CN109845414B - 用于使用冲击装置喷射粘性介质的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于将粘性介质喷射到基板(23)上的喷射器(1)。该喷射器包括适合于容纳粘性介质的喷射室(2)、相通地连接至喷射室的喷嘴(3)、以及适合于冲击喷射室内的一定体积的粘性介质从而使粘性介质通过喷嘴朝基板喷射的冲击装置(4)。所述喷射器还可包括旋转机构(5)，该旋转机构(5)适合于使冲击装置围绕冲击装置的长度轴线旋转，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切。还公开了一种相应的系统和方法。

Description

用于使用冲击装置喷射粘性介质的方法和设备
技术领域
本文所公开的发明涉及将粘性介质喷射到基板上。更确切地说，本发明涉及一种喷射器和一种利用冲击装置在待喷射的粘性介质中引起剪切的方法。
背景技术
用于在诸如印刷线路板(PWB)等基板上安装部件之前将粘性介质或流体(例如焊膏或粘合剂)的液滴喷射到基板上从而在基板上形成沉积物的喷射器和方法在本领域是已知的。这种喷射器通常包括：用于在从其喷射粘性介质之前容纳一定体积的粘性介质的腔室、与腔室连通的喷嘴、以及用于从腔室通过喷嘴以液滴形式冲击和喷射粘性介质的冲击装置。此外，可利用进料机构向腔室供送介质。
在制造诸如印刷电路板(PCB)组件等装置时，高生产精度和高可靠性是令人关注的因素。尤其是，由于可靠性(例如喷射过程的精确性和可重复性)影响最终产品(例如PCB组件)的性能和质量，因此可靠性是令人关注的。太少量的沉积介质例如可能导致接头变干或部件松动，而太大量的沉积介质可能导致例如因粘合剂或底部填充物的污染而引起的焊球或接触不良造成的短路。
为了提高过程可靠性和性能，需要改进对沉积介质施用的控制，以降低意外短接、污染或错误材料量的风险。
发明内容
因此，本发明构思的一个目的是提供一种在基板上施用喷射液滴的改进且更可靠的方法。通过下文可理解另外和其它的目的。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种用于将粘性介质喷射到基板上的喷射器。该喷射器包括适合于容纳粘性介质的喷射室、相通地连接至喷射室的喷嘴、以及适合于冲击喷射室内的一定体积的粘性介质从而使粘性介质通过喷嘴朝基板喷射的冲击装置。该喷射器还配置为使得在第一步骤中所述冲击装置适合于以一系列竖直往复移动的方式上下移动，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切。
根据所公开的技术的某些方面，所述冲击装置可配置为按第一竖直移动顺序移动，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切，而不会或基本上不会使任何粘性介质通过喷嘴喷射，然后，冲击装置的第二单独运动旨在冲击喷射室中的一定体积的粘性介质，使得粘性介质通过喷嘴朝基板喷射。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种用于将粘性介质喷射到基板上的喷射器。该喷射器包括适合于容纳粘性介质的喷射室、相通地连接至喷射室的喷嘴、以及适合于冲击喷射室内的一定体积的粘性介质从而使粘性介质通过喷嘴朝基板喷射的冲击装置。该喷射器还包括适合于使冲击装置围绕冲击装置的长度轴线旋转的旋转机构，其中所述冲击装置配置为进行旋转，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切。
所述喷射器可与表现出剪切稀化(或剪切增稠)特性的粘性介质结合使用。通过进行一系列竖直往复移动和旋转冲击装置中的至少一种并由此使粘性介质经受变形或剪切力，当粘性介质通过旋转冲击装置朝喷射室流动时，粘性介质的粘度可受到影响。因此，喷射器允许在冲击装置进行冲击之前改变或控制粘性介质的粘度。在喷射器与剪切稀化介质结合使用的情况下，粘性介质的粘度可响应于剪切而降低，以便于在喷射器中供送和泵送粘性介质，并降低喷嘴阻塞或堵塞的风险。在喷射器与剪切增稠介质结合使用的情况下，粘性介质的粘度可响应于冲击装置的竖直往复移动和/或旋转而提高，以使在液滴形成期间形成的细丝具有更明显的断裂点，并允许将液滴更精确地置于基板上。因此，剪切稀化指响应于变形而发生的粘度降低，而剪切增稠应理解为由变形或剪切导致的粘度提高。
因此，粘度是喷射器内部流体动力学的一个重要因素，并且尤其影响粘性介质的泵送和喷射。但是，粘度还可能是底部填充材料的一个重要参数，该底部填充材料例如可与倒装芯片和球栅阵列部件结合使用。所述底部填充材料可通过粘性介质的沉积形成，以提供更强的机械连接，提供热桥，并且部件和基板之间分配热膨胀失配。若沉积的底部填充材料的粘度太低，则沉积物可能倾向于形成平坦表面，在附接部件时，该部件可能积聚气泡。若粘度太高，则使部件的冲击穿过材料所需的力可能超出安装机的功能范围。因此，本发明构思的喷射器的优点在于，当粘性介质被施用到基板上并且例如形成底部填充沉积物时，该喷射器实现了对粘性介质的粘度的改进控制。
冲击装置和/或旋转机构的竖直往复移动还可在已存在于喷射室中的粘性介质中引起剪切。这在喷射过程的开头或开始时特别令人关注，因为已存在于喷射室中的粘性介质否则会倾向于在喷射过程中具有不同于供送至喷射室的粘性介质的粘度的初始粘度。通过在喷射序列开始之前(即，在第一液滴被喷射到基板上之前)对喷射室中的粘性介质进行剪切，可为粘性介质赋予更接近于连续喷射过程的稳态粘度的粘度。
根据一个实施例，所述喷射器可包括适合于使冲击部分围绕冲击装置的长度轴线旋转的旋转机构，其中所述冲击部分配置为进行旋转，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切。在喷射器与表现出剪切稀化(或剪切增稠)特性的粘性介质结合使用时，这是特别有利的。通过旋转冲击装置并由此使粘性介质经受剪切，当粘性介质通过旋转冲击装置朝喷射室流动时，粘性介质的粘度可受到影响。因此，喷射器允许在冲击装置进行冲击之前改变或控制粘性介质的粘度。在喷射器与剪切稀化介质结合使用的情况下，粘性介质的粘度可响应于剪切而降低，以便于在喷射器中供送和泵送粘性介质，并降低喷嘴阻塞或堵塞的风险。在喷射器与剪切增稠介质结合使用的情况下，粘性介质的粘度可响应于冲击装置的旋转而提高，以使在液滴形成期间形成的细丝具有更明显的断裂点，并允许将液滴更精确地置于基板上。所述旋转机构还可在已存在于喷射室中的粘性介质中引起剪切。这在喷射过程的开头或开始时特别令人关注，因为已存在于喷射室中的粘性介质否则会倾向于在喷射过程中具有不同于供送至喷射室的粘性介质的粘度。
通过在喷射序列开始之前(即，在第一液滴被喷射到基板上之前)对喷射室中的粘性介质进行剪切，可为粘性介质赋予更接近于连续喷射过程的稳态粘度的初始粘度。
可进一步调节冲击装置的竖直往复移动和/或旋转，以补偿不同类型或批次的粘性介质之间的粘度变化，从而允许喷射器喷射更多种类的粘性介质。
应说明的是，在本申请的背景下，术语“粘性介质”应理解为包括焊膏、焊剂、粘合剂、导电粘合剂等的介质、或者用于将部件紧固在基板上的任何其它种类的介质或流体、导电油墨、电阻膏等。
对于至少一些焊膏应用来说，焊膏可包括大约40％至大约60％体积含量(包括端值)的焊球，而其余体积含量是焊剂。焊球的直径通常为大约20微米，或者直径为大约10微米至大约30微米(包括端值)。
在至少一些焊膏应用中，平均尺寸的焊球的体积百分比可在焊膏内的固相材料的总体积的大约5％至大约40％范围内(包括端值)。在其它应用中，第一部分焊球的平均直径可在大约2微米至大约5微米范围内(包括端值)，而第二部分焊球的平均直径可在大约10微米至大约30微米范围内(包括端值)。
术语“喷射液滴”或“射滴”应理解为响应于冲击装置的冲击而被迫通过喷嘴并朝基板移动的一定体积的粘性介质。但是，应理解，响应于冲击装置的单次冲击可从喷嘴排出多个液滴。
术语“喷射”指一种非接触式沉积过程，与接触式排出过程(例如“流体润湿”)相比，该非接触式沉积过程利用喷射形成粘性介质的液滴，并将该液滴从喷嘴射到基板上。与将用于接触式排出的针头与重力和相对于表面的粘附力结合使用以在表面上排出粘性介质的排出装置和排出过程相反，用于喷射或射出粘性介质的喷射器或喷头组件应理解为包括诸如压电致动器和柱塞等部件的设备，该设备用于通过冲击装置在可能长于大约1微秒但短于大约50微秒的一段时间内的快速运动(例如受控的快速机械运动)(例如柱塞的快速运动)在喷射室内快速建立压力，从而使喷射室内的流体变形，这种流体变形迫使粘性介质液滴通过喷嘴。在一种实施方式中，喷射控制单元间歇地向压电致动器施加驱动电压，从而引起压电致动器间歇性的伸长以及柱塞相对于喷射器或喷头组件的组件壳体的往复移动。
粘性介质的喷射通过在进行一系列喷射的同时使运动中的喷嘴不在工件或基板上要沉积粘性介质的每个位置停顿来进行。
待喷射到工件上的每个液滴的体积可在大约0.1纳升和大约30纳升之间。基板上的每个液滴的点直径可在大约0.1毫米和大约1.0毫米之间。喷射速度(即，每个液滴的速度)可在大约5米/秒和大约50米/秒之间。喷射机构(例如用于冲击喷嘴的冲击机构)的速度可高达大约5米/秒至大约50米/秒，但通常低于喷射速度，例如在大约1米/秒和大约30米/秒之间，并且取决于通过喷嘴的动量传递。
术语液滴的“形成”可指由流体元件的运动引起的流体细丝的断裂。这可与类似于滴落的较慢的自然断裂形成对比，在自然断裂的情况下，流体细丝的断裂例如是由重力或毛细力驱动的。
在不默从特定物理模型的前提下，可以认为喷射液滴的体积和/或形状取决于断裂时的实际粘度，因而提高粘度可降低细丝的塑性或弹性，并促进更早和更明确的断裂。
通常，喷射器是由软件控制的。该软件需要获得关于如何将粘性介质施加到特定基板上的指令，或者按照给定(或者所需或预定的)喷射方案或喷射过程进行。这些指令称为“喷射程序”。因此，喷射程序支持将粘性介质液滴喷射到基板上的过程，该过程也可称为“喷射过程”或“印刷过程”。喷射程序可通过在喷射过程之前离线执行的预处理步骤产生。
如本文中所述，术语“沉积尺寸”是指工件(例如基板)上的将被沉积物覆盖的区域。液滴体积的增加通常导致沉积高度和沉积尺寸的增加。
“工件”可以是板(例如印刷电路板(PCB)或柔性PCB)、用于球栅阵列(BGA)的基板、柔性基板(例如纸)、芯片级封装(CSP)、四方扁平封装(QFP)、晶片、倒装芯片等。
根据一个实施例，所述冲击装置可包括活塞，该活塞与喷射室的内侧壁一起限定间隙或狭缝，粘性介质可通过该间隙或狭缝供应到喷射室。因此，喷射室可形成为气缸孔，活塞在冲击期间行进在该气缸孔中，其中所述间隙由气缸孔和活塞的直径差限定。在这种配置中，粘性介质的剪切由喷射室的内壁与旋转活塞之间的相对运动以及间隙的大小决定，因而在旋转速度提高和/或间隙减小时可提高剪切速率。优选所述旋转机构可配置为基于粘性介质的所需剪切效果以不同的预定速度转动冲击装置。
根据一个实施例，活塞的侧壁可包括用于容纳粘性介质的通道或凹槽。该通道例如可沿着活塞以螺旋形状延伸，并且因此可作为随着活塞的旋转朝喷嘴供送粘性介质的泵送装置。替代或附加地，可在喷射室的侧壁中或限定粘性介质供送间隙的气缸孔中设置类似的结构。因此，本实施例允许粘性介质在由活塞的旋转引起的泵送作用下在喷射器内输送。
根据一个实施例，所述冲击装置可包括致动部分和冲击部分，其中所述冲击装置可布置为处于第一状态和第二状态，在第一状态中，致动部分和冲击部分是彼此分离的，而在第二状态中，致动部分与冲击部分接合并在冲击部分上施力，以使冲击部分冲击粘性介质，并由此通过喷嘴排出粘性介质。在所述第二状态中，冲击装置的致动部分和冲击部分可配置为按第一竖直移动顺序一起移动，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切，而不会或基本上不会使任何粘性介质通过喷嘴排出，然后，致动部分和冲击部分一起进行第二单独移动，以冲击喷射室中的一定体积的粘性介质，使得粘性介质通过喷嘴朝基板喷射。
根据所公开的技术的某种方法，激活压电装置，使致动部分与冲击部分接合并使这两个部分一起向下移动，以限定(或产生)所需的体积。随后，向喷射室填充粘性介质。在喷射室充满所需的粘性介质后，再次激活压电装置，以使致动部分与冲击部分接合并使这两个部分以一系列竖直往复移动的方式移动，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切，而不会或基本上不会使任何粘性介质通过喷嘴排出。在引起剪切之后，压电/致动部分快速向上缩回，所述快速缩回使上部致动部分与下部冲击部分分离，因为粘滞力减缓了下部冲击部分的移动。最后，压电装置再次伸长以施加向下的力，从而再次使致动部分与冲击部分接合，并使这两个部分一起向下移动，以冲击喷射室内的一定体积的粘性介质，使得粘性介质通过喷嘴朝基板喷射。
根据所公开的技术的某种方法，在致动部分与冲击部分接合的状态期间激活压电装置，以限定或产生所述的体积。随后，向喷射室填充粘性介质。在喷射室充满粘性介质后，再次激活压电装置，以使致动部分与冲击部分接合并使这两个部分以一系列竖直往复移动的方式一起移动，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切，而不会或基本上不会使任何粘性介质通过喷嘴排出。在进行一系列竖直往复移动之后，压电/致动部分快速向上缩回，使上部致动部分与下部冲击部分分离，因为粘滞力减缓了下部冲击部分的移动。最后，压电装置再次伸长以施加向下的力，从而再次使致动部分与冲击部分接合，以冲击喷射室内的一定体积的粘性介质，使得粘性介质通过喷嘴朝基板喷射。
通过将冲击装置分为致动部分和冲击部分，可实现两种不同的行程长度。在将行程长度视为致动部分和冲击部分在喷射循环期间分别移动的总距离的基础下，第一状态下的分离允许致动部分的行程长度大于冲击部分的行程长度。换句话说，在比较致动部分和冲击部分的运动时能够看出，致动部分可进一步从喷嘴缩回。
致动部分的行程长度是喷射过程中的关注参数，因为它会影响冲击装置冲击待喷射的粘性介质的最大速度。增大行程长度会使致动部分在行程期间可加速的距离增大。冲击速度又会影响喷射，例如影响喷射液滴的出口速度、喷射液滴的形状、在基板上的扩散、破裂等。
可认为冲击部分的行程长度与喷射室中的位移或行程体积对应，并且，至少根据一些示例，应与待喷射的粘性介质的体积相匹配。在冲击装置从喷嘴缩回时，太长的行程或太大的位移可能导致空气通过喷嘴被吸入喷射室。在位移体积大于向喷射室供送粘性介质的进料速率时，尤其可能出现这种情况。喷射室中夹带的空气可能损害喷射过程的质量，并使该过程不可靠。另一方面，太短的行程可能导致喷射的体积太小，因为位移太小，不能通过喷嘴排出所需的量。
根据第二方面，提供了一种用于将粘性介质喷射到基板上的系统，其中该系统包括如参照第一方面所述的喷射器、以及用于测量作用在冲击装置上从而在粘性流体中引起剪切的剪切力的传感器。所述传感器例如可耦合至控制冲击装置的旋转的旋转机构，并配置为测量导致旋转所需的动力或力、或者旋转冲击装置所经历的旋转阻力。较高的阻力可表明粘性介质的粘度较高，而较低的阻力可表明粘性介质的粘度较低。
根据一个实施例，所述系统还可包括控制单元，该控制单元配置为将测量的剪切力与目标或基准剪切力进行比较，并基于所述比较结果确定冲击装置的旋转速度。
通过监测作用在冲击装置上的剪切力并由此至少间接地监测喷射器中的粘性介质的粘度，可相应地调节喷射器的操作。根据期望的结果，所述调节可包括若干不同的参数，例如进料速率、冲击力、以及冲击装置的旋转速度。例如，可通过提高旋转速度来实现较高的剪切力，从而引起粘性介质的剪切稀化，而较低的剪切力可能意味着喷射器中旋转速度过高或粘性介质的体积过小。在这种情况下，后者可通过提高向喷射室进料的进料速率来解决。
所述监测还可用于补偿不同喷射器之间的个体差异和/或待喷射介质的流变特性的变化。喷射器例如可能在机械公差、摩擦和向喷射室进料的进料速率方面有差异，而介质的粘性特性例如可能在总粘度、剪切稀化特性和触变性(即，剪切稀化/稠化的时间依赖性)等方面有所变化。因此，所监测的剪切力可按闭环方式使用，以调节冲击装置在喷射过程期间的旋转速度、速度和行程长度方面的后续操作，从而动态地改善喷射质量和可靠性。
替代或附加地，所监测的剪切力或粘度可用于校准或调节控制喷射具有不同流体动力学行为的粘性介质和/或不同类型的粘性介质所需的硬件操作的参数。在一种示例性校准过程中，可在喷射某种粘性介质的一个或多个样品(在一个或多个喷射器中)期间监测剪切力。然后，所监测的剪切力可用于确定一组(静态或动态)喷射参数，这些参数可用于随后喷射该特定类型的粘性介质。
因此，应理解，本实施例不仅可用于或多或少地连续或实时监测喷射过程，而且还可用于校准不同类型的粘性介质或喷射器的喷射过程。喷射的监测可随喷射器在生产中使用时进行，而校准例如可由操作者对喷射器的每种类型的粘性介质进行一次，以预定的间隔进行以便进行质量检查，或者在开始时进行。
根据第三方面，提供了一种用于将粘性介质喷射到基板上的方法。所述喷射通过喷射器进行，该喷射器包括适合于容纳粘性介质的喷射室、相通地连接至喷射室的喷嘴、以及冲击装置。所述方法包括以下步骤：向喷射室提供粘性介质，使冲击装置围绕冲击装置的长度轴线旋转从而在待喷射的粘性介质中引起剪切，并使冲击装置冲击喷射室中的一定体积的粘性介质，使得粘性介质通过喷嘴朝基板喷射。
根据一个实施例，所述粘性介质可供应至相通地连接至冲击装置的冲击部分或与冲击装置的冲击部分相关联的入口。这可通过进料装置或进料机构来实现。
根据一个实施例，所述粘性介质可通过冲击装置的冲击部分的至少一个轴向通道部分或与冲击装置的冲击部分相关联的至少一个轴向通道部分供应到喷射室。
根据一个实施例，通过入口供应的粘性介质的体积可与通过喷嘴喷射的粘性介质的体积对应，并且还可通过进料机构的选定进料速率来确定。
所公开的发明构思可体现为计算机可读指令，该计算机可读指令控制可编程计算机，使得喷射器或系统执行上述方法。这种指令可按包括存储指令的非易失性计算机可读介质的计算机程序产品的形式分发。
应理解，根据第一发明构思的用于喷射器的上述实施例中的任何特征可与根据所公开的发明构思的其它方面的系统和方法组合。
通过研究以下详细公开内容、附图和所附权利要求，本发明构思的其它目的、特征和优点将变得明显。本领域技术人员应认识到，本发明构思的不同特征可以组合，以产生除下述实施例之外的其它实施例。
附图说明
通过下文中参照附图给出的对本发明构思的优选实施例的说明性和非限制性详细说明，能够更好地理解本发明构思的上述及其它目的、特征和优点。在附图中，除另行说明外，相似的附图标记用于相似的元件。
图1是一种喷射器的示意图；
图2和3示出了用于在喷射器中引起粘性介质的剪切的旋转机构；
图4是用于将粘性介质喷射到基板上的系统的示意图；
图5示出了用于将粘性介质喷射到基板上的系统；
图6是用于将粘性介质喷射到基板上的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明构思的具体实施例。但是，本发明构思可按多种不同的形式实施，不应视为受限于在此列出的实施例；相反，这些实施例仅是示例性的，仅用于向本领域技术人员充分传达发明构思的范围。
请参考图1，其中示出了喷射器1，该喷射器1包括组件壳体10和冲击装置4，在此实施方式中，冲击装置4可包括压电致动器7和可操作地连接至压电致动器7的柱塞或活塞6。活塞6可轴向移动，同时可滑动地穿过衬套8中的气缸孔。可设置杯形弹簧9以使柱塞6相对于组件壳体10弹性地平衡，并用于为压电致动器7提供预载。喷射控制单元(未示出)可间歇地向压电致动器7施加驱动电压，从而导致压电致动器7间歇地伸长，并因此按照焊料图案印刷数据使柱塞6相对于组件壳体10往复移动。
此外，喷射器1可包括喷嘴3，该喷嘴3可操作地指向基板23，粘性介质的液滴22将喷射到该基板23上。喷嘴3提供出口3，液滴22通过该出口3朝基板23喷射。
在柱塞6的端面11与喷嘴3之间可限定喷射室2。柱塞6朝喷嘴3的轴向移动可导致喷射室2的容积迅速减小。因此，柱塞6的这种冲击可导致粘性介质的快速加压，并通过喷嘴3喷射粘性介质。
粘性介质可通过进料机构或进料装置12从供应容器(在图1中未示出)供应到喷射室2。进料装置12可包括电机(未示出)，该电机具有部分地设置在管状孔中的电机轴13，该管状孔穿过喷射器壳体10延伸至与喷射室2连通的出口端口。可旋转电机轴或进给螺杆13的至少一部分可被管14围绕，所述管14由弹性体等材料制成，与管状孔同轴布置，其中可旋转进给螺杆13的螺纹可与管(14)的最内表面滑动接触。然后，可根据进给螺杆13的旋转运动将收集在进给螺杆13的螺纹与内表面之间的粘性介质推向喷射室2。
现在说明本发明构思的一个实施例的喷射器的旋转机构。图2示出了喷射器1的一部分，该喷射器1可与参照图1所述的喷射器类似地配置。另外，喷射器1包括旋转机构5，该旋转机构5布置为使冲击装置4旋转。如在该图中所示，冲击装置4可由活塞部分6和致动部分7形成，活塞部分6用于通过喷嘴3喷射粘性介质，而致动部分7布置为在行程期间迫使活塞部分朝喷嘴3移动。旋转机构5可布置为使活塞6围绕其长度轴线旋转，即，围绕与行程期间的移动方向一致的轴线旋转，以使邻近活塞部分6的粘性介质发生变形，或在该粘性介质中引起剪切。
在此示例中，粘性介质可通过进料装置12供应，该进料装置12包括在管14内旋转因而用作螺旋泵的螺杆13。在图2中，通过箭头示出了所供送的粘性介质的路径。进料装置12可将粘性介质供应到容纳活塞6的衬套8的开口或入口。在活塞6的外表面与喷射室或衬套8的一部分(在喷射过程中活塞6在该部分中往复移动)的圆柱形状之间可限定间隙15。随着活塞6在衬套中旋转，间隙15中的粘性介质可能经受变形或剪切。此外，可在喷射室2的布置在活塞6与喷嘴3之间的部分中存在的粘性介质中引起剪切。
旋转机构5可通过接合部件(例如齿轮16)实现，该接合部件固定地安装在活塞6上，并通过附接至壳体10的致动机构(例如具有接合齿轮的旋转电机17)致动。接合部分16与致动机构17之间的接合具有缝隙，该缝隙允许活塞6与壳体10之间在活塞6的行程期间有轴向移动。一控制单元(未示出)可连接至致动机构17，用于控制致动机构17的操作，并由此控制间隙15和/或喷射室2中的粘性介质的剪切。控制机构17还可连接至处理单元(未示出)，该处理单元用于分析作用在旋转活塞6上的力或运动阻力，从而确定作用在粘性介质上的剪切力。
图3示出了与参照图2说明的实施例类似地配置的喷射器的一部分。但是，此实施例的不同之处在于，冲击装置4(尤其是其活塞部分6)包括用于容纳粘性介质的通道18。通道18可形成为布置在活塞6的外表面上的螺旋槽18，从而当活塞6围绕其长度轴线旋转时，可朝喷射室2和喷嘴3输送粘性介质。粘性介质可从供应容器19供应至通道18，并且由气缸8中的螺旋槽18的旋转引起的泵送动作可足以将粘性介质供送至喷射室，而无需使用例如在图2中公开的进料装置12。
致动部分(例如压电致动器7)和冲击部分(例如活塞6)可彼此轴向分开。这样可使冲击装置4处于第一状态和第二状态，在第一状态中，压电致动器7和活塞6彼此分离，而在第二状态中，压电致动器7与活塞6接合以在活塞6上施力，以冲击喷射室2中的粘性介质。
图4是本发明构思的一个实施例的系统的示意图。该系统可包括如任何上述实施例所述的喷射器1和控制单元32。喷射器1可包括传感机构(未示出)，该传感机构配置为输出传感器信号S，该传感器信号S表示直接或间接测量的喷射器1中的粘性介质的粘度。所述粘度例如可通过测量作用在旋转冲击装置上的剪切力来确定。传感器信号S可传送至控制单元32，在控制单元32中可对传感器信号S进行处理，并将测量的量(例如用于旋转冲击装置的旋转机构所需的电流)与基准值进行比较，或者将测量的量转换为估算剪切力或粘度。所述基准值例如可按查找表中的列表条目或项目的形式提供。根据测量的量与基准值之间的比较，可计算修正因子，并将该修正因子用于调节冲击装置的旋转力或冲击力等。操作参数可按控制信号O的形式从控制单元32输出并传送至喷射器1。因此，所监测的冲击装置的旋转可按闭环方式使用，以调节喷射器1的操作。
请参考图5，其中示出了喷射机51，在该喷射机51中，将在基板57上施加粘性介质液滴，例如粘合剂或焊膏。可在与喷射机51通信的计算机53上运行软件程序。该软件程序具有数据库，该数据库保存关于基板(例如PCB)的主要制造数据、以及用于处理基板的机器的机器数据。可将关于基板的基板数据55导入数据库，优选以包含在CAD文件中的CAD数据的形式导入。该程序可适合于产生控制喷射过程的喷射程序。所述喷射程序例如可包括影响冲击装置的冲击力、向喷射室供应粘性介质，以及冲击装置的旋转速度的参数，以便提供所需的粘度。所述软件程序可在计算机可读介质上提供，该计算机可读介质以图5中的CD ROM59示出。
图6是说明利用如任何上述实施例所述的喷射器或系统将粘性介质喷射到基板上的方法的一个示例的流程图。在第一步中，向喷射室2供应601粘性介质。这例如可通过连接至供应容器19的进料装置12来实现。优选可通过壳体10中的开口供送粘性介质，并使粘性介质进入由冲击装置的活塞部分6的外侧壁与壳体10的气缸孔8限定的间隙15。在下一步中，使冲击装置4围绕其长度轴线旋转602，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切。所述剪切例如可在存在于间隙15中的粘性介质内引起。在粘性介质对于这种剪切速率发生剪切稀化的情况下，这可能导致粘度降低，这有利于向喷嘴3输送粘性介质。在下一步中，可使冲击装置4冲击603喷射室2中的一定体积的粘性介质，使得粘性介质22通过喷嘴3朝基板23喷射。所述冲击603可利用致动部分(例如压电致动器7)实现，该致动部分冲击活塞部分6，以迫使活塞部分6沿其轴向朝喷嘴3滑动，从而使粘性介质22从喷射室2排出。在下一步中，可在冲击装置4在粘性介质中引起剪切的同时监测604指示作用在冲击装置4上的剪切力的量。所述监测例如可利用例如配置为确定粘性介质的粘度的控制单元和/或处理器来执行。
在上文中，主要参照有限数量的示例说明了本发明构思。但是，本领域技术人员容易理解，在由所附权利要求限定的本发明构思的范围内，不同于上文中所公开的示例的其它示例也是可能的。

Claims (15)

1.一种用于将粘性介质喷射到基板上的系统，所述系统包括：
用于将粘性介质喷射到基板(23)上的喷射器(1)，该喷射器包括：
-适合于容纳粘性介质的喷射室(2)；
-相通地连接至该喷射室的喷嘴(3)；以及
-适合于冲击喷射室中的一定体积的粘性介质从而使粘性介质通过喷嘴朝基板喷射的冲击装置(4)；其中，所述冲击装置配置为以一系列竖直移动和旋转运动中的至少一种方式运动，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切；以及
用于测量作用在冲击装置上从而在粘性介质中引起剪切的剪切力的传感器。
2.如权利要求1所述的系统，还包括控制单元(32)，该控制单元(32)配置为将所测量的剪切力与目标剪切力进行比较，并基于比较结果确定冲击装置的所述一系列竖直移动和旋转之中的至少一种的速度。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述喷射器适合于经由活塞的侧壁与喷射室的内侧壁之间的间隙(15)向喷射室供应粘性介质。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述活塞的侧壁包括用于容纳粘性介质的通道(18)。
5.如权利要求1或2所述的系统，其中所述喷射器还包括旋转机构(5)，该旋转机构(5)适合于使冲击装置围绕冲击装置的长度轴线旋转，以在待喷射的粘性介质中引起剪切。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述旋转机构配置为以不同的预定速度旋转所述冲击装置，所述速度基于粘性介质的所需剪切。
7.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述冲击装置包括致动部分(7)和冲击部分(6)，其中所述冲击装置可布置为处于第一状态和第二状态，在第一状态中，致动部分和冲击部分是彼此分离的，而在第二状态中，致动部分与冲击部分接合并在冲击部分上施力，从而导致冲击部分冲击喷射室中的所述一定体积的粘性介质。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述喷射器还包括旋转机构(5)，该旋转机构(5)适合于使致动部分(7)围绕冲击装置的长度轴线旋转，以在待喷射的粘性介质中引起剪切。
9.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述喷射器配置为使得用于在粘性介质中引起剪切的所述一系列竖直移动或旋转是第一单独移动或旋转，该第一单独移动或旋转的速度使得没有粘性介质通过喷嘴排出，并且其中所述第一单独移动或旋转在冲击装置(4)或冲击部分(6)的第二单独运动之前进行，该第二单独运动用于冲击喷射室中的一定体积的粘性介质，使得粘性介质通过喷嘴朝基板喷射。
10.一种用于将粘性介质喷射到基板上的方法，所述方法采用用于将粘性介质喷射到基板(23)上的喷射器(1)，所述喷射器包括：
适合于容纳粘性介质的喷射室；
相通地连接至喷射室的喷嘴；以及
冲击装置；
所述方法包括：
向喷射室提供粘性介质；
通过竖直移动和旋转运动中的至少一种移动冲击装置，从而在待喷射的粘性介质中引起剪切；和
测量作用在冲击装置上从而在粘性流体中引起剪切的剪切力；以及
使冲击装置冲击喷射室中的一定体积的粘性介质，从而使粘性介质通过喷嘴朝基板喷射。
11.如权利要求10所述的方法，其中，冲击装置在待喷射的粘性介质中引起剪切的所述运动是通过使冲击装置的至少一部分围绕冲击装置的长度轴线旋转来进行的。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中，喷射室中的所述一定体积的粘性介质被供应至相通地连接至冲击装置的冲击部分的入口或与冲击装置的冲击部分相关联的入口。
13.如权利要求10或11所述的方法，其中，所述粘性介质通过冲击装置的冲击部分的至少一个轴向通道部分或与冲击装置的冲击部分相关联的至少一个轴向通道部分供应到喷射室。
14.如权利要求10或11所述的方法，其中，供应到入口的所述一定体积的粘性介质与通过喷嘴喷射的粘性介质对应，并且是通过进料机构的选定进料速率确定的。
15.如权利要求10或11所述的方法，其中，该方法包括以一系列竖直移动的方式移动所述冲击装置和以旋转运动移动所述冲击装置之中的至少一种，以在第一单独运动中在粘性介质中引起剪切，该第一单独运动的速度使得没有粘性介质通过喷嘴排出，并且其中所述第一单独运动之后跟随有冲击装置(4)或冲击部分(6)的第二单独运动，该第二单独运动用于冲击喷射室中的一定体积的粘性介质，使得粘性介质通过喷嘴朝基板喷射。
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