CN110482483A - 用于mems器件的敏感结构贴片系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统及方法，该系统包括管壳定位装置、撞针式点胶装置、自动贴片装置和配重单元，管壳定位装置用于定位安装MEMS器件的管壳，撞针式点胶装置用于向MEMS器件的管壳施加设定量的贴片胶，自动贴片装置包括敏感结构拾取单元、图像采集单元和控制单元，图像采集单元用于采集敏感结构的图片，控制单元根据敏感结构的图片控制敏感结构拾取单元拾取敏感结构并将敏感结构放置在管壳设定位置，配重单元用于向放置在管壳上的敏感结构施加设定压力以实现敏感结构与管壳的紧密贴合。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中敏感结构贴片精度差、效率低及点胶胶量一致性差的技术问题。

Description

用于MEMS器件的敏感结构贴片系统及方法

技术领域

本发明涉及MEMS器件封装技术领域，尤其涉及一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统及方法。

背景技术

敏感结构贴片技术是MEMS器件(Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统)封装的关键工艺技术之一，贴片精度和贴片效率直接影响MEMS器件性能指标和批产能力。当前，采用手动与半自动相结合的贴片方式，贴片精度一致性较差，贴片效率较低，已经成为制约MEMS器件产能提升的瓶颈。

当前MEMS器件敏感结构贴片存在的主要问题如下：

(1)由于音叉贴片胶粘度大，而且对贴片胶量需求小，点胶直径小于0.3mm，点胶工艺采用普通气动点胶系统，点胶胶量一致性差，且容易堵塞针头。

(2)由于音叉驱动和检测两端质量不对等(驱动块质量大于检测块质量)，音叉的重心不在粘接面(贴片点)上，并且贴片胶在加热固化的过程中会有黏度变化的现象，因此音叉在固化过程中会出现位置和角度的小量移动从而产生较大俯仰角，进而影响音叉的贴片精度。此外，每个敏感结构贴片都有一个预固化时间，导致贴片设备工作效率大幅降低，进而大幅降低贴片效率，不能满足MEMS器件批量生产需要。

(3)敏感结构真空吸头采用金属材料，吸取和放置过程中易于对敏感结构造成损伤。

(4)图像对准时需要手动调节工作台X、Y和θ，对准效率和对准精度较低。

发明内容

本发明提供了一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统及方法，能够解决现有技术中敏感结构贴片精度差、效率低及点胶胶量一致性差的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，敏感结构贴片系统包括：管壳定位装置，管壳定位装置用于定位安装MEMS器件的管壳；撞针式点胶装置，撞针式点胶装置用于向MEMS器件的管壳施加设定量的贴片胶；自动贴片装置，自动贴片装置包括敏感结构拾取单元、图像采集单元和控制单元，控制单元分别与敏感结构拾取单元和图像采集单元连接，图像采集单元用于采集敏感结构的图片，控制单元根据敏感结构的图片以获取敏感结构的位置和角度并基于敏感结构的位置和角度控制敏感结构拾取单元拾取敏感结构并将敏感结构放置在管壳设定位置；配重单元，配重单元用于向放置在管壳上的敏感结构施加设定压力以实现敏感结构与管壳的紧密贴合。

进一步地，管壳定位装置包括管壳定位底座和多个紧固件，管壳定位底座具有多个间隔设置的定位凹槽，多个MEMS器件的管壳一一对应设置在多个定位凹槽内，多个紧固件与多个定位凹槽一一对应设置，紧固件用于将管壳固定设置在定位凹槽内。

进一步地，管壳定位装置还具有多个定位孔，配重单元具有多个定位柱和多个圆形压紧探针，多个定位柱与多个定位孔一一对应设置，多个圆形压紧探针与多个MEMS器件的管壳上的敏感结构一一对应设置，其中，定位柱与定位孔相配合以实现圆形压紧探针对敏感结构及管壳的压紧固定。

进一步地，敏感结构贴片系统还包括磁铁，配重单元由磁性材料制成，磁铁固定设置在管壳定位底座上，磁铁与配重单元相互吸引以实现配重单元与管壳定位底座的相对固定。

进一步地，撞针式点胶装置包括点胶基座、活塞、弹性件、撞针结构、供气单元、供胶单元、电磁阀和点胶针头，点胶基座具有第一容纳腔和第二容纳腔，弹性件和活塞设置在第一容纳腔内，活塞与撞针结构固定连接，供气单元与第一容纳腔可选择地连通，供胶单元与第二容纳腔连通；其中，当电磁阀打开时，供气单元向第一容纳腔供气，活塞带动撞针结构沿点胶基座的轴线方向沿第一方向移动，弹性件被压缩；当电磁阀关闭时，供气单元停止供气，弹性件驱动活塞以及撞针结构沿点胶基座的轴线方向沿第二方向移动，撞针结构与点胶针头发生碰撞以将胶水从点胶针头中射出。

进一步地，敏感结构拾取单元包括拾取基座和多个吸头，多个吸头间隔设置在拾取基座上，各个吸头均由硬制橡胶材料制成。

根据本发明的另一方面，提供了一种敏感结构贴片方法，敏感结构贴片方法使用如上所述的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，敏感结构贴片方法包括：将多个MEMS器件的管壳一一对应放置在管壳定位装置的多个定位凹槽内；利用撞针式点胶装置依次对多个MEMS器件的管壳进行点胶；自动贴片装置通过图像采集单元采集多个敏感结构的位置及角度的图片，控制单元利用图像识别方法对图像采集单元采集的图片进行识别以获取多个敏感结构的位置和角度，控制单元根据多个敏感结构的位置和角度控制敏感结构拾取单元拾取多个敏感结构并将多个敏感结构放置在多个管壳的设定位置；将配重单元放置在多个管壳上的敏感结构以对其施加设定压力；将配重单元、管壳定位装置、多个管壳以及多个管壳上的敏感结构作为整体放置在烘胶温箱进行烘胶固化以实现MEMS器件的管壳与敏感结构的固定连接。

进一步地，在将多个MEMS器件的管壳一一对应放置在管壳定位装置的多个定位凹槽内之前，敏感结构贴片方法还包括：对多个MEMS器件的管壳进行清洗，清洗完成后，对多个MEMS器件的管壳进行烘干处理。

进一步地，在利用撞针式点胶装置依次对多个MEMS器件的管壳进行点胶之前，敏感结构贴片方法还包括：将经过筛选和检查的多个敏感结构放置在芯片盒内，调整各个敏感结构的角度以使各个敏感结构的角度均处于设定角度范围，将芯片盒放置在自动贴片装置的贴片操作区。

进一步地，在将多个敏感结构放置在多个管壳的设定位置之后，敏感结构贴片方法还包括：利用自动移动装置将点胶完毕的安装有多个管壳的管壳定位装置移动至自动贴片装置取放敏感元件的操作区。

应用本发明的技术方案，提供了一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，该系统通过设置配重单元，配重单元用于向放置在管壳上的敏感结构施加设定压力以实现敏感结构与管壳的紧密贴合，由此能够保证敏感结构与管壳在贴片过程中位置的相对稳定，减少贴片预固化时间，提高贴片精度。此外，考虑敏感结构贴片胶粘度大，而且对贴片胶量需求小，点胶直径小于0.3mm，普通的气动点胶无法达到，选取撞针式点胶装置，撞针式点胶装置精密控制撞针行程，从而实现微量精密点胶，保证点胶胶量的一致性。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的配重单元与管壳定位装置装配的俯视图；

图2示出了图1中提供的配重单元与管壳定位装置装配的剖视图；

图3示出了根据本发明的具体实施例提供的管壳定位装置的俯视图；

图4示出了图3中的提供的管壳定位装置的剖视图；

图5示出了根据本发明的具体实施例提供的撞针式点胶装置的结构示意图；

图6示出了根据本发明的具体实施例提供的敏感结构与管壳装配的主视图；

图7示出了图6中提供的敏感结构与管壳装配的俯视图；

图8示出了根据本发明的具体实施例提供的管壳的结构示意图；

图9示出了根据本发明的具体实施例提供的敏感结构的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、管壳定位装置；10a、定位孔；11、管壳定位底座；11a、定位凹槽；12、紧固件；20、撞针式点胶装置；21、点胶基座；21a、第一容纳腔；21b、第二容纳腔；22、活塞；23、弹性件；24、撞针结构；25、供气单元；26、供胶单元；27、点胶针头；30、配重单元；40、磁铁；50、贴片胶；100、MEMS器件的管壳；110、贴片区；200、敏感结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图9所示，根据本发明的具体实施例提供了一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，该敏感结构贴片系统包括管壳定位装置10、撞针式点胶装置20、自动贴片装置和配重单元30，管壳定位装置10用于定位安装MEMS器件的管壳100，撞针式点胶装置20用于向MEMS器件的管壳施加设定量的贴片胶，自动贴片装置包括敏感结构拾取单元、图像采集单元和控制单元，控制单元分别与敏感结构拾取单元和图像采集单元连接，图像采集单元用于采集敏感结构的图片，控制单元根据敏感结构200的图片以获取敏感结构的位置和角度并基于敏感结构的位置和角度控制敏感结构拾取单元拾取敏感结构并将敏感结构放置在管壳设定位置，配重单元30用于向放置在管壳上的敏感结构施加设定压力以实现敏感结构与管壳的紧密贴合。

应用此种配置方式，提供了一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，该系统通过设置配重单元，配重单元用于向放置在管壳上的敏感结构施加设定压力以实现敏感结构与管壳的紧密贴合，由此能够保证敏感结构与管壳在贴片过程中位置的相对稳定，减少贴片预固化时间，提高贴片精度。此外，考虑敏感结构贴片胶粘度大，而且对贴片胶量需求小，点胶直径小于0.3mm，普通的气动点胶无法达到，选取撞针式点胶装置，撞针式点胶装置精密控制撞针行程，从而实现微量精密点胶，保证点胶胶量的一致性。

进一步地，在本发明中，为了保证管壳100在点胶及贴片过程中位置的稳定性，可将管壳定位装置10配置为包括管壳定位底座11和多个紧固件12，管壳定位底座11具有多个间隔设置的定位凹槽11a，多个MEMS器件的管壳一一对应设置在多个定位凹槽11a内，多个紧固件12与多个定位凹槽11a一一对应设置，紧固件12用于将管壳固定设置在定位凹槽11a内。

作为本发明的一个具体实施例，MEMS器件的管壳为TO管座，紧固件12包括弹簧片，敏感结构为音叉结构，多个TO管座一一对应设置在管壳定位底座11的多个定位凹槽11a内，每一个TO管座均通过弹簧片压紧固定设置在管壳定位底座11上，由此能够保证TO管座在点胶及贴片过程中的位置稳定。

此外，在本发明中，为了提高配重单元对敏感结构施力的准确性，可将管壳定位装置10配置为还具有多个定位孔10a，配重单元30具有多个定位柱和多个圆形压紧探针，多个定位柱与多个定位孔10a一一对应设置，多个圆形压紧探针与多个MEMS器件的管壳的敏感结构200一一对应设置，其中，定位柱与定位孔10a相配合以实现圆形压紧探针对敏感结构200和管壳100的压紧固定。

作为本发明的一个具体实施例，多个圆形压紧探针通过胶粘的方式镶嵌在配重单元30的安装基体上，配重单元30通过多个定位柱与多个定位孔10a一一配合安装，由此能够实现圆形探针与音叉PAD点(尺寸为1.5mm×0.8mm)的位置精确对准。为了使音叉在固化过程中不产生较大俯仰角，本发明使用了圆形探针，由于音叉PAD(粘接面上面)有电极走线，圆形探针不会对电极造成损伤。通过控制探针运动位移，确定探针对音叉的压力，确保音叉贴片精度，从而减少音叉正交耦合误差，提升陀螺性能。

进一步地，在本发明中，为了实现配重单元30与管壳定位底座11的相对固定，可将敏感结构贴片系统配置为还包括磁铁40，配重单元30由磁性材料制成，磁铁40固定设置在管壳定位底座11上，磁铁40与配重单元30相互吸引以实现配重单元30与管壳定位底座11的相对固定。

此外，在本发明中，为了解决点胶量一致性差和容易堵塞针头的问题，选用撞针式点胶装置20来精密控制点胶量。具体地，在本发明中，如图5所示，撞针式点胶装置20包括点胶基座21、活塞22、弹性件23、撞针结构24、供气单元25、供胶单元26、电磁阀和点胶针头27，点胶基座21具有第一容纳腔21a和第二容纳腔21b，弹性件23和活塞22设置在第一容纳腔21a内，活塞22与撞针结构24固定连接，供气单元25与第一容纳腔21a可选择地连通，供胶单元26与第二容纳腔21b连通；其中，当电磁阀打开时，供气单元25向第一容纳腔21a供气，活塞22带动撞针结构24沿点胶基座21的轴线方向沿第一方向移动，弹性件23被压缩；当电磁阀关闭时，供气单元25停止供气，弹性件23驱动活塞22以及撞针结构24沿点胶基座21的轴线方向沿第二方向移动，撞针结构24与点胶针头27发生碰撞以将胶水从点胶针头27中射出。

进一步地，在本发明中，为了防止在拾取敏感结构过程中对敏感结构造成损伤，可将敏感结构拾取单元配置为包括拾取基座和多个吸头，多个吸头间隔设置在拾取基座上，各个吸头均由硬制橡胶材料制成。

在此种配置方式下，针对所吸附敏感结构的形状和重量专门设计吸头，吸头主要满足两个方面的需要：一是吸取和放置敏感结构，不导致敏感结构的损伤；二是敏感结构吸附稳定、可靠，不松动。经试验及验证，采用硬质橡胶材料做成的吸头既能够保证吸附稳定、可靠，不松动，同时又能够避免对敏感结构造成损伤。

根据本发明的另一方面，提供了一种敏感结构贴片方法，该敏感结构贴片方法使用如上所述的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，敏感结构贴片方法包括：将多个MEMS器件的管壳一一对应放置在管壳定位装置10的多个定位凹槽11a内；利用撞针式点胶装置20依次对多个MEMS器件的管壳进行点胶；自动贴片装置通过图像采集单元采集多个敏感结构的位置及角度的图片，控制单元利用图像识别方法对图像采集单元采集的图片进行识别以获取多个敏感结构的位置和角度，控制单元根据多个敏感结构的位置和角度控制敏感结构拾取单元拾取多个敏感结构并将多个敏感结构放置在多个管壳的设定位置；将配重单元30放置在多个管壳上的敏感结构以对其施加设定压力；将配重单元30、管壳定位装置10、多个管壳以及多个管壳上的敏感结构作为整体放置在烘胶温箱进行烘胶固化以实现MEMS器件的管壳与敏感结构的固定连接。

应用此种配置方式，提供了一种敏感结构贴片方法，该方法在进行敏感结构贴片的过程中，通过配重单元向放置在管壳上的敏感结构施加设定压力以实现敏感结构与管壳的紧密贴合，由此能够保证敏感结构与管壳在贴片过程中位置的相对稳定，减少贴片预固化时间，提高贴片精度。此外，考虑敏感结构贴片胶粘度大，而且对贴片胶量需求小，点胶直径小于0.3mm，普通的气动点胶无法达到，通过选取撞针式点胶装置，撞针式点胶装置精密控制撞针行程，从而实现微量精密点胶，保证点胶胶量的一致性。

进一步地，在本发明中，为了提高贴片牢固度及精密性，在将多个MEMS器件的管壳一一对应放置在管壳定位装置10的多个定位凹槽11a内之前，敏感结构贴片方法还包括：对多个MEMS器件的管壳进行清洗，清洗完成后，对多个MEMS器件的管壳进行烘干处理。作为本发明的一个具体实施例，可使用清洗液对管壳进行清洗，如用丙酮清洗管壳10min；清洗完成后，对管壳进行烘干处理，如100℃，烘干2h。

此外，在本发明中，为了提高自动贴片装置拾取敏感结构的效率，在利用撞针式点胶装置20依次对多个MEMS器件的管壳进行点胶之前，敏感结构贴片方法还包括：将经过筛选和检查的多个敏感结构放置在芯片盒内，调整各个敏感结构的角度以使各个敏感结构的角度均处于设定角度范围，将芯片盒放置在自动贴片装置的贴片操作区。

作为本发明的一个具体实施例，在利用撞针式点胶装置20依次对多个MEMS器件的管壳进行点胶之前，对敏感结构的外观和尺寸等进行筛选和检查，剔除不符合要求的敏感结构，将经过筛选和检查的敏感结构放置在通用的芯片盒内，确保各个敏感结构的方向为设定方向，且角度在一定范围内，如15度；并把芯片盒放置在自动贴片设备的贴片操作区，并可靠固定。

进一步地，在本发明中，为了提高贴片效率，在将多个敏感结构放置在多个管壳的设定位置之后，敏感结构贴片方法还包括：利用自动移动装置将点胶完毕的安装有多个管壳的管壳定位装置10移动至自动贴片装置取放敏感元件的操作区，由此能够节省时间，提高贴片效率。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图9对本发明的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统和方法进行详细说明。

如图1至图9所示，根据本发明的具体实施例提供了一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统和方法，在本实施例中，MEMS器件的管壳100为TO管座，敏感结构200为音叉，用于MEMS器件的敏感结构贴片系统包括管壳定位装置10、撞针式点胶装置20、自动贴片装置和配重单元30，管壳定位装置10用于定位安装MEMS器件的管壳100，撞针式点胶装置20用于向MEMS器件的管壳施加设定量的贴片胶50，自动贴片装置包括敏感结构拾取单元、图像采集单元和控制单元，控制单元分别与敏感结构拾取单元和图像采集单元连接，图像采集单元用于采集敏感结构的图片，控制单元根据述敏感结构200的图片以获取敏感结构的位置和角度并基于敏感结构的位置和角度控制敏感结构拾取单元拾取敏感结构并将敏感结构放置在管壳设定位置，配重单元30用于向放置在管壳上的敏感结构施加设定压力以实现敏感结构与管壳的紧密贴合。

针对点胶量一致性差和容易堵塞针头的问题，本发明提出在敏感结构贴片系统中选用撞针式点胶装置。撞针式点胶装置采用机械的方式精密控制点胶量，解决了由于贴片胶的粘稠度不同带来的点胶量一致性差的问题。该装置包括点胶基座21、活塞22、弹性件23、撞针结构24、供气单元25、供胶单元26、电磁阀和点胶针头27，点胶基座21具有第一容纳腔21a和第二容纳腔21b，弹性件23和活塞22设置在第一容纳腔21a内，活塞22与撞针结构24固定连接，供气单元25与第一容纳腔21a可选择地连通，供胶单元26与第二容纳腔21b连通；其中，当电磁阀打开时，供气单元25向第一容纳腔21a供气，活塞22带动撞针结构24沿点胶基座21的轴线方向沿第一方向移动(即沿图5中竖直方向向上移动)，弹性件23被压缩；当电磁阀关闭时，供气单元25停止供气，弹性件23驱动活塞22以及撞针结构24沿点胶基座21的轴线方向沿第二方向移动(即沿图5中竖直方向向下移动)，撞针结构24与点胶针头27发生碰撞以将贴片胶从点胶针头27中射出。通过应用撞针式点胶装置进行点胶，实现了精密点胶的目标，能够满足MEMS器件敏感结构贴片的点胶需要。

在本发明中，为了防止在拾取敏感结构过程中对敏感结构造成损伤，可将敏感结构拾取单元配置为包括拾取基座和多个吸头，多个吸头间隔设置在拾取基座上。针对金属材料真空吸头容易造成敏感结构损伤的问题，本发明提出采用硬质橡胶材料做成的吸头，并且针对所吸附敏感结构的形状和重量进行专门设计，主要满足两个方面的需要：一吸取和放置敏感结构，不导致敏感结构的损伤；二敏感结构吸附稳定、可靠，不松动。

针对敏感结构和MEMS器件管壳对准效率低的问题，本发明提出采用坐标定位和图像识别相结合的技术，通过在MEMS器件管壳贴片区110设置标志点的方法，首先初步明确坐标，然后再对MEMS器件管壳的贴片区110进行自动识别，并采用自动贴片装置中的专用软件控制敏感结构吸头角度旋转和位置移动，把敏感结构精确放置于MMES器件管壳的贴片区110。为了实现敏感结构和MEMS器件管壳精确对准的自动化过程，设计和加工了MEMS器件管壳的管壳定位装置10，该管壳定位装置10可以有效保证图像识别软件的识别成功率和贴片的可靠性。

针对在线预固化导致的贴片效率大幅降低问题，本发明提出一次完成多只敏感结构的贴片，然后通过采用配重单元的方式对敏感结构施加一定压力，实现对敏感结构的机械预固定，接着把多只贴片完成的MEMS器件连同工装一起拿到烘胶温箱，进行批量固化。现有技术中MEMS器件敏感结构贴片需要预固化的原因有两个：一是MEMS器件贴片对敏感结构的角度和位置精度要求较高；二是贴片胶在加热固化的过程中会有黏度变化的现象，导致敏感结构出现位置和角度的小量移动。采用配重单元加压的方法，可以有效解决贴片胶加热固化过程中出现的敏感结构位置和角度的相对移动问题。

下面针对使用本发明的贴片工装进行敏感结构贴片的方法进行详细说明。

步骤一，管壳100准备。用清洗液对管壳100进行清洗，如用丙酮清洗管壳10min；清洗完成后，对管壳进行烘干处理，如100℃，烘干2h；把烘烤完毕的管壳依次放置于贴片工装的相应槽内，确保磁力或弹簧片固定可靠。

步骤二，敏感结构准备。把经过筛选和检查的敏感结构放置在通用的芯片盒内，确保芯片方向为设定方向，且角度在一定范围内，如15度；并把芯片盒放置在自动贴片设备的贴片操作区，并可靠固定。

步骤三，点胶。首先根据需要设置点胶参数(包括点胶量和点胶位置)；把贴片胶50灌入供胶单元25(针筒)；操作撞针式点胶装置试点胶，并根据点胶量大小是否满足要求，明确是否需要更改点胶参数，直至点胶量满足要求。正式点胶，每个管壳100上根据点胶量要求以及管壳100与敏感结构200的结构尺寸点一个、两个或多个胶点；完成一个批次的管壳点胶后(如20只)，由自动移动装置控制把装有点胶完毕的贴片工装移动到取放敏感结构的操作区。

步骤四，取放敏感结构。选用摄像头作为图像采集单元，带有摄像头的敏感结构吸头移动到敏感结构的初步坐标位置，摄像头采集敏感结构的图片并发送至控制单元，控制单元通过图象识别的方法精确识别敏感结构的位置和角度(敏感结构放置在芯片盒内)。识别完毕后，控制单元调整吸头的角度和位置，拾取敏感结构，同时记录吸头的角度和位置。根据初始记录的管壳的位置信息，调整吸头的角度，将敏感结构精确放置在步骤三点胶完毕的管壳上，并施加一定的压力。依次完成整个贴片工装上的每个器件贴片，如20只，最后把完成所有敏感结构取放的贴片工装传输到贴片完成品存放区。

步骤五，加压。在存放区，将配重单元轻放于完成敏感结构放置的贴片工装上，保证配重单元的各个圆形探针压在相应敏感结构的音叉PAD点上，配重单元与管壳定位装置通过磁铁的磁力来进行固定。

步骤六，固化。把配重单元30、管壳定位装置10、多个管壳以及多个管壳上的所述敏感结构作为整体放入烘胶温箱，烘胶固化，例如150℃，30min，以实现MEMS器件的管壳与敏感结构的固定连接。

综上所述，本发明提供了一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统和方法，该系统通过设置配重单元，配重单元用于向放置在管壳上的敏感结构施加设定压力以实现敏感结构与管壳的紧密贴合，由此能够保证敏感结构与管壳在贴片过程中位置的相对稳定，减少贴片预固化时间，提高贴片精度；通过选取撞针式点胶装置，实现了微量精密点胶，保证点胶胶量的一致性；通过采用坐标定位和图像识别相结合的技术，保证了对准精度，提供了对准效率；通过采用硬制橡胶材料制作的吸头，既能够保证敏感结构的吸附稳定、可靠，同时防止对敏感结构造成损伤。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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

Claims (10)

1.一种用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，其特征在于，所述敏感结构贴片系统包括：

管壳定位装置(10)，所述管壳定位装置(10)用于定位安装MEMS器件的管壳；

撞针式点胶装置(20)，所述撞针式点胶装置(20)用于向所述MEMS器件的管壳施加设定量的贴片胶；

自动贴片装置，所述自动贴片装置包括敏感结构拾取单元、图像采集单元和控制单元，所述控制单元分别与所述敏感结构拾取单元和所述图像采集单元连接，所述图像采集单元用于采集所述敏感结构的图片，所述控制单元根据所述敏感结构的图片以获取所述敏感结构的位置和角度并基于所述敏感结构的位置和角度控制所述敏感结构拾取单元拾取敏感结构并将所述敏感结构放置在所述管壳设定位置；

配重单元(30)，所述配重单元(30)用于向放置在所述管壳上的所述敏感结构施加设定压力以实现所述敏感结构与所述管壳的紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，其特征在于，所述管壳定位装置(10)包括管壳定位底座(11)和多个紧固件(12)，所述管壳定位底座(11)具有多个间隔设置的定位凹槽(11a)，多个所述MEMS器件的管壳一一对应设置在多个所述定位凹槽(11a)内，多个所述紧固件(12)与多个所述定位凹槽(11a)一一对应设置，所述紧固件(12)用于将所述管壳固定设置在所述定位凹槽(11a)内。

3.根据权利要求2所述的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，其特征在于，所述管壳定位装置(10)还具有多个定位孔(10a)，所述配重单元(30)具有多个定位柱和多个圆形压紧探针，多个所述定位柱与多个所述定位孔(10a)一一对应设置，多个所述圆形压紧探针与多个所述MEMS器件的管壳上的敏感结构一一对应设置，其中，所述定位柱与所述定位孔(10a)相配合以实现所述圆形压紧探针对所述敏感结构及所述管壳的压紧固定。

4.根据权利要求3所述的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，其特征在于，所述敏感结构贴片系统还包括磁铁(40)，所述配重单元(30)由磁性材料制成，所述磁铁(40)固定设置在所述管壳定位底座(11)上，所述磁铁(40)与所述配重单元(30)相互吸引以实现所述配重单元(30)与所述管壳定位底座(11)的相对固定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，其特征在于，所述撞针式点胶装置(20)包括点胶基座(21)、活塞(22)、弹性件(23)、撞针结构(24)、供气单元(25)、供胶单元(26)、电磁阀和点胶针头(27)，所述点胶基座(21)具有第一容纳腔(21a)和第二容纳腔(21b)，所述弹性件(23)和所述活塞(22)设置在所述第一容纳腔(21a)内，所述活塞(22)与所述撞针结构(24)固定连接，所述供气单元(25)与所述第一容纳腔(21a)可选择地连通，所述供胶单元(26)与所述第二容纳腔(21b)连通；其中，当所述电磁阀打开时，所述供气单元(25)向所述第一容纳腔(21a)供气，所述活塞(22)带动所述撞针结构(24)沿所述点胶基座(21)的轴线方向沿第一方向移动，所述弹性件(23)被压缩；当所述电磁阀关闭时，所述供气单元(25)停止供气，所述弹性件(23)驱动所述活塞(22)以及所述撞针结构(24)沿所述点胶基座(21)的轴线方向沿第二方向移动，所述撞针结构(24)与所述点胶针头(27)发生碰撞以将胶水从所述点胶针头(27)中射出。

6.根据权利要求5所述的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，其特征在于，所述敏感结构拾取单元包括拾取基座和多个吸头，多个所述吸头间隔设置在所述拾取基座上，各个所述吸头均由硬制橡胶材料制成。

7.一种敏感结构贴片方法，其特征在于，所述敏感结构贴片方法使用如权利要求1至6所述的用于MEMS器件的敏感结构贴片系统，所述敏感结构贴片方法包括：

将多个MEMS器件的管壳一一对应放置在管壳定位装置(10)的多个定位凹槽(11a)内；

利用撞针式点胶装置(20)依次对多个所述MEMS器件的管壳进行点胶；

自动贴片装置通过图像采集单元采集多个敏感结构的位置及角度的图片，控制单元利用图像识别方法对所述图像采集单元采集的图片进行识别以获取多个所述敏感结构的位置和角度，所述控制单元根据多个所述敏感结构的位置和角度控制敏感结构拾取单元拾取多个敏感结构并将多个所述敏感结构放置在多个所述管壳的设定位置；

将配重单元(30)放置在多个所述管壳上的所述敏感结构以对其施加设定压力；

将所述配重单元(30)、所述管壳定位装置(10)、多个所述管壳以及多个所述管壳上的所述敏感结构作为整体放置在烘胶温箱进行烘胶固化以实现所述MEMS器件的管壳与所述敏感结构的固定连接。

8.根据权利要求7所述的敏感结构贴片方法，其特征在于，在将多个MEMS器件的管壳一一对应放置在管壳定位装置(10)的多个定位凹槽(11a)内之前，所述敏感结构贴片方法还包括：对多个所述MEMS器件的管壳进行清洗，清洗完成后，对多个所述MEMS器件的管壳进行烘干处理。

9.根据权利要求8所述的敏感结构贴片方法，其特征在于，在利用撞针式点胶装置(20)依次对多个所述MEMS器件的管壳进行点胶之前，所述敏感结构贴片方法还包括：将经过筛选和检查的多个所述敏感结构放置在芯片盒内，调整各个所述敏感结构的角度以使各个所述敏感结构的角度均处于设定角度范围，将所述芯片盒放置在所述自动贴片装置的贴片操作区。

10.根据权利要求8所述的敏感结构贴片方法，其特征在于，在将多个所述敏感结构放置在多个所述管壳的设定位置之后，所述敏感结构贴片方法还包括：利用自动移动装置将点胶完毕的安装有多个管壳的管壳定位装置(10)移动至所述自动贴片装置取放所述敏感元件的操作区。