CN212169293U - 一种具有加热模组的ic模块拾取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种具有加热模组的IC模块拾取装置，包括位于上方且顶部与机械臂固定连接的拾取头和位于下方的智能卡传送轨道，所述的拾取头下端面为大小与双界面IC模块大小相配合的平整矩形表面，中心开口，内部径向设有通过真空电磁阀控制的真空气道，所述的拾取头的真空气道外围设有固定于拾取基座上的加热模块，所述的加热模块设有连接电源的加热器。加热器旁侧还设有温度传感器，由温控模块通过加热器的热电偶实现温度自动调节功能，真空电磁阀采用触发工作方式，在拾取头运行至拾取工作的工位上方时，真空电磁阀通过控制拾取头上的真空气道建立真空对双界面IC模块进行自动拾取工作。

Description

一种具有加热模组的IC模块拾取装置

技术领域

本实用新型涉及一种IC 智能卡的自动加工装置，特别是公开一种具有加热模组的IC模块拾取装置，用于双界面IC智能卡制作中的焊接工艺步骤中，提高IC 智能卡制作中的加工精度和加工效率，属于信息技术领域的自动加工技术。

背景技术

目前生产IC智能卡尤其是双界面智能卡的生产过程一般包括以下：

首先是天线层的制作，一般是在天线基材上使用超声波将铜漆包线埋入，形成天线层，也有少量厂家将机器绕制好的漆包线线圈使用粘结的方法粘在天线基材上，形成天线层。由于天线的两端必须具有合适的相对位置，来适应双界面模块的两个焊盘，所以天线的一端会从外圈跨越内圈到达距离天线另外一端的合适位置处，而这种结构容易造成短路，因此，绕制的天线必须采用漆包线以避免天线电路的短路。

随后，将正面印刷层和衬层、天线层、背面印刷层和衬层精准对位后进行层压。

将层压好的大张半成品放入冲卡机，冲切成标准的双界面卡卡基。

在双界面卡卡基的双界面模块所在处进行铣槽，使用手工将天线两端的线头从天线基材中挑出，并将天线从天线基材中拉出一定长度，将拉出的两段天线修剪为相同长度并使其垂直向上。

对双界面模块的焊盘进行上锡处理，并用铣刀将过高的焊锡铣掉留有合适的高度，焊盘以外的地方粘贴热熔胶膜。

通过手工或自动机器将双界面模块的焊盘与双界面卡卡基上直立的天线焊接在一起，并将焊接好的双界面模块摆放在双界面卡卡基铣好的槽内。

使用热压设备将双界面模块上的热熔胶膜融化后，最终将双界面模块与双界面卡基粘结在一起。

上述的生产过程中，至少在几个方面存在问题：

多个步骤需要手工完成，如挑线头、拉线、立线、剪线头、带有直立线头的双界面卡基往设备上摆放等，而人工对准操作依靠工人的操作熟练度及其工作经验来判断和进行，致使IC智能卡制作加工的产量低、质量难以保证，另外这些操作难度大，废品率高。

双界面模块与卡基之间的粘合是依靠热熔胶来完成，在上述的传统双界面智能卡的加工工艺中可以看出，是先将双界面模块放置到卡基上的模块槽内后，才在双界面模块的正面加热。使用这种加热模式，必须等到热量从模块正面传递到背面，才能将热熔胶膜融化。

这个过程控制起来不会很精确，往往会造成过多的热量传递到卡基上，使卡基变形，影响到整体的外观效果；如果对外观效果有所顾虑，就会减少热压时间或降低热压温度，就会造成热熔胶融化不充分，从而降低双界面模块与卡基的粘合力，使得双界面模块容易脱落，或者松动后造成焊点受力，进而焊点松动，导致卡片失效。

目前，较新的一种双界面卡生产工艺是：使用电镀或蚀刻铜天线来代替原先工艺中的漆包线。在层压成卡基后，经过铣槽工序露出铜天线，然后将双界面模块与铜天线焊接在一起。

由于使用了电镀或蚀刻铜天线，但是这种天线的厚度均不超过0.02mm，无法从天线基材上剥离，所以原先工艺中的挑线工艺将无法使用，原工艺中的焊接设备亦无法实现。这就需要一种全新的焊接设备。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有技术的缺陷，设计一种具有加热模组的IC模块拾取装置，用于双界面IC智能卡制作中的焊接工艺步骤中，不仅提高生产效率，而且解决了目前双界面IC智能卡的焊接工艺步骤中存在的手工对准精度差、焊接质量难以保证等弊端。

本实用新型是这样实现的：一种具有加热模组的IC模块拾取装置，其特征在于：包括位于上方拾取头和位于下方的智能卡传送轨道，所述拾取头的顶部与机械臂连接固定，通过机械臂实现上下垂直及左右水平两个方位上的位移，下端面为大小与双界面IC模块大小相配合的平整矩形表面，中心开口，内部径向设有通过真空电磁阀控制的真空气道，所述真空气道的孔径为3~6mm，所述拾取头位于下部的真空气道外围设有加热模块，所述拾取头的下端面伸出加热模块的下端面，所述加热模块的上端面通过拾取基座与拾取头固定连接成一体，在所述的拾取基座和加热模块之间设有隔热层。

所述的加热模块上设有连接电源的加热器。所述的加热器旁侧还设有温度传感器，温度传感器与温控模块连接，由温控模块通过加热器的热电偶实现温度自动调节功能，保持拾取头的温度范围为120℃～220℃。所述的加热模块体积大于或等于50×50×40mm，在加热模块表面贴有防止热辐射的金属箔。

所述的真空电磁阀采用触发工作方式，在拾取头运行至拾取工作的工位上方时，真空电磁阀通过控制拾取头上的真空气道建立真空来对双界面IC模块进行自动拾取工作。

所述的拾取头下端面矩形的宽度和长度分别小于双界面IC模块的宽度和长度0.1～2mm。

所述的智能卡传送轨道一端设有智能卡定位销的通孔，智能卡定位销通过螺线电机带动作上下垂直方位的轴向运动，在传送轨道上设有光电传感器，所述的螺线电机接收到光电传感器感应到IC智能卡卡基通过其工位上方时发出的触发信号后带动智能卡定位销自通孔伸出，将IC智能卡卡基定位在工作位置，在智能卡传送轨道上还设有用于将拾取头上拾取的双界面IC模块重新定位的定位装置，所述的定位装置通过伺服电机驱动做收缩动作或扩张动作，在拾取头拾取双界面IC模块到达IC智能卡卡基上方时，定位装置做收缩动作，将拾取头下的双界面IC模块平推至拾取头的正中心位置，在双界面IC模块被推动到位后，定位装置做扩张动作，退回至原位。

本实用新型用于IC智能卡的生产制作，尤其适合对制作精度要求较高的双界面智能卡的生产制作中。

在本实用新型的工序之前，还有对双界面IC模块的上锡和背胶处理的工序，通过前置的上锡和背胶处理工序，在双界面IC模块背面贴附有一层热熔胶膜（需要避开模块焊盘位置），并在IC模块焊盘处熔融适量焊锡，这些前置工序目前市面上已经有很多机器可以实现，本实用新型不作赘述。

当冲切模具将双界面IC模块从完整的条带上冲切下来后，双界面IC模块正面朝上（模块焊盘朝下），本实用新型的拾取头利用其设置的真空装置工作，由机械臂带动，位移至单个双界面IC模块上方并将其吸取起来，然后机械臂再带动拾取头移动，将双界面IC模块放入到IC智能卡卡基上的IC模块槽内。本实用新型通过定位装置将吸附在拾取头上的双界面IC模块于下方位于智能卡传送轨道上的IC智能卡卡基上的IC模块槽精确对准定位，然后由拾取头将双界面IC模块压入到IC智能卡卡基上的IC模块槽内，并保持一定时间后，拾取头抬起。拾取头上设置的加热装置使得拾取头保持在一个固定的温度范围，此温度可以使双界面模块从被拾取头吸取，至双界面IC模块被放入IC智能卡卡基上的这段时间为止，双界面IC模块背面的热熔胶膜能被融化，并且双界面IC模块背面焊盘上的焊锡也被融化。双界面IC模块依靠热熔胶与IC智能卡卡基粘合在一起，融化的焊锡则将模块焊盘和天线连接为一起。本实用新型拾取头的真空装置只有在吸取双界面IC模块时真空装置才工作，使拾取头具有真空吸力，当放下双界面IC模块后，真空装置停止工作，拾取头失去真空吸力，这样可以降低拾取头的温度变化范围。

采用现有技术进行双界面IC模块与IC智能卡卡基之间的粘合工序时，在前置的上锡和背胶处理工序中，需要对焊盘上的焊锡进行铣平处理，否则容易由于焊锡不平整而导致造成焊接精度不够，废品率高，质量难以保证，并且焊接后卡片变形大、外观凹凸不平等缺陷。但是采用本实用新型设备时，不需要这一道铣平处理工序，因为拾取头1自带加热功能，在拾取头1拾取IC模块后就对其进行加热，在IC模块放入到IC智能卡卡基中时，就把IC模块背面焊盘上的焊锡融化，使其很容易与IC智能卡卡基内的铜线焊接在一起，因此比现有技术的生产工艺减少了一道铣平工序，降低了相应设备的造价，亦降低了生产成本。

本实用新型的有益效果是：本实用新型不再需要采用人工操作方式将双界面IC模块摆放在IC智能卡卡基上铣好的IC模块槽内的等手工工序，从而节省了大量人工操作，产能得到大幅提高，产品质量得以保证。本实用新型减少了双界面IC模块封装时加热对IC智能卡卡基的影响。因为在拾取双界面IC模块后，拾取头就对双界面IC模块上的热熔胶膜开始进行加热了，等到压入IC智能卡卡基时，热熔胶膜已经融化，所以拾取头将双界面IC模块压入到IC智能卡卡基上的IC模块槽内时只需要保持很短的时间，就可以从双界面IC模块上抬起，从而减少了热量对IC智能卡卡基的影响。而且，热熔胶膜和被其粘结的两个物体――双界面IC模块和IC智能卡卡基，都具有可控的温度，因此热熔胶膜的粘结力可以被控制在一个稳定的范围内，从而制作加工出高质量、高稳定性的IC智能卡产品。

本实用新型解决了现有技术双界面IC智能卡生产的焊接工序过程中需使用较长的加热时间来融化双界面IC模块的热熔胶膜，造成的长时间加热使过多热量传递到IC智能卡卡基上，导致IC智能卡卡基材料变形的问题，且现有技术产率低、外观废品率较高。本实用新型通过拾取头自动拾取的方式对双界面IC模块与IC智能卡卡基之间的粘合工序进行相互精确对准定位，并通过预先加热的方式来减少传递到IC智能卡卡基上的热量，有效减少双界面IC模块与IC智能卡卡基的粘结时间，可以大幅提高生产率、提高卡基的外观质量。

附图说明

图1是本实用新型工作状态时各部件位置关系结构示意简图。

图中：1、拾取头； 2、加热模块； 3、隔热层； 4、拾取基座； 5、智能卡传送轨道； 6、IC模块槽； 7、定位装置； 8、IC智能卡卡基； 9、智能卡定位销； 10、加热器； 11、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，使上述特征和优点变得更加清楚和容易理解。

根据附图1，本实用新型为一种具有自动拾取功能的IC智能卡制作用焊接装置，包括位于上方拾取头1和位于下方的智能卡传送轨道5。

所述拾取头1的顶部与机械臂连接固定，通过机械臂实现上下垂直及左右水平两个方位上的位移。所述的拾取头1下端面为大小与双界面IC模块大小相配合的平整矩形表面，中心开口，内部径向设有通过真空电磁阀控制的真空气道，由真空电磁阀控制真空气道实现真空的建立与释放，将双界面IC模块吸起或放下，所述真空气道的孔径为3~6mm，优选4~5mm。所述拾取头1位于下部的真空气道外围设有加热模块2，所述拾取头1的下端面伸出加热模块2的下端面，所述加热模块2的上端面通过拾取基座4与拾取头1固定连接成一体，在拾取基座4和加热模块2之间设有隔热层3。所述的加热模块2设有连接电源的加热器10，加热模块2自本实用新型启动后自动开启运行，用以将双界面IC模块背面贴覆的热熔胶膜融化。加热器10旁侧还设有温度传感器11，温度传感器11用于感测当前拾取头1处的温度，并反馈给温控模块，由温控模块控制加热器10的热电偶实现温度自动调节功能，保持拾取头1的温度范围为120℃～220℃。所述的真空电磁阀采用触发工作方式，在即将接触双界面IC模块时，拾取头1才具有真空吸力，将双界面IC模块吸住；当不拾取双界面IC模块时，拾取头1不具有真空吸力，以减少加热模块2的热量散失。触发工作方式是通过拾取头1的绝对工作位置进行的，即拾取头1运行至拾取工作的工位上方时，真空电磁阀打开，拾取头1上的真空气道建立真空，拾取头1开始双界面IC模块的自动拾取工作。

由于IC智能卡卡基8上由前置工序开设的IC模块槽6为台阶式设计，所以用于实现双界面IC模块与IC智能卡卡基之间的粘合的拾取头1下端面矩形的宽度和长度分别小于双界面IC模块的宽度和长度0.1～2mm。

加热模块2体积不小于50×50×40mm。体积过小，在拾取头1每次建立真空时及加热模块2自身工作时都会导致拾取头1温度波动过大，不利于加工制作工艺的稳定性。而体积过大则会造成不必要的机器负载，需配合使用更高功率的伺服电机，造成机器成本增加，资源浪费。同时，在加热模块2表面贴有防止热辐射的金属箔，以减少加热模块2的热量散失，可以提高热效率，节约能源。

所述的智能卡传送轨道5用于传送IC智能卡卡基8，智能卡传送轨道5一端设有智能卡定位销9的通孔，智能卡定位销9通过螺线电机带动作上下垂直方位的轴向运动，在定位销前的传送轨道上设有光电传感器，所述的螺线电机接收到光电传感器感应到IC智能卡卡基8通过其工位上方时发出的触发信号后带动智能卡定位销9自通孔伸出，将IC智能卡卡基8定位在工作位置，进行粘合工作。

在智能卡传送轨道5上还设有用于将拾取头1上拾取的双界面IC模块重新定位的定位装置7，所述的定位装置7通过伺服电机驱动做收缩动作或扩张动作，在拾取头1拾取双界面IC模块到达IC智能卡卡基上方时，定位装置7做收缩动作，将拾取头1下的双界面IC模块平推至拾取头1的正中心，双界面IC模块被推动到位后，定位装置7做扩张动作，退回原位。

本实用新型的工作流程如下：

IC智能卡卡基8设有IC模块槽6的一端经智能卡传送轨道5运送行进到智能卡定位销9位置时，智能卡定位销9由螺线电机带动弹出通孔，挡住IC智能卡卡基8，智能卡传送轨道5也停止运行，拾取头1由机械臂带动转至相应的IC模块冲切模组去拾取双界面IC模块，这些双界面IC模块已经在预加工模组进行过上锡背胶工序。拾取到双界面IC模块后，拾取头1对下方吸附的双界面IC模块进行加热，软化双界面IC模块上的背胶，融化焊盘上的焊锡。在双界面IC模块到达IC智能卡卡基8上方时，定位装置7对双界面IC模块做一次定位，使拾取头1下面的双界面IC模块对准下面的IC智能卡卡基8上的IC模块槽6，然后定位装置7复位，拾取头1向下运行，把加热的双界面IC模块按入IC模块槽6，双界面IC模块的背胶与IC模块槽6粘接，双界面IC模块焊盘上的焊锡与IC模块槽6内的铜线焊接在一起。经过1s左右的延时停顿后，拾取头1升起，去拾取下一个双界面IC模块，智能卡定位销9向下运行退回原位，不再挡住IC智能卡卡基8，智能卡传送轨道5启动，将焊接完毕的智能卡运送至下一个工位，同时将下一个待焊接的IC智能卡卡基输送到本工位处。一个工作流程结束，如此往复进行流水线自动化工作。

Claims (7)

1.一种具有加热模组的IC模块拾取装置，其特征在于：包括位于上方拾取头和位于下方的智能卡传送轨道，所述拾取头的顶部与机械臂连接固定，通过机械臂实现上下垂直及左右水平两个方位上的位移，下端面为大小与双界面IC模块大小相配合的平整矩形表面，中心开口，内部径向设有通过真空电磁阀控制的真空气道，所述拾取头位于下部的真空气道外围设有加热模块，所述拾取头的下端面伸出加热模块的下端面，所述加热模块的上端面通过拾取基座与拾取头固定连接成一体，所述的加热模块上设有连接电源的加热器。

2.根据权利要求 1 所述的一种具有加热模组的IC模块拾取装置，其特征在于：所述的加热器旁侧还设有温度传感器，温度传感器与温控模块连接，由温控模块通过加热器的热电偶实现温度自动调节功能，保持拾取头的温度范围为120℃～220℃。

3.根据权利要求 1 所述的一种具有加热模组的IC模块拾取装置，其特征在于：所述真空气道的孔径为3~6mm，所述的真空电磁阀采用触发工作方式，在拾取头运行至拾取工作的工位上方时，真空电磁阀通过控制拾取头上的真空气道建立真空来对双界面IC模块进行自动拾取工作。

4.根据权利要求 1 所述的一种具有加热模组的IC模块拾取装置，其特征在于：在所述的拾取基座和加热模块之间设有隔热层。

5.根据权利要求 1 所述的一种具有加热模组的IC模块拾取装置，其特征在于：所述的拾取头下端面矩形的宽度和长度分别小于双界面IC模块的宽度和长度0.1～2mm。

6.根据权利要求 1 或4所述的一种具有加热模组的IC模块拾取装置，其特征在于：所述的加热模块体积大于或等于50×50×40mm，在加热模块表面贴有防止热辐射的金属箔。

7.根据权利要求 1 所述的一种具有加热模组的IC模块拾取装置，其特征在于：所述的智能卡传送轨道一端设有智能卡定位销的通孔，智能卡定位销通过螺线电机带动作上下垂直方位的轴向运动，在传送轨道上设有光电传感器，所述的螺线电机接收到光电传感器感应到IC智能卡卡基通过其工位上方时发出的触发信号后带动智能卡定位销自通孔伸出，将IC智能卡卡基定位在工作位置，在智能卡传送轨道上还设有用于将拾取头上拾取的双界面IC模块重新定位的定位装置，所述的定位装置通过伺服电机驱动做收缩动作或扩张动作，在拾取头拾取双界面IC模块到达IC智能卡卡基上方时，定位装置做收缩动作，将拾取头下的双界面IC模块平推至拾取头的正中心位置，在双界面IC模块被推动到位后，定位装置做扩张动作，退回至原位。

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