CN116046845A - 一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法及装置 - Google Patents

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崔立志
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Abstract

一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法及装置，所述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法包括以下步骤：a、确定晶片上的可测试区域；b、用示教模块输入图像识别系统以精确识别可测试区域；c、探针测试晶片电极的测试区域，读取电阻值，即是导电胶的导通电阻值；d、将测试所得的电阻值显示并存入数据库，用于数据分析和产品追溯。本发明通过监控石英谐振器加工前段的导电胶粘接质量，实现了对石英谐振器加工工艺、质量的实时有效控制，达到了提高产品成品率、避免生产资源浪费的目的。

Description

一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法及装置
技术领域
本发明涉及石英晶体制造技术领域，尤其是一种在石英晶体生产过程中现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法及装置。
背景技术
随着电子信息技术的飞速发展，航天、导航、通信、测控等领域对频率源的短期稳定度、长期稳定度及可靠性等指标提出了越来越高的要求。高稳定度石英晶体作为高精度频率源的核心元器件，要求其具有极低的容错率，因此其可靠性越来越受到重视。
目前，石英晶体生产企业都在极力控制生产过程中的原材料及辅助材料的质量，包括石英材料的纯净度、基座及弹片的材质、清洗溶剂、导电胶等；同时也更加关注对加工工艺的控制，如晶片的清洗时间、清洗方式、导电胶的胶量、固化时间、固化温度等，以使加工出来的产品具有较高的成品率。在石英谐振器的生产过程中，加工前段的控制起到决定性作用，其中点胶工艺作为石英谐振器加工的关键节点，胶的粘接质量直接影响谐振器的电阻、静电容等关键指标及谐振器在整个生命周期中的电器性能。但是，由于目前在石英谐振器加工的前段没有较好的检测方式，一般需在加工完成后才整体测试谐振器产品的电阻、DLD等指标，这种方法的缺点是不能及时排除谐振器加工过程中的隐患问题，导致最终产品成品率低，造成生产资源的浪费。
发明内容
本发明提供一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法及装置，旨在通过监控石英谐振器加工前段的导电胶粘接质量，实现对石英谐振器加工工艺、质量的实时有效控制，达到提高产品成品率、避免生产资源浪费的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，在石英谐振器生产过程中完成涂胶、固化作业后，进行导电胶粘接质量的检测，包括以下操作步骤：
a.根据被检测工件的尺寸、频率等信息，利用晶片的振荡能量范围公式确定晶片振荡的核心能量区，再结合经验值，避开晶片振荡的核心能量区，确定晶片上的可测试区域；
b.依据确定的晶片可测试区域，将弹片与电极的右上（或右下）夹角顶点作为定位原点，通过示教模块将其输入图像识别模块系统以精准识别可测试区域；
c.利用探针测试晶片电极的可测试区域，通过数字电桥读取电阻值，即为导电胶的导通电阻值；
d.将测试所得的电阻值显示并存入数据库，用于工件导电胶粘接质量分析和产品的追溯，对不符合要求的工件进行返工或报废处理，合格工件进入下道加工工序。
上述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，在所述步骤a中，被检测工件的振荡的核心能量区范围是直径为da的圆形区域，其计算公式为：，其中da为核心能量区直径，n为泛音次数（n=1,3,5…），h为晶片厚度，R为晶片上的镀膜半径。
上述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，在所述步骤a中，晶片上的可测试区域为两个，分别在晶片的正、反面，可测试区域描述为：以晶片圆心为起点，晶片振荡的核心能量区以外，倒边区域以内的镀层上，如果晶片有倒边，避开倒边区域。
上述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，在所述步骤c中，通过数字电桥测试电阻值，实际测试的点是晶体引线与晶片电极，两点之间测得的电阻为导电胶的导通电阻。
上述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，在所述步骤d中，所述数据库中信息包括：生产批号，基座型号，基座厂家，晶片清洗条件，胶固化工艺，胶固化设备等信息。
一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，包括工作台架及安装在工作台架上的示教模块、图像识别模块、测试位置对准模块、测试探头模块、旋转平台模块、数字电桥、计算机及软件系统；其中：
示教模块，用于将计算确定的被测试范围输入图像识别模块系统；
图像识别模块，用于精确识别晶片电极上的可测试区域；
测试位置对准模块，用于按图像识别的被测试位置进行精确对准；
测试探头模块，用于直接接触可测试区域的单元；
旋转平台模块，用于晶片一面测试完成后旋转到另一面；
数字电桥，用于测试导电胶的导通电阻值；
计算机及软件系统，用于接收各个模块的反馈信号，驱动及协调上述各个模块的动作。
上述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，所述测试位置对准模块包括X轴及Z轴调节组件和Y轴调节组件，所述X轴及Z轴调节组件和Y轴调节组件均为电机驱动的丝杠螺母传动组件，螺母沿丝杠轴向移动，Y轴调节组件安装在X轴及Z轴调节组件的螺母上。
上述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，所述图像识别模块和测试探头模块均安装在Y轴调节组件的螺母上，通过Y轴电机驱动丝杠螺母传动组件带动图像识别模块和测试探头模块接近或远离被测试工件。
上述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，所述测试探头模块平行设置两组弹簧探针。
上述现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，所述旋转平台模块设有旋转电机和旋转台，所述旋转电机输出轴与旋转台连接，在所述旋转台上安装待测试的工件。
本发明提供一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，它可通过在线测试导电胶的导通电阻，进而判断导电胶的粘接质量，能够及时监测石英谐振器加工前段过程的原材料质量与加工工艺的执行情况，并可通过实时统计数据进行分析，便于及时判断和处理加工过程中工件存在的质量问题，从而达到了提高产品成品率、避免生产资源浪费的目的。
本发明还提供一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，它为实现石英谐振器加工前段对点胶工艺的质量控制提供设备支持，从而保证了及时判断和处理加工过程中工件存在的质量问题。
附图说明
图1是现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法流程图；
图2是被检测工件结构示意图；
图3是图2的侧视图；
图4是现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置示意图。
图中各标号分别表示为：
1为被检测工件，1-1为可测试区域，1-2为晶片振荡的核心能量区，1-3为倒边区域，1-4为晶体引线；
2为示教模块；3为图像识别模块；4为Y轴调节组件；5为X轴及Z轴调节组件；6为数字电桥；7为计算机及软件系统；8为旋转平台模块；9为测试探头模块；10为工作台架。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
参看图1、图2、图3、图4，本发明提供一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，其在石英谐振器生产过程中完成涂胶、固化作业后，进行导电胶粘接质量的检测，包括以下操作步骤：
a.根据被检测工件1的尺寸、频率等信息，利用晶片的振荡能量范围公式确定晶片振荡的核心能量区1-2，因晶片正常工作时振荡主要集中在核心能量区，在该区域（石英本体和镀层）如果受到损伤会直接影响产品的质量，因此在测试需要避开该区域，本发明依照以下公式并参考不同的工艺与经验值确定出每种被测试晶片的振荡核心能量区域，被检测工件1的振荡的核心能量区范围是直径为da的圆形区域，其计算公式为：，其中da为核心能量区直径，n为泛音次数（n=1,3,5…），h为晶片厚度，R为晶片上的镀膜半径。由于测试区需满足两个条件：1）非振荡核心能量区；2）该区域需有镀层。依据上述条件，在晶片上的可测试区域1-1为两个，分别在晶片的正、反面，通常情况下，可测试区域描述为以晶片圆心为起点，晶片振荡的核心能量区1-2以外，倒边区域1-3以内的镀层上，如果晶片有倒边，避开倒边区域1-3；
b.依据步骤a所确定的晶片可测试区域1-1，将弹片与电极的右上（或右下）夹角顶点作为定位原点，通过示教模块2将其输入图像识别模块3系统以精准识别可测试区域1-1；
c.开始测试，夹取被测试工件1置于旋转平台模块8上，启动图像识别模块3和对准模块，通过X轴及Z轴调节组件5、Y轴调节组件4，使测试探头模块9的探针接触晶片电极的测试区域，因实际测试的点是晶体引线1-4与晶片电极，因晶体引线和晶片电极均为金属，是良导体，忽略其二者产生的微量阻抗，在晶体引线1-4与晶片电极两点之间测得的电阻即为导电胶的导通电阻，可通过数字电桥6读取电阻值，完成工件单面测试，然后旋转平台模块8旋转180 º，对被测试工件1的另一面进行测试，两次读取的电阻值即为导电胶的导通电阻值；
d.将测试所得的电阻值显示并存入数据库，用于工件导电胶粘接质量分析和产品的追溯，对不符合要求的工件进行返工或报废处理，合格工件进入下道加工工序，为实现产品的追溯，在数据库中信息还包括：生产批号，基座型号，基座厂家，晶片清洗条件，胶固化工艺，胶固化设备等信息。
参看图4，本发明还提供一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，用于完成上述石英晶片导电胶粘接质量的检测，它包括工作台架10及安装在工作台架10上的示教模块2、图像识别模块3、测试位置对准模块、测试探头模块9、旋转平台模块8、数字电桥6、计算机及软件系统7；其中：
示教模块2，用于将计算确定的被测试范围输入图像识别模块3系统；
图像识别模块3，用于精确识别晶片电极上的可测试区域1-1；
测试位置对准模块，用于按图像识别的被测试位置进行精确对准，它包括X轴及Z轴调节组件5和Y轴调节组件4，所述X轴及Z轴调节组件5和Y轴调节组件4均为电机驱动的丝杠螺母传动组件，在电机驱动下丝杠旋转，螺母沿丝杠轴向移动，Y轴调节组件安装在X轴及Z轴调节组件5的螺母上；
测试探头模块9，用于直接接触可测试区域1-1的单元，图像识别模块3和测试探头模块9均安装在Y轴调节组件4的螺母上，在测试探头模块9上平行设置两组弹簧探针，通过Y轴电机驱动丝杠螺母传动组件带动图像识别模块3和测试探头模块9的两组弹簧探针接近或远离被测试工件1；
旋转平台模块8，用于晶片一面测试完成后旋转到另一面，在旋转平台模块8中设有旋转电机和旋转台，所述旋转电机输出轴与旋转台连接，在所述旋转台上安装待测试的工件1；
数字电桥6，用于测试导电胶的导通电阻值；
计算机及软件系统7，用于接收各个模块的反馈信号，驱动及协调上述各个模块的动作。

Claims (10)

1.一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，其特征在于：在石英谐振器生产过程中完成涂胶、固化作业后，进行导电胶粘接质量的检测，包括以下操作步骤：
a.根据被检测工件（1）的尺寸、频率等信息，利用晶片的振荡能量范围公式确定晶片振荡的核心能量区（1-2），再结合经验值，避开晶片振荡的核心能量区（1-2），确定晶片上的可测试区域（1-1）；
b.依据确定的晶片可测试区域（1-1），将弹片与电极的右上或右下夹角顶点作为定位原点，通过示教模块（2）将其输入图像识别模块（3）系统以精准识别可测试区域（1-1）；
c.利用探针测试晶片电极的测试区域，通过数字电桥读取电阻值，即为导电胶的导通电阻值；
d.将测试所得的电阻值显示并存入数据库，用于工件导电胶粘接质量分析和产品的追溯，对不符合要求的工件进行返工或报废处理，合格工件进入下道加工工序。
2.根据权利要求1所述的现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，其特征在于：在所述步骤a中，被检测工件（1）的振荡的核心能量区范围是直径为da的圆形区域，其计算公式为：，其中da为核心能量区直径，n为泛音次数（n=1,3,5…），h为晶片厚度，R为晶片上的镀膜半径。
3.根据权利要求2所述的现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，其特征在于：在所述步骤a中，晶片上的可测试区域（1-1）为两个，分别在晶片的正、反面，可测试区域（1-1）描述为以晶片圆心为起点，晶片振荡的核心能量区（1-2）以外，倒边区域（1-3）以内的镀层上，如果晶片有倒边，避开倒边区域（1-3）。
4.根据权利要求3所述的现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，其特征在于：在所述步骤c中，通过数字电桥（6）测试电阻值，实际测试的点是晶体引线（1-4）与晶片电极，两点之间测得的电阻为导电胶的导通电阻。
5.根据权利要求4所述的现场检测石英晶片导电胶粘接质量的方法，其特征在于：在所述步骤d中，所述数据库中信息包括：生产批号，基座型号，基座厂家，晶片清洗条件，胶固化工艺，胶固化设备等信息。
6.一种现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，用于完成上述石英晶片导电胶粘接质量的检测，其特征在于：它包括工作台架（10）及安装在工作台架（10）上的示教模块（2）、图像识别模块（3）、测试位置对准模块、测试探头模块（9）、旋转平台模块（8）、数字电桥（6）、计算机及软件系统（7）；其中：
示教模块（2），用于将计算确定的被测试范围输入图像识别模块（3）系统；
图像识别模块（3），用于精确识别晶片电极上的可测试区域（1-1）；
测试位置对准模块，用于按图像识别的被测试位置进行精确对准；
测试探头模块（9），用于直接接触可测试区域（1-1）的单元；
旋转平台模块（8），用于晶片一面测试完成后旋转到另一面；
数字电桥（6），用于测试导电胶的导通电阻值；
计算机及软件系统（7），用于接收各个模块的反馈信号，驱动及协调上述各个模块的动作。
7.根据权利要求6所述的现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，其特征在于：所述测试位置对准模块包括X轴及Z轴调节组件（5）和Y轴调节组件（4），所述X轴及Z轴调节组件（5）和Y轴调节组件（4）均为电机驱动的丝杠螺母传动组件，螺母沿丝杠轴向移动，Y轴调节组件安装在X轴及Z轴调节组件（5）的螺母上。
8.根据权利要求7所述的现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，其特征在于：所述图像识别模块（3）和测试探头模块（9）均安装在Y轴调节组件（4）的螺母上，通过Y轴电机驱动丝杠螺母传动组件带动图像识别模块（3）和测试探头模块（9）接近或远离被测试工件（1）。
9.根据权利要求8所述的现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，其特征在于：所述测试探头模块（9）平行设置两组弹簧探针。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的现场检测石英晶片导电胶粘接质量的装置，其特征在于：所述旋转平台模块（8）设有旋转电机和旋转台，所述旋转电机输出轴与旋转台连接，在所述旋转台上安装待测试的工件（1）。
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CN116213198A (zh) * 2023-05-04 2023-06-06 合肥同晶电子有限公司 一种晶体谐振器自动点胶系统

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