低壓注膠裝置及低壓封膠系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開一種用于封裝電子元件的低壓注膠裝置及低壓封膠系統(tǒng)。所述低壓注膠裝置，包括：熔膠單元，其包括能夠轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤、固定件、進料機構(gòu)；所述轉(zhuǎn)盤面向所述固定件的表面上設(shè)有曲線槽；所述轉(zhuǎn)盤相對于所述固定件轉(zhuǎn)動時將原料熔化成膠液；注膠單元，其包括柱塞泵、與所述柱塞泵連接的注膠槍；所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時膠液進入所述柱塞泵內(nèi)；壓力測量單元，其連接所述注膠單元；所述壓力測量單元用于測量注膠單元內(nèi)的注膠壓力；控制單元，其與所述壓力測量單元、所述柱塞泵連接；所述控制單元能夠在所述注膠壓力達到預(yù)定壓力時控制所述柱塞泵停止注膠。本實用新型提供的低壓注膠裝置及低壓封膠系統(tǒng)能夠提高降低產(chǎn)品不良率。
【專利說明】
低壓注膠裝置及低壓封膠系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電子元件封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種用于封裝電子元件的低壓注膠裝置及低壓封膠系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的低壓注膠工藝是采用有一定容量的熔膠罐，并在其上面安裝發(fā)熱管和溫控器使已置入罐中固體顆粒熱塑性原料加熱到設(shè)定溫度，使其變成液體后再通過栗體加壓和安全閥對壓力的計量，經(jīng)過保溫加熱管輸送膠液，通過注膠槍注入模具中，實現(xiàn)對已放入模具中的電路板以及電子元器件的低壓封裝。
[0003]這種技術(shù)雖然可以達成低壓注膠封裝的效果，但由于每次注膠量很少，置入膠缸中的熱熔膠原料不能在短時間內(nèi)使用完，這樣的膠水經(jīng)過長時間、高溫整體反復(fù)熱煮，勢必造成熱塑性原料的碳化和老化現(xiàn)象，造成注膠流道和輸料加熱管的堵塞，造成封裝產(chǎn)品的劣質(zhì)化。出現(xiàn)注膠封裝產(chǎn)品的各種缺陷，使不良率增加。這也是長期困繞低壓注膠行業(yè)的不解難題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述存在的技術(shù)不足，本實用新型的目的是提供一種適用于封裝電子元件的低壓注膠裝置及低壓封膠系統(tǒng)，提高生產(chǎn)效率的同時，降低不良率。
[0005]為達到上述目的，本申請?zhí)峁┮环N用于電子元件封膠設(shè)備的低壓注膠裝置，包括:
[0006]熔膠單元，其包括能夠轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤、固定件、進料機構(gòu)以及殼體;所述轉(zhuǎn)盤及所述固定件設(shè)于所述殼體內(nèi)；所述轉(zhuǎn)盤面向所述固定件的表面上設(shè)有曲線槽;所述進料機構(gòu)用于向所述曲線槽進料，所述轉(zhuǎn)盤相對于所述固定件轉(zhuǎn)動時將原料熔化成膠液；
[0007]注膠單元，其包括與所述曲線槽連通的柱塞栗、與所述柱塞栗連接的注膠槍;所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時膠液進入所述柱塞栗內(nèi)；
[0008]壓力測量單元，其連接所述注膠單元;所述壓力測量單元用于測量注膠單元內(nèi)的注膠壓力；
[0009]溫控單元，其與所述恪膠單元及注膠單元相連接;所述溫控單元能夠使膠液保持在預(yù)設(shè)溫度；
[0010]控制單元，其與所述壓力測量單元、所述柱塞栗連接;所述控制單元能夠在所述注膠壓力達到預(yù)定壓力時控制所述柱塞栗停止注膠。
[0011]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述固定件的中心設(shè)有與所述曲線槽相通的出膠通孔，所述出膠通孔與所述柱塞栗相連通。
[0012]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述固定件面對所述轉(zhuǎn)盤的表面設(shè)有曲線槽。
[0013]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述曲線槽呈阿基米德螺線或漸開線或雙曲線或擺線形式由所述轉(zhuǎn)盤的外周向中心延伸。
[0014]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述曲線槽的槽深由所述轉(zhuǎn)盤的外周向所述轉(zhuǎn)盤的中心延伸時逐漸變淺;和/或，所述曲線槽的槽寬由所述轉(zhuǎn)盤的外周向所述轉(zhuǎn)盤的中心延伸時逐漸變小。
[0015]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述熔膠單元還包括支撐件;所述殼體沿所述轉(zhuǎn)盤的軸向設(shè)有容納所述固定件及所述支撐件的容納通孔;所述固定件面對所述轉(zhuǎn)盤的表面沿所述轉(zhuǎn)盤的軸向形成凹槽;所述固定件與所述支撐件連接并將所述轉(zhuǎn)盤夾設(shè)于所述凹槽內(nèi)；所述凹槽的壁上設(shè)有第一進料通孔，所述殼體的壁上設(shè)有與所述第一進料通孔連通的第二進料通孔;所述進料機構(gòu)包括連通所述第二進料通孔的進料漏斗。
[0016]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述熔膠單元還包括第一伺服馬達;所述第一伺服馬達的轉(zhuǎn)軸穿過所述支撐件連接所述轉(zhuǎn)盤;所述第一伺服馬達與所述控制單元相連接，所述控制單元能夠在所述熔膠單元制取預(yù)定量的膠液時控制所述第一伺服馬達停止轉(zhuǎn)動。
[0017]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述殼體設(shè)有第一冷卻管道，所述第一冷卻管道能夠通入水以將所述殼體冷卻;所述支撐件設(shè)有第二冷卻管道，所述第二冷卻管道能夠通入水以將所述支撐件冷卻。
[0018]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述注膠單元還包括與所述柱塞栗連接的伺服電缸；所述控制單元與所述伺服電缸連接;所述控制單元能夠在所述注膠壓力達到預(yù)定壓力時停止所述伺服電缸，從而控制所述柱塞栗停止注膠。
[0019]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述溫控單元包括第一加熱機構(gòu)及第一溫度傳感器；第一加熱機構(gòu)及第一溫度傳感器與所述固定件相連接;所述第一加熱機構(gòu)及所述第一溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第一溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第一加熱機構(gòu)將所述固定件的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。
[0020]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述柱塞栗包括柱塞腔;所述出膠通孔與所述柱塞腔之間設(shè)有輸送流道。
[0021]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述輸送流道內(nèi)設(shè)有單向閥；所述壓力測量單元包括設(shè)于所述單向閥下游的壓力傳感器。
[0022]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述壓力傳感器設(shè)于所述柱塞栗與所述注膠槍之間。
[0023]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述溫控單元包括第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器，所述第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器連接所述輸送流道;所述第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第二溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第二加熱機構(gòu)所述輸送流道內(nèi)的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。
[0024]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述溫控單元包括第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器，所述第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器連接所述柱塞栗;所述第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第三溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第三加熱機構(gòu)所述輸送流道內(nèi)的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。
[0025]作為一種優(yōu)選的實施方式，所述溫控單元包括第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器；所述第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器連接所述注膠槍;所述第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第四溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第四加熱機構(gòu)將所述注膠槍的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。
[0026]為達到上述目的，本申請還提供一種電子元件的低壓封膠系統(tǒng)，包括:
[0027]模具，其具有能夠容置待封膠元件的型腔以及通入所述型腔的進膠口；
[0028]如上實施方式任一所述的低壓注膠裝置，所述低壓注膠裝置的注膠槍通過所述進膠口向所述型腔內(nèi)注膠。
[0029]本實用新型的有益效果在于:1、本實用新型可解決膠料的快速加熱熔化原料，徹底消除了通常低壓注塑生產(chǎn)時，等待原料在膠缸里的熔化的時間，生產(chǎn)效率極大提高;2、解決低壓注膠行業(yè)長期存在著膠料長時間反復(fù)加熱造成的膠料碳化，嚴重影響封裝產(chǎn)品的品質(zhì)的問題;3.徹底解決低壓注膠產(chǎn)品外觀色差一致性難題;4、突破高硬度、高粘稠、高透明材料無法實現(xiàn)的低壓注膠這一世界難題;5、等量熔化等量注膠的控制技術(shù)，即:注膠需要多少膠水就熔化多少原料，可減少原料的浪費;6、采用熱流道技術(shù)，在低壓注膠封裝產(chǎn)品的過程中無水口料做到“零浪費”的最高境界;7、實現(xiàn)低壓注膠工藝的精密注膠;8、結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，方便布局到自動流水線上作業(yè)。
[0030]參照后文的說明和附圖，詳細公開了本實用新型的特定實施方式，指明了本實用新型的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本實用新型的實施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本實用新型的實施方式包括許多改變、修改和等同。
[0031 ]針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
[0032]應(yīng)該強調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1是本申請一種實施方式所提供的低壓注膠裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2是圖1中的恪膠單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3是圖2中熔膠單元的剖視圖；
[0037]圖4是圖1中的柱塞栗與注膠槍連通示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖所示的實施例對本實用新型作以下詳細描述:
[0039]本實施方式提供一種盤式端面螺旋槽式低壓注膠裝置，包括主動轉(zhuǎn)盤機構(gòu)、膠水輸送管道、柱塞栗機構(gòu)、注膠管道、第一加熱及溫控機構(gòu)，主動轉(zhuǎn)盤機構(gòu)包括具有加料口和排料口的外殼、能夠轉(zhuǎn)動地設(shè)置在外殼內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，排料口位于轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動軸心線上，轉(zhuǎn)盤的面向排料口的端面開設(shè)有多條螺旋槽，該螺旋槽呈阿基米德螺線由外周向中心延伸開設(shè)，且該端大致呈錐狀，加料口的加料方向垂直于轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動軸心線的方向且指向這些螺旋槽;膠水輸送管道一端貫通連接至排料口 ；柱塞栗機構(gòu)包括具有進料端和出料端的柱塞栗，膠水輸送管道的另一端貫通連接至柱塞栗的進料端;注膠管道一端貫通連接至柱塞栗的出料端;第一加熱及溫控機構(gòu)包括設(shè)置在至少部分注膠管道處的能夠進行加熱的加熱部件、能夠?qū)崿F(xiàn)對該部分注膠管道中的膠水的溫度進行檢測并反饋控制的監(jiān)控部件;膠水輸送管道上設(shè)置有防止膠水逆流的單向閥；注膠管道上靠近另一端的位置設(shè)置有壓力傳感器;柱塞栗機構(gòu)還包括用于驅(qū)動柱塞栗的注膠伺服馬達，壓力傳感器的輸出信號輸送至注膠伺服馬達的控制信號輸入端;轉(zhuǎn)盤由一轉(zhuǎn)盤伺服馬達驅(qū)動轉(zhuǎn)動;該裝置還包括設(shè)置在主動轉(zhuǎn)盤機構(gòu)和柱塞栗機構(gòu)外部的第二加熱及溫控機構(gòu)，第二加熱及溫控機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理與第一加熱及溫控機構(gòu)相同，只是安裝位置不同；對于上述的溫度監(jiān)控部件為傳統(tǒng)技術(shù)中的常用技術(shù)手段，在本申請的技術(shù)構(gòu)思下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠知曉選擇對應(yīng)形式的具體結(jié)構(gòu)，此處不進行贅述。
[0040]在其他實施例中，也可以采用一條螺旋槽;或者，在其他實施例中，根據(jù)膠水的性質(zhì)，也可以采用其他形式的螺旋槽。
[0041 ]本設(shè)計的方案包括以下幾個主要部分:
[0042]A.熱塑性原料的塑化熔溶方案:本實用新型的裝置，在入料的主動轉(zhuǎn)盤端面設(shè)計一條或多條阿基米德螺旋槽，螺旋槽的深度由外圓至圓心呈逐漸變淺的設(shè)計，以方便原料容易進入螺旋槽;伺服馬達帶動螺旋盤端面在旋轉(zhuǎn)時，把顆粒熱塑性原料不斷地由螺旋盤的外圓推向螺旋盤的中心，顆粒原料在運動過程中受到越來越大的擠壓、磨擦，形成剪切熱；為強化機械能轉(zhuǎn)化為熱能的效果，本實用新型還在與主動轉(zhuǎn)盤螺旋槽相對應(yīng)的固定盤的端面上，也設(shè)計一條或多條阿基米德螺旋線槽。使固態(tài)顆粒原料在主動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動的過程中實現(xiàn)進料，并迅速受熱變成為液體熱熔膠水，實現(xiàn)快速熔化、達到即熔即用的效果;從根本上解決了原料因高溫狀態(tài)下，反復(fù)熱煮造成的老化和碳化現(xiàn)象，引起的封裝電子產(chǎn)品的不良率和堵塞注膠流道的風(fēng)險。
[0043]B.注膠溫度的精密控制:經(jīng)過塑化后的料液進入柱塞栗的型腔內(nèi)，設(shè)計在柱塞栗上的加熱溫控裝置，對進入的料液進一步加熱和保溫，使料液的溫度均勻化，達到溫度的精準控制。
[0044]C.注膠壓力的精密控制:柱塞栗的注膠動作采用伺服馬達驅(qū)動。安裝在注膠流道上的電子壓力傳感器對注膠時的壓力實時監(jiān)控，不斷把檢測到的壓力信號發(fā)送到PLC和伺服馬達控制器上，經(jīng)過與設(shè)定壓的比較和計算，自動調(diào)整注膠的壓力進行“閉環(huán)控制”，實現(xiàn)低壓注膠壓力的精密控制。
[0045]D.注塑過程的無水口料:在此低壓注膠中采用了熱流道技術(shù)沒有“水口料”，可極大減少膠料的浪費，降低成本和提尚封裝電子廣品的品質(zhì)和良品率。
[0046]—般粘度較低的流體，是指應(yīng)力與應(yīng)變速率成正比的流體。某些液體流動時切應(yīng)力τ與切變率D之比為常數(shù)，即:ri = VD。水和油都是遵循上述規(guī)律的液體.這一公式就是牛頓粘度定律。其中:η為液體的粘度，粘度是液體流動時內(nèi)摩擦或阻力的量度。η的單位為Pa.s或mPa.s (帕斯卡.秒)。遵循牛頓粘性定律的液體稱為牛頓流體。
[0047]凡是流體運動時其切變率D與切應(yīng)力τ不成線性關(guān)系的流體稱為非牛頓流體。
[0048]非牛頓流體的特征是，當高聚物熔體或濃溶液在容器中進行攪拌時，因受到旋轉(zhuǎn)剪切的作用，流體會沿內(nèi)筒壁或軸上升，發(fā)生包軸或爬桿現(xiàn)象。高聚物合成時攪拌，當軸在液體中旋轉(zhuǎn)時，離軸越遠的地方剪切速率越大，故法向應(yīng)力越大，相應(yīng)地，高分子鏈的彈性回復(fù)力越大，從而使熔體沿軸向上擠，當插入其中的圓棒旋轉(zhuǎn)時，沒有因慣性作用而甩向容器壁附近，反而環(huán)繞在旋轉(zhuǎn)棒附近，出現(xiàn)沿棒向上爬的“爬桿”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱“韋森堡效應(yīng)(weissenberg effect)”，又稱“包軸”現(xiàn)象。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因被歸結(jié)為高分子液體是一種具有彈性的液體?？梢韵胂笤谛D(zhuǎn)流動時，具有彈性的大分子鏈會沿著圓周方向取向和出現(xiàn)拉伸變形，從而產(chǎn)生一種朝向軸心的壓力，迫使液體沿棒爬升。分析得知，在所有流線彎曲的剪切流場中高分子流體元除受到剪切應(yīng)力(表現(xiàn)為黏性)外，還存在法向應(yīng)力差效應(yīng)(表現(xiàn)為彈性)。
[0049]本裝置的結(jié)構(gòu)原理:飼服馬達經(jīng)星形減速器，帶動主動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。把加料斗中的原料從主動轉(zhuǎn)盤的外圓周輸送到主動轉(zhuǎn)盤的圓心處。在這個過程中顆粒膠料不斷受到摩擦產(chǎn)生的熱量加熱，與此同時由于主動轉(zhuǎn)盤上的阿基米德螺旋槽的深度由外圓向圓心的徑向方向不斷變淺，因此對顆粒膠料的擠壓形成的剪切熱進一步加熱，導(dǎo)致膠料的迅速熔化成為液體膠液;熔化后的高粘稠的膠液(非牛頓液體)，在主動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動中形成了 “韋森堡效應(yīng)(weissenberg effect)，使得膠液從相對應(yīng)的固定盤端面中心的小孔中進入精密柱塞栗的存料空間，實現(xiàn)進料功能。為防止在注膠程序中，膠水回流到主動轉(zhuǎn)盤區(qū)域，在固定盤的膠水流道中設(shè)有一個單向閥。確保柱塞栗的柱塞在飼服馬達的精密推動下，所有經(jīng)過精密計量后的膠水全部注入模具中，實現(xiàn)精密注膠;通過設(shè)置在機器中的熱流道把已熔化好的膠水注入模具中的膠液經(jīng)過注膠、保壓、冷卻后完成對電子產(chǎn)品的低壓注膠封裝的全部過程，做到?jīng)]有原料水口料零浪費的最高境界。
[0050]基于上述的原理和結(jié)構(gòu)，本設(shè)計的方案具有如下的有益效果:1.本實用新型可解決膠料的快速加熱熔化原料，徹底消除了通常低壓注塑生產(chǎn)時，等待原料在膠缸里的熔化的時間，生產(chǎn)效率極大提高；2.解決低壓注膠行業(yè)長期存在著膠料長時間反復(fù)加熱造成的膠料碳化，嚴重影響封裝產(chǎn)品的品質(zhì)的問題;3.徹底解決低壓注膠產(chǎn)品外觀色差一致性難題;4.突破高硬度、高粘稠、高透明材料無法實現(xiàn)的低壓注膠這一世界難題;5.等量熔化等量注膠的控制技術(shù)，即:注膠需要多少膠水就熔化多少原料，可減少原料的浪費;6.采用熱流道技術(shù)，在低壓注膠封裝產(chǎn)品的過程中無水口料做到“零浪費”的最高境界;7.實現(xiàn)低壓注膠工藝的精密注膠;8.結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，方便布局到自動流水線上作業(yè)。
[0051]請參閱圖1至圖4為本申請的另一種實施方式提供的用于電子元件封膠設(shè)備的低壓注膠裝置，該低壓注膠裝置包括:熔膠單元10，其包括能夠轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤11、固定件12、進料機構(gòu)13以及殼體16;所述轉(zhuǎn)盤11及所述固定件12設(shè)于所述殼體16內(nèi)；所述轉(zhuǎn)盤11面向所述固定件12的表面上設(shè)有曲線槽111;所述進料機構(gòu)13用于向所述曲線槽111進料，所述轉(zhuǎn)盤11相對于所述固定件12轉(zhuǎn)動時將原料熔化成膠液;注膠單元20，其包括與所述曲線槽111連通的柱塞栗21、與所述柱塞栗21連接的注膠槍22;所述轉(zhuǎn)盤11轉(zhuǎn)動時膠液進入所述柱塞栗21內(nèi)；壓力測量單元30，其連接所述注膠單元20;所述壓力測量單元30用于測量注膠單元20內(nèi)的注膠壓力;溫控單元(未示出)，其與所述熔膠單元10及注膠單元20相連接;所述溫控單元能夠使膠液保持在預(yù)設(shè)溫度;控制單元(未示出)，其與所述壓力測量單元30、所述柱塞栗21連接;所述控制單元能夠在所述注膠壓力達到預(yù)定壓力時控制所述柱塞栗21停止注膠。
[0052]其中，所述轉(zhuǎn)盤11與所述固定件12的材料均可以為金屬材料或其他具有合適硬度的材料，例如，所述轉(zhuǎn)盤11與所述固定件12均可以為鋼質(zhì)。所述曲線槽111由所述轉(zhuǎn)盤11的外周向中心延伸。需要說明的是，所述曲線槽111并不局限于上一實施方式中的螺旋槽，所述曲線槽111可以呈阿基米德螺線或漸開線或雙曲線或擺線等形式由所述轉(zhuǎn)盤11的外周向中心延伸，其中，可以根據(jù)實際應(yīng)用情況選取任一形式的曲線槽111進行熔膠。同時，轉(zhuǎn)盤11上的曲線槽111可以是一條，也可以是多條，曲線槽111的數(shù)量及形式可以根據(jù)膠料的特性以及進膠量進行優(yōu)選。
[0053]在轉(zhuǎn)盤11轉(zhuǎn)動過程中，原料由把顆粒熱塑性原料不斷地由轉(zhuǎn)盤11的外圓推向轉(zhuǎn)盤11的中心，顆粒原料在運動過程中受到越來越大的擠壓、磨擦，溫度逐漸升高逐漸在曲線槽111中熔化成膠液，膠液在曲線槽111的末端(轉(zhuǎn)盤11的中心)進入柱塞栗21中。
[0054]在本實施方式中，控制單元可以為硬件實體單元，也可以為軟件程序模塊，當然也可以為軟件硬件相結(jié)合。比如控制單元可以為計算機、PLC、主控板等等。具體的，控制單元可以控制轉(zhuǎn)盤11的轉(zhuǎn)速，比如通過向帶動轉(zhuǎn)盤11的伺服馬達發(fā)送控制指令，控制單元內(nèi)部可以具有判斷模塊及控制模塊，判斷模塊用于判斷注膠壓力是否達到預(yù)定壓力，控制模塊用于控制柱塞栗21的是否注膠。
[0055]本實施方式采用等壓注膠原理，注膠時隨著注膠的進行注膠壓力越來越大，當注膠壓力達到預(yù)定壓力時并經(jīng)過一定時間的保壓，即可以確認低壓注膠封裝已完成。當然這個預(yù)定壓力需要預(yù)先進行測試，一旦測試出某個壓力滿足注膠封裝產(chǎn)品要求時，就把這個壓力定義為封裝該電子產(chǎn)品的預(yù)定壓力。
[0056]可以看出，預(yù)定壓力可以根據(jù)電子元件的類別、耐壓強度、封裝要求等參數(shù)進行制定，并不是固定值，所以本實施方式對預(yù)定壓力的數(shù)值并不作任何限制，預(yù)定壓力的數(shù)值可以以電子元件封裝完全且避免電子元件受到壓力破壞為宜。通過此種設(shè)置，可以避免注膠壓力過大將封裝中的電子元件(比如PCB、PCBA)破壞，減少不良品的產(chǎn)生。
[0057]通過此種設(shè)計，可以使固態(tài)顆粒原料在轉(zhuǎn)盤11的轉(zhuǎn)動的過程中實現(xiàn)進料，并迅速受熱變成為液體熱熔膠水，實現(xiàn)快速熔化、達到即熔即用的效果。因此，本實施方式從根本上解決了原料因高溫狀態(tài)下，反復(fù)熱煮造成的老化和碳化現(xiàn)象，引起的封裝電子產(chǎn)品的不良率和堵塞注膠流道的風(fēng)險。
[0058]為充分利用上述“魏森堡效應(yīng)”，所述固定件12的中心可以設(shè)有與所述曲線槽111相通的出膠通孔122，所述出膠通孔122與所述柱塞栗21相連通。具體的，所述出膠通孔122可以通過通道(即下述輸送流道)與所述柱塞栗21的柱塞腔212連通。
[0059]為強化機械能轉(zhuǎn)化為熱能的效果，所述固定件12面對所述轉(zhuǎn)盤11的表面同樣設(shè)有曲線槽111。其中，固定件12上的曲線槽111的形式可以參考轉(zhuǎn)盤11上的曲線槽111的形式，但這并不表明固定件12上的曲線槽111與轉(zhuǎn)盤11上的曲線槽111形狀構(gòu)造相同，二者之間可以為不同的形式。固定件12上的曲線槽111可以為多個，并匯集至中心通孔處。
[0060]所述轉(zhuǎn)盤11與所述固定件12通過相對轉(zhuǎn)動原料內(nèi)的顆粒或分子之間形成剪切。固定件12上所設(shè)的曲線槽111的槽深可以由外緣向中心逐漸加深，最終匯集在出膠通孔122處。
[0061]為提升溶膠效率，適應(yīng)生產(chǎn)，所述曲線槽111的槽深由所述轉(zhuǎn)盤11的外周向所述轉(zhuǎn)盤11的中心延伸時逐漸變淺；和/或，所述曲線槽111的槽寬由所述轉(zhuǎn)盤11的外周向所述轉(zhuǎn)盤11的中心延伸時逐漸變小。通過此種設(shè)置，可以加劇原料在曲線槽111內(nèi)輸送過程中的擠壓、摩擦、剪切等作用效果，加快原料溫度的提升，進而提升溶膠效率。
[0062]在本實施方式中，如圖3所示，所述熔膠單元10還可以包括支撐件17。所述殼體16沿所述轉(zhuǎn)盤11的軸向設(shè)有容納所述固定件12及所述支撐件17的容納通孔。所述固定件12面對所述轉(zhuǎn)盤11的表面沿所述轉(zhuǎn)盤11的軸向形成凹槽。所述固定件12與所述支撐件17連接并將所述轉(zhuǎn)盤11夾設(shè)于所述凹槽內(nèi)。所述凹槽的壁上設(shè)有第一進料通孔121，所述殼體16的壁上設(shè)有與所述第一進料通孔121連通的第二進料通孔161;所述進料機構(gòu)13包括連通所述第二進料通孔161的進料漏斗。
[0063]所述熔膠單元10還包括第一伺服馬達22。所述第一伺服馬達22的轉(zhuǎn)軸221穿過所述支撐件17連接所述轉(zhuǎn)盤11;所述第一伺服馬達22與所述控制單元相連接，所述控制單元能夠在所述熔膠單元10制取預(yù)定量的膠液時控制所述第一伺服馬達22停止轉(zhuǎn)動。
[0064]為保證轉(zhuǎn)盤11的轉(zhuǎn)動，第一伺服馬達22與轉(zhuǎn)盤11之間也可以設(shè)有減速機構(gòu)，比如行星減速機。當然，第一伺服馬達22也可以不為注膠裝置自身的部件，比如在本實施方式的注膠裝置上留有裝配或連接部，方便操作人員后續(xù)自行外接第一伺服馬達22。
[0065]為防止原料在曲線槽111的入口處受熱熔化而發(fā)生阻礙原料進入的情況，所述殼體16上可以設(shè)有第一冷卻管道162，所述第一冷卻管道162能夠通入水以將所述殼體16冷卻。第一冷卻管道162不斷進入常溫水(冷水)以將殼體16上的熱量散發(fā)，進而避免原料還未進入曲線槽111即發(fā)生熔化現(xiàn)象，進而將曲線槽111的入口堵塞。
[0066]通過圖2及圖3可以看出，第一伺服馬達22會接觸支撐件17以及通過轉(zhuǎn)軸221連接轉(zhuǎn)盤11，支撐件17由于接觸轉(zhuǎn)盤11，其溫度也會隨之增高。為避免第一伺服馬達22接觸高溫而損壞，所述支撐件17可以設(shè)有第二冷卻管道171，所述第二冷卻管道171能夠通入水以將所述支撐件17冷卻。如圖2所示，第二冷卻管道171的出入口設(shè)于支撐件17靠近第一伺服馬達22的表面上。
[0067]所述注膠單元20還可以包括與所述柱塞栗21連接的伺服電缸23。所述控制單元與所述伺服電缸23連接;所述控制單元能夠在所述注膠壓力達到預(yù)定壓力時停止所述伺服電缸23，從而控制所述柱塞栗21停止注膠。
[0068]其中，伺服電缸23可以包括相互連接的第二伺服馬達231與絲杠機構(gòu)232，絲杠機構(gòu)232可以將第二伺服馬達231的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為直線運動，絲杠機構(gòu)232可以連接上述柱塞栗21，進而帶動柱塞栗21內(nèi)的柱塞桿211移動。
[0069]本實施方式中，可以在第二伺服馬達231的“扭矩模式”下預(yù)先設(shè)定好參數(shù)(設(shè)定扭矩)，即注膠時柱塞栗21所需要的推力，進而換算成我們的注膠壓力。根據(jù)不同的封裝產(chǎn)品的尺寸和形狀，低壓注膠的預(yù)定壓力范圍可以在0.05至6Mpa之間。
[0070]在本實施方式中，所述溫控單元可以包括第一加熱機構(gòu)及第一溫度傳感器;第一加熱機構(gòu)及第一溫度傳感器與所述固定件12相連接;所述第一加熱機構(gòu)及所述第一溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第一溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第一加熱機構(gòu)將所述固定件12的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。
[0071]在所述第一加熱機構(gòu)的作用下，將固定件12加熱至預(yù)設(shè)溫度。在第一預(yù)設(shè)溫度的加熱作用再結(jié)合轉(zhuǎn)盤11與固定件12之間的擠壓、摩擦、剪切的共同作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)原料的快速熔化、達到即熔即用的效果，能較好的適應(yīng)生產(chǎn)線作業(yè)。較佳的，為實現(xiàn)較好的傳熱及加熱效果，所述固定件12的材料可以為鋁合金。
[0072]當然，預(yù)設(shè)溫度在實際中可以根據(jù)膠液的種類、液態(tài)溫度等參數(shù)進行制定，其并沒有相對的固定值。在實際中，所述預(yù)設(shè)溫度的大小可以以防止膠液產(chǎn)生溫降或發(fā)生碳化為宜，進而保持膠液的最佳質(zhì)量。
[0073]可以看出，通過設(shè)置第一加熱機構(gòu)可以進一步加快溶膠速度及溶膠質(zhì)量，使得膠液快速到達預(yù)設(shè)溫度。通過設(shè)有第一溫度傳感器可以有效監(jiān)測所加熱的溫度是否過高或過低，進而方便進行PID控制。
[0074]請參閱圖4，在本實施方式中，所述柱塞栗21可以包括柱塞腔212及柱塞桿211。柱塞桿211可以在柱塞腔212內(nèi)上下移動。所述出膠通孔122與所述柱塞腔212之間設(shè)有輸送流道(比如上述膠水輸送管道)。
[0075]為防止膠液由出膠通孔122流出之后產(chǎn)生溫降而產(chǎn)生色差等問題，溫控單元還可以如下設(shè)置。
[0076]所述溫控單元也可以包括第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器。所述第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器連接所述輸送流道。所述第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第二溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第二加熱機構(gòu)所述輸送流道內(nèi)的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。
[0077]所述溫控單元也可以所述溫控單元包括第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器，所述第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器連接所述柱塞栗21。所述第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器與所述控制單元相連接。所述控制單元能夠根據(jù)所述第三溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第三加熱機構(gòu)所述輸送流道內(nèi)的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。
[0078]所述溫控單元也可以所述溫控單元包括第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器。所述第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器連接所述注膠槍22。所述第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第四溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第四加熱機構(gòu)將所述注膠槍22的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。
[0079]通過此種設(shè)置，注膠時，注膠槍22可以伸入模具中在靠近電子元件的位置處進行注膠，由于輸送流道400與注膠槍22均為“熱流道”，進而可以盡量縮短注膠槍22嘴與電子元件之間的“冷流道”長度。因此，在此低壓注膠中采用了熱流道技術(shù)沒有“水口料”，可極大減少月父料的浪費，降低成本和提尚封裝電子廣品的品質(zhì)和良品率。
[0080]當然，作為一種優(yōu)選的方案，溫控單元可以同時包括第一加熱機構(gòu)、第一溫度傳感器、第二加熱機構(gòu)、第二溫度傳感器、第三加熱機構(gòu)、第三溫度傳感器以及第四加熱機構(gòu)、第四溫度傳感器。其中，加熱機構(gòu)可以為加熱管、或加熱棒、或電阻絲、或PTC加熱元件等。
[0081]為防止膠液回流，所述輸送流道內(nèi)可以設(shè)有單向閥15。所述壓力測量單元30包括設(shè)于所述單向閥15下游的壓力傳感器。其中，壓力傳感器與控制單元相連接。較佳的，如圖4所示，所述壓力傳感器設(shè)于所述柱塞栗21與所述注膠槍22之間，其中，柱塞栗21的出口和入口可以為同一開口，輸送流道的末端可以通入柱塞栗21與注膠槍22之間，進而可以通過單向閥15來改變膠液由熔膠單元10進入柱塞栗或由柱塞栗進入模具。所述單向閥15可以為氣控單向閥15，其開啟壓力可調(diào)。
[0082]本申請另一種實施方式還提供一種電子元件的低壓封膠系統(tǒng)，包括:模具(未示出)，其具有能夠容置待封膠元件的型腔以及通入所述型腔的進膠口；如上任一實施方式所述的低壓注膠裝置，所述低壓注膠裝置的注膠槍通過所述進膠口向所述型腔內(nèi)注膠。
[0083]鑒于模具有多種，所述低壓注膠裝置可以與各種模具配合形成不同類型的低壓注膠封裝系統(tǒng)(設(shè)備)。
[0084]本文引用的任何數(shù)字值都包括從下限值到上限值之間以一個單位遞增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之間存在至少兩個單位的間隔即可。舉例來說，如果闡述了一個部件的數(shù)量或過程變量(例如溫度、壓力、時間等)的值是從I到90，優(yōu)選從20至IJ80，更優(yōu)選從30到70，則目的是為了說明該說明書中也明確地列舉了諸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。對于小于1的值，適當?shù)卣J為一個單位是0.0001、0.001、0.01、0.1。這些僅僅是想要明確表達的示例，可以認為在最低值和最高值之間列舉的數(shù)值的所有可能組合都是以類似方式在該說明書明確地闡述了的。
[0085]除非另有說明，所有范圍都包括端點以及端點之間的所有數(shù)字。與范圍一起使用的“大約”或“近似”適合于該范圍的兩個端點。因而，“大約20到30”旨在覆蓋“大約20到大約30”，至少包括指明的端點。
[0086]披露的所有文章和參考資料，包括專利申請和出版物，出于各種目的通過援引結(jié)合于此。描述組合的術(shù)語“基本由…構(gòu)成”應(yīng)該包括所確定的元件、成分、部件或步驟以及實質(zhì)上沒有影響該組合的基本新穎特征的其他元件、成分、部件或步驟。使用術(shù)語“包含”或“包括”來描述這里的元件、成分、部件或步驟的組合也想到了基本由這些元件、成分、部件或步驟構(gòu)成的實施方式。這里通過使用術(shù)語“可以”，旨在說明“可以”包括的所描述的任何屬性都是可選的。
[0087]多個元件、成分、部件或步驟能夠由單個集成元件、成分、部件或步驟來提供。另選地，單個集成元件、成分、部件或步驟可以被分成分離的多個元件、成分、部件或步驟。用來描述元件、成分、部件或步驟的公開“一”或“一個”并不說為了排除其他的元件、成分、部件或步驟。
[0088]應(yīng)該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應(yīng)用對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導(dǎo)的范圍不應(yīng)該參照上述描述來確定，而是應(yīng)該參照所附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所擁有的等價物的全部范圍來確定。出于全面之目的，所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結(jié)合在本文中。在前述權(quán)利要求中省略這里公開的主題的任何方面并不是為了放棄該主體內(nèi)容，也不應(yīng)該認為發(fā)明人沒有將該主題考慮為所公開的實用新型主題的一部分。
【主權(quán)項】
1.一種用于電子元件封膠設(shè)備的低壓注膠裝置，其特征在于，包括: 熔膠單元，其包括能夠轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤、固定件、進料機構(gòu)以及殼體;所述轉(zhuǎn)盤及所述固定件設(shè)于所述殼體內(nèi)；所述轉(zhuǎn)盤面向所述固定件的表面上設(shè)有曲線槽;所述進料機構(gòu)用于向所述曲線槽進料，所述轉(zhuǎn)盤相對于所述固定件轉(zhuǎn)動時將原料熔化成膠液； 注膠單元，其包括與所述曲線槽連通的柱塞栗、與所述柱塞栗連接的注膠槍;所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時膠液進入所述柱塞栗內(nèi)； 壓力測量單元，其連接所述注膠單元;所述壓力測量單元用于測量注膠單元內(nèi)的注膠壓力； 溫控單元，其與所述熔膠單元及注膠單元相連接;所述溫控單元能夠使膠液保持在預(yù)設(shè)溫度； 控制單元，其與所述壓力測量單元、所述柱塞栗連接;所述控制單元能夠在所述注膠壓力達到預(yù)定壓力時控制所述柱塞栗停止注膠。2.如權(quán)利要求1所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述固定件的中心設(shè)有與所述曲線槽相通的出膠通孔，所述出膠通孔與所述柱塞栗相連通。3.如權(quán)利要求1所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述固定件面對所述轉(zhuǎn)盤的表面設(shè)有曲線槽。4.如權(quán)利要求1所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述曲線槽呈阿基米德螺線或漸開線或雙曲線或擺線形式由所述轉(zhuǎn)盤的外周向中心延伸。5.如權(quán)利要求1所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述曲線槽的槽深由所述轉(zhuǎn)盤的外周向所述轉(zhuǎn)盤的中心延伸時逐漸變淺;和/或，所述曲線槽的槽寬由所述轉(zhuǎn)盤的外周向所述轉(zhuǎn)盤的中心延伸時逐漸變小。6.如權(quán)利要求2所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述熔膠單元還包括支撐件;所述殼體沿所述轉(zhuǎn)盤的軸向設(shè)有容納所述固定件及所述支撐件的容納通孔;所述固定件面對所述轉(zhuǎn)盤的表面沿所述轉(zhuǎn)盤的軸向形成凹槽;所述固定件與所述支撐件連接并將所述轉(zhuǎn)盤夾設(shè)于所述凹槽內(nèi)；所述凹槽的壁上設(shè)有第一進料通孔，所述殼體的壁上設(shè)有與所述第一進料通孔連通的第二進料通孔;所述進料機構(gòu)包括連通所述第二進料通孔的進料漏斗。7.如權(quán)利要求6所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述熔膠單元還包括第一伺服馬達;所述第一伺服馬達的轉(zhuǎn)軸穿過所述支撐件連接所述轉(zhuǎn)盤;所述第一伺服馬達與所述控制單元相連接，所述控制單元能夠在所述恪膠單元制取預(yù)定量的膠液時控制所述第一伺服馬達停止轉(zhuǎn)動。8.如權(quán)利要求6所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述殼體設(shè)有第一冷卻管道，所述第一冷卻管道能夠通入水以將所述殼體冷卻;所述支撐件設(shè)有第二冷卻管道，所述第二冷卻管道能夠通入水以將所述支撐件冷卻。9.如權(quán)利要求1所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述注膠單元還包括與所述柱塞栗連接的伺服電缸;所述控制單元與所述伺服電缸連接;所述控制單元能夠在所述注膠壓力達到預(yù)定壓力時停止所述伺服電缸，從而控制所述柱塞栗停止注膠。10.如權(quán)利要求1所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述溫控單元包括第一加熱機構(gòu)及第一溫度傳感器;第一加熱機構(gòu)及第一溫度傳感器與所述固定件相連接;所述第一加熱機構(gòu)及所述第一溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第一溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第一加熱機構(gòu)將所述固定件的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。11.如權(quán)利要求2所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述柱塞栗包括柱塞腔;所述出膠通孔與所述柱塞腔之間設(shè)有輸送流道。12.如權(quán)利要求11所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述輸送流道內(nèi)設(shè)有單向閥；所述壓力測量單元包括設(shè)于所述單向閥下游的壓力傳感器。13.如權(quán)利要求12所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述壓力傳感器設(shè)于所述柱塞栗與所述注膠槍之間。14.如權(quán)利要求11所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述溫控單元包括第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器，所述第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器連接所述輸送流道;所述第二加熱機構(gòu)及第二溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第二溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第二加熱機構(gòu)所述輸送流道內(nèi)的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。15.如權(quán)利要求11所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述溫控單元包括第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器，所述第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器連接所述柱塞栗;所述第三加熱機構(gòu)及第三溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第三溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第三加熱機構(gòu)所述輸送流道內(nèi)的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。16.如權(quán)利要求1所述的低壓注膠裝置，其特征在于:所述溫控單元包括第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器;所述第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器連接所述注膠槍;所述第四加熱機構(gòu)及第四溫度傳感器與所述控制單元相連接;所述控制單元能夠根據(jù)所述第四溫度傳感器所檢測的溫度控制所述第四加熱機構(gòu)將所述注膠槍的溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度。17.一種電子元件的低壓封膠系統(tǒng)，其特征在于，包括: 模具，其具有能夠容置待封膠元件的型腔以及通入所述型腔的進膠口； 如權(quán)利要求1至16任一所述的低壓注膠裝置，所述低壓注膠裝置的注膠槍通過所述進膠口向所述型腔內(nèi)注膠。
【文檔編號】B29C45/74GK205467148SQ201620181952
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】朱建曉
【申請人】蘇州康尼格電子科技股份有限公司