专利名称：具有改进型密封推进螺杆的液体分发系统及分发方法
技术领域：
本发明涉及一种将经计量的粘性液体量分发在工件上的系统及方法。
背景技术：
在各种应用中，应用不同类型的机械计量分发少量液体。在表面封装印刷电路板的组件中，一种应用就是将许多胶粘液体的液点分发在电路板上以连接元件；另一种应用是将材料分发在一个区域上以封装芯片和/或对倒焊芯片进行底层充填。希望这些分发机械能连续运行，以获得高的生产率，也希望这些机械具有高的重复率，即，能在一个十分小的容差范围内分发具有相同尺寸的液点区域。
某些分发液点的系统，包括较早的设计在内，应用液体容器上的高压脉冲器，并具有一个单独阀门以控制流量。这类系统用另一种系统加以改进，在这种系统中，应用正压旋转排量泵以代替高压脉冲器。在由Knight工具公司(本发明的代理人)生产、并由CAM/A LOT以Camelot名作为商标分销的一种型号中，一根推进螺杆安装在推进腔内，并加以旋转以供应经精心计量的液体量。采用可控电磁操作离合器连接一台马达与螺杆。离合器具有一块由马达连续旋转的顶板和一块底板，该底板通过包括金属波纹管在内的中间连接构件与推进螺杆进行可旋转的连接。要分发的液体保存在柱形容器中，并在约10PSI的常压下充至推进腔中，这一压力被认为是相当低的。
为分发液体，控制器向离合器发出一个短促、定时的电信号，该信号在顶板和底板之间感应磁吸引力。此吸引力引起这两块板啮合，并在一个短促的时间间隔内一起旋转，从而引起推进螺杆旋转，从推进腔通过喷嘴分发小量的液体。控制器还控制导杆马达，以便沿三个相互垂直的轴向，将分发器移动至要求的位置上。
其它采用正压旋转排量泵的系统应用步进马达来驱动泵，这样的步进马达必须频繁开、关。因而，这样的马达必须相当经久耐用，从而它们能多次起动和停止，而不致失效。
这种通常类型的分发系统可用于分发一个面积的高粘性液体以覆盖半导体装置的顶部进行上封装，或者围绕和在倒焊芯片(flip chip)之下供应底层填料以获得热导率。当液体在装置上或围绕装置硬化后，它封装装置，并对其进行保护。为覆盖这片面积，分发器以选定的形式，诸如扫描光栅形式或螺旋线形式进行移动。
在这些分发系统中，分发体积的精确度是至关重要的。用于封装和底层充填的材料充填有磨料拉子，并具有十分高的粘度，通常为105至106厘泊。因此，对保存液体的容器至少要提供约30～40PSI的压力，以便克服容器中的摩擦，并分发液体。假如压力不是适当地注入至推进螺杆中的，则在液体中就会出现空气的气泡，对精度起反面影响(这一问题就是已知的“空蚀”问题)。而且，与液点分发系统相比，这一压力仍相当高，因而液体能通过推进腔渗漏，并在分发循环之间，通过喷嘴而泄漏。这种泄漏的液体对精度造成严重的影响。
为阻止这样的渗漏和泄漏，完成了若干型号的分发器，这些分发器具有带可逆驱动的直接驱动步进马达，以便在分发循环完成之后，吸回液体。但是，马达快速、频繁的换向会对马达的磨损有不利影响，这于精度也不利。
发明目的和内容本发明的一个目的是改进液体分发系统的精度。
本发明另一目的是提出一种可靠的液体分发系统，它不会在分发循环周期之间发生泄漏。
本发明的再另一目的是提出一种液体分发系统，其零件能经受重复使用，从而能被使用很长时间。
本发明的还另一目的是提出一种分发器，它以紧凑组件来符合这些另立目的。
本发明包括一种液体分发系统和一种分发方法，同时，在分发周期之间基本阻止有通过喷嘴出口的不良泄漏。该分发器具有一个带壳体的套筒，它将推进螺杆和推进腔包围于其中。推进腔接受液体输入，而推进螺杆将液体从腔通过喷嘴中的出口推动至一件工件上。推进螺杆也起推进腔和喷嘴出口之间的阀门作用。推进螺杆受控地进行移动，从而一个端部移动进、出推进腔和喷嘴出口之间的阀座。阀座可形成于喷嘴本身上，或形成于推进腔和喷嘴之间。当螺杆位于阀座中时，密封足以阻止液体流过密封。
推进螺杆最好在其螺纹形成和形状方面具有改进的设计，包括沿螺纹间轴向的曲线轮廓线。此轮廓线减少螺杆周围空气存在的空间，增加螺杆与液体接触面积的百分比。由于接触面积量的改进，围绕螺杆形成气袋的机会就少一些，从而减少了压力变化，不然它会引起泄漏。为增加每转一圈分发的流体量，将螺杆的螺纹成形成具有若干条螺旋线通道，最好有两条围绕螺杆相距180°的通道。如此形成的通道，使改进后的螺杆与已知的螺杆相比，每寸具有双倍的螺纹数。
在一个推荐实施例中，推进螺杆一体地形成在驱动轴中，因而驱动轴和螺杆可一起轴向移动和转动。环状箍与驱动轴刚性连接，而活塞则套在驱动轴上，并紧挨箍地放置在箍之下。活塞被弹簧压向下，但能受到向上指向的气体压力，最好是空气压力，从而引起活塞顶着箍上升，这样，螺杆就离开阀座上升。当空气压力停止时，螺杆受第二弹簧压力下降，从而它倚靠在阀座中。可用气体入口代替弹簧，这样，就能通过使用气体压力，使活塞既能上升，也能下降。在活塞之上可设置一个可手动操作、可调节的、刻有螺纹的微计量器，用以控制挡板箍和轴之间的间距。此微计量器使用户得以可调节地控制轴和螺杆上升的高度，最好在约为0～0.1寸的范围内。
在另一实施例中，螺杆包括一个套在其下端部的环状螺母。螺母和环绕推进腔的壳体限定一个环状阀座。通常推进螺杆受到弹簧压力，而下降至液体能流动的位置。为切断液体流动就提升螺杆。通过提升螺杆以阻止流动，产生一个轻微的抽吸作用，从而进一步阻止泄漏。可应用弹簧以获得向下的压力，或者提供气体输入以便既能提升，又能下降螺杆。
发明还包括一种进行分发的方法，该方法包括的步骤有将推进螺杆轴向移出阀座，转动螺杆以分发液体，以及将推进螺杆轴向移入阀座，以便将推进腔中的液体与喷嘴隔离开。在进行这些步骤之前，可进行轴上升量的调节步骤。这些轴向移动步骤可进行如下，即借助提升螺杆，使其离开喷嘴，从而使流动得以进行，以及借助向着喷嘴下降螺杆，以密封腔，或反之亦然。
在一些可操作的替代实施例中，一种液体分发器具有一个针阀，其中竖直指向的指针上升、下降，以便与阀座形成密封。相对竖直指针成锐角延伸的是一个装有一个接受液体用的推进腔的和一根推进螺杆的套筒。在此实施例中，推进螺杆对液体进行计量，而针阀则可分别驱动以打开和关闭阀门。虽然这样的一种装置是一个可操作的实施例，但它逊色于采用螺杆进行计量和阀门双重作用的装置，因为它的紧凑性比较差。另一种可单独控制的阀门可以是例如一种转动球阀，这种球阀具有一个开口，该开口可对准推进腔和喷嘴出口之间的通道。
一根起阀门和推进器双重作用的、单独的推进螺杆使分发和阀门作用能有效和紧凑地进行。通过对推进螺杆进行改进设计，每封一圈能分发的液体体积增加，泄漏进一步减少，因为环绕螺杆的压力变化较少。其它的特性和优点将由下述详细说明、附图和权利要求变得更为清晰。
附图简述
图1A-1C是本发明第一实施例提出的泵组件的三种运行状态的横截面图，即相应为关闭状态、打开状态和过渡状态。
图2是图1A-1C中泵组件套筒的特写横截面图。
图3是本发明第二实施例提出的泵组件的横截面图。
图4是装有可调节微计量器的本发明第三实施例的横截面图。
图5A-5B是本发明第四实施例的横截面图，其中的阀门布置不同于第一实施例的阀门布置。
图6是本发明提出的控制系统的方框图。
图7A、7B和7C相应为现有技术中推进螺杆、本发明提出的推进螺杆的第一和第二实施例的横截面图。
图8是一种装有推进螺杆和针阀的分发器的一个实施例的横截面图。
详细说明本发明借助防止液体通过喷嘴进行不利的泄漏，从而改进了液体分发的精度，同时提供了一种紧凑的结构，并避免了对马达的过度磨损。本发明的液体分发系统具有一根推进螺杆，它推进液体，且还能轴向移动，进、出阀座。因而，螺杆既起计量装置的作用，也起阀门的作用。当需要分发液体时，推进螺杆从阀座移出，以打开推进腔与喷嘴出口之间的通道；液体分发之后，推进螺杆移入阀座，从而推进腔与出口基本隔绝，以防止泄漏。螺杆最好还具有改进的螺纹外形和增多的螺线数，以增加液体围绕螺杆的体积和填充，从而以较少的转数，更有效地提供更多的液体。
请参考图1A-1C及图2，作为分发器的泵组件10具有一个套筒11，它接受通过液体进口12流入的液体，并可控制地引导一个小剂量的液体通过喷嘴14中的出口15。喷嘴14倚靠在攻有螺纹的螺母17中，螺母17则拧在套筒11上。套筒11具有一个带内孔的壳体20，内孔中安入着一根推进螺杆16。推进腔18不是明显地表示成一个开阔的范围，而是一个限定于螺杆16与壳体20之间的区域。螺杆16可控制地旋转以便引导液体向下通过喷嘴14的出口15，从而在如印刷电路板等的工件22的一个区域21上分发液体。
液体最好是高粘性的液体(约大于105厘泊)，它分发在半导体装置上以将其封装，或围绕芯片而分发以便对其进行底层填充。液体最好在约为30～40PSI的常压下保存在容器(未表示)中。当分发是为了进行封装时，泵组件10在通常平行于芯片的x-y平面内移动，并采用步进马达(未表示)沿z轴(垂直x-y平面)上升和下降。根据芯片的安装方式，最好首先用粘性十分高，约106厘泊，的液体围绕边界建立一屏障，然后用约105厘泊的高粘性液体填充至屏障围绕的区域中。这两种分发步骤通常由并排安装的单独分发器进行。在有些情况下，可能不必要形成一个屏障；如，芯片放置在电路板的凹陷区域中。当进行底层充填时，液体围绕芯片进行分发，并被吸至芯片下，以充填芯片与电路板之间的垂直间隙。
请特别参考图2，推进腔18在其最上端应用O形圈24在来自弹簧32的压紧下，被密封。弹簧32伸展在上侧第一垫圈30的下侧和下侧第二垫圈34的上侧之间，而下侧第二垫圈转而又具有一个接触O形圈的下侧。第一垫圈30被螺母28压紧，该螺母28拧入在套筒壳体20上端。
请再参考图1A-1C，螺杆16可旋转地与马达40连接，并受其驱动，马达旋转输出轴42，该输出轴42与诸如金属波纹管的柔性第一接头44连接，第一接头44应用键槽(未表示)与驱动轴46连接，这使相对轴向运动得以进行，但保持刚性的旋转运动。螺杆16最好通过在轴46的下端进行切削螺纹而制成，这样，轴46和螺杆16是一件一体工件。这些螺纹从轴的下端延伸至稍高于液体入口12的位置。作为套环的轴肩48安装在垫圈30上，并用径向定位螺钉49夹持在位。这样，输出轴22、驱动轴46、螺杆16、第一接头44以及轴肩48均是轴向对准的，且全部一起旋转；而驱动轴46、轴肩48和螺杆16则一起轴向运动。
这些轴向部件紧凑地安装在分发器10中，同时，下壳体60套在套筒壳体20上，下盖62放置在下壳体60之上，上壳体64放置在下盖62之上，而上盖66放置在上壳体64之上。马达40安装在上盖66之上，因而输出轴46通过上盖66中的开口而伸出。
马达40可以是步进马达，它短时间间隔地停顿和起动以旋转螺杆。一种替代方案是，螺杆16可通过离合器机构与马达进行可旋转的连接。带离合器的结构要求离合器作为附加部件，但其优越性在于，马达可连续地工作，而不是频繁停顿和起动。对于较为连续的流动而不是点状分发的应用，诸如采用封装液体覆盖一个区域，不带离合器的步进马达可能更有利。
如这里所示(以及如图1B和1C所示)，当螺杆16的下端70位于上部位置时，它与阀座72相隔一个距离。如此处所示，阀座72制作成喷嘴14，虽然阀座可制成为一个位于喷嘴之上的单独工件，或制成其它形式(见图5A和5B)。在此上部位置时，腔18与喷嘴14的出口15间的通道74打开。在下部位置时，螺杆的下端位于由虚线70a(图2)表示的位置，这时，下端倚靠在阀座72上。这样，推进螺杆16将腔18与出口15隔绝，足以基本阻止液体在腔18和喷嘴14的出口15之间流动。虽然所示的推进螺杆16的下端70是圆的，而阀座是锥形的，但下端70和阀座72可具有任何形状，只要它们能相互贴合，基本密封住液体的流动。密封只需对所用具体液体足够就行，该液体可能是十分粘稠的。
螺杆16能可控制地在轴向运动的能力是由一个组件实现的，该组件安装在下盖62之上，并包括一个挡板箍80，它刚性地套在驱动轴46上；一个活塞82，它相对驱动轴46进行轴向运动；一个第一弹簧84，它向下压活塞82；一个第二弹簧86，它向下压轴肩48；一个气体入口88，它提供向上驱动活塞82的空气；以及一个排气口90。
活塞82和弹簧84安装在杯状体96内，并被其套住，而杯状体96则相对壳体而固定，并被上壳体64套住。杯状体96围绕活塞82和驱动轴46，并具有一个下中心孔，该孔略大于活塞82的直径，从而使活塞82得以相对杯状体96而轴向移动。环形盖94具有一个中心孔，其尺寸能安放活塞82以进行相对轴向运动，该环形盖94刚性地安装在杯状体96上，并也被上壳体64套住。
活塞82具有一个带中心孔的轴向长条部分100，驱动轴46通过此中心孔而伸展，因此活塞82与驱动轴46同轴。活塞82和驱动轴46在共同长度的绝大部分范围稍加隔开，但为稳定性起见，在两端接触。在它们的接触部位有一个光滑支承表面，使相对旋转运动得以进行。这样的光滑表面可应用诸如镍和PTFE基镀层的光滑精加工镀层得到。
在活塞82长条部分100的轴向中点有一个从长条部分100径向向外伸展的整体环形架102。在架102的外端有一个上凸缘103和一个下凸缘105，它们相应在架中限定一个上环形凹槽104和一个下环形凹槽106。驱动轴46和杯状体96限定一个环形区域98，在此区域内第一弹簧84和活塞82的架102垂直地移动。第一弹簧84在盖94的下侧和活塞82的上环形凹槽104之间受竖直方向的压缩，从而向下压活塞82。
气体入口88具有一条水平向内的分支和一条竖直向上的分支，用于将空气向上引入至下环形凹槽106以下的区域98。排气口90通过盖94竖直地伸展，使空气得以从区域98排向被上壳体64包围的区域。上壳体64在其侧面具有一些开口，最好在两相对侧各有一个大的开口，使空气得以排出，并由用户向分发器需用气的部分供气。
活塞82的长条部分100在其最上端紧靠在，但不是固定连接在挡板箍80上。箍80是环形的，其截面面积与长条部分100的相似。活塞82与箍80相接的支承表面是光滑的，因此，即使活塞82紧靠箍80，活塞82也不会随挡板箍80和驱动轴46一起转动。
在图1A-1C中展示了驱动轴46和螺杆16的几种不同位置，它们表示三种相应的位置非分发位置、分发位置、和分发与非分发位置之间的一个过渡位置。
请特别参考图1A中表示的非分发位置，气体入口88没有接受空气压力，因此第一弹簧84向下压活塞82，从而活塞82的下凸缘105接触杯状体96。水平放置的排气口89使空气得以从活塞82和螺母28之间的区域排出。位于螺母28(它相对壳体20而固定)和轴肩48之间的第二弹簧86向下压轴肩48，从而引起推进螺杆16的下端70进入阀座72。在此位置，下端70密封推进腔18，并足以阻止任何粘性液体从推进腔18流向喷嘴14的出口15。
请参考图1B，当需要泵组件10分发液体时，空气在压力下如流动箭头110所示地从气体驱动器通过气体入口88输入。此空气流通使活塞向上，从而推动挡板箍80向上。由于箍80是与驱动轴46刚性连接的，而螺杆16则与驱动轴46整体地制成，因而活塞82的向上运动引起驱动轴46(包括螺杆16)上升。将轴肩48向下压的第二弹簧86也受到活塞82和箍80的向上运动而压缩。因此，由通过气体入口88进入的空气所提供的向上的力应足以抵消第一弹簧84和第二弹簧86共同的向下压力。当螺杆16的下端70上升脱离阀座72时，在推进腔18与喷嘴14之间的通道74打开。这时，可由马达40转动螺杆16，引起液体通过喷嘴14进行分发。
图1C表示图1B的打开位置和图1A的关闭位置之间的过渡位置。当通过空气入口88供应的空气压力停止时，空气通过排气口90从区域98排出，第一弹簧84重新又将活塞压向下。活塞82没有与挡板箍80连接，因此，它不会将挡板箍80拉下。但是，由于活塞82不再将驱动轴46和轴肩48向上压，因此螺母28和轴肩48之间的第二弹簧86重又将轴肩48压向下，从而推动驱动轴46下降。这一下降运动使箍80回复至其在图1A中的位置，在此位置时，箍80的顶表面大致与盖94的顶表面取齐，同时将推进螺杆16的下端70推回至阀座72，以堵塞推进腔18与喷嘴14之间的通道74(图1B)，阻止液体的任何泄漏。
图1C表示的只是空气入口停顿后瞬刻时间的第一弹簧84和第二弹簧86之间的相互作用；但是在实际使用中，当活塞82向下移动时，由于第二弹簧86的压力作用，驱动轴46和箍80将随着活塞82下降，因此，在挡板箍80与活塞82之间最多有一个微小的间隙。
请参考图3，在本发明的第二实施例中，用于下压活塞82的弹簧被取消，图1A-1C中的出口90用第二空气入口120代替。在此实施例中，气体入口88用于接受空气，以便如图1B所示那样地驱动活塞82和箍80向上，然后通过入口120引入空气以促进活塞82向下。在气体入口120引入的加压空气使弹簧86将驱动轴46和推进螺杆16推回至下部位置，在此位置时，下端70倚靠在阀座72中。在此实施例中，当空气通过气体入口88和120中的一个引入时，则其中的另一个也可用作气体出口。用于这两个入口的气体驱动器可以是不同的，或是组合在一起的。
请参考图4，在第三实施例中，泵组件还包括一个微计量器124，它使驱动轴126的竖直运动量得以受用户的控制。活塞128在其顶端的小面积上刻有螺纹，而微计量器124具有螺纹内孔，因而它能拧在活塞128的该面积上。微计量器124套着驱动轴126，但不是刚性地与其连接。在其顶表面有一片非金属垫片138按入在微计量器124中。在其外径上，微计量器124具有齿轮齿，这些齿与长条齿轮130的齿啮合。齿轮130与滚花把手132刚性连接，因此，通过转动把手132，可手动地转动齿轮130。用户最好能方便地手动控制把手132。齿轮130具有足够的轴向长度及合适的支承表面，使微计量器124得以相对齿轮130轴向移动。
在图4中，所示微计量器124位于最下的位置，相距挡板箍134约0.1寸，该挡板箍134与驱动轴126刚性地连接(请注意，此处的尺寸是故意放大的，而不是按比例的)。在此位置时，由于活塞128上升时，垫片138几乎没有触及箍134，因此，轴126不上升。
当按所示箭头136a转动把手132时，微计量器124按箭头136b所示相对齿轮130、轴126、活塞128以及箍134轴向向上运动。在其最高的向上位置，垫片138接触(或近似接触)箍134。在此位置时，当活塞128上升时(如在空气压力下)，驱动轴126上升至其最大的量。
微计量器可以替代地设计成一个滚花环，该环可手动触及。这时，单独的滚花把手132和长条齿轮130可取消，从而减少零件数。
把手132的位置最好用阻力夹子(未表示)加以固定，该夹子提供摩擦力以便将把手保持在位。另外，可在微计量器之下放置一个套管，并用一个定位螺丝加以固定。采用这种微计量器时，轴移动的高度可调节约0-0.1寸。微计量器的精确水平高度由用户设置，一般要根据需分发液体的体积，以及液体的粘度而定。一般讲，假如体积和/或粘度高时，微计量器将高一些(靠箍近一些)，从而轴上升得也高一些。
请参考图5A和5B，在第四实施例中，分发器具有一个形成于套筒壳体中的环形阀座。螺杆140具有直径缩小的刻有螺纹的下端142，并包括一个拧在下端142上的螺母143。螺母143最好由硬质合金或某种其它人工材料制成，在螺母的上部外边缘144具有倒角。螺杆140安装在套筒壳体146中，并从而限定了螺杆140与壳体146之间的推进腔。壳体的下部成形成一个环形阀座，它通过与螺母143边缘144的接触被打开与关闭。喷嘴147放置在螺母143之下。
当螺杆位于图5A所示的上部位置时，液体被密封在腔内，不能流达喷嘴147的出口148。当螺杆下降时，如图5B所示，由环形腔形成了一个如箭头所示的环形流动通道。这样，液体就能流过通道149。当分发循环完成时，螺杆上升，如图5A中那样重又进入阀座。此上升动作也是有益的，因为它具有抽吸效果，促进将液体向上吸入至推进腔中。
如图1～3中实施例详细表示的那样，图5中的螺杆可由双向输入气体加以移动，或者用弹簧将螺杆压向上或向下，该弹簧用于克服相对方向的气体输入所产生的压力。
图6给出了对图1～5所示的液体分发系统进行操作的控制系统的框图。控制器150最好包括一个经适当编程的个人机算机，它向马达40发出驱动信号，引起马达40起动或停止，并向气动驱动器152发出信号，引起空气通过气体入口88输入。控制器150还控制其它功能，如对注射器中的液体施加压力、以及驱动导杆马达160，该马达160能引起分发器10沿三个相互垂直的方向移动。
在图3的实施例中，采用两个空气入口以上、下移动活塞，控制器150也控制第二气动驱动器156的运动(它也可以与气动驱动器152结合)。在马达通过离合器160’与螺杆连接的实施例中，控制器150控制信号发生器158(通常以控制器中电路板形式加以提供)，它产生驱动离合器的信号脉冲。
用于控制这些功能的软件在现有技术中是通常熟知的，并适用于完成上述特定功能。通常还需提供的其它熟知软件有，用于接受有关何处和如何分发液体的信息的软件、以及用于根据接受的信息建立程序的软件。
请再参考图1A-1C，本发明还包括将液体分发在工质上的方法。根据这一方法，推进螺杆16上升脱离阀座72，并进行旋转以便通过喷嘴14的出口15分发液体。当一个适当量的液体分发后，推进螺杆16下降，从而它进入阀座72，并将推进腔18与喷嘴14的出口15隔开。推进螺杆16最好是这样上升的，即由控制器向第一气动驱动器发出信号以提升活塞，然后向马达，或向离合器发出信号，从而马达引起螺杆旋转，并从而分发液体。为停止分发，改变向马达或离合器发出的信号，以及向气动驱动器发出信号；或者，在图3的实施例中，向第二气动驱动器发出一个信号。
在图5的实施例中，该方法包括下降螺杆以打开从腔引出的通道、转动螺杆以推进液体，然后提升螺杆以密封腔。
请参考图7A-7C，为进一步提高重复的可靠性，以及防止空气挤压在螺纹间具有方形轮廓的推进螺杆的角中，对螺杆进行了不同于现有螺杆的重新设计。请参考图7A，用于液体分发器的现有技术的螺杆180具有这样的螺纹，即螺纹184之间为矩形横截面区域182。其最大直径(包括螺纹在内)约为0.2寸，而区域182的深度约为0.01-0.03寸，而轴向长度约为0.045寸。虽然这样的设计由于它能为液体提供螺纹间的大体积，因而显得很有利，但已经发现，液体不能完全充满这些区域，且空气聚集在区域182的角落中。由于空气在力的作用下压缩，当力停止作用时，角落中的空气膨胀，并将围绕螺杆16的液体向外推动，从而导致液体通过喷嘴泄漏。
请参考图7B，在本发明提出推进螺杆的第一实施例中，螺杆188具有这样的螺纹190，即螺纹间的区域192具有曲线轮廓，而不是方形轮廓。在此实施例中，螺纹形成约34°的角度，螺杆的最大直径(螺纹至螺纹)约为0.1～0.2寸，而螺纹间轮廓具有的半径约为0.01～0.05寸。
请参考图7C，螺杆194具有约为0.1～0.2寸的相似最大直径，以及约为0.01～0.05寸的半径。螺杆194的结构进一步改变，以提高螺杆每转动一圈分发的液体量。螺杆具有若干条螺旋形的、由螺纹限定的通道，这些通道均匀地围绕螺杆的周边而分布，最好如所示的那样两条按180°相对分布的通道。
虽然这种曲线轮廓使围绕螺杆充满的液体要少于充满矩形区域的液体，但是在螺纹间的填充要更为完全，因此螺纹间受压缩并能膨胀的空气也要少一些。
当上述液体分布器用于在半导体装置上分发液体进行封装或底层充填时，可以连续液流的形式供给液体，以覆盖一个面积，而分发器可应用导杆马达(图6)在一个水平面内按扫描光栅或螺旋线的形式进行移动。上述分发器特别宜于这样的一种应用，因为这种应用要求有高度的精确性。
请参考图8，也可采用其它类型的阀门来实现推进腔200与喷嘴204的出口202之间液体流量的控制。在此实例中，推进螺杆206相对水平和垂直轴成锐角而设置，以便通过喷嘴204顶部的上孔208提供液体。如上所述，推进螺杆206或由马达直接驱动，或通过离合器由马达驱动，以便计量通过喷嘴的液体。除通过马达控制螺杆外，控制器还控制针210以便将其竖直移动，有选择地密封和打开孔208，以阻止液体流动，或使液体得以流动。阀门的功能也可用其它类型的阀门加以实现，诸如球阀，它具有一个偏心孔，该孔能移动，从而与喷嘴中的孔或对准或不对准。
这里提出了独立于推进螺杆，设置针阀、球阀、或其它阀的装置作为替代装置，但这些替代装置比图1A-1C、3、4和5中所示的装置要略为逊色，在这些图中的装置应用单根螺杆就能完成计量和阀门双重功能，从而能更好地控制液体流量、使分发器能安装在紧凑的设备中，其体积不会大于任何没有这种轴向移动推进螺杆的可比较分发器。
对本发明的推荐实施例进行说明后，显然，只要不偏离以下所附权利要求的范围，任何修改都可进行。例如，对相对运动，提出应用向上、向下、水平、及竖直等名词，但是，分发器也可按其它定向而设置。
权利要求
1.一种计量分发小量液体的方法，该方法应用一根推进螺杆将液体从推进腔推至喷嘴以进行分发，其包括的步骤有(a)将推进螺杆从推进螺杆位于阀座产生密封的密封位置移向分发位置；(b)转动推进螺杆，将被分发液体从推进螺杆推向喷嘴；以及(c)将推进螺杆从分发位置移向密封位置以便将推进腔与喷嘴隔绝。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，步(a)和步骤(c)之一包括输入流体以移动与推进螺杆连接的构件，而步骤(a)和步骤(c)中的另一步骤包括停止输入流体。
3.如权利要求1的方法，其特征在于，步骤(b)包括起动马达，该马达与推进螺旋可旋转地相连接。
4.如权利要求1的方法，其特征在于，步骤(b)包括向离合器发出信号，以便将马达与推进螺杆连接。
5.如权利要求1的方法，其特征在于，步骤(a)包括轴向提升螺杆，使其离开喷嘴，而步骤(c)包括向着喷嘴轴向下降螺杆。
6.如权利要求1的方法，其特征在于，步骤(a)包括向着喷嘴轴向下降螺杆，而步骤(c)包括轴向提升螺杆使其离开喷嘴。
7.一种将经计量的小量液体分发在工件上的装置，该装置包括一个壳体；一根推进螺杆，该螺杆具有下端部，并安装在壳体中，推进螺杆和壳体限定接受液体用的推进腔；一个喷嘴，该喷嘴与接受液体用的推进腔相连通，用于接收从所述推进腔出发的流体，并具有一个出口，用于将接受到的液体分发在工件上；一个阀座，该阀座位于所述推进腔和所述喷嘴的所述出口之间；以及一个在密封位置和分发位置之间轴向移动所述推进螺杆的装置，在所述密封位置时，所述推进螺杆的所述下端部位于所述阀座中，以将所述推进腔与所述喷嘴的所述出口隔离开，而在所述分发位置时，所述推进螺杆与所述喷嘴的所述出口之间的流体通道打开。
8.如权利要求7的装置，其特征在于，所述推进螺杆是驱动轴的一部分，而所述移动装置包括一个挡板箍，它与所述驱动轴刚性地连接；以及一个活塞，该活塞套在所述驱动轴上，并至少靠近所述挡板箍而放置，所述活塞可相对所述驱动轴进行轴向移动，以接触所述挡板箍，从而轴向移动所述挡板箍、所述驱动轴和所述推进螺杆。
9.如权利要求7的装置，其特征在于，所述阀座形成于与所述出口相对的所述喷嘴的一个端部。
10.如权利要求7的装置，其特征在于，所述推进螺杆具有螺纹，所述推进螺杆在相邻螺纹间的轴向具有曲线轮廓线。
11.如权利要求10的装置，其特征在于，所述推进螺杆具有若干条由螺纹限定的通道。
12.如权利要求7的装置，其特征在于，所述阀座包括一个位于所述壳体中的环形区域。
13.一种将经计量的小量液体分发在工件上的装置，该装置包括一个推进腔，该推进腔用于接受液体；一个喷嘴，该喷嘴与接受液体用的推进腔相连通，用于接收从所述推进腔来的流体，并具有一个出口，用于将接受到的液体分发在工件上，所述推进腔和所述喷嘴至少部分限定液体流通的通道；一条推进螺杆，该螺杆安放在所述推进腔中，用以从所述推进腔推动液体通过所述通道；以及一个阀门，该阀门位于所述通道中，并可在关闭位置和打开位置之间进行控制，在所述关闭位置时，所述阀门密封所述通道，并足以阻止液体在所述推进腔和所述喷嘴的所述出口之间的流动，而在所述打开位置时，液体能流过所述通道。
14.如权利要求13的装置，该装置还包括一个控制器，该控制器用于可控地引起所述推进螺杆旋转，以及用于可控地移动所述阀门。
15.如权利要求14的装置，其特征在于，所述阀门是一个针阀。
16.如权利要求14的装置，其特征在于，所述阀门是一个球阀。
17.如权利要求14的装置，其特征在于，所述阀门包括一个位于所述通道中的阀座，而所述控制器则通过轴向移动所述推进螺杆进、出所述阀座，来控制所述阀门的状态。
18.如权利要求13的装置，其特征在于，所述阀门包括一个形成于所述喷嘴中的开口。
19.如权利要求13的装置，其特征在于，所述阀门包括一个围绕所述螺杆的环形环。
20.一种螺杆，该螺杆用于将液体分发器组件中的高粘性液体从推进腔推动至喷嘴，以便分发在工件上，该螺杆具有螺纹，并在螺纹间沿轴向方向向上具有曲线轮廓线，螺纹应切削成至少具有两条呈螺旋线形状的单独通道。
全文摘要
一种液体分发器,该分发器具有一根起计量和阀门双重作用的推进螺杆(16)。推进螺杆(16)可在一个液体能流动的位置和一个液体通过喷嘴的流动被基本阻止的密封位置(图2中的虚线)之间进行轴向移动。螺杆(16)最好设计成,在螺纹(190)之间具有曲线轮廓线(图7B),并具有若干条由螺纹限定的通道(图7C),以便使液体能更完全地填充在螺杆周围,并比现有螺杆结构,能用较少的螺旋圈数,分发较多的液体。
文档编号B05C5/02GK1202965SQ96198469
公开日1998年12月23日 申请日期1996年11月20日 优先权日1995年11月22日
发明者托马斯·J·怀特, 威廉·A·卡瓦拉罗 申请人:卡默洛系统公司