[發明專利]用于在多個電子基板上同時分配材料的方法和系統

有效

• 申請號: 201880060860.0
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN111108822B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 休·R·理德;托馬斯·C·普倫蒂斯;斯科特·A·里德
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: H05K13/04
• 分類號: H05K13/04
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

一種分配材料的方法包括將電子基板傳送到分配位置。電子基板具有至少兩個相同圖案和至少兩個基準標記。該方法進一步包括：捕獲設置在電子基板上的至少兩個基準標記的至少一個圖像，分析至少一個圖像以確定電子基板在X軸方向、Y軸方向和θ方向上的位置，計算電子基板的旋轉角度，以及旋轉分配泵陣列以匹配電子基板的角度。替代性地，可以旋轉電子基板以匹配分配泵陣列的角度。

發明背景

1.技術領域

本公開總體上涉及用于在比如印刷電路板等基板上分配粘性材料的設備和方法，更具體地涉及用于在一個或多個基板上以提高的效率和準確性同時分配材料的方法和設備。

2.背景技術

存在用于為多種應用分配精確量的液體或糊膏的若干種類型的分配系統。一種這樣的應用是將集成電路芯片和其他電子部件組裝到電路板基板上。在此應用中，使用自動分配系統將點狀液體環氧樹脂或焊膏或其他一些相關材料分配到印刷電路板上。自動分配系統還用于分配線狀底部填充材料和包封劑，底部填充材料和包封劑可以用于將部件機械地緊固到印刷電路板。上述示例性分配系統包括由伊利諾斯工具制品有限公司電子組裝設備子公司(Illinois?Tool?Works?Electronic?Assembly?Equipment，ITWEAE)(在馬薩諸塞州的霍普金頓設有辦事處)制造和分銷的分配系統。

在典型的分配系統中，將分配泵安裝到移動組件或機架，以便使用由計算機系統或控制器控制的伺服馬達來使分配泵沿三個相互正交的軸(X軸、Y軸和Z軸)移動。為了將點狀液體分配在印刷電路板或其他基板上的期望位置處，使分配泵沿著共面的水平X軸和Y軸方向移動，直到分配泵位于期望位置上方。然后沿著垂直定向的豎直Z軸方向降低分配泵，直到分配泵和分配系統的噴嘴/針頭處于基板上方適當的分配高度。分配泵分配點狀液體，然后沿Z軸升高，沿X軸和Y軸移動到新的位置，并且沿Z軸降低以分配下一點狀液體。對于比如如上所述的底部填充物的包封或分配等應用，當分配泵沿著線狀材料的期望路徑在X軸和Y軸上移動時，分配泵通常受控制以分配線狀材料。對于一些類型的分配泵(比如噴射泵)，可能不需要在分配操作之前和之后進行Z軸移動。

在一些情況下，此類分配系統的生產速率可能受限于特定分配泵可以準確且可控地分配點狀或線狀材料的速率。在其他情況下，此類系統的生產速率可能受限于零件可以裝入和移出機器的速率。在另外的其他情況下，此類系統的生產速率可能受限于工藝要求，比如在底部填充應用中，將基板加熱到特定溫度所需的時間或所分配的材料流動所需的時間。

在有時被稱為印刷電路板組件的電子電路組件的制造期間，生產要求經常超過單個分配系統的產能。為了克服單個分配系統的生產量限制，應用各種策略(通常是通過實現并行執行的多個操作)來改善生產過程。例如，美國專利號7,833,572、7,923,056、8,230,805和9,374,905(它們出于所有目的通過引用以其全文并入本文)各自涉及用于通過具有多個分配單元的分配系統來同時分配材料的系統和/或方法。這些專利中公開的系統和方法傳授了在分配操作之前或期間，通過使用可調支架或通過控制一個分配泵相對于另一個分配泵的相對X-Y位置來調節相鄰分配單元之間的間隔。這樣的系統是通用的，并且可以非常適合于各種各樣的分配應用。然而，當應用于三個或更多個分配泵時，這種系統的機械復雜性和電氣復雜性可能是不切實際的或高成本的。

在用于比如大批量消費品等市場的電子組件的生產中，電子電路板通常被制造成在一個電路板上存在特定電路的多個實例。單個印刷電路板例如可以具有以均勻間距偏移的四個相同的電路圖案。重復圖案的多個電路非常適合于一次同時在兩個或更多個電路上分配。取決于圖案之間的距離，將兩個分配泵放置得足夠近以分配在相鄰的電路上(比如首先分配在電路#1和#2上，然后分配在#3和#4上)可能是不切實際的。但是，可以通過首先分配在#1和#3上，然后分配在#2和#4上來實現相同的優點。然而，將會觀察到，基板在X-Y平面中的任何旋轉將導致正在分配的兩個圖案的相對X-Y位置的變化。這樣，如果要同時且準確地分配兩個或更多個圖案，則必須調節兩個(或更多個)分配泵之間的相對間隔，以匹配基板的間隔。替代性地，可以旋轉基板以匹配分配泵陣列。