非牛頓流體定量微擠出過程動態(tài)建模與控制研究.pdf

1、　　流體定量微擠出布施技術(shù)已廣泛的應用于電子制造與封裝業(yè)。在眾多的流體布施技術(shù)中，時間-壓力型點膠因其可操作性好，適用面廣，使用成本低，易于清洗維護等眾多優(yōu)點，占據(jù)了70%以上的市場份額。它是利用壓縮氣體驅(qū)動點膠頭內(nèi)流體從針頭擠出并布施到基板上，該過程具有較強的非線性動態(tài)特性，主要表現(xiàn)在：①氣體具有可壓縮性，且微量點膠情況下點膠頭針管腔內(nèi)壓力不可測量；②非牛頓流體流變特性復雜，難以用準確、通用的模型來描述，使得對過程建模及控制變得極為困

2、難。本論文對非牛頓流體定量微擠出過程建模與控制進行了系統(tǒng)的分析與研究，并完成了以下工作：
　　(1)非牛頓流體定量點膠技術(shù)綜述。介紹了目前各類點膠技術(shù)的特性，分析了各自的優(yōu)、缺點。重點針對國內(nèi)外流體定量點膠過程建模和控制方法進行了綜述，指出了當前的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　(2)非牛頓流體定量微擠出過程分析。從點膠原理出發(fā)，主要分析了流體的流變特性和影響點膠一致性的相關(guān)因素，作為膠體定量微擠出過程建模與控制的理論依據(jù)。

3、r>　　(3)建立了非牛頓流體定量點膠過程動態(tài)模型。針對點膠過程，以氣液界面為分界面，將系統(tǒng)分為氣動系統(tǒng)部分和非牛頓流體微擠出部分?；邳c膠針管內(nèi)部壓力不可測量，本文對氣動系統(tǒng)建立了動態(tài)模型。接著，重點對工程上典型的冪律非牛頓流體微擠出過程進行了動態(tài)建模，通過數(shù)值仿真分別監(jiān)測針管進口處和氣液界面上的壓力作為擠壓非牛頓流體的驅(qū)動力對模型進行了驗證。仿真驗證了：①對充氣過程作用在氣液界面上的壓力與針管進口處壓力近似相等，而在放氣過程中，氣液

4、界面上的壓力始終大于針管進口處壓力。結(jié)果表明，在對微量點膠模型驗證時將進口處壓力替代作用在氣液界面上的壓力是存在較大誤差的，其誤差可達-12.286% 。②對不同特性的膠體和不同膠體余量時，本文所建立的預測模型都有較高的預測精度，其預測精度可達1%左右。實驗進一步驗證了本文所建模型的有效性和仿真的正確性。
　　(4)制定了基于逆模控制的非牛頓流體定量微擠出過程控制策略。利用機器視覺在線檢測實際點膠量，并與模型預測結(jié)果進行比較，通