基于超磁致伸缩驱动的胶液喷射分配器研究

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微电子封装技术的迅猛发展,带动了封装设备制造业的发展,作为封装工艺中的关键设备,胶液分配系统也得到了迅速发展。胶液喷射分配技术因其突出的优点而受到重视以及得到越来越广泛的应用。稀土超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料,磁致伸缩应变大、响应速度快、能量密度高等是该类材料的显著特点,因其优异的性能、良好的应用前景,而得到世界各国学者的关注。但是目前为止国内外并无把超磁致伸缩材料应用与微电子胶液喷射系统的研究,此次研究对超磁致驱动应用于胶液喷射器方面做了初步探索。本文对胶液喷射器在不同喷针行程和加速度参数下进行了数值仿真,并对仿真结果进行了对比,分析了小行程,大的加速度喷射的优越性。然后本文对小行程大的加速度下,胶液喷射分配器的其它参数进行了仿真比较,对比了不同参数对胶液喷射的影响。由于超磁致伸缩驱动能同时满足小的喷针行程和大的加速度的特点,本文构思了一种基于超磁致伸缩驱动的胶液喷射分配器。本文对超磁致伸缩驱动胶液喷射分配器的驱动系统、位移放大机构和喷射器进行了设计计算。本文还用有限元方法对激励磁场和偏置做了数值仿真,得出了超磁致伸缩棒的激励磁场强度和偏置磁场强度分布情况,确定了线圈输入电流的大小。本文通过研究得出以下结论:较小胶液喷射分配器的喷针行程和较大喷针加速度,可以实现更高的胶液喷射精度以及实现更大粘度的胶液喷射;超磁致伸缩驱动线圈选定为1000匝,电流为2A,从而可以实现在超磁致伸缩棒内20KA/m的磁场强度;为了避免超磁致伸缩棒的倍频现象,应设计偏置线圈,偏置线圈设计也为1000匝,电流3A,以便在超磁致伸缩棒内产生20KA/m的磁场强度;超磁致伸缩驱动部分应施加10MPa预压应力以便使超磁致伸缩棒有较大的伸缩量;位移放大机构设计位移放大倍数为10倍,从而使超磁致伸缩驱动胶液喷射分配器的喷针行程扩大到毫米级。
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