CN215390410U - 压电喷射点胶阀及其动力组件与点胶设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压电喷射点胶阀及其动力组件与点胶设备，旨在解决压电陶瓷致动器装配困难且难以调试的问题。该压电喷射点胶阀动力组件包括两块夹板、压电陶瓷致动器以及弹性元件，所述压电陶瓷致动器设置在两块所述夹板之间，用于驱动两块所述夹板相互远离，所述弹性元件连接在两块所述夹板之间，并位于所述压电陶瓷致动器的两侧，所述压电陶瓷致动器在所述弹性元件提供的弹性夹持力作用下夹紧固定在两块所述夹板之间。

Description

压电喷射点胶阀及其动力组件与点胶设备

技术领域

本实用新型属于流体点胶领域，尤其涉及一种压电喷射点胶阀及其动力组件与点胶设备。

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、工作频率高和胶滴体积小等优点，因此将成为未来的主流点胶方式。压电喷射点胶阀为非接触式点胶的一种，它利用压电材料的特性，通过电压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。压电喷射点胶阀的喷针运动速度和喷针与喷嘴的接触力决定点胶阀的喷射性能，压电驱动器的长度决定了其位移输出，机械放大机构的杠杆长度决定了放大倍数。而要使喷针具有足够大的速度和合适的接触力，机械放大机构的杠杆和压电陶瓷致动器的长度都不能太短，导致喷射阀在高度和长度方向的尺寸较大。

现今，市场对压电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，装配方便等特点。现有的压电喷射点胶阀压电陶瓷致动器的布置方式，导致压电陶瓷致动器故障后更换困难，且难以调试，尺寸偏大，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，虽然它仍足以应对某些应用，但性能强劲，体积小、装配方便的压电喷射点胶阀已经越来越成为了点胶设备技术领域的迫切需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种压电喷射点胶阀及其动力组件与点胶设备，旨在解决压电陶瓷致动器装配困难且难以调试的问题。

为此，本申请实施例一方面提供的压电喷射点胶阀动力组件，包括两块夹板、压电陶瓷致动器以及弹性元件，所述压电陶瓷致动器设置在两块所述夹板之间，用于驱动两块所述夹板相互远离，所述弹性元件连接在两块所述夹板之间，并位于所述压电陶瓷致动器的两侧，所述压电陶瓷致动器在所述弹性元件提供的弹性夹持力作用下夹紧固定在两块所述夹板之间。

具体的，所述弹性元件在所述压电陶瓷致动器的每一侧并排布置两组。

具体的，所述弹性元件为从其中一块所述夹板朝向另一块所述夹板连续弯折延伸的弹片。

本申请实施例另一方面提供的压电喷射点胶阀，包括阀体、与所述阀体相连接的喷嘴组件、设于所述阀体内的喷针组件、位移放大机构以及上述压电喷射点胶阀动力组件；

所述阀体内部形成有胶液容置腔，所述胶液容置腔上设有喷嘴，所述喷针组件穿设于所述胶液容置腔内，用于撞击所述喷嘴并使喷嘴孔处的胶液喷出；

所述位移放大机构与所述压电喷射点胶阀动力组件相连接，所述压电喷射点胶阀动力组件接收外部电压信号、以通过所述位移放大机构驱动所述喷针组件往复运动。

具体的，所述阀体上位于所述位移放大机构的输入端的上方设有卡槽，其中一所述夹板装配在所述卡槽中，另一所述夹板与所述位移放大机构相抵接，所述卡槽中还设有第一调整垫片。

具体的，另一所述夹板的底端设有弧形槽，所述弧形槽的延伸方向与所述卡槽相平行，所述位移放大机构的输入端上设有匹配装配在所述弧形槽中的弧形凸块。

具体的，所述胶液容置腔内设有加热棒和温度传感器。

具体的，所述喷针组件包括导向套、喷针和弹簧，所述导向套套设于所述胶液容置腔内，所述弹簧穿设在所述喷针上，所述喷针设于所述导向套内。

具体的，所述位移放大机构的输出端上设有用于撞击所述喷针的撞针，所述位移放大机构的输出端与所述撞针之间设置有第二调整垫片。

本申请实施例一方面提供的点胶设备，采用上述压电喷射点胶阀。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：压电陶瓷致动器通过弹性元件夹紧固定在两块夹板之间，只需要拉开夹板，取出压电陶瓷致动器即可，压电陶瓷致动器的安装、更换和调试极为方便，与传统的通过螺钉预紧相比，可以更加明确施加于压电陶瓷致动器上的预紧力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的压电喷射点胶阀的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的压电喷射点胶阀的轴侧示意图；

图3为图1中A处局部放大示意图；

图中标号：1、阀体；2、位移放大机构；3、胶液容置腔；4、夹板；5、压电陶瓷致动器；6、弹性元件；7、喷嘴；8、导向套；9、喷针；10、弹簧；11、加热棒；12、温度传感器；13、导热片；14、电路板；15、接线头；16、撞针；17、固定螺母；18、第二调整垫片；19、流道；20、堵头螺钉；22、进胶件；23、卡槽；24、第一调整垫片；25、弧形凸块；26、导向套配合件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1-图3，一种压电喷射点胶阀，包括阀体1、与阀体1相连接的喷嘴组件、设于阀体1内的喷针组件、位移放大机构2以及压电喷射点胶阀动力组件，阀体1内部形成有用于储存胶液的胶液容置腔3，喷针组件穿设于胶液容置腔3内，位移放大机构2与压电喷射点胶阀动力组件相连接，压电喷射点胶阀动力组件接收外部电压信号、以通过位移放大机构2驱动喷针组件往复运动。

具体的，压电喷射点胶阀动力组件连接在阀体1与位移放大机构2之间，包括两块夹板4、压电陶瓷致动器5以及弹性元件6，压电陶瓷致动器5设置在两块夹板4之间，用于驱动两块夹板4相互远离，进而带动通过位移放大机构2驱动喷针组件往复运动，弹性元件6连接在两块夹板4之间，并位于压电陶瓷致动器5的两侧，压电陶瓷致动器5在弹性元件6提供的弹性夹持力作用下夹紧固定在两块夹板4之间。

本实施例中，压电陶瓷致动器5通过弹性元件6夹紧固定在两块夹板4之间，当压电陶瓷致动器5产生故障需要更换时，只需要拉开夹板4，取出压电陶瓷致动器5即可，压电陶瓷致动器5的安装、更换和调试极为方便，同时由于弹性元件6变化可控，与传统的通过螺钉预紧相比，可以更加明确施加于压电陶瓷致动器5上的预紧力。

参见图3，可以理解的是，为保证夹持的可靠性，弹性元件6在压电陶瓷致动器5的每一侧并排布置两组，这样的设计方式，可以将压电陶瓷致动器5牢固可靠的夹紧固定在两块夹板4之间。其中，弹性元件6的两端可以设置连接板，在连接板上设有螺钉孔，连接板紧通过螺钉固定在夹板4上，从而将弹性元件6的两端牢固固定在对应的夹板4上。

在实际设计中，弹性元件6可以采用连续弯折延伸的弹片，弹片从其中一夹板4朝向另一夹板4方向弯折延伸，当然，对于本领域技术人员来说，弹性元件6也可以采用诸如螺旋弹簧、橡胶弹簧等其他弹性部件。

参见图2，在一些实施例中，喷嘴组件包括喷嘴7，喷嘴7设置在阀体1的底端上并与胶液容置腔3连通，喷针组件包括导向套8、喷针9和弹簧10，喷针9用于撞击喷嘴7并使喷嘴7孔处的胶液喷出，导向套8套设于胶液容置腔3内，导向套8与胶液容置腔3之间通过密封圈密封，弹簧10穿设在喷针9上，喷针9设于导向套8内。

本实施例中，压电陶瓷致动器5由控制器提供驱动电压，当控制器提供高电平时，压电陶瓷致动器5充电并伸展，压电陶瓷致动器5产生的力与位移迫使位移放大机构2的围绕柔性铰链中心旋转，位移放大机构2输出端向下运动，将喷针9往下压，当喷针9往下运动时，喷针9与胶水之间的剪切使喷嘴7处的胶水变薄并向下流动，喷嘴7出口处的压力逐渐增大，当喷针9碰到喷嘴7时，胶水被切断，喷嘴7出口处的胶水形成胶滴被喷出。然后控制器提供低电平，压电陶瓷致动器5恢复到初始状态。位移放大机构2在柔性铰链刚度和喷针9反作用力的作用下回到平衡位置。喷针9在弹簧10的作用下向上运动，与此同时，喷嘴7处重新补充胶水，一个循环结束，循环往复即可实现稳定、精确的点胶。

参见图2，在实际应用中，在胶液容置腔3内还可以设置加热棒11和温度传感器12，通过加热棒11可以对胶液进行加热，并可以通过温度传感器12对胶液的加热温度进行精确控制。

参见图2，具体的，在胶液容置腔3内位于还设有导热片13，导热片13靠近喷嘴7设置，通过加热棒11加热和导热片13传递热量，可以对喷嘴7处的胶液进行加热，加热棒11和温度传感器12与电路板14电连接，温度传感器12通过对温度的检测，将数据传输至电路板14，进而通过控制器调整加热棒11的功率，使其胶液温度保持在适宜喷射的范围。电路板14通过螺钉固定在阀体1上，阀体1上端右侧设置有两孔，与接线头15螺纹连接，电路板14和压电陶瓷致动器5通过接线头15与控制器电连接。

此外，喷针9和喷嘴7优选设置为同轴，喷嘴7内为锥面和球面的结合，在胶液容置腔3上还可以设置进胶口，通过进胶口可以补充胶液。

参见图1和图2，需要解释的是，在位移放大机构2的输出端还可以设置撞针16，位移放大机构2输出端通过固定螺母17与撞针16固定连接，位移放大机构2的输出端与撞针16之间设置有第二调整垫片18，通过改变第二调整垫片18即可改变喷针9与喷嘴7之间的间隙，即改变喷针9的行程。撞针16随位移放大机构2的输出端移动推动喷针9向下运动撞击喷嘴7，撞针16下端面通过弹簧10的预紧力与喷针9压接。其中，位移放大机构2可以采用柔性铰链位移放大机构或连杆位移放大机构。

具体的，位移放大机构2的底端通过两个螺钉固定安装在阀体1上，且阀体1与位移放大机构2有一凹槽配合，保证位移放大机构2的装配位置精度，位移放大机构2的输入端与压电陶瓷致动器5的下端的夹板4连接，位移放大机构2的输出端通过撞针16与喷针9连接。

参见图2，在实际设计中，进胶口通过一流道19与胶液容置腔3连通，流道19的出口处与喷嘴7连通，流道19的侧部设有一堵头螺钉20，进胶口上设置有一进胶件22，进胶件22的顶端与一胶筒连通，胶筒内的胶液在压力的作用下顺着流道19不断地流道19喷嘴7处，以保证压电喷射点胶阀的胶液供应。进胶件22与流道19的连接处和堵头螺钉20与流道19的连接处都设置有一密封圈。导向套8上还有一密封圈，导向套8底部有一喷针9口，导向套8与喷针9共轴设置。导向套8内还设置有弹簧10，弹簧10共轴地套设在喷针9上，弹簧10的第一端与喷针9连接，第二端与导向套8内的一导向套配合件26连接，导向套配合件26设置在导向套8内的一阶梯上，导向套配合件26与导向套8之间设置有一密封圈，与喷针9共轴设置，喷针9用于挤压喷出喷嘴7处的胶液并保持喷嘴7的密封，喷针9和喷嘴7口共轴设置。

在本实例中，弹簧10始终为喷针9提供竖直向上的作用力，该作用力可以通过位移放大机构2为压电陶瓷致动器5提供一定的预紧力，同时为喷针9回位时提供动力。

参见图1和图2，需要解释的是，在一些实施例中，阀体1上位于位移放大机构2的输入端的上方设有卡槽23，其中一夹板4装配在卡槽23中，另一夹板4与位移放大机构2相抵接，卡槽23中还设有第一调整垫片24。

本实施例中，压电陶瓷致动器5的上端和下端分别设置有一夹板4，位移放大机构2的输入端与下端的夹板4接触，上端的夹板4插入阀体1的卡槽23中，保证压电陶瓷致动器5的安装位置，上端的夹板4与阀体1之间还设置有第一调整垫片24，采用从外往内推入式安装，压电陶瓷致动器5两侧还设置有弹性元件6，弹性元件6的两端分别与两块夹板4固定连接，弹性元件6用于给压电陶瓷致动器5提供预紧力，并且通过弹性元件6和两块夹板4的配合可以将压电陶瓷致动器5夹紧。

本实施例中，压电陶瓷致动器5通过弹性元件6夹紧固定在两块夹板4之间，压电陶瓷致动器5、夹板4和弹性元件6组成动力组件，相比于传统的用螺钉预紧固定的方式，大大方便了压电陶瓷致动器5的安装。

参见图2，在一些实施例中，另一夹板4的底端设有弧形槽，弧形槽的延伸方向与卡槽23相平行，位移放大机构2的输入端上设有匹配装配在弧形槽中的弧形凸块25。

本实施例中，位移放大机构2的输入端与动力组件采用圆弧接触，可以获得更好的动力传递，同时位移放大机构2的放大倍数在满足喷针9点胶所需速度的情况下，可以使喷针9获得最大的接触力，从而提高点胶阀的密封性能。此外，动力组件装配完成后，可以顺畅弧形槽和卡槽23的延伸方向装入阀体1中，并通过垫设第一调整块，将动力组件卡紧固定在阀体1与位移放大机构2之间。

参见图1-图3，本实施例的压电喷射点胶阀的工作原理及过程如下：在初始状态时，由控制器控制加热棒11将胶水加热到设定的温度。压电陶瓷致动器5由控制器提供驱动电压，当控制器提供高电平时，压电陶瓷致动器5充电并伸展。压电陶瓷致动器5产生的力与位移迫使位移放大机构2的放大臂围绕柔性铰链中心旋转，撞针16随位移放大机构2的输出端向下运动。撞针16将喷针9往下压，当喷针9往下运动时，喷针9与胶水之间的剪切使喷嘴7处的胶水变薄并向下流动。喷嘴7出口处的压力逐渐增大，当喷针9碰到喷嘴7时，胶水被切断，喷嘴7出口处的胶水形成胶滴被喷出。然后控制器提供低电平，压电陶瓷致动器5恢复到初始状态。位移放大机构2在柔性铰链刚度和喷针9反作用力的作用下回到平衡位置。喷针9在弹簧10的作用下向上运动，与此同时，喷嘴7处重新补充胶水，一个循环结束，循环往复即可实现稳定、精确的点胶。

本实用新型进一步提出的一种点胶设备包括前述实施例中的压电点胶阀，该压电点胶阀的具体结构参照上述实施例，由于本点胶设备采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.压电喷射点胶阀动力组件，其特征在于：包括两块夹板(4)、压电陶瓷致动器(5)以及弹性元件(6)，所述压电陶瓷致动器(5)设置在两块所述夹板(4)之间，用于驱动两块所述夹板(4)相互远离；

所述弹性元件(6)连接在两块所述夹板(4)之间，并位于所述压电陶瓷致动器(5)的两侧，所述压电陶瓷致动器(5)在所述弹性元件(6)提供的弹性夹持力作用下夹紧固定在两块所述夹板(4)之间。

2.根据权利要求1所述的压电喷射点胶阀动力组件，其特征在于：所述弹性元件(6)在所述压电陶瓷致动器(5)的每一侧并排布置两组。

3.根据权利要求1所述的压电喷射点胶阀动力组件，其特征在于：所述弹性元件(6)为从其中一所述夹板(4)朝向另一所述夹板(4)连续弯折延伸的弹片。

4.压电喷射点胶阀，其特征在于：包括阀体(1)、设于所述阀体(1)内的喷针组件、位移放大机构(2)以及权利要求1-3任一项所述的压电喷射点胶阀动力组件；

所述阀体(1)内部形成有胶液容置腔(3)，所述胶液容置腔(3)上设有喷嘴(7)，所述喷针组件穿设于所述胶液容置腔(3)内，用于撞击所述喷嘴(7)并使喷嘴(7)孔处的胶液喷出；

所述位移放大机构(2)与所述压电喷射点胶阀动力组件相连接，所述压电喷射点胶阀动力组件接收外部电压信号、以通过所述位移放大机构(2)驱动所述喷针组件往复运动。

5.根据权利要求4所述的压电喷射点胶阀，其特征在于：所述阀体(1)上位于所述位移放大机构(2)的输入端的上方设有卡槽(23)，其中一所述夹板(4)装配在所述卡槽(23)中，另一所述夹板(4)与所述位移放大机构(2)相抵接，所述卡槽(23)中还设有第一调整垫片(24)。

6.根据权利要求5所述的压电喷射点胶阀，其特征在于：另一所述夹板(4)的底端设有弧形槽，所述弧形槽的延伸方向与所述卡槽(23)相平行，所述位移放大机构(2)的输入端上设有匹配装配在所述弧形槽中的弧形凸块(25)。

7.根据权利要求4所述的压电喷射点胶阀，其特征在于：所述胶液容置腔(3)内设有加热棒(11)和温度传感器(12)。

8.根据权利要求4所述的压电喷射点胶阀，其特征在于：所述喷针组件包括导向套(8)、喷针(9)和弹簧(10)，所述导向套(8)套设于所述胶液容置腔(3)内，所述弹簧(10)穿设在所述喷针(9)上，所述喷针(9)设于所述导向套(8)内。

9.根据权利要求8所述的压电喷射点胶阀，其特征在于：所述位移放大机构(2)的输出端上设有用于撞击所述喷针(9)的撞针(16)，所述位移放大机构(2)的输出端与所述撞针(16)之间设置有第二调整垫片(18)。

10.点胶设备，其特征在于：采用权利要求4-9任一项所述的压电喷射点胶阀。

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