CN201921804U

CN201921804U - 高压气体驱动的胶液喷射器

Info

Publication number: CN201921804U
Application number: CN2010206877616U
Authority: CN
Inventors: 彭鹏; 贾海立; 张金松; 张建华
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2020-12-30

Abstract

本实用新型涉及一种高压气体驱动的胶液喷射器。它包括阀体、驱动机构和喷射机构，所述阀体由中阀体的上下端分别固定连接上阀体和下阀体构成；在所述中阀体与上阀体间形成的内腔中安置所述驱动机构，该驱动机构为气动活塞式驱动机构；在所述下阀体的下端连接所述喷射机构，该喷射机构为喷针挤压式喷射机构；所述气动活塞式驱动机构中的活塞杆直接构成所述喷针挤压式喷射机构中的喷针。本实用新型具有结构简单、使用方便、喷射体积微量、喷射速度高等特点，特别适用于电子封装领域中的流体点胶工艺。

Description

高压气体驱动的胶液喷射器

技术领域

本实用新型涉及一种高压气体驱动的胶液喷射器。它能够产生高频率、高精度的点喷效果，适用于微电子封装领域。

背景技术

电子封装技术是当今半导体制造产业的一个重要组成部分，胶液分配技术是电子封装中关键技术之一，广泛应用于芯片贴装、芯片包覆、导热硅胶填充、芯片与基板互连等工艺中。胶液分配技术主要经历了以下几个发展阶段：大量式布胶（mass dispensing）、接触式点胶（contact dispensing）、非接触式点胶（non-contact dispensing）。其中大量式布胶中典型技术主要有丝网印刷和针转移式点胶，这两种点胶设备结构简单且成本低，由于胶点体积量得不到精确控制，其胶点一致性不均匀。接触式点胶是点胶针头将胶液挤出形成胶点与基板的接触，停留一段时间使胶液浸润基板，然后点胶头向上运动，由于胶液与基板的润湿力大于胶液与针头的润湿力，胶液与点胶针头分离完成点胶过程；典型技术有时间/压力型、螺杆泵式、活塞式点胶。非接触式点胶（又称喷射点胶）中点胶头与基板不接触且留有较大距离，并在点胶动作中点胶针头无运动，从而极大的缩短了点胶周期，提高了点胶速度。主要依靠外部介质给胶液一个较大的动量使其从喷嘴中以较高速度喷射到基板上。典型技术有机械喷针式喷射点胶，喷针的驱动方式包括电磁铁驱动、压电陶瓷驱动以及隔膜泵驱动等。非接触式点胶逐渐成为电子封装行业主流的胶液分配技术，具有精度高、速度快、微量体积等特点。

目前，机械式喷射点胶设备无论是采用电磁铁驱动、压电陶瓷还是隔膜泵驱动，都存在几个问题：一、喷针运动行程受限制，上述几种驱动喷针运动行程均较小，没有足够的动量传递给胶液，导致出现拖尾、回流现象；二、行程或回程需弹簧机构，弹簧响应时间太长，导致喷射频率过低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术不足而提出一种结构简单、喷射频率高、使用寿命长的高压气体驱动的胶液喷射器。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种高压气体驱动的胶液喷射器包括阀体、驱动机构和喷射机构，其特征在于：所述阀体由中阀体的上下端分别固定连接上阀体和下阀体构成；在所述中阀体与上阀体间形成的内腔中安置所述驱动机构，该驱动机构为气动活塞式驱动机构；在所述下阀体的下端连接所述喷射机构，该喷射机构为喷针挤压式喷射机构；所述气动活塞式驱动机构中的活塞杆直接构成所述喷针挤压式喷射机构（2）中的喷针。

所述气动活塞式驱动机构的结构是：所述中阀体与上阀体间形成的内腔构成汽缸，在该汽缸内安置活塞，该活塞与所述喷针固定连接，在所述上阀体上有上进气口连通所述活塞上面的汽缸上腔室，在所述中阀体的侧壁上有下进气口连通所述活塞下面的汽缸下腔室。

所述活塞与汽缸内壁滑配的外圆上嵌有O型密封圈，所述喷针上端部有轴肩和螺纹，通过螺母使活塞紧固抵靠在轴肩上，并且在活塞内孔与喷针匹配处嵌有O型密封圈，实现活塞与喷针间的密封固定连接；在所述汽缸内底通过螺钉固定一个限位挡块。

所述喷针挤压式喷射机构包括压紧套杯、喷针基座、喷嘴、和加热芯，所述压紧套杯通过螺钉固定于下阀体的下端，从而将喷嘴和喷针基座抵压于下阀体下端内孔中，所述喷针下端呈球形体与下阀体下端内孔滑配，使喷针下端球形体与喷针基座之间形成挤压喷射腔，喷针基座有中心孔连通喷嘴的喷口，喷针基座与下阀体下端内孔的凸缘间装有O型密封圈；所述加热芯置于压紧套杯和下阀体之间的环形腔中；所述下阀体侧壁上有进液口连通所述挤压喷射腔的上部。

所述阀体的结构：中阀体上端有内螺纹与上阀体下端的外螺纹旋配，上阀体下端有环形槽，其中嵌有O型密封圈，实现上阀体与中阀体的密封；中阀体的下端与下阀体的上端分别有凸缘通过螺钉螺母固定连接；中阀体下端有向下的凸台与下阀体上端的定位腔滑配径向定位，在喷针与中阀体下端内孔壁间的环形腔中装有导向套筒；导向套筒上端面与中阀体下端面内孔底面间装有Y型密封圈，导向套筒下端面与下阀体上端面定位腔间也装有Y型密封圈。

本实用新型的工作原理简述如下：开启高压气体管路上的气体换向电磁阀，则高压气体进入活塞下腔体并将活塞顶起，活塞带动喷针向上运动，喷针头和喷针基座分离，流体在背压作用下进入喷针抬起形成的间隙中，随即气体换向电磁阀转换工作位置，活塞下腔体高压气体释放，活塞上腔体进入高压气体推动活塞带动喷针以足够的速度向喷针基座移动，将积压在喷针基座里的流体挤向喷嘴，喷嘴内的流体得到足够的速度脱离喷嘴，形成液滴喷向基板。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1、采用喷嘴和喷针基座分离的形式，可以根据不同的喷射要求更换喷嘴或喷针基座，组成不同的组合；喷嘴和喷针基座使用机械耦合方式，既可以保证喷针基座孔与喷嘴的同轴度，同时也缩小了喷嘴的长径比。

2、相对于电磁铁、压电陶瓷、隔膜泵驱动喷针的方式，采用高压气体驱动，响应快，提高了喷射点胶的频率；通过调节上阀体和中阀体之间腔体的长度可以调节喷针的运动行程，实现对所需胶滴大小的精确控制。

3、在喷射机构处采用了加热芯装置，能够将流体材料的粘度降低，扩大了喷射材料的选择范围，适用领域更广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图---驱动机构处于最低端的状态图

图2为喷射机构局部放大图

图3为图1所示实用新型结构的驱动机构处于最顶端的状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例作进一步的详细介绍。

实施例一：参照附图1、2、3，本高压气体驱动的胶液喷射器，包括阀体（3）、驱动机构和喷射机构，其特征在于：所述阀体（3）由中阀体（31）的上下端分别固定连接上阀体（30）和下阀体（32）构成；在所述中阀体（31）与上阀体（30）间形成的内腔中安置所述驱动机构，该驱动机构为气动活塞式驱动机构（1）；在所述下阀体（32）的下端连接所述喷射机构，该喷射机构为喷针挤压式喷射机构（2）；所述气动活塞式驱动机构（1）中的活塞杆直接构成所述喷针挤压式喷射机构（2）中的喷针（10）。

2.根据权利要求1所述的高压气体驱动的胶液喷射器，其特征在于：所述气动活塞式驱动机构（1）的结构是：所述中阀体（31）与上阀体（30）间形成的内腔构成汽缸，在该汽缸内安置活塞（12），该活塞（12）与所述喷针（10）固定连接，在所述上阀体（30）上有上进气口（15）连通所述活塞（12）上面的汽缸上腔室，在所述中阀体（31）的侧壁上有下进气口（14）连通所述活塞（12）下面的汽缸下腔室。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：所述气动活塞式驱动机构（1）的结构是：所述中阀体（31）与上阀体（30）间形成的内腔构成汽缸，在该汽缸内安置活塞（12），该活塞（12）与所述喷针（10）固定连接，在所述上阀体（30）上有上进气口（15）连通所述活塞（12）上面的汽缸上腔室，在所述中阀体（31）的侧壁上有下进气口（14）连通所述活塞（12）下面的汽缸下腔室。

所述活塞（12）与汽缸内壁滑配的外圆上嵌有O型密封圈（16），所述喷针（10）上端部有轴肩和螺纹，通过螺母（11）使活塞（12）紧固抵靠在轴肩上，并且在活塞（12）内孔与喷针（10）匹配处嵌有O型密封圈（17），实现活塞（12）与喷针（10）间的密封固定连接；在所述汽缸内底通过螺钉（18）固定一个限位挡块（13）。

所述喷针挤压式喷射机构（2）包括压紧套杯（20）、喷针基座（22）、喷嘴（23）、和加热芯（25），所述压紧套杯（20）通过螺钉（24）固定于下阀体（32）的下端，从而将喷嘴（23）和喷针基座（22）抵压于下阀体（32）下端内孔中，所述喷针（10）下端呈球形体与下阀体（32）下端内孔滑配，使喷针（10）下端球形体与喷针基座（22）之间形成挤压喷射腔，喷针基座（22）有中心孔连通喷嘴（23）的喷口，喷针基座（22）与下阀体（32）下端内孔的凸缘间装有O型密封圈（21）；所述加热芯（25）置于压紧套杯（20）和下阀体（32）之间的环形腔中；所述下阀体（32）侧壁上有进液口（38）连通所述挤压喷射腔的上部。

所述阀体（3）的结构：中阀体（31）上端有内螺纹与上阀体（30）下端的外螺纹旋配，上阀体（30）下端有环形槽，其中嵌有O型密封圈（39），实现上阀体（30）与中阀体（31）的密封；上阀体（31）的下端与下阀体（32）的上端分别有凸缘通过螺钉（36）螺母（37）固定连接；中阀体（31）下端有向下的凸台与下阀体（32）上端的定位腔滑配径向定位，在喷针（10）与中阀体（31）下端内孔壁间的环形腔中装有导向套筒（34）；导向套筒（34）上端面与中阀体（31）下端面内孔底面间装有Y型密封圈（33），导向套筒（34）下端面与下阀体（32）上端面定位腔间也装有Y型密封圈（35）。

Claims

1.一种高压气体驱动的胶液喷射器，包括阀体（3）、驱动机构和喷射机构，其特征在于：所述阀体（3）由中阀体（31）的上下端分别固定连接上阀体（30）和下阀体（32）构成；在所述中阀体（31）与上阀体（30）间形成的内腔中安置所述驱动机构，该驱动机构为气动活塞式驱动机构（1）；在所述下阀体（32）的下端连接所述喷射机构，该喷射机构为喷针挤压式喷射机构（2）；所述气动活塞式驱动机构（1）中的活塞杆直接构成所述喷针挤压式喷射机构（2）中的喷针（10）。

3.根据权利要求2所述的高压气体驱动的胶液喷射器，其特征在于：所述活塞（12）与汽缸内壁滑配的外圆上嵌有O型密封圈（16），所述喷针（10）上端部有轴肩和螺纹，通过螺母（11）使活塞（12）紧固抵靠在轴肩上，并且在活塞（12）内孔与喷针（10）匹配处嵌有O型密封圈（17），实现活塞（12）与喷针（10）间的密封固定连接；在所述汽缸内底通过螺钉（18）固定一个限位挡块（13）。

4.根据权利要求1所述的高压气体驱动的胶液喷射器，其特征在于：所述喷针挤压式喷射机构（2）包括压紧套杯（20）、喷针基座（22）、喷嘴（23）、和加热芯（25），所述压紧套杯（20）通过螺钉（24）固定于下阀体（32）的下端，从而将喷嘴（23）和喷针基座（22）抵压于下阀体（32）下端内孔中，所述喷针（10）下端呈球形体与下阀体（32）下端内孔滑配，使喷针（10）下端球形体与喷针基座（22）之间形成挤压喷射腔，喷针基座（22）有中心孔连通喷嘴（23）的喷口，喷针基座（22）与下阀体（32）下端内孔的凸缘间装有O型密封圈（21）；所述加热芯（25）置于压紧套杯（20）和下阀体（32）之间的环形腔中；所述下阀体（32）侧壁上有进液口（38）连通所述挤压喷射腔的上部。

5.根据权利要求1所述的高压气体驱动的胶液喷射器，其特征在于所述阀体（3）的结构：中阀体（31）上端有内螺纹与上阀体（30）下端的外螺纹旋配，上阀体（30）下端有环形槽，其中嵌有O型密封圈（39），实现上阀体（30）与中阀体（31）的密封；中阀体（31）的下端与下阀体（32）的上端分别有凸缘通过螺钉（36）螺母（37）固定连接；中阀体（31）下端有向下的凸台与下阀体（32）上端的定位腔滑配径向定位，在喷针（10）与中阀体（31）下端内孔壁间的环形腔中装有导向套筒（34）；导向套筒（34）上端面与中阀体（31）下端面内孔底面间装有Y型密封圈（33），导向套筒（34）下端面与下阀体（32）上端面定位腔间也装有Y型密封圈（35）。