專利名稱：一種高粘度流體微量噴射點膠裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微電子封裝技術，尤其是涉及高黏度流體微量噴射技術。
背景技術：
在微電子封裝中，封裝膠的表面涂敷是很重要的工序，廣泛應用于集 成電路制造的后道封裝工藝中。目前用于封裝膠的分配技術主要分為以絲 網印刷和針管轉移為代表的接觸式和以噴射技術為代表的非接觸式兩大 類。而微電子封裝中使用封裝膠大多為高黏度的非牛頓流體，其復雜多變 的特性使得采用接觸式點膠法進行封裝膠的涂敷性能和質量難以保證。隨 著全球半導體行業向中國轉移，國內電子封裝行業正蓬勃發展，高精度封 裝流體分配的封裝設備需求逐年增長，但目前國內使用的高精度自動化點 膠設備絕大多數是從國外進口，價格十分昂貴。因此，研究具有自主知識 產權的高精度、高可靠性的流體點膠技術勢在必行。而隨著封裝技術的發 展，微電子工業中對點膠性能要求的不斷提升，激發了封裝設備制造商深 入研究流體點膠理論與技術，研究開發新的點膠方法，尤其是非接觸式點 膠技術。
目前國外已有的非接觸式點膠方式主要是以壓電元件為驅動的壓電噴
射技術，，例如美國的Asymtek公司，Microfab公司，德國的Picodostec公 司，其設備價格非常昂貴，且只能完成中低黏度流體的噴射。國內對微電 子封裝技術中的封裝膠分配技術主要集中在接觸式點膠技術上，例如華中 科技大學丁漢等人在對時間/壓力型點膠過程系統建模、理論分析以及控制 系統優化等方面進行了大量研究，大大提高了時間/壓力型點膠的精度。中 南大學鄧圭玲等人針對螺桿泵點膠的膠液擠出機理及其實驗研究方面進行 了深入研究，取得了很大進步。但是這些點膠技術均屬于接觸式點膠技術，適用于中等黏度的膠體，點膠量的大小受氣體壓力或電機運轉時間、螺桿 幾何參數及其與膠液補給腔配合尺寸，膠液特性、針頭與基板距離等參數 影響。目前面向微電子封裝的高黏度流體微量噴射技術研究尚屬空白。
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種高粘度流體微量噴射點膠裝置，能夠 實現對高粘度流體材料的噴射點膠。
本實用新型包括噴射機構l、驅動機構2、行程和預壓調節機構3以及供 料機構4，驅動機構2上端與行程和預壓調節機構3相連，驅動機構2下端與 噴射機構l相連，噴射機構1側部與供料機構4相連接，
其特征在于，
所述噴射機構l，包括腔體16和設置在腔體16內部的閥桿11，閥桿ll上 端連接所述驅動機構2內氣缸活塞24的活塞桿，閥桿11下端設有噴射頭13， 腔體16上端與所述驅動機構2的氣缸22連接，腔體16側部設有進料通道18， 進料通道18—端與所述供料機構4的儲料筒支撐架41內的流體通道相連通， 另一端與腔體16和閥桿11之間的縫隙相連通，腔體16內還設有排氣通道17， 腔體16下端連接壓緊螺紋套12，壓緊螺紋套12的內部連接噴射頭13，壓緊 螺紋套12的外部套有電阻加熱圈15;
所述行程和預壓調節機構3，包括彈簧33，彈簧33下端與所述驅動機 構2內的活塞頂蓋21上端連接，彈簧33上端與預壓調節螺母32的下端接 觸，預壓調節螺母32的內部放置有行程調節螺桿31，行程調節螺桿31的 上端伸出預壓調節螺母32，下端伸入彈簧33內，在預壓調節螺母32的外 部放置有調節裝置連接器34，調節裝置連接器34與所述驅動機構2的氣缸 22之間設有支撐板35。
所述噴射頭13包括閥座132和噴嘴14，閥座132上部分位于所述腔體 16內，下端與噴嘴14相連，閥座132底部設有流體出口，噴嘴14設有與 閥座132的流體出口相對應的流體入口。
所述閥座132與所述腔體16接觸面處以及所述閥座132與所述噴嘴14接觸面處放置有密封圈。
所述腔體16與所述驅動機構2的氣缸22接觸面設置有密封圈。 所述供料機構4的外部采用緊配合方式套有儲料筒保持架42。
本實用新型采用氣缸一彈簧構成的驅動部件，可以實現噴射過程的快 速響應，從而推動被噴射流體以較快速度運動，實現高黏度流體的噴射。 采用氣壓驅動的活塞一料筒組成的供料系統，可以以較高壓力驅動高黏度 流體運動，實現對噴射腔內流體的補充。采用噴嘴與閥座分離的方式，可 以通過更換不同尺寸的噴嘴，實現各種尺寸的液滴噴射，能夠得到各種尺 寸的由膠點組成的點、線、面圖案。本實用新型實現了高粘度流體材料的 分配，并具有非接觸、高精度、高可靠性、低成本等優點。
圖l為本實用新型結構示意圖； 圖2為噴射頭13的局部放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
如圖1所示，本實用新型由噴射機構1、驅動機構2、行程和預壓調節 機構3以及供料機構4四個部分組成。
噴射機構l，包括腔體16和設置在腔體16內部的閥桿11，閥桿ll上端連 接驅動機構2，下端設有噴射頭13。腔體16側部設有進料通道18,其一端與 供料機構4相連通，另一端與腔體16與閥桿11之間的縫隙相連通，用于將來 自供料機構4的流體通過閥桿11傳送給噴射頭13。腔體16側部還設有排氣通 道17，用于排出噴射機構l內空氣。腔體16通過下部分外表面螺紋連接用于 支撐噴射頭13的壓緊螺紋套12，在壓緊螺紋套12的外表面安有電阻加熱圈 15，用于為工作過程中提供溫度控制。
驅動機構2，包括氣缸22和設置在氣缸22內的氣缸活塞24，氣缸活塞24 將氣缸22內的腔室分為上下兩個腔室，在活塞24與氣缸22接觸面處設置有起密封作用的橡皮環25。氣缸活塞24的活塞桿與噴射機構1的閥桿11相連 接，在氣缸活塞24上端設置有活塞頂蓋21。氣缸22上腔室的側壁設置有氣 孔23，用于排出上腔室氣體；氣缸22下腔室通過安裝在氣缸22下腔室側壁 的氣管連接接頭26與壓縮空氣供氣氣管27相連通，壓縮空氣供氣氣管27另 外一端與壓縮空氣氣源連接。壓縮空氣通過壓縮空氣供氣氣管27進入氣缸 22下腔室，為活塞運動提供驅動力。氣缸22與噴射機構1的腔體16通過螺栓 相連，在氣缸22與腔體16接觸面放置密封圈28， 29，起密封作用，防止氣 缸內氣體進入腔體16，同時防止流體進入氣缸22。
行程、預壓調節機構3，包括有提供預壓力的彈簧33,其一端與驅動 機構2的活塞頂蓋21面相連接，另一端與預壓調節螺母32的下端相連接 接觸，在預壓調節螺母32的內部放置有行程調節螺桿31，行程調節螺桿 31的上端伸出預壓調節螺母32，且下端伸入彈簧33內。通過調節預壓調 節螺母32與活塞頂蓋21之間的距離可以控制彈簧33的壓縮量，從而提供 預定壓力；通過調整行程調節螺桿31與活塞頂蓋21的相對位置可以調節 工作過程中活塞運動的行程，從而調節閥桿ll運動的最高速度。在預壓調 節螺母32的外表面放置有調節裝置連接器34，在調節裝置連接器34與驅 動機構2的氣缸22之間設置有支撐板35 ，用于固定氣缸22與調節裝置連 接器34之間的相對位置，并作為整個裝置與外部的連接接口。
供料機構4，包括內裝高黏度流體的儲料筒43，其內部設有活塞44，對 壓縮空氣與流體起隔離作用。儲料筒43裝有流體的一端設有出口端，另外 一端通過連接螺母46與壓縮空氣供氣氣管47相連，以提供供料背壓。在儲 料筒43與壓縮空氣供氣氣管47接觸面處設置密封件45，用于對儲料筒43內 活塞44上的空間起密封作用。儲料筒43設有出口端的一端與儲料筒支撐架 41相連，儲料筒支撐架41內的流體通道一端與儲料筒43的出口端相連通， 另一端與噴射機構1的進料通道18相連通。為了工作過程中便于快速拆卸儲 料筒，進行快速流體裝填與更換，還可在儲料筒43外面安裝儲料筒保持架 42,用于支撐儲料筒43，其采用緊配合方式與儲料筒相連。
如圖2所示，噴射頭13包括閥座132和噴嘴14，閥座132上部分位于 驅動機構2的腔體16內閥桿11的下端，下端與噴嘴14相連，閥座132底部設有流體出口，噴嘴14設有與閥座132的流體出口相對應的流體入口。 為了達到好的密封效果，在閥座132與腔體16接觸面處放置有密封圈131， 閥座132與噴嘴14接觸面處放置有密封圈133。
本實用新型的工作過程首先，氣缸內活塞24在壓縮空氣驅動下， 將點膠閥閥桿11帶離閥座132，周圍流體在供料壓力作用下填充由閥桿11 離開而形成的間隙；接著，壓縮空氣釋放，活塞24在彈簧力作用下以一定 加速度返回，帶動閥桿11周圍流體一起并推動閥座132內流體以一定速度 流向噴嘴14;最后，當閥桿11和閥座132完全接觸閉合，阻止閥內流體繼 續向噴嘴14流動，流出噴嘴14的流體與閥座132內流體分離，形成具有 一定速度的液滴。
權利要求1、一種高粘度流體微量噴射點膠裝置，包括噴射機構(1)、驅動機構(2)、行程和預壓調節機構(3)以及供料機構(4)，驅動機構(2)上端與行程和預壓調節機構(3)相連，驅動機構(2)下端與噴射機構(1)相連，噴射機構(1)側部與供料機構(4)相連接，其特征在于，所述噴射機構(1)，包括腔體(16)和設置在腔體(16)內部的閥桿(11)，閥桿(11)上端連接所述驅動機構(2)內氣缸活塞(24)的活塞桿，閥桿(11)下端設有噴射頭(13)，腔體(16)上端與所述驅動機構(2)的氣缸(22)連接，腔體(16)側部設有進料通道(18)，進料通道(18)一端與所述供料機構(4)的儲料筒支撐架(41)內的流體通道相連通，另一端與腔體(16)和閥桿(11)之間的縫隙相連通，腔體(16)內還設有排氣通道(17)，腔體(16)下端連接壓緊螺紋套(12)，壓緊螺紋套(12)的內部連接噴射頭(13)，壓緊螺紋套(12)的外部套有電阻加熱圈(15)；所述行程和預壓調節機構(3)，包括彈簧(33)，彈簧(33)下端與所述驅動機構(2)內的活塞頂蓋(21)上端連接，彈簧(33)上端與預壓調節螺母(32)的下端接觸，預壓調節螺母(32)的內部放置有行程調節螺桿(31)，行程調節螺桿(31)的上端伸出預壓調節螺母(32)，下端伸入彈簧(33)內，在預壓調節螺母(32)的外部放置有調節裝置連接器(34)，調節裝置連接器(34)與所述驅動機構(2)的氣缸(22)之間設有支撐板(35)。
2、 根據權利要求1所述的一種高粘度流體微量噴射點膠裝置，其特 征在于，所述噴射頭(13)包括閥座(132)和噴嘴(14)，閥座(132)上部分 位于所述腔體(16)內，下端與噴嘴(14)相連，閥座(132)底部設有流體出 口 ，噴嘴(14)設有與閥座(132)的流體出口相對應的流體入口 。
3、 根據權利要求2所述的一種高粘度流體微量噴射點膠裝置，其特征在于，所述閥座(132)與所述腔體(16)接觸面處以及所述閥座(132) 與所述噴嘴(14)接觸面處放置有密封圈。
4、 根據權利要求1至3任一項所述的一種高粘度流體微量噴射點膠裝 置，其特征在于，所述腔體(16)與所述驅動機構(2)的氣缸(22)接觸 面設置有密封圈。
5、 根據權利要求1至3任一項所述的一種高粘度流體微量噴射點膠裝 置，其特征在于，所述供料機構(4)的外部采用緊配合方式套有儲料筒保 持架(42)。
專利摘要本實用新型提供了一種高粘度流體微量噴射點膠裝置，驅動機構上端與行程和預壓調節機構相連，下端與噴射機構相連，噴射機構側部與供料機構相連，噴射機構內部設有閥桿和位于閥桿下端的噴射頭，噴射頭包括閥桿、閥座和噴嘴。點膠時，在驅動機構的作用下閥桿與閥座分離，流體在供料壓力作用下填充由閥桿離開閥座形成的間隙，接著壓縮空氣釋放，在行程和預壓調節機構的作用下閥桿周圍以及閥座內流體以一定速度流向噴嘴，最后當閥桿和閥座完全接觸閉合時，流體停止向噴嘴流動，流出噴嘴的流體與閥座內流體分離，形成具有一定速度的液滴。本實用新型實現了高粘度流體材料的分配，并具有非接觸、高精度、高可靠性、低成本等優點。
文檔編號B05B9/04GK201135944SQ20072008882
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月7日 優先權日2007年12月7日
發明者劉華勇, 豐 張, 張鴻海, 徐裕力, 朱福龍, 王永先, 肖峻峰, 舒霞云 申請人:華中科技大學