为了研究气压驱动的喷射点胶过程,建立了撞针气缸模型及点胶阀模型;仿真分析了气缸内压力变化对撞针运动特性的影响及撞针运动特性对点胶性能的影响。仿真结果表明不合理的气缸管道结构会造成撞针的响应延迟;过大的驱动气压会导致气泡混入胶水。最后设计DOE实验,仿真分析了腔体尺寸对胶量、喷射速度的影响;实验分析了工艺参数对胶量的影响;并利用Minitab分析仿真和实验结果,其中腔体结构中,胶量对喷嘴直径最敏感而喷胶速度对撞针球面半径最敏感。工艺参数中,供胶压力对胶量影响最大。结论对喷射阀结构设计及工艺参数设定具有指导意义。

气动喷射阀是微电子封装中不可或缺的封装设备,但现有气动喷射阀在喷射高黏胶液时仍不能完全满足工业界对胶滴一致性的需求,原因在于其喷射高黏胶液时常出现因喷射速度太小而导致的挂胶漏喷现象.要减小上述现象的发生概率,就必须提高现有气动喷射阀的高黏流体喷射能力.回流间隙作为气动喷射阀的关键尺寸,直接影响着喷射阀的喷射能力.为了通过优化回流间隙来提高喷射能力,首先建立气动喷射阀的胶液喷射数值仿真模型并通过实验验证其可靠性,同时基于不同回流间隙的仿真数据建立了相应的高斯拟合模型.然后利用拟合模型以胶滴滴落速度为优化目标对回流间隙进行优化,通过优化前后的喷射对比验证了优化结果的可靠性,最后获得气动喷射阀的最优回流间隙.

胶点的一致性及是否有卫星滴是衡量喷射阀点胶质量的重要指标。为了有效地改善点胶质量,提出了一个数学模型。该模型能根据胶水特性预估其喷射所需的弹簧预压力临界值,通过调节弹簧预压力使喷射速度在临界喷射速度附近,从而达到去除卫星滴和改善胶滴一致性的目的。首先建立了气缸模型和点胶模型,以仿真手段获取点胶过程中撞针受到的胶液阻力和气体阻力;再依据能量守恒定律和喷射理论得出所需的驱动能量,从而计算出所需弹簧预压力;最后通过实验验证了模型的有效性和点胶质量改善方式的可行性,通过该实验获取了直径为0.45 mm,一致性误差小于5%的胶滴。