CN116273758A - 一种高精密阵列接触式流体点胶方法 - Google Patents

Abstract

一种高精密阵列接触式流体点胶方法，包括以下步骤，胶点点阵图设计、机台准备，准备点胶器，组装点胶器，设置参数，流体上料，工件安装，校准工件，扫描工件，设定往复运动行程，测量工件高度，调节点胶器，开始点胶，完成点胶；与现有技术相比，采用工件沿竖直方向高频短距运动与工件相对应的阵列式点胶口，实现工件的升降式移动代替点胶器的升降，从而在若干点胶口的作用下，可实现工件的单次升降，对多个胶点的同时点胶作业，大大提高了整体的点胶效率，同时在点胶过程中，点胶器内的流体在加长管路的情况下具有更好的稳定性，适用于低粘度的流体点胶。

Description

一种高精密阵列接触式流体点胶方法

技术领域

本发明涉及流体点胶技术领域，具体涉及一种高精密阵列接触式流体点胶方法。

背景技术

流体点胶技术是微电子、光学封装中的一项关键技术，流体点胶技术以受控的方式对流体进行精确分配，将理想体积量的流体转移到工件，点胶时点胶口和工件表面存在较大间隙。

在现有的非接触式点胶技术中，存下以下问题：

1、传统非接触式点胶由于点胶口、内部撞针的尺寸限制以及内部撞针的运动控制问题，对直径在250um以下或体积量在1.5ug以下的胶点存在加工困难；

2、传统非接触式点胶由于流体从点胶口喷出并飞行至工件表面，存在点漂移问题，影响点胶位置精度；

3、传统非接触式点胶喷射过程易出现卫星点问题，影响整体点胶效果；

4、传统非接触式点胶阀体控制系统复杂，阀体成本较高。

在现有的接触式点胶技术中，存在以下问题：

1、传统接触式点胶需要点胶口及其点胶部件往复进行下降和抬起动作，通常只有单个点胶口进行点胶作业，点胶效率较低；

2、传统接触式点胶方案对于低粘度流体工艺稳定性差，流体极易从点胶口流出造成点胶口周围液滴堆积，点胶一致性、精度不足，不适用于高精密点胶场景；

3、传统接触式点胶主要通过调节给进压力大小及选用小尺寸内径点胶口来控制胶量。对于低粘度流体，由于流体自身流动性好，给进压力的可调节范围很窄，胶量难控制，同时，若选用小尺寸内径点胶口会对所要点胶的流体材料有诸多限制，实际使用中可行性不高。

综上，接触式点胶技术基本不用于高精密点胶场景，而非接触式点胶技术阀体控制系统复杂，阀体成本较高，且难以实现对小胶点的有效点胶。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种点胶效率高、兼容低粘度流体的高精密阵列接触式流体点胶方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种高精密阵列接触式流体点胶方法，包括以下步骤：

步骤S1：将若干点胶器安装至机台夹具内，根据图纸设置相邻点胶口之间的物理间隔L1，并在机台软件上设置相对应点胶器的各个参数；

步骤S2：通过将工件吸附于设备上，并对工件进行扫描，用激光位移传感器扫描整个工件点胶区域，记录工件表面高低起伏数据；

步骤S3：在机台软件上设定工件的升降式往复运动行程，设定往复运动行程h，并根据点胶器点胶高度S参数，得出工件与点胶器之间的所需高度差H，将点胶器下降至与工件点胶起始点存在高度差H处；

步骤S4：通过机台带动若干点胶器水平移动配合工件的升降式往复运动实现点胶过程中，点胶路径以扫描式方式配合拟合图案外形的方式行进，且结合步骤S2中所扫描的工件表面高低起伏数据，通过工件或点胶器Z向升降进行相对应的高度补偿；

扫描式方式为阵列排布的若干点胶口沿着与其自身正交的方向进行连续的来回点胶动作，每个单程连续点胶动作中的点胶动作次数是由每个点胶口路径上所对应的点胶数的最大值决定；

步骤S5：完成点胶。

作为本发明的一种优选方案，所述点胶器由陶瓷针嘴和毛细管组装而成，点胶器组装前对陶瓷针嘴进行预处理，将陶瓷针嘴表面形成有疏水层。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中若干点胶器阵列排布。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中若干点胶器沿直线等距排列。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中点胶器的参数包括给进压力、回吸压力、提前开关个数、表面处理频率、XY移动速度、工件往复运动速度和点胶口平行方向胶点间隔L2、点胶口正交方向胶点间隔L3。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中设备工件平台下方加装有带动工件往复升降的音圈电机或直线电机。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S1中相邻点胶口之间的物理间隔L1为所需相邻点胶口平行方向胶点间隔L2的整数倍。

作为本发明的一种优选方案，所述物理间隔L1为点胶口平行方向胶点间隔L2的N倍，且包括M根阵列排布的点胶口，当阵列排布的点胶口沿着与其自身正交的方向来回N/2次连续点胶作业后，需沿着与阵列排布的点胶口自身平行方向进行M-1倍物理间隔L1的平移。

作为本发明的一种优选方案，当N为奇数时，N/2次代表最后一个来回只走完单程即平移，阵列排布的点胶口平移后重新沿着与其自身正交的方向进行连续的来回点胶动作。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S4中，拟合图案外形的方式为：阵列排布的若干点胶口沿着与其自身正交的方向来回切换时，阵列排布的若干点胶口除了需要沿着与其平行方向平移1个胶点间隔L2之外，还需要根据点胶图案外形变化同时沿着与其正交方向平移1个或多个胶点间隔L3。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S4中，若点胶图案为矩形阵列时，在若干点胶器沿着与其自身正交的方向来回切换时，阵列点胶口只需要沿着与其平行方向平移1个胶点间隔L2。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S4中，在点胶口的使用前和使用过程中，对点胶口进行表面处理，点胶口表面处理包括：

将点胶口移动至放置有纳米海绵的清洗槽位，将点胶器向下运动扎入纳米海绵中并进行回字形运动而后向上抬起点胶器；经过清洗的点胶口再移动至擦胶涂抹疏水剂工位。

作为本发明的一种优选方案，所述机台夹具上设有与点胶器相连接的三轴精密滑台。

作为本发明的一种优选方案，所述毛细管为不锈钢材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用工件沿竖直方向高频短距运动与工件相对应的阵列式点胶口，实现工件的升降式移动代替点胶器的升降，从而在若干点胶口的作用下，可实现工件的单次升降，对多个胶点的同时点胶作业，大大提高了整体的点胶效率，同时在点胶过程中，点胶器内的流体在减少移动路劲的情况下具有更好的稳定性，适用于低粘度的流体点胶；

2、使接触式点胶效率大幅提升，同时采用相连接的陶瓷针嘴和不锈钢毛细管，在不锈钢毛细管的管阻作用下，对低粘度材料的流量控制更加精准，且在不改变点胶口尺寸的情况下，实现对胶点的有效点胶，解决传统方案需要使用内径更小点胶口来控制流量的弊病；

3、采用相连接的陶瓷针嘴和不锈钢毛细管，使得点胶口强度高、刚性好，解决不锈钢毛细管易变形、弯折等问题，可兼容在线表面处理动作，陶瓷针嘴尺寸精度高、内外径同心度好，阵列点胶口间隔调节更精准，点胶位置偏差小；

4、采用对点胶口的预处理和在线表面处理相结合，对阵列点胶口尖端表面进行清洁及疏水化处理，流体在疏水化后的陶瓷表面更不容易进行侧壁方向的扩展，减少流体材料堆积的风险，并通过设定表面处理频率，可在连续点胶作业中使阵列点胶口稳定维持在无流体堆积的状态；

5、通过对毛细管进行加长设置，在加长的毛细管的管阻影响下，对低粘度材料的流量控制更加精准，可根据胶点尺寸在10～80psi范围内调节给进压力，同时可解决传统方案需要使用内径更小点胶口来控制流量的弊病，以250ｕｍ胶点直径为例，点胶口内径可放宽至150～230ｕｍ；

6、通过以上技术优化，本发明可实现胶点直径在50～500ｕｍ±５％、胶量波动＜１０％、点胶位置精度＜±15ｕｍ的工艺效果。

附图说明

图1是点胶器的结构示意图；

图2是工件处于复位状态的结构示意图；

图3是工件处于点胶状态的结构示意图；

图4是沿阵列点胶口正交方向移动的点胶示意图；

图5是沿阵列点胶口平行方向移动的点胶示意图；

图6是阵列点胶口的点胶示意图；

图7是陶瓷针嘴的结构示意图；

图8是陶瓷针嘴的正常点胶示意图；

图9是陶瓷针嘴的异常点胶示意图；

附图标记：点胶器1，陶瓷针嘴11，毛细管12，料筒13，点胶通道14，点胶口15，外壁111，工件2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

如图1-图9所示，一种高精密阵列接触式流体点胶装置，包括阵列排布的若干点胶器1；所述点胶器1由相连接的陶瓷针嘴11和不锈钢毛细管12组成，且陶瓷针嘴11竖直设置于不锈钢毛细管12底部，不锈钢毛细管12顶部设有用于装载流体的料筒13；所述陶瓷针嘴11中部形成有与不锈钢毛细管12相连通的点胶通道14，陶瓷针嘴11底部开口处形成有与点胶通道14相连通的点胶口15；所述陶瓷针嘴11和点胶通道14均为自上而下尺寸逐渐减小的锥形结构。

流体先在压力作用下通过狭长的不锈钢毛细管12而后从前端陶瓷针嘴11流出，不锈钢毛细管12由于内壁近似无锥度且可通过传统加工工艺进行加长长度制作，可为低粘度流体提供足够的壁阻，陶瓷针嘴11强度高、不易变形，同时加工成型一致性好，将陶瓷针嘴11组合在不锈钢毛细管12尖端，同时用机械夹持方式稳固陶瓷针嘴11，使用时仅陶瓷针嘴11暴露在外部，相比常规毛细管针嘴可抵抗一定外力防止针嘴移位、变形等。

同时利用不锈钢毛细管12易变形的特点，陶瓷针嘴11均为开口竖直向下固定，不锈钢毛细管12的管身会存在一定倾斜，这样做可以保证前端的陶瓷针嘴11物理间隔L1做得相对较小，物理间隔L1小可以提升非矩形图案拟合外形点胶时的效率。

陶瓷针嘴11内壁和外壁111均具有一定锥度，内壁锥度对工艺影响较小且均为模具成型，不作过多调整，外壁111锥度对流体堆积、在线表面处理等均有较大影响，外壁111锥角越小流体材料越不容易堆积至针嘴侧壁周围，同时和后续在线表面处理方式配合更好，但受限于精密陶瓷针嘴成型工艺，外锥角锥度无法消除。

因流体需要通过加长的不锈钢毛细管12到达陶瓷针嘴11，流体流动的阻力主要来自于不锈钢毛细管12部分，不需要陶瓷针嘴11来控制流体流动速率，陶瓷针嘴11内径对流体体积量影响小，故可以选用内径更大的点胶口，减少对流体材料的限制。

流体流出陶瓷针嘴11后会形成类似球冠的小液滴，在表面张力作用下小液滴会沿着陶瓷针嘴11的端面向四周扩展直至针嘴外壁111，若针嘴外径相对所需胶点直径偏小，给定压力下单位时间内流出流体过多，流体会继续扩展翻过端面沿着针嘴外壁往上扩展，流体在针嘴外壁形成材料堆积造成点胶偏位，点胶尺寸波动。若针嘴内径和外径之比过小，则会因为小液滴四周扩展速率的不一致引入点胶位置偏差。故为抑制流体往针嘴外壁扩展以及保证点胶精度，点胶时需选用合适的针嘴规格。

实施例一：

采用陶瓷针嘴11的外锥角锥度范围为20～40°，选择陶瓷针嘴11外径尺寸为所需胶点直径的0.5～2倍，点胶口15内径与陶瓷针嘴11底部外径之比为0.25～0.90，给进压力一定时，流体通过毛细管12流至陶瓷针嘴11而后流出，流体单位时间内流出的体积量由增加管阻后的毛细管12控制，流体流出的位置由陶瓷针嘴11的位置控制，流体接触工件形成的胶点尺寸由给进压力、陶瓷针嘴11规格、点胶高度S共同控制。

实施例二：

在实施例一的基础上，选用不锈钢材质的毛细管12，在加长结构的毛细管12的管阻影响作用下，对低粘度材料的流量控制更加精准，可根据胶点尺寸在10-80psi范围内调节给进压力，同时可解决传统方案需要使用内径更小点胶口来控制流量的弊病，以250um胶点直径为例，点胶口内径可放宽至150～230um。

实施例三：

在实施例一的基础上，当选用常规流体和常规工件2时，由于该类流体和工件2的粘性力均较大，在实际点胶过程中，工件2的升降式往复运动的距离一般只需在100～400um即可将流体和点胶口15进行有效分离，从而可实现通过工件2的升降式高频短距往复运动代替点胶口15的升降式点胶。

实施例四：

在实施例一和实施例三的基础上，由于工件2和点胶口15受限于电机加速度，当速度达到一定程度以后即无法实质提高移动效率，通过阵列式点胶口15替代传统的单点胶口，在并未提高机械运动效率的情况下，使用阵列点胶获得实质的加工效率提升，同时使用阵列点胶口15在实际使用过程中需要保证相邻点胶口15之间间隔的一致性问题、点胶口15水平高度的一致性问题、阵列打印路径问题。

对比例一：

其它条件同实施例1，若精密陶瓷针嘴外锥角选用规格大于40°，流体会更快向侧壁扩展，液滴接触工件时被粘走的体积量出现明显波动。

对比例二：

其它条件同实施例1，若精密陶瓷针嘴内径外径选用不匹配，点胶工艺质量出现异常。

一种高精密阵列接触式流体的点胶方法，包括以下步骤：

胶点点阵图设计、机台准备，根据设计需要绘制胶点阵列的散点图，并选用对应的点胶器1，准备点胶器1，对陶瓷针嘴11进行预处理，处理完成后将陶瓷针嘴11和不锈钢毛细管12进行组装。

陶瓷针嘴11的预处理为：将陶瓷针嘴11进行等离子清洗，并将陶瓷针嘴11在疏水剂中浸泡1～5min，取出陶瓷针嘴11放置于100～150℃烘箱中进行烘烤，烘烤时长为10～30min，对精密陶瓷针嘴11表面生长疏水层，疏水剂优选为烷氧基硅烷和酒精的溶液体系，但由于陶瓷针嘴11表面不同于传统不锈钢针嘴，疏水层在陶瓷表面仅为半永久状，若长时间浸泡有机溶剂如酒精、EA等，疏水层会退化，故实际连续作业还需要通过配套的在线表面处理进行工艺过程控制。

通过选用合适的陶瓷针嘴11能在一定程度上抑制流体扩展至点胶口15周围，在疏水层的作用下确保流体的流动稳定性，从而确保流出的流体的体积量的稳定性。

步骤S1：组装点胶器1，将若干点胶器1安装至机台夹具内，并根据图纸设置相邻点胶口15之间的物理间隔L1，相邻点胶口15之间的物理间隔L1为相邻所需胶点间隔L2的整数倍。

设置参数，在机台软件上设置相对应点胶器1的各个参数，包括给进压力、回吸压力、提前开关个数、表面处理频率、XY移动速度、工件往复运动速度和点胶口15平行方向胶点间隔L2、点胶口15正交方向胶点间隔L3，流体上料，选择所需的流体材料，并将装有流体材料的料筒13与相对应的不锈钢毛细管12相连通。

步骤S2：工件2安装，将工件2放置于设备吸盘上，并开启真空吸附，设备下方加装有带动工件2往复升降的音圈电机或直线电机，由于工件2所需的往复运动行程短，优选音圈电机，采用工件2升降高频短距运动方案由于运动路径缩短以及可以使用音圈电机进行高精度、高速响应，提高了点胶往复运动效率及点胶高度一致性。

校准工件2，识别抓取工件2标志点，根据工件2偏转角将工件2进行旋正，通过力矩电机对工件进行旋正。

扫描工件2，用激光位移传感器扫描整个工件2点胶区域，并记录工件2表面高低起伏数据。

步骤S3：设定往复运动行程，设定往复运动行程h，并根据点胶器1自身的点胶高度S，点胶高度S为当工件2正方向运动至上限行程，点胶口15距离工件最近时的高度间隙，得出工件2与点胶器1之间的所需高度差H。

测量工件2高度，采用激光位移传感器对工件2的点胶起始点进行高度测量，点胶高度S为：当工件2正方向运动至上限行程，点胶口15距离工件2最近时的高度间隙，点胶高度S不同导致流体实际接触工件2的表面积波动，进而造成胶点大小波动，点胶高度越小，液滴接触工件的面积越大，液滴倾向于扁平，点胶高度越大，液滴接触工件面积减小，液滴倾向于被工件自然粘落，但点胶高度过大会造成工件无法接触到液滴。

调节点胶器1，将点胶器1通过机台XY轴移动至工件2的点胶起始点，并将点胶器1下降至与工件2点胶起始点存在高度差H处。

机台XY轴上设有可以控制点胶器1和工件相对水平移动的移动平台，点胶器1的固定夹具上设有与多个点胶器1相连接的三轴精密滑台，三轴精密滑台为用于对多个点胶器1进行微调，从而确保阵列排布的若干点胶器1的点胶口15具有XYZ空间三方向的一致性。

优选呈直线排布的3个点胶器1组成阵列排布的点胶装置，3个点胶器1的点胶口15水平向一致性使用倒置相机进行观测，3个点胶器1的点胶口15的竖直向高度一致性用接触式传感器进行校准，在进行实际加工前需要对阵列排布的点胶器1进行校准以控制阵列点胶时胶量一致、点胶位置符合设计点胶间隔。

具体校准步骤：移动设备XY轴以及阵列排布的点胶器1的竖直高度，使阵列排布的点胶口15大致处于倒置相机观测位，小范围移动XY轴使倒置相机视野内可观察到中间点胶器1的点胶口15，并使相机视野中心对准该点胶口15中心，根据点胶间隔L1先使工件2水平移动，直至起始位置处点胶器1。调节对应三轴精密滑台使该点胶器1的点胶口15中心和相机视野中心重合。继续使设备XY轴水平移动，直至移动至最内侧点胶器1。调节对应的三轴精密滑台使该点胶口15中心和相机视野中心重合。移动设备XY轴以及点胶器1的竖直方向（Z轴电机移动）使阵列点胶器1的点胶口15处于接触式传感器上方约1～3mm，通过移动设备XY轴的水平位置以及点胶器1的Z轴使所有点胶口15依次触发接触式传感器，根据反馈的高度数据调节滑台对多根点胶口进行Z向高度微调，反复进行该步骤直至所有点胶口高度的偏差在±5um以内。

步骤S4：开始点胶，开启料筒13上的给进气压，流体通过不锈钢毛细管12持续从陶瓷针嘴11流出，工件2持续以往复运动行程h进行往复升降，点胶器1在机台XY轴移动下进行相对工件2的水平移动，点胶器1的相对移动与往复运动行程频率相对应，通过机台XY轴移动配合工件2的升降式往复运动实现点胶过程中，点胶路径以扫描式方式配合拟合图案外形的方式行进。

点胶器1在机台上的移动包括以下两种方式：

方式一：机台XY轴移动的是工件平台，点胶器1固定在Z轴电机上仅Z向可大范围移动，点胶时点胶器1实际XY不移动，只是相对工件平台XY移动，所有的倒置相机、接触式传感器、清洗工站全部是绑定在工件平台上，可以跟随工件平台移动。

方式二：机台XY轴移动的是点胶器1，点胶器1可XYZ三个方向大范围移动，点胶时工件平台XY方向不移动，仅点胶器XY移动，所有的倒置相机、接触式传感器、清洗工站全部是在固定位置不可移动。

由于阵列排布的点胶口15为直线排列，需考虑点胶时避开已点的位置同时图案边缘时的路径规划需要针对阵列点胶口特性特别处理，在点胶过程中，点胶路径是以一种扫描式配合拟合图案外形的方式行进。

扫描式方式具体为：阵列点胶口15沿着与其自身正交的方向进行连续的来回点胶动作。

在阵列点胶口15沿着阵列点胶口15正交的方向来回切换时，阵列点胶口15需要沿着与其平行方向平移1个点胶间隔。根据物理间隔L1和胶点间隔L2的关系，当阵列点胶口15沿着与其自身正交的方向来回N/2次连续点胶作业后需沿着与其自身平行方向进行M-1倍阵列间隔的平移，平移后重新沿着与其自身正交的方向进行连续的来回点胶动作。

拟合图案外形的方式为：阵列点胶口15每次沿着与其自身正交的方向进行连续点胶动作，在每个单程连续点胶动作中的点胶动作次数是由每个点胶口15路径上所对应的点胶数的最大值决定。沿着与其自身正交的方向来回切换时，阵列点胶口15除了需要沿着与其平行方向平移1个点胶间隔之外，还需要根据点胶图案外形变化同时沿着与其正交方向平移1个或几个胶点间隔L3，以保证回程时点胶动作次数是每根点胶口15路径上所对应的点胶数的最大值。当阵列点胶口15沿着与其自身正交的方向来回N/2次连续点胶作业后，平移过程同样需要按上述方式根据图案外形变化移动。

单次点胶动作流程是：点胶口15和工件2高度间隙处于点胶高度S加上往复运动行程h，工件2在XY轴停止移动后，工件2向上正方向运动1个往复运动行程h，即工件2先上升接触点胶口15流体完成点胶，工件2向下正方向运动1个往复运动行程h，即工件2下降恢复至高度差H，点胶口15在XY轴移动下相对移动到下一个点胶位置，重复上述动作即实现点胶过程。

常规流体和工件2表面的粘性力均较大，Z向往复运动的距离一般只需在100～400um即可将流体和点胶口15进行有效分离，通过将点胶口15的升降式往复运动用工件2的升降式高频短距往复运动代替，点胶口15的Z向升降运动仅用于移动路径避让工件表面的障碍物。

通过将传统的点胶口15往复运动用工件2的高频短距往复运动代替，点胶口15的升降仅用于避让工件2表面的障碍物，在步骤S2测量工件2表面起伏高度数据后，根据工件2的表面起伏高度对点胶器1和工件2之间的相对高度进行补偿调节，该补偿调节可通过Z轴电机Z向移动点胶器15或通过工件2 Z向移动实现，确保点胶移动过程中工件2不与点胶器1造成干涉。

步骤S5：完成点胶，完成所有点胶位点胶后，点胶器1在Z轴作用下抬起，工件2停止往复升降，关闭设备上的真空吸附取下工件2。

在点胶口15使用前和使用过程中，对点胶口15进行表面处理，移动设备XY轴将点胶口15移动至放置有纳米海绵的清洗槽位，将点胶器1向下运动扎入纳米海绵中并进行回字形运动而后向上抬起点胶器1。

点胶口15使用前或当点胶口15出现一定材料堆积时，通过XY轴将点胶口15移动至清洗槽位，清洗槽位放置有纳米海绵，将点胶口15竖直向下扎入纳米海绵中并进行回字形运动而后竖直向上抬起点胶口15。

纳米海绵可以是干燥或浸润有机清洗溶剂的，当浸润有有机清洗溶剂时需要采用挥发快的溶剂，否则大量溶剂残留在点胶口会和后续涂抹的疏水剂产生变质反应。经过清洗的点胶口15通过XY轴再移动至擦胶涂抹疏水剂工位，擦胶和涂抹两个动作是合并在一起进行。

该工位主体是一套带有滴液装置的擦胶机构，进行擦胶涂抹前，点胶口15先竖直向下下降至擦胶位，启动滴液装置，将擦胶机构的擦胶布用疏水剂润湿而后通过擦胶机构对擦胶布进行夹持，同时点胶口15也进行回字形动作，夹持约１～2S时间后松开夹爪，并将移动XY轴轴沿着点胶口15平行方向横移一个物理间隔L1，进行第二根针擦胶涂抹动作，直至全部点胶口15均处理完毕后抬起点胶口15。

在实际使用过程中，例如圆形阵列点胶：

首先胶点点阵图设计、机台准备：

以250ｕｍ胶点直径、0.875ｍｍ点间隔、8寸直径圆形点阵列为例，绘制胶点阵列的散点图并保存为DXF格式。

根据所需胶点尺寸选用带有280ｕｍ外径、150ｕｍ内径、20°外锥角陶瓷针嘴11的点胶器1。

将三个点胶器1安装至机台夹具内，根据点阵设计间隔调节3个点胶器1的点胶口15之间物理间隔L1为5.25ｍｍ。

将DXF图纸导入配套CAM软件，并在软件界面设置好给进压力、回吸压力、工件Z向高频短距往复运动距离、点胶高度、提前开关个数、在线表面处理频率、点胶口阵列间隔等参数。

选择合适的流体材料，并将装有热固胶材料的３根料筒连接到对应三个点胶器1的末端。

取1块８英寸硅片放置于设备工件吸盘上并开启真空吸附，设备进行机械回零动作。

视觉抓取硅片标记点，根据标记信息计算工件偏转角并将工件通过力矩电机旋正，并用激光位移传感器扫描整个工件点胶区域，CAM软件记录工件表面高低起伏数据。

用激光位移传感器对点胶起始点进行高度测量，而后进行首次点胶口在线表面处理动作，移动机台XY轴，将点胶口15移动至点胶起始位置，下降点胶口15至距离工件高度H处。

开启给进气压，流体开始持续流出，工件2在音圈电机或直线电机的作用下沿竖直方向开始高频短距往复运动。

设备XY轴按照扫描式移动路径运动，移动至图形边缘时阵列点胶口依次提前关闭或开启给进气压。

每进行3000点点胶动作暂停点胶，点胶口15自动抬起，先后移动至清洗槽位和擦胶涂抹疏水剂工位进行表面处理。

点胶口15移动至暂停点胶后的下一个点胶位，开启给进气压，工件2恢复竖直方向高频短距往复运动继续点胶。

完成所有点胶位点胶，点胶口15自动抬起，停止工件2运动，关闭真空吸附取下工件2。

采用工件Z向高频短距运动以及阵列式点胶口方案，使接触式点胶效率大幅提升。以250um胶点直径、0.875mm点间隔、40000点为例，点胶效率提升至31min以内，而相同的250um胶点直径、0.875mm点间隔、40000点的条件下，使用传统接触式点胶方式，效率仅为95min。使用传统非接触式点胶方式，效率仅为60min。

采用组合式一体点胶口作业，由于有不锈钢毛细管12的管阻影响。对低粘度材料的流量控制更加精准，可根据胶点尺寸在10～80psi范围内调节给进压力，同时可解决传统方案需要使用内径更小点胶口来控制流量的弊病，以250ｕｍ胶点直径为例，点胶口内径可放宽至150～230ｕｍ。

本发明可实现胶点直径在50～500ｕｍ±５％、胶量波动＜１０％、点胶位置精度＜±15ｕｍ的工艺效果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：点胶器1，陶瓷针嘴11，毛细管12，料筒13，点胶通道14，点胶口15，外壁111，工件2等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (14)

1.一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将若干点胶器（1）安装至机台夹具内，根据图纸设置相邻点胶口（15）之间的物理间隔L1，并在机台软件上设置相对应点胶器（1）的各个参数；

步骤S2：通过将工件（2）吸附于设备上，并对工件（2）进行扫描，用位移传感器扫描整个工件（2）点胶区域，记录工件（2）表面高低起伏数据；

步骤S3：在机台软件上设定工件的升降式往复运动行程，设定往复运动行程h，并根据点胶器（1）点胶高度S参数，得出工件（2）与点胶器（1）之间的所需高度差H，将点胶器（1）下降至与工件（2）点胶起始点存在高度差H处；

步骤S4：通过机台带动若干点胶器（1）水平移动配合工件（2）的升降式往复运动实现点胶过程中，点胶路径以扫描式方式配合拟合图案外形的方式行进，且结合步骤S2中所扫描的工件（2）表面高低起伏数据，通过工件（2）或点胶器（1）Z向升降进行相对应的高度补偿；

扫描式方式为阵列排布的若干点胶口（15）沿着与其自身正交的方向进行连续的来回点胶动作，每个单程连续点胶动作中的点胶动作次数是由每个点胶口（15）路径上所对应的点胶数的最大值决定；

步骤S5：完成点胶。

2.根据权利要求1所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述点胶器（1）由陶瓷针嘴（11）和毛细管（12）组装而成，点胶器（1）组装前对陶瓷针嘴（11）进行预处理，将陶瓷针嘴（11）表面形成有疏水层。

3.根据权利要求1所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述步骤S1中若干点胶器（1）阵列排布。

4.根据权利要求1所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述步骤S1中若干点胶器（1）沿直线等距排列。

5.根据权利要求1所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述步骤S1中点胶器（1）的参数包括给进压力、回吸压力、提前开关个数、表面处理频率、XY移动速度、工件往复运动速度和点胶口（15）平行方向胶点间隔L2、点胶口（15）正交方向胶点间隔L3。

6.根据权利要求1所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述步骤S2中设备工件平台下方加装有带动工件（2）往复升降的音圈电机或直线电机。

7.根据权利要求1所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述步骤S1中相邻点胶口（15）之间的物理间隔L1为相邻所需点胶口（15）平行方向胶点间隔L2的整数倍。

8.根据权利要求7所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述物理间隔L1为点胶口（15）平行方向胶点间隔L2的N倍，且包括M根阵列排布的点胶口（15），当阵列排布的点胶口（15）沿着与其自身正交的方向来回N/2次连续点胶作业后，需沿着与阵列排布的点胶口（15）自身平行方向进行M-1倍物理间隔L1的平移。

9.根据权利要求8所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，当N为奇数时，N/2次代表最后一个来回只走完单程即平移，阵列排布的点胶口（15）平移后重新沿着与其自身正交的方向进行连续的来回点胶动作。

10.根据权利要求7所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述步骤S4中，拟合图案外形的方式为：阵列排布的若干点胶口（15）沿着与其自身正交的方向来回切换时，阵列排布的若干点胶口（15）除了需要沿着与其平行方向平移1个胶点间隔L2之外，还需要根据点胶图案外形变化同时沿着与其正交方向平移1个或多个胶点间隔L3。

11.根据权利要求7所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述步骤S4中，若点胶图案为矩形阵列时，在若干点胶器（1）沿着与其自身正交的方向来回切换时，阵列点胶口（15）只需要沿着与其平行方向平移1个胶点间隔L2。

12.根据权利要求1所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述步骤S4中，在点胶口（15）使用前和使用过程中，对点胶口（15）进行疏水处理，点胶口（15）表面处理包括：

将点胶口（15）移动至放置有纳米海绵的清洗槽位，将点胶器（1）向下运动扎入纳米海绵中并进行回字形运动而后向上抬起点胶器（1）；

经过清洗的点胶口（15）再移动至擦胶涂抹疏水剂工位。

13.根据权利要求1所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述机台夹具上设有与点胶器（1）相连接的三轴精密滑台。

14.根据权利要求2所述的一种高精密阵列接触式流体点胶方法，其特征在于，所述毛细管（12）为不锈钢材质。

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