CN106583166A - 一种压电驱动的喷射式点胶装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及部件点胶加工技术领域，具体是指一种压电驱动的喷射式点胶装置,包括压电驱动机构、喷射机构、胶液输送机构和支撑连接架，压电驱动装置包括菱形放大模块、压电致动器和撞针，喷射机构设有阀体，胶液输送机构设有储胶筒，其特征在于：压电致动器与菱形放大模块固定连接，撞针上设有监测撞针位移行程的位移传感器，阀体下端设有带有外螺纹的喷嘴定位螺母，喷嘴定位螺母下端部设有陶瓷发热片，撞针的下端穿过阀体置于喷嘴定位螺母的喷嘴内腔中，喷嘴定位螺母下端设有喷嘴杆，本发明通过位移传感器可实时调节胶液分配体积和速度，确保点胶一致性好，通过陶瓷发热片确保胶液粘度可控，本发明在微电子封装、芯片制造等领域有重要应用前景。

Description

一种压电驱动的喷射式点胶装置

技术领域

本发明涉及部件点胶加工技术领域，具体是指一种压电驱动的喷射式点胶装置。

背景技术

在微电子技术的发展中，集成电路越来越呈现出复杂化和微型化，半导体封装要求具有更小的尺寸、更多的引线、更密的内连线等，对点胶技术的要求也越来越高，点胶技术逐渐由接触式点胶向非接触式（喷射）点胶转变，基于撞针驱动胶液分配的喷射式点胶技术，利用高频振动的撞针驱动胶液从喷嘴内高速喷出，和接触式点胶技术比较，具有反应速度快，胶滴体积小、分配精度高的优点，流体点胶技术是微电子封装中的一项关键技术，它可以构造形成点、线、面（涂敷）及各种图形，大量应用于芯片固定、封装倒扣和芯片涂敷等。这项技术以受控的方式对流体进行精确分配，可将理想大小的流体（焊剂、导电胶、环氧树脂和粘合剂等）转移到工件（芯片、电子元件等）的合适位置，以实现元器件之间机械或电气的连接，中国发明专利CN103157577A公告了一种基于压电驱动的喷射式点胶装置，包括压电驱动机构、喷射机构、胶液输送机构和支撑连接架，所述压电驱动机构包括有菱形放大模块、压电致动器和撞针，所述菱形放大模块上端与支撑连接架连接固定，下端与撞针上端面连接固定，压电致动器夹持在菱形放大模块内部的左端面和右端面之间，通过螺钉经菱形放大模块左端的孔将压电致动器与菱形放大模块紧定在一起，菱形放大模块内部的右端面上开有 V 型槽，压电致动器的半球形端部顶在该 V 型槽内，所述喷射机构设有阀体、喷嘴，喷嘴安装在阀体下部的安装孔内，并用固定螺母经螺纹配合固定，所述阀体上端安装有端盖，端盖内装有直线轴承，端盖和阀体之间装有 O 型密封圈，所述撞针下部依次穿过直线轴承、O 型密封圈、阀体内腔后，位于喷嘴内腔中，所述胶液输送机构的储胶筒卡在储胶筒支架的夹持孔内，其上部连接高压气源，下部经转接头与阀体内腔相通，在高压空气驱动下，储胶筒内胶液被挤入撞针与阀体内腔、喷嘴内腔之间的间隙内，具有响应速度快，胶液体积小的优点，但该装置存在以下不足：一是无法检测撞针的工作行程，不能及时有效在线调节，影响了胶液的分配体积和速度；二是该装置中，压电致动器右端通过撞击改变菱形放大模块薄壁的厚度以及薄壁和右端面之间的夹角，来改变菱形放大模块的放大倍数，但经常会出现压电致动器收缩了，菱形放大模块收缩不及时或收缩不回来，导致撞针无法规律振动，影响了点胶的速度，点胶一致性差；三是该装置中，撞针下端有直线轴承固定，上端不固定，撞针不仅在竖直方向高频振动，左右方向也在振动，造成了压电致动器对撞针的驱动力的损失；四是胶液粘度不可控，影响点胶一致性和胶液分配速度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术不足，提供一种胶液粘度可控的压电驱动的喷射式点胶装置，通过监测撞针位移行程，可实时在线调节胶液分配体积和速度，点胶一致性好。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是。

一种压电驱动的喷射式点胶装置，包括压电驱动机构、喷射机构、胶液输送机构和支撑连接架，压电驱动机构包括有菱形放大模块、压电致动器和撞针，菱形放大模块上端与支撑连接架连接固定，下端与撞针上端面连接固定，撞针上设有圆形法兰，撞针上部套装有调整螺母和弹簧，调整螺母和弹簧位于圆形法兰和支撑连接架上设有的中间固定板之间，弹簧的上部伸入调整螺母设有的内孔内，下端顶在撞针的圆形法兰上，喷射机构设有阀体，所述阀体上端安装有端盖，端盖内装有直线轴承，端盖和阀体之间装有 O 型密封圈，胶液输送机构的储胶筒卡在储胶筒支架的夹持孔内，其上部连接高压气源，下部经导胶管和快速接头与阀体内腔相通，在高压空气驱动下，储胶筒内胶液被挤入撞针与阀体内腔的间隙内，其特征在于：设有夹持架和振动感应板，夹持架与支撑连接架相连接，振动感应板与撞针相连接，夹持架上设有监测撞针在竖直方向位移行程的位移传感器，位移传感器的感应探头与振动感应板相对应，位移传感器经导线与可编程逻辑控制器相连接，所述菱形放大模块两端设有压盖，压电致动器的两端分别经螺栓与压盖固定连接，所述阀体下端设有带外螺纹的喷嘴定位螺母，喷嘴定位螺母的下端部套有陶瓷发热片和密封垫，喷嘴定位螺母下端设有为陶瓷发热片和密封垫定位的凸台，喷嘴定位螺母的中部外侧设有与阀体相配合的定位段，定位段使喷嘴定位螺母与阀体内腔同轴线，喷嘴定位螺母的上端部设有外螺纹，喷嘴定位螺母经外螺纹与阀体内腔螺纹连接成一体，喷嘴定位螺母内设有与阀体内腔同轴线的储胶腔，喷嘴定位螺母内储胶腔下端设有直径小于储胶腔的挤胶腔，挤胶腔与储胶腔的轴线重合，喷嘴定位螺母的下端设有与喷嘴定位螺母一体的喷嘴杆，喷嘴杆内设有与挤胶腔相连通的喷嘴孔，以适应狭小空间的涂胶，所述撞针下端穿过阀体和喷嘴定位螺母的储胶腔，置于挤胶腔内。

本发明所述中间固定板内设有直线轴承，撞针上端依次穿过圆形法兰、弹簧、直线轴承经调整螺母与中间固定板相连接，由此，撞针上端和下端均经过直线轴承固定，防止撞针左右晃动，增加了撞针的稳定性，减少了压电致动器对撞针驱动力的损失。

本发明的有益效果是：一是采用位移传感器监测撞针的位移变化量，可编程逻辑控制器将位移传感器检测的位移变化转化成电压信号变化，通过观察电压信号是否有规律可了解撞针是否有规律振动，进而了解点胶状况，及时对施加在压电致动器上的电压信号的幅值和频率进行调整，提高胶液的分配速度、精度和点胶一致性；二是通过陶瓷发热片改变胶液的温度，进而改变胶液的粘度，实现高频率点胶；三是撞针上端和下端均通过直线轴承固定，大大减少了压电致动器对撞针驱动力的损失；四是阀体下端设有带有外螺纹的喷嘴定位螺母，喷嘴定位螺母下端设有与喷嘴定位螺母一体的喷嘴杆，喷嘴杆上设有与挤胶腔相连通的喷嘴孔，不仅可以适应狭小空间的涂胶，而且可以根据实际需求确实合适的胶液分配体积，还可以进行微喷点胶，扩大了本发明的应用范围；五是压电致动器的两端分别经螺栓与压电致动器的压盖固定连接，由此，压电致动器的伸缩振动可及时通过菱形放大模块进行放大，然后菱形放大模块轴向的振动转化成撞针径向的往复运动，大大提高了点胶的频率；本发明点胶分配速度快、频率高且精度可控、胶液分配体积可实时在线调节，本发明在微电子封装、芯片制造等领域有重要应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明分解结构示意图。

图3是本发明驱动机构的剖视图。

图4是本发明喷射机构的剖视图。

具体实施方式

为了对本发明做更详细的描述，现结合附图说明如下。

一种压电驱动的喷射式点胶装置，包括压电驱动机构、喷射机构、胶液输送机构和支撑连接架（1），压电驱动机构包括有菱形放大模块（2）、压电致动器（3）和撞针（4），菱形放大模块（2）上端与支撑连接架（1）连接固定，下端与撞针（4）上端面连接固定，撞针（4）上设有圆形法兰（5），撞针（4）上部套装有调整螺母（6）和弹簧（7），调整螺母（6）和弹簧（7）位于圆形法兰（5）和支撑连接架（1）上设有的中间固定板（8）之间，弹簧（7）的上部伸入调整螺母（6）设有的内孔内，下端顶在撞针（4）的圆形法兰（5）上，喷射机构设有阀体（9），所述阀体（9）上端安装有端盖（10），端盖（10）内装有直线轴承（11），端盖（10）和阀体（9）之间装有 O型密封圈（12），胶液输送机构的储胶筒（13）卡在储胶筒支架（131）的夹持孔内，其上部连接高压气源，下部经导胶管（14）和快速接头（15）与阀体（9）内腔相通，在高压空气驱动下，储胶筒（13）内胶液被挤入撞针（4）与阀体（9）内腔的间隙内，其特征在于：设有夹持架（16）和振动感应板（17），夹持架（16）与支撑连接架（1）相连接，振动感应板（17）与撞针（4）相连接，夹持架（16）上设有监测撞针在竖直方向位移行程的位移传感器（18），位移传感器（18）的感应探头（19）与振动感应板（17）相对应，位移传感器（18）经导线与可编程逻辑控制器相连接，所述菱形放大模块（2）两端设有压盖（20），压电致动器（3）的两端分别经螺栓与压盖（20）固定连接，由此，压电致动器的伸缩振动可及时传达给菱形放大模块，响应速度快，所述中间固定板（8）内设有直线轴承（21），撞针（4）上端依次穿过圆形法兰（5）、弹簧（7）、直线轴承（21）经调整螺母（6）与中间固定板（8）相连接，撞针上端和下端均经过直线轴承固定，防止撞针左右晃动，增加了撞针的稳定性，减少了压电致动器对撞针驱动力的损失，所述阀体（9）下端设有带外螺纹的喷嘴定位螺母（22），喷嘴定位螺母（22）的下端部套有陶瓷发热片（23）和密封垫（24），喷嘴定位螺母（22）下端设有为陶瓷发热片（23）和密封垫（24）定位的凸台，喷嘴定位螺母（22）的中部外侧设有与阀体（9）相配合的定位段（25），定位段（25）使喷嘴定位螺母（22）与阀体（9）内腔同轴线，喷嘴定位螺母（22）的上端部设有外螺纹，喷嘴定位螺母（22）经外螺纹与阀体（9）内腔螺纹连接成一体，喷嘴定位螺母（22）内设有与阀体（9）内腔同轴线的储胶腔（26），喷嘴定位螺母（22）内储胶腔（26）下端设有直径小于储胶腔（26）的挤胶腔（27），所述撞针（4）下端穿过阀体（9）和喷嘴定位螺母（22）的储胶腔（26），置于挤胶腔（27）内，挤胶腔（27）与储胶腔（26）的轴线重合，喷嘴定位螺母（22）的下端设有与喷嘴定位螺母（22）一体的喷嘴杆（28），喷嘴杆（28）内设有与挤胶腔（27）相连通的喷嘴孔（29），以适应狭小空间的涂胶。

本发明通过位移传感器可在线调节激励压电致动器的电信号的频率和幅值，进而改变胶液分配的体积和速度，提高点胶一致性，通过陶瓷发热片改变胶液的温度，进而改变胶液的粘度，确保胶液高频率喷出，本发明结构合理，操作方便，可实时在线调节，本发明在微电子封装、芯片制造等领域有重要应用前景。

Claims (2)

1.一种压电驱动的喷射式点胶装置，包括压电驱动机构、喷射机构、胶液输送机构和支撑连接架，压电驱动机构包括有菱形放大模块、压电致动器和撞针，菱形放大模块上端与支撑连接架连接固定，下端与撞针上端面连接固定，撞针上设有圆形法兰，撞针上部套装有调整螺母和弹簧，调整螺母和弹簧位于圆形法兰和支撑连接架上设有的中间固定板之间，弹簧的上部伸入调整螺母设有的内孔内，下端顶在撞针的圆形法兰上，喷射机构设有阀体，所述阀体上端安装有端盖，端盖内装有直线轴承，端盖和阀体之间装有 O 型密封圈，胶液输送机构的储胶筒卡在储胶筒支架的夹持孔内，其上部连接高压气源，下部经导胶管和快速接头与阀体内腔相通，在高压空气驱动下，储胶筒内胶液被挤入撞针与阀体内腔的间隙内，其特征在于：设有夹持架和振动感应板，夹持架与支撑连接架相连接，振动感应板与撞针相连接，夹持架上设有监测撞针在竖直方向位移行程的位移传感器，位移传感器的感应探头与振动感应板相对应，位移传感器经导线与可编程逻辑控制器相连接，所述菱形放大模块两端设有压盖，压电致动器的两端分别经螺栓与压盖固定连接，所述阀体下端设有带外螺纹的喷嘴定位螺母，喷嘴定位螺母的下端部套有陶瓷发热片和密封垫，喷嘴定位螺母下端设有为陶瓷发热片和密封垫定位的凸台，喷嘴定位螺母的中部外侧设有与阀体相配合的定位段，定位段使喷嘴定位螺母与阀体内腔同轴线，喷嘴定位螺母的上端部设有外螺纹，喷嘴定位螺母经外螺纹与阀体内腔螺纹连接成一体，喷嘴定位螺母内设有与阀体内腔同轴线的储胶腔，喷嘴定位螺母内储胶腔下端设有直径小于储胶腔的挤胶腔，挤胶腔与储胶腔的轴线重合，喷嘴定位螺母的下端设有与喷嘴定位螺母一体的喷嘴杆，喷嘴杆内设有与挤胶腔相连通的喷嘴孔，所述撞针下端穿过阀体和喷嘴定位螺母的储胶腔，置于挤胶腔内。

2.根据权利1所述一种压电驱动的喷射式点胶装置，其特征在于：所述中间固定板内设有直线轴承，撞针上端依次穿过圆形法兰、弹簧、直线轴承经调整螺母与中间固定板相连接。