一種超磁致伸縮驅動膠液噴射器的製作方法
2023-12-05 20:22:26
專利名稱：一種超磁致伸縮驅動膠液噴射器的製作方法
技術領域：
本發明公開了一種噴膠裝置，特別是指一種超磁致伸縮驅動膠液噴射器， 涉及微電子裝備技術領域，主要適用於微電子晶片封裝。
技術背景現有的技術領域中，用於微電子封裝的噴膠設備主要以Asymtek公司的氣 動膠液噴射裝備為主。它是通過氣控閥控制高壓氣流的進出來推動驅動器活塞 上下移動，從而推動噴射針頭往復運動，實現擠壓膠液的噴射過程。膠液噴射 器噴射精度和可以噴射膠液的粘度高低與噴射器內噴針的行程和加速度有直接 關係，針頭的行程越小，加速度越大則噴射的精度越高，且能噴射更大粘度的 膠液；然而氣動驅動膠液噴射器的驅動力較小，且難以實現較小的噴針行程， 從而難以實現微量膠液及大粘度噴膠的驅動；同時由於噴針直接與底座碰撞， 使得噴針材料和尺寸都受到很大限制以及使用壽命比較短，而且要求與汽缸的 同軸度很高，因此，製造工藝複雜，成本高。發明內容本發明的目的在於克服現有技術之不足而提供一種結構簡單、使用方便、 噴射速度快、噴液粘度高、噴射精度高、使用壽命長的超磁致伸縮驅動膠液噴 射器。本發明一種超磁致伸縮驅動膠液噴射器，包括上體、下體、位移放大機構， 所述上體一端的內腔中心安裝有超磁致伸縮棒、在超磁致伸縮棒外依次安裝有 激勵線圈、偏置線圈，另一端的通孔中插裝有頂杆，所述頂杆的上端與超磁致 伸縮棒底端面接觸，下端依次套裝有預壓彈簧、預壓螺母，並通過預壓螺母螺裝在上體下端的通孔中而軸向定位；所述下體一端通過齒形扣依次安裝有噴嘴、 墊片、膠液腔，噴針插裝在下體中心通孔中進而插裝在膠液腔中，下體的另一 端與上體的下端連接而將所述位移放大機構夾裝在上體、下體之間的空腔中；所述位移放大機構上端與所述頂杆豎直杆下端固連，另一端與噴針的上端固連。 本發明中，所述位移放大機構為柔性鉸鏈軸對稱位移放大機構。 本發明的工作原理簡述於下利用偏置線圈產生偏置磁場，使超磁致伸縮 棒處於極化狀態，避免倍頻現象改善執行器的線性特性；利用激勵線圈產生激 勵磁場，開始時，超磁致伸縮棒處於原始狀態，無收縮，噴針處於最低位置和 噴嘴上的墊片接觸使膠液不能流出；然後當激勵線圈通電，激勵線圈產生的磁場使超磁致伸縮棒產生一定的收縮位移，頂杆在預壓彈簧力的作用下也產生一 定的向上位移，進而使位移放大機構產生一定的向上的位移，位移放大機構再帶動噴針，使噴針向上運動；然後，激勵線圈斷電，磁場消失，超磁致伸縮棒 伸長到初始位置推動頂杆向下運動，通過位移放大機構使噴針迅速向下運動擠 壓從膠液孔流進的膠液，膠液在高速噴針的推動下迅速從針頭內噴出一微小點 滴，從而完成一次噴膠過程；接下來激勵線圈繼續通電，超磁致伸縮棒重複上 次動作，實現精確、定量控制噴膠的目的。本發明中，位移放大機構為柔性鉸鏈軸對稱位移放大機構，它依靠節點微 轉動變形實現運動的傳遞或位移的放大，在位移放大機構的輸入端輸入一定位 移，通過柔性鉸鏈的放大，使輸出位移放大一定的倍數。參見附圖3、 4，該位 移放大機構受力分析及位移放大傳遞分析如下。圖中B、 C、 D為三個柔性鉸鏈， 當在E點輸入一力P而產生一微位移AL1時，因為位移量AL1非常小，可以認 為杆件AC做平動，即C點垂直向上運動一位移AL1，此時柔性鉸鏈C扭轉一角 度e，同時柔性鉸鏈B也扭轉一角度e ，從而使輸出部分D垂直向上產生一位移AL2，從圖中可以直觀看出AL2要比輸入的位移AL1要大很多，也就是說輸入的位移得到了放大，具體放大倍數為formula see original document page 5。丄,本發明由於採用上述結構，它可以在提供較小的噴針行程的同時獲得很大的 驅動力，且響應時間短，可有效提高膠液噴射速度和噴射精度；克服現有氣動 驅動系統要求噴針與汽缸高度同軸的弊端，並且，電磁力的調整與控制相對於 氣動驅動更方便。綜上所述，本發明具有結構簡單、使用方便、噴射速度快、 噴液粘度高、噴射精度高、使用壽命長，適於工業化生產，可以替代現有氣動 驅動噴膠系統，特別適用於微電子晶片的封裝。
附圖1為本發明膠液噴射器結構主視圖； 附圖2為附圖1中A部放大圖。 附圖3為本發明位移放大機構結構示意圖。 附圖4為本發明位移放大機構原理圖。圖中3——超磁致伸縮棒、4——激勵線圈、5——偏置線圈、 6——上體、7—一頂杆、8——預壓彈簧、9——預壓螺母、IO—位移放大機構、 11——螺釘、12——下體、13——噴針、14——噴嘴、16——墊片、17- —膠 液腔、19——齒形扣。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明實施例作進一步的詳細說明。參閱附圖l、 2，本發明一種超磁致伸縮驅動膠液噴射器，包括上體6、下體12、 位移放大機構10，所述上體6 —端的內腔中心安裝有超磁致伸縮棒3、在超磁致伸縮棒3外依次安裝有激勵線圈4、偏置線圈5，另一端的通孔中插裝有頂杆 7，所述頂杆7的上端與超磁致伸縮棒3底端面接觸，下端依次套裝有預壓彈簧 8、預壓螺母9，並通過預壓螺母9螺裝在上體6下端的通孔中而軸向定位；所 述下體12 —端通過齒形扣19依次安裝有噴嘴14、墊片16、膠液腔17，噴針 13插裝在下體12中心通孔中進而插裝在膠液腔17中，下體12的另一端與上體 6的下端連接而將所述位移放大機構10夾裝在上體6、下體12之間的空腔中； 所述位移放大機構10上端與所述頂杆7豎直杆下端固連，另一端與噴針13的 上端固連。本發明中，所述位移放大機構10為柔性鉸鏈軸對稱位移放大機構。 本發明使用時，激勵線圈4外接從控制器出來的電流，在無電流通過時超 磁致伸縮棒3處於無收縮狀態，但它受到由預壓彈簧8傳來的預壓應力作用， 因為在有預壓應力的情況下超磁致伸縮棒能獲得更大的伸縮量，此時噴針13也 在彈簧8的作用下處於底端位置，頂緊噴嘴上的墊片16，以保證無膠液從噴嘴 14流出；當激勵線圈4通電後，激勵線圈4產生一激勵磁場，在此磁場的作用 下超磁致伸縮棒3產生一定的收縮量，超磁致材料的響應時間比較短， 一般在 微秒級，此時頂杆7在預壓彈簧8的作用力下迅速向上移動，然後頂杆7給位 移放大機構10傳遞一個力的作用，噴針13便在力的作用下向上加速運動，並 通過位移放大機構10的放大使噴針13獲得較大的行程；此時，膠液由膠液孔 18流進並充滿膠液腔17和噴針13及墊片16之間的微小空隙，然後激勵線圈斷 電，超磁致伸縮棒迅速還原到原來長度推動頂杆7向下運動，然後通過位移放 大機構將力和位移傳給噴針13,使噴針13迅速向下運動擠壓處於墊片16與噴 針13之間的膠液，使膠液從噴嘴14的細孔內噴出，完成一次噴膠過程。
權利要求
1、一種超磁致伸縮驅動膠液噴射器，包括上體、下體、位移放大機構，其特徵在於所述上體一端的內腔中心安裝有超磁致伸縮棒、在超磁致伸縮棒外依次安裝有激勵線圈、偏置線圈，另一端的通孔中插裝有頂杆，所述頂杆的上端與超磁致伸縮棒底端面接觸，下端依次套裝有預壓彈簧、預壓螺母，並通過預壓螺母螺裝在上體下端的通孔中而軸向定位；所述下體一端通過齒形扣依次安裝有噴嘴、墊片、膠液腔，噴針插裝在下體中心通孔中進而插裝在膠液腔中，下體的另一端與上體的下端連接而將所述位移放大機構夾裝在上體、下體之間的空腔中；所述位移放大機構上端與所述頂杆豎直杆下端固連，另一端與噴針的上端固連。
2、 根據權利要求1所述的超磁致伸縮驅動膠液噴射器，其特徵在於所述位移放大機構為柔性鉸鏈軸對稱位移放大機構。
全文摘要
一種超磁致伸縮驅動膠液噴射器，包括上體、下體、位移放大機構，所述上體一端的內腔安裝有超磁致伸縮棒激勵線圈、偏置線圈，另一端的通孔中插裝有上端與超磁致伸縮棒底端面接觸的頂杆，下端依次套裝有預壓彈簧、預壓螺母，並通過預壓螺母螺裝在上體下端的通孔中而軸向定位；所述下體一端通過齒形扣依次安裝有噴嘴、墊片、膠液腔，噴針插裝在下體中心通孔中進而插裝在膠液腔中，下體的另一端與上體的下端連接而將所述位移放大機構夾裝在上體、下體之間的空腔中；本發明結構簡單、使用方便、噴射速度快、噴液粘度高、噴射精度高、使用壽命長，適於工業化生產，可以替代現有氣動驅動噴膠系統，特別適用於微電子晶片的封裝。
文檔編號B05B9/03GK101269362SQ20081003131
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者王軍泉, 謝敬華, 鄧圭玲, 津 陳 申請人:中南大學