮量，并使針芯11與下限位環(huán)15接觸，針芯11的連接段113伸出上限位環(huán)14的端面，在針芯11的連接段113設(shè)有側(cè)向孔115并與軸向孔114連通，側(cè)向孔115與點(diǎn)膠機(jī)的點(diǎn)膠閥連通。

如圖4示，所述Z向進(jìn)給系統(tǒng)4包括進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42和進(jìn)給控制單元41，所述位移檢測(cè)模塊2包括位置傳感器22和檢測(cè)信號(hào)處理單元21，檢測(cè)信號(hào)處理單元21輸入來自位置傳感器22的檢測(cè)信號(hào)和來自進(jìn)給控制單元41的校準(zhǔn)過程啟動(dòng)信號(hào)，向進(jìn)給控制單元41輸出停止信號(hào)、減速信號(hào)和Z向校準(zhǔn)信號(hào)。

Z向進(jìn)給系統(tǒng)4在位移檢測(cè)模塊2的配合下，按下述過程執(zhí)行針頭Z向自動(dòng)校準(zhǔn)功能：

S1、將針頭16移動(dòng)并定位在基板的MAKR點(diǎn)的正上方；

S2、Z向進(jìn)給系統(tǒng)4向位移檢測(cè)模塊2發(fā)出校準(zhǔn)過程啟動(dòng)信號(hào)，并使Z向進(jìn)給系統(tǒng)4以第一設(shè)定速度，沿-Z向移動(dòng)并趨近基板MARK點(diǎn)的表面；

S3、位移檢測(cè)模塊接收到校準(zhǔn)過程啟動(dòng)信號(hào)后，將檢測(cè)到的針頭16相對(duì)芯筒12的位置設(shè)為其初始位置；

S4、當(dāng)針頭16觸碰到基板表面并相對(duì)芯筒12移動(dòng)時(shí)，若針頭16相對(duì)初始位置的位移等于第一預(yù)設(shè)位移時(shí)，位移檢測(cè)模塊2向Z向進(jìn)給系統(tǒng)4發(fā)送停止信號(hào)，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4減速停止；

S5、接著，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4以第二設(shè)定速度沿+Z向移動(dòng)，當(dāng)針頭16相對(duì)初始位置的位移等于第二預(yù)設(shè)位移，位移檢測(cè)模塊2發(fā)出減速信號(hào)，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4減速至第三設(shè)定速度；

S6、當(dāng)針頭16相對(duì)初始位置的位移為零時(shí)，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4停止移動(dòng)，并讀取當(dāng)前Z向的絕對(duì)坐標(biāo)值，將其設(shè)為針頭16相對(duì)基板在Z向的零點(diǎn)，位置校準(zhǔn)過程結(jié)束。

S6的優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)策略之一：當(dāng)位移檢測(cè)模塊2檢測(cè)到針頭16相對(duì)初始位置的位移為零時(shí)，向Z向進(jìn)給系統(tǒng)4發(fā)出Z向校準(zhǔn)信號(hào)，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4停止移動(dòng)，并讀取當(dāng)前Z向的絕對(duì)坐標(biāo)值，將其設(shè)為針頭16相對(duì)基板在Z向的零點(diǎn)，位置校準(zhǔn)過程結(jié)束。

S6的優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)策略之二：當(dāng)針頭16相對(duì)初始位置的位移等于第二預(yù)設(shè)位移，使Z向進(jìn)給系統(tǒng)4按該預(yù)設(shè)值繼續(xù)移動(dòng)一段距離，到位后讀取當(dāng)前Z向的絕對(duì)坐標(biāo)值，將其設(shè)為針頭相對(duì)基板在Z向的零點(diǎn)，位置校準(zhǔn)過程結(jié)束。

當(dāng)針頭16未受壓時(shí)，在復(fù)位彈簧13的作用下，針芯11連接針頭16的一端與下限位環(huán)15接觸，當(dāng)針頭16受壓并相對(duì)芯筒12移動(dòng)，位移檢測(cè)模塊2檢測(cè)針頭16相對(duì)芯筒12的位移，并當(dāng)位移滿足設(shè)定條件時(shí)向Z向進(jìn)給系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。

如圖5所示，所述針頭16在Z向自動(dòng)校準(zhǔn)過程中，Z向進(jìn)給系統(tǒng)4的移動(dòng)速度和針頭16相對(duì)初始位置的位移的關(guān)系。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。