压电驱动喷射装置的制作方法

本发明涉及一种喷射式点胶装置，具体而言，涉及一种压电驱动喷射装置。

背景技术：

在微电子技术领域，点胶机是电子产品加工和封装中常用的设备。随着集成电路越来越呈现出复杂化和微型化，半导体封装要求具有更小的尺寸、更多的引线、更密的内连线等，对点胶技术的要求也越来越高。目前常用的基于压电陶瓷等高频元件的撞针驱动胶液分配的喷射式点胶技术，其利用高频振动的撞针驱动胶液从喷嘴内高速喷出，具有反应速度快，胶滴体积小、分配精度高的优点。这项技术以受控的方式对流体进行精确分配，可将理想大小的流体(焊剂、导电胶、环氧树脂和粘合剂等)转移到工件(芯片、电子元件等)的合适位置。

授权公告号为cn103157577b的中国发明专利公开了一种压电陶瓷致动器驱动的喷射式点胶装置，包括压电驱动机构、喷射机构、胶液输送机构和支撑连接架，压电驱动机构包括有菱形放大模块和压电致动器，喷射机构包括撞针，菱形放大模块上端与支撑连接架连接固定，下端与撞针上端面连接固定，压电致动器夹持在菱形放大模块内部的左端面和右端面之间，通过螺钉经菱形放大模块左端的孔将压电致动器与菱形放大模块紧定在一起，菱形放大模块内部的右端面上开有v型槽，压电致动器的半球形端部顶在该v型槽内。菱形放大模块实质上是一种位移放大机构。该喷射式点胶装置具有响应速度快，胶液体积小的优点，但该装置也存在以下不足：

压电致动器右端通过撞击改变菱形放大模块薄壁的厚度以及薄壁和右端面之间的夹角，来改变菱形放大模块的放大倍数。但是，偶尔会出现压电致动器收缩了，菱形放大模块收缩不及时或收缩不回来，撞针收缩不及时或收缩不回来，导致撞针无法规律振动，影响撞针振幅的稳定性，影响点胶的速度，点胶一致性差。

技术实现要素：

本发明就是为了解决现有压电陶瓷致动器驱动的喷射式点胶装置撞针无法规律振动，影响撞针振幅的稳定性，影响点胶的速度，点胶一致性差的技术问题，提供了一种能够保证撞针振幅稳定，点胶一致性好的压电驱动喷射装置。

本发明的技术方案是，包括压电驱动机构和喷射机构，喷射机构设有撞针，压电驱动机构包括支撑架、轴、连杆、第一压电陶瓷致动器和第二压电陶瓷致动器，第一压电陶瓷致动器和第二压电陶瓷致动器并排连接于支撑架的底部，轴与支撑架固定连接；连杆的左端设有铰链孔，轴穿过铰链孔；连杆的右端通过柔性铰链机构与撞针连接；第一压电陶瓷致动器和第二压电陶瓷致动器的顶部与连杆的左端连接。

优选地，连杆的右端设有球形凹槽，撞针的顶部设有球形铰接部，撞针上的球形铰接部与连杆右端的球形凹槽匹配连接。

优选地，还包括压簧，压簧设于支撑架和连杆的左端之间。

优选地，第一压电陶瓷致动器和第二压电陶瓷致动器的顶部端面分别设有球形凹槽，连杆左端底面设有两个球形凸起，两个球形凸起分别与两个压电陶瓷致动器顶部端面上的两个球形凹槽匹配连接。

优选地，铰链孔的长度大于轴的直径。

优选地，还包括第一压簧销轴和第二压簧销轴；压簧有两个，分别是第一压簧和第二压簧；第一压簧销轴和第二压簧销轴分别与连杆的左端连接，第一压簧和第二压簧分别套在第一压簧销轴和第二压簧销轴上，第一压簧和第二压簧的上端顶在支撑架上。

优选地，还包括胶液输送机构，胶液输送机构储胶筒、导胶管和接头，接头与喷射机构连接，储胶筒通过导胶管与接头连接。

本发明的有益效果是，避免发生撞针收缩不及时或收缩不回来的现象，能够保证撞针振动时振幅的稳定性，提高产品的可靠性，保证点胶的速度，提高点胶一致性。

本发明进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是压电驱动喷射装置的立体图；

图2是压电驱动喷射装置的立体图；

图3是压电驱动喷射装置的爆炸图；

图4是压电驱动喷射装置的主视图；

图5是压电驱动喷射装置的剖视图；

图6是图4中c-c方向的剖视图；

图7是连杆的结构示意图；

图8是撞针的结构示意图；

图9是图5中p处的局部放大图；

图10是连杆的右端与撞针上端的连接示意图。

图中符号说明：

1.支撑架，2.轴，3.连杆，4.第一压电陶瓷致动器，5.第二压电陶瓷致动器，6.第一压簧销轴，7.第二压簧销轴，8.第一压簧，9.第二压簧，10.位移传感器支架，11.位移传感器，12.振动感应板，13.储胶筒支架，14.储胶筒，15.导胶管，16.接头，17.阀体，18.端盖，19.喷嘴定位螺母，20.密封垫，21.陶瓷发热片，22.下直线轴承，23.○型密封圈，24.上直线轴承，25.撞针，26.法兰，27.调整螺母，28.弹簧；29.铰链孔，30.球形凹槽，31.球形凸起，32.固定板，33.球形铰接部。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-6所示，压电驱动喷射装置包括支撑架1、轴2、连杆3、第一压电陶瓷致动器4、第二压电陶瓷致动器5、第一压簧销轴6、第二压簧销轴7、第一压簧8、第二压簧9、位移传感器支架10、位移传感器11、振动感应板12、储胶筒支架13、储胶筒14、导胶管15、接头16、阀体17、端盖18、喷嘴定位螺母19、密封垫20、陶瓷发热片21、下直线轴承22、○型密封圈23、上直线轴承24、撞针25、法兰26、调整螺母27、和弹簧28。

支撑架1的右端设有固定板32，固定板32从上到下设有直线轴承安装孔和调整螺母安装孔。上直线轴承24安装在直线轴承安装孔内。撞针25上连接有法兰26，撞针25上部套装有调整螺母27和弹簧28，调整螺母27和弹簧28位于法兰26和固定板32之间，弹簧28的上部伸入调整螺母27。调整螺母27与固定板32内的调整螺母安装孔连接。弹簧28的上端顶在调整螺母27的内孔内，下端顶在法兰26上端面。

端盖18与支撑架1连接，阀体17与端盖18连接，端盖18内安装下直线轴承22。阀体17和端盖18之间连接有○型密封圈23。

胶液输送机构包括储胶筒支架13、储胶筒14、导胶管15、接头16，储胶筒14卡在储胶筒支架13的夹持孔内，其上部连接高压气源，下部经导胶管15和接头16与阀体17内腔相通，在高压空气驱动下，储胶筒14内胶液被挤入撞针25与阀体17内腔的间隙内。

喷嘴定位螺母19的上端部设有外螺纹，喷嘴定位螺母19经外螺纹与阀体17内腔螺纹连接成一体。喷嘴定位螺母19的下端套有密封垫20和陶瓷发热片21。喷嘴定位螺母19内设有与阀体17内腔同轴线的储胶腔和挤胶腔，挤胶腔位于储胶腔的下方。撞针25的下端穿过阀体17和喷嘴定位螺母19的储胶腔，置于挤胶腔内。

固定板32、撞针25、端盖18、阀体17、喷嘴定位螺母19、上直线轴承24、下直线轴承22构成喷射机构。

位移传感器支架10与支撑架1连接，位移传感器11与位移传感器支架10连接。振动感应板12与撞针25连接。位移传感器11用于检测撞针在竖直方向的位移行程，位移传感器11的感应探头与振动感应板12相对应，位移传感器11的信号输出端经导线与可编程逻辑控制器相连接。

如图7和9所示，连杆3的左端中间部位设有铰链孔29，左端的顶面设有用于连接第一压簧销轴6、第二压簧销轴7的两个安装孔，左端的底面设有两个球形凸起31。连杆3的右端设有球形凹槽30，球形凹槽30下方是通道。

如图8所示，撞针25的顶部设有球形铰接部33。

结合5、6和10所示，撞针25上的球形铰接部33与连杆3右端的球形凹槽30匹配连接实现柔性铰链。撞针25球形铰接部33下方部位位于连杆3上球形凹槽30下方的通道内。球面铰链机构更有利于连杆3和撞针25的连接定位，产生的微位移也更加精确。需要说明的是，撞针25的顶部或上部还可以通过其他柔性铰链机构与连杆3的右端连接。

如图9所示，第一压电陶瓷致动器4、第二压电陶瓷致动器5的顶部端面分别设有球形凹槽，连杆3左端底面的两个球形凸起31分别与两个压电陶瓷致动器顶部端面上的两个球形凹槽匹配连接。球面铰接结构的好处是接触时转动灵活且能够适应多个方向上的微小位移变化，能够克服水平平面接触只能在一个方向移动的缺点。

第一压电陶瓷致动器4、第二压电陶瓷致动器5的下部固定安装在支撑架1的底部。第一压电陶瓷致动器4、第二压电陶瓷致动器5并排相对平行设置。

轴2固定连接在支撑架1上，轴2穿过连杆3左端中间部位的铰链孔29，铰链孔29在竖直方向上的长度大于轴2的直径。连杆3能够以轴2为支点在竖直方向上下移动一定位移量。

第一压簧销轴6、第二压簧销轴7分别安装在连杆3的左端顶面的安装孔内，第一压簧8、第二压簧9分别套在第一压簧销轴6、第二压簧销轴7上，第一压簧8、第二压簧9的上端顶在支撑架1上。

下面介绍整个装配设备的工作过程：

第一压电陶瓷致动器4、第二压电陶瓷致动器5同步组合起来作为驱动机构，应用杠杆原理通过连杆3放大位移量，最终使撞针25在竖直方向上下振动。

初始阶段是，首先两个压电陶瓷致动器以相同的位移(大约20μm)向上延伸，连杆3随之向上移动。

在初始阶段之后，两个压电陶瓷致动器在相反方向上致动，以使连杆3围绕轴2转动一定角度，比如第一压电陶瓷致动器4向下收缩20微米，同时第二压电陶瓷致动器5向上延伸20微米。第一压簧8、第二压簧9用于确保连杆3上的球形凸起31与压电陶瓷致动器顶部端面接触。压电陶瓷的位移被连杆3放大，连杆3右端带动撞针25在竖直方向向上或向下移动，使得撞针头部分以0.3mm的行程往复运动。撞针振动的振幅很稳定，提高了点胶的一致性。

关于撞针头部分的行程，实际应用中为0.3mm～0.5mm。连杆3的放大倍数大约是10倍。上述压电陶瓷致动器位移20微米只是举例，位移量根据实际应用情况可以调整。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。