压电驱动滑阀焊锡膏滴注机理与实验研究

发布时间：2017-10-15 08:32

  本文关键词：压电驱动滑阀焊锡膏滴注机理与实验研究

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【摘要】：随着微电子封装技术的蓬勃发展,传统的焊锡膏分配工艺已经不能满足日益增长的技术要求。焊锡膏分配作为SMT技术的第一道工序,同时也是最关键、最重要的工序。在电路板上的焊盘上实现焊锡膏的精准分配,决定了电子元器件固定的机械、电气连接性能。压电驱动滑阀焊锡膏滴注作为一种新兴的的焊锡膏分配技术,以其精度高、一致性好等优点得到了广泛的关注;由于国外的技术垄断,压电驱动滑阀焊锡膏滴注技术一直未在国内推广。因此,对压电驱动滑阀焊锡膏滴注机理的研究尤为重要。本文将对压电驱动滑阀焊锡膏滴注机理进行了相应的研究,根据理论分析制作样机,并进行实验测试分析。本文的主要内容如下:首先,本文对国内外常见的焊锡膏分配技术及对应产品进行了介绍及优缺点分析,阐述了压电驱动滑阀焊锡膏滴注技术的研究现状及课题研究意义;进一步研究了压电叠堆的结构和材料特性,并对影响压电叠堆驱动能力及驱动特性的因素进行了分析,为杠杆位移放大系统提供理论基础。其次,对压电驱动滑阀焊锡膏滴注进行流体动力学分析。焊锡膏是一种固液两相型流体,在细小流道内的流动是层流;对焊锡膏微滴成型原理进行了介绍,对影响压电驱动滑阀焊锡膏滴注的因素进行分析;对压电驱动滑阀焊锡膏滴注流体动力学进行了理论分析,利用Fluent软件对影响焊锡膏滴注的因素进行了有限元分析,得到了滑块的位置、焊锡膏供应压强和针尖孔径对滑阀滴注焊锡膏的影响特性。再者,对压电驱动滑阀焊锡膏滴注装置进行结构设计与动力学分析。根据前面的理论分析,对压电驱动滑阀焊锡膏滴注装置进行结构设计,并对其工作原理进行介绍;对杠杆式位移放大系统进行结构分析;建立压电驱动滑阀焊锡膏滴注装置的动力学模型,对其进行数值分析得到装置的响应时间,并利用Ansys有限元分析软件对其进行有限元分析得到装置各阶固有频率,证明了系统的可行性。最后,制作样机,并根据实验要求搭建实验平台。对杠杆式位移放大系统进行测试,分析得出压电叠堆驱动系统的位移输出特性;分别针对流道重合尺寸、开阀时间、焊锡膏供应气压和针孔直径等方面对试制的样机进行实验分析,分析它们对焊锡膏滴注性能的影响规律;最终通过测试得到在实验条件下试制的样机滴注焊锡膏性能:在压电叠堆驱动电压100V,针头孔径大小0.2mm,开阀时间200ms,驱动气压0.3MPa条件下,焊锡膏微滴的平均质量为2.81mg,质量精度误差为±1.1%。
【关键词】：压电驱动 滑阀 杠杆放大 焊锡膏滴注 流场分析
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN405
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 表面贴装技术概述10-12
• 1.2 焊锡膏分配技术分类及其特点12-16
• 1.2.1 印刷技术12-14
• 1.2.2 喷印技术14-15
• 1.2.3 滴注技术15-16
• 1.3 焊锡膏微滴成型技术的国内外发展现状16-19
• 1.4 本文研究内容19-22
• 第2章 压电陶瓷与压电叠堆的基本理论22-32
• 2.1 压电陶瓷与压电效应22-25
• 2.1.1 压电效应22-23
• 2.1.2 压电性能参数23-24
• 2.1.3 压电方程24-25
• 2.2 压电叠堆25-31
• 2.2.1 压电叠堆的结构25-26
• 2.2.2 压电叠堆基本特性26-31
• 2.2.3 使用方法及注意事项31
• 2.3 本章小结31-32
• 第3章 滑阀滴注焊锡膏的流体动力学原理32-44
• 3.1 滑阀滴注焊锡膏的微滴成型原理32-33
• 3.2 焊锡膏流体力学特性33-37
• 3.2.1 焊锡膏的组成成分33-35
• 3.2.2 焊锡膏流动的基本理论35-37
• 3.3 滑阀滴注焊锡膏流体仿真分析37-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第4章 压电驱动焊锡膏滴注装置的设计与结构分析44-56
• 4.1 压电驱动焊锡膏滴注装置的结构设计与工作原理44-46
• 4.1.1 压电驱动焊锡膏滴注装置的结构设计44-45
• 4.1.2 压电驱动焊锡膏滴注装置的工作原理45-46
• 4.2 杠杆微位移放大机构的结构分析46-47
• 4.2.1 杠杆微位移放大机构的放大倍数46
• 4.2.2 杠杆的应力分析46-47
• 4.3 压电驱动焊锡膏滴注装置的结构动力学分析47-54
• 4.3.1 压电驱动焊锡膏滴注装置的动力学模型47-50
• 4.3.2 压电驱动焊锡膏滴注装置的MATLAB动力学分析50-53
• 4.3.3 压电驱动焊锡膏滴注装置的ANSYS有限元分析53-54
• 4.4 本章总结54-56
• 第5章 压电驱动滑阀焊锡膏滴注实验设计及其结果分析56-66
• 5.1 压电驱动滑阀焊锡膏滴注系统实验平台的搭建56-57
• 5.2 压电叠堆放大机构的测试57-59
• 5.3 焊锡膏滴注微滴成型测试59-62
• 5.3.1 流道重合尺寸对焊锡膏微滴喷射的影响59-60
• 5.3.2 开阀时间对焊锡膏微滴喷射的影响60
• 5.3.3 焊锡膏供给气压对焊锡膏微滴喷射的影响60-61
• 5.3.4 针孔直径对焊锡膏微滴喷射的影响61-62
• 5.4 焊锡膏滴注一致性测试与分析62-64
• 5.5 本章小结64-66
• 第6章 结论66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 作者简介72-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：1036116