【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一體化模式,電子信息制造產(chǎn)業(yè)間的競爭日趨激烈,電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造越來越趨于微型化,小巧化和精致化,微電子產(chǎn)業(yè)成為市場發(fā)展的主流。噴射點(diǎn)膠是非接觸式涂膠技術(shù),與傳統(tǒng)涂膠技術(shù)相比,噴射點(diǎn)膠量能夠精確控制,點(diǎn)膠質(zhì)量一致性較高。但是點(diǎn)膠閥中頂針容易磨損斷裂,點(diǎn)膠設(shè)備使用壽命受到限制,因此需要運(yùn)用理論知識并結(jié)合實(shí)際點(diǎn)膠過程對頂針的疲勞壽命進(jìn)行分析研究,設(shè)計(jì)加工符合使用壽命要求的高質(zhì)量頂針。首先本文以美國諾信公司的噴射點(diǎn)膠設(shè)備為研究對象,采用CFD流體力學(xué)分析軟件模擬噴射點(diǎn)膠過程,并對膠水的流體動力學(xué)特性進(jìn)行分析研究,在模擬分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,借助公司的試驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)DOE正交試驗(yàn),通過試驗(yàn)分析法得出頂針的幾何外形和行程是決定點(diǎn)膠量和膠點(diǎn)直徑的最顯著影響因素。其次根據(jù)膠液動態(tài)特性CFD分析結(jié)果,為了達(dá)到較高水平的點(diǎn)膠效果,需要對頂針幾何外形和實(shí)際應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理選擇。從材料的強(qiáng)度分析和疲勞壽命計(jì)算理論基礎(chǔ)出發(fā),建立頂針強(qiáng)度分析和疲勞壽命計(jì)算方法,并且參照頂針材料的力學(xué)特性,結(jié)合頂針極限應(yīng)力曲線來檢驗(yàn)頂針疲勞強(qiáng)度,校驗(yàn)其疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。強(qiáng)度分析過程中結(jié)合CFD結(jié)論,不斷改進(jìn)頂針設(shè)計(jì)和調(diào)整應(yīng)用參數(shù)直到其疲勞強(qiáng)度和壽命符合設(shè)計(jì)和使用要求。最后在本文對噴射點(diǎn)膠過程膠液動態(tài)特性模擬分析、頂針強(qiáng)度分析和疲勞壽命計(jì)算的基礎(chǔ)上,借助企業(yè)某款產(chǎn)品及測試平臺,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),安排頂針性能及疲勞壽命測試試驗(yàn)。正交試驗(yàn)結(jié)果表明影響點(diǎn)膠效果的主要因素與CFD模擬結(jié)果一致。根據(jù)頂針疲勞強(qiáng)度和壽命分析結(jié)論,測試不同設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的頂針?biāo)鶎?yīng)的點(diǎn)膠效果和實(shí)際疲勞壽命。性能和疲勞壽命試驗(yàn)結(jié)果表明:0.75mm頂針不但能夠噴射0.3mm膠點(diǎn),而且其疲勞壽命達(dá)到5500萬次仍舊在繼續(xù)工作,完全符合疲勞壽命分析計(jì)算結(jié)果。雖然0.5mm頂針能夠噴射0.3mm膠點(diǎn),但是其疲勞壽命不高,不符合設(shè)計(jì)要求,并且實(shí)際使用過程中頂針斷裂最多的就是此類設(shè)計(jì)。本文對頂針的疲勞壽命進(jìn)行分析和研究,為微電子封裝生產(chǎn)提供高性能、高可靠性、長壽命的噴射點(diǎn)膠設(shè)備提供理論研究基礎(chǔ)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。
【圖文】：

點(diǎn)膠裝置采用頂針撞擊噴膠方式，該裝置主統(tǒng)加熱模塊等部分組成如圖 1 所示。它通常熔化后的膠水在氣壓活塞作用下源源不斷地動頂針向噴嘴口運(yùn)動，直到高速撞擊噴嘴內(nèi)聚，隨著密閉內(nèi)腔膠水液壓不斷增大，膠水閥快速切換進(jìn)排氣回路，頂針往回運(yùn)動，膠水，膠水就持續(xù)不斷地從噴嘴口噴射出來。噴，頂針擠壓膠液在噴嘴內(nèi)腔中做雜亂無章地及密閉內(nèi)腔體積的變化，因此無法通過建立文采用 CFD 仿真軟件來模擬頂針撞擊噴嘴，同時(shí)仿真模擬頂針碰撞過程中密閉內(nèi)腔體完成整個(gè)噴射點(diǎn)膠過程的數(shù)值模擬分析。

頂針撞擊噴嘴時(shí)的速度可以通過頂針運(yùn)動學(xué)方程（2-2）和（2-3）組合求得。圖2 噴射點(diǎn)膠裝置工作原理Fig.2 The jetting device working principle2.3.2 頂針行程 l 對流體動力學(xué)特性的影響為了研究分析頂針行程是如何影響膠水動力學(xué)特性，，使用 CFD 軟件模擬不同頂針行程對應(yīng)的噴口膠水噴射速度矢量分布。本文中分別模擬行程為：0.5 mm、1.0 mm和 1.5 mm 時(shí)，對應(yīng)膠水動力學(xué)特性的不同表現(xiàn)。模擬過程中數(shù)值模型所有內(nèi)外載荷設(shè)置均保持一致，其基本參數(shù)設(shè)置是：①. 頂針與噴嘴貼合時(shí)接觸線大小都是 1.5mm如圖 2 中所示；②. 作用在頂針頂帽上的氣壓設(shè)定值為 0.5 Mpa ；③. 膠水注入壓力始終保持在 0.3 Mpa ；④. 對以上三種頂針行程進(jìn)行模擬分析時(shí)，都使用相同的頂針和噴嘴結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN05

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 彭先安;單修洋;;流道結(jié)構(gòu)對撞針式噴射閥點(diǎn)膠性能的影響概述[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年18期

2 關(guān)曉丹;梁萬雷;;微電子封裝技術(shù)及發(fā)展趨勢綜述[J];北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2013年01期

3 孫道恒;高俊川;杜江;江毅文;陶巍;王凌云;;微電子封裝點(diǎn)膠技術(shù)的研究進(jìn)展[J];中國機(jī)械工程;2011年20期

4 李如平;聶松林;易孟林;阮俊;;Simulation investigation on fluid characteristics of jet pipe water hydraulic servo valve based on CFD[J];Journal of Shanghai University(English Edition);2011年03期

5 羅德榮;黃其煜;程秀蘭;;無接觸噴射式點(diǎn)膠技術(shù)的應(yīng)用[J];電子與封裝;2009年06期

6 陳奎宇;鄧圭玲;;驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)對膠液噴射分配的影響[J];計(jì)算機(jī)仿真;2007年11期

7 陳奎宇;鄧圭玲;韓瑋;;噴射布膠膠液累積體積及其平均流速數(shù)值模擬[J];半導(dǎo)體技術(shù);2007年03期

8 李士會;何將三;鄧圭玲;;噴射器內(nèi)膠液流動數(shù)值仿真[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2006年04期

9 趙翼翔;陳新度;陳新;;微電子封裝中的流體點(diǎn)膠技術(shù)綜述[J];液壓與氣動;2006年02期

10 沈正湘,李涵雄,丁漢,韓雷;電子封裝中的點(diǎn)膠過程分析和控制[J];控制工程;2005年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 趙翼翔;面向半導(dǎo)體封裝的點(diǎn)膠系統(tǒng)建模、控制與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 許鑫;流體噴射點(diǎn)膠過程仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

2 彭志勇;電磁驅(qū)動點(diǎn)膠閥的工作特性分析與優(yōu)化研究[D];中南大學(xué);2011年

3 徐柯;注塑機(jī)模板的有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];北京化工大學(xué);2009年

本文編號：2575723