CN101190429A - 一种高粘度流体微量喷射点胶装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高粘度流体微量喷射点胶装置，驱动机构上端与行程和预压调节机构相连，下端与喷射机构相连，喷射机构侧部与供料机构相连，喷射机构内部设有阀杆和位于阀杆下端的喷射头，喷射头包括阀杆、阀座和喷嘴。点胶时，在驱动机构的作用下阀杆与阀座分离，流体在供料压力作用下填充由阀杆离开阀座形成的间隙，接着压缩空气释放，在行程和预压调节机构的作用下阀杆周围以及阀座内流体以一定速度流向喷嘴，最后当阀杆和阀座完全接触闭合时，流体停止向喷嘴流动，流出喷嘴的流体与阀座内流体分离，形成具有一定速度的液滴。本发明实现了高粘度流体材料的分配，并具有非接触、高精度、高可靠性、低成本等优点。

Description

一种高粘度流体微量喷射点胶装置

技术领域

本发明涉及微电子封装技术，尤其是涉及高黏度流体微量喷射技术。

背景技术

在微电子封装中，封装胶的表面涂敷是很重要的工序，广泛应用于集成电路制造的后道封装工艺中。目前用于封装胶的分配技术主要分为以丝网印刷和针管转移为代表的接触式和以喷射技术为代表的非接触式两大类。而微电子封装中使用封装胶大多为高黏度的非牛顿流体，其复杂多变的特性使得采用接触式点胶法进行封装胶的涂敷性能和质量难以保证。随着全球半导体行业向中国转移，国内电子封装行业正蓬勃发展，高精度封装流体分配的封装设备需求逐年增长，但目前国内使用的高精度自动化点胶设备绝大多数是从国外进口，价格十分昂贵。因此，研究具有自主知识产权的高精度、高可靠性的流体点胶技术势在必行。而随着封装技术的发展，微电子工业中对点胶性能要求的不断提升，激发了封装设备制造商深入研究流体点胶理论与技术，研究开发新的点胶方法，尤其是非接触式点胶技术。

目前国外已有的非接触式点胶方式主要是以压电元件为驱动的压电喷射技术，，例如美国的Asymtek公司，Microfab公司，德国的Picodostec公司，其设备价格非常昂贵，且只能完成中低黏度流体的喷射。国内对微电子封装技术中的封装胶分配技术主要集中在接触式点胶技术上，例如华中科技大学丁汉等人在对时间/压力型点胶过程系统建模、理论分析以及控制系统优化等方面进行了大量研究，大大提高了时间/压力型点胶的精度。中南大学邓圭玲等人针对螺杆泵点胶的胶液挤出机理及其实验研究方面进行了深入研究，取得了很大进步。但是这些点胶技术均属于接触式点胶技术，适用于中等黏度的胶体，点胶量的大小受气体压力或电机运转时间、螺杆几何参数及其与胶液补给腔配合尺寸，胶液特性、针头与基板距离等参数影响。目前面向微电子封装的高黏度流体微量喷射技术研究尚属空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高粘度流体微量喷射点胶装置，能够实现对高粘度流体材料的喷射点胶。

本发明包括喷射机构1、驱动机构2、行程和预压调节机构3以及供料机构4，驱动机构2上端与行程和预压调节机构3相连，驱动机构2下端与喷射机构1相连，喷射机构1侧部与供料机构4相连接，

其特征在于，

所述喷射机构1，包括腔体16和设置在腔体16内部的阀杆11，阀杆11上端连接所述驱动机构2内气缸活塞24的活塞杆，阀杆11下端设有喷射头13，腔体16上端与所述驱动机构2的气缸22连接，腔体16侧部设有进料通道18，进料通道18一端与所述供料机构4的储料筒支撑架41内的流体通道相连通，另一端与腔体16和阀杆11之间的缝隙相连通，腔体16内还设有排气通道17，腔体16下端连接压紧螺纹套12，压紧螺纹套12的内部连接喷射头13，压紧螺纹套12的外部套有电阻加热圈15；

所述行程和预压调节机构3，包括弹簧33，弹簧33下端与所述驱动机构2内的活塞顶盖21上端连接，弹簧33上端与预压调节螺母32的下端接触，预压调节螺母32的内部放置有行程调节螺杆31，行程调节螺杆31的上端伸出预压调节螺母32，下端伸入弹簧33内，在预压调节螺母32的外部放置有调节装置连接器34，调节装置连接器34与所述驱动机构2的气缸22之间设有支撑板35。

所述喷射头13包括阀座132和喷嘴14，阀座132上部分位于所述腔体16内，下端与喷嘴14相连，阀座132底部设有流体出口，喷嘴14设有与阀座132的流体出口相对应的流体入口。

所述阀座132与所述腔体16接触面处以及所述阀座132与所述喷嘴14接触面处放置有密封圈。

所述腔体16与所述驱动机构2的气缸22接触面设置有密封圈。

所述供料机构4的外部采用紧配合方式套有储料筒保持架42。

本发明采用气缸—弹簧构成的驱动部件，可以实现喷射过程的快速响应，从而推动被喷射流体以较快速度运动，实现高黏度流体的喷射。采用气压驱动的活塞—料筒组成的供料系统，可以以较高压力驱动高黏度流体运动，实现对喷射腔内流体的补充。采用喷嘴与阀座分离的方式，可以通过更换不同尺寸的喷嘴，实现各种尺寸的液滴喷射，能够得到各种尺寸的由胶点组成的点、线、面图案。本发明实现了高粘度流体材料的分配，并具有非接触、高精度、高可靠性、低成本等优点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为喷射头13的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明由喷射机构1、驱动机构2、行程和预压调节机构3以及供料机构4四个部分组成。

喷射机构1，包括腔体16和设置在腔体16内部的阀杆11，阀杆11上端连接驱动机构2，下端设有喷射头13。腔体16侧部设有进料通道18，其一端与供料机构4相连通，另一端与腔体16与阀杆11之间的缝隙相连通，用于将来自供料机构4的流体通过阀杆11传送给喷射头13。腔体16侧部还设有排气通道17，用于排出喷射机构1内空气。腔体16通过下部分外表面螺纹连接用于支撑喷射头13的压紧螺纹套12，在压紧螺纹套12的外表面安有电阻加热圈15，用于为工作过程中提供温度控制。

驱动机构2，包括气缸22和设置在气缸22内的气缸活塞24，气缸活塞24将气缸22内的腔室分为上下两个腔室，在活塞24与气缸22接触面处设置有起密封作用的橡皮环25。气缸活塞24的活塞杆与喷射机构1的阀杆11相连接，在气缸活塞24上端设置有活塞顶盖21。气缸22上腔室的侧壁设置有气孔23，用于排出上腔室气体；气缸22下腔室通过安装在气缸22下腔室侧壁的气管连接接头26与压缩空气供气气管27相连通，压缩空气供气气管27另外一端与压缩空气气源连接。压缩空气通过压缩空气供气气管27进入气缸22下腔室，为活塞运动提供驱动力。气缸22与喷射机构1的腔体16通过螺栓相连，在气缸22与腔体16接触面放置密封圈28，29，起密封作用，防止气缸内气体进入腔体16，同时防止流体进入气缸22。

行程、预压调节机构3，包括有提供预压力的弹簧33，其一端与驱动机构2的活塞顶盖21面相连接，另一端与预压调节螺母32的下端相连接接触，在预压调节螺母32的内部放置有行程调节螺杆31，行程调节螺杆31的上端伸出预压调节螺母32，且下端伸入弹簧33内。通过调节预压调节螺母32与活塞顶盖21之间的距离可以控制弹簧33的压缩量，从而提供预定压力；通过调整行程调节螺杆31与活塞顶盖21的相对位置可以调节工作过程中活塞运动的行程，从而调节阀杆11运动的最高速度。在预压调节螺母32的外表面放置有调节装置连接器34，在调节装置连接器34与驱动机构2的气缸22之间设置有支撑板35，用于固定气缸22与调节装置连接器34之间的相对位置，并作为整个装置与外部的连接接口。

供料机构4，包括内装高黏度流体的储料筒43，其内部设有活塞44，对压缩空气与流体起隔离作用。储料筒43装有流体的一端设有出口端，另外一端通过连接螺母46与压缩空气供气气管47相连，以提供供料背压。在储料筒43与压缩空气供气气管47接触面处设置密封件45，用于对储料筒43内活塞44上的空间起密封作用。储料筒43设有出口端的一端与储料筒支撑架41相连，储料筒支撑架41内的流体通道一端与储料筒43的出口端相连通，另一端与喷射机构1的进料通道18相连通。为了工作过程中便于快速拆卸储料筒，进行快速流体装填与更换，还可在储料筒43外面安装储料筒保持架42，用于支撑储料筒43，其采用紧配合方式与储料筒相连。

如图2所示，喷射头13包括阀座132和喷嘴14，阀座132上部分位于驱动机构2的腔体16内阀杆11的下端，下端与喷嘴14相连，阀座132底部设有流体出口，喷嘴14设有与阀座132的流体出口相对应的流体入口。为了达到好的密封效果，在阀座132与腔体16接触面处放置有密封圈131，阀座132与喷嘴14接触面处放置有密封圈133。

本发明的工作过程：首先，气缸内活塞24在压缩空气驱动下，将点胶阀阀杆11带离阀座132，周围流体在供料压力作用下填充由阀杆11离开而形成的间隙；接着，压缩空气释放，活塞24在弹簧力作用下以一定加速度返回，带动阀杆11周围流体一起并推动阀座132内流体以一定速度流向喷嘴14；最后，当阀杆11和阀座132完全接触闭合，阻止阀内流体继续向喷嘴14流动，流出喷嘴14的流体与阀座132内流体分离，形成具有一定速度的液滴。

Claims (5)

1.一种高粘度流体微量喷射点胶装置，包括喷射机构(1)、驱动机构(2)、行程和预压调节机构(3)以及供料机构(4)，驱动机构(2)上端与行程和预压调节机构(3)相连，驱动机构(2)下端与喷射机构(1)相连，喷射机构(1)侧部与供料机构(4)相连接，

其特征在于，

所述喷射机构(1)，包括腔体(16)和设置在腔体(16)内部的阀杆(11)，阀杆(11)上端连接所述驱动机构(2)内气缸活塞(24)的活塞杆，阀杆(11)下端设有喷射头(13)，腔体(16)上端与所述驱动机构(2)的气缸(22)连接，腔体(16)侧部设有进料通道(18)，进料通道(18)一端与所述供料机构(4)的储料筒支撑架(41)内的流体通道相连通，另一端与腔体(16)和阀杆(11)之间的缝隙相连通，腔体(16)内还设有排气通道(17)，腔体(16)下端连接压紧螺纹套(12)，压紧螺纹套(12)的内部连接喷射头(13)，压紧螺纹套(12)的外部套有电阻加热圈(15)；

所述行程和预压调节机构(3)，包括弹簧(33)，弹簧(33)下端与所述驱动机构(2)内的活塞顶盖(21)上端连接，弹簧(33)上端与预压调节螺母(32)的下端接触，预压调节螺母(32)的内部放置有行程调节螺杆(31)，行程调节螺杆(31)的上端伸出预压调节螺母(32)，下端伸入弹簧(33)内，在预压调节螺母(32)的外部放置有调节装置连接器(34)，调节装置连接器(34)与所述驱动机构(2)的气缸(22)之间设有支撑板(35)。

2.根据权利要求1所述的一种高粘度流体微量喷射点胶装置，其特征在于，所述喷射头(13)包括阀座(132)和喷嘴(14)，阀座(132)上部分位于所述腔体(16)内，下端与喷嘴(14)相连，阀座(132)底部设有流体出口，喷嘴(14)设有与阀座(132)的流体出口相对应的流体入口。

3.根据权利要求2所述的一种高粘度流体微量喷射点胶装置，其特征在于，所述阀座(132)与所述腔体(16)接触面处以及所述阀座(132)与所述喷嘴(14)接触面处放置有密封圈。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种高粘度流体微量喷射点胶装置，其特征在于，所述腔体(16)与所述驱动机构(2)的气缸(22)接触面设置有密封圈。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种高粘度流体微量喷射点胶装置，其特征在于，所述供料机构(4)的外部采用紧配合方式套有储料筒保持架(42)。

Images