一种用于将粘性材料分配在基板上的方法及设备技术

一种用于将一定体积的粘性材料分配到基板上的分配器，其包括：框架 (18)，与框架(18)相连接的门架系统，以及与所述门架系统相连接的分配 单元(14)。所述分配单元(14)包括具有腔体(50)的外壳(32)，以及设置 于腔体(50)中的活塞(64)。所述活塞(64)构造成在腔体中的预分配位置 和分配位之间运动。所述分配单元14进一步包括构造用于在其中接收所述活 塞(64)的分配孔(104)，以及与所述外壳(32)相连接的喷嘴(34)。与所 述活塞(64)相连接的控制器(16)，其用于控制所述活塞(64)的运转。所 述分配器构造使得从所述分配孔(104)中分配的粘性材料的体积基本上等于 在活塞(64)移动到其分配位置时进入分配孔(104)的体积。进一步揭示了 分配粘性材料的其他实施例和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及一种用于将粘性材料分配在如印刷电路板的基板上的方 法及设备，更具体涉及一种将材料分配在基板上而无需将基板弄湿的方法及设 备。
技术介绍
目前有多种用于不同应用的分配定量液体或浆体的现有分配系统。其中一 种应用是将集成电路芯片及其他电路元件组装在电路板基板上。在这种应用 中，采用自动化分配系统将液体环氧树脂、焊料膏或其他相关材料的点分配到 电路板上。自动化分配系统同样用于分配未充满材料及密封材料的线，所述材料用于将元件以机械方式固定于电路板。未充满(underfill)材料与密封材料 用于提高上述组装的机械特征和环境特性。另一种应用是将极小量的材料或点分配到电路板上。在一种能够分配材料 点的系统中，分配单元采用具有螺旋槽的旋转螺旋将材料排出喷嘴，并分配到 电路板上。 一种此类系统4皮名称为《Liquid dispensing system with sealing augermg screw and method for dispensing》、专利号为5,819,983、由本专利技术的受 让人马萨诸塞州、富兰克林的Speedline technologies,Inc.所拥有的美国专利所 公开。在采用了螺;旋式分配器的典型才喿作中，分配单元在将材料点或材料线分配 到电路板上之前向电路板的表面降低，在将材料点或材料线分配完成之后升 高。采用这种类型的分配器，可以极为准确地布置数量较少且精确的材料。在 垂直于电路板的方向上下降和上升，典型地被认为是z轴的运动，所述分配单 元所需的时间可以贡献出执行分配操作所需的时间。特别是，采用螺旋式分配 器在分配材料点或材料线之前，分配单元下降从而使材料接触或"湿润"电路 板。湿润过程贡献了执行分配操作的附加时间。在现有自动化分配器领域，同样已知的是采用"喷射"方法将粘性材料点向电路板发射。在这种喷射系统中，在一分钟内，以足够的惯性将离散量的粘 性材料喷出喷嘴，从而使材料在接触到电路板之前与喷嘴分离。如上文所述， 对于采用螺旋式的应用或其他现有应用，非喷射系统，需要在材料点脱离喷嘴 之前使材料点将电路板湿润。对于喷射类型的应用，可以使点沉积在基板上而 无需以离散点的图案湿润电路板，或者可以以彼此足够接近的方式布置材料 点，从而使其结合成或多或少连续的图形。已知的喷射系统的一个优势在于，在进行分配时，其对于电路板与喷嘴间 距离变化的非敏感性。在大多数情况下，喷嘴可以向电路板分配多个点而无需 进行朝向电路板或远离电路板的Z轴运动。然而喷射系统的显著缺陷在于，该 系统仅能够分配较小的材料点，并且每个点具有固定的大小。如果需要较大的 点，典型的喷射系统能够在同一位置分配多个独立点，从而共同贡献足够材料 以生成较大的点。可选的是，可以重新构造喷射系统以采用较大的喷嘴，从而生成4支大的点。如果需要较小的点，则可以构造喷射系统采用较小的喷嘴。由 于典型地必须将分配器停止，从而负面影响分配器所工作的生产线的产量，因 此重新构造喷嘴是不被期望的。同样如上文所述，在典型的喷射系统中，由系统所布置的材料量必须是单 个材料点的材料量的整数倍，因此若不进行重大的变更则无法改变点的大小。 这种限制 一般是由于限制点的尺寸的喷嘴的喷孔的固定尺寸造成的。具有多种分配量大小的喷射式分配式系统也是已知的。然而，这种系统的 缺陷在于其难以控制通过喷嘴的粘性材料的流量。特别是，在喷嘴入口处或节 流阀之前的粘性材料的压力通常是保持相对固定的。需分配的不同材料的粘性 变化、存放时间和温度变化造成的粘性变化会引起输出流速的有害变化，从而 导致喷配的材料量的不可控性。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及用于将一定体积的粘性材料分配到基板上的分配器。 所述分配器包括框架，与框架相连接的门架系统，及与所述门架系统相连接的 分配单元。在一个特定实施例中，所述分配单元包括具有腔体的外壳，及设置 于所述腔体中的活塞。所述活塞构造成在腔体中的预分配位置和分配位置之间 运动。与所述活塞相连接的电动机，其用于驱动活塞在所述腔体内的运动。与所述外壳相连接的喷嘴。所述喷嘴具有分配孔，并且该喷嘴构造用于在其中接 收所述活塞。与所述电动机相连接的控制器，其用于控制电动机的运转。布置 使得从分配孔分配的粘性材料基本上等于在活塞移动到其分配位置时进入分 配孔的体积。本专利技术的另一方面涉及一种用于将粘性材料分配到基板上的分配器。所述 分配器包括框架，与框架相连接的门架系统，以及与所述门架系统相连接的分 配单元。所述分配单元包括具有腔体的外壳，设置于所述腔体中的筒，以及设 置于所述筒中的活塞。所述活塞构造成在所述腔体中的预分配位置和分配位置 之间运动。与所述外壳相连接的喷嘴，所述喷嘴具有分配孔。与所述活塞相连 接的电动机，其用于驱动所述活塞在筒内部的运动。与所述电动机相连接的控 制器，其用于控制电动机的运转。本专利技术的再一方面涉及一种用于将粘性材料分配到基板上的分配器，所述 分配器包括框架，与框架相连接的门架系统，与所述门架系统相连接的分配单 元。在一个实施例中，所述分配单元包括具有腔体的外壳，形成于外壳中的开口，用于将粘性材^H专送到腔体，设置于腔体中的活塞。所述活塞构造用于在 所述腔体中从收缩、预分配位置移动到延伸、分配位置。与所述活塞相连接的 电动机，其用于驱动所述活塞在筒内部的收缩及延伸位置间的运动。与所述外 壳相连接的喷嘴，所述喷嘴具有分配孔。与所述电动机相连接的控制器，其用 于控制电动机的运转。布置使得所述活塞从所述收缩位置移动到所述延伸位 置，在所述收缩位置可以通过所述开口将粘性材料传送到所述腔体，在所述延 伸位置，活塞向所述喷嘴的所述分配孔移动，从而阻止粘性材料流入所述分配 孔中。本专利技术的另一方面涉及一种从分配器分配粘性材料的方法，该分配器具有 腔体、用于将粘性材^"传送到所述腔体的开口 、与所述腔体流体连通的分配孔、以及在所述分配孔中可移动的活塞。所述方法包括沿远离所述分配孔的方向 移动所述活塞；通过所述开口将粘性材料传送到所述腔体；沿朝向所述分配孔 的方向移动所述活塞；通过在所述活塞向所述分配孔移动时阻塞所述开口，从 而切断粘性材料的传送；以及喷射一定量的粘性材料。本专利技术的另一方面涉及一种从分配器分配粘性材料的方法，该分配器具有9腔体、用于将粘性材料传送到所述腔体的开口 、与所述腔体流体连通的分配孔、以及在所述分配孔中可移动的活塞。所述方法包括沿远离所述分配孔的方向 移动所述活塞；通过所述开口将粘性材料传送到所述腔体；沿朝向所述分配孔 的方向移动所述活塞；喷射基本上等于所述活塞移动进入所述分配孔中的体积 量的粘性材料。本专利技术的另一方面涉及一种从分配器分配粘性材料的方法。所述分配器具 有腔体，用于将粘性材料传送到所述腔体的开口，与所述腔体流体连通的分配 孔，具有延伸孔的筒，所述筒布置于所述腔体中，可以与所述腔体及所述筒的 延伸孔流体连通的分配孔，以及布置于所述筒的延伸孔中的活塞，其构造成进 入所述分配孔以分配一定量的粘性材料。所述方法包括选择筒，将其置于所 述腔体中；选择活塞，将其置于所述筒的延伸孔中；沿远离所述分配孔的方向 移动所述活塞；通过所述开口部将粘性材料传送到所述腔体；沿朝向所述分配 空的方向移动所述活塞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将一定体积的粘性材料分配到基板上的分配器，所述分配器包括：　框架；　与所述框架相连接的门架系统；　与所述门架系统相连接的分配单元，所述分配单元包括：　具有腔体的外壳，　设置于所述腔体中的活塞，所述活塞构 造成在腔体中的预分配位置和分配位置之间运动，　与所述活塞相连接的电动机，用于驱动活塞在所述腔体内的运动，以及　与所述外壳相连接的喷嘴，所述喷嘴具有分配孔，并且该喷嘴构造成在其中接收所述活塞；以及　与所述电动机相连接的控制器 ，用于控制电动机的运转，　其中，布置使得从分配孔分配的粘性材料的体积基本上等于在活塞移动到其分配位置时进入分配孔的活塞的体积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·C·浦伦蒂斯，肯尼斯·C·克劳奇，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：US