吉林大学学报(工学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (2): 510-517.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201702023

• • 上一篇    下一篇

压电式锡膏喷射阀特性

顾守东1, 刘建芳1, 杨志刚1, 焦晓阳2, 江海1, 路崧1   

  1. 1.吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130022;
    2.吉林大学 生物与农业工程学院,长春 130022
  • 收稿日期:2016-01-11 出版日期:2017-03-20 发布日期:2017-03-20
  • 作者简介:顾守东(1990-),男,博士研究生.研究方向:微流体机械与智能机械.E-mail:398729426@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51475198).

Characteristics of solder paste jetting valve driven by piezostack

GU Shou-dong1, LIU Jian-fang1, YANG Zhi-gang1, JIAO Xiao-yang2, JIANG Hai1, LU Song1   

  1. 1.College of Mechanical Science and Engineering,Jilin University,Changchun 130022,China;
    2.College of Biological and Agricultural Engineering,Jilin University,Changchun 130022,China
  • Received:2016-01-11 Online:2017-03-20 Published:2017-03-20

PDF (PC)

387

摘要： 为了实现非接触式锡膏喷印以满足现代表面贴装技术中的精度高、速度快、灵活性强的要求,研制了一种压电式锡膏喷射阀。该系统利用压电叠堆作为驱动源,采用撞针与喷嘴相互分离的撞击式喷射技术实现锡膏的喷射。首先,对锡膏的喷射进行理论分析,并利用Fluent分析了撞针结构、喷嘴直径和撞针速度等参数对锡膏微滴喷射的影响;最后,搭建了喷射系统实验平台,对锡膏微滴喷射性能进行测试,得到了喷嘴与撞针之间间隙、开阀时间和驱动气压对锡膏微滴直径的影响规律。

关键词: 流体传动与控制, 微滴喷射, 压电驱动, 流场仿真, 锡膏喷印

Abstract: In order to pursue non-contact solder paste jetting to meet the high precision, fast speed and strong flexibility requirements in modern electronic packaging technology, a solder paste jetting valve driven by piezostack is designed. The system uses piezostack as the driving source, and adopts the striking injection technology to jet solder paste. First, solder paste jetting is theoretically analyzed and the influences of needle structure, nozzle diameter and needle striking speed on the solder paste jetting are investigated using Fluent software. Then, the jetting testing system is set up and the effects of the gap between nozzle and needle, the valve opening time and the driving pressure on the diameter of solder paste droplet are obtained.

Key words: turn and control of fluid, droplet ejection, piezoelectric driving, flow simulation, solder paste jetting

中图分类号: 

  • TH138
[1] 周德俭. SMT组装质量检测与控制[M]. 北京:国防工业出版社,2007.
[2] 王卫平.电子产品制造技术[M]. 北京:清华大学出版社,2005.
[3] Chen X B, Shoenau G, Zhang W J. Modeling of time-pressure fluid dispensing processes[J]. IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing, 2000, 23(4):300-305.
[4] Chen C P, Li H X, Ding H. Modeling and control of time-pressure dispensing for semiconductor manufacturing[J]. International Journal of Automation & Computing, 2007, 4(4):422-427.
[5] Jiang P, Deng G. Numerical simulations of 3D flow in the archimedes pump and analysis of its influence on dispensing quality[C]∥International Symposium on High Density Packaging and Microsystem Integration, IEEE, 2007:1-5.
[6] Ashley D, Adamson S J. Advancements in solder paste dispensing[J]. Smt Surface Mount Technology, 2008,22(7):10.
[7] Luo J, Qi L H, Zhong S Y, et al. Printing solder droplets for micro devices packages using pneumatic drop-on-demand (DOD) technique[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2012, 212(10):2066-2073.
[8] Lee T M, Kang T G, Yang J S, et al. Drop-on-demand solder droplet jetting system for fabricating microstructure[J]. IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing, 2008, 31(3):202-210.
[9] Son H Y, Nah J W, Paik K W. Formation of Pb/63Sn solder bumps using a solder droplet jetting method[J]. IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing, 2005, 28(3):274-281.
[10] Liu Q, Orme M. High precision solder droplet printing technology and the state-of-the-art[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2001, 115(3):271-283.
[11] 金霞, 郭建军, 顾小龙,等. 锡膏用助焊剂在钎焊过程中作用机理的探讨[J]. 焊接技术, 2009, 38(10):38-41.
Jin Xia, Guo Jian-jun, Gu Xiao-long, et al. Discussion with the action of solder paste flux in the soldering process mechanism[J].Welding Technology, 2009, 38(10):38-41.
[12] 陈龙春, 赵朝辉, 王瑞杰,等. 焊粉对锡膏稳定性的影响[J]. 稀有金属, 2010, 34(6):77-81.
Chen Long-chun, Zhao Chao-hui, Wang Rui-jie, et al.Effect of solder powder on stability of solder paste[J].Chinese Journal of Rare Metals, 2010, 34(6):77-81.
[13] 鲜飞. 焊膏印刷领域中的热门先进技术[J]. 表面安装技术, 2008(4): 63-65.
Xian Fei. Popular advanced technique in the field of solder-paste printing[J].Surface Mounted Technology, 2008(4): 63-65.
[14] Mohanty R. Solder paste jetting: a broadband solution[J]. Printed Circuit Design & Fab: Circuits Assembly,2011,28(11):36.
[15] William H, Kenth N, Johan B, et al. Jetting device and method at a jetting device[P].US Patent:US8215535,2011-01-27.
[16] Jens B, Hakan S, William H. Method for generating a jetting program[P]. US Patent: US7912569, 2004-11-15.
[17] 龚晖. 焊膏喷印技术[C]∥2008中国高端SMT学术会议, 西安,2008.
[18] 刘佳书. 锡膏喷印机的设计及喷印机理分析[D]. 沈阳:沈阳理工大学机械工程学院, 2015.
Liu Jia-shu. Design of solder paste printing machine and analysis of printing mechanism[D]. Shenyang:School of Mechanical Engineering, Shenyang Ligong University, 2015.
[19] 顾守东, 杨志刚, 江海, 等. 压电驱动液压放大式喷射系统[J]. 光学精密工程, 2015, 23(6): 1627-1634.
Gu Shou-dong, Yang Zhi-gang, Jiang Hai, et al. Piezoelectric driven hydraulic amplification jetting system[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(6): 1627-1634.
[20] 范增华, 荣伟彬, 王乐锋, 等. 压电驱动微点胶器的控制与实验[J]. 光学精密工程, 2016, 24(5): 1042-1049.
Fan Zeng-hua, Rong Wei-bin, Wang Le-feng, et al. Control and experiment of micro-dispenser by piezoelectric drive[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 24(5): 1042-1049.
[21] 王凯. 非牛顿流体的流动、混合和传热[M]. 杭州:浙江大学出版社,1988.
[1] 姜继海, 葛泽华, 杨晨, 梁海健. 基于微分器的直驱电液伺服系统离散滑模控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1492-1499.
[2] 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507.
[3] 刘国君, 马祥, 杨志刚, 王聪慧, 吴越, 王腾飞. 集成式三相流脉动微混合芯片[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1063-1071.
[4] 刘祥勇, 李万莉. 包含蓄能器的电液比例控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1072-1084.
[5] 王佳怡, 刘昕晖, 王昕, 齐海波, 孙晓宇, 王丽. 数字二次元件变量冲击机理及其抑制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1775-1781.
[6] 闻德生, 王京, 高俊峰, 周聪. 双定子单作用叶片泵闭死容腔的压力特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1094-1101.
[7] 刘国君, 张炎炎, 杨旭豪, 李新波, 刘建芳, 杨志刚. 声表面波技术在金纳米粒子可控制备中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1102-1108.
[8] 王丽, 刘昕晖, 王昕, 陈晋市, 梁燚杰. 装载机数字液压传动系统换挡策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 819-826.
[9] 李慎龙, 刘树成, 邢庆坤, 张静, 赖宇阳. 基于LBM-LES模拟的离合器摩擦副流致运动效应[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 490-497.
[10] 张敏, 李松晶, 蔡申. 基于无阀压电微泵控制的微流控液体变色眼镜[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 498-503.
[11] 闻德生, 陈帆, 甄新帅, 周聪, 王京, 商旭东. 双定子泵和马达在压力控制回路中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 504-509.
[12] 张健, 姜继海, 李艳杰. 锥型节流阀流量特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1900-1905.
[13] 吴维, 狄崇峰, 胡纪滨, 苑士华. 基于液压变压器的自适应换向驱动系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1906-1911.
[14] 杨华勇, 王双, 张斌, 洪昊岑, 钟麒. 数字液压阀及其阀控系统发展和展望[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1494-1505.
[15] 袁哲, 徐东, 刘春宝, 李雪松, 李世超. 基于热流固耦合过程的液力缓速器叶片强度分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1506-1512.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发