CN108144789B - 一种喷射阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种喷射阀，包括框架和喷嘴机构，框架内安装有依次连接的压电陶瓷驱动器、放大杠杆和喷针机构，喷嘴机构包括座体，座体内设有供胶流道，供胶流道的一端设有朝上的供胶口，供胶流道的另一端设有朝下的出胶口，出胶口处安装有喷嘴；喷针机构包括导向套和针体，导向套的下端伸出框架并置于出胶口处的上方，针体套设于导向套内且针体的下端对准喷嘴，导向套上还安装有连接针体的复位弹簧，压电陶瓷驱动器通过放大杠杆连接针体的上端，并驱动针体向下运动从而封堵喷嘴，达到点胶目的。本设计结构稳定靠，方便拆卸清洗，使用寿命高。
Description
技术领域
本发明涉及点胶设备领域，具体为一种喷射阀。
背景技术
流体喷射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、面及各种图形,大量应用于芯片固定、封装倒扣和芯片涂敷等领域中。喷胶阀将高粘度的流体(焊剂、导电胶、环氧树脂和粘合剂等)喷射到工件(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。在当今市场上主要应用的点胶方式为接触式点胶，分为时间-压力型、活塞-阀型、螺旋泵型三种，但是接触式点胶无法满足工业上纳升级的微量点胶和数十赫兹以上的高速点胶需求。喷射式点胶阀便应运而生，它能实现高速、高频率、微量的点胶，因此被认为是下一代的点胶阀。但如今市面上的喷射式结构大多不够稳定可靠，使用寿命短，成本高。
发明内容
为了克服上述现有技术提及的缺点，本实用发明提供一种刚性高，稳定性和可靠性好的喷射阀。
本实用发明解决其技术问题所采用技术方案为：一种喷射阀，包括框架和安装于所述框架下端的喷嘴机构，所述框架内安装有依次连接的压电陶瓷驱动器、放大杠杆和喷针机构，所述喷嘴机构包括座体，所述座体内设有供胶流道，供胶流道的一端设有朝上的供胶口，供胶流道的另一端设有朝下的出胶口，所述出胶口处安装有喷嘴；所述喷针机构包括导向套和针体，所述导向套的下端伸出所述框架并置于所述出胶口处的上方，所述针体可上下滑动地套设于所述导向套内且所述针体的下端对准所述喷嘴，所述导向套上还安装有连接所述针体的复位弹簧，所述压电陶瓷驱动器通过所述放大杠杆连接所述针体的上端，并驱动所述针体向下运动从而封堵所述喷嘴，达到点胶目的。
所述框架的下端设有配合所述座体的卡槽，使得装配更精确。
所述放大杠杆的一端设有“工”字状的安装部，所述放大杠杆的另一端设有安装有可压迫所述针体上端的撞针，所述安装部的中心为所述放大杠杆的摆动中心，所述安装部的底端通过螺钉固定于所述框架内，所述压电陶瓷驱动器包括第一压电陶瓷叠堆和第二压电陶瓷叠堆，所述第一压电陶瓷叠堆和第二压电陶瓷叠堆的上端通过螺钉固定于所述框架内，所述第一压电陶瓷叠堆和第二压电陶瓷叠堆的下端分别抵触连接于所述安装部的上端两侧，通过所述第一压电陶瓷叠堆和第二压电陶瓷叠堆的膨胀和收缩，所述放大杠杆另一端绕所述安装部的中心摆动，从而使得撞针压迫所述针体实现上下滑动运动。其中，所述放大杠杆采用直圆型铰链，结构紧凑，有较高的回转精度，所述放大杠杆的两侧设有镂空的挖槽，在减轻质量的同时，刚度并没有受到影响；所述撞针的下端面(和针体上端的接触面)与放大杠杆的安装部的中心(即摆动中心)基本平齐(位于同一水平面上)，误差在+/-5S(S为喷针行程)以内，这样喷针受到横向载荷很小，旋转精度高，Z轴的位移(针体的上下滑动)得到了很好的保证，喷射阀整体性能得到提高。
还包括有加热装置，所述加热装置安装于所述喷嘴机构的出胶口侧。当胶液粘度较大时，常温下不易被喷射，加热装置就起到很关键的作用，其中加热装置包括安装座和安装于所述安装座上的加热棒、温度传感器和控制电路板。
所述框架内还安装有提升机构，所述提升机构包括安装板和导柱，所述导柱的上端连接所述安装板，所述导柱的下端伸出所述框架外并连接所述喷嘴机构和加热装置，所述框架的上端安装有连接所述安装板的旋转提升螺钉，通过调节所述旋转提升螺钉，使得所述安装板连同所述导柱带动喷嘴机构和加热装置向下滑动，从而使框架与喷嘴机构之间的间隙增加，方便清洗喷嘴机构的供胶流道；所述框架内于所述喷针机构的上方还安装有卡档所述安装板的行程挡板，保证安装板和喷嘴机构的运动行程，同时也防止安装板碰坏到放大杠杆或喷针机构。其中，所述导柱的数量为三根，三根所述导柱呈等边三角形分布，所述安装板亦呈三角形状，结构稳定可靠。
所述喷嘴框架上开设有排胶口，所述排胶口连通所述流道，所述排胶口上安装有封堵塞。
所述框架两侧设有筋板，使框架的整体刚度和强度大大提高，可以使系统受力变形减小。其左侧设有有纵向和横向四个安装孔，这样喷嘴机构就很方便的可以在两个方向进行安装。
与现有技术相比，本实用发明的有益效果是：
一、其框架具有高刚度，半封闭结构的框架在开放框架的基础上了增加了半封闭筋板，是框架刚度大大提高，可以有效降低工作过程中压电堆输出力引起的变形；
二、其放大机构具有高刚度、低质量的优点，放大机构杠杆部分采用“工”字梁形式，在保证刚度的前提下可以减小杠杆质量，提高放大机构的动力学性能；
三、其具有提升机构，由三根导柱、三角形的安装板、调整螺钉和加热部件组成的提升机构可以使喷嘴组件拆卸方便，而且可以保证喷嘴组件的Z向高度，提升机构提升喷射阀的易用性的同时，还可以提高喷射发系统的可靠性；
四、其撞针和喷针安装结合面与放大机构铰链中心平齐，撞针和喷针安装结合面与放大机构铰链中心±5s(s为喷针行程)以内，保证喷针仅受较小的切向力，提高喷针的寿命和喷射阀系统的稳定性。
附图说明
图1为本实用发明的总体结构剖面示意图；
图2为本实用发明的喷针机构结构放大示意图；
图3为本实用发明的放大杠杆结构立体示意图；
图4为本实用发明的喷框架结构立体示意图；
图5为本实用发明的放大杠杆连接针体的结构立体示意图；
图6为本实用发明的喷射阀通过提升机构使框架与喷嘴机构分离的结构示意图；
图7为本实用发明的整体结构立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用发明进行进一步的说明。
一种喷射阀，如图1至图7所示，包括框架8和安装于所述框架8下端的喷嘴机构，所述框架8的下端设有配合所述座体的卡槽81，所述框架8内安装有依次连接的压电陶瓷驱动器、放大杠杆3和喷针机构，所述压电陶瓷驱动器与喷针机构中间设有控制电路板7；所述喷嘴机构包括座体17，所述座体17内设有供胶流道，供胶流道的一端设有朝上的供胶口，供胶流道的另一端设有朝下的出胶口，所述出胶口处安装有喷嘴20；所述喷针机构包括导向套16和针体14，所述导向套16的下端伸出所述框架8并置于所述出胶口处的上方，所述针体14可上下滑动的套设于所述导向套16内且所述针体14的下端对准所述喷嘴20，所述导向套16的下端安装有若干密封圈(18,19)；所述导向套16上还安装有连接所述针体14的复位弹簧15，所述压电陶瓷驱动器通过所述放大杠杆3前端的撞针连接所述针体14的上端，并驱动所述针体14向下运动从而封堵所述喷嘴20，达到点胶目的。
如图3所示，所述放大杠杆3由“工”字状的安装部和杠杆部组成，所述杠杆部末端设有安装有可压迫所述针体14上端的撞针31，所述安装部的中心为所述放大杠杆的摆动中心，所述安装部的底端通过螺钉2固定于所述框架8内，所述压电陶瓷驱动器包括第一压电陶瓷叠堆4和第二压电陶瓷叠堆6，所述第一压电陶瓷叠堆4和第二压电陶瓷叠堆6的上端通过螺钉6固定于所述框架8内，所述第一压电陶瓷叠堆4和第二压电陶瓷叠堆5的下端分别抵触连接于所述安装部的上端的中心两侧，通过所述第一压电陶瓷叠堆4和第二压电陶瓷叠堆5的分别膨胀和收缩，所述放大杠杆3的杠杆部绕所述安装部的中心摆动，从而使得撞针31压迫所述针体14实现上下滑动运动。所述放大杠杆3采用直圆型铰链，结构紧凑，有较高的回转精度。所述放大杠杆3的两侧设有挖槽，所述杠杆部内设置由三角弧形空腔，在减轻质量的同时，刚度并没有受到影响。
还包括有加热装置1，所述加热装置1安装于所述喷嘴机构的出胶口侧。当胶液粘度较大时，常温下不易被喷射，加热装置就起到很关键的作用，其中加热装置1包括安装座和安装于所述安装座上的加热棒、温度传感器和电路板。
所述框架8内还安装有提升机构，所述提升机构包括安装板11和导柱12，其中，所述导柱12的数量为三根，三根所述导柱12呈等边三角形分布，三根所述导柱12安装在所述安装板11上，所述安装板11亦呈三角形状，结构稳定可靠；所述导柱12的上端连接所述安装板11，所述导柱12的下端伸出所述框架8外并连接所述喷嘴机构和加热装置，使之形成一个整体；所述框架8的上端通过弹簧垫圈9安装有连接安装板的旋转提升螺钉10，通过调节所述旋转提升螺钉10，使得所述安装板11连同所述导柱12可向下滑动，从而使框架8与喷嘴机构之间的间隙增加，方便清洗喷嘴机构的供胶流道；所述框架8内在所述喷针机构的上方还安装有卡档所述安装板11的行程挡板13，保证安装板11和喷嘴机构的运动行程，同时也防止安装板11碰坏到喷针机构。
所述喷嘴框架17上开设有排胶口，所述排胶口连通所述流道，所述排胶口上安装有封堵塞。
如图3所示，所述放大杠杆3采用直圆型铰链，结构紧凑，有较高的回转精度。所述放大杠杆3的两侧设有挖槽，在减轻质量的同时，刚度并没有受到影响。所述放大杠杆3由与压电陶瓷驱动器连接的连接部和杠杆部组成，所述连接部与所述杠杆部一端呈“工”字形构造，所述杠杆部内设置由三角弧形空腔，可以有效提高刚性强度，且减轻重量。
如图4所示，所述框架8两侧设有筋板82，使框架的整体刚度和强度大大提高，可以使系统受力变形减小。其左侧设有纵向和横向四个安装孔，这样喷嘴机构就很方便的可以在两个方向进行安装。
如图5所示，撞针和针体14的接触面与放大放大杠杆3中心基本平齐，误差在+/-5S(S为喷针行程)以内，这样喷针受到横向载荷很小，旋转精度高，Z轴的位移得到了很好的保证，喷射阀整体性能得到提高。
喷射阀工作原理：喷射阀未工作时，由于该喷射阀设计为常开式，即装配时喷针机构与喷嘴20并未接触，此时需要给予喷射阀“待机”命令，此时第二压电陶瓷叠堆5会通120V高电平的电压，产生的力会将喷针机构与喷嘴20闭合。喷射阀工作时，第二压电陶瓷叠堆5输入电压为24V的恒压，驱动喷针产生向下微小的位移并与喷嘴20接触，此时供胶气压调至0.1MPa以上，迫使胶液进入供胶流道，然后第一压电陶瓷叠堆4通入0-110V的脉冲电压(可在控制面板上调节频率和占空比，最高频率可达300Hz，占空比一般为50％-60％)，当其处于高电平110V时，输出力克服系统阻力(放大机构铰链阻力、螺旋压缩弹簧阻力等)，并压缩第二压电陶瓷叠堆5，驱动喷针向上运动，这个过程中胶液会由供胶口补充进入供胶流道，接着压电陶瓷叠堆4处于低电平0V时，喷针在第二压电陶瓷叠堆5的24V产生的作用力以及系统的恢复力下(放大杠杆3的恢复力、螺旋压缩弹簧的恢复力等)，会向下运动，这样就会挤压喷嘴孔部分的胶液，使喷针机构和喷嘴20之间形成高压，喷针的针体14碰撞喷嘴20的一瞬间会切断胶液，最终胶液被一滴滴喷射到基板上。如此在周期性的脉冲电压下，喷射阀会不断喷射胶滴。当停止工作时，为了方便清洗，给予“排胶”命令，就可将残胶从排胶口中自然流出，以利于后续的清洗工作。
喷射阀在实际使用过程中，某些胶液使用后残留在喷嘴部分或者导向套部分从而堵塞喷孔，所以喷射阀需要便于拆卸清洗。如图6所示，所设计的喷射阀只需要通过提升机构将喷嘴机构向下滑动H行程，就可将喷嘴机构全部取出，然后对喷嘴机构的各个零件进行清洗，清洗后再安装上就可以继续使用，喷射阀的清洗过程不需要拆卸放大杠杆、框架和压电陶瓷叠堆等零件，因此所设计的喷射阀的拆洗十分方便。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (6)
1.一种喷射阀，其特征在于，包括框架和安装于所述框架下端的喷嘴机构，所述喷嘴机构包括座体，所述座体内设有供胶流道，供胶流道的一端设有朝上的供胶口，供胶流道的另一端设有朝下的出胶口，所述喷嘴安装在所述出胶口处；所述框架两侧设有筋板,所述框架内安装有依次连接的压电陶瓷驱动器、放大杠杆、喷针机构和提升机构，所述喷针机构包括导向套和针体，所述导向套的下端伸出所述框架并置于所述出胶口处的上方，所述针体套设于所述导向套内且所述针体的下端对准所述喷嘴机构内的喷嘴，所述导向套上还安装有连接所述针体的复位弹簧，所述压电陶瓷驱动器通过所述放大杠杆连接所述针体的上端，并驱动所述针体向下运动从而封堵所述喷嘴；所述放大杠杆的一端设有“工”字状的安装部，其内设置有三角弧形空腔，所述安装部的底端通过螺钉固定于所述框架内，所述压电陶瓷驱动器包括第一压电陶瓷叠堆和第二压电陶瓷叠堆，所述第一压电陶瓷叠堆和第二压电陶瓷叠堆的上端通过螺钉固定于所述框架内，所述第一压电陶瓷叠堆和第二压电陶瓷叠堆的下端分别抵触连接于所述安装部的上端两侧；所述提升机构包括安装板和导柱，所述导柱的数量为三根，三根所述导柱呈等边三角形分布，所述安装板亦呈三角形状，所述导柱的上端连接所述安装板，所述导柱的下端伸出所述框架外并连接所述喷嘴机构，所述框架的上端安装有连接所述安装板的旋转提升螺钉，通过调节所述旋转提升螺钉，使得所述安装板连同所述导柱可向下滑动。
2.根据权利要求1所述的一种喷射阀，其特征在于，所述放大杠杆上设有镂空的挖槽。
3.根据权利要求1所述的一种喷射阀，其特征在于，所述放大杠杆的另一端安装有可压迫所述针体上端的撞针，所述撞针的下端面与所述安装部的中心位于同一水平面。
4.根据权利要求1所述的一种喷射阀，其特征在于，还包括有加热装置，所述加热装置安装于所述喷嘴机构的出胶口侧。
5.根据权利要求1所述的一种喷射阀，其特征在于，所述框架内于所述喷针机构的上方还安装有卡档所述安装板的行程挡板。
6.根据权利要求1所述的一种喷射阀，其特征在于，所述座体上开设有排胶口，所述排胶口连通所述供胶流道，所述排胶口上安装有封堵塞。
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