專利名稱：用于電子元件的激光篩選機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電子元件質(zhì)量檢測的裝置，特別涉及一種用 于電子元件的激光篩選機(jī)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明作出以前，熟練工需要觀察通過影像放大后的電阻是否存 在質(zhì)量缺陷,然后，將該電阻放到相關(guān)設(shè)備上處理以作廢。這樣的工 藝過程實(shí)際上是將電阻的剔除工作分成了兩個(gè)步驟，第一步是觀察，
找出存在缺陷的電阻；第二步，人工操作剔除次品。此操作過程繁復(fù)， 不利于提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述存在的問題，提供一種搡作方便、檢測準(zhǔn)確， 能對(duì)廢品或次品做出明顯標(biāo)記的用于電子元件的激光篩選機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明有如下技術(shù)方案
本發(fā)明的用于電子元件的激光篩選機(jī)包括計(jì)算機(jī)、用于在電子元 件上劃線的激光劃線器、用于支撐電子元件并調(diào)節(jié)其位置的數(shù)控工作 臺(tái)、用于將電子元件可靠固定在數(shù)控工作臺(tái)的真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置、用 于觀察電子元件的監(jiān)視系統(tǒng)，其中，計(jì)算機(jī)分別與激光劃線器、數(shù)控 工作臺(tái)連接，真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置裝在數(shù)控工作臺(tái)上。
其中，激光劃線器包括激光器、激光泵浦燈電源、激光調(diào)Q系統(tǒng)、 指示激光器、制冷機(jī)、聚焦系統(tǒng)、CCD同軸觀察系統(tǒng)、其中，聚焦系 統(tǒng)、CCD同軸觀察系統(tǒng)位于激光器出光的一端，指示激光器位于激光 器的另一端，激光泵浦燈電源、激光調(diào)Q驅(qū)動(dòng)電源、制冷機(jī)與激光器 連接，指示激光器電源與指示激光器連接。
其中，所述數(shù)控工作臺(tái)包括二維平移臺(tái)、X軸伺服電機(jī)、Y軸伺服電機(jī)、X軸編碼器、Y軸編碼器、X軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、
沿X軸方向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿、沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿，其中，X 軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與X軸伺服電機(jī)、X軸編碼器連接，Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與 Y軸伺服電機(jī)、Y軸編碼器連接，X軸伺服電機(jī)通過沿X軸方向運(yùn)動(dòng) 的滾珠絲桿與二維平移臺(tái)連接，Y軸伺服電機(jī)通過沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)的 滾珠絲桿與二維平移臺(tái)連接。
其中，所述真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置包括真空泵、氣管、吸附裝置、旋 轉(zhuǎn)裝置，真空泵通過氣管直接與吸附裝置連接，而吸附裝置被固定在 旋轉(zhuǎn)裝置上。
由于釆取了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 1本發(fā)明通過監(jiān)視系統(tǒng)能準(zhǔn)確査找電子元件的質(zhì)量問題。 2本發(fā)明通過激光劃線器能在廢品或次品上作出明顯的標(biāo)記，并 不易抹掉，解決了正品與廢品易混淆的問題。
3由于釆用計(jì)算機(jī)控制，使得電阻缺陷査找與剔除工作全自動(dòng)完 成，且軟件操作簡便，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。
4本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品工業(yè)化批量生產(chǎn)的流水作業(yè)，降低了生產(chǎn)成本。


圖i是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)的示意圖2是本發(fā)明激光劃線器的示意圖3是本發(fā)明數(shù)控工作臺(tái)的示意圖4是本發(fā)明聚焦系統(tǒng)的示意圖5是本發(fā)明CCD同軸觀察系統(tǒng)示意圖6是本發(fā)明真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置示意圖7是本發(fā)明電氣配電系統(tǒng)示意圖8是本發(fā)明所需處理的電阻片示意圖9是本發(fā)明專用軟件的工作流程圖。圖中1、 YAG晶體，2、泵浦燈，3、輸出膜片，4、擴(kuò)東鏡，5、 45°反射鏡，6、聚焦系統(tǒng)，7、數(shù)控工作臺(tái)，8、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，9、 計(jì)算機(jī)，10、激光泵浦燈電源，11、激光調(diào)Q驅(qū)動(dòng)電源，12、水冷 機(jī)，13、指示激光器，14、指示激光電源，15、粗調(diào)簡，16、緊定手 柄，17、微調(diào)簡，18、聚焦鏡，19、 LED光源，20、帶十字線的黑 白CCD, 21、鎖緊絲圈，22、十字線旋轉(zhuǎn)法蘭，23、絲圈，24、 45° 反射鏡調(diào)節(jié)螺釘，25、真空泵，26、氣管，27、吸附裝置，28、旋轉(zhuǎn) 裝置，29、電阻片。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)例用于說明本發(fā)明及其用途，但不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
參見圖l:本發(fā)明的一種用于電子元件的激光篩選機(jī)由計(jì)算機(jī)、 激光劃線器、數(shù)控工作臺(tái)、真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置、監(jiān)視系統(tǒng)組成。其中
計(jì)算機(jī)是整個(gè)激光打標(biāo)機(jī)控制和指揮的中心，同時(shí)也是軟件安裝 的載體。通過對(duì)激光調(diào)Q系統(tǒng)、數(shù)控工作臺(tái)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制完成對(duì)工 件加工。
計(jì)算機(jī)主要包括機(jī)箱、主板、CPU、硬盤、內(nèi)存條、D/A卡、軟 驅(qū)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)。
參見圖2，激光劃線器由激光器、激光泵浦燈電源IO、激光調(diào)Q 系統(tǒng)、指示激光器13、水冷機(jī)12、聚焦系統(tǒng)6、 CCD同軸觀察系統(tǒng)組成。
1) 激光泵浦燈電源10:采用武漢中谷電源設(shè)備有限公司 ZG-2005LX型的激光電源。
2) 激光器釆用Nd:YAG激光器。
3) 水冷機(jī)12: Nd:YAG激光器的光電轉(zhuǎn)換效率一般都《4%。激 光器中的泵浦燈(氪燈)2發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的大量的熱量需冷卻介質(zhì)冷卻， 否則會(huì)造成激光器中的泵浦燈(氪燈)2、 YAG晶體1及玻璃管、腔體的損壞。本發(fā)明激光劃線器的制冷機(jī)12采用武漢楚天工業(yè)激光設(shè) 備有限公司的水冷機(jī)制冷。
4)激光調(diào)Q系統(tǒng)激光調(diào)Q是一種用于產(chǎn)生巨脈沖功率激光的 運(yùn)轉(zhuǎn)方式。之所以這樣命名，是因?yàn)閼?yīng)用這種技術(shù)時(shí)，激光器的諧振 腔的光學(xué)品質(zhì)因數(shù)Q值發(fā)生突變。品質(zhì)因數(shù)Q的定義是腔內(nèi)儲(chǔ)能與每 個(gè)周期的能量損耗之比。
激光調(diào)Q系統(tǒng)由調(diào)制器30、驅(qū)動(dòng)電源11兩部分組成。在激光 腔內(nèi)起調(diào)Q作用的調(diào)制器件，其作用是將連續(xù)的激光調(diào)制成所需的高 峰值脈沖激光(頻率1 35kHz)，由于調(diào)制器30在激光器中的插入 損耗，其時(shí)激光器的平均輸出功率有所下降，但峰值功率大大提高， 從而改善激光刻蝕的效果。
激光調(diào)Q驅(qū)動(dòng)電源11脈沖控制模式是一種典型的調(diào)制方式。激 發(fā)激光的過程在激光調(diào)Q驅(qū)動(dòng)電源11施加射頻信號(hào)的期間停止，激 光器中的激光物質(zhì)由于吸收氪燈的能量而積累了大量的能量， 一旦解 除射頻信號(hào)，反射光東恢復(fù)原來的路徑，激光將釋放出峰值巨大的激 光脈沖。在出光期間給調(diào)制器件施加上一系列射頻脈沖群，周期性的 關(guān)斷和釋放激光，從而對(duì)工件進(jìn)行打標(biāo)劃線處理。
5) 指示激光器13釆用氦氖激光器，指示光為紅色光，主要作用 有兩點(diǎn) 一是指示激光加工位置，且與YAG激光器發(fā)出的激光同軸；
二是為光路調(diào)整提供指示基準(zhǔn)。
6) 聚焦系統(tǒng)6:參見圖4，聚焦系統(tǒng)6的作用是將激光束聚焦于 一點(diǎn)。主要采用聚焦透鏡。聚焦系統(tǒng)6由粗調(diào)簡15、緊定手柄16、 微調(diào)簡17、焦距F-70聚焦鏡18、 LED光源19組成。其中，粗調(diào)筒 15位置出廠已經(jīng)調(diào)整好；微調(diào)簡17為調(diào)整工件與聚焦簡的精確位置
用。往左旋轉(zhuǎn)聚焦鏡上升，反之向下。在調(diào)節(jié)時(shí)以監(jiān)視器上圖象清晰 為準(zhǔn)；本聚焦系統(tǒng)6和同軸觀察鏡配合在一起組合成放大鏡。 .
7) CCD同軸觀察系統(tǒng)參見圖5，所謂同軸觀察系統(tǒng)，是指觀察方向與激光出光方向同軸。本同軸觀察系統(tǒng)其原理為 一個(gè)望遠(yuǎn)鏡系 統(tǒng)，它與聚焦系統(tǒng)6的聚焦鏡組合構(gòu)成了一個(gè)放大鏡，其放大倍數(shù)約 50倍。當(dāng)同軸觀察系統(tǒng)不動(dòng)時(shí)微調(diào)聚焦鏡時(shí)，監(jiān)視器上畫面的清晰 度有略微變化。 一般將聚焦點(diǎn)高度調(diào)節(jié)好后，再精確調(diào)整同軸觀察鏡。
參見圖3，數(shù)控工作臺(tái)由二維平移臺(tái)、X軸伺服電機(jī)、Y軸伺服 電機(jī)、X軸編碼器、Y軸編碼器、X軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、 沿X軸方向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿、沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿組成，其中， 伺服電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、編碼器都為Panasonic A4系列成套設(shè)備(200w 電機(jī))；二維平移臺(tái)為X方向移動(dòng)系統(tǒng)和Y方向移動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)伺服 電機(jī)分別由計(jì)算機(jī)發(fā)出指令控制其移動(dòng)軌跡；本數(shù)控工作臺(tái)行程 150*150;伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與滾珠絲杠為機(jī)械緊固關(guān)系，電機(jī)帶動(dòng)絲 杠旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)絲杠通過機(jī)械傳動(dòng)方式帶動(dòng)二維平移臺(tái)做水平移動(dòng)。
參見圖6，真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置由真空泵25、氣管26、吸附裝置 27、旋轉(zhuǎn)裝置28組成，在該裝置正上方設(shè)計(jì)有若干通氣孔，電阻片 29被擱置在該氣孔上。裝置和設(shè)備以外的真空泵25通過氣管26連 接，真空泵25通電后使該裝置產(chǎn)生負(fù)壓而吸附電阻片29。真空吸附 旋轉(zhuǎn)裝置裝在數(shù)控工作臺(tái)上，通過旋轉(zhuǎn)裝置28調(diào)整電阻片29角度。
參見圖l，監(jiān)視系統(tǒng)由CCD攝像頭、監(jiān)視器組成，CCD攝像頭位 于聚焦系統(tǒng)上，通過聚焦系統(tǒng)中的放大鏡片組對(duì)工件進(jìn)行實(shí)時(shí)放大拍 攝，并將視頻信號(hào)傳到監(jiān)視器進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。
參見圖7，配電系統(tǒng)的三相供激光電源；A相供計(jì)算機(jī)9和伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8電源；B相供指示激光電源14、激光調(diào)Q驅(qū)動(dòng)電源ll 和控制電路；C相供水冷機(jī)12。
參見圖9，本發(fā)明專用軟件的控制方法如下首先通過監(jiān)視器觀 察電阻片29，若有錯(cuò)誤則點(diǎn)擊軟件模型中與之相對(duì)應(yīng)的電阻體，此 時(shí)控制程序便會(huì)發(fā)出指令，移動(dòng)工作臺(tái)將該電阻體移動(dòng)到激光頭的正 下方，并同時(shí)控制數(shù)控工作臺(tái)7的y軸使工作臺(tái)做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)激
7光劃線器出光劃線；若在監(jiān)視器的可視范圍內(nèi)沒有存在缺陷的電阻 體，則可以點(diǎn)擊模型中可視范圍以外的電阻體，數(shù)控工作臺(tái)7此時(shí)受 控將相應(yīng)電阻體移動(dòng)到激光頭下方。以后重復(fù)以上操作。
下面以電阻為例說明本發(fā)明對(duì)電子元件的檢測篩選過程。
參見圖8，是本發(fā)明所需處理的電阻片29。該電阻片29—般為 60腿x50腿，厚度不超過0. 5mm的陶瓷片。電阻片29中包含有若干 排列整齊的黑色電阻體。其電阻體大小、數(shù)量由電阻片型號(hào)決定。也 就是說，電阻片29型號(hào)不同，其片內(nèi)電阻體大小、數(shù)量會(huì)有所區(qū)別。 現(xiàn)對(duì)本發(fā)明工作原理做如下說明CCD攝像頭以及聚焦系統(tǒng) 6中的放大鏡片組對(duì)電阻片29進(jìn)行實(shí)時(shí)放大拍攝，人眼通過監(jiān)視器 觀察由CCD攝像頭傳來的視頻信號(hào)。工人用肉眼觀察到了放大了若千 倍的電阻體后，對(duì)照工廠的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)判斷該電阻體是否存在質(zhì)量問 題，若有問題則搡作專用軟件對(duì)該電阻體進(jìn)行自動(dòng)刻劃，以廢除該電 阻體。該軟件對(duì)電阻片29進(jìn)行了模擬，工人點(diǎn)擊軟件中的模擬電阻 片29就能輕松搡作整個(gè)觀察，以及劃線剔除工作。比如，需要觀察 電阻片29中的第3行，第5列的電阻體，于是點(diǎn)擊模擬電阻片29中 的該電阻體，計(jì)算機(jī)便會(huì)向X軸和Y軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令。 收到了運(yùn)動(dòng)指令的各軸驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)各自伺服電機(jī)精確地移動(dòng)，直至該 電阻體移動(dòng)到同軸觀察系統(tǒng)下方。與此同時(shí)，伺服電機(jī)編碼器會(huì)不斷 發(fā)出反饋信號(hào)，該信號(hào)能實(shí)時(shí)反映電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，實(shí)際移動(dòng)的位置。 該反饋信號(hào)被送回到驅(qū)動(dòng)器，由驅(qū)動(dòng)器自行處理。此時(shí)，監(jiān)視器中就 會(huì)出現(xiàn)第3行，第5列的電阻體放大圖像。若電阻體有缺陷，再次點(diǎn) 擊模擬電阻片中的該電阻體，計(jì)算機(jī)9控制數(shù)控工作臺(tái)7相對(duì)激光頭 移動(dòng)，同時(shí)激光器出光，從而劃掉了該電阻體。本發(fā)明人工觀察和激 光剔除工作同步進(jìn)行，極大地提高了原有工作效率。
權(quán)利要求
1、一種用于電子元件的激光篩選機(jī)，其特征在于包括計(jì)算機(jī)、用于在電子元件上劃線的激光劃線器、用于支撐電子元件并調(diào)節(jié)其位置的數(shù)控工作臺(tái)、用于將電子元件可靠固定在數(shù)控工作臺(tái)上的真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置，用于觀察電子元件的監(jiān)視系統(tǒng)，其中，計(jì)算機(jī)分別與激光劃線器、數(shù)控工作臺(tái)連接，真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置裝在數(shù)控工作臺(tái)上。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種用于電子元件的激光篩選機(jī)，其特 征在于所述激光劃線器包括激光器、激光泵浦燈電源、激光調(diào)Q系 統(tǒng)、指示激光器、水冷機(jī)、聚焦系統(tǒng)、CCD同軸觀察系統(tǒng)、其中，聚 焦系統(tǒng)、CCD同軸觀察系統(tǒng)位于激光器出光的一端，指示激光器位于 激光器的另一端，激光泵浦燈電源、激光調(diào)Q驅(qū)動(dòng)電源、水冷機(jī)與激 光器連接，指示激光器電源與指示激光器連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種用于電子元件的激光篩選機(jī)，其特 征在于所述數(shù)控工作臺(tái)包括二維平移臺(tái)、X軸伺服電機(jī)、Y軸伺服 電機(jī)、X軸編碼器、Y軸編碼器、X軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、 沿X軸方向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿、沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿，其中，X 軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與X軸伺服電機(jī)、X軸編碼器連接，Y軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與 Y軸伺服電機(jī)、Y軸編碼器連接，X軸伺服電機(jī)通過沿X軸方向運(yùn)動(dòng) 的滾珠絲桿與二維平移臺(tái)連接，Y軸伺服電機(jī)通過沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)的 滾珠絲桿與二維平移臺(tái)連接。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種用于電子元件的激光篩選機(jī)，其特征在于所述真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置包括真空泵、氣管、吸附裝置、旋轉(zhuǎn) 裝置，真空泵通過氣管直接與吸附裝置連接，而吸附裝置被固定在旋 轉(zhuǎn)裝置上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電子元件質(zhì)量檢測的裝置。本發(fā)明公開了一種用于電子元件的激光篩選機(jī)，包括計(jì)算機(jī)、用于在電子元件上劃線的激光劃線器、用于支撐電子元件并調(diào)節(jié)其位置的數(shù)控工作臺(tái)、用于將電子元件固定在數(shù)控工作臺(tái)上的真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置、用于觀察電子元件的監(jiān)視系統(tǒng)，其中，計(jì)算機(jī)分別與激光劃線器、數(shù)控工作臺(tái)連接，真空吸附旋轉(zhuǎn)裝置裝在數(shù)控工作臺(tái)上。本發(fā)明操作方便、檢測準(zhǔn)確，能對(duì)廢品或次品做出明顯標(biāo)記，解決了正品與廢品易混淆的問題。人工觀察和激光剔除工作同步進(jìn)行，極大地提高了原有工作效率。
文檔編號(hào)B07C5/02GK101422780SQ20071005370
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者青 葉, 文 孫, 徐愛忠, 易光純 申請人:武漢楚天激光(集團(tuán))股份有限公司