用于标定分配的沉积物的方法与设备的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]1.
技术领域
[0002]本发明总体涉及用于在例如印刷电路板的基底上分配粘性材料的方法与设备，更具体地涉及用于以更高效率标定或验证分配在基底上的量的方法与设备。
[0003]2.相关技术
[0004]针对不同的应用，有几种类型的用于分配精确量的液体或糊液的现有技术分配系统。一种此类应用是将集成电路芯片和其他电子元件组装到电路板基底上。在这种应用中，使用自动分配系统在电路板上分配非常少量或几点的粘性材料。这种粘性材料可以包括液体环氧树脂或焊膏、或一些其他相关材料。
[0005]有一些已知的方法用于标定分配系统以准确控制从分配系统的分配单元分配粘性材料的速度和数量。一个问题是由于沉积的焊膏的量不能被精确地控制，因此由计重来分配焊膏有难度。例如，可以分配一定量的材料并对其称重，以确定单元是否为系统的给定配置分配了所需数量的材料。一种方法是基于被称重的样品，调整承载分配头的起重机架的速度，以改变由分配系统沉积的量。另一种方法是调整由分配头分配的射流尺寸。一种这样的系统在2011年3月25日申请的专利申请序列号为13/072，355，题为“用于标定分配的沉积物的方法与设备”的美国专利中示出和描述，其为了所有目的以全文引用的方式整体合并在此。
【发明内容】
[0006]本发明的一个方面涉及标定分配器的方法，该类型的分配器具有配置成在基底上分配材料的材料分配单元。在一个实施例中，该方法包括:在表面上分配材料的线；捕捉分配在表面上的线的至少一个图像；计算分配在表面上的线的平均线宽；以及比较分配在表面上的线的平均线宽与所需线宽。
[0007]该方法的实施例还可以包括使用用户界面装置向用户显示分配的线的平均线宽和重量。用户界面装置可以包括连接至分配器控制器的显示器。比较平均线宽与所需线宽可以包括确定平均线宽是否在预定公差内。如果平均线宽在预定公差外，该方法还可以包括重复分配、捕捉、计算和比较，直到平均线宽在预定公差内。如果平均线宽在预定公差外，该方法还可以包括调整分配器的参数以改变分配的材料的量。调整分配器的参数可以包括调整起重机架的速度。调整分配器的参数可以包括调整分配单元的螺旋钻螺杆的旋转或者调整分配单元的点尺寸。捕捉至少一个图像可以包括沿线的长度在一个或多个地方捕捉多个图像。在某个实施例中，预定公差为百分之十(10%)。
[0008]本发明的另一方面涉及连接至分配器的控制器，该类型的分配器具有配置成在基底上分配材料的材料分配单元。在一个实施例中，该控制器包括标定元件，标定元件配置成执行以下动作:在表面上分配材料的线，捕捉分配在表面上的线的至少一个图像，计算分配在表面上的线的平均线宽，以及比较分配在表面上的线的平均线宽与所需线宽。
[0009]该控制器的实施例还可以包括使用用户界面装置向用户显示分配的线的平均线宽和重量。用户界面装置可以包括连接至分配器控制器的显示器。比较平均线宽与所需线宽可以包括确定平均线宽是否在预定公差内。如果平均线宽在预定公差外，该控制器还可以包括重复分配、捕捉、计算和比较，直到平均线宽在预定公差内。如果平均线宽在预定公差外，该控制器还可以包括调整分配器的参数以改变分配的材料的量。调整分配器的参数可以包括调整起重机架的速度。调整分配器的参数可以包括调整分配单元的螺旋钻螺杆的旋转或者调整分配单元的点尺寸。捕捉至少一个图像可以包括沿线的长度在一个或多个地方捕捉多个图像。在某个实施例中，预定公差为百分之十(10%)。
[0010]附图简要说明
[0011]附图并不意味着按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或相近似的元件由相同的数字表示。为了简明的目的，并不是每个元件均在每个附图中标记出来。在附图中:
[0012]图1为根据本发明的一个实施例的分配器的侧面示意图；
[0013]图2为确定分配在基底上的材料的量的方法的示意框图；
[0014]图3为分配在基底上的材料的典型线的俯视示意图；
[0015]图4为典型用户界面的截图；
[0016]图5为示出用于执行本发明的方法的界面的对话框的截图；以及
[0017]图6为分配在基底上的材料的典型线的截图。
【具体实施方式】
[0018]仅为了示例的目的，并且不限于一般性，现将参照附图详细说明本发明。本发明并不限于其对在以下说明中提及的或在附图中示例的元件的结构与布置的细节的应用。在本发明中提及的原则能够用于其他实施例，并且能够以各种方式实现或实施。而且本文中使用的措辞与术语是为了说明的目的，并不作为限制。本文中使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”、“涉及”以及其变形表示包括其后列举的项目及其等同物，以及其他项目。
[0019]本发明的各种实施例涉及粘性材料分配系统、带有分配系统的装置、以及确定由此类分配系统分配的量的方法。此类分配系统经常用于分配焊膏，而通过对被分配的量进行计重来分配焊膏有难度。已经发现通过测量焊膏的分配的线的宽度可以提供分配的量或总量的闭环控制。本文中描述的线宽测量方法不产生体积定向测量，而是“假设”分配的线将在高度上(或者更确切地，在横截面上)足够一致，以便闭环控制的有效方法可以从测量宽度得到实现。
[0020]图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的分配器，总体以10表示。分配器10用于在例如印刷电路板或半导体芯片的电子基底12上分配粘性材料(例如粘合剂、密封剂、环氧树脂、焊膏、底部填充材料等)或半粘性材料(例如焊剂等)。分配器10可替换地用于其他应用中，例如用于汽车填充材料或用于某些医药应用。应该理解的是，如此处使用的，对粘性材料或半粘性材料的参考是示例性的，并且旨在非限制。分配器10包括至少一个分配单元或分配头，总体上以14表示，可选分配单元或分配头，总体上以16表示，以及控制分配器运行的控制器18。尽管示出了两个分配单元，但应该理解的是，可以提供任何数量的分配单元。分配器10还可以包括具有用于支撑基底12的底座22的框架20，可活动地连接至框架20用于支撑并且移动分配单元14的分配单元起重机架24，以及重量测量装置或称重站26，例如作为标定程序的一部分，重量测量装置或称重站26用于称重粘性材料的分配的量，并且用于将重量数据提供至控制器18。传送带系统(未示出)或其他传送机构，例如活动梁，可以用于分配器10，以控制电路板对和从分配器的加载与卸载。起重机架24可以使用电机，在控制器18的控制下移动，以在预定位置将分配单元14和/或16定位于电路板上。分配器10可以任选地包括连接至控制器18的显示器单元或显示器28，用于向用户显示各种信息。存在用于控制第二分配器单元16的可选第二控制器。
[0021]在执行分配操作之前，如上所述，例如印刷电路板的电子基底必须与分配器的分配单元对齐或以其他方式套合。分配器还包括视觉系统30，其连接到视觉系统起重机架32，用于支撑和移动视觉系统的视觉系统起重机架32可活动地连接到框架20。如前所述，视觉系统30用来验证基底上被称为基准点的标志的位置。一旦定位，控制器可以编程来操纵分配单元14和/或16的运动以在电子基底上分配材料。视觉系统30还可以用来检查其上有装配材料沉积的板，以保证材料沉积在正确的位置。
[0022]每个分配单元14、16都可以配置成将非常少的量或几点分配至电路板上。在一个能够分配几点材料的系统中，分配单元14和/或16利用具有螺旋槽的旋转螺旋钻，以迫使材料从喷嘴出来并到电路板上。一种这样的系统在专利号为5，819，983，题为“具有密封推进螺杆的液体分发系统及分发方法”的美国专利中公开，其由本发明的受让人的子公司马萨诸塞州富兰克林的斯皮德莱恩技术公司所有。在采用螺旋式分配器的操作中，分配器单元在将材料点或材料线分配至电路板之前朝向电路板的表面降低，并在分配材料点或材料线之后升高。使用这种类型的分配器，可以以很大的精确度放置少量、准确量的材料。执行分配操作所需要的时间取决于通常被称