LTCC印刷机精度控制系统分析吕琴红++闫文娥：2095-6835（2017）10-0017-02摘要：简要分析了与印刷机精度相关的4个系统的特征，着重研究了视觉对位系统和自动对位过程，提出了提高平台运动精度的方法。分析结果表明，视觉对位采用双相机对位，平台运动采用UVW平台和伺服电机力矩模式定位，刮刀升降采用伺服电机和梯形丝杠定位，印刷压力采用电气比例阀控制，可以实现精确控制，使印刷重复定位精度达±0.01mm。关键词：自动印刷机；视觉对位系统；平台运动定位；印刷压力：TP273：ADOI：10.15913/jki.kjycx.2017.10.017低温共烧陶瓷（LowTemperatureCo-firedCeramics）简称LTCC，是将陶瓷材料作为电路的介电层，将低容值电容、电阻、阻抗转换器、滤波器、耦合器等被动元件埋入陶瓷基板中，应用金、银、铜等金属作为内外层电极，以平行印刷模式涂布电路，在低于900℃的烧结炉中烧结成陶瓷元件或基板。LTCC多层基板生产工艺流程是，流延、裁片、冲孔、填孔印刷、线路印刷、叠片、静压、切割和烧结。其中，印刷包括2个环节，即填孔印刷和线路印刷。填孔印刷是将过孔填充剂填入过孔中，将其作为层与层之间电路连接的垂直通路，以制备多层陶瓷基板内部的过孔。线路印刷是将导电浆料或介质材料印刷在陶瓷片上，用以制作电气互联的导线和印刷元器件，即电阻、电容、压敏电阻等。印刷作为关键工序之一，要保证其质量。印刷质量未达到要求，会直接导致电路短路或电路断路。印刷质量即印刷精度，它包含工艺精度和设计精度。工艺精度是印刷过程中工艺参数的匹配问题，需要在实验中摸索才能得到一套较完善的工艺参数——印刷速度、印刷压力、浆料配比、离网距离等；设计精度是印刷机定位精度，即印刷机本身能够达到的重复定位精度。本文只分析印刷重复定位精度，而系统技术指标将印刷重复定位精度确定为±0.01mm。1印刷基本原理利用丝网图形部分网孔透浆料，非图文部分网孔不透浆料的基本原理印刷。印刷时，在丝网一端倒入浆料，用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力，同时，朝絲网另一端移动。浆料在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的黏性作用，使得印迹固着在一定范围内。在印刷过程中，刮刀始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮刀移动而移动。由于丝网与承印物之间保持一定的间隙，使得印刷时的丝网通过自身的张力而产生对刮刀的反作用力，这个反作用力被称为回弹力。由于回弹力的作用，使丝网与基片只呈移动式线接触，而丝网其他部分与承印物为脱离状态，保证了印刷尺寸精度，也在一定程度上避免了承印物被污染。当刮刀刮过整个印刷区域后升起，丝网也脱离基片，工作台返回到初始位置，即为一个印刷过程结束。2系统设计及原理印刷重复定位精度包含以下4个方面的内容：①视觉对位精度；②工作台运动位置精度；③刮刀升降位置精度；④印刷压力精度。对此，印刷机优化设计了由视觉对位系统、平台运动系统、刮刀升降控制系统和印刷压力控制系统组成的印刷机精度控制系统。2.1视觉对位系统印刷机视觉系统采用双相机对位方式，而视觉对位系统硬件主要包括2个相机、2个环形光源、2个镜头、图像采集处理模块。2个相机位置固定，分别对2个Mark进行图像采集和识别，图像采集处理模块负责图像的采集、处理。2.1.1视觉对位过程工作台运动至机械原点位置，工作台上放置1张空白生瓷片，工作台移动至网版下方，在生瓷片上印刷Mark孔的图形，印刷后工作台移回到原点位置处，2个相机对印刷后的Mark图形进行图像采集，视觉处理模块记录2个Mark的相关信息，得出网版与工作台的相对位置信息，并将2个Mark作为模板存入系统中，之后可进行生瓷片印刷。印刷时，视觉对位系统分别对生瓷片上的2个Mark标志位进行图像采集、分析处理，与系统中预先登录的图像模板包括Mark尺寸、位置等信息进行比对，得出当前生瓷片上Mark位置的偏差值，平台根据偏差值执行对位动作。2.1.2自动对位流程自动对位过程是将相机坐标系转换为平台坐标系的过程。自动对位处理流程如下：相机对Mark拍照，图像处理模块将采集到的图像与标准Mark模板作对比，算出作为基准位置的对象物——网版上的Mark位置与移动物——...