自动点胶机控制系统设计摘要点胶是微电子封装工业中一道很重要的工序，胶滴的直径、一致性等质量问题直接关系到封装产品的质量。

基于运动控制器的数控系统，具有灵活的软硬件结构。

本课题针对点胶工艺流程的要求对点胶机进行了设计和研究，设计点胶机机械结构装置，达到对点胶位置精确定位；在根据点胶机实验装置的特点，结合运动控制器，伺服电机等，开发了一套蠕动点胶机控制系统，实现对蠕动泵和三坐标工作台的精确控制，进而结合触摸屏，最终实现人机交流。

关键词：点胶机，点胶装置，控制系统Automatic Dispenser Control System DesignABSTRACTDispensing the microelectronics packaging industry in a very important process, plasti c drop diameter, consistency and other quality issues directly related to thequality of the product packaging. CNC system based on motion controller with flexiblehardware and sof tware structure. Dispensing process for this project the requirements of the dispenser has b een designed and studied mechanical structure design ofdispensing device, to achieve preci se positioning of the dispensing location;dispensing apparatus in accordance with the chara cteristics, combined with motion controller Servo motor, the development of a peristalti c dispenser control systems, andcoordinate peristaltic pump to achieve precise control table, and then combined withtouch screen, and ultimately human-machine communication.KEY WORDS:Dispensing machines, dispensing device, control system目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1概述 (1)1.1点胶机研究背景 (1)1.2点胶技术分类 (1)1.2.1传统点胶技术 (1)1.2.2现代点胶技术 (2)1.3课题研究内容和意义 (3)2自动点胶机总体方案设计 (5)2.1自动点胶机运动分析 (5)2.2自动点胶机运动方案设计 (5)2.3自动点胶机总体结构 (6)2.4主要技术指标 (6)3 点胶机机械结构设计 (7)3.1滚珠丝杠螺母幅选择 (7)3.1.1滚珠丝杠螺母 (7)3.1.2X轴丝杆的选择 (7)3.1.3Z轴丝杆的选择 (10)3.2 伺服电机选择 (14)3.2.1 X轴电机选择 (14)3.2.2Z轴电机的选择 (15)3.3其余零件设计 (17)4点胶机控制系统设计 (20)4.1硬件系统 (21)4.1.1硬件系统总体架构 (21)4.1.2硬件部件选择 (21)4.1.3系统电源设计 (26)4.2蠕动点胶数控系统的软件结构设计 (27)4.2.1软件总体要求 (27)4.2.2点胶机触摸屏界面开发 (27)3.2.3数控G代码编程 (32)5 结论 (35)IV致谢 (36)参考文献 (37)1 概述1.1 点胶机研究背景集成电路产业已成为国民经济发展的关键，集成电路设计、制造和封装测试是集成电路产业发展的三大支柱产业。

微电子封装不但影响着集成电路本身的电性能、机械性能、光性能和热性能，还影响其可靠性和成本，在很大程度上决定着电子整机系统的小型化、多功能化、可靠性和成本，微电子封装越来越受到重视．随着微电子技术的发展，集成电路复杂度的增加，一个电子系统的大部分功能都可集成于一个单芯片的封装内。

这就要求半导体封装具有很高的性能：更多的引线、更密的内连线、更小的尺寸、更大的热耗散能力、更好的电性能、更高的可靠性、更低的单个引线成本等。

由于封装的热、电、可靠性等性能直接影响着集成电路的性能，所以从上世纪80年代起，半导体封装技术，又称高级集成电路封装或AICE(Advanced Integrated Circuit Encapsulation)已逐渐成了影响微电子技术发展的重要因素之一，并逐渐发展成为一门多学科交叉的热门科技。

表面贴装技术最显著的特点是提高了电路的密度，改善了电子性能；同时可以降低工艺成本、提高产品质量和可靠性。

表面贴装技术的核心是在焊接之前将元件贴装到印制板焊盘区域使用的机器上。

这种机器和通孑L元件插装机器比较，它是通用型的，能够贴装不同类型的元件，它的设备度、精度和柔性都很高。

随着表面贴装技术的发展，半导体封装工业又将其用于芯片固定，倒扣封装，填充涂层等方面。

我国的集成电路市场需求量非常大，2007年我国石英晶体元器件的产量达到78亿只；预计2008年将达到83亿只；2009年将达到88亿只；2010年将达到92亿只，但很多高端产品的设计与制造的能力还十分薄弱，急待改善。

半导体封装过程中要广泛使用到各种封装流体，以对芯片进行机械保护及消除热应力。

封装过程中，流体的传送或转移一般都是通过点胶来完成。

流体点胶技术广泛用于芯片涂层，微机电产品，系统芯片，石英晶体谐振器等工艺过程，以及一些精度要求不太高的电子产品生产过程，如磁头、电路板、变压器等。

为了实现高质量的封装，除了选择合适的封装流体外，高精度的点胶技术是一个关键因素。

1.2点胶技术分类1.2.1 传统的点胶技术传统的点胶方式主要分为针移式点胶和屏刷式点胶。

（1）针移式针移式点胶过程中，针头以一种模式机械地移动到需要粘接的地方，针头浸在胶液中且胶液在针头凝结。

然后针头移到电路板的上方以便胶液接触到电路板，这样胶滴就被从针头转移到基板上，胶滴的质量决定于胶液本身的材料、针的直径、停留时间和偏移高度。

它是把黏合剂放到印刷电路板上的最快的方法之一，在自动化生产中应用非常普遍。

（2）屏刷式屏刷式点胶过程中与需要点胶模式相匹配的工艺方法是在刷屏上切割或展开，电路板放在屏幕下，橡胶扫刷把粘合剂刷到刷屏上，粘合剂被刷到刷屏上并转移到电路板表面。

关键参数包括刷屏厚度、橡胶扫刷压力、粘合剂材料和橡胶扫刷速度。

屏刷式也有一些缺点，就象针移式一样，屏刷式采用的是固定工具，所以缺乏灵活性。

但比起针移式，屏刷式能用更多不同的粘合剂材料。

针移式和屏刷式这些传统的点胶方法优点：速度快。

缺点：缺乏灵活性。

同传统的点胶方式相比，当前出现的接触式或非接触式点胶技术具有其独特的优越性。

1.2.2 现代点胶技术点胶过程简单讲就是将胶体运送到PCB板固定的位置，以固定或保护元器件的一个过程。

随着SMT不断变革，点胶技术也在不断的发生变化，适应的环境越来越广，采用的胶体种类、粘度范围也越来越多。

根据点胶技术的特征现代点胶技术可分成：接触式点胶和非接触式点胶。

（1）接触式点胶（a）时间压力型点胶。

由于时间压力型点胶技术采用脉动的空气压力和针管实现对胶水流体的控制，所以使用控制简单易于实现。

优点：经济、操作方便，适用性好，方便清洗，可用于变压器、扬声器、芯片、塑料壳体等各种物件。

缺点：时间压力型点胶技术采用脉动压缩空气会加热胶体并改变其粘度和胶体大小；随着针筒内的胶量的改变，点出的胶量也会跟着变化，响应速度越来越慢。

（b）活塞泵点胶。

活塞式点胶采用类似活塞一气缸的机构柬点胶。

点胶过程是采用恒定的气压使胶体流入到开口的气缸中，然后由电机驱动的活塞将气缸密闭并产生运动，直到将腔内的胶液体从点胶头挤出。

优点；点出胶屋一致性较好，对胶体粘度、温度、和压力不敏感。

缺点：利用机械运动来点胶，速度不快；点胶量太小不好调节。

（c）螺杆计量泵点胶。

螺杆计量泵点胶技术，采用全新设计的点胶头来提高点胶性能。

典型的计量泵为阿基米得计量管。

点胶过程是采用恒定的气压使腔体流入螺纹空隙，电机带动螺杆使胶水从针头流出。

优点：控制简单，适用的胶体较广可以用软件编程决定点出的胶量，控制灵活且精确度比时问压力型高，有较高的一致性。

缺点：这种技术对胶体粘度删样比较敏感，螺纹反复旋转会降低粘度，点胶量一致性受到波面高度、气压、胶体粘度、温度等影响。

（2）非接触式点胶非接触式点胶不需要Z轴方向的运动，这点与接触式点胶不同，这样的话就极大了减少了点胶周期，且不需考虑针尖剩PCB板之间距离对点胶质量的影响，一致性也有所提高。

常用的非接触式点胶方式有：（a）喷射式点胶。

胶体被注射器内的恒压挤到喷嘴和活塞之间的空腔内，通过马达快速驱动活塞上下往复运动喷射出胶体，可以实现高速点胶。

但机械结构复杂，清洁麻烦；成本很高，不方便维护；同样还受到流体粘度变化影响。

（b）压电式点胶。

压电陶瓷是具有双向作用的介质，可以实现电-力相互转化。

在压电陶瓷上通以高频率交流电，产生的作用力可以使压电陶瓷做同频震动。

在点胶过程中，胶体被注射器内的恒压挤到喷嘴和压电陶瓷之间的空腔内，压电陶瓷沿喷嘴轴向震动，挤出胶体。

非接触式点胶过程中，喷嘴不与工作面接触，喷嘴尺寸一定的情况下，可以通过在同一位置连续喷射多点叠加柬达到调节胶点尺寸的目的。

该方式的缺点是机械问题复杂并经常需要拆卸清洗，且需要一个加热器，并要大约20分钟的预热。

影响非接触式点胶质量的主要冈素有：胶体温度、活塞的直径、喷嘴内径、和行程等。

(3)点胶技术的发展趋势点胶技术受到内部和外部因素的影响，质量很难实现一致性。

对点胶来说，点胶体积和点胶形状是衡量点胶效果两个重要的指标，我们希望胶点体积能保持一致性以及胶点有比较稳定的形状。

由于点胶中作用参数和流体运动的复杂性，对点胶系统来说很难实现这种一致性的结果。

对于接触式点胶来说，该技术发展较早而且相对成熟，在生产实践过程中，获得了很多经验，也总结出了许多对点胶质量产生影响的参数和因索，如流体粘度、流体温度、针筒剩余流体高度、针筒内气压、针头的直径和长度、点胶高度、点胶结束时的回溯高度和速度等等，但是对于这些因索分析都是停留在定性分析上，不同的人可能会有所变化。