[发明专利]包括通过螺杆泵馈给的喷射分配系统及相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请请求于2015年8月5日提交的美国临时专利申请No.62/201,224的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请大体上涉及流体材料分配系统和方法，并且更具体地涉及用于将微滴形成到基底上的喷射系统。

背景技术

在分配领域中公知用于将微量流体材料施加到基底上的喷射系统。有鉴于此，“喷射系统”是一种将材料的微滴从分配器射出或“喷射”落到基底上的设备，其中微滴以足够快的速度从分配喷嘴脱出，以在其自身动量下脱离。因此，在喷射式分配器中，微滴并未依靠来自基底的表面张力将材料拉离喷嘴。此外，喷射系统通过利用阀元件的往复移动对流体加压并且迫使流体从分配器喷出来产生能够预测微滴的成形。有鉴于此，阀元件的移动产生从分配器中推出一定体积的流体并且使其作为微滴脱离分配器所需的力的很大一部分(短时间爆发高压)。

在喷射分配器的非接触实施方式中，材料的微滴在与基底接触之前从分配器喷嘴脱出。因此，在非接触喷射分配器中，分配的微滴在分配器与基底之间“飞行”，并且在分配器与基底之间的至少一部分距离内不与分配器或基底接触。然而，在非接触喷射分配器的一些用途中，分配器可能被定位得紧密接近基底，这就可能使分配的微滴瞬间与基底和分配器保持接触。在其它类型的喷射分配器中，从分配器产生材料流，使得材料流在至少部分分配操作期间与分配器以及基底保持接触。

特别是在电子组装工业中，存在用于分配底填材料、封装材料、表面安装粘合剂、焊膏、导电粘合剂、阻焊材料、助熔剂和导热膏的喷射系统的许多应用。随着喷射系统的应用的类型改变，喷射系统的类型也必须适配成配合应用变化。一种类型的喷射系统包括呈针形式的阀元件，其具有被构造成选择性接合阀座的尖端。在喷射操作期间，通过驱动机构，也称为阀致动器，使喷射系统的针相对于阀座移动。针尖与阀座之间的接触使排放通道与供应有加压流体材料的流体腔室密封。因此，为了分配流体材料的微滴，使阀元件从与阀座的接触中缩回，以允许有限量的流体材料流过重新形成的间隙并且流入到排放通道中。然后，使针尖迅速朝向阀座移动以封闭间隙，这产生压力，该压力使有限量的流体材料加速流过排放通道并且使材料的微滴从排放通道的出口喷出或喷射。

喷射系统被构造用于在基底上方受控地移动，并且流体材料被喷射落到基底的预期施加区域上。通过连续且“即时(on the fly)”地快速喷射材料(即，在喷射系统处于运转中时)，分配的微滴可以汇合以形成连续的线。因此，可以很容易对喷射系统进行编程，以分配期望的流体材料的图案。这种多功能性使得喷射系统适用于电子工业中的各种应用。例如，能够使用喷射系统来施加底填材料，以将流体材料分配到芯片的一个或多个边缘附近，随后材料通过毛细作用流动到芯片下方。

由于分配器的移动以及阀元件的往复移动或速度均被精心编程以在基底上产生期望的图案，期望的是在分配器的循环期间分配的每个微滴在体积上一致且可预测。有鉴于此，所分配的每个微滴的体积变化可能不利地影响形成的流体的图案。在常规的喷射系统中，气动注射器通常被用作将流体供应到喷射分配器中的馈给系统。在授予本申请中所列申请人的美国专利No.5,747,102中示出这样的基于注射器的馈给系统的一个示例。然而，受限于典型的工业压缩空气系统以及关于压缩气体的安全要求，这样的基于气动的系统通常仅将流入的流体加压到多达约6至7barg(巴表压)(约87.02psig(磅每平方英寸表压)至101.53psig)，并且根据注射器中的填充量，压力趋于至少少量变化。施加到流体的相对较低的压力以及可能发生的变化导致由喷射系统喷射的微滴的体积发生微小变化，特别是在注射器馈给循环的开始与结束之间。由于上述原因，不希望微滴尺寸出现这样的变化。