一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器制造技术

一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器，包括上体、下体、位移放大机构，所述上体一端的内腔安装有超磁致伸缩棒激励线圈、偏置线圈，另一端的通孔中插装有上端与超磁致伸缩棒底端面接触的顶杆，下端依次套装有预压弹簧、预压螺母，并通过预压螺母螺装在上体下端的通孔中而轴向定位；所述下体一端通过齿形扣依次安装有喷嘴、垫片、胶液腔，喷针插装在下体中心通孔中进而插装在胶液腔中，下体的另一端与上体的下端连接而将所述位移放大机构夹装在上体、下体之间的空腔中；本发明专利技术结构简单、使用方便、喷射速度快、喷液粘度高、喷射精度高、使用寿命长，适于工业化生产，可以替代现有气动驱动喷胶系统，特别适用于微电子芯片的封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种喷胶装置，特别是指一种超磁致伸縮驱动胶液喷射器， 涉及微电子装备
，主要适用于微电子芯片封装。技术背景现有的
中，用于微电子封装的喷胶设备主要以Asymtek公司的气 动胶液喷射装备为主。它是通过气控阀控制高压气流的进出来推动驱动器活塞 上下移动，从而推动喷射针头往复运动，实现挤压胶液的喷射过程。胶液喷射 器喷射精度和可以喷射胶液的粘度高低与喷射器内喷针的行程和加速度有直接 关系，针头的行程越小，加速度越大则喷射的精度越高，且能喷射更大粘度的 胶液；然而气动驱动胶液喷射器的驱动力较小，且难以实现较小的喷针行程， 从而难以实现微量胶液及大粘度喷胶的驱动；同时由于喷针直接与底座碰撞， 使得喷针材料和尺寸都受到很大限制以及使用寿命比较短，而且要求与汽缸的 同轴度很高，因此，制造工艺复杂，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种结构简单、使用方便、 喷射速度快、喷液粘度高、喷射精度高、使用寿命长的超磁致伸縮驱动胶液喷 射器。本专利技术一种超磁致伸縮驱动胶液喷射器，包括上体、下体、位移放大机构， 所述上体一端的内腔中心安装有超磁致伸縮棒、在超磁致伸縮棒外依次安装有 激励线圈、偏置线圈，另一端的通孔中插装有顶杆，所述顶杆的上端与超磁致 伸縮棒底端面接触，下端依次套装有预压弹簧、预压螺母，并通过预压螺母螺装在上体下端的通孔中而轴向定位；所述下体一端通过齿形扣依次安装有喷嘴、 垫片、胶液腔，喷针插装在下体中心通孔中进而插装在胶液腔中，下体的另一 端与上体的下端连接而将所述位移放大机构夹装在上体、下体之间的空腔中；所述位移放大机构上端与所述顶杆竖直杆下端固连，另一端与喷针的上端固连。 本专利技术中，所述位移放大机构为柔性铰链轴对称位移放大机构。 本专利技术的工作原理简述于下利用偏置线圈产生偏置磁场，使超磁致伸縮 棒处于极化状态，避免倍频现象改善执行器的线性特性；利用激励线圈产生激 励磁场，开始时，超磁致伸縮棒处于原始状态，无收縮，喷针处于最低位置和 喷嘴上的垫片接触使胶液不能流出；然后当激励线圈通电，激励线圈产生的磁场使超磁致伸縮棒产生一定的收縮位移，顶杆在预压弹簧力的作用下也产生一 定的向上位移，进而使位移放大机构产生一定的向上的位移，位移放大机构再带动喷针，使喷针向上运动；然后，激励线圈断电，磁场消失，超磁致伸縮棒 伸长到初始位置推动顶杆向下运动，通过位移放大机构使喷针迅速向下运动挤 压从胶液孔流进的胶液，胶液在高速喷针的推动下迅速从针头内喷出一微小点 滴，从而完成一次喷胶过程；接下来激励线圈继续通电，超磁致伸縮棒重复上 次动作，实现精确、定量控制喷胶的目的。本专利技术中，位移放大机构为柔性铰链轴对称位移放大机构，它依靠节点微 转动变形实现运动的传递或位移的放大，在位移放大机构的输入端输入一定位 移，通过柔性铰链的放大，使输出位移放大一定的倍数。参见附图3、 4，该位 移放大机构受力分析及位移放大传递分析如下。图中B、 C、 D为三个柔性铰链， 当在E点输入一力P而产生一微位移AL1时，因为位移量AL1非常小，可以认 为杆件AC做平动，即C点垂直向上运动一位移AL1，此时柔性铰链C扭转一角 度e，同时柔性铰链B也扭转一角度e ，从而使输出部分D垂直向上产生一位移AL2，从图中可以直观看出AL2要比输入的位移AL1要大很多，也就是说输入的位移得到了放大，具体放大倍数为<formula>formula see original document page 5</formula>。丄,本专利技术由于采用上述结构，它可以在提供较小的喷针行程的同时获得很大的 驱动力，且响应时间短，可有效提高胶液喷射速度和喷射精度；克服现有气动 驱动系统要求喷针与汽缸高度同轴的弊端，并且，电磁力的调整与控制相对于 气动驱动更方便。综上所述，本专利技术具有结构简单、使用方便、喷射速度快、 喷液粘度高、喷射精度高、使用寿命长，适于工业化生产，可以替代现有气动 驱动喷胶系统，特别适用于微电子芯片的封装。附图说明附图1为本专利技术胶液喷射器结构主视图； 附图2为附图1中A部放大图。 附图3为本专利技术位移放大机构结构示意图。 附图4为本专利技术位移放大机构原理图。图中3——超磁致伸縮棒、4——激励线圈、5——偏置线圈、 6——上体、7—一顶杆、8——预压弹簧、9——预压螺母、IO—位移放大机构、 11——螺钉、12——下体、13——喷针、14——喷嘴、16——垫片、17- —胶 液腔、19——齿形扣。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例作进一步的详细说明。参阅附图l、 2，本专利技术一种超磁致伸縮驱动胶液喷射器，包括上体6、下体12、 位移放大机构10，所述上体6 —端的内腔中心安装有超磁致伸縮棒3、在超磁致伸縮棒3外依次安装有激励线圈4、偏置线圈5，另一端的通孔中插装有顶杆 7，所述顶杆7的上端与超磁致伸縮棒3底端面接触，下端依次套装有预压弹簧 8、预压螺母9，并通过预压螺母9螺装在上体6下端的通孔中而轴向定位；所 述下体12 —端通过齿形扣19依次安装有喷嘴14、垫片16、胶液腔17，喷针 13插装在下体12中心通孔中进而插装在胶液腔17中，下体12的另一端与上体 6的下端连接而将所述位移放大机构10夹装在上体6、下体12之间的空腔中； 所述位移放大机构10上端与所述顶杆7竖直杆下端固连，另一端与喷针13的 上端固连。本专利技术中，所述位移放大机构10为柔性铰链轴对称位移放大机构。 本专利技术使用时，激励线圈4外接从控制器出来的电流，在无电流通过时超 磁致伸縮棒3处于无收縮状态，但它受到由预压弹簧8传来的预压应力作用， 因为在有预压应力的情况下超磁致伸縮棒能获得更大的伸縮量，此时喷针13也 在弹簧8的作用下处于底端位置，顶紧喷嘴上的垫片16，以保证无胶液从喷嘴 14流出；当激励线圈4通电后，激励线圈4产生一激励磁场，在此磁场的作用 下超磁致伸縮棒3产生一定的收縮量，超磁致材料的响应时间比较短， 一般在 微秒级，此时顶杆7在预压弹簧8的作用力下迅速向上移动，然后顶杆7给位 移放大机构10传递一个力的作用，喷针13便在力的作用下向上加速运动，并 通过位移放大机构10的放大使喷针13获得较大的行程；此时，胶液由胶液孔 18流进并充满胶液腔17和喷针13及垫片16之间的微小空隙，然后激励线圈断 电，超磁致伸縮棒迅速还原到原来长度推动顶杆7向下运动，然后通过位移放 大机构将力和位移传给喷针13,使喷针13迅速向下运动挤压处于垫片16与喷 针13之间的胶液，使胶液从喷嘴14的细孔内喷出，完成一次喷胶过程。权利要求1、一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器，包括上体、下体、位移放大机构，其特征在于所述上体一端的内腔中心安装有超磁致伸缩棒、在超磁致伸缩棒外依次安装有激励线圈、偏置线圈，另一端的通孔中插装有顶杆，所述顶杆的上端与超磁致伸缩棒底端面接触，下端依次套装有预压弹簧、预压螺母，并通过预压螺母螺装在上体下端的通孔中而轴向定位；所述下体一端通过齿形扣依次安装有喷嘴、垫片、胶液腔，喷针插装在下体中心通孔中进而插装在胶液腔中，下体的另一端与上体的下端连接而将所述位移放大机构夹装在上体、下体之间的空腔中；所述位移放大机构上端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超磁致伸缩驱动胶液喷射器，包括上体、下体、位移放大机构，其特征在于：所述上体一端的内腔中心安装有超磁致伸缩棒、在超磁致伸缩棒外依次安装有激励线圈、偏置线圈，另一端的通孔中插装有顶杆，所述顶杆的上端与超磁致伸缩棒底端面接触，下端依次套装有预压弹簧、预压螺母，并通过预压螺母螺装在上体下端的通孔中而轴向定位；所述下体一端通过齿形扣依次安装有喷嘴、垫片、胶液腔，喷针插装在下体中心通孔中进而插装在胶液腔中，下体的另一端与上体的下端连接而将所述位移放大机构夹装在上体、下体之间的空腔中；所述位移放大机构上端与所述顶杆竖直杆下端固连，另一端与喷针的上端固连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓圭玲，王军泉，谢敬华，陈津，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]