MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置及方法，该粘接装置包括：切割夹钳系统、切割驱动系统、纤毛输送系统、芯片载台运动系统、紫外线固化机、紫外光机照射头和电控箱。本发明专利技术提供的MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置及方法中粘接使用的胶水为UV胶，胶水胶量控制容易，在空气中不易干，通过紫外线固化机的照射达到迅速凝固的效果，通过该装置及方法，可以大大提高纤毛粘接效率和质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及MEMS矢量水听器
，特别是涉及一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置及方法。
技术介绍
水听器又称水下传声器，是把水下声信号转换为电信号的换能器。水声是海洋中信息传播的主要载体，水下探测、定位与导航、目标识别、通信等水下作业都必须借助于水声技术来完成。作为一种重要的水下探测装置，声呐的出现在民用方面逐渐发挥重要的作用。当前的声纳系统大多采用水听器通过组阵的方式来确定被探测目标的方位，存在两方面的缺点1、成本高。目前的民用声纳系统一套约为7(Γ120万人民币，这对一般民用船只只能是望而生畏。2、性能受限。当前声纳系统要实现远距离探测，必须增大基阵尺寸，且维修不方便。要改良声呐系统，首先必须对声呐上的水听器性能进行改进，微机电系统(MEMS)矢量水听器以高性能、低成本的优势顺应了目前的发展趋势和需求。矢量水声传感器不但可以同时探测声压信号和振速信号，而且，具有宽带一致的偶极子指向性。在水声测量系统中，矢量水声传感器的采用使系统的抗干扰能力和线谱检测能力获得提高。因此，矢量水声传感器的研究工作受到国内外极大重视。随着技术的不断发展，技术需求越来越多，为满足岸站建设的需要，实现远程检测、识别，低频检测能力日益显得重要。另外，由于安静型潜艇和舰船的本征噪声都在低频段，在潜艇侦测应用上，就需要低频段的矢量水听器。即要求探测换能器具有低频检测能力。同时，随着目标信号的减弱，高灵敏度检测问题也变得非常迫切。 将压阻原理、MEMS技术应用于矢量水听器，采用压阻原理的微结构矢量水听器可以使矢量型水听器尺寸微型化，探测灵敏度优于压电陶瓷式水听器，并且，压阻效应的优势是可以测量直到零频的低频范围，适用于低频测量，可用于安静型潜艇的探测。MEMS仿生矢量水听器中，敏感单元由MEMS技术加工而成，拾振方式为敏感柱体(纤毛)同振式，信号转换机制为压阻式。该水听器具有尺寸小、灵敏度高、低频性能好等特性。因此该类型水听器组装封装过程中重要的一步就是敏感柱体(纤毛)的粘接。目前采用的纤毛粘接技术采用纯手工完成，效率低，基本上依赖粘接工人的手感，成功率低。粘接采用的胶为502胶，胶量难以控制，胶水在空气中易干，对粘接过程中人员的速度和质量要求苛刻，而且在粘接完成后的测试中发现纤毛容易脱落，造成整个器件失效。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置及方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于高精度微动平台和显微视觉技术的MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置，所述粘接装置包括切割夹钳系统，用于切割纤毛；切割驱动系统，与所述切割夹钳系统相连，用于驱动所述切割夹钳系统；纤毛输送系统，用于输送纤毛；芯片载台运动系统，用于承载并控制MEMS矢量水听器的芯片，芯片载台运动系统设有用于存储UV胶的UV胶存储槽；紫外线固化机，用于固化MEMS矢量水听器中的UV胶；紫外光机照射头，与所述紫外线固化机相连，用于射出紫外线；电控箱，用于控制所述粘接装置的工作流程。作为本专利技术的进一步改进，所述粘接装置还设有芯片检测系统，包括MEMS芯片检测显微系统，用于进行芯片粘接位置的图像识别；粘接监测显微系统镜，用于监测纤毛与芯片的粘接；粘接监测显微系统镜支撑系统，用于支撑所述粘接监测显微系统镜。作为本专利技术的进一步改进，所述粘接位置为芯片的正中央位置。作为本专利技术的进一步改进，所述切割夹钳系统包括电动夹爪和与所述电动夹爪相连的夹爪头，所述夹爪头上设有用于剪断纤毛的刀片。作为本专利技术的进一步改进，所述纤毛输送系统包括两个位于同一竖直方向上的劈刀及分别固定所述劈刀的劈刀杆。作为本专利技术的进一步改进，所述芯片载台运动系统为3自由度运动系统。作为本专利技术的进一步改进，所述芯片载台运动系统包括芯片载台、位于芯片载台上的芯片夹具、位于芯片载台下方的载台Z向运动平台。作为本专利技术的进一步改进，所述粘接装置还包括闭合设置的外框架。相应地，一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接方法,所述方法包括S1、将UV胶存储槽移动到纤毛输送系统正下方，载台Z向运动平台向上运动，对纤毛最下端进行蘸胶；S2、将芯片移动到MEMS芯片检测显微系统下方，进行芯片中心位置的图像识别，所述中心位置即为纤毛下端的粘接位置；S3、将芯片中心位置移动到纤毛输送系统正下方，纤毛输送系统将纤毛向下精确输送到芯片中心位置；S4、启动紫外线固化机，由紫外光机照射头射出紫外线，实现UV胶固化，将纤毛和芯片固连在一起；S5、切割夹甜系统完全闭合到断纤毛。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S4中紫外线照射时间为5s。本专利技术的有益效果是本专利技术提供的MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置及方法，粘接使用的胶水改为UV胶，该胶水胶量控制容易，在空气中不易干，通过紫外线固化机的照射达到迅速凝固的效果，通过该装置及方法，可以大大提高纤毛粘接效率和质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一优选实施方式中MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置的结构示意图；图2为本专利技术一优选实施方式中MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置的立体结构示意图；图3为本专利技术一优选实施方式中MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置的局部放大示意图；图4为本专利技术一优选实施方式中MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置的右视示意图；图5为本专利技术一优选实施方式中MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置的左视示意图；图6为本专利技术一优选实施方式中MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置的俯视示意图。具体实施例方式本专利技术公开了一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置，包括切割夹钳系统,用于切割纤毛；切IllJ驱动系统，与切IllJ夹甜系统相连，用于驱动所述切IllJ夹甜系统；纤毛输送系统，用于输送纤毛；芯片载台运动系统，用于承载并控制MEMS矢量水听器的芯片，芯片载台运动系统设有用于存储UV胶的UV胶存储槽；紫外线固化机，用于固化MEMS矢量水听器中的UV胶；紫外光机照射头，与紫外线固化机相连，用于射出紫外线；电控箱，用于控制所述粘接装置的工作流程。相应地，本专利技术还公开了一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接方法，包括S1、将UV胶存储槽移动到纤毛输送系统正下方，载台Z向运动平台向上运动，对纤毛最下端进行蘸胶；S2、将芯片移动到MEMS芯片检测显微系统下方，进行芯片中心位置的图像识别，所述中心位置即为纤毛下端的粘接位置；S3、将芯片中心位置移动到纤毛输送系统正下方，纤毛输送系统将纤毛向下精确输送到芯片中心位置；S4、启动紫外线固化机，由紫外光机照射头射出紫外线，实现UV胶固化，将纤毛和芯片固连在一起；S5、切割夹钳系统完全闭合剪断纤毛。本专利技术提供的MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置及方法，粘接使用的胶水改为UV胶，该胶水胶量控制容易，在空气中不易干，通过紫外线固化机的照射达到迅速凝固的效果，通过该装置及方法，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置，其特征在于，所述粘接装置包括：切割夹钳系统，用于切割纤毛；切割驱动系统，与所述切割夹钳系统相连，用于驱动所述切割夹钳系统；纤毛输送系统，用于输送纤毛；芯片载台运动系统，用于承载并控制MEMS矢量水听器的芯片，芯片载台运动系统设有用于存储UV胶的UV胶存储槽；紫外线固化机，用于固化MEMS矢量水听器中的UV胶；紫外光机照射头，与所述紫外线固化机相连，用于射出紫外线；电控箱，用于控制所述粘接装置的工作流程。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS矢量水听器纤毛自动化粘接装置，其特征在于，所述粘接装置包括 切割夹钳系统，用于切割纤毛；切割驱动系统，与所述切割夹钳系统相连，用于驱动所述切割夹钳系统；纤毛输送系统，用于输送纤毛；芯片载台运动系统，用于承载并控制MEMS矢量水听器的芯片，芯片载台运动系统设有用于存储UV胶的UV胶存储槽；紫外线固化机，用于固化MEMS矢量水听器中的UV胶；紫外光机照射头，与所述紫外线固化机相连，用于射出紫外线；电控箱，用于控制所述粘接装置的工作流程。2.根据权利要求1所述的粘接装置，其特征在于，所述粘接装置还设有芯片检测系统， 包括MEMS芯片检测显微系统，用于进行芯片粘接位置的图像识别；粘接监测显微系统镜，用于监测纤毛与芯片的粘接；粘接监测显微系统镜支撑系统，用于支撑所述粘接监测显微系统镜。3.根据权利要求2所述的粘接装置，其特征在于，所述粘接位置为芯片的正中央位置。4.根据权利要求1所述的粘接装置，其特征在于，所述切割夹钳系统包括电动夹爪和与所述电动夹爪相连的夹爪头，所述夹爪头上设有用于剪断纤毛的刀片。5.根据权利要求1所述的粘接装置，其特征在于，所述纤毛输...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，陈立国，汝长海，潘明强，刘吉柱，王阳俊，王蓬勃，黄海波，王振华，张国军，孙立宁，张文栋，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：