一种层号识别系统在生瓷叠片机上的应用

司 超，马 兵

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)

一种层号识别系统在生瓷叠片机上的应用

司 超，马 兵

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)

叠片机是LTCC多层基板制造生产线中关键的设备, 在叠层过程中及时记录各层编号，对预防错层叠压，以及发生撕膜损坏或对位失败时进行产品更换有着重要作用。将层号识别系统安装在产品预定位台上，每次来料先通过图像拍照进行层号识别，记录每层的基本信息，提高了生瓷叠片机设备自动化水平，对多层叠层工艺的良品率提升，以及微组装技术成本的降低带来了新的解决办法。

叠片机；层号识别 ；提升；记录

1 概述

低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-Fired Ceramics，简称LTCC)基板应用在微波T/R组件电路基板中具有独特的技术优势，已发展成为微波多层基板的主要基板技术[1]。LTCC互联基板在微波电路基板中的技术优势主要表现在：工作频率高(1～100 GHz)、互联密度高、散热特性好(适合于中功率电路)、可将电阻、电容、电感等无源元件集成，有利于实现微波信号的耦合或隔离等。

图1所示为LTCC多层基板制造的典型工艺流程，主要包括：打孔、通孔填充、丝印、叠层、层压、烧结等工艺[2]。

图1 LTCC典型工艺流程

叠片机是LTCC多层基板制造生产线中关键的设备，位于印刷工序的后道和层压工序的前道。主要完成印刷完图形的生瓷片的叠层，设备输入为单片的生瓷片，输出为设定层数的叠好的多层生瓷片毛坯。

2 采用层号识别的必要性

随着微波T/R组件体积和重量的减小，LTCC多层基板的层数增加、布线密度大幅提高、更多无源器件的埋置，生瓷叠片机的叠层控制要求更加严格。在叠层的过程中如果出现某一片的物理损伤、撕膜起皱或对位超出等不良当前层；或不同层顺序叠错，带来的直接损失是整摞叠好的产品报废，带来巨大的经济损失。

因此在生瓷叠片机的叠层过程中及时记录各层编号，对预防错层叠压，以及发生撕膜损坏或对位失败时进行产品更换有着重要的作用。

3 工作原理

生瓷叠片机主要功能是完成生瓷片的自动上料、工位之间的传送、拾取及释放、定位、叠片、撕膜、点胶等动作，其工作流程如图2所示。

从整个工作流程上分析，为了方便的更换产品以及及时的得到产品的来料编码，我们决定将层号识别系统安装在产品预定位台上，这个位置是产品上料的第一个环节，正常动作流程：来料送达上料位→上料爪抓至预对位→移送爪抓至图像对位同时至叠台→完成叠片后，叠片台运动到下料位。异常动作流程；图像对位失败后：移送爪移动至叠片台位，同时上料爪将生瓷片在上料位抛弃，上料爪将预对位的生瓷片送至上料位→移送爪将生瓷片返至预对位→上料爪吸附后返至上料位，同时移送爪吸附图像对位上的失败片返至预对位→上料爪吸附失败片送至废料位。

图2 生瓷叠片机的工作流程

4 结构设计

具体实施办法如下，采用基恩士层号识别相机IV-150MA，下置于预定位台下方，在生瓷片上非引线区设置读数位，每次来料先通过图像拍照进行层号识别，记录每层的基本信息，具体识别方法有几种，简单的方法为通过有规律的孔位识别，简单记录每层的层号，如图3所示在产品上打识别孔，通过二进制排列的模式，每次拍照即可完成。

图3 层号识别安装结构图

图4 层号识别界面

另外也可以通过加装扫码装置，提前于生瓷片上丝印相应的产品信息二维码或条形码，相信记录产品的批次，材料、层间号、丝印图形信息等具体的信息，只是这种方法所需成本较高，另外，需要增加专门的丝印设备，对于自动化、信息化要求较高的客户是不错的选择。

5 总结

通过层号识别系统的加入，提高了生瓷叠片机设备自动化水平，对多层叠层工艺的良品率提升，以及微组装技术成本的降低带来了新的解决办法。在这方面的探索进一步加深后，对设备自身的信息化、智能化提升带来新的思路。

[1] 吕琴红，李俊.低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的研究[J].电子工业专用设备,2009,38(10):22-2.

[2] 郎鹏.微组装中的LTCC基板制造技术[J].电子工艺技术,2008,29(1):16-18.

[3] 成大先.机械设计手册[M].第5版.北京：化学工业出版社，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，工程师，大学本科，主要从事电子专用设备的研究和开发。

1674- 4578(2017)04- 0034- 02

TN405

A