超微量点胶方法与实验

点胶技术的应用范围很广，从半导体封装工业、集成电路产业、SMT/PCB装配业到-般性工业的焊接、注涂和密封，点胶技术都起着至关重要的作用。

按照点胶原理的不同，经典的流体点胶技术主要有接触式和非接触式13。针对接触式微量点胶方法，Jeffrey P.Fugere等人l4 提出-种螺旋泵式微量点胶方法，通过对点胶针进行精细的设计、选择可编程精密控制的微量螺旋泵等措施保证微量胶斑尺寸，其胶斑最小尺寸可控制在254 tLm，但由于该方法在电机加速和减速过程 中存在系统响应延迟，很难快速精密地控制点样过程。史亚莉等人 。]提出了时间/压力型微量点胶方法，针对惯性约束核聚变实验中靶丸与充气管之间的联接和密封的装配要求，设计和搭建了-个时间/压力型 pL级微点胶平台，该平台可实现的最小点胶量为 2 pL，但由于采用加压方式将胶液挤出，加压过程中产生的振动会影响点胶的-致性，且压力导致针筒中温度升高，影响胶液黏度，这些因素都影响点胶量的控制，该方法仅适用于黏度不大于 500 cP的胶液。除此之外，接触式点胶还有大量式(多针式转蛹术、丝网印刷)、截流阀式、活塞泵式(容积式) 胡等方法。由于点胶原理上的问题，接触式点胶很难实现重复精度高的微量点胶，点胶量的精确调整比较繁琐，价格昂贵且不易清洗，而优点是适用的胶液黏度范围较大。

非接触式点胶主要是喷射式点胶，在微量点胶方法上，Peng Peng等人[9。叩将气液两相流体同时运用到流体点胶技术中，提出了-种微量点胶设计方案，利用气液两相形成-种气泡与液滴相互间隔的稳定流动活塞流，使胶液变成液滴从喷头喷出进行点样，单次喷射 的点胶 量能达到660.6 nL；Jonas Bergkvist等 人 提 出 PZT 三脚架布局的新型驱动器结构，相对于传统的堆叠式 PZT驱动结构具有微型化特点，使得点胶系统更适应于微小操作空间的需求 ，其点胶量可以控制在 23～6O pL，但该方法主要适用 于低黏度 的胶液(如等离子水)，对高黏度胶液的适用性有待验证。Mohammed Jalal Ahamed等人 采用压电驱动器，通过活塞头推动-个弹性膜片，以使弹性膜片弯曲产生压力脉冲，喷出液滴，实验和分析表明该系统点胶量可以控制在 5O pL～1 nL，但是由于在喷嘴尖处存在控制死区”，该部分胶液不能得到很好地使用，同时对于高黏度胶液的适用性也有待验证。非接触式微量点胶除了上述几种方法外，按其驱动方式还有热驱动口 、气动 、静电驱动口 、超声驱动口 等，-般均需要控温装置，控制胶体黏度的变化，设备复杂化且很难适用于胶液黏度大的情况 。

随着机械电子产品的微型化，微装配部件的尺寸越来越小，对微量点胶提出了更高的要求。

为了满足微装配/密封工程中对胶量的超微量化(≤1 pL)需求，本文提出超微量点胶方法口 。 。

与现有的点胶技术相比，该方法既适用于接触式点胶 ，也适用于非接触式点胶 ；通过改变移液针先端的尺寸、控制移液针吸附微小液滴与点胶面的相对接触量，可以很容易地控制胶斑的大小，实现fL级超微量点胶 ；根据胶液黏度，匹配不 同的玻璃微管和移液针 ，控制吸附于移液针先端的微液滴与点胶面的接触量；从而实现空间各个方向、各种粘度胶液的超微量点胶；移液针，玻璃微管可以简单地更换，维护更方便。

2 超微 量点胶 方法超微量点胶的原理如图 1所示， 为移液针上下移动的速度。移液针穿过装有胶液的玻璃微第8期 张 勤，等：超微量点胶方法与实验 2O77液针直径和点胶距离 Gap对点胶量 的影响 ；在此基础上，匹配移液针直径、点胶距离和点胶速度等参数实现了胶液黏度 971 cP，在 3种亲水性不同