CN109323789A - 接触式压力精密检测机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种接触式压力精密检测机构，解决了现有机构存在的抗震动能力低和检测精度误差大的问题。在支撑圆筒（2）的筒底固定设置有压簧下支撑座（5），在压簧下支撑座（5）上设置有压簧（6），在球形测力传感器支座（7）上设置有球形测力传感器（8），在支撑圆筒（2）的筒壁内设置有压力空气通入气道（12），在压力空气通入气道（12）与支撑圆筒（2）的外侧立面之间设置有吹气孔（13）；在接触式承力板（4）的下底面中央处设置有球形测力传感器扣接环形块（9），球形测力传感器扣接环形块（9）是通过环形连接板（10）与接触式承力板（4）的下底面固定连接。特别适合于大量程接触式压力动态检测的应用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种接触式压力检测机构，特别涉及一种应用在微电子制造装备中的接触压力精密检测机构，主要用于0.1-200千克力量程范围内的接触式焊接压力的动态检测。
背景技术
接触式压力是芯片贴装、引线键合、共晶焊接、倒装焊接等多种微电子制造核心装备的关键工艺参数，精密压力检测机构成为微电子制造装备的基础共性单元。例如：在电路基板与电路芯片的共晶焊接、倒装焊接过程中，为满足焊接质量工艺要求，对电路基板与电路芯片之间的接触压力曲线，需在焊接过程中，实时进行监测和精确控制，现有技术是通过对焊接机构的焊头工作时的接触式压力进行实时检测来达到上述目的的；现有接触式压力检测机构的原理是：通过测量机构内接触式受力部件对支撑部件的相对位移，来计量接触式压力的大小的；对于微小的接触式压力，存在检测误差大的缺陷，分析其原因，主要是由于受力部件与支撑部件之间是通过滑动移动来实现位移的，存在两结构件之间摩擦力大的问题，当接触压力较小时，真实的被测接触式压力会被摩擦力抵消掉一部分，影响到了接触式压力的测量精度；另外，测力机构是在现场实时对生产过程进行测试的，与测力机构连接的其它生产部件是处在生产操作工作状态，这些部件的微小振动，也会造成测力机构的受力部件与支撑部件之间产生微小的侧向位移，也会直接造成接触式压力的测量精确下降。
发明内容
本发明提供了一种接触式压力精密检测机构及检测方法，解决了现有机构存在的抗震动能力低和检测精度误差大的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种接触式压力精密检测机构，包括支撑座板和接触式承力板，在支撑座板上固定设置有支撑圆筒，在接触式承力板的下底面上连接有受力移动圆筒，在支撑圆筒的筒底固定设置有压簧下支撑座，在压簧下支撑座上设置有压簧，在压簧的上端设置有带凹槽的球形测力传感器支座，在球形测力传感器支座上设置有球形测力传感器，在支撑圆筒的筒壁内设置有压力空气通入气道，在压力空气通入气道与支撑圆筒的外侧立面之间设置有吹气孔；在接触式承力板的下底面中央处设置有球形测力传感器扣接环形块，球形测力传感器扣接环形块是通过环形连接板与接触式承力板的下底面固定连接在一起的；受力移动圆筒是活动套接在支撑圆筒上的，接触式承力板的下底面中央处设置的球形测力传感器扣接环形块活动压接在球形测力传感器上，接触式承力板设置在支撑圆筒的顶端面正上方，在受力移动圆筒的内侧壁与支撑圆筒的外侧壁之间设置有圆环状筒形气隙。
在压力空气通入气道的入口上连接有压力空气输入管，在压力空气输入管中充满有2个大气压的压力空气。
一种接触式压力精密检测方法，包括以下步骤：
第一步、在支撑圆筒的筒底固定设置压簧下支撑座，在压簧下支撑座上设置压簧，在压簧的上端设置有带凹槽的球形测力传感器支座，在球形测力传感器支座上设置球形测力传感器，在支撑圆筒的筒壁内设置压力空气通入气道，在压力空气通入气道与支撑圆筒的外侧立面之间设置吹气孔；在接触式承力板的下底面中央处设置有球形测力传感器扣接环形块，球形测力传感器扣接环形块是通过环形连接板与接触式承力板的下底面固定连接在一起的；受力移动圆筒是活动套接在支撑圆筒上的，接触式承力板的下底面中央处设置的球形测力传感器扣接环形块活动压接在球形测力传感器上，接触式承力板设置在支撑圆筒的顶端面正上方，在受力移动圆筒的内侧壁与支撑圆筒的外侧壁之间设置有圆环状筒形气隙；
第二步、在压力空气通入气道的入口上连接压力空气输入管，在压力空气输入管中充满有2个大气压的压力空气；
第三步、把接触式压力精密检测机构水平安置在焊接设备的焊头下方，把球形测力传感器的电路引线连接到焊接设备的压力测试单元，焊接设备通电，在接触式承力板上放置待焊接的电路基板与电路芯片后，压力测试单元压力值置为零；
第四步、焊接设备的焊头下压到接触式承力板上时，电路基板与电路芯片产生接触式焊接压力，焊接压力传递到受力移动圆筒，受力移动圆筒向下移动，支撑圆筒内的压簧发生压缩，压簧的压缩力等于电路基板与电路芯片间的接触式焊接压力，球形测力传感器检测到压簧压缩力，就检测到电路基板与电路芯片间的接触式焊接压力；
第五步、电路基板与电路芯片焊接过程中，焊接设备的控制系统依照焊接压力工艺曲线，通过焊头向接触式承力板施加工艺曲线要求的焊接压力，球形测力传感器将检测的焊接压力实时传递给焊接设备的压力测试单元，焊接设备的控制系统根据传递来的接触压力实时信号对焊接全过程的接触式压力进行动态纠偏，实现焊接压力的精确控制。
本发明结构紧凑，易于加工和安装调试，特别适合于大量程接触式压力动态检测的应用要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的受力移动圆筒3的结构示意图；
图3是本发明的支撑圆筒2的结构示意图；
图4是本发明的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种接触式压力精密检测机构，包括支撑座板1和接触式承力板4，在支撑座板1上固定设置有支撑圆筒2，在接触式承力板4的下底面上连接有受力移动圆筒3，在支撑圆筒2的筒底固定设置有压簧下支撑座5，在压簧下支撑座5上设置有压簧6，在压簧6的上端设置有带凹槽的球形测力传感器支座7，在球形测力传感器支座7上设置有球形测力传感器8，在支撑圆筒2的筒壁内设置有压力空气通入气道12，在压力空气通入气道12与支撑圆筒2的外侧立面之间设置有吹气孔13；在接触式承力板4的下底面中央处设置有球形测力传感器扣接环形块9，球形测力传感器扣接环形块9是通过环形连接板10与接触式承力板4的下底面固定连接在一起的；受力移动圆筒3是活动套接在支撑圆筒2上的，接触式承力板4的下底面中央处设置的球形测力传感器扣接环形块9活动压接在球形测力传感器8上，接触式承力板4设置在支撑圆筒2的顶端面正上方，在受力移动圆筒3的内侧壁与支撑圆筒2的外侧壁之间设置有圆环状筒形气隙11。
在压力空气通入气道12的入口上连接有压力空气输入管，在压力空气输入管中充满有2个大气压的压力空气。
一种接触式压力精密检测方法，包括以下步骤：
第一步、在支撑圆筒2的筒底固定设置压簧下支撑座5，在压簧下支撑座5上设置压簧6，在压簧6的上端设置有带凹槽的球形测力传感器支座7，在球形测力传感器支座7上设置球形测力传感器8，在支撑圆筒2的筒壁内设置压力空气通入气道12，在压力空气通入气道12与支撑圆筒2的外侧立面之间设置吹气孔13；在接触式承力板4的下底面中央处设置有球形测力传感器扣接环形块9，球形测力传感器扣接环形块9是通过环形连接板10与接触式承力板4的下底面固定连接在一起的；受力移动圆筒3是活动套接在支撑圆筒2上的，接触式承力板4的下底面中央处设置的球形测力传感器扣接环形块9活动压接在球形测力传感器8上，接触式承力板4设置在支撑圆筒2的顶端面正上方，在受力移动圆筒3的内侧壁与支撑圆筒2的外侧壁之间设置有圆环状筒形气隙11；
第二步、在压力空气通入气道12的入口上连接压力空气输入管，在压力空气输入管中充满有2个大气压的压力空气；
第三步、把接触式压力精密检测机构水平安置在焊接设备的焊头下方，球形测力传感器8的电路引线正确连接到焊接设备的压力测试单元，焊接设备通电，在接触式承力板4上放置待焊接的电路基板与电路芯片后，压力测试单元压力值置为零；
第四步、焊接设备的焊头下压到接触式承力板4上时，电路基板与电路芯片产生接触式焊接压力，焊接压力传递到受力移动圆筒3，使受力移动圆筒3向下移动，同时，支撑圆筒2内的压簧6产生压缩，并产生同等反作用力，球形测力传感器8检测到压簧6的反作用力，也就精确检测到电路基板与电路芯片间的接触式焊接压力，由于压簧6为小行程高刚度压簧，可承受较大外载压力，配置测量量程相当的球形测力传感器8，可实现小位移、大量程接触压力的精确检测；
第五步、电路基板与电路芯片焊接过程中，焊接设备的控制系统依照焊接压力工艺曲线，通过焊头垂直Z向移动，向接触式承力板4施加工艺曲线要求的焊接压力，致使支撑圆筒2内的压簧6产生垂直Z向压缩，球形测力传感器8将检测到的焊接压力信号实时传递给焊接设备的压力测试单元，焊接设备的控制系统根据传递来的接触压力实时信号对焊接全过程的接触式压力进行纠偏，实现焊接压力的精确控制。
Claims (2)
1.一种接触式压力精密检测机构，包括支撑座板（1）和接触式承力板（4），在支撑座板（1）上固定设置有支撑圆筒（2），在接触式承力板（4）的下底面上连接有受力移动圆筒（3），其特征在于，在支撑圆筒（2）的筒底固定设置有压簧下支撑座（5），在压簧下支撑座（5）上设置有压簧（6），在压簧（6）的上端设置有带凹槽的球形测力传感器支座（7），在球形测力传感器支座（7）上设置有球形测力传感器（8），在支撑圆筒（2）的筒壁内设置有压力空气通入气道（12），在压力空气通入气道（12）与支撑圆筒（2）的外侧立面之间设置有吹气孔（13）；在接触式承力板（4）的下底面中央处设置有球形测力传感器扣接环形块（9），球形测力传感器扣接环形块（9）是通过环形连接板（10）与接触式承力板（4）的下底面固定连接在一起的；受力移动圆筒（3）是活动套接在支撑圆筒（2）上的，接触式承力板（4）的下底面中央处设置的球形测力传感器扣接环形块（9）活动压接在球形测力传感器（8）上，接触式承力板（4）设置在支撑圆筒（2）的顶端面正上方，在受力移动圆筒（3）的内侧壁与支撑圆筒（2）的外侧壁之间设置有圆环状筒形气隙（11）。
2.根据权利要求1所述的一种接触式压力精密检测机构，其特征在于， 在压力空气通入气道（12）的入口上连接有压力空气输入管，在压力空气输入管中充满有2个大气压的压力空气。
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