用于将粘性介质喷射在工件上的方法和装置的制造方法_3

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分别指的是在X、y或Z维度中的移动。因此,如果一部件在X、y和Z方向的每 个中移动,则可W说,该部件S维地移动或在S维中移动。
[0074] 双轴喷射示例实施例
[0075] 至少一个示例实施例提供了将粘性介质沉积/喷射在工件上的双轴喷射设备和 方法。至少该示例实施例提供了用于多个沉积头的双轴机械方案,其中,沉积头中的至少一 个是喷射头。在一个实施方式中,多个沉积头中的至少一个可w是分配头。
[0076]当将粘性介质喷射在相对于喷射头的移动保持在固定位置的工件上时,双轴喷射 设备和方法可增加生产速度。对于多个头构造,喷射速度的增加经由多梁托台获得,其中, 每个沉积头在指定梁上独立地移动,每个梁构造成在垂直于沉积头移动方向的方向上独立 地移动。
[0077] 在该示例中,沉积头组件构造成在=维中并存地和/或同时地移动。
[0078] 图8A是说明将粘性介质沉积/喷射在工件上的双轴喷射设备的示例实施例的示 意性平面图。图8B是图8A所示双轴喷射设备的前透视图。
[0079] 参见图8A和8B,双轴喷射设备包括构造成保持工件W的平台1002。框架FR布置 在平台1002上方。框架FR包括至少两个独立的托台梁1006A和1006B,两个独立的托台梁 彼此平行并在X方向上纵向地布置。第一沉积头组件1004A布置在第一托台梁1006A上, 第二沉积头组件1004B布置在第二托台梁1006B上,W更有效地将粘性介质沉积在工件W 上。每个沉积头组件1004A和1004B构造成将相同或不同粘性介质沉积在工件W上。下面 更详细地讨论示例沉积头组件。根据至少一些示例实施例,沉积头组件1004A和1004B构 造成并存地和/或同时地将粘性介质沉积在工件W上。
[0080] 第一和第二托台梁1006A和100她往复地且可移动地连接在框架FR的相对两侧 之间,框架FR刚性地固定在双轴喷射设备中(或作为双轴喷射设备的一部分)。第一和第二 托台梁1006A和100她可使用轴承等连接到框架FR,W使第一和第二托台梁1006A和1006B 在y方向上沿框架FR滑动,y方向垂直于X方向。第一和第二托台梁1006A和1006B的移 动可由线性电机(未示出)驱动,线性电机在本领域中是熟知的。
[0081] 沉积头组件1004A和1004B可移动地连接到托台梁1006A和100她中的相应一个, 使得沉积头组件1004A和1004B可沿相应托台梁1006A和1006B在X方向上移动。沉积头 组件1004A和1004B的移动可由线性电机(未示出)驱动。在该示例中,托台梁1006A和 100她的移动方向垂直于或基本上垂直于沉积头组件1004A和1004B的移动方向。
[0082] 协调对托台梁1006A和1006B的控制,W防止托台梁1006A和100她及沉积头组 件1004A和1004B之间的碰撞。托台梁1006A和100她及沉积头组件1004A和1004B的协 调运动与沉积头组件1004A和1004B在Z方向上的线性运动能力一起,使沉积头能够在S 维空间中移动(例如同时地和/或并存地),同时将粘性介质沉积在工件W上。
[0083] 沉积头组件1004A和1004B的协调运动还允许基于反馈的喷射/沉积策略和/或 方法,其中,由一个沉积头沉积的粘性介质的体积的不可接受变化可由另一沉积头主动地 修复。运可抑制和/或消除额外对检查步骤的需求。在运方面,可W利用用于至少一个沉 积头的沉积路径的实时再构造。
[0084] 图8A和8B所示双轴喷射设备构造成沉积头组件1004A和1004B能够将粘性介质 沉积在工件W的任何部分上,即,沉积头组件1004A和1004B构造成将粘性介质沉积在工件 W的整个表面上。在图8A和8B所示实施方式的一些实施例中,沉积头组件1004A和1004B 中的一个是喷射头组件,其发射粘性介质小滴,另一个沉积头组件是分配器组件,其构造成 执行粘性介质(例如胶水)在工件上的毛细针分配。
[0085] 沉积头组件1004A和1004B可构造成:发射不同类型/种类的焊膏;发射具有不同 发射物尺寸/范围的小滴(例如重叠或非重叠范围);和/或发射各种类型的粘性介质(焊 膏、胶水等)的小滴。额外地,沉积头组件1004A和/1004B可根据需要用于附加的沉积、喷 射和/修复。
[0086] 根据至少一些示例实施例,至少两个沉积头组件1004A和1004B中的至少一个可 W是分配头(例如用于分配胶水),至少两个喷射头组件1004A和1004B中的至少另一个可 W是基于喷射器的喷射头组件,用于发射焊膏。下面的表1中示出示例沉积物体积、发射物 尺寸及用于喷射和分配的粘性介质类型。尽管表1所示一些示例关于公开的技术的使用分 配头与至少一个喷射头(构造成发射粘性介质小滴)的实施方式进行讨论,但是根据公开 的技术的其它实施方式,两个头都是喷射头。
[0087]
[0088] 表 1
[0089] 发射物/点尺寸的直径取决于沉积物的形式。然而,在一个示例中,约1化的沉积 物体积的大致直径介于约120 ym和150 ym之间,约5nL的沉积物体积的大致直径介于约 250 y m和约350 y m之间,约15化的沉积物体积的大致直径介于约450 y m和约550 y m之 间,约50化的沉积物体积的大致直径介于约600 y m和约700 y m之间。
[0090] 如果至少两个(基于喷射器的)喷射头组件用于发射具有不同发射物尺寸的粘性 介质,则用于至少两个喷射头的发射物尺寸可W位于约1-50化的范围内,运取决于要喷射 的粘性介质。
[0091] 如果至少两个(基于喷射器的)喷射头组件用于发射不同类型的粘性介质,贝U 有利地用喷射头组件之一发射焊膏,用另一个喷射头组件发射粘合剂、导电粘合剂/胶水 或底层填料,因为当前表面安装工艺可得益于适于混合生产、替代板形态、修复应用等的模 块。
[0092] 尽管图8A和8B示出仅两个沉积头组件1004A和1004B及两个托台梁1006A和 1006B,但是示例实施例不应限于该示例。相反地,示例实施例可包括安装在托台梁1006A 和/或1006B上的额外沉积头组件和/或包含额外沉积头组件的额外托台梁。
[0093] 沉积头组件
[0094] 图2和3示出上面关于图8A和8B讨论的沉积头组件(例如,1004A、1004B)的示 例实施例。尽管图2和3所示示例关于沉积头组件1004A进行讨论,但是应理解,沉积头组 件1004A和1004B可W是喷射头组件,沉积头组件1004B可W与沉积头组件1004A相同或 基本相同。在图2和3所示实施方式的至少一些示例实施例中,沉积头组件1004A和1004B 之一是发射粘性介质小滴的喷射头组件,另一个沉积头组件是构造成执行粘性介质到工件 上的分配的分配器组件。
[0095] 参见图2和3,沉积头组件1004A包括组件保持器11,其构造成将沉积头组件 1004A连接到对接装置8的组件支撑件10。沉积头组件1004A还包括组件壳体15和供给 容器12,W提供对粘性介质的供给。
[0096] 沉积头组件1004A经由气动接口连接到真空喷射器和加压空气源,气动接口具有 定位成W气密接合的方式与对接装置8的具有出口 41的互补气动接口接合的入口 42。出 口 41经由对接装置8的内部导管连接到入口接头9。
[0097] 沉积头组件1004A可构造成:发射不同类型/种类的焊膏;发射具有不同发射物 尺寸/范围的小滴(例如,重叠或非重叠范围);和/或发射各种类型的粘性介质(焊膏、 胶水等)的小滴。额外地,沉积头组件1004A可用于附加的喷射和/修复。
[0098]图4更详细地示出包围在组件壳体15中的零件的内容物和功能。
[0099] 参见图4,沉积头组件1004A包括冲击装置。在该示例中,冲击装置包括压电致动 器21,其具有许多比较薄的压电元件,压电元件堆叠在一起形成致动器部分21a。致动器部 分21a的上端刚性地连接到组件壳体15。沉积头组件1004A还包括刚性地连接到组件壳体 15的衬套25。冲击装置还包括柱塞2化,其刚性地连接到致动器部分21a的下端。柱塞2化 可轴向地移动,同时滑动地延伸通过衬套25中的活塞孔35。提供杯形弹黃24W抵抗组件 壳体15弹性地平衡柱塞2化,并给致动器部分21a提供预载。喷射控制单元(未示出)间 歇地对压电致动器21施加驱动电压,从而导致其间歇延伸,并因此导致柱塞2化根据模式 印刷数据相对于组件壳体15的往复移动。
[0100] 柱塞2化的活塞部的冲击端表面38相对靠近喷嘴26布置。喷射室37由柱塞2化 的端表面38、喷嘴26的柱形内壁、喷嘴26的上表面92 (图7)和喷嘴空间28的上部96 (图 7)限定。因此,喷射室37连接到喷嘴空间28的上部。柱塞2化朝向喷嘴26的轴向移动 (由压电致动器21的间歇延伸引起)可导致喷射室37的体积减小(例如,比较快速地减 小),由此导致喷嘴空间28中的粘性介质经由喷嘴出口 27的加压(例如快速加压)和喷 射。
[0101] 焊膏经由供给器23从供给容器12 (图3)供给到喷射室37。供给器23包括电机 (未示出),其具有电机轴29,电机轴部分地设置在管状孔30上,管状孔延伸通过组件壳体 15到达出口端口 36。出口端口 36经由设置在壳体15中的管状孔31与喷射室37连通,环 形空间形成在柱塞2化的活塞部与分别由活塞孔35和喷嘴26的上部柱形内壁40提供的 柱形内壁之间。环形空间从管状孔31的出口向下延伸到喷射室37。
[0102] 电机轴29的端部形成可旋转进给螺杆32,其与管状孔30共轴地设置在管状孔中, 并终止于出口端口 36。可旋转进给螺杆32的主要部分由管道33围绕,管道由弹性体等制 成,与管状孔30共轴地布置在管状孔中。可旋转进给螺杆32的螺纹与管道33的最内表面 滑动接触。管道的替代物的示例是弹性的橡胶0形环的阵列。
[0103] 沉积头组件1004A还包括板状或大致板状喷射喷嘴26,其可操作成朝向工件引 导,小的粘性介质小滴要喷射在工件上。通孔穿过喷射喷嘴26形成。
[0104] 图7更详细地示出喷嘴26的公开的技术的示例实施方式。
[0105] 参见图7,通孔由第一截头圆锥部91和第二截头圆锥部93限定,第一截头圆锥部 从喷嘴26的顶表面92向下延伸通过喷嘴26的厚度的一部分(例如大部分),第二截头圆 锥部93从喷嘴26的底表面94向上延伸到达第一截头圆锥部91的顶部平面。因此,截头 圆锥部91、93的顶部指向(或面向)彼此。第二截头圆锥部93的顶部直径大于第一截头 圆锥部91的顶部直径。第一和第二截头圆锥部91、93通过环部95连接,环部与喷嘴26的 顶部和底部表面92、94平行。第一截头圆锥部91的顶部限定出喷嘴出口 27,粘性介质小滴 经由该喷嘴出口 27喷射到工件上。而且,喷嘴空间28由第一截头圆锥部91的内壁限定。 因此,喷嘴出口 27位于喷嘴26的环部95处。
[0106] 喷嘴26的上部96(第一截头圆锥部91的基底)布置成接收粘性介质,粘性介质 被迫通过喷嘴空间28,离开喷嘴出口 27。
[0107] 参见图4,板或壁14 (还在图3中示出)布置在喷嘴出口 27的下方或下游,如在喷 射方向上观看时。板14具有通孔13,喷射的小滴通过该通孔,而不会由板14妨碍或不利地 影响。因此,孔13与喷嘴出口 27同屯、。板14与喷嘴出口 27间隔开。在板14和喷嘴出口 27之间形成气流室44。室44是充当与真空喷射器连接的通道或引导件的空间,真空喷射 器用于在喷嘴出口 27处或经过喷嘴出口 27产生例如由图7
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