專利名稱：一種壓電開關閥式噴射點膠頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種主要用于電子芯片的快速封裝的點膠裝置，尤其是涉及一種壓電開關閥式噴射點膠頭。
背景技術：
點膠機是電子產品加工和封裝中常用的設備。現有的流體點膠機的點膠方式一般分為接觸式和非接觸式。接觸式點膠機的原理是以一定氣壓推動流體通過不同孔徑的針頭接觸基板和元件進行點膠，或者采用針尖蘸取的方式，將膠液轉移到需要的部位進行粘結。接觸式點膠的方式存在針頭與基板易產生干涉、膠體的粘度受溫度影響較大、易產生拉絲現象和垂直運動導致的效率過低的問題。而非接觸式點膠機，即噴射式點膠機能夠很好地克服以上幾個缺點，并且通過對壓電陶瓷等高頻元件驅動點膠閥的開閉，尤其能極大地提高點膠的效率。在壓電開關閥式噴射點膠機中，點膠頭是最關鍵的部分。為了提高工作頻率，常常要使用到兩塊壓電陶瓷分別驅動針閥的開閉。因為一般壓電陶瓷的伸長率極小(約0.1%)，實際使用中需要有位移放大機構將壓電陶瓷的伸長量放大。現有的一種典型的壓電陶瓷位移放大機構簡圖如圖1所示，兩塊壓電陶瓷b被一塊前擋板d并排壓緊在基體a上，中間用拉桿c連接。當一塊壓電陶瓷b通電伸長后，前擋板d會帶動三角塊e偏轉一個角度，因為三角塊e長度較長，將在其最前端輸出一個較大的位移，通過在三角塊e的前端固定針閥，就可以實現噴嘴的開閉。這種放大機構雖然結構簡單，但是存在幾個比較難以克服的問題:第一，它將兩塊壓電陶瓷固定在一起，所以在實際使用時只能采用兩塊尺寸完全一樣的壓電陶瓷；第二，因為三角塊前端需要固定撞針，而撞針需要豎直地對準噴嘴才能有效工作，所以機構的總長只能在很小的范圍內變動，使得這一類型的機構只能使用某種固定尺寸的壓電陶瓷；第三，為了實現良好的噴射，調整撞針對噴嘴的對中非常重要但同時也非常耗時，該機構在需要調整或拆換壓電陶瓷時必須將前蓋板連同三角塊一同拆下，因此在重新安裝以后又必須對撞針進行重新對中。
發明內容
本發明的目的在于為了克服現有技術中的上述缺點，提供主要用于電子芯片的快速封裝的一種壓電開關閥式噴射點膠頭。本發明設有基體、壓電陶瓷、拉桿、三角塊、加熱塊、擋塊、噴嘴、撞針、柔性鉸鏈和供液裝置；所述基體設有柔性鉸鏈，2塊壓電陶瓷分別通過I塊擋塊預緊在柔性鉸鏈的兩臂上，每塊壓電陶瓷的前端分別設有擋塊，擋塊由拉桿固定在基體上并嵌入基體內框邊緣的擋塊導向槽中，所述噴嘴固定在基體下的前端，在基體的兩側分別設有蓋板，2塊蓋板后端由螺栓固定在柔性鉸鏈的兩臂，2塊蓋板前端固定三角塊；所述撞針設在三角塊的前端；所述加熱塊固定在基體下部；所述供液裝置設有膠體流道、進膠轉接頭和進膠管，供液裝置設在基體的下部，基體與供液裝置之間設有隔熱槽，膠體流道通過進膠轉接頭和進膠管外接供液裝置。所述加熱塊可通過螺釘固定在基體下部。所述噴嘴可通過螺釘固定在基體下前端，并帶有可固定不同形式外接噴嘴的螺孔。由于擋塊的位置可調，因此可以按需要選擇不同長度的壓電陶瓷。由于每塊壓電陶瓷的前端分別設有擋塊，因此可限定壓電陶瓷的位移。由于蓋板通過固定螺釘連接柔性鉸鏈和三角塊，因此壓電陶瓷的微小量伸長引起柔性鉸鏈兩臂及其所連接的蓋板繞柔性鉸鏈轉動，帶動兩蓋板之間的三角塊上下運動，從而使得固定在三角塊上的撞針實現對噴嘴開閉的控制，完成點膠動作。由于固定撞針的三角塊由兩塊蓋板固定在基體上，因此在拆卸壓電陶瓷時，可以只拆下一塊蓋板，再通過移除拉桿及擋塊來拆卸壓電陶瓷，這樣的拆卸方式不會對撞針的對中造成影響。由于設有加熱塊，因此可通過調節膠體流道內流過膠體的溫度而調節膠體粘度并維持恒定。由于設有可拆卸的噴嘴，因此可通過拆換噴嘴，按照實際需要采用孔徑為0.1 Imm的噴嘴，或是在已安裝的噴嘴上外接其他形式的噴嘴，可使得噴孔直徑更小。
圖1為典型的壓電陶瓷位移放大機構簡圖。在圖1中，標記為:基體a、壓電陶瓷b、拉桿C、前擋板d、三角塊e。圖2為本發明實施例的整體結構示意圖。圖3為本發明實施例的俯視圖。圖4為圖3的A-A剖視圖。圖5為本發明實施例的噴嘴打開時的結構示意圖。在圖2 5中，標記為:基體1、壓電陶瓷2、拉桿3、前擋板4、三角塊5、進膠轉接頭6、進膠管7、基體固定孔8、隔熱槽9、加熱塊固定螺釘10、加熱塊11、擋塊導向槽12、擋塊13、噴嘴14、噴嘴固定螺栓15、撞針16，撞針固定螺母17、三角塊固定螺釘18、蓋板19、蓋板固定螺釘20、柔性鉸鏈21、膠體流道22、噴嘴密封圈23、撞針后密封圈24。
具體實施例方式參見圖2 5，本發明實施例設有基體1、壓電陶瓷2、拉桿3、三角塊5、加熱塊11、擋塊13、噴嘴14、撞針16、柔性鉸鏈21和供液裝置；所述基體I設有柔性鉸鏈21，2塊壓電陶瓷2分別通過一塊擋塊13預緊在柔性鉸鏈21的兩臂上，每塊壓電陶瓷2的前端分別設有擋塊13，擋塊13由拉桿3固定在基體I上并嵌入基體I內框邊緣的擋塊導向槽12中，所述所述噴嘴14通過噴嘴固定螺栓15固定在基體I下前端，并帶有可固定不同形式外接噴嘴的螺孔，在基體I的兩側分別設有蓋板19，2塊蓋板19后端由螺栓固定在柔性鉸鏈21的兩臂，2塊蓋板19前端固定三角塊5 ;所述撞針16設在三角塊5的前端；所述加熱塊11通過螺釘10固定在基體I下部；所述供液裝置設有膠體流道22、進膠轉接頭6和進膠管7，供液裝置設在基體I的下部，基體I與供液裝置之間設有隔熱槽9，膠體流道22通過進膠轉接頭6和進膠管7外接高壓供液裝置。所述蓋板19可采用等邊梯形蓋板，2塊等邊梯形蓋板由上下兩枚螺釘20固定在柔性鉸鏈21兩臂上，前端固定三角塊5。當在上面一塊壓電陶瓷2上加上電壓后，產生伸長形變，因前端受到擋塊13限制無法伸長，使得后側的柔性鉸鏈21兩臂順時針轉動一個角度，帶動蓋板19繞柔性鉸鏈21順時針旋轉。蓋板19前端的三角塊5因此上移一段距離，并帶動撞針16上移，打開噴嘴14(如圖4)。因壓電陶瓷2對柔性鉸鏈21的力臂(記為A)小于三角塊5到柔性鉸鏈21的距離(記為L)，故三角塊5上移的距離與壓電陶瓷2的伸長量的比值(L/A)大于1，即壓電陶瓷2的較小伸長位移在三角塊5處被放大。同理，在下面一塊壓電陶瓷2通電伸長時，三角塊5向下運動，帶動連接在其前端的撞針16向下將噴嘴14關閉。本發明使用的膠體由膠體流道22通過進膠轉接頭6在高壓氣體作用下送入膠體流道22中，為防止膠體泄漏，分別裝有噴嘴密封圈23和撞針后密封圈24。撞針16中部適當位置帶有盤形凸緣，安裝時可壓緊撞針后密封圈24，而噴嘴密封圈23由噴嘴14和基體I安裝時壓緊密封。當撞針16將噴嘴14打開時，膠體即從噴嘴14中噴射出。加熱塊11由4顆加熱塊固定螺釘10固定在基體I上，由于膠體的粘度與溫度有著一一對應的關系，所以通過加熱塊11的溫度控制可以間接控制膠體的粘度值。為防止溫度升高對壓電陶瓷2產生不利影響或造成其他部分構件的熱變形，在基體I上有隔熱槽9將加熱部分與不需加熱的部分隔開。以下給出實施例的主要參考尺寸。基體I總長為115mm，厚度為IOmm ;柔性鉸鏈21最薄處厚度為1mm，圓弧半徑為2mm ;蓋板19從最前端到末段的總長為90mm,厚度為3mm ；三角塊5長度為20mm,厚IOmm ;拉桿3直徑為5mm,總長為50mm ;米用長度約33mm、截面為7mmX 7mm的壓電陶瓷2，可輸出位移45 μ m ;經過柔性鉸鏈21和蓋板19放大后，可在撞針16處產生約300 μ m的上下位移輸出，通過有限元軟件對機構進行動力學仿真，其諧振頻率可達到1200Hz以上。
權利要求
1.一種壓電開關閥式噴射點膠頭，其特征在于設有基體、壓電陶瓷、拉桿、三角塊、加熱塊、擋塊、噴嘴、撞針、柔性鉸鏈和供液裝置；所述基體設有柔性鉸鏈，2塊壓電陶瓷分別通過I塊擋塊預緊在柔性鉸鏈的兩臂上，每塊壓電陶瓷的前端分別設有擋塊，擋塊由拉桿固定在基體上并嵌入基體內框邊緣的擋塊導向槽中，所述噴嘴固定在基體下的前端，在基體的兩側分別設有蓋板，2塊蓋板后端由螺栓固定在柔性鉸鏈的兩臂，2塊蓋板前端固定三角塊；所述撞針設在三角塊的前端；所述加熱塊固定在基體下部；所述供液裝置設有膠體流道、進膠轉接頭和進膠管，供液裝置設在基體下部，基體與供液裝置之間設有隔熱槽，膠體流道通過進膠轉接頭和進膠管外接供液裝置。
2.按權利要求1所述一種壓電開關閥式噴射點膠頭，其特征在于所述加熱塊通過螺釘固定在基體下部。
3.按權利要求1所述一種壓電開關閥式噴射點膠頭，其特征在于所述噴嘴通過螺釘固定在基體下前端。
全文摘要
一種壓電開關閥式噴射點膠頭，涉及一種主要用于電子芯片的快速封裝的點膠裝置。設基體、壓電陶瓷、拉桿、三角塊、加熱塊、擋塊、噴嘴、撞針、柔性鉸鏈和供液裝置；基體設柔性鉸鏈，2塊壓電陶瓷分別通過擋塊預緊在柔性鉸鏈的兩臂上，壓電陶瓷的前端分別設有擋塊，擋塊由拉桿固定在基體上并嵌入基體內框邊緣的擋塊導向槽中，噴嘴固定在基體下的前端，在基體的兩側分別設有蓋板，2塊蓋板后端由螺栓固定在柔性鉸鏈的兩臂，2塊蓋板前端固定三角塊；撞針設在三角塊的前端；加熱塊固定在基體下部；供液裝置設膠體流道、進膠轉接頭和進膠管，供液裝置設在基體下部，基體與供液裝置之間設有隔熱槽，膠體流道通過進膠轉接頭和進膠管外接供液裝置。
文檔編號B05C11/10GK103084299SQ201310057520
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月22日 優先權日2013年2月22日
發明者吳德志, 李益盼, 蔡建法, 王小萍, 杜曉輝, 虞凌科, 周如海, 王凌云, 孫道恒 申請人:廈門大學