一种从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置及方法，抓取光学零件的装置，包括抓取装置和吸附装置；抓取装置包括安装基板、连接弹簧、吸嘴安装盘和吸嘴组件；连接弹簧的一端连接安装基板、另一端连接吸嘴安装盘；吸嘴组件安装在吸嘴安装盘上；吸附装置包括加热模块、第一真空泵、顶针和行程控制装置；加热模块顶部中央设有导热柱、周边设有围挡；围挡的顶部设有布满透气孔的吸附板；加热模块、围档、导热柱和吸附板之间的部分形成真空腔，真空腔与第一真空泵连通；导热柱和加热模块上设有贯通的行程孔，顶针的尾部连接在行程控制装置上、头部伸入行程孔内。本发明专利技术有效提高了从粘性蓝膜上吸附抓取样品的成功率，同时降低了对机械臂定位精度的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置及方法
本专利技术涉及一种从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置及方法，属于光学零件的制备领域。
技术介绍
微电子、微光学和微光电子器件在生产过程中常常利用带粘性的蓝膜来承载器件，在前道工艺完成后，需要将每一个微器件从蓝膜上取下来进入后道工艺(例如清洗、检测、分类、封装等)。将产品从蓝膜上取下，是目前生产实践中的一个难题。生产微电子、微光学、微光电子器件的材料都是脆、软、易碎裂、易被蹭伤的特种材料，经实践，单靠负压吸附将样品从蓝膜上取下来的成功率很低，一方面，在吸附时，需要加大吸嘴对样品的挤压力，以尽可能地提高吸附的稳定性，这样很容易在吸附过程中造成样品的损坏，另一方面，在剥离时，容易在从蓝膜上拽取样品的时候，造成吸嘴漏气，进而导致样品从吸嘴脱落，导致取样失败。同时实际工况条件下，机械臂的空间定位精度也是有一定的限制的，过高的要求不但导致设备成本的大幅度上升，而且给设备标定、维护等生产和使用带来严重的负担。
技术实现思路
本专利技术提供一种从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置及方法，有效提高了从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的成功率，同时降低了对机械臂定位精度的要求。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置，包括抓取装置和吸附装置；抓取装置包括安装基板、连接弹簧、吸嘴安装盘和吸嘴组件；安装基板和吸嘴安装盘相对设置；连接弹簧位于安装基板和吸嘴安装盘之间，连接弹簧的一端连接安装基板、另一端连接吸嘴安装盘；吸嘴组件上设有柔性吸嘴，吸嘴组件安装在吸嘴安装盘上、且柔性吸嘴从吸嘴安装盘的外侧面伸出，其中，安装基板和吸嘴安装盘之间为内，反之为外；吸附装置包括加热模块、第一真空泵、顶针和行程控制装置；加热模块顶部沿周边设有围挡；围挡内侧的加热模块顶部设有导热柱；导热柱外的围挡的顶部设有吸附板，吸附板为环形，吸附板的内周边与导热柱的顶部周边相接，吸附板的顶部与导热柱的顶部齐平，吸附板的外周边与围挡周边相接，吸附板上分布有透气孔；加热模块、围档、导热柱和吸附板之间的部分形成真空腔，真空腔通过管路与第一真空泵连通；导热柱和加热模块上设有沿轴向设置、且贯通的行程孔，顶针的长度大于行程孔的轴向长度，顶针的一端为头部、另一端为尾部，顶针的尾部连接在行程控制装置上、顶针的头部从加热模块一侧伸入行程孔，在行程控制装置的带动下，顶针沿导热柱轴向移动、且顶针的头部可从导热柱端伸出。使用时，安装基板与机械臂、自动化XYZR移动台等运动部件连接，且通常情况下安装基板和吸嘴安装盘呈上下布置，柔性吸嘴位于吸嘴安装盘的底部。上述抓取装置上，连接弹簧的设置非常重要；申请人经研究发现，当柔性吸嘴随着机械臂或者XYZ运动机构工作时，来到被操作的目标样品上方，逐步下降并启动吸嘴负压，准备吸取目标样品，一般情况下，由于吸嘴的负压存在，在吸嘴的附近会产生一个半球形的负压区，在吸嘴靠近目标样品时，无需吸嘴和样品之间的直接接触，微小的零件样品就会被吸嘴吸取；但若目标样品是粘附在蓝膜上，由于蓝膜的粘性比较大，吸嘴的负压难以将零件吸取，吸嘴进一步下降直至接触到样品表面是一个必然的操作；然而生产微电子、微光学、微光电子器件的材料都是脆、软、易碎裂、易被蹭伤的特种材料，机械臂的硬性接触，因冲击力太大会对目标样品产生破坏性的后果，且实际工况条件下，机械臂的空间定位精度也是有一定的限制的，过高的要求不但导致设备成本的大幅度上升，而且对设备标定、维护等生产和使用带来严重的负担；本申请通过连接弹簧的设置，使得吸嘴和目标样品之间直接接触而产生的机械相互作用力，更多地被弹簧吸收掉，而不会伤害样品表面的质量；同时降低了对机械臂定位精度的要求，允许有一定的Z方向位置容差的存在，不会因此而影响吸取目标样品的工作效果。上述吸附装置，以加热模块为核心，加热模块上设有突起的柱状的导热柱，导热柱下面的主体是加热的区域，导热柱的周边设有环形的真空腔，吸附板的外周边与围挡的周边紧密吻合，吸附板的内周边与导热柱的周边紧密吻合；导热柱和加热模块上设有贯通的行程孔，顶针沿导热柱轴向移动、且顶针的头部可从导热柱端伸出。蓝膜的下表面没有粘结胶，上表面设有粘结胶，吸附板上透气孔的设置用于对蓝膜下表面的吸附，使用时，蓝膜被牢牢地吸附在真空腔顶部的吸附板上，蓝膜设有粘结胶的一侧在上，光学零件粘附在蓝膜的粘结胶上，完成一些列的加工工序后，通过本申请的装置将光学零件从蓝膜上安全取走。加热模块通过导热柱实现对蓝膜的加热，目的是降低蓝膜的粘附力。导热柱和加热模块上设有沿轴向设置、且贯通的行程孔，指导热柱和加热模上均设有行程孔，且导热柱和加热模上的行程孔相互贯通、且同轴心设置，顶针可在行程孔内上下移动。行程控制装置为可带动顶针上下移动的装置，行程控制装置的具体结构，参照现有技术即可，本申请对行程控制装置的具体结构并无特别改进，因此不再赘述。通常情况下，抓取装置在上，吸附装置在下，顶针在行程控制装置的带动下，可沿导热柱轴向移动(上下)、并可从导热柱端(导热柱顶部)伸出，将蓝膜上粘结的光学零件脱离蓝膜，在光学零件被逐步顶起的过程中，光学零件会从周边到中心地脱离蓝膜，最后就剩顶针头部接触的一点。组装时，为了便于机械安装，先将吸嘴组件安装到吸嘴安装盘上，然后再与安装基板通过连接弹簧连接。申请人经研究发现，如果没有上述吸附装置结构设计，光学零件粘附在蓝膜上，由于蓝膜弹性的存在，光学零件的XY位置也存在一定的不确定性，而Z方向的位置不确定就非常大，给后续的操作带来很大的难度，容易造成操作的失败，本申请通过真空吸附将蓝膜吸附固定在吸附板上，实现了光学零件XYZ各个方向的固定；且如果单靠负压吸附，机械臂带着吸嘴下压到光学零件表面，需要较大的下压力，在光学零件上造成中间下压而边缘被蓝膜上压的受力状况，类似于从中间到边缘有一个“掰”的受力状况，由于光学零件的脆性、易崩裂，这样的受力状况极易造成被操作样品的断裂，不仅会导致吸取操作失败，还会影响成品率，本申请则只需要机械臂带着吸嘴吸附到光学零件即可，无需大的下压力，当吸嘴吸住光学零件后，顶针在行程控制装置的控制下，向上移动，顶针头部从导热柱顶部伸出，在向下负压吸附力和顶针向上推力的作用下，光学零件从周边到中心逐渐离开蓝膜，最后只剩下顶针头部尚有的小面积的接触，顶针在顶着目标光学零件向上移动的过程中，吸嘴只需要跟随着同步上移即可，同时通过导热柱实现对蓝膜的加热还降低蓝膜的粘附力，因此，本申请光学零件前期的剥离主要是通过导热柱加热降低了粘附力、同时顶针向上推力和吸附板向下吸附的作用下完成的，最后只剩下顶针头部大小的蓝膜与光学零件的接触，此时，吸嘴可将光学零件轻松移走；且通过连接弹簧的设置，还可以缓冲吸收吸嘴和光学零件的作用力，进一步减少零件破损，同时还降低了对机械臂精度的要求。为了进一步提高抓取装置的使用稳定性，抓取装置还包括防止连接弹簧伸缩过程中向侧边偏移的导向杆，导向杆为中空管状结构。导向杆的设置，可固定住弹簧的XY方向的位置，避免弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置，其特征在于：包括抓取装置和吸附装置；/n抓取装置包括安装基板、连接弹簧、吸嘴安装盘和吸嘴组件；安装基板和吸嘴安装盘相对设置；连接弹簧位于安装基板和吸嘴安装盘之间，连接弹簧的一端连接安装基板、另一端连接吸嘴安装盘；吸嘴组件上设有柔性吸嘴，吸嘴组件安装在吸嘴安装盘上、且柔性吸嘴从吸嘴安装盘的外侧面伸出，其中，安装基板和吸嘴安装盘之间为内，反之为外；/n吸附装置包括加热模块、第一真空泵、顶针和行程控制装置；加热模块顶部沿周边设有围挡；围挡内侧的加热模块顶部设有导热柱；导热柱外的围挡的顶部设有吸附板，吸附板为环形，吸附板的内周边与导热柱的顶部周边相接，吸附板的顶部与导热柱的顶部齐平，吸附板的外周边与围挡周边相接，吸附板上分布有透气孔；加热模块、围档、导热柱和吸附板之间的部分形成真空腔，真空腔通过管路与第一真空泵连通；导热柱和加热模块上设有沿轴向设置、且贯通的行程孔，顶针的长度大于行程孔的轴向长度，顶针的一端为头部、另一端为尾部，顶针的尾部连接在行程控制装置上、顶针的头部从加热模块一侧伸入行程孔，在行程控制装置的带动下，顶针沿导热柱轴向移动、且顶针的头部可从导热柱端伸出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置，其特征在于：包括抓取装置和吸附装置；
抓取装置包括安装基板、连接弹簧、吸嘴安装盘和吸嘴组件；安装基板和吸嘴安装盘相对设置；连接弹簧位于安装基板和吸嘴安装盘之间，连接弹簧的一端连接安装基板、另一端连接吸嘴安装盘；吸嘴组件上设有柔性吸嘴，吸嘴组件安装在吸嘴安装盘上、且柔性吸嘴从吸嘴安装盘的外侧面伸出，其中，安装基板和吸嘴安装盘之间为内，反之为外；
吸附装置包括加热模块、第一真空泵、顶针和行程控制装置；加热模块顶部沿周边设有围挡；围挡内侧的加热模块顶部设有导热柱；导热柱外的围挡的顶部设有吸附板，吸附板为环形，吸附板的内周边与导热柱的顶部周边相接，吸附板的顶部与导热柱的顶部齐平，吸附板的外周边与围挡周边相接，吸附板上分布有透气孔；加热模块、围档、导热柱和吸附板之间的部分形成真空腔，真空腔通过管路与第一真空泵连通；导热柱和加热模块上设有沿轴向设置、且贯通的行程孔，顶针的长度大于行程孔的轴向长度，顶针的一端为头部、另一端为尾部，顶针的尾部连接在行程控制装置上、顶针的头部从加热模块一侧伸入行程孔，在行程控制装置的带动下，顶针沿导热柱轴向移动、且顶针的头部可从导热柱端伸出。


2.如权利要求1所述的从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置，其特征在于：抓取装置还包括防止连接弹簧伸缩过程中向侧边偏移的导向杆，导向杆为中空管状结构。


3.如权利要求2所述的从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置，其特征在于：导向杆为轴向可伸缩的中空管状结构，导向杆位于连接弹簧内侧，导向杆的一端连接安装基板、另一端连接吸嘴安装盘。


4.如权利要求2所述的从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置，其特征在于：导向杆为圆管结构，安装基板上设有通孔，通孔的内径不小于导向杆的外径，导向杆位于连接弹簧内侧，导向杆的一端为连接端、另一端为自由端，导向杆的连接端连接吸嘴安装盘、自由端伸入安装基板上的通孔中。


5.如权利要求1-4任意一项所述的从粘性蓝膜上吸附抓取光学零件的装置，其特征在于：吸嘴组件包括真空管、第二真空泵和柔性吸嘴；柔性吸嘴设在吸嘴安装盘的外侧面，真空管一端与柔性吸嘴连通管、另一端从吸嘴安装盘侧壁伸出；真空管从吸嘴安装盘侧壁伸出的一端通过连接管路与第二真空泵的吸气管连通；从柔性吸嘴到第二真空泵的方向上，真空管上从吸嘴安装盘侧壁伸出的一端依次设有压力传感器、排气管和第一气阀，排...

【专利技术属性】
技术研发人员：王善忠，
申请(专利权)人：爱丁堡南京光电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32