CN107613669B - 一种多层陶瓷片叠片对准装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层陶瓷片叠片对准装置及其工作方法，装置包括工作台，工作台的边缘处分别设置有摄像模块，所述摄像模块将采集到的信息传输给十字线发生器，十字线发生器产生可单独移动的对应的多条水平标记线和多条垂直标记线，标记线叠加在摄像模块拍摄的图像上一起传送到显示器显示，本发明利用十字线发生器的标记线对准，解决了传统叠片方法为了提高对准精度而出现的陶瓷片难以套入叠片台定位销钉的难题，同时，所有陶瓷片都以第一张陶瓷片的对准标记为基准进行对准，避免了累积误差。

Description

一种多层陶瓷片叠片对准装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种多层陶瓷片叠片对准装置及其工作方法。

背景技术

低温共烧陶瓷(LTCC)和高温共烧陶瓷(HTCC)都属于多层陶瓷电路技术领域，陶瓷片经过打孔、填孔、印刷和烘干后，需要进行叠片工艺。多层陶瓷电路层与层之间是通过金属孔互连的，随着电路集成度的提高，印刷导线和金属孔的尺寸越来越小，这就需要叠片时层叠的陶瓷片之间对位更加准确，如果对位不准确，可能导致层与层之间出现断路或短路现象，降低产品的成品率。

在现有技术中，常用的叠片方法是利用四角带有定位销钉的叠片台进行叠片。叠片时，四角带有定位孔的陶瓷片依次套在叠片台的定位销钉上。这种方法的优点是不需要复杂的设备，工艺简单。通常陶瓷片定位孔的直径要大于定位销钉的直径，方便叠片时陶瓷片能够顺利套入叠片台的定位销钉。当对准精度要求提高时，很容易想到的一个方法是减小定位孔和定位销钉之间的间隙，但是这种方法在实施过程中遇到一些困难。陶瓷片在经过打孔、填孔、印刷和烘干后会产生形变，在叠片时如果定位孔和销钉的间隙很小，陶瓷片经常很难套入叠片台的销钉，还会发生陶瓷片损坏的现象。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种多层陶瓷片叠片对准装置及其工作方法，本发明不使用销钉定位，避免损坏陶瓷片，降低操作难度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多层陶瓷片叠片对准装置，包括工作台，所述工作台的边缘处分别设置有摄像模块，所述摄像模块将采集到的信息传输给十字线发生器，十字线发生器产生可单独移动的对应的多条水平标记线和多条垂直标记线，标记线叠加在摄像模块拍摄的图像上一起传送到显示器显示。

所述摄像模块设置于移动平台上，可在X、Y、Z方向移动，并且在X、Y方向锁紧固定。

所述摄像模块设置于移动机械臂上，移动机械臂带动摄像模块在X、Y、Z方向移动，并且可在X、Y方向锁紧固定。

所述工作台用于承载被对准的陶瓷片。

所述摄像模块被配置有图像放大功能，图像放大倍数为50-300倍。

所述摄像模块的垂直工作距离大于20mm。

基于上述装置的工作方法，包括以下步骤：

(1)将一表面平整的底板固定在工作台的中心区域；

(2)对陶瓷片进行标记，以作为对准标记，放置第一张陶瓷片；

(3)将摄像模块移动到陶瓷片对准标记的正上方，调整摄像模块在Z方向的高度，使陶瓷片上的对准标记在显示器上清晰成像，固定摄像模块使其在X、Y方向不能移动；

(4)移动十字线发生器产生的水平标记线和垂直标记线，使水平标记线和垂直标记线分别与对准标记的边缘相切，标记出第一张陶瓷片上对准标记的位置；

(5)在已叠放的陶瓷片上放置下一张陶瓷片，在Z方向调整摄像模块使陶瓷片上的对准标记在显示器上清晰成像；

(6)调整陶瓷片的位置使该陶瓷片上的对准标记与十字线发生器的标记线对准，把该层陶瓷片固定到已叠放的陶瓷片上，固定方法可使用胶水粘接、局部热压法、整体热压法等方法中的一种或几种方法相结合；

(7)重复步骤5、步骤6，直到叠完最后一张陶瓷片。

所述步骤(1)中，底板在后续的等静压操作时保持陶瓷片的平整度。

所述步骤(2)中，在叠放第一张生瓷片之前先在底板上放置隔离膜，防止陶瓷片粘到底板上。

所述步骤(3)中，所述陶瓷片对准标记为孔或印刷图形。

优选的，所述步骤(3)中，陶瓷片的四个角用冲孔机分别加工同样的圆孔作为对准标记。

所述步骤(3)中，陶瓷片上的对准标记为丝网印刷的十字图形。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明利用十字线发生器的标记线对准，解决了传统叠片方法为了提高对准精度而出现的陶瓷片难以套入叠片台定位销钉的难题；

(2)本发明的对准过程中所有陶瓷片都以第一张陶瓷片的对准标记为基准进行对准，避免了累积误差。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的多层陶瓷片叠片对准装置；

图2为本发明的另一种对准标记示意图。

1-工作台；2-摄像模块；3-十字线发生器；4-水平标记线；5-垂直标记线；6-显示器；7-底板；8-陶瓷片；9-对准标记。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在陶瓷片加工过程中容易发生变形，叠片时很难套入叠片台的销钉不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种多层陶瓷片叠片对准装置及其工作方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，包括一个工作台1，在工作台1的四个角分别设置摄像模块2，摄像模块2连接到十字线发生器3，十字线发生器3产生可单独移动的2条水平标记线4和2条垂直标记线5，标记线叠加在摄像模块拍摄的图像上一起传送到显示器6显示。

本实施例中，摄像模块2可在X、Y、Z方向移动，并且可在X、Y方向锁紧固定。

摄像模块的垂直工作距离大于20mm。本实施例中，摄像模块2的垂直工作距离为50mm。摄像模块选择较大的工作距离方便对准时移动陶瓷片。

摄像模块的图像放大倍数为50-300倍。本实施例中，调整摄像模块2的图像放大倍数为100倍。

使用上述多层陶瓷片叠片装置进行叠片，按照如下步骤进行：

步骤1：将一表面平整的底板7固定在工作台1的中心区域；

本实施例中，底板是厚度为20mm的不锈钢材料。底板的作用是在后续的等静压操作时保持陶瓷片的平整度。一般地，在叠放第一张生瓷片之前先在底板上放置一张PET膜作为隔离膜，防止陶瓷片粘到底板上。

步骤2：将第一张陶瓷片8-1水平放置并固定在底板7上；

本实施例中，所有陶瓷片8的四个角用冲孔机分别加工直径为1mm的圆孔作为对准标记。

步骤3：将摄像模块2移动到陶瓷片对准标记的正上方，调整摄像模块在Z方向的高度，使陶瓷片上的对准标记在显示器上清晰成像固定摄像模块2使其在X、Y方向不能移动，如图1所示；

步骤4：移动十字线发生器3产生的水平标记线4和垂直标记线5，使水平标记线4和垂直标记线5分别与圆孔的边缘相切，标记出第一张陶瓷片上对准标记的位置，如图1所示；

步骤5：在已叠放的陶瓷片上放置下一张陶瓷片，在Z方向调整摄像模块2使陶瓷片上的对准标记在显示器上清晰成像；

步骤6：调整陶瓷片的位置使该陶瓷片上的对准标记与十字线发生器的标记线对准，即圆孔的边缘与水平标记线和垂直标记线相切，把该层陶瓷片用胶水固定到已叠放的陶瓷片上；

步骤7：重复步骤5、步骤6，直到叠完最后一张陶瓷片。

在本发明的另一个实施例中，设置在陶瓷片8上的对准标记为丝网印刷的“十”字图形，如图2所示。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种多层陶瓷片叠片对准装置，其特征是：包括工作台，所述工作台的边缘处分别设置有摄像模块，所述摄像模块将采集到的信息传输给十字线发生器，十字线发生器产生可单独移动的对应的多条水平标记线和多条垂直标记线，标记线叠加在摄像模块拍摄的图像上一起传送到显示器显示；

所述摄像模块设置于移动平台上，可在X、Y、Z方向移动，并且在X、Y方向锁紧固定。

2.如权利要求1所述的一种多层陶瓷片叠片对准装置，其特征是：所述摄像模块设置于移动机械臂上，移动机械臂带动摄像模块在X、Y、Z方向移动，并且可在X、Y方向锁紧固定。

3.如权利要求1所述的一种多层陶瓷片叠片对准装置，其特征是：所述工作台用于承载被对准的陶瓷片。

4.如权利要求1所述的一种多层陶瓷片叠片对准装置，其特征是：所述摄像模块被配置有图像放大功能，图像放大倍数为50-300倍。

5.如权利要求1所述的一种多层陶瓷片叠片对准装置，其特征是：所述摄像模块的垂直工作距离大于20mm。

6.基于如权利要求1-5中任一项所述的装置的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)将一表面平整的底板固定在工作台的中心区域；

(2)对陶瓷片进行标记，以作为对准标记，放置第一张陶瓷片；

(3)将摄像模块移动到陶瓷片对准标记的正上方，调整摄像模块在Z方向的高度，使陶瓷片上的对准标记在显示器上清晰成像，固定摄像模块使其在X、Y方向不能移动；

(4)移动十字线发生器产生的水平标记线和垂直标记线，使水平标记线和垂直标记线分别与对准标记的边缘相切，标记出第一张陶瓷片上对准标记的位置；

(5)在已叠放的陶瓷片上放置下一张陶瓷片，在Z方向调整摄像模块使陶瓷片上的对准标记在显示器上清晰成像；

(6)调整陶瓷片的位置使该陶瓷片上的对准标记与十字线发生器的标记线对准，把该层陶瓷片固定到已叠放的陶瓷片上；

(7)重复步骤5、步骤6，直到叠完最后一张陶瓷片。

7.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：所述步骤(1)中，底板在后续的等静压操作时保持陶瓷片的平整度。

8.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：所述步骤(2)中，在叠放第一张生瓷片之前先在底板上放置隔离膜，防止陶瓷片粘到底板上。

9.如权利要求6所述的工作方法，其特征是：所述步骤(3)中，所述陶瓷片对准标记为孔或印刷图形。

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