具有材料流率控制的倾斜和旋转分配器的制作方法

1.本公开内容总体上涉及用于将粘性材料分配到比如印刷电路板等基板上的设备和方法，更具体地涉及用于利用被配置成使分配单元倾斜和旋转的机构来将材料分配到基板上的方法和设备。

背景技术：

0、2.背景技术

1、存在用于为多种应用分配精确量的液体或糊膏的若干种类型的分配系统。一种这样的应用是将集成电路芯片和其他电子部件组装到电路板基板上。在此应用中，使用自动分配系统将点状液体环氧树脂或焊膏或其他一些相关材料分配到印刷电路板上。自动分配系统还用于分配线状底部填充材料和包封剂，底部填充材料和包封剂可以用于将部件机械地固定到印刷电路板。上述示例性分配系统包括由伊利诺伊工具公司电子组装设备子公司(illinois tool works electronic assembly equipment，itweae)(在马萨诸塞州的霍普金顿设有办事处)制造和分销的分配系统。

2、在常见的分配系统中，将分配单元安装到移动组件或机架，以便使用由计算机系统或控制器控制的伺服电机来使分配单元沿着三个相互正交的轴线(x轴、y轴和z轴)移动。为了将点状液体分配在印刷电路板或其他基板上的期望位置处，使分配单元沿着共面的水平x轴和y轴方向移动，直到分配单元位于期望位置上方。然后沿着垂直定向的竖直z轴方向降低分配单元，直到分配单元和分配系统的喷嘴/针头处于基板上方适当的分配高度。分配单元分配点状液体，然后沿着z轴升高，沿着x轴和y轴移动到新的位置，并且沿着z轴降低以分配下一点状液体。对于比如如上所述的底部填充物的包封或分配等应用，当分配单元沿着线状材料的期望路径在x轴和y轴上移动时，分配单元通常受控制以分配线状材料。对于一些类型的分配单元(比如喷射泵)，可能不需要在分配操作之前和之后进行z轴移动。

3、期望对分配单元进行更多的控制，以准确地将所分配材料置于更靠近部件边缘与基板相交的角部处或其他需要这样的运动的空间/取向。

技术实现思路

1、本公开内容的一方面涉及一种用于将粘性材料分配到在电子基板上的分配系统。在一个实施例中，分配系统包括：框架；联接至框架的支撑件，该支撑件被配置成在分配操作期间接纳和支撑电子基板；以及配置成分配粘性材料的分配单元，该分配单元具有喷嘴。分配系统进一步包括联接至框架的机架组件，其中机架组件包括机架以及倾斜和旋转子组件，该机架配置成支撑分配单元并沿x轴、y轴和z轴方向移动分配单元，该倾斜和旋转子组件配置成倾斜和旋转分配单元。分配系统进一步包括控制器，该控制器被配置成控制分配单元和机架组件以在电子基板上执行分配操作。控制器被配置成控制分配单元以一定流率从分配单元的喷嘴沿三维路径分配材料，该流率被配置成在电子基板上沉积期望量或密度的材料。

2、分配系统的实施例可以进一步包括多至2000mg/秒的流率。流率可以在0.05mg/秒与10mg/秒之间。可以通过控制分配单元内材料的压力来控制流率。控制器可以进一步被配置成协调机架系统以及倾斜和旋转子组件的移动，以在分配材料时将分配单元的喷嘴定位和定向成与电子基板的预定距离和取向。所述预定距离可以多至5.0mm。控制器可以被进一步配置成使分配单元的喷嘴相对于电子基板的水平面维持预定角度。预定角度可以在0°与90°之间。控制器可以被进一步配置成相对于电子基板以恒定速度移动分配单元的喷嘴。恒定速度可以多至1000mm/秒。恒定速度可以在20mm/秒与200mm/秒之间。控制器可以进一步被配置成通过在设置在支撑件上的电子基板上进行分配来关于视觉系统校准分配单元的喷嘴的分配位置。控制器可以包括数据库或对数据库有访问权，该数据库具有喷嘴到视觉系统取向的表。控制器可以被配置成部分地基于已知位置和取向的插值来校准喷嘴的取向。

3、本公开内容的另一方面涉及一种将粘性材料分配到电子基板上的方法。在一个实施例中，该方法包括：将电子基板递送到分配位置；捕获所述电子基板的至少一个图像；分析所述电子基板的至少一个图像以确定所述电子基板的位置；通过倾斜和转动联接至机架的分配单元来执行分配操作。执行分配操作包括以一定流率从分配单元的喷嘴沿三维路径分配材料，该流率被配置成在电子基板上沉积期望量或密度的材料。

4、该方法的实施例可以进一步包括多至2000mg/秒的流率。可以通过控制分配单元内材料的压力来控制从分配单元的喷嘴分配材料的流率。该方法可以进一步包括协调机架组件以及倾斜和旋转子组件的移动，以在分配材料时将分配单元的喷嘴定位和定向成与电子基板的预定距离和取向。执行分配操作可以包括使分配单元的喷嘴相对于电子基板的水平面维持预定角度。执行分配操作可以包括相对于封装件以恒定速度移动分配单元的喷嘴。

技术特征：

1.一种用于将粘性材料分配到电子基板上的分配系统，所述分配系统包括：

2.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述流率多至2000mg/秒。

3.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述流率在0.05mg/秒与10mg/秒之间。

4.如权利要求1所述的分配系统，其中，通过控制所述分配单元内材料的压力来控制所述流率。

5.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述控制器进一步被配置成协调所述机架系统以及所述倾斜和旋转子组件的移动，以在分配材料时将所述分配单元的喷嘴定位和定向成与所述电子基板处于预定距离和取向。

6.如权利要求5所述的分配系统，其中，所述预定距离多至5.0mm。

7.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述控制器进一步被配置成使所述分配单元的喷嘴相对于所述电子基板的水平面维持预定角度。

8.如权利要求8所述的分配系统，其中，所述预定角度在0°与90°之间。

9.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述控制器被进一步配置成相对于所述电子基板以恒定速度移动所述分配单元的喷嘴。

10.如权利要求9所述的分配系统，其中，所述恒定速度多至1000mm/秒。

11.如权利要求9所述的分配系统，其中，所述恒定速度在20mm/秒与200mm/秒之间。

12.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述控制器进一步被配置成通过在设置在所述支撑件上的所述电子基板上进行分配来校准所述分配单元的喷嘴相对于所述视觉系统的分配位置。

13.如权利要求12所述的分配系统，其中，所述控制器包括数据库或对数据库具有访问权，所述数据库具有喷嘴到视觉系统取向的表。

14.如权利要求13所述的分配系统，其中，所述控制器被配置成部分地基于已知位置和取向的插值来校准所述喷嘴的取向。

15.一种将粘性材料分配到电子基板上的方法，所述方法包括：

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述流率多至2000mg/秒。

17.如权利要求15所述的方法，其中，通过控制所述分配单元内材料的压力来控制以一定流率从所述分配单元的喷嘴分配材料。

18.如权利要求15所述的方法，进一步包括协调所述机架组件以及所述倾斜和旋转子组件的移动，以在分配材料时将所述分配单元的喷嘴定位和定向成与所述电子基板处于预定距离和取向。

19.如权利要求18所述的方法，其中，执行所述分配操作包括使所述分配单元的喷嘴相对于所述电子基板的水平面维持预定角度。

20.如权利要求15所述的方法，其中，执行所述分配操作包括相对于所述封装件以恒定速度移动所述分配单元的喷嘴。

技术总结
披露了一种分配系统，该分配系统包括框架、联接至框架的支撑件、配置成分配粘性材料的分配单元、以及联接至框架的机架组件。机架组件包括机架以及倾斜和旋转子组件，该机架配置成支撑分配单元并沿x轴、y轴和z轴方向移动分配单元，该倾斜和旋转子组件配置成倾斜和旋转分配单元。分配系统进一步包括控制器，该控制器被配置成控制分配单元和机架组件以在电子基板上执行分配操作。控制器被配置成控制分配单元以一定流率从分配单元的喷嘴沿三维路径分配材料，该流率被配置成在电子基板上沉积期望量或密度的材料。

技术研发人员：罗纳德·J·福盖特,托马斯·J·卡林斯基,斯科特·A·里德
受保护的技术使用者：伊利诺斯工具制品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16