[發明專利]一種雙流體噴射系統

無效

• 申請號: 201210006942.1
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102527541A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張金松;王志亮;彭鵬;張建華
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B05B7/04
• 分類號: B05B7/04;B05B12/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

????本發明涉及一種雙流體噴射系統，尤其涉及一種高精度、高一致性、微量體積（納升級）、快速響應、可控性好、適用性好（低粘度、高粘度液體）的非接觸式雙流體噴射系統。可以廣泛應用于半導體薄膜制備、復合材料制備、電子封裝、MEMS系統、噴墨、噴涂、粉末冶金、生物醫藥、食品加工、焊接、快速原型制造、燃燒、化工、發動機等領域中多流體的噴射工藝。

背景技術

本發明源于對電子封裝領域膠液噴射技術的研究。

電子封裝技術是當今半導體制造產業的一個重要組成部分，它隨著半導體薄膜制造技術的微型化、集成化而不斷發展，目前呈現出高密度、高效率、低成本的趨勢。膠液分配技術是電子封裝中關鍵技術之一，廣泛應用于芯片貼裝、芯片包覆、導熱硅膠填充、熒光膠涂覆、芯片與基板互連等工藝中。膠液分配技術主要經歷了以下幾個發展階段：大量式布膠（mass?dispensing）、接觸式點膠（contact?dispensing）、非接觸式點膠（non-contact?dispensing）。其中大量式布膠中典型技術主要有絲網印刷和針轉移式點膠，這兩種點膠設備結構簡單且成本低，由于膠點體積量得不到精確控制，其膠點一致性都不均勻。接觸式點膠是點膠針頭將膠液擠出形成膠點與基板的接觸，停留一段時間使膠液浸潤基板，然后點膠頭向上運動，由于膠液與基板的潤濕力大于膠液與針頭的潤濕力，膠液與點膠針頭分離完成點膠過程；典型技術有時間/壓力型、螺桿泵式、活塞式點膠。非接觸式點膠（又稱噴射點膠）中點膠頭與基板不接觸且留有較大距離，并在點膠動作中點膠針頭無運動，從而極大的縮短了點膠周期，提高了點膠速度。主要依靠外部介質給膠液一個較大的動量使其從噴嘴中以較高速度噴射到基板上。典型技術有機械噴針式噴射點膠，噴針的驅動方式包括電磁鐵驅動、高壓氣體和電磁閥組合驅動、壓電陶瓷驅動以及隔膜泵驅動等。非接觸式點膠逐漸成為電子封裝行業主流的膠液分配技術，具有精度高、速度快、微量體積等特點。

目前，噴射點膠設備無論是采用高壓氣體驅動機械噴針，還是電磁鐵、壓電陶瓷、隔膜泵驅動噴針，都存在幾個主要問題：一、點膠頭內均有運動部件（如：噴針）存在，依靠運動部件與點膠頭腔體的碰撞來實現膠液從點膠頭噴射到基板這個過程，由于存在機械碰撞，增大了噴針和閥體的磨損，降低設備的點膠精度及使用壽命；二、噴針的往復運動會引起粘性流體材料對其摩擦導致磨損，降低噴針的運動精度、密封性和噴射膠點的尺寸一致性；三、噴射點膠設備的機械結構較為復雜、維護較為困難。?

發明內容

本發明的目的在于針對上述噴射點膠方法的不足，基于微通道氣液兩相流運動原理，提供一種雙流體噴射系統，能夠實現高精度、高一致性、微量體積（納升級）、快速響應、可控性好、適用性好（低粘度、高粘度液體）的非接觸式流體噴射。

為達到上述目的，本發明的構思是：本發明的雙流體噴射系統包括：（a）氣動模塊，它至少具有一控制信號輸入/輸出口和一脈動氣體輸出口；其中控制信號輸入/輸出口與氣動控制模塊信號輸入/輸出口連通，脈動氣體輸出口與雙流體噴射閥導氣管連通。（b）液動模塊，它至少具有一控制信號輸入/輸出口和一連續液體輸出口；其中控制信號輸入/輸出口與液動控制模塊信號輸入/輸出口連通，連續液體輸出口和雙流體噴射閥導液管相通。（c）控制模塊，它具有氣動和液動控制信號輸入/輸出口，分別與液動和氣動模塊控制信號輸入/輸出口連通，它將控制信號通過端口傳送至執行部件實現其控制功能。（d）雙流體噴射閥，其可將液體材料施加至基板的預定位置上，它至少具有一氣體輸入口、一液體輸入口和一噴嘴出口。

1）氣動模塊

所述氣動模塊依次設有高壓氣體源、空氣干燥機、氣源三聯體、氣體壓力控制單元、氣體流量控制單元以及氣體電磁閥。

????高壓氣體源的輸出口與空氣干燥機的輸入口連通，為系統提供了氣體來源，保障工作介質的存在，高壓氣體由空氣壓縮機提供，氣流穩定性較差，脈動明顯，且含有水分等雜質。

????空氣干燥機的輸出口與氣源三聯體的輸入口連通，通過加熱裝置使輸入的高壓氣體中的濕分（一般指水分或其他可揮發性液體成分）汽化溢出，為下游設備提供干燥的高壓氣體。

????氣源三聯體的輸出口與精密減壓閥的輸入口連通，它由過濾器、油霧器和減壓閥三部分，將經過的、干燥的壓縮氣體中未汽化的液體，再降低壓縮氣體的壓力，去除氣體中的油霧及其它固態雜質，為下游設備提供純凈的氣體。