CN213644733U - 喷射点胶阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷射点胶阀，包括集成安装在阀体框架上的流道块、压电陶瓷致动器和喷嘴，所述喷嘴固定设置在流道块的流道出口，所述喷嘴内导向装配有用于将喷嘴内部胶液喷出的喷针，所述阀体框架内部还铰支安装刚性的位移放大杠杆，所述位移放大杠杆的一端力臂与压电陶瓷致动器的驱动端连接，所述位移放大杠杆的另一端力臂与喷针连接，通过位移放大杠杆将喷针移动的行程进行放大，驱动喷针相对喷嘴往复喷出胶液。本实用新型的喷射点胶阀具有结构尺寸小、拆装方便、动态性能好、工作频率高、密封性好的特点，可实现精确、稳定的高频持续点胶，能在微电子封装技术领域广泛应用。

Description

喷射点胶阀

技术领域

本实用新型涉及一种喷射点胶阀。

背景技术

目前点胶技术广泛应用于微电子封装、生命科学、快速制造等领域。在微电子封装过程中，点胶技术主要用于芯片粘接、芯片涂层、底部填充、LED封装等。根据点胶工作原理可以分成两大类：接触式点胶和非接触式点胶。非接触点胶具有胶点一致性好、工作频率高、胶滴体积小和胶液范围广等优点，因此将成为未来的主流点胶方式。喷针碰撞式喷射点胶是应用更广泛的非接触点胶方式，喷针运动速度大、行程大，使得胶液腔中的局部高压大，胶液获得的动能也大，能够喷射粘度更大的流体，通过调节喷针的行程和压电陶瓷输入电压等参数，能够实现多种粘度流体的喷射。

喷针碰撞式喷射点胶采用的是压电驱动的喷射点胶阀，通过压电陶瓷致动器与弹性元件联合驱动喷针高速往复运动，可喷射极微量的液体材料，具有高效、高精度的特点，在电子制造业中应用非常广泛。市场对压电驱动的喷射点胶阀不仅在性能方面有着更加严格的要求，而且也期望其具有小巧精致等特点。目前压电式喷射点胶阀尺寸偏大，喷针不能够承受高频率的快速点胶和持续稳定地点胶，并且点胶量不能调整，故能够实现高频持续点胶的喷射点胶阀已经越来越成为了点胶设备技术领域的迫切要求。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有压电式喷射点胶阀存在的不能高频持续点胶的问题，提供一种新型的喷射点胶阀。

本实用新型采用如下技术方案实现：

喷射点胶阀，包括集成安装在阀体框架5上的流道块1、压电陶瓷致动器12和喷嘴24，所述喷嘴24固定设置在流道块1的流道出口，所述喷嘴24内导向装配有用于将喷嘴内部胶液喷出的喷针18，所述阀体框架5内部还铰支安装刚性的位移放大杠杆14，所述位移放大杠杆14的一端力臂与压电陶瓷致动器12的驱动端连接，所述位移放大杠杆14的另一端力臂与喷针18连接，通过位移放大杠杆将喷针移动的行程进行放大，驱动喷针18相对喷嘴24往复喷出胶液，刚性的位移放大杠杆可以使控制喷胶的响应速率更快，并且控制喷针动作更加可靠。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述位移放大杠杆14与阀体框架5之间设有第一回位弹簧15，所述第一回位弹簧15使位移放大杠杆14保持向压电陶瓷致动器12的驱动端压紧的趋势，同时通过第一回位弹簧控制位移放大杠杆进行回位，避免压电陶瓷致动器与位移放大杠杆之间出现虚位。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述第一回位弹簧15为一端锁定安装在阀体框架5上的平面弹簧，所述平面弹簧的另一端通过圆弧接触面与位移放大杠杆14抵接，装配方式更加简单方便。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述流道块1的流道出口固定装配有用于喷针18导向的导向套20，所述导向套20与喷嘴24的喷嘴口同轴对齐，通过导向套对喷针进行导向装配，提高喷针在往复点胶过程中的导向精准性，同时减小喷针的磨损。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述导向套20的内孔为阶梯孔结构，所述喷针18为与之滑动装配的阶梯轴结构，所述喷针18上套装有第二回位弹簧19，所述第二回位弹簧19的两端分别与导向套20的内阶梯面和喷针18的外阶梯面抵接，所述第二回位弹簧19使喷针18保持向位移放大杠杆14压紧的趋势，通过第二回位弹簧使喷针进行回位，保证喷针始终与位移放大杠杆紧贴，避免位移放大杠杆与喷针之间出现虚位。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述第二回位弹簧19的端部与导向套20的内阶梯面之间或喷针18的外阶梯面之间垫装调整垫片22，通过更换不同厚度的调整垫片可以调节喷针的下压行程，结合对压电陶瓷致动器的预压紧状态进行调整，实现喷针实现喷射点胶量的调整。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述导向套20的内孔阶梯面与喷针18之间装配有密封圈，所述第二回位弹簧19通过导向套密封件21将密封圈压紧装配，所述导向套20的外壁与阀体框架5之间同样装配有密封圈，保证了导向筒、喷针和阀体框架之间的装配密封。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述位移放大杠杆14上设有撞针4，所述撞针4随位移放大杠杆14的力臂摆动撞击推动喷针18。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述压电陶瓷致动器12的两端均设置顶块，所述压电陶瓷致动器12的固定端顶块与螺接在阀体框架5上的调节螺钉8连接，所述调节螺钉8通过滑动嵌装在阀体框架5内的非圆截面顶块配合件与固定端顶块压紧，所述固定端顶块与顶块配合件之间通过圆弧接触面配合，所述压电陶瓷致动器12的驱动端顶块通过圆弧接触面与位移放大杠杆14压接。

上述方案中的喷射点胶阀中，进一步的，所述喷嘴24一侧的流道块1内设有对喷嘴内胶液进行加热的加热部17和对喷嘴内胶液进行温度检测的测温电阻16，所述加热部17与紧贴喷嘴24设置的导热片23导热连接，所述测温电阻16与加热部17的控制模块反馈通信连接，对喷嘴内喷射点胶的胶液进行加热保温，保证点胶过程中胶液顺畅喷出。

与现有技术相比，本实用新型的喷射点胶阀具有如下有益效果：采用刚体式的位移放大杠杆，减小多柔性体耦合带来的影响，位移放大杠杆采用平面弹簧进行回位，喷针处同样设有回位弹簧，提高了点胶过程的动态响应特性；通过调节螺钉进行压电陶瓷致动器的预紧调试，调整垫片用于喷针的固定，安装操作方便，行程和预紧力可控；导向套密封件、密封圈、导向套及喷针的设计与装配方式提高了喷针的导向性，提高了喷针导向结构的密封性，解决了漏胶问题，可高频持续稳定工作，能在微电子封装技术领域广泛应用。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为实施例的喷射点胶阀的立体结构示意图。

图2为实施例的喷射点胶阀的侧视结构示意图。

图3为实施例的喷射点胶阀的内部剖视结构示意图。

图4为实施例中的喷针导向装配局部示意图。

图5为实施例中的第一回位弹簧的结构示意图。

图中标号：1-流道块，2-堵头，3-进胶接头，4-撞针，5-阀体框架，6-电路模块，7-接线头，8-调节螺钉，9-上顶块配合件，10-上垫片，11-上顶块，12-压电陶瓷致动器，13-下顶块，14-位移放大杠杆，15-第一回位弹簧，16-测温电阻，17-加热部，18-喷针，19-第二回位弹簧，20-导向套，21-导向套密封件，22-调整垫片，23-导热片，24-喷嘴，25-弹簧固定件。

具体实施方式

实施例

参见图1-4，图示中的一种喷射点胶阀为本实用新型的一种具体实施方案，具体包括流道块1、堵头2、进胶接头3、撞针4、阀体框架5、电路模块6、接线头7、调节螺钉8、上顶块配合件9、上垫片10、上顶块11、压电陶瓷致动器12、下顶块13、位移放大杠杆14、第一回位弹簧15、测温电阻16、加热部17、喷针18、第二回位弹簧19、导向套20、导向套密封件21、调整垫片22、导热片23、喷嘴24和弹簧固定件25。

流道块1、压电陶瓷致动器12和喷嘴24集成安装在阀体框架5上，流道块1固定在阀体框架5上，用于提供胶液流道，压电陶瓷致动器12提供胶液喷射点胶的动力，喷嘴24固定设置在流道块上，喷嘴24内导向装配有用于将喷嘴内部胶液喷出的喷针18，通过压电陶瓷致动器12驱动喷针18喷出胶液进行点胶，位移放大杠杆14安装在压电陶瓷致动器12和喷针18之间，放大压电陶瓷致动器12的直线运动动力来驱动喷针18。

流道块1通过四个螺钉固定连接在阀体框架5上，位移放大杠杆14的铰支点位置以圆弧接触的方式安装在阀体框架5上，位移放大杠杆14的短力臂一端与压电陶瓷致动器12的驱动端连接，位移放大杠杆14的长力臂一端与喷针18连接。

位移放大杠杆14与阀体框架5之间设有第一回位弹簧15，第一回位弹簧15使位移放大杠杆14保持向压电陶瓷致动器12的驱动端压紧的趋势，同时通过第一回位弹簧控制位移放大杠杆进行回位。

在本实例中，流道块1中设置一流道，流道的出口处与喷嘴24的储胶腔相通，流道的入口处设置一堵头2以防止胶液外流，流道入口处的正上方设置有一进胶接头3，进胶接头3下端与流道块1采用螺纹连接，与阀体框架5配合处留有间隙，进胶接头3顶端设有漏斗式进胶孔，与一胶筒连通，胶筒内的胶液可顺着通道不断地流入喷嘴储胶腔内，以保证喷射点胶阀能不断地进行喷胶。

喷嘴24储胶腔顶部和底部分别设有一喷针口和一喷嘴口，喷针口的正上方竖直地设置有一喷针18，喷针18用于挤压喷嘴储胶腔内的胶液并控制喷嘴口处胶液的喷出。喷针18和喷嘴口共轴设置。

流道块1的流道出口固定装配有用于喷针18导向的导向套20，导向套20与喷嘴24的喷嘴口同轴对齐，导向套20的内孔为阶梯孔结构，喷针18为与之滑动装配的阶梯轴结构。

本实例中，喷针18顶部设置一喷针帽，导向套20竖直地放置在喷针口的正上方，流道块1在喷针口处设置台阶面，导向套20与阀体框架5和流道块1间隙配合，导向套20外壁也设置成阶梯状，导向套20外壁的台阶面与流道块1台阶面接触实现轴向定位安装，导向套20内孔的台阶用于放置密封圈，导向套密封件21共轴地放置在导向套20中，导向套密封件21与导向套20采用过渡配合，保证密封的紧密性和导向性。

喷针18上套装有第二回位弹簧19，第二回位弹簧19的两端分别与导向套20的内阶梯面和喷针18的外阶梯面抵接，第二回位弹簧19使喷针18保持向位移放大杠杆14压紧的趋势，第二回位弹簧19采用圆柱螺旋弹簧，共轴套设在喷针18上，第二回位弹簧19的一端与喷针帽接触，另一端通过导向套密封件21抵接在导向套20内孔台阶面上。本实施例在在进胶接头3与流道块1的连接处、堵头2与流道块1的连接处、导向套20与流道块1的连接处以及导向套密封件21与导向套20的连接处分别装配有密封圈，保证阀体的密封性。

喷嘴24一侧的流道块1内设有对喷嘴内胶液进行加热的加热部17和对喷嘴内胶液进行温度检测的测温电阻16，其中加热部17采用电加热棒，测温电阻16采用铂电阻，加热部17的电加热棒与紧贴喷嘴24设置的导热片23导热连接。

本实施例中，加热部17与测温电阻16均与阀体的电路模块6电连接。流道块1右侧设置两个小凸台，导热片23通过过盈配合插装在流道块1和喷嘴之间，通过加热棒17散发热量和导热片23传递热量，对喷嘴24储胶腔内的胶液进行加热，使其温度保持在适宜喷射的范围，而测温电阻16根据铂电阻自身的特性，其电阻的变化数据被电路模块收集，进而通过控制器调整加热棒17的功率，测温电阻16与加热部17的控制模块通过阀体的电路模块6反馈通信连接，对喷嘴内喷射点胶的胶液进行加热保温，保证点胶过程中胶液顺畅喷出，关于恒温加热控制技术属于常规自动控制技术，本实施例在此不对其具体控制电路进行赘述。另外，温度控制腔和温度检测通道通过一工艺孔与外界连通，便于温度控制腔和温度检测通道的加工，以及加热部17的电加热棒和测温电阻16的安装。

本实例中，阀体框架5内设置有两个小凸台，电路模块6通过螺钉固定在阀体框架凸台上。阀体框架5上端右侧设置有两孔，与接线头7螺纹连接，压电陶瓷致动器12与电路模块6电连接。电路模块6通过阀体框架5顶端的接线头7与一控制器电连接，用于收集数据反馈给控制器，方便控制器发出指令对压电陶瓷致动器等进行控制，关于压电陶瓷致动器的控制属于现有成熟技术，本实施例在此不对其具体控制电路进行赘述。

本实例中，压电陶瓷致动器12的两端均设置顶块，两端顶块分别与位移放大杠杆14和上顶块配合件9采用圆弧接触，上顶块11下端与压电陶瓷驱动12采用胶水粘结固定，上端与上顶块配合件9采用圆弧接触，保证运动过程中的自适应性，阀体框架5内设有一孔，上顶块配合件9采用从外往内推入式安装，与阀体框架5间隙配合，阀体框架5上端设有一孔，用于放置调节螺钉8，上顶块配合件9上端面与调节螺钉8连接，通过调节螺钉8控制预紧力，因调节螺钉8旋转会产生转矩，引起转动，故上顶块配合件9上端设计为一长方体，可以限制上顶块配合件的转动，也保证了压电陶瓷制动器的位置精度，上顶块配合件9下端面为一圆弧面，与上顶块11圆弧接触。上顶块配合件9处设有上垫片10，用于保证预紧力，防止高速点胶过程中螺纹松动影响动态性能的问题。下顶块13上端面与压电陶瓷驱动12采用胶水粘结，下端设置一圆弧凹面，与位移放大杠杆14采用圆弧接触。

位移放大杠杆14上设有撞针4，撞针4随位移放大杠杆14的力臂摆动撞击推动喷针18。本实例中，撞针4穿设于位移放大杠杆14上的安装通孔中，撞针4的上端与固定螺母螺纹配合，下端设置调整垫片，结合上端的固定螺母调整撞针对喷针的行程，撞针4下端面通过压电陶瓷致动器12的预紧力与喷针18压接。位移放大杠杆14下端与阀体框架5之间设置的第一回位弹簧15采用图5中的平面弹簧，平面弹簧采用对称结构，保证结构的稳定性，阀体框架5下端设有一T型槽，第一回位弹簧15的平面弹簧下端为一横杆，与弹簧的运动变形方向垂直，采用从外往内推入式安装方式嵌入阀体框架5的T型槽中，第一回位弹簧15的上端面为圆柱面，位移放大杠杆的下端设有一圆弧凹面，第一回位弹簧15与位移放大杠杆14圆弧面接触。阀体框架5下端设有两凸台，弹簧固定件25与阀体框架5过盈配合，保证第一回位弹簧15的安装稳定性。阀体框架5内下端设有一圆弧凹面，位移放大杠杆14的下端铰支位置为一圆柱面，与阀体框架5的圆弧凹面配合实现位移放大杠杆14的铰支安装。

本实施例的喷射点胶阀的工作原理及过程如下：在初始状态时，压电陶瓷致动器12处于低电平，撞针4与喷针18刚好接触，调整调节螺钉8，控制第一回位弹簧15和第二回位弹簧19的压缩量，通过调整垫片22调节行程，喷针18与喷嘴24之间留有微小间隙。当压电陶瓷致动器12处于高电平时，在逆电压效应的作用下，压电陶瓷致动器12输出一定位移，驱使位移放大杠杆14绕着铰支点的圆弧面向下摆动，撞针4向下运动迫使喷针18压缩第二回位弹簧19，喷针18向下运动，喷针18的头部与喷嘴24底座接触后，将喷嘴24封闭。当压电陶瓷致动器12工作时，调整供胶气压，压电陶瓷致动器12输出位移，通过位移放大杠杆14放大位移，撞针4向下运动，驱使喷针18向下运动，胶液腔形成局部高压，胶液快速从喷嘴口喷出，直至喷针18头部接触喷嘴座，剪断胶液，完成一次喷射过程。这样，通过使压电陶瓷驱动器获得周期性的矩形脉冲，周期性的驱动喷针往复运动实现精确，稳定地喷射。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.喷射点胶阀，包括集成安装在阀体框架(5)上的流道块(1)、压电陶瓷致动器(12)和喷嘴(24)，所述喷嘴(24)固定设置在流道块(1)的流道出口，所述喷嘴(24)内导向装配有用于将喷嘴内部胶液喷出的喷针(18)，其特征在于：所述阀体框架(5)内部还铰支安装刚性的位移放大杠杆(14)，所述位移放大杠杆(14)的一端力臂与压电陶瓷致动器(12)的驱动端连接，所述位移放大杠杆(14)的另一端力臂与喷针(18)连接，驱动喷针(18)相对喷嘴(24)往复喷出胶液。

2.根据权利要求1所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述位移放大杠杆(14)与阀体框架(5)之间设有第一回位弹簧(15)，所述第一回位弹簧(15)使位移放大杠杆(14)保持向压电陶瓷致动器(12)的驱动端压紧的趋势。

3.根据权利要求2所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述第一回位弹簧(15)为一端锁定安装在阀体框架(5)上的平面弹簧，所述平面弹簧的另一端通过圆弧接触面与位移放大杠杆(14)抵接。

4.根据权利要求1所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述流道块(1)的流道出口固定装配有用于喷针(18)导向的导向套(20)，所述导向套(20)与喷嘴(24)的喷嘴口同轴对齐。

5.根据权利要求4所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述导向套(20)的内孔为阶梯孔结构，所述喷针(18)为与之滑动装配的阶梯轴结构，所述喷针(18)上套装有第二回位弹簧(19)，所述第二回位弹簧(19)的两端分别与导向套(20)的内阶梯面和喷针(18)的外阶梯面抵接，所述第二回位弹簧(19)使喷针(18)保持向位移放大杠杆(14)压紧的趋势。

6.根据权利要求5所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述第二回位弹簧(19)的端部与导向套(20)的内阶梯面之间或喷针(18)的外阶梯面之间垫装调整垫片(22)。

7.根据权利要求6所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述导向套(20)的内孔阶梯面与喷针(18)之间装配有密封圈，所述第二回位弹簧(19)通过导向套密封件(21)将密封圈压紧装配，所述导向套(20)的外壁与阀体框架(5)之间同样装配有密封圈。

8.根据权利要求1所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述位移放大杠杆(14)上设有撞针(4)，所述撞针(4)随位移放大杠杆(14)的力臂摆动撞击推动喷针(18)。

9.根据权利要求1所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述压电陶瓷致动器(12)的两端均设置顶块，所述压电陶瓷致动器(12)的固定端顶块与螺接在阀体框架(5)上的调节螺钉(8)连接，所述调节螺钉(8)通过滑动嵌装在阀体框架(5)内的非圆截面顶块配合件与固定端顶块压紧，所述固定端顶块与顶块配合件之间通过圆弧接触面配合，所述压电陶瓷致动器(12)的驱动端顶块通过圆弧接触面与位移放大杠杆(14)压接。

10.根据权利要求1所述的喷射点胶阀，其特征在于：所述喷嘴(24)一侧的流道块(1)内设有对喷嘴内胶液进行加热的加热部(17)和对喷嘴内胶液进行温度检测的测温电阻(16)，所述加热部(17)与紧贴喷嘴(24)设置的导热片(23)导热连接，所述测温电阻(16)与加热部(17)的控制模块反馈通信连接。

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