司 超，馬 兵

(中國電子科技集團公司第二研究所，山西 太原 030024)

一種層號識別系統(tǒng)在生瓷疊片機上的應(yīng)用

司 超，馬 兵

(中國電子科技集團公司第二研究所，山西 太原 030024)

疊片機是LTCC多層基板制造生產(chǎn)線中關(guān)鍵的設(shè)備, 在疊層過程中及時記錄各層編號，對預防錯層疊壓，以及發(fā)生撕膜損壞或?qū)ξ皇r進行產(chǎn)品更換有著重要作用。將層號識別系統(tǒng)安裝在產(chǎn)品預定位臺上，每次來料先通過圖像拍照進行層號識別，記錄每層的基本信息，提高了生瓷疊片機設(shè)備自動化水平，對多層疊層工藝的良品率提升，以及微組裝技術(shù)成本的降低帶來了新的解決辦法。

疊片機；層號識別 ；提升；記錄

1 概述

低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-Fired Ceramics，簡稱LTCC)基板應(yīng)用在微波T/R組件電路基板中具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢，已發(fā)展成為微波多層基板的主要基板技術(shù)[1]。LTCC互聯(lián)基板在微波電路基板中的技術(shù)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：工作頻率高(1～100 GHz)、互聯(lián)密度高、散熱特性好(適合于中功率電路)、可將電阻、電容、電感等無源元件集成，有利于實現(xiàn)微波信號的耦合或隔離等。

圖1所示為LTCC多層基板制造的典型工藝流程，主要包括：打孔、通孔填充、絲印、疊層、層壓、燒結(jié)等工藝[2]。

圖1 LTCC典型工藝流程

疊片機是LTCC多層基板制造生產(chǎn)線中關(guān)鍵的設(shè)備，位于印刷工序的后道和層壓工序的前道。主要完成印刷完圖形的生瓷片的疊層，設(shè)備輸入為單片的生瓷片，輸出為設(shè)定層數(shù)的疊好的多層生瓷片毛坯。

2 采用層號識別的必要性

隨著微波T/R組件體積和重量的減小，LTCC多層基板的層數(shù)增加、布線密度大幅提高、更多無源器件的埋置，生瓷疊片機的疊層控制要求更加嚴格。在疊層的過程中如果出現(xiàn)某一片的物理損傷、撕膜起皺或?qū)ξ怀龅炔涣籍斍皩?；或不同層順序疊錯，帶來的直接損失是整摞疊好的產(chǎn)品報廢，帶來巨大的經(jīng)濟損失。

因此在生瓷疊片機的疊層過程中及時記錄各層編號，對預防錯層疊壓，以及發(fā)生撕膜損壞或?qū)ξ皇r進行產(chǎn)品更換有著重要的作用。

3 工作原理

生瓷疊片機主要功能是完成生瓷片的自動上料、工位之間的傳送、拾取及釋放、定位、疊片、撕膜、點膠等動作，其工作流程如圖2所示。

從整個工作流程上分析，為了方便的更換產(chǎn)品以及及時的得到產(chǎn)品的來料編碼，我們決定將層號識別系統(tǒng)安裝在產(chǎn)品預定位臺上，這個位置是產(chǎn)品上料的第一個環(huán)節(jié)，正常動作流程：來料送達上料位→上料爪抓至預對位→移送爪抓至圖像對位同時至疊臺→完成疊片后，疊片臺運動到下料位。異常動作流程；圖像對位失敗后：移送爪移動至疊片臺位，同時上料爪將生瓷片在上料位拋棄，上料爪將預對位的生瓷片送至上料位→移送爪將生瓷片返至預對位→上料爪吸附后返至上料位，同時移送爪吸附圖像對位上的失敗片返至預對位→上料爪吸附失敗片送至廢料位。

圖2 生瓷疊片機的工作流程

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

具體實施辦法如下，采用基恩士層號識別相機IV-150MA，下置于預定位臺下方，在生瓷片上非引線區(qū)設(shè)置讀數(shù)位，每次來料先通過圖像拍照進行層號識別，記錄每層的基本信息，具體識別方法有幾種，簡單的方法為通過有規(guī)律的孔位識別，簡單記錄每層的層號，如圖3所示在產(chǎn)品上打識別孔，通過二進制排列的模式，每次拍照即可完成。

圖3 層號識別安裝結(jié)構(gòu)圖

圖4 層號識別界面

另外也可以通過加裝掃碼裝置，提前于生瓷片上絲印相應(yīng)的產(chǎn)品信息二維碼或條形碼，相信記錄產(chǎn)品的批次，材料、層間號、絲印圖形信息等具體的信息，只是這種方法所需成本較高，另外，需要增加專門的絲印設(shè)備，對于自動化、信息化要求較高的客戶是不錯的選擇。

5 總結(jié)

通過層號識別系統(tǒng)的加入，提高了生瓷疊片機設(shè)備自動化水平，對多層疊層工藝的良品率提升，以及微組裝技術(shù)成本的降低帶來了新的解決辦法。在這方面的探索進一步加深后，對設(shè)備自身的信息化、智能化提升帶來新的思路。

[1] 呂琴紅，李俊.低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝的研究[J].電子工業(yè)專用設(shè)備,2009,38(10):22-2.

[2] 郎鵬.微組裝中的LTCC基板制造技術(shù)[J].電子工藝技術(shù),2008,29(1):16-18.

[3] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].第5版.北京：化學工業(yè)出版社，2007.

A Kind of Layer Number Identification Using in Stacking Machine

Si Chao, Ma Bing

(The2ndResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,TaiyuanShanxi030024,China)

Stacker is the key equipment in the LTCC multi-layer substrate manufacturing line, which can record the number of layers timely in the stacking process, and it plays an important role in preventing the stacking of the layers as well as the occurrence of tearing or damage to the product. The layer identification system is installed on the product pre-positioning table, each time the incoming identifies the layer by image taking first and record the basic information of each layer, it improve the automation level of LTCC stacking machine, brings the new sloutions to increase the yield of multilayer stacking processes and reduces the cost of micro assembly technology.

stacking machine; layer number identification; upgrade; record

2017-06-22

司 超(1983- )，男，工程師，大學本科，主要從事電子專用設(shè)備的研究和開發(fā)。

1674- 4578(2017)04- 0034- 02

TN405

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