技术领域
本发明涉及权利要求1前序中所限定的一种类型的压力传感器。
背景技术
在安装
半导体芯片时,要用环
氧树脂粘合剂将其粘在基片上。在这 个过程中,需要向基片上涂敷精密确定量的粘合剂。粘合剂的涂敷,例 如可利用EP928637号欧洲
专利申请中阐述的配料嘴进行。借助于压力脉 冲的作用。配料嘴中的粘合剂被周期性地推出。压力脉冲包括一个超压 和一个
负压或
真空阶段,真空阶段总是要持续到下一个超压阶段,这是 防止粘合剂脱落所需要的。最后阶段的真空强度取决于粘合剂的特性, 并且每种类型粘合剂的真空强度都已给出。真空的形成,例如可借助一 种由针
阀和在下游与其连接的文杜里
喷嘴组成的装置来实现。由这种方 法形成的真空,与针阀
位置的关系呈非线性。因此,在动态操作中,真 空的调节非常困难。
发明内容
本发明的目的,就是为了寻找调节此类装置中真空的方法。
依据本发明,借助权利要求1中列举的特征解决了这一既定任务。
压力传感器包括:一个能承受压缩空气作用的阀,该阀包括一个与
阀座配合工作的
阀体;一个用于改变阀体位置和借此改变阀出口压力的
电机;一个测量调节压力的传感元件和一个
电子控制器。电机有一根旋
转轴,其旋转方向和转速由电子控制器依据调定的数值和压力传感元件 发送的
信号来调节。电机轴的旋转运动,通过一个联接器转换阀体的纵 向运动。基于本发明的压力传感器的特征在于:在轴和阀体件之间插装 一个
弹簧。当阀关闭时,弹簧卸载或轻微预紧。阀开得越大,弹簧压缩 得越紧,也就是说弹簧向电机轴施加一个力,该力是阀体位置的函数, 从而向电机施加机械
载荷。电机特性的选择要使该机械载荷导致电机不 以控制器所给的转速运转,而以比此转速较低的转速运转。对控制器来 说,这就意味着使控制特性线性化。阀最好是针阀,电机最好是直流电 机。
在优选
实施例中,压力传感器包括:
一个具有压缩空气进口的阀,它包括一个阀体和一个阀座;
一个用于调节阀体相对于阀座的位置的直流电机;
将电机轴的旋转运动转换成阀体纵向运动的装置;
一个压力传感元件;
一个依据压力传感元件发送的信号和给定的压力值调节电机旋转方 向和转速的电子控制器;和
一个插装在电机轴和阀体之间的弹簧,该弹簧用来依据阀体的位置 形成各种不同的、作用在电机上的机械载荷。其中,作用在电机上的机 械载荷增大将导致电机转速下降(相对于空载运行条件下的转速而言)。
压力传感器也可用来使在下游与其连接的一种用于形成真空的装置 中,例如文杜里喷嘴中形成真空。在这种情况下,最好用传感元件来测 量真空度,这样,调节系统不仅包括阀,还包括文杜里喷嘴。
压力传感器这个词的意思,不仅是指产生可控超压的装置,而且也 指产生可控负压或真空的装置。
附图说明
下面,依据附图对本发明的实施例作更详细的解释。
附图:图1是一种压力传感器,和
图2是两条特性曲线。
具体实施方式
图1表示一种压力传感器,其形态为一个由压缩空气控制以形成受 控负压或真空的装置,该装置也可称作为真空源。压力传感器包括一个 阀(最好是针阀1)和一个文杜里喷嘴2。针阀1包括一个可施加压缩空气 的进气口3和一个向文杜里喷嘴2的第一输入口5供气的出气口4。文杜 里喷嘴2包括一个使已形成的真空发生作用的第二输入口6和一个将来 自针阀1的气体排向大气的输出口7。真空传感元件8,调节针阀1用的 驱动装置和电子控制器9都是为了控制真空。驱动装置包括一个带有旋 转轴11的电机10(最好是直流电机)和一个紧固于轴11上的联接器12。 针阀1包括一个与形似
阀针14的阀体相
啮合的阀座13。在针阀1中,借 助
螺纹15使阀针14具有一个密封
轴承。当阀针14转动时,其尖端与阀 座13之间形成的间隙发生变化,决定着针阀1的压力损失,进而决定了 文杜里喷嘴2第一输入口5处的压力。联接器12包括一个纵向钻孔7和 两个与其平行的凹槽18。纵向钻孔17接纳阀针14远离阀座13的一端, 从而使两个紧固在阀针14上的翼板19投入到凹槽18里。电机10的轴 11的旋转运动,通过由联接器12的凹槽18制导的翼板19传递给阀针 14,随后由于阀针14与针阀1的螺纹15相啮合而使此旋转运动转换成 阀针14的纵向运动。
电子控制器9在其输出端输出直流电,该
电流的电流极性决定电机 10的旋转方向,电流比控制电机转速。较低的
电压表示电机10慢速运转,
电极10的转速将随着电压的增大而增大。电机10的特征是:只有当电 压超过
阈值时电机才会运转。
在特性曲线P(Z)图中,Z值代表阀针14的尖端在纵向轴线Z方向的 位置,P值代表文杜里喷嘴2输出口处的压力,该特性曲线图示出了如图 2中的虚线曲线所表示的过程。当针阀1关闭时,Z=0。在工作范围内, 特性曲线急剧地呈现出非线性,这使得动态控制真空很困难。根据本发 明,可预见到向联接器12内的轴11和阀针14之间插装一个弹簧20将 会向轴11的端面(轴向不动)施加一个大小取决于阀针14位置的力,从 而向电机10机械加载。当Z=0时,表示弹簧20完全卸载或已经被轻微 地压缩。另一方面,当Z=Z1时,弹簧20被相当强地压缩:阀针14在从 Z=0到Z=Z1的工作范围内,作用在电机10上的载荷呈线性增加。直流电 机10和在阀针14工作范围内弹簧20产生的压力相互协调,以使弹簧20 产生的机械载荷的增加导致电机10转速的下降。转速下降的程度,一方 面取决于弹簧20的弹性常数,另一方面取决于直流电机10的特性。因 此,当选用直流电机时一旦电机轴承受机械载荷,其转速与电机空载条 件下的转速相比将会减小。
在运转过程中,电子控制器9调节真空,以便依据真空传感元件的 信号控制电机10的旋转方向和调定转速。随着阀针14位置的变化,弹 簧20向电机10的轴11机械加载,因而使电机10的轴不是以电子控制 器9给定的转速旋转,而是以比给定转速低的转速旋转。这就导致形成 以下控制特性:在特性曲线的下区域内,即Z值小的区域内(在图2的左 半区域),作用在电机10上的载荷相对较小,电机基本上以给定的调定 转速运转。在特性曲线的上区域内,即Z值相对较大的区域内(在图2的 右半区域),作用在电机10上的载荷相对较大,电机以明显低于调定转 速的转速运行。对电子控制器9来说,这就相当于特性曲线P(Z)的线性 化段和特性曲线似乎具有的、如图2中延长线所表示的那种过程段。由 于至少有部分线性特性曲线,在文杜里喷嘴2的第二输入口6处的真空, 就可通过设计普通的PI控制器来调节。
当在芯片
焊接机上涂敷粘合剂时,真空源的工作范围一般在0-70毫 巴以内。
在没有文杜里喷嘴的情况下,也可用同样的结构在针阀1的输出口4 处形成可控超压。为了达到这个目的,需要用压力传感器代替真空传感 器8来测量针阀1的输出口4处的压力,并将该压力传递给控制器9。