MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置及方法，該粘接裝置包括：切割夾鉗系統、切割驅動系統、纖毛輸送系統、芯片載臺運動系統、紫外線固化機、紫外光機照射頭和電控箱。本發明專利技術提供的MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置及方法中粘接使用的膠水為UV膠，膠水膠量控制容易，在空氣中不易干，通過紫外線固化機的照射達到迅速凝固的效果，通過該裝置及方法，可以大大提高纖毛粘接效率和質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及MEMS矢量水聽器
，特別是涉及一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置及方法。
技術介紹
水聽器又稱水下傳聲器，是把水下聲信號轉換為電信號的換能器。水聲是海洋中信息傳播的主要載體，水下探測、定位與導航、目標識別、通信等水下作業都必須借助于水聲技術來完成。作為一種重要的水下探測裝置，聲吶的出現在民用方面逐漸發揮重要的作用。當前的聲納系統大多采用水聽器通過組陣的方式來確定被探測目標的方位，存在兩方面的缺點1、成本高。目前的民用聲納系統一套約為7(Γ120萬人民幣，這對一般民用船只只能是望而生畏。2、性能受限。當前聲納系統要實現遠距離探測，必須增大基陣尺寸，且維修不方便。要改良聲吶系統，首先必須對聲吶上的水聽器性能進行改進，微機電系統(MEMS)矢量水聽器以高性能、低成本的優勢順應了目前的發展趨勢和需求。矢量水聲傳感器不但可以同時探測聲壓信號和振速信號，而且，具有寬帶一致的偶極子指向性。在水聲測量系統中，矢量水聲傳感器的采用使系統的抗干擾能力和線譜檢測能力獲得提高。因此，矢量水聲傳感器的研究工作受到國內外極大重視。隨著技術的不斷發展，技術需求越來越多，為滿足岸站建設的需要，實現遠程檢測、識別，低頻檢測能力日益顯得重要。另外，由于安靜型潛艇和艦船的本征噪聲都在低頻段，在潛艇偵測應用上，就需要低頻段的矢量水聽器。即要求探測換能器具有低頻檢測能力。同時，隨著目標信號的減弱，高靈敏度檢測問題也變得非常迫切。 將壓阻原理、MEMS技術應用于矢量水聽器，采用壓阻原理的微結構矢量水聽器可以使矢量型水聽器尺寸微型化，探測靈敏度優于壓電陶瓷式水聽器，并且，壓阻效應的優勢是可以測量直到零頻的低頻范圍，適用于低頻測量，可用于安靜型潛艇的探測。MEMS仿生矢量水聽器中，敏感單元由MEMS技術加工而成，拾振方式為敏感柱體(纖毛)同振式，信號轉換機制為壓阻式。該水聽器具有尺寸小、靈敏度高、低頻性能好等特性。因此該類型水聽器組裝封裝過程中重要的一步就是敏感柱體(纖毛)的粘接。目前采用的纖毛粘接技術采用純手工完成，效率低，基本上依賴粘接工人的手感，成功率低。粘接采用的膠為502膠，膠量難以控制，膠水在空氣中易干，對粘接過程中人員的速度和質量要求苛刻，而且在粘接完成后的測試中發現纖毛容易脫落，造成整個器件失效。因此，針對上述技術問題，有必要提供一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置及方法。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了一種基于高精度微動平臺和顯微視覺技術的MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置及方法。為了實現上述目的，本專利技術實施例提供的技術方案如下一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置，所述粘接裝置包括切割夾鉗系統，用于切割纖毛；切割驅動系統，與所述切割夾鉗系統相連，用于驅動所述切割夾鉗系統；纖毛輸送系統，用于輸送纖毛；芯片載臺運動系統，用于承載并控制MEMS矢量水聽器的芯片，芯片載臺運動系統設有用于存儲UV膠的UV膠存儲槽；紫外線固化機，用于固化MEMS矢量水聽器中的UV膠；紫外光機照射頭，與所述紫外線固化機相連，用于射出紫外線；電控箱，用于控制所述粘接裝置的工作流程。作為本專利技術的進一步改進，所述粘接裝置還設有芯片檢測系統，包括MEMS芯片檢測顯微系統，用于進行芯片粘接位置的圖像識別；粘接監測顯微系統鏡，用于監測纖毛與芯片的粘接；粘接監測顯微系統鏡支撐系統，用于支撐所述粘接監測顯微系統鏡。作為本專利技術的進一步改進，所述粘接位置為芯片的正中央位置。作為本專利技術的進一步改進，所述切割夾鉗系統包括電動夾爪和與所述電動夾爪相連的夾爪頭，所述夾爪頭上設有用于剪斷纖毛的刀片。作為本專利技術的進一步改進，所述纖毛輸送系統包括兩個位于同一豎直方向上的劈刀及分別固定所述劈刀的劈刀桿。作為本專利技術的進一步改進，所述芯片載臺運動系統為3自由度運動系統。作為本專利技術的進一步改進，所述芯片載臺運動系統包括芯片載臺、位于芯片載臺上的芯片夾具、位于芯片載臺下方的載臺Z向運動平臺。作為本專利技術的進一步改進，所述粘接裝置還包括閉合設置的外框架。相應地，一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接方法,所述方法包括S1、將UV膠存儲槽移動到纖毛輸送系統正下方，載臺Z向運動平臺向上運動，對纖毛最下端進行蘸膠；S2、將芯片移動到MEMS芯片檢測顯微系統下方，進行芯片中心位置的圖像識別，所述中心位置即為纖毛下端的粘接位置；S3、將芯片中心位置移動到纖毛輸送系統正下方，纖毛輸送系統將纖毛向下精確輸送到芯片中心位置；S4、啟動紫外線固化機，由紫外光機照射頭射出紫外線，實現UV膠固化，將纖毛和芯片固連在一起；S5、切割夾甜系統完全閉合到斷纖毛。作為本專利技術的進一步改進，所述步驟S4中紫外線照射時間為5s。本專利技術的有益效果是本專利技術提供的MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置及方法，粘接使用的膠水改為UV膠，該膠水膠量控制容易，在空氣中不易干，通過紫外線固化機的照射達到迅速凝固的效果，通過該裝置及方法，可以大大提高纖毛粘接效率和質量。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術一優選實施方式中MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置的結構示意圖；圖2為本專利技術一優選實施方式中MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置的立體結構示意圖；圖3為本專利技術一優選實施方式中MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置的局部放大示意圖；圖4為本專利技術一優選實施方式中MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置的右視示意圖；圖5為本專利技術一優選實施方式中MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置的左視示意圖；圖6為本專利技術一優選實施方式中MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置的俯視示意圖。具體實施例方式本專利技術公開了一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置，包括切割夾鉗系統,用于切割纖毛；切IllJ驅動系統，與切IllJ夾甜系統相連，用于驅動所述切IllJ夾甜系統；纖毛輸送系統，用于輸送纖毛；芯片載臺運動系統，用于承載并控制MEMS矢量水聽器的芯片，芯片載臺運動系統設有用于存儲UV膠的UV膠存儲槽；紫外線固化機，用于固化MEMS矢量水聽器中的UV膠；紫外光機照射頭，與紫外線固化機相連，用于射出紫外線；電控箱，用于控制所述粘接裝置的工作流程。相應地，本專利技術還公開了一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接方法，包括S1、將UV膠存儲槽移動到纖毛輸送系統正下方，載臺Z向運動平臺向上運動，對纖毛最下端進行蘸膠；S2、將芯片移動到MEMS芯片檢測顯微系統下方，進行芯片中心位置的圖像識別，所述中心位置即為纖毛下端的粘接位置；S3、將芯片中心位置移動到纖毛輸送系統正下方，纖毛輸送系統將纖毛向下精確輸送到芯片中心位置；S4、啟動紫外線固化機，由紫外光機照射頭射出紫外線，實現UV膠固化，將纖毛和芯片固連在一起；S5、切割夾鉗系統完全閉合剪斷纖毛。本專利技術提供的MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置及方法，粘接使用的膠水改為UV膠，該膠水膠量控制容易，在空氣中不易干，通過紫外線固化機的照射達到迅速凝固的效果，通過該裝置及方法，可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置，其特征在于，所述粘接裝置包括：切割夾鉗系統，用于切割纖毛；切割驅動系統，與所述切割夾鉗系統相連，用于驅動所述切割夾鉗系統；纖毛輸送系統，用于輸送纖毛；芯片載臺運動系統，用于承載并控制MEMS矢量水聽器的芯片，芯片載臺運動系統設有用于存儲UV膠的UV膠存儲槽；紫外線固化機，用于固化MEMS矢量水聽器中的UV膠；紫外光機照射頭，與所述紫外線固化機相連，用于射出紫外線；電控箱，用于控制所述粘接裝置的工作流程。

【技術特征摘要】
1.一種MEMS矢量水聽器纖毛自動化粘接裝置，其特征在于，所述粘接裝置包括 切割夾鉗系統，用于切割纖毛；切割驅動系統，與所述切割夾鉗系統相連，用于驅動所述切割夾鉗系統；纖毛輸送系統，用于輸送纖毛；芯片載臺運動系統，用于承載并控制MEMS矢量水聽器的芯片，芯片載臺運動系統設有用于存儲UV膠的UV膠存儲槽；紫外線固化機，用于固化MEMS矢量水聽器中的UV膠；紫外光機照射頭，與所述紫外線固化機相連，用于射出紫外線；電控箱，用于控制所述粘接裝置的工作流程。2.根據權利要求1所述的粘接裝置，其特征在于，所述粘接裝置還設有芯片檢測系統， 包括MEMS芯片檢測顯微系統，用于進行芯片粘接位置的圖像識別；粘接監測顯微系統鏡，用于監測纖毛與芯片的粘接；粘接監測顯微系統鏡支撐系統，用于支撐所述粘接監測顯微系統鏡。3.根據權利要求2所述的粘接裝置，其特征在于，所述粘接位置為芯片的正中央位置。4.根據權利要求1所述的粘接裝置，其特征在于，所述切割夾鉗系統包括電動夾爪和與所述電動夾爪相連的夾爪頭，所述夾爪頭上設有用于剪斷纖毛的刀片。5.根據權利要求1所述的粘接裝置，其特征在于，所述纖毛輸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳濤，陳立國，汝長海，潘明強，劉吉柱，王陽俊，王蓬勃，黃海波，王振華，張國軍，孫立寧，張文棟，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：