一种激光植球喷嘴的制作方法

  激光植球是近几年发展起来的一种微连接技术，具有工作区域精确、高能量效率、高稳定性、自动化系统集成等优点，能满足微细间距、小直径焊球的植球精度，有很好的行业前景。

  激光植球以激光作为加热的热源，利用激光束优良的方向性和高功率密度特点，通过光学系统将激光束聚焦植球机喷嘴上，在很短时间使喷嘴中的bga球熔化，在芯片或返修部件上形成凸点，即激光植球喷嘴通常遭受高温、高应力及腐蚀等服役环境，因此对激光植球喷嘴材料提出了极高的要求。目前国内外常用的喷片材料主要为wc；wc硬质合金的最高硬度能够达到23gpa，但wc脆性大，不易加工，尤其小于100微米喷嘴无法加工。

  本实用新型的目的是提供一种激光植球喷嘴，采用金刚石作为喷片，并结合材料的优化，对喷嘴的整体结构可以进行优化和改进，使得喷嘴在制作时易于加工成型，精度高，且使用中易于拆装，又重新优化了中心孔的结构，有利于降低喷嘴液流的阻力，便于形成层流以及稳定射流。

  为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种激光植球喷嘴，包括喷嘴嘴身、喷片镶嵌座和金刚石喷片，所述喷嘴嘴身下端设有开口向下的上凹槽，所述喷片镶嵌座的上端设有开口向上的下凹槽，所述金刚石喷片通过过盈配合装配在由所述上凹槽和下凹槽所组成的容纳腔中，喷嘴嘴身和喷片镶嵌座通过螺纹连接将金刚石喷片固定在容纳腔内；所述喷嘴嘴身的中心设有上下贯通的中心孔ⅰ，所述喷片镶嵌座的中心设有上下贯通的中心孔ⅱ，所述金刚石喷片的中心设有中心孔ⅲ，中心孔ⅲ连通中心孔ⅰ和中心孔ⅱ，所述中心孔ⅰ为圆柱孔，所述中心孔ⅱ和中心孔ⅲ均为锥形孔，其中中心孔ⅲ为倒锥形，其大直径端的直径和中心孔ⅰ相同，且大直径端和中心孔ⅰ相连通，中心孔ⅲ的小直径端和中心孔ⅱ的小直径端直径相同并相连通。

  所述喷嘴嘴身的下部外圆周设有外螺纹，所述喷片镶嵌座上部设有和所述喷嘴嘴身外圆过渡配合的圆槽，圆槽的内壁设有和所述外螺纹配合的内螺纹。

  所述金刚石喷片的形状为圆形，外径在1mm-5mm之间，高度在0.8mm-2mm之间，金刚石喷片的高度较所述下凹槽和所述上凹槽深度之和大0.05mm-0.1mm。

  本实用新型具有以下创新点及优点：本实用新型中喷嘴嘴身和喷片镶嵌座采用螺纹连接，且金刚石喷片和喷嘴嘴身及喷片镶嵌座为过盈配合，这样既可以很好的固定金刚石喷片，又便于装置的拆卸和安装。

  本实用新型中各个中心孔的设计从喷嘴液流的流动性考虑，如果金刚石喷片的中心孔ⅲ如果呈圆柱孔，则液流流动不易保持层流，易形成紊流，导致流动不稳定；而孔ⅱ如果呈圆柱形不仅加工困难，且使液流流阻大，不易形成稳定射流。

  此外，由于本实用新型中喷嘴嘴身为耐热钢或硬质合金，且长度较大，中心孔ⅰ直径也较大，因此从加工难度、精度、成本考虑，中心孔ⅰ采用圆柱孔；对于喷片镶嵌座，虽然其材质也是耐热钢或硬质合金，但是，中心孔ⅱ孔深和直径小，多采取了激光打孔，而激光打小孔时，打锥孔精度更高；对于金刚石喷片，其中心孔ⅲ因为孔径小（小于0.2mm），所以采取了激光打孔，锥形孔从精度到成本都是更合适的。

  图中标记：1、喷嘴嘴身；2、喷片镶嵌座；3、金刚石喷片；4、外螺纹；5、内螺纹；6、倒角；7、下凹槽；8、上凹槽；9、中心孔ⅰ；10、中心孔ⅱ；11、中心孔ⅲ。

  在本专利描述中，除非另有说明，属于上、下、上端、下端等指示方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件一定要有的特定方位，因此不能理解为本专利的限制。

  如图1所示，一种激光植球喷嘴，包括喷嘴嘴身1、喷片镶嵌座2和金刚石喷片3；所述喷嘴嘴身1的下端设置有与金刚石喷片3过渡配合的下凹槽7，下端外侧设置外螺纹4，中心设置有上下贯穿喷嘴嘴身1的中心孔ⅰ9，中心孔ⅰ9为圆柱孔；所述喷片镶嵌座2上端设有与金刚石喷片外圆过渡配合的上凹槽8，上凹槽8内圆设置有与喷嘴嘴身1下端外螺纹4配合的内螺纹5，上凹槽下方的中心位置设有上下贯穿喷片镶嵌座2的中心孔ⅱ10，中心孔ⅱ10为正锥型的锥形孔；所述金刚石喷片3装卡在喷嘴嘴身1和喷片镶嵌座2中间，且金刚石喷片3上设有一个上下贯穿金刚石喷片3的中心孔ⅲ11，中心孔ⅲ11为倒锥形的锥形孔；所述中心孔ⅰ9、中心孔ⅲ11和中心孔ⅱ10上下依次相接并连通，中心孔ⅲ11的大直径端和中心孔ⅰ9的直径相同，中心孔ⅲ11的小直径端和中心孔ⅱ10的直径相同。

  作为对上述方案的逐步优化，对所述喷嘴嘴身1和喷片镶嵌座2材质采用耐热钢和硬质合金。

  作为对上述方案逐步优化，所述金刚石喷片3形状为圆柱形，外径在1mm-5mm之间，中心孔ⅲ11孔径为0.01mm-1.5mm，高度在0.8mm-2mm之间，较下凹槽7和上凹槽8深度之和大0.05mm-0.1mm，以便下凹槽7和上凹槽8压紧金刚石喷片3。

  加工时，喷嘴嘴身1和喷片镶嵌座2均选用硬质合金，喷嘴嘴身1和喷片镶嵌座2采用螺纹连接，避免了焊接高温影响金刚石喷片3性能；喷片镶嵌座2上的倒角6为15-45度。金刚石喷片3选用外径为2mm，孔径ⅱ为0.18mm，高度为0.3mm的cvd金刚石单晶，且采取了激光打孔，加工出高精度倒锥形通孔，保证加工精度。通过上述加工及制造工艺能轻松实现高精度金刚石喷片制造。

  上述实施例具有如下优势：（1）制造工艺不仅避免现存技术中金刚石喷片结构较为复杂难以加工问题，还能够有效保证金刚石加工精度；（2）便于金刚石喷片牢固固定，保证金刚石喷片稳定工作；（3）金刚石利用率高，且加工成本低。

  本实用新型实施例是为了示例和描述给出的，而不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式，而是适用于本领域普通技术人员能够理解本专利从而设计出特定用途的带有各种修改的各种实施例。

  1.一种激光植球喷嘴，其特征是：包括喷嘴嘴身（1）、喷片镶嵌座（2）和金刚石喷片（3），所述喷嘴嘴身（1）下端设有开口向下的上凹槽（8），所述喷片镶嵌座（2）的上端设有开口向上的下凹槽（7），所述金刚石喷片（3）通过过盈配合装配在由所述上凹槽（8）和下凹槽（7）所组成的容纳腔中，喷嘴嘴身（1）和喷片镶嵌座（2）通过螺纹连接将金刚石喷片（3）固定在所述容纳腔内；所述喷嘴嘴身（1）的中心设有上下贯通的中心孔ⅰ（9），所述喷片镶嵌座（2）的中心设有上下贯通的中心孔ⅱ（10），所述金刚石喷片（3）的中心设有中心孔ⅲ（11），中心孔ⅲ（11）连通中心孔ⅰ（9）和中心孔ⅱ（10），所述中心孔ⅰ（9）为圆柱孔，所述中心孔ⅱ（10）和中心孔ⅲ（11）均为锥形孔，其中中心孔ⅲ（11）为倒锥形，其大直径端的直径和中心孔ⅰ（9）相同，且大直径端和中心孔ⅰ（9）相连通，中心孔ⅲ（11）的小直径端和中心孔ⅱ（10）的小直径端直径相同且相连通。

  2.根据权利要求1所述的一种激光植球喷嘴，其特征是：所述喷片镶嵌座（2）下端外圆设有倒角（6）。

  3.根据权利要求2所述的一种激光植球喷嘴，其特征是：所述倒角（6）度数为15°~45°。

  4.根据权利要求1所述的一种激光植球喷嘴，其特征是：所述喷嘴嘴身（1）的下部外圆周设有外螺纹（4），所述喷片镶嵌座（2）上部设有和所述喷嘴嘴身（1）外圆过渡配合的圆槽，圆槽的内壁设有和所述外螺纹（4）配合的内螺纹（5）。

  5.根据权利要求1所述的一种激光植球喷嘴，其特征是：所述喷嘴嘴身（1）和喷片镶嵌座（2）采用耐热钢或硬质合金。

  6.根据权利要求1所述的一种激光植球喷嘴，其特征是：所述金刚石喷片（3）的形状为圆柱形，外径在1mm-5mm之间，高度在0.8mm-2mm之间，金刚石喷片（3）的高度较所述下凹槽（7）和所述上凹槽（8）深度之和大0.05mm-0.1mm。

  本实用新型涉及一种激光植球喷嘴，包括喷嘴嘴身、喷片镶嵌座和金刚石喷片，喷嘴嘴身下端设有开口向下的上凹槽，喷片镶嵌座的上端设有开口向上的下凹槽，金刚石喷片通过过盈配合装配在由所述上凹槽和下凹槽之间，喷嘴嘴身和喷片镶嵌座通过螺纹连接；喷嘴嘴身的中心设有上下贯通的中心孔Ⅰ，喷片镶嵌座的中心设有上下贯通的中心孔Ⅱ，金刚石喷片的中心设有连通中心孔Ⅰ和中心孔Ⅱ的中心孔Ⅲ，中心孔Ⅰ为圆柱孔，中心孔Ⅱ和中心孔Ⅲ均为锥形孔，其中中心孔Ⅲ大直径端的直径和中心孔Ⅰ相同，且大直径端和中心孔Ⅰ相连通，中心孔Ⅲ的小直径端和中心孔Ⅱ的小直径端直径相同并相连通。本实用新型便于金刚石喷片牢固固定，保证金刚石喷片稳定工作。

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