一種適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法,包括:輸入天線基板和熱壓頭的工藝參數(shù)參考值,并采集獲取當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值;將熱壓頭的當(dāng)前工作溫度與其溫度參考值比較處理,輸出控制信號并實現(xiàn)溫度的閉環(huán)控制;將基板、熱壓頭各自的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)與其參考值相比較,并通過張力-位置混合控制方式對基板的張力和位置共同進行調(diào)整;通過熱壓頭執(zhí)行熱壓固化處理,由此實現(xiàn)柔性電子標(biāo)簽的封裝過程。通過本發(fā)明,綜合考慮了基板張力、基板與熱壓頭的對位以及熱壓頭壓力之間的相互耦合影響,從系統(tǒng)上對多個工藝參數(shù)進行閉環(huán)控制,相應(yīng)可顯著提高電子標(biāo)簽的封裝質(zhì)量,同時具備適應(yīng)各類復(fù)雜工況、不易被干擾、高效率和高可靠性等特點。
【專利說明】一種適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】,更具體地,涉及一種適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性電子標(biāo)簽生產(chǎn)中常用的Flip Chip封裝工藝包括基板輸送、點膠、貼裝、熱壓以及檢測等工藝步驟,具體而言也即:通過點膠器將適量的導(dǎo)電膠滴到柔性天線基板的焊盤上;貼裝頭拾取芯片放置于天線基板的焊盤上;使用熱壓頭使導(dǎo)電膠受壓力和熱的同時作用實現(xiàn)固化,以實現(xiàn)天線和基板的機械連接和電氣連接;檢測標(biāo)簽成品是否符合使用要求,并對次品進行標(biāo)記。
[0003]眾所周知,電子標(biāo)簽的機械性能和電氣性能絕大程度上取決于熱壓工藝參數(shù)(包括基板和熱壓頭的對位精度、基板張力、熱壓工作溫度、熱壓工作壓力以及熱壓時間等),不合理的工藝參數(shù)容易導(dǎo)致電子標(biāo)簽剪切強度降低、界面分層、接觸電阻不穩(wěn)定、頻點偏移等等缺陷,嚴重地影響了電子標(biāo)簽在服役期的功能性和可靠性。因此,熱壓工藝中的多個參數(shù)的協(xié)同控制對提高產(chǎn)品性能,提高設(shè)備成品率特別重要。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了一些對熱壓工藝參數(shù)執(zhí)行控制的方案。例如,CN200810048371.1公開了一種間歇式柔性基材張力控制裝置,其中通過主動進給電機和從動收、放料電機的角位移的同步控制實現(xiàn)對基板張力的控制;然而,由于各輥軸系自成閉環(huán),僅通過張力傳感器進行耦合,無法消除各種干擾引起的各料輥位置的不同步造成的基材張力的變化。此外,CN200710053106.8公開了一種多路溫度控制器,但該控制方法中采用集中式控制方法,因而無法實現(xiàn)對多個熱壓頭的差異化溫度控制,而且同樣并未對影響熱壓工藝效果的多個參數(shù)予以綜合考慮?!?br/>【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求,本發(fā)明提供了一種適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法,其中通過綜合考慮基板張力、基板與熱壓頭的對位以及熱壓頭壓力之間的相互耦合影響,從系統(tǒng)上對多個工藝參數(shù)進行閉環(huán)控制,相應(yīng)可顯著提高電子標(biāo)簽的封裝質(zhì)量,同時具備適應(yīng)各類復(fù)雜工況、不易被干擾、高效率和高可靠性等特點,因而尤其適用于柔性電子標(biāo)簽之類產(chǎn)品的封裝用途。
[0006]為實現(xiàn)上述目的,按照本發(fā)明,提供了一種適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法,其中天線基板及其貼裝芯片從放料端經(jīng)由前進給對輥輸送至位于中間區(qū)域的熱壓單元,通過相互對置的上、下熱壓頭執(zhí)行熱壓固化處理,然后經(jīng)由后進給對輥輸送至收料端,其特征在于,該方法包括下列控制步驟:
[0007](a)輸入有關(guān)天線基板和熱壓頭的一系列工藝參數(shù)參考值,其中包括基板張力參考值Fft、基板與熱壓頭的對位參考值Pp以及熱壓頭的工作溫度參考值I;和工作壓力參考值^ ;然后采集獲取有關(guān)天線基板和熱壓頭的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值,其中包括基板的X向當(dāng)前位置Px、當(dāng)前Y向偏差Py和當(dāng)前張力FT,以及熱壓頭的當(dāng)前位置Pz、當(dāng)前工作壓力F和工作溫度T ;
[0008](b)將熱壓頭的當(dāng)前工作溫度T與其工作溫度參考值I;進行比較處理,得到的結(jié)果作為控制信號并實現(xiàn)對熱壓頭溫度的閉環(huán)控制,直至熱壓頭的工作溫度滿足工藝要求;
[0009](c)繼續(xù)將基板的當(dāng)前張力Ft與張力參考值Fft相比較,熱壓頭的當(dāng)前工作壓力F與其工作壓力參考值Fr相比較,基板和熱壓頭的當(dāng)前位置信息ρχ、ρy和Pz與所述對位參考值已相比較,并在上述任一參數(shù)未滿足工藝要求時,通過張力-位置混合控制方式對基板的張力和位置共同進行調(diào)整:
[0010]對處于放料端附近、收料端附近以及中間區(qū)域的基板的張力分別予以實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果作為控制信號來各自實現(xiàn)張力閉環(huán)控制;與此同時,輸出位置控制修正指令SI和熱壓頭工作壓力修正指令S2,其中位置控制修正指令SI用于與所述對位參考值匕進行合成處理,并相應(yīng)輸出基板X向位移參考指令Pfc、基板Y向位移參考指令Pft和熱壓頭位移參考指令Ρ&,這些參考指令分別與基板的X向當(dāng)前位置Px、基板的當(dāng)前Y向偏差ΡΥ,熱壓頭的當(dāng)前位置Pz進行處理,進而實現(xiàn)基板與熱壓頭的對位控制;所述熱壓頭工作壓力修正指令S2用于與所述工作壓力參考值^和熱壓頭當(dāng)前工作壓力F合成處理,并相應(yīng)輸出控制信號以實現(xiàn)對熱壓頭工作壓力的閉環(huán)控制;
[0011]Cd)當(dāng)天線基板和熱壓頭的各個狀態(tài)參數(shù)均滿足工藝要求后,通過上、下熱壓頭的相對運動執(zhí)行熱壓固化處理,由此實現(xiàn)柔性電子標(biāo)簽的封裝過程。
[0012]作為進一步優(yōu)選地,在步驟(b)中,優(yōu)選通過分布式溫度控制系統(tǒng)來分別對上、下熱壓頭執(zhí)行溫度閉環(huán)控制。
[0013]作為進一步優(yōu)選地,在步驟(C)中,對于處于放料端附近或收料端附近的基板的張力閉環(huán)控制,優(yōu)選采用可改變輸出轉(zhuǎn)矩的控制元件來實現(xiàn);對于處于中間區(qū)域的基板的張力閉環(huán)控制,優(yōu)選采用機械機構(gòu)來實現(xiàn)。
[0014]作為進一步優(yōu)選地,對于處于放料端附近或收料端附近的基板,通過張力檢測軸對其張力執(zhí)行實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果輸出至可改變輸出轉(zhuǎn)矩的磁粉離合器作為控制信號,由此實現(xiàn)張力閉環(huán)控制過程;對于處于中間區(qū)域的基板,通過張力檢測軸對其張力執(zhí)行實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果輸出至比例電磁閥作為控制信號,該比例電磁閥與浮輥氣缸相連,進而通過浮輥與基板之間的作用改變而實現(xiàn)張力閉環(huán)控制過程。
[0015]作為進一步優(yōu)選地,在步驟(C)中,所述基板的X向當(dāng)前位置Px由C⑶視覺系統(tǒng)實時檢測和反饋,該反饋值與所述基板X向位移參考指令Pft進行處理,并輸出控制信號以實現(xiàn)基板X向進給;所述基板的當(dāng)前Y向偏差Py由超聲波傳感器實時檢測和反饋,該反饋值與所述基板Y向位移參考指令Pft進行處理,并輸出對糾偏控制器的控制信號以實現(xiàn)基板Y向?qū)ξ黄畹拈]環(huán)控制;所述熱壓頭的當(dāng)前位置Pz由光柵尺實時檢測和反饋,該反饋值與所述熱壓頭位移參考指令Pfc進行處理,并輸出控制信號以實現(xiàn)熱壓頭的Z向?qū)ξ豢刂?。[0016]作為進一步優(yōu)選地,在步驟(C)中,所述上、下熱壓頭的工作壓力優(yōu)選通過比例電磁閥來執(zhí)行閉環(huán)控制,并且在熱壓頭的氣路系統(tǒng)中采用氣罐進行隔離,以此方式避免氣壓波動對其工作壓力的影響。[0017]總體而言,通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點:
[0018]1、通過綜合考慮基板張力、基板與熱壓頭的對位以及熱壓頭壓力之間的相互耦合影響,從系統(tǒng)上對多個工藝參數(shù)進行閉環(huán)控制,相應(yīng)提高了張力穩(wěn)定性、基板和熱壓頭的對位精度以及熱壓頭工作壓力的穩(wěn)定精度,并可以適應(yīng)長跨距柔性基板不同進給長度、不同進給速度的非連續(xù)性進給、頻繁啟停等復(fù)雜工況;
[0019]2、通過采用分布式張力控制方案,可以針對基板不同區(qū)段的特點分別達到有效控制卷料張力的目的,并能夠?qū)崟r全面地獲取基板中的張力變化,為張力控制系統(tǒng)提供更精確的反饋信號;
[0020]3、通過采用分布式溫度控制系統(tǒng)分別對上下熱壓頭的工作溫度進行閉環(huán)控制,減小了機械安裝誤差等造成的溫控一致性差異,而且易于擴展,尤其適于電子標(biāo)簽生產(chǎn)中的矩陣式多點熱壓頭分布控制;
[0021]4、通過采用比例電磁閥對熱壓頭的工作壓力進行閉環(huán)控制,同時在氣路系統(tǒng)中采用氣罐隔離,充分避免了其他耗氣元件動作造成的氣壓波動對熱壓頭工作壓力的不利影響;
[0022]5、按照本發(fā)明的多參數(shù)協(xié)同控制方法還可以通過對基板和熱壓頭的對位參考指令己、張力參考指令Fft、溫度參考指令Tr以及熱壓工作壓力參考指令Fr的變化和學(xué)習(xí),以實現(xiàn)不同定位精度、張力、溫度和壓力的變化,由此有助于提高系統(tǒng)對復(fù)雜工況的適應(yīng)能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是按照本發(fā)明的適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法的工藝流程圖;
[0024]圖2是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于實現(xiàn)應(yīng)力-位置混合控制過程的原理框圖;
[0025]圖3是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的溫度控制原理框圖;
[0026]圖4是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的壓力控制系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖;
[0027]圖5是按照本發(fā)明用于執(zhí)行柔性電子標(biāo)簽封裝過程的示范性整體機構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。此外,下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0029]圖1是按照本發(fā)明的適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法的工藝流程圖,圖5是按照本發(fā)明用于執(zhí)行柔性電子標(biāo)簽封裝過程的示范性整體機構(gòu)示意圖。如圖1和圖5中所示,柔性電子標(biāo)簽的天線基板及其貼裝芯片從放料端20經(jīng)由前進給對輥23輸送至位于中間區(qū)域的熱壓單元,通過相互對置的上、下熱壓頭29和30執(zhí)行熱壓固化處理,然后經(jīng)由后進給對輥32輸送至收料端34,由此完成封裝過程。
[0030]然而,由于薄膜材料的特殊物理性能,在張力過大的情況下容易出現(xiàn)變形甚至斷裂,影響產(chǎn)品質(zhì)量,在電子標(biāo)簽的生產(chǎn)中,如果張力過大將導(dǎo)致基板上天線圖案變形嚴重,使得芯片和天線的焊盤無法準(zhǔn)確互連或者天線出現(xiàn)斷點,引起封裝失效,產(chǎn)生次品;實際生產(chǎn)中的薄膜跨距很長,張力過小時容易出現(xiàn)折疊、起皺,由于導(dǎo)向輥等摩擦力分布不均、機械安裝誤差、非連續(xù)性進給、頻繁啟停以及基板彈性模量不均勻等因素極易導(dǎo)致基板張力分布不均,從而使得基板產(chǎn)生跑偏,嚴重影響基板的對位精度。另一方面,基板在進給過程中的加速度改變以及出現(xiàn)跑偏等情況又會影響基板張力的大小與分布。而且,往往熱壓模塊上基板的跨距較長,基板存在少量的下垂,當(dāng)上熱壓頭下降至工作位、下熱壓頭上升至工作位進行熱壓操作的過程中,常常會引起基板張力的波動,因此,基板張力、基板和熱壓頭的對位是互相耦合,互相影響的,必須綜合考慮并系統(tǒng)地進行處理。
[0031]相應(yīng)地,基于對基板張力、基板與熱壓頭的對位以及熱壓頭壓力之間的相互耦合影響的綜合考慮,為了從系統(tǒng)上對多個工藝參數(shù)進行閉環(huán)控制,如圖1中所示,本發(fā)明的多參數(shù)協(xié)同控制方法主要包括下列步驟:
[0032]第一步驟,輸入有關(guān)天線基板和熱壓頭的一系列工藝參數(shù)參考值,其中包括基板張力參考值Fft、基板與熱壓頭的對位參考值匕,以及熱壓頭的工作溫度參考值I;和工作壓力參考值然后采集獲取有關(guān)天線基板和熱壓頭的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值,其中包括基板的X向當(dāng)前位置Px、當(dāng)前Y向偏差Py和當(dāng)前張力FT,以及熱壓頭的當(dāng)前位置Pz、當(dāng)前工作壓力F和工作溫度T。
[0033]第二步驟,首先判斷溫度參數(shù)是否達標(biāo),將熱壓頭的當(dāng)前工作溫度T與其工作溫度參考值I;進行比較處理,得到的結(jié)果作為控制信號并實現(xiàn)對熱壓頭溫度的閉環(huán)控制,直至熱壓頭的工作溫度滿足工藝要求。
[0034]在此操作過程中,優(yōu)選通過分布式溫度控制系統(tǒng)來分別對上、下熱壓頭執(zhí)行溫度閉環(huán)控制。如圖3中所示,溫度傳感器51實時檢測并反饋的熱壓頭工作溫度溫度T,該反饋值經(jīng)信號處理52后與溫度參考值I;的比較結(jié)果作為溫度控制器48的輸入信號,溫度控制器48對其進行處理輸出發(fā)熱芯50的控制信號,經(jīng)過驅(qū)動電路49功率放大后作用于發(fā)熱芯,控制發(fā)熱芯的工作狀態(tài),進而實現(xiàn)對溫度的閉環(huán)控制,直至熱壓頭工作溫度滿足工藝要求。
[0035]考慮到提高效率、可擴展、調(diào)試方便等實際需求,可采用一塊接口板與多塊溫控板連接的方案。接口板實現(xiàn)溫控板與工控機的通訊并留有冗余接口。溫度傳感器實時檢測并反饋熱壓頭的實際溫度,溫度采集電路將其進行AD轉(zhuǎn)換后輸入溫度控制器,溫度控制器將其與預(yù)設(shè)值進行比較,輸出控制信號,通過驅(qū)動電路驅(qū)動發(fā)熱元件工作,從而實現(xiàn)溫度的閉環(huán)控制。
[0036]第三步驟,繼續(xù)將基板的當(dāng)前張力Ft與張力參考值Fft相比較,熱壓頭的當(dāng)前工作壓力F與其工作壓力參考值Fr相比較,基板和熱壓頭的當(dāng)前位置信息PX、PY和Pz與所述對位參考值匕相比較,并在上述任一參數(shù)未滿足工藝要求時,通過張力-位置混合控制方式對基板的張力和位置共同進行調(diào)整。
[0037]在此操作過程中,如圖2中所示,對處于放料端附近、收料端附近以及中間區(qū)域的基板的張力分別予以實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果作為控制信號來各自實現(xiàn)張力閉環(huán)控制;與此同時,輸出位置控制修正指令SI和熱壓頭工作壓力修正指令S2,其中位置控制修正指令SI用于與所述對位參考值己進行合成處理,并相應(yīng)輸出基板X向位移參考指令Pft、基板Y向位移參考指令Pft和熱壓頭位移參考指令Pfc,這些參考指令分別與基板的X向當(dāng)前位置Px、基板的當(dāng)前Y向偏差PY,熱壓頭的當(dāng)前位置Pz進行處理,進而實現(xiàn)基板與熱壓頭的對位控制;所述熱壓頭工作壓力修正指令S2用于與所述工作壓力參考值^進行合成處理,并相應(yīng)輸出控制信號以實現(xiàn)對熱壓頭工作壓力的閉環(huán)控制。
[0038]按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例,對于處于放料端附近或收料端附近的基板的張力閉環(huán)控制,優(yōu)選采用可改變輸出轉(zhuǎn)矩的控制元件來實現(xiàn);對于處于中間區(qū)域的基板的張力閉環(huán)控制,優(yōu)選采用機械機構(gòu)來實現(xiàn)。更具體地,對于處于放料端附近或收料端附近的基板,通過張力檢測軸對其張力執(zhí)行實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果輸出至可改變輸出轉(zhuǎn)矩的磁粉離合器作為控制信號,由此實現(xiàn)張力閉環(huán)控制過程;對于處于中間區(qū)域的基板,通過張力檢測軸對其張力執(zhí)行實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果輸出至比例電磁閥作為控制信號,該比例電磁閥與浮輥氣缸相連,進而通過浮輥與基板之間的作用改變而實現(xiàn)張力閉環(huán)控制過程。 [0039]參考圖5中可見,張力控制系統(tǒng)可分為收、放料張力控制系統(tǒng)和中間基板張力控制系統(tǒng)。對放料張力控制系統(tǒng)(收料和放料較為類似,僅以放料為例進行說明),張力檢測軸21實時檢測并反饋基板放料段的張力Ft,張力控制器35對反饋值Ft與參考值Fft的比較結(jié)果進行處理,并優(yōu)選輸出放料端磁粉離合器37的控制信號,通過調(diào)整該磁粉離合器的輸入電流,進而控制其輸出轉(zhuǎn)矩,從而實現(xiàn)放料端基板張力的閉環(huán)控制。磁粉離合器是根據(jù)電磁原理并利用磁粉來傳達轉(zhuǎn)矩的,其傳達之轉(zhuǎn)矩與激磁電流基本成線性關(guān)系。因此,只要改變激磁電流之大小,便可輕易地控制轉(zhuǎn)矩之大小。當(dāng)激磁電流保持不變時,其傳達之轉(zhuǎn)矩不受傳動件與從動件之間差速(滑差轉(zhuǎn)速)之影響,即靜力矩與動力矩?zé)o差別。因此可以穩(wěn)定地傳達恒定之轉(zhuǎn)矩,只需調(diào)節(jié)激磁電流之大小,便能準(zhǔn)確控制并傳達所需轉(zhuǎn)矩,從而簡便、有效地達到控制卷料張力的目的。
[0040]對于中間基板的張力控制則由浮輥27實現(xiàn)。張力檢測軸25實時檢測并反饋中間基板的張力Ft,張力控制器35對反饋值Ft與參考值Fft的比較結(jié)果進行處理輸出與浮輥氣缸連接的比例電磁閥控制信號,控制該電磁閥調(diào)整浮輥氣缸工作壓力,該氣缸的輸出力與浮輥重力的合力即為中間基板的張力,從而調(diào)整精密氣缸的輸入氣壓,進而調(diào)整浮輥的輸出力,實現(xiàn)中間基板張力的閉環(huán)控制。
[0041]此外,如圖2和圖5中所示,在張力閉環(huán)控制的過程中,張力控制器35同時輸出位置控制修正指令SI,該修正指令與基板和熱壓頭的對位參考指令Pr進行合成,作為位置控制器38的輸入信號。位置控制器20對其進行處理,輸出三個指令即基板X向位移參考指令Pfc、基板Y向位移參考指令Pft以及熱壓頭位移參考指令P&。X向位移控制器39對X向位移參考指令Pft與CCD視覺系統(tǒng)24反饋的基板當(dāng)前位置信號的計算結(jié)果進行處理,輸出信號控制基板輸送對輥23 (以放料端為例)動作,實現(xiàn)基板X向進給。糾偏控制器40對基板Y向位移參考指令Pft與超聲波傳感器26反饋的基板Y向?qū)ξ黄頟y的計算結(jié)果進行處理,輸出糾偏器28的控制信號,控制糾偏器28在X-Y面內(nèi)的微量旋轉(zhuǎn),進而實現(xiàn)基板Y向?qū)ξ豢刂?。?dāng)需要進行熱壓操作時,熱壓頭位移控制器處理熱壓頭位移參考指令P&和光柵尺43反饋的當(dāng)前位置信號,輸出信號控制驅(qū)動熱壓頭運動到位的熱壓頭Z向電機動作。
[0042]此外,張力控制器35同時還輸出工作壓力修正指令S2,該修正指令與熱壓頭工作壓力參考指令Fr、壓力傳感器反饋的當(dāng)前壓力F進行合成,作為工作壓力控制器44的輸入信號。工作壓力控制器44對其進行處理,輸出比例電磁閥的控制信號,進而實現(xiàn)對熱壓頭工作壓力的閉環(huán)控制。
[0043]考慮到實際生產(chǎn)中,在基板進給時,除了要求進給快速穩(wěn)定外,還需要保證基板的定位精度。基板的定位精度可分為X向定位精度和Y向定位精度。相應(yīng)地,按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例,所述基板的X向當(dāng)前位置Px由CCD視覺系統(tǒng)實時檢測和反饋,該反饋值與所述基板X向位移參考指令Pfc進行處理,并輸出控制信號以實現(xiàn)基板X向進給;所述基板的當(dāng)前Y向偏差Py由超聲波傳感器實時檢測和反饋,該反饋值與所述基板Y向位移參考指令Pft進行處理,并輸出對糾偏控制器的控制信號以實現(xiàn)基板Y向?qū)ξ黄畹拈]環(huán)控制;所述熱壓頭的當(dāng)前位置Pz由光柵尺實時檢測和反饋,該反饋值與所述熱壓頭位移參考指令Pxr進行處理,并輸出控制信號以實現(xiàn)熱壓頭的Z向?qū)ξ豢刂啤?br>
[0044]在基板張力合適的情況下,X向定位精度取決于基板進給系統(tǒng)的運動精度。本發(fā)明中在基板進給方向上配置CCD視覺定位系統(tǒng),檢測基板的X向進給誤差,為進給定位補償提供反饋信號。然而,在電子標(biāo)簽的封裝生產(chǎn)中,對基板的Y向定位精度要求更高。為此,本發(fā)明中采用糾偏裝置保證薄膜的Y向定位精度。超聲波傳感器作為基板定位控制誤差信號來源,對薄膜Y向的偏移進行實時測定,為糾偏控制器提供反饋信號,糾偏控制器根據(jù)預(yù)設(shè)值與反饋值的比較輸出糾偏器的控制指令。
[0045]電子標(biāo)簽生產(chǎn)工藝中的熱壓固化工藝需要執(zhí)行元件提供滿足導(dǎo)電膠工藝精度的溫度和壓力以保證芯片與天線可靠的電氣互連和機械連接。如圖5中所示,本發(fā)明中分別在基板的縱向配置了上、下兩組矩陣式排布的熱壓頭,當(dāng)天線基板輸送至熱壓模塊后,上熱壓頭下降,下加熱頭上升,上、下加熱頭同時進行加熱以實現(xiàn)導(dǎo)電膠的固化。
[0046]按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例,如圖4中所示,所述上、下熱壓頭的工作壓力優(yōu)選通過比例電磁閥來執(zhí)行閉環(huán)控制,并且在熱壓頭的氣路系統(tǒng)中采用氣罐進行隔離,以此方式避免氣壓波動對其工作壓力的影響。熱壓頭采用精密氣缸驅(qū)動加熱部件的形式,與浮輥的壓力調(diào)節(jié)相類似,熱壓頭工作壓力控制器可根據(jù)預(yù)設(shè)參考值、修正值以及反饋值的計算結(jié)果輸出控制信號給比例電磁閥,從而實現(xiàn)熱壓頭氣缸中壓力的高精度控制。
[0047]第四步驟,當(dāng)天線基板和熱壓頭的各個狀態(tài)參數(shù)均滿足工藝要求后,通過上、下熱壓頭的相對運動執(zhí)行熱壓固化處理,由此實現(xiàn)柔性電子標(biāo)簽的封裝過程。
[0048]再次參看圖5,顯示了按照本發(fā)明用于執(zhí)行柔性電子標(biāo)簽封裝過程的示范性整體機構(gòu)示意圖。在圖5中,20為放料軸,21為放料端張力檢測軸,22為柔性基板,23為前基板進給對輥,24為前CCD視覺系統(tǒng),25為中間基板張力檢測軸,26為超聲波傳感器,27為浮輥,28為糾偏器,29為上熱壓頭,30為下熱壓頭,31為后CCD視覺系統(tǒng),32為后基板進給對輥,33為后張力檢測軸,34為收料軸。張力檢測軸用于檢測基板的張力,超聲波傳感器用于檢測基板的Y向?qū)ξ黄睿珻CD視覺系統(tǒng)用于檢測基板的X向?qū)ξ黄睢?br>
[0049]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適于柔性電子標(biāo)簽封裝過程的多參數(shù)協(xié)同控制方法,其中天線基板及其貼裝芯片從放料端經(jīng)由前進給對輥輸送至位于中間區(qū)域的熱壓單元,通過相互對置的上、下熱壓頭執(zhí)行熱壓固化處理,然后經(jīng)由后進給對輥輸送至收料端,其特征在于,該方法包括下列控制步驟: (a)輸入有關(guān)天線基板和熱壓頭的一系列工藝參數(shù)參考值,其中包括基板張力參考值Fft、基板與熱壓頭的對位參考值已,以及熱壓頭的工作溫度參考值I;和工作壓力參考值^ ;然后采集獲取有關(guān)天線基板和熱壓頭的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)值,其中包括基板的X向當(dāng)前位置Px、當(dāng)前Y向偏差Py和當(dāng)前張力Ft,以及熱壓頭的當(dāng)前位置Pz、當(dāng)前工作壓力F和工作溫度T ; (b)將熱壓頭的當(dāng)前工作溫度T與其工作溫度參考值I;進行比較處理,得到的結(jié)果作為控制信號并實現(xiàn)對熱壓頭溫度的閉環(huán)控制,直至熱壓頭的工作溫度滿足工藝要求; (c)繼續(xù)將基板的當(dāng)前張力Ft與張力參考值Fft相比較,熱壓頭的當(dāng)前工作壓力F與其工作壓力參考值Fr相比較,基板和熱壓頭的當(dāng)前位置信息PX、PY和Pz與所述對位參考值已相比較,并在上述任一參數(shù)未滿足工藝要求時,通過張力-位置混合控制方式對基板的張力和位置共同進行調(diào)整: 對處于放料端附近、收料端附近以及中間區(qū)域的基板的張力分別予以實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果作為控制信號來各自實現(xiàn)張力閉環(huán)控制;與此同時,輸出位置控制修正指令SI和熱壓頭工作壓力修正指令S2,其中位置控制修正指令SI用于與所述對位參考值匕進行合成處理,并相應(yīng)輸出基板X向位移參考指令Pfc、基板Y向位移參考指令Pft和熱壓頭位移參考指令P&,這些參考指令分別與基板的X向當(dāng)前位置Px、基板的當(dāng)前Y向偏差PY,熱壓頭的當(dāng)前位置Pz進行處理,進而實現(xiàn)基板與熱壓頭的對位控制;所述熱壓頭工作壓力修正指令S2用于與所述工作壓力參考值^和熱壓頭當(dāng)前工作壓力F合成處理,并相應(yīng)輸出控制信號以實現(xiàn)對熱壓頭工作壓力的閉環(huán)控制 (d)當(dāng)天線基板和熱壓頭的各個狀態(tài)參數(shù)均滿足工藝要求后,通過上、下熱壓頭的相對運動執(zhí)行熱壓固化處理,由此實現(xiàn)柔性電子標(biāo)簽的封裝過程。
2.如權(quán)利要求1所述的多參數(shù)協(xié)同控制方法,其特征在于,在步驟(b)中,優(yōu)選通過分布式溫度控制系統(tǒng)來分別對上、下熱壓頭執(zhí)行溫度閉環(huán)控制。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多參數(shù)協(xié)同控制方法,其特征在于,在步驟(c)中,對于處于放料端附近或收料端附近的基板的張力閉環(huán)控制,優(yōu)選采用可改變輸出轉(zhuǎn)矩的控制元件來實現(xiàn);對于處于中間區(qū)域的基板的張力閉環(huán)控制,優(yōu)選采用機械機構(gòu)來實現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求3所述的多參數(shù)協(xié)同控制方法,其特征在于,對于處于放料端附近或收料端附近的基板,通過張力檢測軸對其張力執(zhí)行實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果輸出至可改變輸出轉(zhuǎn)矩的磁粉離合器作為控制信號,由此實現(xiàn)張力閉環(huán)控制過程;對于處于中間區(qū)域的基板,通過張力檢測軸對其張力執(zhí)行實時檢測和反饋,并將反饋值與所述基板張力參考值Fft之間的比較結(jié)果輸出至比例電磁閥作為控制信號,該比例電磁閥與浮輥氣缸相連,進而通過浮輥與基板之間的作用改變而實現(xiàn)張力閉環(huán)控制過程。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項所述的多參數(shù)協(xié)同控制方法,其特征在于,在步驟(c)中,所述基板的X向當(dāng)前位置Px由CCD視覺系統(tǒng)實時檢測和反饋,該反饋值與所述基板X向位移參考指令Pft進行處理,并輸出控制信號以實現(xiàn)基板X向進給;所述基板的當(dāng)前Y向偏差Py由超聲波傳感器實時檢測和反饋,該反饋值與所述基板Y向位移參考指令Pft進行處理,并輸出對糾偏控制器的控制信號以實現(xiàn)基板Y向?qū)ξ黄畹拈]環(huán)控制;所述熱壓頭的當(dāng)前位置Pz由光柵尺實時檢測和反饋,該反饋值與所述熱壓頭位移參考指令P&進行處理,并輸出控制信號以實現(xiàn)熱壓頭的Z向?qū)ξ豢刂啤?br>
6.如權(quán)利要求5所述的多參數(shù)協(xié)同控制方法,其特征在于,在步驟(c)中,所述上、下熱壓頭的工作壓力優(yōu)選通過比例電磁閥來執(zhí)行閉環(huán)控制,并且在熱壓頭的氣路系統(tǒng)中采用氣罐進行隔離,以此方式 避免氣壓波動對其工作壓力的影響。
【文檔編號】G05B19/418GK103592981SQ201310565358
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】陳建魁, 尹周平, 范守元 申請人:華中科技大學(xué)