● 摘要
微量泵是实现微机电系统封装特别是电子器件封装的重要作业装置之一。随着电子元件集成度的迅速提高，电子器件的体积日益减小，电子器件的外部连接接点数量和密度日益增加。而在封装过程中必须预先将准备相互连接的元件之间利用胶连接起来，使其之间的相对位置确定，其目的之一是保证元件之间有足够的连接强度，目的之二是保证元件在焊接过程中不发生位置变动，确保焊接的准确和可靠。但是目前的各种点胶装置不能满足超小流量的要求，因此探索一种新型的微量泵的工作原理并测试其可行性具有重要意义和实用价值。 基于动物眼睛和口部的月牙形结构特征提出一种“月牙形仿生阀门”结构，通过应力分析验证了该结构在变形过程中的应力变化规律，并与圆孔阀门结构进行了比较，认为“月牙形仿生阀门”结构是一种低应力结构，在阀结构设计中具有重要实用价值。 基于主动阀控制的橡胶管形的点胶装置的基本原理，参照主动阀泵的工作方式，提出了一种压电驱动的微管道泵，并设计了三种不同的泵体结构形式，通过实验和分析认为具有月牙形可变空间或“月牙形仿生阀门”结构的微量泵的基本设计具有较好的制造工艺性和较高的可行性。 在制造工艺方面，采用砂轮磨削和精密抛光机研抛的方法，较精确的加工出了泵体样机，实现了微量泵的有效密封。 在控制系统方面，分析了微量压电点胶泵系统的控制功能需求，开发了单片机控制程序，设计了控制电路，制作了电路板。通过单片机产生的三路控制信号准确地控制了三个PZT的动作，实现了系统定时和数码管显示功能。 在实验研究方面，搭建了较高精度的PZT及月牙槽振幅测量系统，对PZT的伸长量以及月牙槽的变形规律进行了实验测定。建立了微量流体测量实验系统，对微量泵的各主要性能指标进行了测试，采集了实验数据并进行了分析。 经实验验证，当用水作工作介质时，微量泵具有良好的流量特性和较高的可靠性，流量只是和月牙槽的尺寸有关，和外界压力无关。当介质是粘度大的甘油时，在小频率范围内泵体具有较好的特性，在高频率段的性能有待提高。