[发明专利]具有改进型密封推进螺杆的液体分发系统及分发方法

说明书

                     技术领域本发明涉及一种将经计量的粘性液体量分发在工件上的系统及方法。

                     发明背景

在各种应用中，应用不同类型的机械计量分发少量液体。在表面封装印刷电路板的组件中，一种应用就是将许多胶粘液体的液点分发在电路板上以连接元件；另一种应用是将材料分发在一个区域上以封装芯片和/或对倒焊芯片进行底层充填。希望这些分发机械能连续运行，以获得高的生产率，也希望这些机械具有高的重复率，即，能在一个十分小的容差范围内分发具有相同尺寸的液点区域。

某些分发液点的系统，包括较早的设计在内，应用液体容器上的高压脉冲器，并具有一个单独阀门以控制流量。这类系统用另一种系统加以改进，在这种系统中，应用正压旋转排量泵以代替高压脉冲器。在由Knight工具公司(本发明的代理人)生产、并由CAM/A LOT以Camelot名作为商标分销的一种型号中，一根推进螺杆安装在推进腔内，并加以旋转以供应经精心计量的液体量。采用可控电磁操作离合器连接一台马达与螺杆。离合器具有一块由马达连续旋转的顶板和一块底板，该底板通过包括金属波纹管在内的中间连接构件与推进螺杆进行可旋转的连接。要分发的液体保存在柱形容器中，并在约10PSI的常压下充至推进腔中，这一压力被认为是相当低的。

为分发液体，控制器向离合器发出一个短促、定时的电信号，该信号在顶板和底板之间感应磁吸引力。此吸引力引起这两块板啮合，并在一个短促的时间间隔内一起旋转，从而引起推进螺杆旋转，从推进腔通过喷嘴分发小量的液体。控制器还控制导杆马达，以便沿三个相互垂直的轴向，将分发器移动至要求的位置上。

其它采用正压旋转排量泵的系统应用步进马达来驱动泵，这样的步进马达必须频繁开、关。因而，这样的马达必须相当经久耐用，从而它们能多次起动和停止，而不致失效。

这种通常类型的分发系统可用于分发一个面积的高粘性液体以覆盖半导体装置的顶部进行上封装，或者围绕和在倒焊芯片(flip chip)之下供应底层填料以获得热导率。当液体在装置上或围绕装置硬化后，它封装装置，并对其进行保护。为覆盖这片面积，分发器以选定的形式，诸如扫描光栅形式或螺旋线形式进行移动。

在这些分发系统中，分发体积的精确度是至关重要的。用于封装和底层充填的材料充填有磨料拉子，并具有十分高的粘度，通常为10⁵至10⁶厘泊。因此，对保存液体的容器至少要提供约30～40PSI的压力，以便克服容器中的摩擦，并分发液体。假如压力不是适当地注入至推进螺杆中的，则在液体中就会出现空气的气泡，对精度起反面影响(这一问题就是已知的“空蚀”问题)。而且，与液点分发系统相比，这一压力仍相当高，因而液体能通过推进腔渗漏，并在分发循环之间，通过喷嘴而泄漏。这种泄漏的液体对精度造成严重的影响。

为阻止这样的渗漏和泄漏，完成了若干型号的分发器，这些分发器具有带可逆驱动的直接驱动步进马达，以便在分发循环完成之后，吸回液体。但是，马达快速、频繁的换向会对马达的磨损有不利影响，这于精度也不利。 

                 发明目的和内容

本发明的一个目的是改进液体分发系统的精度。

本发明另一目的是提出一种可靠的液体分发系统，它不会在分发循环周期之间发生泄漏。

本发明的再另一目的是提出一种液体分发系统，其零件能经受重复使用，从而能被使用很长时间。

本发明的还另一目的是提出一种分发器，它以紧凑组件来符合这些另立目的。

本发明包括一种液体分发系统和一种分发方法，同时，在分发周期之间基本阻止有通过喷嘴出口的不良泄漏。该分发器具有一个带壳体的套筒，它将推进螺杆和推进腔包围于其中。推进腔接受液体输入，而推进螺杆将液体从腔通过喷嘴中的出口推动至一件工件上。推进螺杆也起推进腔和喷嘴出口之间的阀门作用。推进螺杆受控地进行移动，从而一个端部移动进、出推进腔和喷嘴出口之间的阀座。阀座可形成于喷嘴本身上，或形成于推进腔和喷嘴之间。当螺杆位于阀座中时，密封足以阻止液体流过密封。

推进螺杆最好在其螺纹形成和形状方面具有改进的设计，包括沿螺纹间轴向的曲线轮廓线。此轮廓线减少螺杆周围空气存在的空间，增加螺杆与液体接触面积的百分比。由于接触面积量的改进，围绕螺杆形成气袋的机会就少一些，从而减少了压力变化，不然它会引起泄漏。为增加每转一圈分发的流体量，将螺杆的螺纹成形成具有若干条螺旋线通道，最好有两条围绕螺杆相距180°的通道。如此形成的通道，使改进后的螺杆与已知的螺杆相比，每寸具有双倍的螺纹数。