基于柔性铰链型位移放大机构的高速喷射点胶头研究

发布时间：2017-09-21 12:41

  本文关键词：基于柔性铰链型位移放大机构的高速喷射点胶头研究

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【摘要】：流体点胶技术是微电子封装行业的关键技术之一,它是一种以受控的方式对胶体进行精确分配的技术。开关阀式喷射点胶技术,相比其它喷射点胶技术,有着胶体适用范围广、工作效率高、喷射胶点一致性好的优点,是流体点胶技术中最重要的发展趋势。针对国内在开关阀式喷射点胶技术中频率较低、胶点体积过大等缺点,本文的研究目的是设计开发出一套以压电陶瓷叠堆作为驱动源的具有自主知识产权的开关阀式喷射点胶头,实现对胶体的高频微量喷射。主要的研究工作如下： (1)提出了开关阀式喷射点胶头中核心部分——位移放大机构的设计方案,通过有限元仿真确定了该放大机构的特征尺寸参数,以此参数加工出位移放大机构样机并进行测试,在压电陶瓷通入电压为200V的条件下,获得最大位移输出为367μm,与仿真结果一致,满足了开关阀式喷射点胶头对阀杆位移的应用要求。 (2)对开关阀式喷射点胶头的点胶过程进行理论分析并建立了流体动力学模型,以此为指导,通过流体仿真软件对比了阀杆与阀座分别为锥面-锥面配合、球面-锥面配合、球面-球面配合等几种组合形式喷嘴的喷射性能,基于工业实际中使用胶体粘度范围广的考虑,最终确定了球面-球面配合的阀杆与阀座配合形式,并对影响该喷嘴性能的阀杆升程和速度参数进行了仿真分析。 (3)完成了开关阀式喷射点胶头的整体设计和装配,设计了阀杆-阀座研磨装置,解决了点胶头的密封问题,在此基础上搭建了包括压电叠堆测温系统、压电叠堆驱动系统等子系统的完整测试系统。 (4)通过对比分析,选择甘油作为实验材料,完成了供料压力、驱动方波占空比、驱动方波频率对喷射胶点直径影响的实验和分析,实验采用粘度为180cps的甘油/酒精混合液能达到的最大喷射频率为400Hz,最小胶点直径为525μm。
【关键词】：喷射式点胶 压电陶瓷 位移放大机构
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN405;TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-13
• 第一章 绪论13-33
• 1.1 流体点胶技术的应用背景13-15
• 1.2 流体点胶技术的分类15-17
• 1.3 喷射点胶技术的分类与原理17-21
• 1.3.1 热气泡式17
• 1.3.2 压电式17-18
• 1.3.3 超声聚焦式18-19
• 1.3.4 气动式19
• 1.3.5 电磁力驱动式19-20
• 1.3.6 开关阀式20-21
• 1.4 开关阀式点胶技术的研究进展21-25
• 1.5 开关阀式点胶头驱动方式的对比与选择25-27
• 1.6 开关阀式点胶头位移放大机构的对比及方案改进27-31
• 1.7 研究目标31
• 1.8 本文的研究内容31-33
• 第二章 基于柔性铰链的位移放大机构仿真设计与实验测试33-55
• 2.1 压电陶瓷叠堆的驱动特性与选型33-37
• 2.2 基于柔性铰链的位移放大机构仿真分析37-49
• 2.2.1 位移放大机构的有限元仿真模型及考察参数37-39
• 2.2.2 位移放大机构的静态性能仿真计算39-46
• 2.2.3 位移放大机构的尺寸确定及谐振频率仿真验算46-48
• 2.2.4 不同结构位移放大机构的性能对比48-49
• 2.3 位移放大机构的性能测试49-53
• 2.3.1 位移放大机构输出位移与电压关系测试50
• 2.3.2 位移放大机构在不同驱动电源下的性能对比50-53
• 2.4 小结53-55
• 第三章 开关阀式喷嘴的设计与仿真优化55-75
• 3.1 开关阀式喷射点胶过程的理论分析55-60
• 3.1.1 开关阀式喷射点胶过程55-56
• 3.1.2 开关阀式喷射点胶过程的流体动力学模型56-60
• 3.2 喷射点胶头喷嘴的仿真设计60-72
• 3.2.1 喷嘴腔的配合形式60-61
• 3.2.2 喷嘴腔仿真模型及参数61-64
• 3.2.3 流体仿真中考查参数的选择64-65
• 3.2.4 不同配合形式喷嘴工作平均压强P的对比分析65-70
• 3.2.5 不同配合形式喷嘴胶体流出时间tO的对比分析70
• 3.2.6 不同配合形式喷嘴胶体射流持续时间ts的对比分析70-71
• 3.2.7 不同配合形式喷嘴的综合分析71-72
• 3.3 阀杆升程与速度对喷嘴性能的影响72-74
• 3.3.1 阀杆升程对喷嘴性能影响的仿真分析72-73
• 3.3.2 阀杆速度对喷嘴性能影响的仿真分析73-74
• 3.4 小结74-75
• 第四章 喷射点胶头测试系统的搭建75-85
• 4.1 喷射点胶头结构设计与加工75-80
• 4.1.1 点胶头的结构与装配75-77
• 4.1.2 点胶头的间隙分析77-78
• 4.1.3 阀杆-阀座研磨装置78-80
• 4.2 喷射点胶头测试系统介绍80-84
• 4.2.1 喷射点胶头测试系统概述80-81
• 4.2.2 压电叠堆测温子系统81-82
• 4.2.3 压电叠堆驱动子系统82-83
• 4.2.4 胶体温度控制子系统83
• 4.2.5 气动子系统与收集平台子系统83-84
• 4.3 小结84-85
• 第五章 点胶头喷射性能的实验研究85-91
• 5.1 流体材料的选择85-86
• 5.1.1 影响点胶头喷射实验的胶体特性参数85
• 5.1.2 部分胶体的特性参数及喷射材料的选择85-86
• 5.2 甘油初步喷射实验86-90
• 5.2.1 不同供料压力的喷射实验分析86-87
• 5.2.2 不同方波占空比的喷射实验分析87-88
• 5.2.3 不同方波频率的喷射实验分析88-90
• 5.3 小结90-91
• 第六章 总结与展望91-93
• 6.1 研究总结91-92
• 6.2 工作展望92-93
• 参考文献93-97
• 致谢97-98
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王振宁;唐正宁;;液体表面张力和粘度对压电喷射液滴形成过程影响的数值模拟[J];包装工程;2010年13期

2 马浩全,胡德金,张凯;基于压电陶瓷驱动的微位移放大机构(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2004年01期

3 罗德荣;黄其煜;程秀兰;;无接触喷射式点胶技术的应用[J];电子与封装;2009年06期

4 张涛,孙立宁,蔡鹤皋;压电陶瓷基本特性研究[J];光学精密工程;1998年05期

5 裴旭;李远s，

本文编号：894587