CN201186250Y - 一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器 - Google Patents

Abstract

一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器，包括上体、下体、位移放大机构，所述上体一端的内腔安装有超磁致伸缩棒激励线圈、偏置线圈，另一端的通孔中插装有上端与超磁致伸缩棒底端面接触的顶杆，下端依次套装有预压弹簧、预压螺母，并通过预压螺母螺装在上体下端的通孔中而轴向定位；所述下体一端通过齿形扣依次安装有喷嘴、垫片、胶液腔，喷针插装在下体中心通孔中进而插装在胶液腔中，下体的另一端与上体的下端连接而将所述位移放大机构夹装在上体、下体之间的空腔中；本实用新型结构简单、使用方便、喷射速度快、喷液粘度高、喷射精度高、使用寿命长，适于工业化生产，可以替代现有气动驱动喷胶系统，特别适用于微电子芯片的封装。

Description

一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器

技术领域

本实用新型公开了一种喷胶装置，特别是指一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器，涉及微电子装备技术领域，主要适用于微电子芯片封装。

背景技术

现有的技术领域中，用于微电子封装的喷胶设备主要以Asymtek公司的气动胶液喷射装备为主。它是通过气控阀控制高压气流的进出来推动驱动器活塞上下移动，从而推动喷射针头往复运动，实现挤压胶液的喷射过程。胶液喷射器喷射精度和可以喷射胶液的粘度高低与喷射器内喷针的行程和加速度有直接关系，针头的行程越小，加速度越大则喷射的精度越高，且能喷射更大粘度的胶液；然而气动驱动胶液喷射器的驱动力较小，且难以实现较小的喷针行程，从而难以实现微量胶液及大粘度喷胶的驱动；同时由于喷针直接与底座碰撞，使得喷针材料和尺寸都受到很大限制以及使用寿命比较短，而且要求与汽缸的同轴度很高，因此，制造工艺复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足而提供一种结构简单、使用方便、喷射速度快、喷液粘度高、喷射精度高、使用寿命长的超磁致伸缩驱动胶液喷射器。

本实用新型一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器，包括上体、下体、位移放大机构，所述上体一端的内腔中心安装有超磁致伸缩棒、在超磁致伸缩棒外依次安装有激励线圈、偏置线圈，另一端的通孔中插装有顶杆，所述顶杆的上端与超磁致伸缩棒底端面接触，下端依次套装有预压弹簧、预压螺母，并通过预压螺母螺装在上体下端的通孔中而轴向定位；所述下体一端通过齿形扣依次安装有喷嘴、垫片、胶液腔，喷针插装在下体中心通孔中进而插装在胶液腔中，下体的另一端与上体的下端连接而将所述位移放大机构夹装在上体、下体之间的空腔中；所述位移放大机构上端与所述顶杆竖直杆下端固连，另一端与喷针的上端固连。

本实用新型中，所述位移放大机构为柔性铰链轴对称位移放大机构。

本实用新型的工作原理简述于下：利用偏置线圈产生偏置磁场，使超磁致伸缩棒处于极化状态，避免倍频现象改善执行器的线性特性；利用激励线圈产生激励磁场，开始时，超磁致伸缩棒处于原始状态，无收缩，喷针处于最低位置和喷嘴上的垫片接触使胶液不能流出；然后当激励线圈通电，激励线圈产生的磁场使超磁致伸缩棒产生一定的收缩位移，顶杆在预压弹簧力的作用下也产生一定的向上位移，进而使位移放大机构产生一定的向上的位移，位移放大机构再带动喷针，使喷针向上运动；然后，激励线圈断电，磁场消失，超磁致伸缩棒伸长到初始位置推动顶杆向下运动，通过位移放大机构使喷针迅速向下运动挤压从胶液孔流进的胶液，胶液在高速喷针的推动下迅速从针头内喷出一微小点滴，从而完成一次喷胶过程；接下来激励线圈继续通电，超磁致伸缩棒重复上次动作，实现精确、定量控制喷胶的目的。

本实用新型中，位移放大机构为柔性铰链轴对称位移放大机构，它依靠节点微转动变形实现运动的传递或位移的放大，在位移放大机构的输入端输入一定位移，通过柔性铰链的放大，使输出位移放大一定的倍数。参见附图3、4，该位移放大机构受力分析及位移放大传递分析如下。图中B、C、D为三个柔性铰链，当在E点输入一力P而产生一微位移ΔL1时，因为位移量ΔL1非常小，可以认为杆件AC做平动，即C点垂直向上运动一位移ΔL1，此时柔性铰链C扭转一角度θ，同时柔性铰链B也扭转一角度θ，从而使输出部分D垂直向上产生一位移ΔL2，从图中可以直观看出ΔL2要比输入的位移ΔL1要大很多，也就是说输入的位移得到了放大，具体放大倍数为 $T_1=\frac{\mathrm{\Δ}{l}_2}{\mathrm{\Δ}{l}_1}=\frac{L_2}{L_1}.$

本实用新型由于采用上述结构，它可以在提供较小的喷针行程的同时获得很大的驱动力，且响应时间短，可有效提高胶液喷射速度和喷射精度；克服现有气动驱动系统要求喷针与汽缸高度同轴的弊端，并且，电磁力的调整与控制相对于气动驱动更方便。综上所述，本实用新型具有结构简单、使用方便、喷射速度快、喷液粘度高、喷射精度高、使用寿命长，适于工业化生产，可以替代现有气动驱动喷胶系统，特别适用于微电子芯片的封装。

附图说明

附图1为本实用新型胶液喷射器结构主视图；

附图2为附图1中A部放大图。

附图3为本实用新型位移放大机构结构示意图。

附图4为本实用新型位移放大机构原理图。

图中：3——超磁致伸缩棒、4——激励线圈、5——偏置线圈、6——上体、7——顶杆、8——预压弹簧、9——预压螺母、10——位移放大机构、11——螺钉、12——下体、13——喷针、14——喷嘴、16——垫片、17---胶液腔、19——齿形扣。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例作进一步的详细说明。

参阅附图1、2，本实用新型一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器，包括上体6、下体12、位移放大机构10，所述上体6一端的内腔中心安装有超磁致伸缩棒3、在超磁致伸缩棒3外依次安装有激励线圈4、偏置线圈5，另一端的通孔中插装有顶杆7，所述顶杆7的上端与超磁致伸缩棒3底端面接触，下端依次套装有预压弹簧8、预压螺母9，并通过预压螺母9螺装在上体6下端的通孔中而轴向定位；所述下体12一端通过齿形扣19依次安装有喷嘴14、垫片16、胶液腔17，喷针13插装在下体12中心通孔中进而插装在胶液腔17中，下体12的另一端与上体6的下端连接而将所述位移放大机构10夹装在上体6、下体12之间的空腔中；所述位移放大机构10上端与所述顶杆7竖直杆下端固连，另一端与喷针13的上端固连。

本实用新型中，所述位移放大机构10为柔性铰链轴对称位移放大机构。

本实用新型使用时，激励线圈4外接从控制器出来的电流，在无电流通过时超磁致伸缩棒3处于无收缩状态，但它受到由预压弹簧8传来的预压应力作用，因为在有预压应力的情况下超磁致伸缩棒能获得更大的伸缩量，此时喷针13也在弹簧8的作用下处于底端位置，顶紧喷嘴上的垫片16，以保证无胶液从喷嘴14流出；当激励线圈4通电后，激励线圈4产生一激励磁场，在此磁场的作用下超磁致伸缩棒3产生一定的收缩量，超磁致材料的响应时间比较短，一般在微秒级，此时顶杆7在预压弹簧8的作用力下迅速向上移动，然后顶杆7给位移放大机构10传递一个力的作用，喷针13便在力的作用下向上加速运动，并通过位移放大机构10的放大使喷针13获得较大的行程；此时，胶液由胶液孔18流进并充满胶液腔17和喷针13及垫片16之间的微小空隙，然后激励线圈断电，超磁致伸缩棒迅速还原到原来长度推动顶杆7向下运动，然后通过位移放大机构将力和位移传给喷针13，使喷针13迅速向下运动挤压处于垫片16与喷针13之间的胶液，使胶液从喷嘴14的细孔内喷出，完成一次喷胶过程。

Claims (2)

1、一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器，包括上体、下体、位移放大机构，其特征在于：所述上体一端的内腔中心安装有超磁致伸缩棒、在超磁致伸缩棒外依次安装有激励线圈、偏置线圈，另一端的通孔中插装有顶杆，所述顶杆的上端与超磁致伸缩棒底端面接触，下端依次套装有预压弹簧、预压螺母，并通过预压螺母螺装在上体下端的通孔中而轴向定位；所述下体一端通过齿形扣依次安装有喷嘴、垫片、胶液腔，喷针插装在下体中心通孔中进而插装在胶液腔中，下体的另一端与上体的下端连接而将所述位移放大机构夹装在上体、下体之间的空腔中；所述位移放大机构上端与所述顶杆竖直杆下端固连，另一端与喷针的上端固连。

2、根据权利要求1所述的超磁致伸缩驱动胶液喷射器，其特征在于：所述位移放大机构为柔性铰链轴对称位移放大机构。

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