[實用新型]一種壓電噴射閥用復合材質撞針

有效

• 申請號: 201920324232.0
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN210357624U
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 劉樂;張淑蘭
• 申請（專利權）人: 北京派和智能裝備技術有限公司
• 主分類號: B05B5/025
• 分類號: B05B5/025
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 白芳仿

本實用新型一種壓電噴射閥用復合材質撞針涉及一種用于壓電噴射閥的撞針。其目的是為了提供一種可以顯著降低加工成本及加工難度的撞針。本實用新型一種壓電噴射閥用復合材質撞針包括相互配合的撞桿和撞針頭兩部分，所述的兩部分是采用不同材質并組裝成一體的復合材質結構撞針。本實用新型的撞針可在兼顧撞針加工成本的同時，利用復合材質撞針結構易于撞針與噴嘴之間的密封，提高點膠閥的工作效果。

技術領域

本實用新型涉及一種微電子封裝、電聲等領域的噴射裝置，特別是涉及一種用于壓電噴射閥的撞針。

背景技術

流體噴射技術是微電子封裝、電聲領域中的一項關鍵技術，它可以構造形成點、線、面(涂敷)及各種圖形，廣泛應用于電子制造、封裝倒扣和芯片涂敷等領域，是微電子封裝、電聲領域的關鍵技術。流體噴射技術以受控的方式對流體進行精確分配，可將理想大小的流體(焊劑、導電膠、環氧樹脂和粘合劑等)轉移到工件(芯片、電子元件等)的合適位置，以實現元器件之間機械或電氣的連接，該技術要求噴射系統操作性能好、噴射速度高且點出的點滴一致性好和精度高。

而流體噴射技術主要有兩種，接觸式噴射和非接觸式噴射,其中接觸式噴射為傳統的噴射技術缺陷比較多。而非接觸式噴射，又可分為氣動式噴射和壓電驅動式噴射。

其中，氣動式噴射的噴射裝置由于空氣的可壓縮性，致使噴射量的一致性受到限制，同時工作頻率不可能達到太高，一般在150Hz～200Hz。而壓電驅動式噴射采用杠桿放大原理或液壓放大原理將疊層壓電陶瓷的微小位移進行放大，然后驅動撞針與撞針閥座配合實現流體的噴射。這種采用疊層壓電陶瓷噴射的方式不僅實現了非接觸式噴射，還解決了空氣動力源噴射噴射點滴一致性不是很理想的問題，并且噴射頻率最高可以達到1000Hz，大大提高了噴射速度。

但是現有的用于壓電驅動式噴射的撞針對于點膠閥的點膠穩定性來說是一個干擾因素，由于目前單體撞針采用的都是高強度材質，一旦與其配合的工件加工精度不夠或者裝配精度出現偏差，撞針與噴嘴的第一個撞擊點必然偏離噴孔軸線，后續的撞擊點依然會偏離噴孔軸線，最終導致點膠效果惡化，造成點膠方向偏離軸線或者噴孔掛膠的現象。

同時現有撞針加工難度較大，成本較高。隨著壓電噴射行業的發展，對撞針結構的要求會越來越高，撞針的結構及材質勢必發生變化。例如加長撞針的長度，將撞針的下表面積縮小或者增大，將撞針設計為分體式等等。

由于目前各廠家點膠閥所用撞針整體上采用同一種材質，剛度均勻，難以適應點膠系統對撞針不同部位不同剛度的要求。比如：在撞針端部希望材質硬度大且耐磨，在撞針的中部和后部希望材質韌性好易變形，但是如果撞針采用單一材質，通過機加工獲得的整體結構各部位剛度基本一致，就很難同時滿足上述要求。

為此個別廠家點膠閥所用撞針為滿足剛度需求，其撞桿部采用易變形的材質，在撞針前端采用內嵌耐磨球的方式實現，但是內嵌耐磨球的主要問題在于：撞桿端部的內孔中放置耐磨球，內孔的邊沿需要高過耐磨球的半徑，且需收口將耐磨球包住，這種裝配耐磨球的工藝比較復雜，如果收口工藝不到位，耐磨球在使用過程中易掉出來，而且收口的撞桿邊沿易與所要接觸密封的噴嘴表面產生干涉，導致撞針與噴嘴之間的密封失效。

綜上所述，目前壓電驅動的噴射閥較氣動式噴射閥對撞針的要求高出許多，加工成本較高，工程應用效果難以達到更高的要求。

其中比較典型的是美國諾信公司的PICO噴射閥。該PICO噴射閥(見圖1)采用一塊疊層壓電陶瓷作為致動元件，壓電陶瓷內部由兩部分組成，分別為上壓電陶瓷2和下壓電陶瓷3，這兩部分壓電陶瓷型號尺寸一樣，每部分疊層電極采取的是并聯叉指狀連接方式；裝配時疊層壓電陶瓷(2+3)夾持在位移放大機構4與閥體1之間，由緊固螺栓5緊固連接；圖2中撞針7在驅動器的作用下上下運動，通過與噴嘴8(參見圖3)的撞擊將流體噴射出去。

綜上，該類撞針存在以下缺點：

該撞針為單一整體，加工難度大，某些工藝水平無法達到設計要求，限制了設計空間；