CN1077845C - 布施粘性材料的装置 - Google Patents

Abstract

揭示了一个用于将粘性材料挤过模板上的孔的装置，该装置上有一挤压头帽(8)，此挤压头帽提供了一封闭的空间以引导和协助加压了的粘性材料流通过模板上的孔(48)，挤压头帽(8)包括二个大致平行的剪括刀片(78)，此刀片与模板(46)滑动接触，纵向扩散板(90)引导并均衡粘性材料流，使其进入两大致平行的剪括刀片(78)之间的空间。

Description

布施粘性材料的装置

发明领域

本发明涉及到布施粘性材料到印刷电路板上的方法和装置，以及将粘性材料(如焊剂等)挤过一多孔基板(如网屏或模板)上的孔的方法和装置。

相关技术描述

表面安装技术(SMT)涉及到将电路元件放置到电路上，该电路是嵌在印刷电路板的上表面上，然后由一叫″软熔焊接″的工序把元件焊于指定的位置，但是，在电路元件放置于印刷电路板上之前，希望将焊剂布施在印刷电路板上的指定位置上，该位置就是元件要焊接到位的地方。

确实存在一些用于布施(″印刷″)焊剂到印刷电路板上的指定区域的传统方法，这些方法将焊剂挤过与印刷电路板紧密接触的基板(例如一模板)上的孔。

专利号为4,622,239的美国专利描述了这样一种布施粘性材料的方法和装置，该方法包括将一种粘性材料从壳件通过一开口挤压到模板上，该模板位于一对柔性元件(平行挤压刀片)之间，此刀片悬装于壳件开口的两边上并与模板相接触，柔性元件的两端是不连接的且为开放端，因此当把粘性材料布施到模板表面上时，粘性材料不是包含在一封闭的区域内，壳件和柔性件水平通过模板的运动将会引起后部的柔性件迫使粘性材料通过模板上的孔。

专利号为4,720,402的美国专利描述了一种类似的方法和装置，但不同的是其前面的柔性件在壳件运动的过程中抬起并离开模板。

专利号为5,133,120和5,191,709的美国专利描述了一种方法，该方法采用一具有喷咀头的喷咀安装单元，将预加压了的导体填装材料通过一膜片填到印刷电路板上的通孔内，但是，喷咀头被设计成仅使加压的导体填装材料通过膜片布施到一个通孔内，然后喷咀头再″扫描″印刷电路板上要填装的第二个通孔，喷咀头有一与膜片接触的钝端和一圆形的出口，此出口的直径可以通过更换喷咀头来变大或变小，喷咀头填允填装材料但没有控制不需要的从模板上流回的″过剩″的填装材料流，另外，该喷咀头没有形成一封闭的空间，以使填装材料产生″压力″从而通过膜片并在这一封闭的空间内从模板表面上马上剪掉装填材料，事实上，喷咀头本身没有提供有任何有效的方法来剪去模板顶面上的填装材料，而是当通孔灌满且填装材料通过模板″返回″后，喷咀头向前移动并由一分离的、单个的、柔性的挤压元件将″剩余的″填装材料括去，该挤压头元件被设计成仅单向使用的。

遗憾的是，上述这些传统的工作没有提供一封闭的空间，用以将粘性材料挤过模板上的孔，并在这一封闭的空间内从模板的上表面上剪掉粘性材料，依靠挤压运动迫使如焊剂之类的粘性材料通过模板孔会由于反复的摩擦而导致挤压板和模板二者的损坏或最终失效，因为传统的工作没有提供一封闭的空间以在其中完成挤压和剪切，因此浪费粘性材料的事会经常碰到。

因此上述以前的技术方案不能使往印刷电路板上的一指定的区域印上粘性材料的效率达到最大，而且不能在印刷过程中使焊剂的浪费达到最少。

美国专利5,345,867描述了用于刮去转动式印刷机的墨滚上的油墨的平行且偏置的″刮片″，由适合的弹簧54、53将括片9、8偏压向墨滚2，上述的弹簧是分别置于槽49和48中，这些弹簧的作用是″利用弹性推动括片9和8的外端以使其与网板墨滚2接触并成一负接触角″，以保证括片不会变形和弯曲且与墨滚保持适当的接触，但是这些括片不能被用于粘性材料，且当印刷头不平稳地通过基板时不能起释放压力的作用。

美国专利4,622,239是关于一个装置，这装置用于布施焊剂到模板上的孔内，它包括一壳件，具有一活塞可滑动地安装在壳件内，一其截面积连续增加的管道与壳件的侧面相连接，用于接纳诸如焊剂之类的粘性材料，并使其通过尺寸连续变大的开口，因此焊剂在活塞的下面均匀分布，在一槽的对边上，一对弹性刀片安全地悬装于壳件上并与模板相接触，当对活塞施加一液压后，焊剂就从刀片间从刀片间的工作区域内的槽中推出，当壳件移过模板时，刀片迫使焊剂进入模板上的孔，为了保证上述的情况发生，通过将壳件安排在模板上方事先确定的高度上，从而使每一刀片的下边保持与模板接触。

美国专利4,023,486描述了一挤压装置，该装置用于地毯或其它材料的滚动网板印刷，用于容纳印刷液的容器被支起与印刷网板隔离开一定的距离，该印刷网板上刻有空心的图案，一挤压头具有一密封元件，该密封元件为网板接触和摩擦系数低的材料，采用一软连接将该密封元件从容器上悬挂下来，并在印刷期间当网板和挤压头具有相对运动时，允许该密封元件经过网板的表面，密封元件采用一弹性安装件装于挤压头上，该弹性连接件向下弯曲，以推动密封元件与印刷网板接触。

本发明所关心的是，随着印刷头的高速行走，当在前括片的前方由于粘性材料的滚动作用所产生的动压力引起括片从模板表面上抬起时(非常象车轮通过一由液体覆盖的路面时的滑行)，使括片或挤压刀片在其整个长边上与模板保持平行，对这个问题的传统的解决方法(如括片的中心浮支)会导致印刷期间括片长度上的压力不均匀，因此会带来模板孔中的粘性材料的印刷不均匀或不合格。

发明概要

根据本发明的第一个方面，提供了一个装置，该装置用于将粘性材料挤过一模板上的孔，该装置包括一装有粘性材料供应源的容器；一个压力源，它与容器形成动连接，从而使压力作用于粘性材料供应源上；一个壳件，它有一与容器中的流体接通的第一个开口，及一个由挤压头帽确定的非常均匀的第二个开口，上述挤压头帽是由邻接的薄板形成的，在该挤压头帽上有一对剪括刀片；偏压装置，此装置使上述的剪括刀片偏向于与模板形成滑动接触。

根据本发明的第二个方面，提供了一个装置，该装置用于挤压软熔焊料通过一模板上的孔，该装置包括一装有软熔焊料供应源的容器；一个压力源，它与容器形成动连接，从而使压力作用于软熔焊料供应源上；一个壳件，它有一与容器中的流体接通的第一个开口，及一个由挤压头帽确定的大致为长方形的第二个开口，上述挤压头帽是由二个基本平行的剪括刀片所形成的，上述的挤压头帽形成了一空间，加压了的软熔焊料从壳件的内腔流进该空间；以及偏压装置，使上述的每一个平行的剪括刀片在其整个长度上偏向于与模板形成滑动接触。

根据本发明的第三个方面，提供了一种方法，该方法用于将粘性材料挤过一模板上的孔，该方法包括的步骤有：引导粘性材料进入一壳件，该壳件的下端在挤压头帽处，此挤压头帽是由邻接的薄板形成的，挤压头帽上有一对大体上平行的剪括刀片，该刀片确定了一空间及一个在它们之间的均匀的出口通道；置挤压头帽于与模板及其上的孔接触的位置；给粘性材料施加足够的压力，以迫使其从壳件经挤压头帽进入模板上的孔；给平行剪括刀片施加偏压，使平行的剪括刀片与模板滑动接触，以强化剪括效果。

根据本发明的第四个方面，提供了一个装置，该装置用于将粘性材料挤过一模板上的孔，该装置包括一装有粘性材料供应源的容器；一个压力源，它与容器形成动连接，从而使压力作用于粘性材料供应源上；一个壳件，它有一与容器中的流体接通的第一个开口，及一个由挤压头帽确定的大致为长方形的第二个开口，上述挤压头帽是由两大致平行的剪括刀片形成的，上述剪括刀片的相对的端头与端帽连接，上述的挤压头帽形成了一空间，加压的粘性材料从壳件的内腔流进该空间；且其中上述的壳件进一步包括许多纵向扩散通道，它们被固定安装在壳件内，用于引导并均衡在第一个开口和上述的挤压头帽之间流动的粘性材料的压力。

根据本发明另一方面，提供了一个装置，该装置用于将粘性材料挤过一模板上的孔，该装置包括一装有粘性材料供应源的容器；一个压力源，它与容器形成动连接，从而使压力作用于粘性材料供应源上；一个壳件，它有一与容器中的流体接通的第一个开口，及一个由挤压头帽确定的非常均匀的第二个开口，上述挤压头帽是由邻接的薄板形成的，在该挤压头帽上有一对大致平行的剪括刀片。

本发明的实施例包括一这里称之为″挤压印刷″的操作过程，其中压力施加到由一挤压头帽确定的封闭空间内的粘性材料上，以使它通过模板中的孔。

本发明优选实施例中的装置包括一装有粘性材料的容器，它与一压力源形成活动连接，该容器内的流体与一壳件相通，此壳件的终端在由挤压头帽确定的开口处，上述的挤压头帽是由邻接的薄板形成的，在本装置运行时，形成挤压头帽的两大致平行的剪括刀片受偏压而与一模板滑动接触，该模板上有许多孔，挤压头与模板形成一封闭的空间，然后压力源向装在容器内的粘性材料施加压力将粘性材料从容器内挤入到壳件内且进入挤压头帽，挤压头帽的薄板起着包容且引导加压的粘性材料到模板的上表面并进一步进入模板的孔中的作用，作用于剪括刀片的偏压力使剪括刀片与模板保持滑动接触，即使是在由前沿剪括刀片剪去的粘性材料所产生的向下的压力有将挤压头帽从模板上抬起的倾向时，剪括刀片与模板仍保持滑动接触。

附图简述

现将通过实例进一步说明本发明，可参考附图，其中：

图1是本发明的装置的部分分解立体图，

图2是一挤压头、一挤压头帽、一模板和一印刷电路板的侧面剖视图，表示了焊剂通过挤压头、挤压头帽和模板上的孔到印刷电路板上的运动，

图3是挤压头帽底部立体图，其中部分被切断，

图4是一挤压头的分解立体图，表示挤压头帽组件及一扩散器的实施例，

图5是一挤压头的分解立体图，表示挤压头帽组件及第二个扩散器的实施例，

图6是一挤压头帽的第二个实施例的部分分解立体图，其包括一对自身调平的挤括刀片，

图7是图6中的挤压头的前视图，表示了叶簧的位置，

图8是沿图7中的剖切线8-8取下的自身调平挤括刀片的顶部立体图，

图9是挤压头、挤压头帽、一模板和一印刷电路板的第二个实施例的侧面剖视图，表示了焊剂通过挤压头、挤压头帽和模板上的孔到印刷电路板上的运动，

图10是挤压头的第二个实施例的底部立体图，表示了叶簧及与自身调平剪括刀片的端部相连的整体端帽，

图11是一分解的底部立体图，表示了与自身调平剪括刀片的端部相连的整体覆盖端帽，

图12是挤压头的第二个实施例的分解立体图，包括具有竖直方位通道的扩散器的第三个实施例。

优选实施例详述

本发明的原理特别便利于应用在设计一装置上，该装置用于将粘性材料挤过模板上孔，该装置的优选实施例可见图1、图2、图3、图4和图5，下面对它们作详细的描述。

图1是一本发明的一个装置的实施例的部分分解立体图，正如从图1中大体看到的那样，本装置有一个压力源2，它与一装有粘性材料供应源容器4形成动连接，还有一挤压头6及一挤压头帽8。

更详细地讲，图1给出了一表示成气缸2的压力源，其中有一活塞(图中未画出)，该活塞与包含在气缸外壳12中的连杆10相连，压力入口14允许气压从气缸2的顶部进入，从而推动活塞并引起连杆10向下运动，气缸2通过其基座16安装在安装座18上，该安装座又通过一带有短柱22和插口槽的旋转插口连接器安装在壳件20上，以便于装拆24是其中的一个插口槽，基座16上的空气入口26用以使气压从气缸的底部进入，从而使活塞移动而带动连杆10向上运动。

活塞杆10从气缸安装座18上的孔28中伸出，并与灌注推进件30在接触点32处固定连接，这灌注推进件又与位移件34相配合，此位移件置于装有一种粘性材料的灌注器4内并且是可移动的，位移件34起到个柱塞的作用，并设计成与灌注器4的内面相配合以保证粘性材料的有效位移并且浪费最少，按设计，压力源2通过位移件34上的灌注推进件30的运作而机械式地计量输出粘性材料，灌注推进件30、位移件34和灌注器4全都垂直地以操作的方式包含在气缸安装座18、外壳20和灌注器外壳36内。

压力源2和装有粘性材料的灌注器4的垂直布置是优选的设计，这有利于在计量输出粘性材料到模板的上表面时，提供均匀而定向的压力。应该知道压力源2不仅仅局限于如图1中所示的那种气缸，一个普通的技术工人可能采用其它合适的压力源，此类压力源包括机械式地，电动地或液动地作用一机械力，如一活塞杆和位移件，以从一灌注器或其它装有粘性材料的容器内计量输出粘性材料，另外，还可使用气压直接从容器体内挤出粘性材料，在本发明中也可以采用与图1所示的垂直结构不同的压力源和容器的结构，此类结构包括侧面安装的容器和压力源或其它技工们熟知的结构。

灌注器4最好是一可换单元，当需要更换时，可通过旋转插口连接器从壳件20上拆下气缸座18，取下该单元并装上另一个灌注器的替换件，可采用的可换灌注器的例子包括那些市面上可买到的从新泽西洲瓦克斯的方法工程公司(MethodsEngineering，Vauxhall，New Jersey)生产的产品，可以购买装有合适的粘性材料的材料盒，或者也可以购买空的然后灌上如焊剂之类的合适的粘性材料，合适的焊剂市面上有新泽西洲泽西市的阿法金属公司(Alpha Metals，Jersey City，New Jersey)生产的产品。

典型的在表面安装技术上非常有用的焊剂一般含有以各种比例的锡、铅和银并根据焊剂的用途与其它有用的焊剂金属、粘性添加剂、蜡和(或)溶剂结合而成的合金，在这里讲解的基础上，合适的焊剂对于一位熟练的技工来说就很清楚了。

灌注器外壳36是安装在一个这里叫挤压头的壳件上，此挤压头6大体表示在图1中，并表示在图2的侧视剖视图中，灌注器4有一凸缘开口38，它***并与挤压头6的第一个开口40相配合，下面就来描述这个挤压头，可参考图1、图2和图3，其中图3是一部分切掉的挤压头帽8的底部立体图，挤压头6在非常均匀的第二个开口42处结束，此开口由挤压头帽8所确定的，挤压头帽8是由薄板邻接而成的，此邻接薄板确定了挤压头8内的一空间44，该邻接薄板可以是整体的，也可以是分离件，并且设计成与模板46接触以提供与模板46在接触处均匀且完全平贴的贴合。如图2所示，模板46有孔48，且它与印刷电路板50间有相对运动关系，模板46可以放在与印刷电路板50紧密接触的位置，或如图2所示，置于与印刷电路板有一定距离的上方，以便挤压头6的压力迫使模板46与印刷电路板50相接触，尽管模板46是以剖面图的形式表示的，应该明白其上的孔48在模板46上可以是任何需要的方位，还有，这些孔48可以是不同尺寸的，这取决于印刷电路板上要用粘性材料印刷部分的面积。在本装置的操作期间，挤压头帽8和模板46一起给粘性材料形成一闭合的空间44。

如图1所示，横杠座52通过凸缘54安装在灌注器壳36上，横杠座52同时与一机构(未表示出)连接，以使本装置水平地沿模板46移动。

挤压头6最好是由金属制成，如铁或不锈钢或其它适合用于压力粘性材料的材料，挤压头有顶面56，它作为灌注器体36安装的基座，从顶面56延伸下来的侧面58和60成互相分开的斜面，如图1所示，以增加挤压头6的长度，前面62和后面64与侧面58和60成邻面并向互相靠近的方向倾斜，如图2所示，以减少挤压头6的宽度，侧面和前后面相接确定一锥状内腔66，如图2所示，它起到限制粘性材料通过挤压头6的作用，内腔66在大致为长方形的出口68处结束，挤压头6最好是起到喷头的作用以定向并限制通过大致为长方形的出口的粘性材料流，挤压头帽8形成一包围长方形出口68的空间44，粘性材料从挤压头6的内腔66出来后进入该出口。如图2所示，空间44最好是分离腔，粘性材料通过长方形出口68从内腔66出来后进入该分离腔，挤压头帽8形成一大致为长方形的开口42，它与模板48相接触，挤压头帽8起容纳并定向粘性材料向模板46流动。在另一个实施例中，可以了解到内腔66可以不需要长方形出口或空间44，而是直接在挤压头帽8处终止。

如图4所示，挤压头6有两半部70，它们由螺钉(图中未标)通过螺钉孔72紧固地连接在一起，每一半的底部74有凸缘76以安装挤压头帽8，如图2、图3和图4所示，挤压头帽8有一长方形刀片78和端帽80，它们形成大致为长方形的开口42，每一个刀片78分别牢固地安装在相应的前面62和后面64的凸缘76上，安装是借助相应的长方形刀片座82和螺钉(未标出)通过螺钉孔84来完成的，刀片78与相应的凸缘76的长度相同，端帽80是通过相应的帽座86和螺钉(未标出)及螺钉孔88安装在底面部分74的相应的凸缘76上，端帽80与刀片78相邻，并一起形成了挤压头帽8，如图2中更清楚地看到，刀片78与相应的前面62和后面64的倾斜度平行，因此相对于挤压头8的内腔66成一向内的角度。

刀片78最好是薄片并由如铁或不锈钢之类的刚性材料加工而成，端帽80最好是由象聚氨酯之类的柔性的物质制成，以防止在本装置操作期间损坏模板，帽座86和刀片架82可以由任何可以使相应的端帽或刀片安全的固体材料做成。

在图2、图3和图4中，挤压头帽8被表示为由整体部件组合而成的，应该明白，具有单元结构的挤压头帽也是本发明要讲解的，此单元挤压头帽是从一单个长方形状的单元体加工而成的，且设计成包围着挤压头6的凸缘区76，或换句话说与挤压头6形成动配合，此挤压头帽可以是固定地或可拆地安装在挤压头上并且可以有不同尺寸的开口42。

挤压头6和挤压头帽8与压力源2和灌注器4结合在一块，非常便利地提供了一垂直向下的力以使粘性材料均匀定向地移到模板上，挤压头帽8便利地提供了一封闭的空间以定向和帮助压力粘性材料通过模板中的孔挤出，然后挤出的粘性材料施于印刷电路板的网点上。本装置提供高速的印刷能力并保持印刷准确性及减少循环时间，由于挤压头帽8所提供的封闭空间，使对粘性材料的浪费减到了最少，挤压头帽8的长度允许通过模板46上的许多孔48同时进行挤压印刷，还有当本装置水平移动而通过模板时，尾部刀片78相对于操作的方向便利地剪去在挤压头帽8内接触到模板的粘性材料，刀片78是刚性的且形成一角度以便利地得到粘性材料的光滑剪切效果，挤压头6和挤压头帽8是一长方形形状，所以他们在每一次通过时都可以作用于模板的相当大一区域。另外，由于挤压头帽8是双刀片设计，本装置可以前进和倒退两个方向操作，从而提高了挤压印刷的效率。

正如可以进一步从图2和图4中所看到的那样，挤压头6有固定地安装在内腔66中的扩散装置90，扩散装置90有许多扩散片92，它们是通过槽94而水平地装于内腔66内的，每一个扩散板上都有一系列孔96，粘性材料就是通过这些孔而流出的，每一孔可以是圆形的也可以是椭圆形的，且随着扩散片从第一个开口40到挤压头帽8，这些孔的平均尺寸减少，这些孔96的数目却增加，扩散器90起断开粘性材料流并使其均匀一致地分布在长方形出口42的每一个角落的作用，扩散板90还起到减低粘性材料通过挤压头的流动速度，并增加粘性材料的静压力，这有助于挤压印刷过程。

图5表示一可以使用的扩散装置90的另一实施例，扩散装置90有许多扩散岛98，它们水平成行地装于内腔66内，扩散岛98可以固定安装在内腔66内，也可以直接模塑在内腔中，图4所示的扩散装置90，每一个扩散岛98都起断开粘性材料流并使其均匀一致地分布在长方形出口42的每一个角落的作用，每一个扩散岛可以是圆形的也可以是椭圆形的，且随着每一排从第一个开口40到挤压头帽8，这些扩散岛的平均尺寸减少，随着每一排从第一个开口40到挤压头帽8，这些扩散岛的数目却增加，扩散岛98有许多优点，它们容易制造及容易清理干净。

现在来描述本装置的操作，可参考图1和图2，在挤压印刷时，本装置的挤压头帽8与模板46的上表面接触，并迫使模板向下直到它与下面的印刷电路板紧密接触为止，如图2所示，然后本装置沿水平方向移动而通过模板46，如图2所示。

在模板运动期间，压力源2作用于灌注器4以把粘性材料100从灌注器4挤进挤压头6的内腔66，并由扩散器90扩散开且定向到长方形出口68，然后粘性材料进入挤压头帽8中通过刀片78和端帽80所形成的封闭空间44中，并使在压力作用下的粘性材料定向挤到模板46的顶面上，然后粘性材料通过模板46上的孔48，挤压头帽8在模板顶面的上方行走，挤出的粘性材料100就这样印到印刷电路板50上了，挤压头帽8通过模板表面的运动引起后面的刀片78从模板46的上部剪去粘性材料，上述刀片相对于内腔66成一向内的角度，一旦本装置经过了模板的长度后，本装置可简单地倒转方向而继续进行挤印刷，这是由于挤压头帽8有双刀片，它可以从运动的两个方向完成剪切任务。

本装置的操作变量，如运行速度和压力，是可以调节的，以适应具有较宽粘度范围的粘性材料的需要，或适应具有不同直径孔的模板的需要，表1中是本装置能成功运行的一些典型数据，印刷速度是以英寸/秒来度量的，空气压力是

表1

印刷速度(英寸/秒)空气压力(泊)粘度(厘泊/秒)孔(英寸)

低高       低 高 低 高

0.94  1.2620    850K  1.0M  0.0055 ＞0.025

1.45  1.7020    850K  1.0M  0.0055 ＞0.025

2.27  2.3120    850K  1.0M  0.0055 ＞0.025

3.10  3.8930    850K  1.0M  0.0055 ＞0.025

4.20  4.7730    850K  1.0M  0.0055 ＞0.025

5.98  6.6240-50 850K  1.0M  0.0075 ＞0.025

6.69  7.2350-60  850K  1.0M  0.0075  ＞0.025

7.70  8.0050-60  850K  1.0M  0.0075  ＞0.025

以磅/平方英寸来度量的，焊剂的粘度是以厘泊/秒来度量的，模板的孔是以英寸来度量的，所采用的焊剂的颗粒大小是10～37微米之间。

如上述数据所示，本装置可在印刷速度、空气压力和模板孔的较大范围内成功地运行，这里揭示的挤压印刷方法与传统的挤压印刷方法相比，便利地提供了更快的印刷速度，更好的印刷质量，更少的粘性材料浪费，可取得每秒8英寸的最高印刷速度，可以注意到，为了达到超过每秒4.77英寸的印刷速度，要保证可接受的印刷质量就需要提高空气压力，这种压力的增加就产生两个不良的影响，这可在第二个实施例中得到解决，这种不良影响是：1)为了改进印刷速度而增加空气压力会引起一过度的作用在挤压头上的反作用压力，此反作用压力将第一个实施例中的非柔性刀片抬到模板表面之上，从而导致粘剂留在模板上，过分的压力(在60泊以上)，由于反作用压力的作用，将进一步抬起挤压头，从而出现较差的印刷效果，实质上，第一个实施例的操作范围比第二个实施例要窄得多；2)过度的压力可能会超出模板的拉力，如果这事发生，会导致模板变形且不能再用。由于上述的原因，所以希望能将气压降到最低。

挤压头的第二个实施例

现在来描述挤压头帽的第二个实施例，可参考图6-11。为了提供更高的操作生产率，更加一致的外表及减少焊剂布施过程中的浪费，对新挤压头的某些特定的部件进行了重新设计。

此后除非特别指出，第二个挤压头106的优选实施例包括与挤压头6原先设计相同的部件，对于具有类似功能的部件将采用与图1-5中使用的相同的参考数字，但是新的挤压头设计将采用加上100的数字参考号。如图6和图9所示，新挤压头106包括相应的元素，如顶面156，侧面158和160，前面162和后面164(隐藏的)，及一锥状内腔166，此腔在大致为长方形的出口168处结束，长方形出口168向一端部空间144开口，此空间是大致由侧面的长方形的刀片178和底部的长方形开口142所确定的，长方形开口142的尺寸将随长方形刀片178通过模板46时的垂直位移而变化，其道理将从下面的说明中显而易见。

为了高速地使焊剂100均匀地进入模板46里的孔48并流向基板50，很有必要在所有的条件下，使长方形括片或挤压刀片178与模板的上表面保持均匀的间隙，实验测试表明，模板46的平面的不平度、弯矩、基板50上微小的不平度及过度的焊剂100对模板46的反作用压力都会引起长方形括片178的扩张端与模板46之间在运行过程中周期性地产生缝隙。

过度的由焊剂100对模板46的反作用压力所产生的影响发生在高速时，此时灌注器4内的推动件34的压力必须增高以注入足够的焊剂100，以便注满模板46中的孔48，当此作用于焊剂上100上的压力超过印刷头和挤压刀片178向下作用于模板上的压力时，则会导致抬起整个挤压头106离开模板46，向下作用于挤压头106上的压力不能进一步增加，因为此压力可能会拉伸模板从而使其发生永久变形，此挤压头106的抬起也会引起焊剂的泄漏并且失去长方形的挤压片和模板之间的接触。

为了解决这些操作中的问题，第二个优选实施例提供了一系列叶片弹簧179a、b、c和d，在图6、7和9中非常清楚地表示出来了，特别参考图6，叶簧179a包含在一槽中，此槽由在挤压头106的底面部分174上的第一个半槽174a和另一在长方形刀片座182中的相似的半槽所组成的，如图6和图9所示，长方形刀片的顶边接触且压迫四个叶簧179a、b、c和d，此压力起使长方形的括片178倾向与模板46紧密接触，这样，若模板的一部分不平，或其它形式的变形，则由叶簧179a、b、c和d所产生的偏压力将引起长方形的括片178的扩张端紧密地跟踪模板46的上表面，尽管该表面有缺限，另外，现在可以增加向下作用于挤压头106上的压力以克服由焊剂100产生的反作用压力而不损坏模板，附加的向下作用于挤压头106上的压力由弹簧179产生的偏压力所补偿，因为这些弹簧允许挤压头106″浮″在模板之上而不象以前那样失去接触，这样就可以保持更高的印刷速度且提高了质量水平，如减少了邻点之间的焊剂连线，而只是分离的焊剂点。

这种长方形刀片178的扩张端对模板46上表面的紧密跟踪，允许操作速度显著提高，同时改善了质量和施于模板46内的孔48中的焊剂100的坚实度，例如，用传统的双向挤压方法施放焊剂到模板46的孔48中，其操作线速度仅为2英寸/秒，且在生产的状态中会产生480-485件/百万件数量级的典型次品，图1、2、3和4所示的挤压头6运行在3-4英寸/秒，而产生的典型次品在95-100件/百万件数量级，图6至11所示的改进后的挤压头106能够操作的线速度达到6英寸/秒(或更高)，而产生的典型次品仅在11件/百万件数量级，这种速度和质量水准的提高是由于挤压头106上的压力减少到低于12磅(在最大的行程范围上(0.090英寸)对于两刀片为29-30磅/平方英寸)，至少其部分原因是如此，与此相比，挤压头6为25-30磅，而用以前技术的装置为大于30磅。

当转化为生产率能力(用试验板数/小时来量度，且连线次品为零)时，改进了的挤压头106能够生产约240试验板/小时，与此相比，挤压头6约为150试验板/小时，而用以前技术的软刀片装置只有约90试验板/小时，在附着均匀性(定义为每一块面积上施放焊剂重量的均方差)方面的改善，若用以前技术的软刀片装置作为基准，则挤压头6约改进了102％，挤压头106约改进了114％，估计的每300克灌注料的焊剂浪费从用以前技术的软刀片装置的约75-100克减到挤压头6的约50-75克，减到挤压头106的仅约为25克或更少。

尽管改进了的挤压头106***的制造成本比较低，这是因为在印刷之前不需要复杂的设备和工序来提高印刷头的水准，但还是取得了改善生产率和质量的成就。

虽然本优选实施例改进挤压头106采用的是叶簧，但很明显线弹簧或任何能产生一作用于长方形刀片178的上表面的偏压力的机构都可以采用，虽然示意的是机械弹簧，但这偏压力也可以由液压、气压、水压或其它类似的方法来产生。叶簧178是用厚度为0.010英寸及约为0.1-0.25英寸宽的弹簧钢制成的，叶簧179a、b、c和d的形状和结构提供了一约为10-12磅的偏压力作用于长方形刀片178的上边，以迫使其下扩张边与模板46成滑动接触，对于0.040-0.045英寸的挠度(正常的工作范围)至0.090英寸(最大挠度)，测得的偏压力约为10.9磅/平方英寸，偏压力的方向是大致与长方形括片178是平行的以迫使它与模板46紧密接触。这些列举的材料、度量和压力仅为例子而以，可以对本实施例的挤压头106的尺寸进行放大，提高运行速度等，这对于一位本领域的熟练的技工来说是很明了的。

从图9及上面的说明可以看到，随着长方形括片178引起一垂直方向的运动及叶簧179a、b、c和d的压力，长方形开口144的宽度会变化，当首尾两长方形括片178都沿垂直方向运动并压迫弹簧179，长方形开口142的宽度将会稍微增加。

如图8、10和11所示，协作整体式的端帽178a和178b位于长方形刀片178的纵向端，并与端帽180相邻，协作整体式的端帽178a和178b有垂直朝向的部分，当长方形开口142的宽度变化时，它们互相滑动重叠，所以由协作整体式的端帽178a和178b产生的重叠表面与端帽180和端帽安装座186一起将会使粘性材料100保持在端部空间144内。

协作整体式的端帽178a和178b还包括有水平布置的板，当它们不重叠时，提供附加的密封，阻碍粘性材料100从长方形开口184流出，在操作时，协作整体式的端帽178a和178b有效地消除了可能在挤压头106的纵向端出现的粘性材料的堆积，消除了这些浪费的堆积后，可以节约昂贵的粘性材料，且不需要额外的对基板和模板的清洁步骤。

除了上述的对挤压头106和端帽108的第二个实施例的机械方面的改动外，用于布施粘性材料的方法和装置的其它部分与本发明的第一个实施例一致。

参考图12，表示了本发明的挤压头206的第三个实施例，它包括许多竖直地装于内腔66中的扩散板290，这许多扩散板290包括两个主扩散板294和四个次扩散板294，同时也包括了两个亚次扩散板296，它们与内腔266的下部相邻，这些扩散板290起断开并使粘性材料流重新分布的作用，以使粘性材料均匀一致地分布到长方形出口242的每一处，同时也起使从长方形开口242流出的粘性材料流的压力均衡。

一组扩散板290的长度、分离角度和相对分隔要这样来设计，以使断开粘性材料流和在长方形出口242的整个断面上均布两者之间达到最优平衡。

从图12可以清楚地看到，挤压头206的左半部260和右半部262都包括有许多扩散板290，在本实施例中，在挤压头206的可见的左半部分260上的主扩散板292与相应的隐藏的右半部262上主扩散板292精确地对齐，同样在挤压头206的可见的左半部分260上的次扩散板294和亚次扩散板296与相应的隐藏的右半部262上的扩散板精确地对齐，在某些情况下，可能希望在挤压头206的两部分上使用不同长度、不同姿势和不对齐的扩散板，以提供额外的混合，从而改善特殊用途要求的粘性材料的均匀性。

扩散板290与垂直方向倾斜成一夹角，其中垂直方向与最靠近中心线的第一个次扩散板294的夹角约为6.50，与主扩散板292的夹角为19.50，与第二个次扩散板294的夹角为33.50，与亚次扩散板296的夹角为44.50。

竖直通道采用优化的流线形叶片设计，以引导焊剂流过扩散开的印刷头，扩散板290间的分布角和单个扩散板的长度都是通过计算流体动力学(CFD)技术来解析确定的，以使粘性材料在印头出口处分布均匀。

新设计与图1到图5中所示的原设计相比，在运送相同体积的粘性材料流量的情况下，减少压力约21磅/平方英寸(原为91-70磅/平方英寸)，还有旧设计中由于阻塞而引起的不受欢迎的尾流也完全消除，这就导致了在挤压头出口处焊剂流的均匀分布。

扩散板290均衡了在出口处粘性材料的速度分布，从而改进了压力复原能力，由于挤压头的扩张角非常大，因此在扩散器中总会发生不期望有的″停流″情况，如果不是粘性材料速度的均匀分布，则焊剂流就可能象喷射一样通过扩散器，坚直通道将一单个的大扩张通道分成几个小得多的、只有非常小张角的通道，以消除停流现象，粘性材料在中部的速度比在壳壁附近的速度要高得多，扩散板的几何结构应能引导适量的粘性材料流量到每一单个的通道，使在出口处为均匀的速度分布，这是最基本。在中心附近，通道相对较窄，而在两侧边附近，通道较宽，还有，因为不在中心线上的通道，其扩张角是不对称的，这就会产生一向中心的粘性材料的偏流，在两侧壁出口的附近置有两个亚次扩散板296，以改正上述的副作用，由扩散板290确定的竖直通道，可使通过挤压头206的粘性流体100的反作用压力减少约24％。

Claims (15)

1.一个装置，该装置用于将粘性材料挤过模板(46)上的孔，它包括：

一个容器(4)，该容器容纳有粘性材料供应源；

一个压力源(2)，它与容器(4)形成动连接，从而使压力作用于粘性材料供应源上；

一个壳件(6)，它有一与容器(4)中的流体接通的第一个开口(40)，及一个由挤压头帽(8)确定的非常均匀的第二个开口(42)，挤压头帽(8)是由邻接的薄板形成的，上述挤压头帽(8)具有一对基本平行的剪括刀片(78)；

使上述的括剪刀片(178)偏向于与模板滑动接触的装置；

其特征在于，在第一个开口(40)的第二个开口(42)之间的壳件(6)的内腔(66)内有一扩散器(90)。

2.如权利要求1所述的装置，其进一步的特征在于，扩散器(90)包括许多扩散板(92)，它们被水平安排在壳件(6)的内腔(66)中，每一个扩散板(92)上都有一系列孔(96)，粘性材料将流过这些孔。

3.如权利要求2所述的装置，其进一步的特征在于，随着扩散板(92)从第一个开口(40)向第二个开口(42)前进，每一个孔(96)的平均尺寸减少。

4.如权利要求1所述的装置，其进一步的特征在于，扩散器(90)包括许多扩散岛(98)，这些扩散岛(98)成行地水平安排在壳件(6)的内腔(66)内。

5.如权利要求4所述的装置，其进一步的特征在于，扩散岛(98)被固定地安装在壳件(6)内。

6.如权利要求4所述的装置，其进一步的特征在于，扩散岛(98)是直接模塑在壳件(6)的内腔(66)中的。

7.如权利要求4到6之一所述的装置，其进一步的特征在于，随着扩散岛行从第一个开口(40)向第二个开口(42)前进，扩散岛(98)的数量增加。

8.如权利要求1到6之一所述的装置，其特征在于，其中的第二个开口(42)是由上述的一对剪括刀片(78)所形成的，所安装的刀片确定了一个尺寸可变的V形开口。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，其中上述的第二个开口(42)的尺寸随着上述的一对剪括刀片(78)在上述偏压装置的作用下移动而改变。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，其中上述的平行刀片的相对两端包括并列的整体式帽，用于相互滑动配合以封闭上述第二个开口的端部。

11.如权利要求1-6之一所述的装置，其特征在于，其中上述的偏压装置包括弹簧，这些弹簧活动地插在上述的剪括刀片(78)和壳件(6)之间。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，其中上述的弹簧包括叶簧(179a、179b、179c、179d)。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，其中上述的弹簧施加一偏压力，此偏压力大致平行于一剪括刀片(78)所在的平面。

14.如权利要求1到6之一所述的装置，其特征在于，其中上述的壳件从上述的第一个开口(40)到上述的挤压头帽(8)，其宽度上逐渐成一锥度。

15.如权利要求1到6之一所述的装置，其特征在于，其中剪括刀片是由刚性材料制成的。

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