CN201066510Y - 电子标签半自动封装机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子标签半自动封装机，由三个气缸、发热装置、用于天线基板上料的真空吸附板及控制装置构成。发热装置由上下加热头和装在其中的电热器以及温度传感器组成，气缸固定在上板上，进气口装有带速度传感器的调速阀，气缸的活塞杆头部吸附上加热头，气缸并列设置于真空吸附板底部，可随真空吸附板一并移动，平台上平行设置有可供真空吸附板移动的两导轨。本实用新型封装性能好、可靠性强、性价比高，而且设计新颖，结构简单，产品通用互换性好，易于推广，与全自动电子标签封装生产线相比，一次性投资额小，封装成本低，适用于小型企业、多品种、中小批量电子标签的封装工作，也适用于电子标签(RFID)的工艺实验研究。

Description

电子标签半自动封装机

技术领域

本实用新型涉及一种电子标签封装机械，尤其涉及一种电子标签半自动封装机。

背景技术

电子标签是RFID(无线射频识别技术)系统的核心，它由微型半导体芯片及天线基板组成。电子标签半自动封装机是将芯片与天线基板可靠封装的专业设备。电子标签封装机的技术原理是以天线基板(纸或PET为基带、基带上载有蚀刻或印刷好的天线)、划好片的晶圆(wafer)、以及导电胶或不导电胶这三种材料为原料，在带有辅助放大设备支持的人工视觉或机器视觉的引导下，将芯片从wafer上取下来，采用导电胶(ICA、ACA)或不导电胶(NCA)的互连工艺，将芯片倒装贴片并封装到天线基板上，实现电子标签的封装。电子标签封装技术是实现RFID产业化的关键技术之一。国外的电子标签封装技术发展很快，封装工艺从层压(包括熔压、封压等)、胶合到芯片倒封装工艺；封装设备已发展到高速、高精度的全自动封装机。国外主要的生产商有德国纽豹Muehlbauer，法国自动化、日本东立Toray、奥地利datacon等。我国对电子标签封装设备的研制起步较晚，由于RFID产业的飞速发展，国内研制的步伐已赶不上需求，国外高性能全自动的电子标签封装机已进入了我国市场。全自动电子标签封装机对天线基板的要求特别高，必须要用进口的天线基板才能实现高精度、高速度的封装，对于发展我国自己生产的天线基板极为不利。另外，昂贵的进口生产线设备投入也往往让客户望而却步。昂贵的设备投资也使电子标签的生产成本大大提高，全自动电子标签封装机的封装成本为0.6-0.8元，几乎占到1枚电子标签总成本的2/3。所以，电子标签封装机价格昂贵，封装成本过高已成为我国推广RFID技术的两大制约因素之一。

发明内容

本实用新型的目的在于：封装性能好、可靠性强、造价低、封装成本低、性价比高、适用于小型企业、多品种、中小批量电子标签的封装的电子标签半自动封装机。

本实用新型的目的通过以下方案实现：由三个气缸、发热装置、用于天线基板上料的真空吸附板及控制装置构成。发热装置由上下加热头和装在其中的电热器以及温度传感器组成。气缸固定在上板上，进气口装有带速度传感器的调速阀，气缸的活塞杆头部吸附上加热头，气缸并列设置于真空吸附板底部，可随真空吸附板一并移动，吸附有下加热头的气缸与真空吸附板工作孔同心，在下加热头与真空吸附板工作孔间形成与气缸导气管相连的真空吸附腔，平台上平行设置有可供真空吸附板移动的两导轨。

本实用新型所述的控制装置由单片机、前、后位置传感器及显示屏构成。前、后位置传感器分别设置于导轨两端，并分别与单片机两数据口相连，且单片机的数据口还分别与气缸上的速度传感器、上加热头内的温度传感器及显示屏相连，单片机上的时钟端连接气缸的换向阀。

本实用新型所述上板下方对称设置有两个螺旋微调器，在气缸活塞杆头部与上加热头间设置中板，设置于上板及平台间的支柱上固定有用以限制螺旋微调器下移的限位块，螺旋微调器穿过中板的螺纹孔，其头部与限位块接触，上加热头上部的导向套内自上而下依次设置有磁铁、限位螺塞、压簧及导向杆。

本实用新型的所述平台上设置有用于放置显微镜或放大镜的安装座。

本实用新型中板上固连的对称设置的两个导向杆，分别穿过上板上的两个导向套。温度传感器为热敏电阻式传感器。

本实用新型封装性能好、可靠性强、性价比高，由于其价格优势明显，可填补国外进口产品的不足之处。而且设计新颖，结构简单，产品通用互换性好，易于推广，与全自动电子标签封装生产线相比，一次性投资额小，封装成本低，适用于小型企业、多品种、中小批量电子标签的封装工作，也适用于电子标签(RFID)的工艺实验研究，确定导电胶的固化时间、压力和温度。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图；

图2为本实用新型俯视图；

图3为本实用新型下加热头结构示意图；

图4为本实用新型控制原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型由三个气缸1、6、7、发热装置、用于天线基板上料的真空吸附板4及控制装置构成。发热装置由上下加热头3、5和装在其中的电热器以及温度传感器组成。气缸1固定在上板19上，进气口装有带速度传感器的调速阀，气缸1的活塞杆头部吸附上加热头3，气缸6、7并列设置于真空吸附板4底部，可随真空吸附板4一起移动，吸附有下加热头5的气缸6与真空吸附板4工作孔同心，在下加热头5与真空吸附板4工作孔间形成与气缸7导气管相连的真空吸附腔，可使真空吸附板产生负压，使天线基板平整地吸附在真空吸附板上。平台上平行设置有可供真空吸附板4移动的两导轨9。控制装置由单片机PC、前、后位置传感器8、13及显示屏11构成，前、后位置传感器8、13分别设置于导轨两端，并分别与单片机PC数据口相连，且单片机PC的数据口还与分别与气缸1上的速度传感器、上加热头3内的温度传感器及温度传感器相连，单片机PC上的时钟端连接气缸1的换向阀。调整调速阀即可控制上加热头工作进给行程的下压速度，使上加热头接近芯片时下压速度低于额定值，避免上加热头冲击芯片造成芯片破裂。气缸6将吸附的下加热头从真空吸附板的孔中顶起，使下加热头进入工作位置。气缸7则起到让真空吸附板产生负压，使天线基板平整地吸附在真空吸附板上的作用。上板19下方对称设置有两个螺旋微调器2，在气缸1活塞杆头部与上加热头间设置中板18，设置于上板19及平台20间的支柱17上固定有用以限制螺旋微调器2下移的限位块16，螺旋微调器2穿过中板18的螺纹孔，其头部与限位块16接触。中板18上固连的对称设置的两个导向杆14，分别穿过上板19上的两个导向套15。上加热头3上部的导向套15内至上而下依次设置有磁铁21、限位螺塞24、压簧23及导向杆23。平台上设置有用于放置显微镜或放大镜的安装座10。微调器每转动1小格，将可使与之固连的中托板及固定在中托板上的气缸1上升或下降0.01mm，靠永磁铁吸附在活塞杆头部的上加热头工作面也将随之上升或下降0.01mm，当气缸1驱动与之相连的上加热头下降并压到芯片时，上加热头中的压簧受到压缩，使上加热头3对芯片的压力与因压簧受到压缩而产生的弹力平衡，由于特制的压簧特性为压移量每增加1mm，压簧的弹力增加0.5N，故每通过微调器使上加热头下移0.01mm，上加热头对芯片的压力将增加0.005N。装在上下加热头中的温度传感器将温度信号传给单片机，单片机将根据温度高于还是低于设定温度，指令电热器将温度信号传给单片机，单片机将根据温度高于还是低于设定温度，指令电热器启动或停止，使上下加热头始终保持在设定温度；单片机中的时间控制单元则根据设定的热压时间，指令上下加热头升降，使之压上或离开芯片和天线基板，在工作过程中，控制屏上始终显示出设定温度、实际温度和设定保压时间。当设备运行前或采用手动工作模式时，按动控制屏上的按钮，可以调整设备设定温度和设定的热压时间值。在手动模式下，所有真空吸附板与气缸动作均需人为参与，即温度、固化时间均与单片机控制程序无关。

本产品电子标签半自动封装机的技术原理是：由人工上下料并在带有辅助放大设备支持的人工视觉引导下，实现芯片与滴有导电胶的天线基板的倒封装精确对位；而在对电子标签封装质量有着最重要影响的低温热压固化过程中则通过微机系统对加热头的温度、热压时间、上加热头的进给速度等多个物理量进行精确的测量和控制，使封装过程中芯片、天线基板与导电胶之间的低温热压固化黏结过程始终在确定的工艺参数下自动进行，从而实现电子标签的半自动封装。

Claims (6)

1.一种电子标签半自动封装机，其特征在于：由三个气缸(1、6、7)、发热装置、用于天线基板上料的真空吸附板(4)及控制装置构成，发热装置由上下加热头(3、5)和装在其中的电热器以及温度传感器组成，气缸(1)固定在上板(19)上，进气口装有带速度传感器的调速阀，气缸(1)的活塞杆头部吸附上加热头(3)，气缸(6、7)并列设置于真空吸附板(4)底部，可随真空吸附板(4)一并移动，吸附有下加热头(5)的气缸(6)与真空吸附板(4)工作孔同心，在下加热头(5)与真空吸附板(4)工作孔间形成与气缸(7)导气管相连的真空吸附腔，平台(20)上平行设置有可供真空吸附板(4)移动的两导轨(9)。

2.根据权利要求1所述的电子标签半自动封装机，其特征在于：控制装置由单片机(PC)、前、后位置传感器(8、13)及显示屏(11)构成，前、后位置传感器(8、13)分别设置于导轨两端，并分别与单片机(PC)数据口相连，且单片机PC的数据口还与分别与气缸(1)上的速度传感器、上加热头(3)内的温度传感器及显示屏(11)相连，单片机(PC)上的时钟端连接气缸(1)的换向阀。

3.根据权利要求1所述的电子标签半自动封装机，其特征在于：上板(19)下方对称设置有两个螺旋微调器(2)，在气缸(1)活塞杆头部与上加热头间设置中板(18)，设置于上板(19)及平台(20)间的支柱(17)上固定有用以限制螺旋微调器(2)下移的限位块(16)，螺旋微调器(2)穿过中板(18)的螺纹孔，其头部与限位块(16)接触，上加热头(3)上部的导向套内至上而下依次设置有磁铁、限位螺塞、压簧及导向杆。

4.根据权利要求1或2所述的电子标签半自动封装机，其特征在于：平台上设置有用于放置显微镜或放大镜的安装座(10)。

5.根据权利要求3所述的电子标签半自动封装机，其特征在于：中板(18)上固连的对称设置的两个导向杆(14)，分别穿过上板(19)上的两个导向套(15)。

6.根据权利要求1或2所述的电子标签半自动封装机，其特征在于：温度传感器为热敏电阻式传感器。

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