自动化微型装配技术

　　微系统工程将成为21世纪的关键技术，由于微电子学加工方法的不断发展，有可能使电子学功能、光学和机械功能组合为综合的微系统。

　　1.微型装配的必要性

　　微系统工程的一个重要特点，在于它是通过各种不同功能的集成，制成专门应用的、型号多变的产品。因此，除个别情况外，其生产一般都限于少量或中等量的件数。为了使产品的成本降低且有市场竟争力，应尽可能由大批量生产的标准元件装配而成。

　　虽然一般情况追求整个微系统为单一整体结构，然而，由于不同基础工艺缺少兼容性且要求经济效益，往往这种追求不能实现。结果，暂时只能采用混合式模块组合结构，别无其他选择。

　　近年来大多数微系统的生产都离不开装配工序，对生产过程有着重要的决定性的意义。然而，至今尚未提供一种适用于自动化装配的工业实用的仪器，因此，这方面研究与开发的需求反映急迫。

　　2.现有技术不能胜任

　　微系统工程中部件的尺寸一般在0.1um至10mm，面积大约在10一20mmZ，因此，装配精度分别根据不同的应用在0.1um至20um。这样高的精度，如用手工操作只能借助适当的观察和操作辅助手段，而且要花费很多的时间，并对操作者提出很高的要求。因此从长远角度来看，应当尽可能使微型装配自动化。

　　为完成这种微型装配任务，首先需要高精密机器人、微型零件的钳手、专用供料装置以及夹紧元件。特别还要求适当的传感器和图像处理系统，以保证高精度和质量监控。现在已经有用于微电子学元件装配用的各种适当的器具。但由于电子学元件的装配是平面装配、标准化的元件、单一整体结构以及很高的批量件数，所用的装配器具远远满足不了微系统工程的要求。这种情况类似手表的装配，尽管它有很高的精度要求，却远达不到微系统工作要求的高度。

　　3.粘附力的作用大于重力的作用

　　在微型元件处理过程中遇到的特殊问题，产生于结构尺寸很小且装配精度要求很高。在元件最小的情况下，表面效应的影响很快地增高。因为体积与质量是以R3减小，而表面则以R“下降。因此，干扰力(如粘附力和静电力)可能会比重力更大。这种情况反过来导致夹钳松开的元件并不一定向下降落。此外，由于微小零件的几何形状多样化，而且都是三维结构，在某些情况下面积变得极小，这样，很快便出现不允许的高的表面压力。同样，高要求的定位精度，也引起许多问题，因为抓取与夹紧元件必须保证这一精度，而且所有的零件也必须始终保持高精度的定位。此外还有，微型部件的装配一般均须在洁　净室条件下进行。