CN107264865B - Mems麦克风贴膜设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种MEMS麦克风贴膜设备，包括：取料机构，载料机构，送膜机构，校准机构和贴膜机构，其中，取料机构包括取料吸嘴组和取料驱动装置；载料机构包括转盘和转盘驱动装置；送膜机构包括送膜轮、收膜轮、压膜装置，以及送膜驱动装置；校准机构包括CCD、角度校准装置和角度驱动装置；贴膜机构包括铲刀、吸嘴和贴膜驱动装置。本发明的MEMS麦克风贴膜设备首先通过CCD获得膜带的影像信息，进而对膜带的位置进行调整，然后取膜、贴膜，提高了贴膜的精度，能够准确的将膜片覆盖到MEMS麦克风表面并遮挡MEMS麦克风上的音孔。

Description

MEMS麦克风贴膜设备

技术领域

本发明涉及MEMS麦克风制造领域，特别涉及一种MEMS麦克风贴膜设备。

背景技术

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System；微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，简单的说就是一个电容器集成在微硅晶片上，可以采用表贴工艺进行制造，能够承受很高的回流焊温度，容易与CMOS工艺及其它音频电路相集成,并具有改进的噪声消除性能与良好的RF及EMI抑制能，采用这种技术的产品已经在多种应用中体现出了诸多优势，特别是中高端手机应用中。

如图1所示，MEMS麦克风10上通常都具有一音孔11，在使用过程中灰尘容易由音孔11进入MEMS麦克风10内，影响了MEMS麦克风10的性能，甚至无法正常使用。为解决该问题一些MEMS麦克风的生产厂商会人工在音孔处贴一层膜，虽可以有效的解决防尘的问题，但生产效率非常低，另外也有一些厂商利用贴膜设备进行贴膜，而这些贴膜设备的加工精度较低，难以满足尺寸非常小的MEMS麦克风的需求，导致良品率较低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种MEMS麦克风贴膜设备，旨在提高MEMS麦克风在贴膜的精度，避免贴偏、贴歪等问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种MEMS麦克风贴膜设备，包括：

取料机构，包括用于吸取MEMS麦克风的取料吸嘴组，以及用于驱动该取料吸嘴组移动的取料驱动装置，所述取料吸嘴组包括若干取料吸嘴；

载料机构，包括转盘和驱动该转盘转动的转盘驱动装置，其中，该转盘上设有至少两组的工位组，每组所述工位组包括与所述取料吸嘴数量相同的工位，该工位用于放置所述MEMS麦克风，且每一所述工位的大小和形状与所述MEMS麦克风适配；

送膜机构，包括送膜轮、收膜轮、位于所述送膜轮与收膜轮之间的压膜装置，以及用于驱动所述送膜轮和/或收膜轮的送膜驱动装置，其中，膜带的两端分别缠绕在所述送膜轮和收膜轮上，且所述膜带的中段被夹持在所述压膜装置上；

校准机构，包括CCD、角度校准装置和用于驱动所述角度校准装置转动的角度驱动装置，其中，所述压膜装置设置在所述角度校准装置上，所述CCD位于所述角度校准装置的下方；以及

贴膜机构，位于压膜装置上方，其包括用于将膜带上的膜片铲起的铲刀、用于吸起所述膜片的吸嘴，以及驱动所述铲刀和吸嘴的贴膜驱动装置。

优选地，所述压膜装置包括沿所述膜带的长度方向位于所述CCD两侧的第一压膜件和第二压膜件。

优选地，所述角度校准装置呈盘状设置，在所述角度校准装置的中心位置开设有通孔，所述CCD位于该通孔的正下方，位于所述第一压膜件和第二压膜件之间的膜带位于该通孔的正上方。

优选地，所述MEMS麦克风贴膜设备还包括：

整形机构，包括整形装置和驱动所述整形装置的整形驱动装置，其中，所述整形装置上设有一凹坑组，该凹坑组包括与所述取料吸嘴数量相同的凹坑，且所述凹坑的大小、形状和排布与所述工位组的工位相同。

优选地，所述送膜机构还包括为所述送膜轮和/或收膜轮提供阻尼力的阻尼装置。

优选地，所述贴膜驱动装置包括驱动所述铲刀和吸嘴沿所述膜带长度方向移动的X向驱动装置、驱动所述铲刀和吸嘴沿所述膜带宽度方向移动的Y向驱动装置、以及驱动吸嘴沿所述膜带厚度方向移动的Z向驱动装置。

优选地，所述MEMS麦克风贴膜设备还包括：

压紧机构，用于按压已贴附在所述MEMS麦克风上的所述膜片，其中，该压紧机构包括压紧装置，以及驱动所述压紧装置的压紧驱动装置，所述压紧装置用于按压的表面具有弹性。

优选地，所述MEMS麦克风贴膜设备还包括：

检测机构，设置在所述转盘上，用于检测所述工位组上的MEMS麦克风是否呈预设的姿态放置。

优选地，所述MEMS麦克风贴膜设备还包括：

上下料机构，具有依次放置的第一放置位、第二放置位和第三放置位，其中，在第一放置位的下方设有第一纵向驱动装置，在第三放置位的下方设有第二纵向驱动装置，在沿第一放置位向第三放置位的方向上设有横向驱动装置。

优选地，每一所述工位内设有用于吸附所述MEMS麦克风的气孔。

本发明的MEMS麦克风贴膜设备首先通过CCD获得膜带的影像信息，进而对膜带的位置进行调整，然后取膜、贴膜，提高了贴膜的精度，能够准确的将膜片覆盖到MEMS麦克风表面并遮挡MEMS麦克风上的音孔。

附图说明

图1为现有技术中MEMS麦克风的结构示意图；

图2为本发明的MEMS麦克风贴膜设备的结构示意图；

图3为本发明的MEMS麦克风贴膜设备中取料机构和整形机构的结构示意图；

图4为本发明的MEMS麦克风贴膜设备中载料机构和检测机构的结构示意图；

图5为本发明的MEMS麦克风贴膜设备中送膜机构的结构示意图；

图6为图5中A处的放大图；

图7为本发明的MEMS麦克风贴膜设备中校准机构的结构示意图；

图8为本发明的MEMS麦克风贴膜设备中贴膜机构和压紧机构的结构示意图；

图9为本发明的MEMS麦克风贴膜设备中上下料机构的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明提出的MEMS麦克风贴膜设备包括取料机构100、载料机构200、送膜机构300、校准机构400，以及贴膜机构500。其中，

如图3所示，该取料机构100包括取料吸嘴组110和驱动该取料吸嘴组110移动的取料驱动装置120，该取料吸嘴组110可以包括单个取料吸嘴111，也可包括多个取料吸嘴111，多个取料吸嘴111呈预定的规则分布，如一字型、矩形阵列等。该取料吸嘴组110与一气泵(图中未示出)连接，当需要取料时气泵启动抽气使取料吸嘴组110产生负压，MEMS麦克风在负压的作用下被吸起，并在取料驱动装置120的驱动下送至目标位置。

如图4所示，该载料机构200包括转盘210和驱动该转盘210转动的转盘驱动装置220，该转盘210上设有至少两组工位组211，工位组211沿转盘210的周向均匀排布。本实施例以设置两组工位组211为例进行说明，设置多组工位组211可以使上下料工序和贴膜工序同时进行，大幅度提高了生产效率。每组工位组211均包括与取料吸嘴111数量相同的工位，且工位与取料吸嘴111一一对应设置。该工位用于放置MEMS麦克风，故每个工位的大小和形状均与MEMS麦克风相适配，使MEMS麦克风能够稳固的放置在工位上，不会发生摇晃。为了防止在贴膜过程中MEMS麦克风被带出，在每一工位内优选设置有与气泵连接的气孔(图中未示出)，当MEMS麦克风放置到工位内后，气泵开启，提供负压，保证了MEMS麦克风在工位内的附着力。

如图5所示，该送膜机构300包括送膜轮310、收膜轮320，以及压膜装置330，膜带的两端分别缠绕在送膜轮310和收膜轮320上，压膜装置330位于送膜轮310与收膜轮320之间，膜带的中段被夹持在压膜装置330上，该压膜装置330的作用是使膜带的中段保持紧绷的状态，以便于将膜片从膜带上取下。如图6所示，该膜带20具体包括带状的基底层22和规则的分布在基底层上的若干膜片21，该膜片21的下表面具有粘合层，该粘合层可将膜片21固定在基底层或MEMS麦克风上。

如图7所示，该校准机构400包括CCD410、角度校准装置420和用于驱动角度校准装置420转动的角度驱动装置430，该CCD410位于角度校准装置420的下方，CCD410可采集被压膜装置330拉紧的一段处于紧绷状态膜带的影像信息，当发现膜带的角度发生错位时，角度驱动装置430可以驱动角度校准装置420转动，从而带动设置在角度校准装置420上的压膜装置330，从而完成了膜带角度的校准。

如图8所示，该贴膜机构500位于压膜装置330上方，更进一步的说是位于被压膜装置330拉紧的一段处于紧绷状态的膜带上方，贴膜机构500具体包括铲刀510、吸嘴520，以及驱动铲刀510和吸嘴520移动的贴膜驱动装置530。该铲刀510用于将膜带上的膜片铲起，此时吸嘴520向铲刀510移动，使吸嘴520和铲刀510夹持该膜片，同时膜片被吸嘴520吸起，然后在贴膜驱动装置530的驱动下将膜片带到位于工位内的MEMS麦克风上方，并使膜片贴附到MEMS麦克风上，从而完成MEMS麦克风的贴膜。该吸嘴520连接有一气泵，吸膜时气泵提供负压，贴膜时气泵提供正压。由于位于工位内的MEMS麦克风的位置是特定的，而CCD410又能根据采集到的膜带影像信息确定膜片的位置，这样就可以准确的得到吸嘴520(膜片)需要移动的距离(和路径)，因此该MEMS麦克风贴膜设备的可以实现高精度贴膜，能够准确的将膜片覆盖到MEMS麦克风表面并遮挡MEMS麦克风上的音孔。

如图5所示，该压膜装置330包括设置在角度校准装置420上的第一压膜件331和第二压膜件332，第一压膜件331和第二压膜件332均优选由若干压膜轮组成，第一压膜件331和第二压膜件332的压膜轮同时夹持膜带，使得位于第一压膜件331和第二压膜件332之间的膜带保持紧绷状态。该第一压膜件331和第二压膜件332分别位于CCD410的两侧，其目的是让CCD410能够方便的采集到位于第一压膜件331和第二压膜件332之间的膜带影像，以判断该段膜带的角度是否存在错位，以及准确的定位该段膜带上膜片的位置。膜带的角度是否存在错位的原则是以膜带上的膜片是否与工位内的MEMS麦克风的方向保持一致来判断，以避免膜片被贴歪的情况发生。当然第一压膜件331和第二压膜件332不仅仅局限于上述的压膜轮的形式，只要能实现相同作用的其他结构均可。

如图7所示，该角度校准装置420优选呈盘状设置，且在该角度校准装置420的中心位置开设有一贯穿角度校准装置420的通孔421，CCD410位于该通孔421的正下方，第一压膜件331和第二压膜件332设置在该通孔421的两侧，使得第一压膜件331和第二压膜件332之间的膜带恰好位于该通孔421的正上方，这样设置一方面使得整个设备的结构更紧凑，另一方面使得CCD410能够更好的采集到膜带的影像。

如图3所示，该MEMS麦克风贴膜设备还可包括整形机构600，该整形机构600包括整形装置610和驱动整形装置610的整形驱动装置620，该整形装置610的结构特征与工位组211的结构特征相同，具体为整形装置610上设有一凹坑组611，该凹坑组611凹坑的数量与工位组211工位的数量相同，且每个凹坑的大小和形状均与工位的大小和形状相同，另外凹坑组611凹坑的排布方式也与工位组211工位的排布方式相同。另外，该凹坑的开口处呈倒角设置，使得凹坑呈上大下小设置，使得MEMS麦克风更容易的进入凹坑内。通常MEMS麦克风都是整齐的码放在料盘上，但是通常料盘的料位的尺寸精度不会太高，如果直接将MEMS麦克风从料盘上取下可能会因为位置的偏差导致MEMS麦克风无法放入工位中。增设一整形机构600可以由取料吸嘴组110先将MEMS麦克风从料盘上取下，然后整形驱动装置620驱动整形装置610至取料吸嘴组110的正下方，再将MEMS麦克风放入凹坑组611内进行整形，最后重新吸起MEMS麦克风并送至工位组211中进行贴膜。或者是由取料吸嘴组110先将MEMS麦克风从料盘上取下，然后由取料驱动装置120将取料吸嘴组110移动至整形装置610的正上方，再将MEMS麦克风放入凹坑组611内进行整形，最后重新吸起MEMS麦克风并送至工位组211中进行贴膜，这样就可省去整形驱动装置620，但其效果相同，都可以对MEMS麦克风的姿态进行整形，可保证被取料吸嘴组110吸起的MEMS麦克风都能够准确的放入工位内。

如图5和图6所示，为了保证送膜轮310与收膜轮320之间的膜带能够保持紧绷的状态，可在送膜轮310和/或收膜轮320上设置阻尼装置(图中未示出)，该阻尼装置能够为送膜轮310和/或收膜轮320提供阻尼力。通常情况下收膜轮320是主动轮，送膜轮310是从动轮，故优选在送膜轮310上设置阻尼装置，当送膜轮310正转为送膜，那么阻尼装置为送膜轮310提供的阻尼力是阻止送膜轮310正转的力，这样一来就杜绝了因收膜轮320的带动使送膜轮310的转速大于收膜轮320时而导致送膜轮310与收膜轮320之间的膜带松弛，甚至是膜带堆积的情况。

如图8所示，该贴膜驱动装置530包括X向驱动装置531、Y向驱动装置532和Z向驱动装置533，其中，X向驱动装置531可以驱动铲刀510和吸嘴520在沿膜带的长度方向移动，Y向驱动装置532可以驱动铲刀510和吸嘴520在沿膜带的宽度方向移动，Z向驱动装置533可以驱动铲刀510和吸嘴520在沿膜带的厚度方向移动。在贴膜时，根据CCD410获得的膜片位置信息，由X向驱动装置531和Y向驱动装置532配合将铲刀510和吸嘴520驱动至目标膜片的正上方，然后由Z向驱动装置533驱动铲刀510和吸嘴520靠近目标膜片，当铲刀510的刀刃接触到目标膜片的边缘时，控制膜片与铲刀510相对运动，从而将目标膜片从基底层上铲起，再由气泵向吸嘴520提供负压，使吸嘴520将目标膜片吸起，完成取膜动作。其中，控制膜片与铲刀510相对运动可以是膜带保持静止，控制铲刀510移动；也可以是铲刀510保持静止，控制膜带移动。在贴膜时，根据CCD410获得的膜片位置信息和工位组211的位置信息得到膜片的应移动的距离(和路径)，然后由X向驱动装置531和Y向驱动装置532配合将铲刀510和吸嘴520驱动至工位组211的正上方，最后再由Z向驱动装置533驱动吸嘴520靠近工位组211，再由气泵向吸嘴520提供正压，使目标膜片贴附在工位组211上的MEMS麦克风，完成贴膜动作。

如图8所示，该MEMS麦克风贴膜设备还可以包括一压紧机构700，该压紧机构700包括压紧装置710和压紧驱动装置720，该压紧装置710用于在将膜片贴附在MEMS麦克风上后，然后由压紧驱动装置720驱动压紧装置710对膜片进行按压加固，防止膜片脱落。另外，为了防止在按压的过程中压紧装置710损伤MEMS麦克风和膜片，该压紧装置710用于按压的表面应具有弹性，或是整个压紧装置710是采用具有弹性的材料制得，如橡胶、泡沫等。

如图4所示，该MEMS麦克风贴膜设备还可以包括检测机构(图中未示出)，该检测机构可以设置在转盘210上，其用于检测MEMS麦克风是否呈预设的姿态放置在工位上，若否时则可以提示工作人员进行调整。进一步地，该工位优选为深度小于MEMS麦克风的高度的坑状结构，该工位的深度优选在MEMS麦克风高度的1/2至2/3之间，这样既能保证MEMS麦克风放置的稳定性，又能使MEMS麦克风的顶部裸漏出来。该检测机构优选采用光检测，当MEMS麦克风没有按照预设的姿态放置在工位上时，必然会与设定的高度不同，这样检测机构就会检测到异常的情况进而报警提醒。

如图9所示，该MEMS麦克风贴膜设备还可以包括上下料机构，该上下料机构具有依次放置的第一放置位911、第二放置位912和第三放置位913，在第一放置位911的下方设有第一纵向驱动装置921，在第三放置位913的下方设有第二纵向驱动装置922，在沿第一放置位911向第三放置位913的方向上设有横向驱动装置930。生产加工时，工作人员可以将码放整齐的若干料盘放到第一放置位911上，该料盘上放有若干未贴膜的MEMS麦克风，放置完毕后第一放置位911下方的第一纵向驱动装置921将除最下方的一个以外的料盘向上顶起，然后横向驱动装置930将最下方的那个料盘平移至第二放置位912供取料机构100将料盘上的MEMS麦克风取下进行贴膜，在贴膜完成后再由取料机构100将完成贴膜的MEMS麦克风放回至第二放置位912上的料盘中，当该料盘中的所有MEMS麦克风都完成了贴膜后第二纵向驱动装置922将第三放置位913上的所有料盘向上顶起，最后横向驱动装置930再将位于第二放置位912上的料盘平移到第三放置位913的最下方，如此便完成了自动上下料的工作。该上下料机构的设置可以批量的进行自动上下料，极大的节约了人工的成本，同时也提高了加工的效率。

需要说明的是，上述所有用于提供动力的驱动装置(如：取料驱动装置120、转盘驱动装置220、角度驱动装置430、贴膜驱动装置530、整形驱动装置620、压紧驱动装置720、第一纵向驱动装置921、第二纵向驱动装置922和横向驱动装置930)可以是气缸，也可以是电机，还可以是其他形式的驱动装置。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明的说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，包括：

取料机构，包括用于吸取MEMS麦克风的取料吸嘴组，以及用于驱动该取料吸嘴组移动的取料驱动装置，所述取料吸嘴组包括若干取料吸嘴；

载料机构，包括转盘和驱动该转盘转动的转盘驱动装置，其中，该转盘上设有至少两组的工位组，每组所述工位组包括与所述取料吸嘴数量相同的工位，该工位用于放置所述MEMS麦克风，且每一所述工位的大小和形状与所述MEMS麦克风适配；

送膜机构，包括送膜轮、收膜轮、位于所述送膜轮与收膜轮之间的压膜装置，以及用于驱动所述送膜轮和/或收膜轮的送膜驱动装置，其中，膜带的两端分别缠绕在所述送膜轮和收膜轮上，且所述膜带的中段被夹持在所述压膜装置上；

校准机构，包括CCD、角度校准装置和用于驱动所述角度校准装置转动的角度驱动装置，其中，所述压膜装置设置在所述角度校准装置上，所述CCD位于所述角度校准装置的下方；以及

贴膜机构，位于压膜装置上方，其包括用于将膜带上的膜片铲起的铲刀、用于吸起所述膜片的吸嘴，以及驱动所述铲刀和吸嘴的贴膜驱动装置。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，所述压膜装置包括沿所述膜带的长度方向位于所述CCD两侧的第一压膜件和第二压膜件。

3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，所述角度校准装置呈盘状设置，在所述角度校准装置的中心位置开设有通孔，所述CCD位于该通孔的正下方，位于所述第一压膜件和第二压膜件之间的膜带位于该通孔的正上方。

4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，还包括：

整形机构，包括整形装置和驱动所述整形装置的整形驱动装置，其中，所述整形装置上设有一凹坑组，该凹坑组包括与所述取料吸嘴数量相同的凹坑，且所述凹坑的大小、形状和排布与所述工位组的工位相同。

5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，所述送膜机构还包括为所述送膜轮和/或收膜轮提供阻尼力的阻尼装置。

6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，所述贴膜驱动装置包括驱动所述铲刀和吸嘴沿所述膜带长度方向移动的X向驱动装置、驱动所述铲刀和吸嘴沿所述膜带宽度方向移动的Y向驱动装置、以及驱动吸嘴沿所述膜带厚度方向移动的Z向驱动装置。

7.根据权利要求1所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，还包括：

压紧机构，用于按压已贴附在所述MEMS麦克风上的所述膜片，其中，该压紧机构包括压紧装置，以及驱动所述压紧装置的压紧驱动装置，所述压紧装置用于按压的表面具有弹性。

8.根据权利要求1所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，还包括：

检测机构，设置在所述转盘上，用于检测所述工位组上的MEMS麦克风是否呈预设的姿态放置。

9.根据权利要求1所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，还包括：

上下料机构，具有依次放置的第一放置位、第二放置位和第三放置位，其中，在第一放置位的下方设有第一纵向驱动装置，在第三放置位的下方设有第二纵向驱动装置，在沿第一放置位向第三放置位的方向上设有横向驱动装置。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的MEMS麦克风贴膜设备，其特征在于，每一所述工位内设有用于吸附所述MEMS麦克风的气孔。