CN103084299B - 一种压电开关阀式喷射点胶头 - Google Patents

Abstract

一种压电开关阀式喷射点胶头，涉及一种主要用于电子芯片的快速封装的点胶装置。设基体、压电陶瓷、拉杆、三角块、加热块、挡块、喷嘴、撞针、柔性铰链和供液装置；基体设柔性铰链，2块压电陶瓷分别通过挡块预紧在柔性铰链的两臂上，压电陶瓷的前端分别设有挡块，挡块由拉杆固定在基体上并嵌入基体内框边缘的挡块导向槽中，喷嘴固定在基体下的前端，在基体的两侧分别设有盖板，2块盖板后端由螺栓固定在柔性铰链的两臂，2块盖板前端固定三角块；撞针设在三角块的前端；加热块固定在基体下部；供液装置设胶体流道、进胶转接头和进胶管，供液装置设在基体下部，基体与供液装置之间设有隔热槽，胶体流道通过进胶转接头和进胶管外接供液装置。

Description

一种压电开关阀式喷射点胶头

技术领域

本发明涉及一种主要用于电子芯片的快速封装的点胶装置，尤其是涉及一种压电开关阀式喷射点胶头。

背景技术

点胶机是电子产品加工和封装中常用的设备。现有的流体点胶机的点胶方式一般分为接触式和非接触式。接触式点胶机的原理是以一定气压推动流体通过不同孔径的针头接触基板和元件进行点胶，或者采用针尖蘸取的方式，将胶液转移到需要的部位进行粘结。接触式点胶的方式存在针头与基板易产生干涉、胶体的粘度受温度影响较大、易产生拉丝现象和垂直运动导致的效率过低的问题。而非接触式点胶机，即喷射式点胶机能够很好地克服以上几个缺点，并且通过对压电陶瓷等高频元件驱动点胶阀的开闭，尤其能极大地提高点胶的效率。

在压电开关阀式喷射点胶机中，点胶头是最关键的部分。为了提高工作频率，常常要使用到两块压电陶瓷分别驱动针阀的开闭。因为一般压电陶瓷的伸长率极小（约0.1%），实际使用中需要有位移放大机构将压电陶瓷的伸长量放大。现有的一种典型的压电陶瓷位移放大机构简图如图1所示，两块压电陶瓷b被一块前挡板d并排压紧在基体a上，中间用拉杆c连接。当一块压电陶瓷b通电伸长后，前挡板d会带动三角块e偏转一个角度，因为三角块e长度较长，将在其最前端输出一个较大的位移，通过在三角块e的前端固定针阀，就可以实现喷嘴的开闭。这种放大机构虽然结构简单，但是存在几个比较难以克服的问题：第一，它将两块压电陶瓷固定在一起，所以在实际使用时只能采用两块尺寸完全一样的压电陶瓷；第二，因为三角块前端需要固定撞针，而撞针需要竖直地对准喷嘴才能有效工作，所以机构的总长只能在很小的范围内变动，使得这一类型的机构只能使用某种固定尺寸的压电陶瓷；第三，为了实现良好的喷射，调整撞针对喷嘴的对中非常重要但同时也非常耗时，该机构在需要调整或拆换压电陶瓷时必须将前盖板连同三角块一同拆下，因此在重新安装以后又必须对撞针进行重新对中。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术中的上述缺点，提供主要用于电子芯片的快速封装的一种压电开关阀式喷射点胶头。

本发明设有基体、压电陶瓷、拉杆、三角块、加热块、挡块、喷嘴、撞针、柔性铰链和供液装置；所述基体设有柔性铰链，2块压电陶瓷分别通过1块挡块预紧在柔性铰链的两臂上，每块压电陶瓷的前端分别设有挡块，挡块由拉杆固定在基体上并嵌入基体内框边缘的挡块导向槽中，所述喷嘴固定在基体下的前端，在基体的两侧分别设有盖板，2块盖板后端由螺栓固定在柔性铰链的两臂，2块盖板前端固定三角块；所述撞针设在三角块的前端；所述加热块固定在基体下部；所述供液装置设有胶体流道、进胶转接头和进胶管，供液装置设在基体的下部，基体与供液装置之间设有隔热槽，胶体流道通过进胶转接头和进胶管外接供液装置。

所述加热块可通过螺钉固定在基体下部。

所述喷嘴可通过螺钉固定在基体下前端，并带有可固定不同形式外接喷嘴的螺孔。

由于挡块的位置可调，因此可以按需要选择不同长度的压电陶瓷。由于每块压电陶瓷的前端分别设有挡块，因此可限定压电陶瓷的位移。由于盖板通过固定螺钉连接柔性铰链和三角块，因此压电陶瓷的微小量伸长引起柔性铰链两臂及其所连接的盖板绕柔性铰链转动，带动两盖板之间的三角块上下运动，从而使得固定在三角块上的撞针实现对喷嘴开闭的控制，完成点胶动作。由于固定撞针的三角块由两块盖板固定在基体上，因此在拆卸压电陶瓷时，可以只拆下一块盖板，再通过移除拉杆及挡块来拆卸压电陶瓷，这样的拆卸方式不会对撞针的对中造成影响。由于设有加热块，因此可通过调节胶体流道内流过胶体的温度而调节胶体粘度并维持恒定。由于设有可拆卸的喷嘴，因此可通过拆换喷嘴，按照实际需要采用孔径为0.1～1mm的喷嘴，或是在已安装的喷嘴上外接其他形式的喷嘴，可使得喷孔直径更小。

附图说明

图1为典型的压电陶瓷位移放大机构简图。在图1中，标记为：基体a、压电陶瓷b、拉杆c、前挡板d、三角块e。

图2为本发明实施例的整体结构示意图。

图3为本发明实施例的俯视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为本发明实施例的喷嘴打开时的结构示意图。

在图2～5中，标记为：基体1、压电陶瓷2、拉杆3、前挡板4、三角块5、进胶转接头6、进胶管7、基体固定孔8、隔热槽9、加热块固定螺钉10、加热块11、挡块导向槽12、挡块13、喷嘴14、喷嘴固定螺栓15、撞针16，撞针固定螺母17、三角块固定螺钉18、盖板19、盖板固定螺钉20、柔性铰链21、胶体流道22、喷嘴密封圈23、撞针后密封圈24。

具体实施方式

参见图2～5，本发明实施例设有基体1、压电陶瓷2、拉杆3、三角块5、加热块11、挡块13、喷嘴14、撞针16、柔性铰链21和供液装置；所述基体1设有柔性铰链21，2块压电陶瓷2分别通过一块挡块13预紧在柔性铰链21的两臂上，每块压电陶瓷2的前端分别设有挡块13，挡块13由拉杆3固定在基体1上并嵌入基体1内框边缘的挡块导向槽12中，所述所述喷嘴14通过喷嘴固定螺栓15固定在基体1下前端，并带有可固定不同形式外接喷嘴的螺孔，在基体1的两侧分别设有盖板19，2块盖板19后端由螺栓固定在柔性铰链21的两臂，2块盖板19前端固定三角块5；所述撞针16设在三角块5的前端；所述加热块11通过螺钉10固定在基体1下部；所述供液装置设有胶体流道22、进胶转接头6和进胶管7，供液装置设在基体1的下部，基体1与供液装置之间设有隔热槽9，胶体流道22通过进胶转接头6和进胶管7外接高压供液装置。

所述盖板19可采用等边梯形盖板，2块等边梯形盖板由上下两枚螺钉20固定在柔性铰链21两臂上，前端固定三角块5。

当在上面一块压电陶瓷2上加上电压后，产生伸长形变，因前端受到挡块13限制无法伸长，使得后侧的柔性铰链21两臂顺时针转动一个角度，带动盖板19绕柔性铰链21顺时针旋转。盖板19前端的三角块5因此上移一段距离，并带动撞针16上移，打开喷嘴14（如图4）。因压电陶瓷2对柔性铰链21的力臂（记为A）小于三角块5到柔性铰链21的距离（记为L），故三角块5上移的距离与压电陶瓷2的伸长量的比值（L/A）大于1，即压电陶瓷2的较小伸长位移在三角块5处被放大。同理，在下面一块压电陶瓷2通电伸长时，三角块5向下运动，带动连接在其前端的撞针16向下将喷嘴14关闭。

本发明使用的胶体由胶体流道22通过进胶转接头6在高压气体作用下送入胶体流道22中，为防止胶体泄漏，分别装有喷嘴密封圈23和撞针后密封圈24。撞针16中部适当位置带有盘形凸缘，安装时可压紧撞针后密封圈24，而喷嘴密封圈23由喷嘴14和基体1安装时压紧密封。当撞针16将喷嘴14打开时，胶体即从喷嘴14中喷射出。

加热块11由4颗加热块固定螺钉10固定在基体1上，由于胶体的粘度与温度有着一一对应的关系，所以通过加热块11的温度控制可以间接控制胶体的粘度值。为防止温度升高对压电陶瓷2产生不利影响或造成其他部分构件的热变形，在基体1上有隔热槽9将加热部分与不需加热的部分隔开。

以下给出实施例的主要参考尺寸。基体1总长为115mm，厚度为10mm；柔性铰链21最薄处厚度为1mm，圆弧半径为2mm；盖板19从最前端到末段的总长为90mm，厚度为3mm；三角块5长度为20mm，厚10mm；拉杆3直径为5mm，总长为50mm；采用长度约33mm、截面为7mm×7mm的压电陶瓷2，可输出位移45μm；经过柔性铰链21和盖板19放大后，可在撞针16处产生约300μm的上下位移输出，通过有限元软件对机构进行动力学仿真，其谐振频率可达到1200Hz以上。

Claims (3)

1.一种压电开关阀式喷射点胶头，其特征在于设有基体、压电陶瓷、拉杆、三角块、加热块、挡块、喷嘴、撞针、柔性铰链和供液装置；所述基体设有柔性铰链，2块压电陶瓷分别通过1块挡块预紧在柔性铰链的两臂上，每块压电陶瓷的前端分别设有挡块，挡块由拉杆固定在基体上并嵌入基体内框边缘的挡块导向槽中，所述喷嘴固定在基体下前端，在基体的两侧分别设有盖板，2块盖板后端均由螺栓固定在柔性铰链的两臂，2块盖板前端固定三角块；所述撞针设在三角块的前端；所述加热块固定在基体下部；所述供液装置设有胶体流道、进胶转接头和进胶管，供液装置设在基体下部，基体与供液装置之间设有隔热槽，胶体流道通过进胶转接头和进胶管外接供液装置。

2.如权利要求1所述一种压电开关阀式喷射点胶头，其特征在于所述加热块通过螺钉固定在基体下部。

3.如权利要求1所述一种压电开关阀式喷射点胶头，其特征在于所述喷嘴通过螺钉固定在基体下前端。