氣動驅(qū)動的噴射閥、改進(jìn)的噴射系統(tǒng)和改進(jìn)的噴射方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及氣動驅(qū)動的噴射閥、改進(jìn)的噴射系統(tǒng)和改進(jìn)的噴射方法。改進(jìn)的氣動噴射閥包括帶有第一室和第二室的殼體。氣動活塞封閉在室之間。第一電磁閥和第二電磁閥構(gòu)造為分別將空氣壓力供給到室和排放所述室。控制器可操作以調(diào)節(jié)室的加壓和排放。控制器控制用于第一電磁閥和第二電磁閥的控制信號的定時，以控制其間第一室和第二室兩者均被加壓的重疊時段。通過控制該重疊時段，控制器控制噴射閥的驅(qū)動銷的速度且因此控制閥關(guān)閉的速度，以噴射材料滴。這允許閥速度被選擇為對于被噴射的材料的粘性最合適。公開了利用改進(jìn)的噴射閥和系統(tǒng)的多種新方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
氣動驅(qū)動的噴射閥、改進(jìn)的噴射系統(tǒng)和改進(jìn)的噴射方法相關(guān)申請的交叉引用本申請涉及與之同日提交的且名稱為“模塊化噴射裝置（MODULARJETTINGDEVICES）”的申請No.13/219,064（代理人案號No.NOR-1414US），該申請的全部內(nèi)容通過引用并入于此。
本專利技術(shù)總體上涉及流體材料的噴射，且具體地涉及電動氣壓噴射閥、噴射系統(tǒng)和改進(jìn)的噴射方法。
技術(shù)介紹
噴射閥被用在電子封裝裝配中，以將流體材料的微小的滴噴射到基片上。對于噴射流體材料的噴射閥，存在多種應(yīng)用，流體材料諸如是底部填料、封裝材料、表貼粘合劑、焊膏、導(dǎo)電粘合劑和阻焊材料、助焊劑和熱化合物。當(dāng)流體材料的類型改變時，噴射閥必須適于與流體材料的改變相匹配。“噴射閥”或“噴射裝置”是從分配器將材料的微滴排出或“噴射”以落在基片上的裝置，其中微滴在與基片接觸之前從分配器噴嘴離開。因此，在噴射閥類型的分配器中，所分配的微滴在分配器和基片之間“飛行”，且對于分配器和基片之間的距離的至少部分，所述微滴不與分配器或基片接觸。可通過噴射閥噴射的材料可具有不同的特征，例如粘性、彈性等。當(dāng)特征改變時，要求不同的針閥速度以促進(jìn)從噴射閥的正確的噴射。針閥速度影響噴射的流體材料的關(guān)鍵特征，例如正確的分裂、點(diǎn)速度和衛(wèi)星滴的生成。一般地，與更稀薄的粘性更低的材料相比，更濃的粘性更高的材料的噴射要求更高的針閥速度。噴射閥可以是以電動氣壓方式使用氣動活塞促動的，氣動活塞移動針閥，其用于在針閥撞擊閥座時噴射流體材料。在用于電動氣壓噴射閥的常規(guī)設(shè)計中，單個電磁閥以將空氣壓力輸送到氣動活塞以打開噴射閥，且使用返回彈簧將噴射閥以足夠快的速度關(guān)閉以噴射材料的微滴。作為結(jié)果，針閥或驅(qū)動銷的速度不明顯地改變，且總體上維持在相對窄的范圍內(nèi)。如果針閥速度限制為相對窄的范圍，則在該噴射裝置中，可被噴射的材料粘性的范圍同樣受限。雖然常規(guī)的針閥被證明足以應(yīng)對某些應(yīng)用，但仍需要帶有更高的適于不同的流體材料特征的能力的改進(jìn)的噴射閥。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
帶有控制驅(qū)動銷速度的重疊階段的氣動噴射閥在一個實(shí)施例中，提供了與流體材料供給源和空氣壓力供給源一起使用的噴射閥。該噴射閥包括氣動促動器，所述氣動促動器具有氣動活塞和從氣動活塞延伸的驅(qū)動銷。噴射閥進(jìn)一步包括具有第一室和第二室的殼體。氣動活塞被封閉在第一室和第二室之間，且驅(qū)動銷通過氣動活塞移動。第一電磁閥和第二電磁閥連接到空氣壓力的供給源。第一電磁閥具有第一狀態(tài)，其中空氣壓力供給到第一室以將第一力施加到氣動活塞以在第一方向上移動氣動活塞和驅(qū)動銷。第一電磁閥具有第二狀態(tài)，其中第一空氣室被排放到環(huán)境壓力。第二電磁閥具有第一狀態(tài)，其中空氣壓力被供給到第二室以將第二力施加到氣動活塞以在第二方向上移動氣動活塞和驅(qū)動銷。第二電磁閥具有第二狀態(tài)，其中第二空氣室被排放到環(huán)境壓力。噴射閥可進(jìn)一步包括流體室和噴嘴。流體室可包圍閥座和閥元件。噴嘴具有與閥座流體連通的分配孔和流體通道。閥元件可移動到與閥座接觸的位置，以將材料的微滴從分配孔噴射。噴射閥的控制器可操作以將第一電磁閥保持在第一狀態(tài)第一時段、且將第二電磁閥保持在第一狀態(tài)第二時段，其中第二時段的開始跟隨第一時段的開始。在第二時段期間，驅(qū)動銷被移向閥座，且驅(qū)動銷在第二時段期間的移動導(dǎo)致閥元件移動為與閥座接觸以噴射材料的微滴。控制器維持所述第一時段和所述第二時段之間的預(yù)定的重疊階段。在第二時段期間當(dāng)驅(qū)動銷向閥座移動時，重疊階段用于控制驅(qū)動銷的速度，這又控制了閥元件在與閥座接觸時的速度。驅(qū)動銷移動越快，則閥元件移動越快。噴射閥可進(jìn)一步包括包含流體室的流體模塊。在第二時段期間，驅(qū)動銷的移動導(dǎo)致驅(qū)動銷與流體模塊接觸，且驅(qū)動銷與流體模塊的接觸導(dǎo)致閥元件移動為與閥座接觸。噴射閥可進(jìn)一步包括在流體模塊內(nèi)的彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件構(gòu)造為將閥元件偏壓離開閥座。噴射閥的殼體可包括在氣動活塞上施加彈簧偏壓的彈簧。在氣動活塞在第一方向上被供給到第一室的壓縮空氣移動時，彈簧可被壓縮，且在氣動活塞在第二方向上被供給到第二室的壓縮空氣移動時，彈簧可伸展。閥元件噴射閥與閥座接觸的每個移動可操作以將材料滴通過噴嘴孔噴射。具有用以控制氣動噴射裝置的閥速度的使用者接口的系統(tǒng)在另一個實(shí)施例中，提供了包括噴射裝置的用于噴射的系統(tǒng)，所述噴射裝置具有：氣動活塞，其導(dǎo)致閥元件移動而接觸閥座以噴射材料滴；和控制器，其具有允許使用者改變閥元件的速度的使用者接口。噴射裝置可具有在活塞的相反兩側(cè)上的、被獨(dú)立的電磁閥控制的上活塞室和下活塞室，其中閥元件的速度通過控制螺線管控制。在另一個實(shí)施例中，螺線管可被控制以提供希望的重疊時段，在該重疊時段期間，壓縮空氣被同時供給到上活塞室和下活塞室以控制閥元件的速度。用于從具有閥速度使用者接口的氣動促動的噴射裝置進(jìn)行噴射的方法在一個方法中，噴射裝置具有氣動驅(qū)動的活塞，所述活塞導(dǎo)致閥元件移動為與閥座接觸以噴射材料滴，且提供了使用者可使用以輸入信息的使用者接口，所述信息被控制器使用以改變閥元件的速度。噴射裝置可具有在活塞的相反兩側(cè)上的、被獨(dú)立的電磁閥控制的上活塞室和下活塞室，其中閥元件的速度通過控制螺線管控制。在下文中描述了多種其他方法，所述方法在此將不重復(fù)以避免不需要的贅述。附圖說明被合并且形成了該說明書的部分的附圖圖示了本專利技術(shù)的典型的實(shí)施例，且與本專利技術(shù)的在上文中給出的且將在下文中詳細(xì)描述的實(shí)施例的概述一起用于解釋本專利技術(shù)的實(shí)施例的原理。圖1A是根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的噴射閥的透視圖。圖1B是類似于圖1A的透視圖，其中模塊化噴射裝置的外部殼體為描述的目的被移除。圖2是總體上沿圖1B中的線2-2截取的橫截面視圖，但僅示出了加熱器、流體模塊和活塞殼體，和代表了用于供給壓縮空氣到活塞室的部件的功能方框。圖3是圖1和圖2的噴射閥的液壓回路的示意圖。圖4是根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的用于操作圖1至圖3的電動氣壓噴射閥的電磁閥的控制信號的示意圖。圖5是類似于圖4的示意圖，其中用于電磁閥的控制信號的定時被修改，使得其間空氣壓力被施加到空氣室的重疊時間與圖4相比降低。圖6是重疊時間與粘性的關(guān)系的曲線圖。具體實(shí)施方式在如下的一些部分中的副標(biāo)題提供為借助于引導(dǎo)讀者閱讀本專利技術(shù)的多種實(shí)施例、特征和部件中的一些。總體上，本專利技術(shù)的實(shí)施例涉及使用第一電磁閥和第二電磁閥操作電動氣壓促動器的氣動活塞的噴射閥，所述噴射閥往復(fù)移動閥元件以打開和關(guān)閉噴射閥。獨(dú)立的空氣管線與氣動活塞的頂部室和底部室聯(lián)接。第一電磁閥和第二電磁閥獨(dú)立地控制供給到氣動活塞的頂部室和底部室的空氣壓力。第一電磁閥用于打開噴射閥，且第二電磁閥用于關(guān)閉噴射閥。固定到活塞以導(dǎo)致閥打開和關(guān)閉的針閥的速度可通過改變第二電磁閥將壓縮空氣供給到頂部活塞室的動作與第一電磁閥將壓縮空氣供給到底部活塞室的動作的重疊時間量改變。通過在控制所述第一電磁閥和第二電磁閥的電脈沖中控制重疊的量，操作者可控制針閥速度，且因此基于其流體材料的特征選擇或產(chǎn)生對于流體材料的最優(yōu)針閥速度。參考圖1A至圖3，且根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，噴射閥10包括流體模塊12，所述流體模塊12具有閥元件14、電動氣壓促動器16、外部覆蓋件18和流體接口20。外部覆蓋件18由薄金屬板制成，且通過常規(guī)的緊固件緊固到噴射閥10的內(nèi)部框架。噴射閥10包括作為附件安裝到外部覆蓋件18的注射本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于與流體材料供給源和空氣壓力供給源一起使用的噴射閥，包括：氣動促動器，所述氣動促動器具有氣動活塞和從所述氣動活塞延伸的驅(qū)動銷，所述驅(qū)動銷通過所述氣動活塞移動；具有第一室和第二室的殼體，所述氣動活塞被封閉在所述第一室和所述第二室之間；連接到所述空氣壓力供給源的第一電磁閥，所述第一電磁閥具有第一狀態(tài)，在所述第一狀態(tài)中，空氣壓力被供給到所述第一室，以將第一力施加到所述氣動活塞，以用于在第一方向上移動所述氣動活塞和驅(qū)動銷，且所述第一電磁閥具有第二狀態(tài)，在所述第二狀態(tài)中，所述第一空氣室被排放到環(huán)境壓力；連接到所述空氣壓力供給源的第二電磁閥，所述第二電磁閥具有第一狀態(tài)，在所述第一狀態(tài)中，空氣壓力被供給到所述第二室，以將第二力施加到所述氣動活塞，以用于在第二方向上移動所述氣動活塞和驅(qū)動銷，且所述第二電磁閥具有第二狀態(tài)，在所述第二狀態(tài)中，所述第二空氣室被排放到環(huán)境壓力；流體室，所述流體室封閉閥座和閥元件，所述閥元件能夠移動到與所述閥座接觸的位置；噴嘴，所述噴嘴具有流動通道和分配孔，所述流動通道與所述閥座流體連通；和控制器，所述控制器可操作以將所述第一電磁閥保持在所述第一狀態(tài)第一時段且將所述第二電磁閥保持在所述第一狀態(tài)第二時段，所述第二時段的開始跟隨所述第一時段的開始，并且其中所述控制器在所述第一時段和所述第二時段之間維持預(yù)定的重疊時段，所述驅(qū)動銷在所述第二時段期間向所述閥座移動，并且其中所述重疊時段用于控制在所述第二時段期間所述驅(qū)動銷向所述閥座移動時的所述驅(qū)動銷的速度，在所述第二時段期間的所述驅(qū)動銷的移動導(dǎo)致所述閥元件移動成與所述閥座接觸。...

【技術(shù)特征摘要】
2011.08.26 US 13/219,0701.一種用于與流體材料供給源和空氣壓力供給源一起使用的噴射閥，包括：氣動促動器，所述氣動促動器具有氣動活塞和從所述氣動活塞延伸的驅(qū)動銷，所述驅(qū)動銷通過所述氣動活塞的移動而移動；具有第一空氣室和第二空氣室的殼體，所述氣動活塞被封裝在所述第一空氣室和所述第二空氣室之間；連接到所述空氣壓力供給源的第一電磁閥，所述第一電磁閥具有第一狀態(tài)，在所述第一電磁閥的所述第一狀態(tài)中，空氣壓力被供給到所述第一空氣室，以將第一力施加到所述氣動活塞，以用于在第一方向上移動所述氣動活塞和驅(qū)動銷，且所述第一電磁閥具有第二狀態(tài)，在所述第一電磁閥的所述第二狀態(tài)中，所述第一空氣室被排放到環(huán)境壓力；連接到所述空氣壓力供給源的第二電磁閥，所述第二電磁閥具有第一狀態(tài)，在所述第二電磁閥的所述第一狀態(tài)中，空氣壓力被供給到所述第二空氣室，以將第二力施加到所述氣動活塞，以用于在第二方向上移動所述氣動活塞和驅(qū)動銷，且所述第二電磁閥具有第二狀態(tài)，在所述第二電磁閥的所述第二狀態(tài)中，所述第二空氣室被排放到環(huán)境壓力；流體室，所述流體室封裝閥座和閥元件，所述閥元件能夠移動到與所述閥座接觸的位置；噴嘴，所述噴嘴具有流動通道和分配孔，所述流動通道與所述閥座流體連通；和控制器，所述控制器可操作以將所述第一電磁閥保持在所述第一電磁閥的所述第一狀態(tài)第一時段且將所述第二電磁閥保持在所述第二電磁閥的所述第一狀態(tài)第二時段，所述第二時段的開始跟隨所述第一時段的開始，并且其中所述控制器在所述第一時段和所述第二時段之間維持預(yù)定的重疊時段，所述驅(qū)動銷在所述第二時段期間向所述閥座移動，并且其中所述重疊時段用于控制在所述第二時段期間所述驅(qū)動銷向所述閥座移動時的所述驅(qū)動銷的速度，在所述第二時段期間的與所述閥元件聯(lián)接的所述驅(qū)動銷的移動導(dǎo)致所述閥元件移動成與所述閥座接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射閥，進(jìn)一步包括：包含所述流體室的流體模塊，其中在所述第二時段期間的所述驅(qū)動銷的移動導(dǎo)致所述驅(qū)動銷接觸所述流體模塊，并且所述驅(qū)動銷與所述流體模塊的接觸導(dǎo)致所述閥元件移動成與所述閥座接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴射閥，進(jìn)一步包括：在所述流體模塊中的彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件被構(gòu)造成將所述閥元件偏壓離開所述閥座。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射閥，其中所述殼體包括彈簧，所述彈簧在所述氣動活塞上施加彈簧偏壓。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴射閥，其中在所述氣動活塞通過供給到所述第一空氣室的壓縮空氣在所述第一方向上移動時，所述彈簧被壓縮，并且，在所述氣動活塞通過供給到所述第二空氣室的壓縮空氣在所述第二方向上移動時，所述彈簧伸展。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射閥，其中所述閥元件與所述閥座接觸的每個移動將材料滴通過噴嘴孔噴出。7.一種用于噴射材料的系統(tǒng)，包括：氣動噴射裝置，所述氣動噴射裝置具有活塞，所述活塞用于導(dǎo)致閥元件移動成與閥座接觸，以噴射材料滴；和具有使用者接口的控制器，其中所述使用者接口使得使用者能夠改變所述閥元件的速度，其中所述氣動噴射裝置具有在所述活塞的相反側(cè)上的上活塞室和下活塞室，所述上活塞室和下活塞室通過獨(dú)立的第一和第二電磁閥控制，并且其中所述閥元件的速度通過所述控制器通過所述第一和第二電磁閥的螺線管的控制而被控制，其中連接到空氣壓力供給源的第一電磁閥具有第一狀態(tài)，在所述第一電磁閥的所述第一狀態(tài)中，空氣壓力被供給到下活塞室，以將第一力施加到所述活塞，以用于在第一方向上移動所述活塞和驅(qū)動銷，且所述第一電磁閥具有第二狀態(tài)，在所述第一電磁閥的所述第二狀態(tài)中，所述下活塞室被排放到環(huán)境壓力；連接到所述空氣壓力供給源的第二電磁閥具有第一狀態(tài)，在所述第二電磁閥的所述第一狀態(tài)中，空氣壓力被供給到上活塞室，以將第二力施加到所述活塞，以用于在第二方向上移動所述活塞和驅(qū)動銷，且所述第二電磁閥具有第二狀態(tài)，在所述第二電磁閥的所述第二狀態(tài)中，所述上活塞室被排放到環(huán)境壓力；并且所述控制器可操作以將所述第一電磁閥保持在所述第一電磁閥的所述第一狀態(tài)第一時段且將所述第二電磁閥保持在所述第二電磁閥的所述第一狀態(tài)第二時段，所述第二時段的開始跟隨所述第一時段的開始，并且其中所述控制器在所述第一時段和所述第二時段之間維持預(yù)定的重疊時段，所述驅(qū)動銷在所述第二時段期間向所述閥座移動，并且其中所述重疊時段用于控制在所述第二時段期間所述驅(qū)動銷向所述閥座移動時的所述驅(qū)動銷的速度，在所述第二時段期間的與所述閥元件聯(lián)接的所述驅(qū)動銷的移動導(dǎo)致所述閥元件移動成與所述閥座接觸。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述螺線管被控制，以提供希望的重疊時段，在所述希望的重疊時段期間，壓縮空氣被同時供給到所述上活塞室和下活塞室。9.一種用于在用于將材料滴噴射到基片上的系統(tǒng)中從噴射裝置噴射材料滴的方法，所述系統(tǒng)具有所述噴射裝置和控制器，所述噴射裝置具有氣動驅(qū)動活塞，所述氣動驅(qū)動活塞用于導(dǎo)致閥元件移動成與閥座接觸，以噴射材料滴，其中，所述噴射裝置具有在所述活塞的相反側(cè)上的上活塞室和下活塞室，所述上活塞室和下活塞室通過獨(dú)立的第一和第二電磁閥控制，所述方法包括如下步驟：提供使用者接口，使用者能夠使用所述使用者接口以改變所述閥元件的速度；在所述使用者接口處接受來自所述使用者的輸入；和通過控制所述第一和第二電磁閥以提供希望的重疊時段，使用所述輸入來控制所述閥元件的速度，在所述重疊時段期間，壓縮空氣被同時供給到所述上活塞室和下活塞室，其中連接到空氣壓力供給源的第一電磁閥具有第一狀態(tài)，在所述第一電磁閥的所述第一狀態(tài)中，空氣壓力被供給到下活塞室，以將第一力施加到所述氣動驅(qū)動活塞，以用于在第一方向上移動所述氣動驅(qū)動活塞和驅(qū)動銷，且所述第一電磁閥具有第二狀態(tài)，在所述第一電磁閥的所述第二狀態(tài)中，下活塞室被排放到環(huán)境壓力；連接到所述空氣壓力供給源的第二電磁閥具有第一狀態(tài)，在所述第二電磁閥的所述第一狀態(tài)中，空氣壓力被供給到上活塞室，以將第二力施加到所述氣動驅(qū)動活塞，以用于在第二方向上移動所述氣動驅(qū)動活塞和驅(qū)動銷，且所述第二電磁閥具有第二狀態(tài)，在所述第二電磁閥的所述第二狀態(tài)中，上活塞室被排放到環(huán)境壓力；并且所述控制器可操作以將所述第一電磁閥保持在所述第一電磁閥的所述第一狀態(tài)第一時段且將所述第二電磁閥保持在所述第二電磁閥的所述第一狀態(tài)第二時段，所述第二時段的開始跟隨所述第一時段的開始，并且其中所述控制器在所述第一時段和所述第二時段之間維持上述的重疊時段，所述驅(qū)動銷在所述第二時段期間向所述閥座移動，并且其中所述重疊時段用于控制在所述第二時段期間所述驅(qū)動銷向所述閥座移動時的所述驅(qū)動銷的速度，在所述第二時段期間的與所述閥元件聯(lián)接的所述驅(qū)動銷的移動導(dǎo)致所述閥元件移動成與所述閥座接觸。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中接受來自所述使用者的輸入的步驟包括：接受涉及要從所述噴射裝置噴射的材料的輸入。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中接受來自所述使用者的輸入的步驟包括：接受涉及材料的粘性的輸入。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中使用所述輸入來控制所述閥元件的速度的步驟包括：使用所述輸入來控制所述閥元件被移動成與所述閥座接觸的速度。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中使用所述輸入來控制所述閥元件的速度的步驟包括：將信息存儲在查詢表中，所述查詢表將來自所述使用者在所述使用者接口處輸入的類型的信息與重疊時段信息相關(guān)聯(lián)；以及響應(yīng)于由所述使用者輸入的信息訪問所述信息，以提供所述希望的重疊時段。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中使用所述輸入來控制所述閥元件的速度的步驟包括：存儲數(shù)學(xué)公式，所述數(shù)學(xué)公式將來自所述使用者在所述使用者接口處輸入的類型的信息與重疊時段信息相關(guān)聯(lián)；以及響應(yīng)于由所述使用者輸入的信息利用所述公式，以提供所述希望的重疊時段。15.一種用于利用通過控制器控制噴射裝置的驅(qū)動銷的速度來從氣動促動的噴射裝置噴射...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬尼·艾哈邁迪，埃里克·菲斯克，菲利普·保羅·馬約爾卡，霍拉蒂奧·基尼奧內(nèi)斯，羅伯特·詹姆斯·賴特，
申請(專利權(quán))人：諾信公司，
類型：發(fā)明
國別省市：