CN111578889A - 圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法 - Google Patents

Abstract

圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，其中陶瓷基板可以为圆形、方形或长方形，检测方法包括陶瓷基板供料、吸附移栽、对中、压紧和旋转检测等步骤。因而，能实现陶瓷基板的自动供料；当陶瓷基板为圆形时，检测平台自动旋转一周；当陶瓷基板为方形或长方形时，陶瓷基板连续转动四个90度，距离传感器将对位于检测平台上的陶瓷基板进行距离检测，从而实现陶瓷基板平整度或翘曲度的自动检测，自动化程度高，无需人工参与。

Description

圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法

技术领域

本发明涉及陶瓷基板检测技术领域，特别是一种圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法。

背景技术

陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基板表面(单面或双面)上的特殊工艺板。陶瓷基板已成为了大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。陶瓷基板在使用时需要保证其平整度，现有的人工检测很难准确的进行测定。

CN201120409907.5的中国实用新型专利申请，其发明名称为“陶瓷基板用曲翘度检测仪”，其包括一底座，所述底座上与其垂直固定有两块支架，所述支架上固定有相互平行设置的上、下行平板，所述上行平板设置在下行平板的上方，所述上、下行平板上分别设置有上、下陶瓷板，所述上、下行平板间固定有锁紧螺母，所述上、下行平板之间设置有间隙，所述间隙的宽度与所述陶瓷基板的厚度相等，所述上、下行平板与底座形成夹角。当陶瓷基板经过平行的上下陶瓷板板即可检测出是否符合所需平行度。

上述专利申请，能对陶瓷基板的最大翘曲进行检测，然而，在使用时，还存在着如下不足，有待进行改进：

1、使用时，需要人工将陶瓷基片，塞入上、下行平板之间的间隙内，自动化程度低，检测效率低下。

2、在上、下行平板的内壁面分别设置陶瓷板，作为检测基板；在使用一段时间后，陶瓷板容易磨损，从而使得上、下行平板之间的间隙大小不等，也即检测基准发生变化，从而使得检测结果不可靠。

3、检测时，当陶瓷基板变形严重，也即翘曲度或平整度超标时，在将其陶瓷基板塞入上、下行平板之间的间隙内后，很容易造成卡塞；此时，一方面会加大上下平板内壁面上陶瓷板的磨损；另一方面，需要将上下行平板进行拆卸，将卡塞的陶瓷基板取出，然后重新对上下平板进行校准，从而费时费力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，该圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法采用非接触式检测，不会出现卡塞或磨损，测试结果准确、可靠，且自动化程度高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，包括如下步骤。

步骤1，陶瓷基板供料：自动供料机构将待测的陶瓷基板输送至供料工位。

步骤2，吸附移栽，具体包括如下步骤：

步骤21，陶瓷基板吸附：滑块沿水平滑轨滑移至自动供料机构的供料工位。空心升降轴高度下降，位于空心升降轴底部的吸盘高度下降，并吸附在位于供料工位中的待测陶瓷基板的中部表面。此时，位于吸盘外周的压环的高度处于上升状态。

步骤22，陶瓷基板上料：空心升降轴高度上升，带动吸盘及吸附的待测陶瓷基板高度上升。滑块滑移至检测平台的正上方，空心升降轴高度下降，直至吸盘吸附的待测陶瓷基板接触到检测平台。吸盘解除与待测陶瓷基板间的吸附，完成上料。

步骤3，陶瓷基板中部压紧：压环高度下降，压紧在吸盘外周的陶瓷基板上表面。

步骤4，旋转检测：检测平台旋转，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转。与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板之间的距离值。通过判断距离传感器测试的距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

当陶瓷基板为圆形时，在步骤4中的旋转检测时，检测平台旋转一周，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转。与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板之间的距离值。通过判断距离传感器测试的距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

当陶瓷基板为方形或长方形时，在步骤4旋转检测前，通过旋转检测平台，使距离传感器的正下方对应陶瓷基板的一个直角角位。在步骤4中的旋转检测时，检测平台连续旋转四个90°，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转。与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板直角角位之间的距离值。通过判断距离传感器测试的四个距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

在步骤3的陶瓷基板中部压紧之前，还包括对中步骤，通过位于陶瓷基板外侧定位板的同步相向运动，使得陶瓷基板同轴位于检测平台的正上方，完成对中

还包括步骤5，不同径向位置的平行度测试：调整距离传感器在检测平台上的径向位置，重复步骤4，测试陶瓷基板在不同径向位置或宽度时的平行度。

本发明具有如下有益效果：

1、上述自动供料装置的设置，能实现陶瓷基板的自动供料；机械手，能将自动供料装置中位于抓取工位的陶瓷基板进行自动吸取并转移至检测平台上，检测平台自动旋转一周或连续转动四个90度，距离传感器将对位于检测平台上的陶瓷基板进行距离检测，从而实现陶瓷基板平整度或翘曲度的自动检测，自动化程度高，无需人工参与。

2、上述机械手中旋转接头的设置，能使位于机械手底部的吸盘以及陶瓷基板随着检测平台同步转动，在检测过程中，陶瓷基板位置保持不变，且以吸盘吸附的陶瓷基板的中心点为基准，能够避免因检测平台旋转带来的陶瓷基板位置变化，从而测试结果准确、可靠。

附图说明

图1显示了本中一种圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法的结构示意图。

图2显示了本发明中旋转接头底部仅连接吸盘时的结构示意图。

图3显示了本发明中旋转接头底部压环收缩时的结构示意图。

图4显示了本发明中旋转接头底部压环伸长时的结构示意图。

图5显示了本发明中自动供料装置另一实施例的结构示意图。

其中有：

11.顶升供料筒；111.上料筒；112.弹性耐摩层；113.顶升板；114.顶升气缸；

12.旋转供料台；121.旋转盘；122.放置槽；

20.移栽机构；

21.水平滑轨；22.滑块；221.滑移电机；23.空心升降轴；231.升降电机；

24.旋转接头；241.上盖；242.轴承座；243.下盖；244.平面轴承；245.滚珠轴承；

25.吸盘；26.压环；261.伸缩杆；262.伸缩电机；

30.检测平台；31.旋转电机；40.距离传感器；50.定位板；60.陶瓷基板。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种陶瓷基板平整度检测仪，包括自动供料机构、移栽机构20、检测平台30、距离传感器40和对中机构。

自动供料机构用于陶瓷基板的自动供料，本申请中的自动供料机构具有如下两种优先实施例。

实施例1

自动供料机构为如图1所示的旋转供料台12，包括旋转盘121和若干个放置槽122。

上述旋转盘的旋转，为成熟的现有技术，图中未标明，优选采用旋转电机所驱动。

放置槽沿旋转盘的周向均匀布设，每个放置槽底部及内壁均优选敷设有弹性耐摩层，防止对陶瓷基板造成损伤。

本实施例的自动供料机构，优选用于圆形陶瓷基板的自动供料。

实施例2

自动供料机构为如图5所示的顶升供料筒11，包括上料筒111和顶升板113，顶升板内置在上料筒内，优选在顶升气缸114的驱动下实现高度升降，陶瓷基板叠放在顶升板顶部。

进一步，上料筒内壁面优选敷设有弹性耐摩层112。

本实施例的自动供料机构，优选用于方形或长方形的陶瓷基板的自动供料。

如图1所示，移栽机构包括水平滑轨21、滑块22、空心升降轴23、旋转接头24、吸盘25和压环26。

水平滑轨平行设置在自动供料机构和检测平台两者水平连接线的上方。

滑块优选在滑移电机221的驱动下沿水平滑轨滑移。

空心升降轴具有中空腔，空心升降轴的顶端优选通过升降电机231安装在滑块底部。空心升降轴能在升降电机的驱动下实现高度升降。

空心升降轴底端与吸盘固定连接，吸盘的吸气腔与空心转轴的中空腔相连通，形成真空充放气通道。也可根据需要，在空心转轴的中空腔内设置吸气管，吸气管与吸盘的吸气腔相连通，吸气管的另一端与抽取装置相连通，实现真空抽放气。

旋转接头同轴套装在位于滑块和吸盘之间的空心转轴上。

如图2、图3和图4所示，旋转接头包括从上至下同轴设置的上盖241、轴承座242和下盖243。上盖与轴承座之间通过平面轴承244相连接，轴承座内安装滚轴轴承245，滚轴轴承的内圈与空心升降轴紧配合。下盖固定在轴承座底部，且随滚轴轴承的外圈旋转。

压环同轴套设在吸盘外周，压环的顶部通过261伸缩杆安装在下盖底部，伸缩杆的高度优选在伸缩电机262的驱动下实现升降收缩。其中，图3显示了伸缩杆收缩后的示意图，图4显示了伸缩杆伸长后的示意图。

检测平台优选在旋转电机31的驱动下实现沿自身轴线的旋转，且顶面为水平的检测平面。

对中装置设置位于陶瓷基板外侧的检测平台上，具有如下两种优选实施例。

实施例1

当陶瓷基板为圆形时，对中装置优选为两块定位板50，两块定位板对称布设在圆形陶瓷基板两侧的检测平台上。两块定位板能在对应驱动装置的作用下相向或相背运动，每块定位板的横截面均优选为V型或弧形，从而能适应于不同直径的陶瓷基板的定位。

实施例2

当陶瓷基板为方形或长方形时，对中装置优选为四块定位板，四块定位板优选对称布设在陶瓷基板的两组对边外侧，每块定位板均优选为矩形。每组定位板能在对应驱动装置的作用下相向或相背运动。

距离传感器安装在检测平台的上方且邻近检测平台的边缘设置，距离传感器高度位置固定，可以按照在水平滑轨底部，也可通过支架安装在检测平台底部的底座上。距离传感器在检测平台在的径向位置能够根据需要进行调整。距离传感器能够检测自身至位于检测平台顶部陶瓷基板上表面之间的距离，进而能够检测陶瓷基板的平整度或翘曲度。

一种圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，包括如下步骤。

步骤1，陶瓷基板供料：自动供料机构将待测的陶瓷基板输送至供料工位。

步骤2，吸附移栽，具体包括如下步骤：

步骤21，陶瓷基板吸附：滑块沿水平滑轨滑移至自动供料机构的供料工位。空心升降轴高度下降，位于空心升降轴底部的吸盘高度下降，并吸附在位于供料工位中的待测陶瓷基板的中部表面。此时，位于吸盘外周的压环的高度处于上升状态。

步骤22，陶瓷基板上料：空心升降轴高度上升，带动吸盘及吸附的待测陶瓷基板高度上升。滑块滑移至检测平台的正上方，空心升降轴高度下降，直至吸盘吸附的待测陶瓷基板接触到检测平台。吸盘解除与待测陶瓷基板间的吸附，完成上料。

步骤23，对中：通过位于陶瓷基板外侧定位板的同步相向运动，使得陶瓷基板同轴位于检测平台的正上方，完成对中。

步骤3，陶瓷基板中部压紧：压环高度下降，压紧在吸盘外周的陶瓷基板上表面。在压环高度下降前，根据吸盘与陶瓷基板之间的间隙情况，空心升降轴高度可以略微上升，使吸盘与陶瓷基板之间具有一定间隙，从而使得吸盘不妨碍陶瓷基板的转动。

本发明中，将陶瓷基板中部压紧，相当于以中部为基准，进行平行度的测试。从而，测试结果准确、可靠。

步骤4，旋转检测。

检测平台旋转，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转。与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板之间的距离值。通过判断距离传感器测试的距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

当陶瓷基板为圆形时，在步骤4中的旋转检测时，检测平台旋转一周，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转。与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板之间的距离值。通过判断距离传感器测试的距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

当陶瓷基板为方形或长方形时，在步骤4旋转检测前，通过旋转检测平台，使距离传感器的正下方对应陶瓷基板的一个直角角位。在步骤4中的旋转检测时，检测平台连续旋转四个90°，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转。与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板直角角位之间的距离值。通过判断距离传感器测试的四个距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

步骤5，不同径向位置的平行度测试：调整距离传感器在检测平台上的径向位置，重复步骤4，测试陶瓷基板在不同径向位置或宽度时的平行度。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，陶瓷基板供料：自动供料机构将待测的陶瓷基板输送至供料工位；

步骤2，吸附移栽，具体包括如下步骤：

步骤21，陶瓷基板吸附：滑块沿水平滑轨滑移至自动供料机构的供料工位；空心升降轴高度下降，位于空心升降轴底部的吸盘高度下降，并吸附在位于供料工位中的待测陶瓷基板的中部表面；此时，位于吸盘外周的压环的高度处于上升状态；

步骤22，陶瓷基板上料：空心升降轴高度上升，带动吸盘及吸附的待测陶瓷基板高度上升；滑块滑移至检测平台的正上方，空心升降轴高度下降，直至吸盘吸附的待测陶瓷基板接触到检测平台；吸盘解除与待测陶瓷基板间的吸附，完成上料；

步骤3，陶瓷基板中部压紧：压环高度下降，压紧在吸盘外周的陶瓷基板上表面；

步骤4，旋转检测：检测平台旋转，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转；与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板之间的距离值；通过判断距离传感器测试的距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

2.根据权利要求1所述的圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，其特征在于：当陶瓷基板为圆形时，在步骤4中的旋转检测时，检测平台旋转一周，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转；与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板之间的距离值；通过判断距离传感器测试的距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

3.根据权利要求1所述的圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，其特征在于：当陶瓷基板为方形或长方形时，在步骤4旋转检测前，通过旋转检测平台，使距离传感器的正下方对应陶瓷基板的一个直角角位；在步骤4中的旋转检测时，检测平台连续旋转四个90°，带动位于检测平台上方的陶瓷基板及压环同步旋转；与此同时，距离传感器实时检测自身与位于正下方陶瓷基板直角角位之间的距离值；通过判断距离传感器测试的四个距离值的变化量，得出对应陶瓷基板的平行度。

4.根据权利要求1所述的圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，其特征在于：在步骤3的陶瓷基板中部压紧之前，还包括对中步骤，通过位于陶瓷基板外侧定位板的同步相向运动，使得陶瓷基板同轴位于检测平台的正上方，完成对中。

5.根据权利要求1所述的圆形或方形陶瓷基板平行度检测方法，其特征在于：还包括步骤5，不同径向位置的平行度测试：调整距离传感器在检测平台上的径向位置，重复步骤4，测试陶瓷基板在不同径向位置或宽度时的平行度。

Images