CN115399087A - 具有应变波齿轮系统的倾斜和旋转分配器 - Google Patents

Abstract

分配系统包括被配置成分配粘性材料的分配单元组件以及联接至框架的机架。该机架被配置成支撑该分配单元组件并且使该分配单元组件在x轴方向和y轴方向上移动。该分配单元组件包括支撑支架和可移动支架，该支撑支架固定至该机架，该可移动支架通过第一应变波齿轮系统可旋转地联接至该支撑支架，该第一应变波齿轮系统被配置成使得该可移动支架能够相对于该支撑支架绕第一轴线旋转。该分配单元组件进一步包括分配单元，该分配单元通过第二应变波齿轮系统可旋转地联接至该可移动支架，该第二应变波齿轮系统被配置成使得该分配单元能够相对于该可移动支架绕总体上垂直于该第一轴线的第二轴线旋转。

Description

具有应变波齿轮系统的倾斜和旋转分配器

发明背景

1.技术领域

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。

2.背景技术

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。

在典型的分配系统中，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地点处，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地点上方。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轴移动到新的地点，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。

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接的拐角处或其他需要这样的运动的空间/取向。

发明内容

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，该分配系统包括框架和联接至该框架的支撑件。该支撑件被配置成在分配操作期间接纳和支撑电子基板。该分配系统进一步包括被配置成分配粘性材料的分配单元组件以及联接至该框架的机架。该机架被配置成支撑该分配单元组件并且使该分配单元组件在x轴方向和y轴方向上移动。该分配单元组件包括支撑支架和可移动支架，该支撑支架固定至该机架，该可移动支架通过第一应变波齿轮系统可旋转地联接至该支撑支架，该第一应变波齿轮系统被配置成使得该可移动支架能够相对于该支撑支架绕第一轴线旋转。该分配单元组件进一步包括分配单元，该分配单元通过第二应变波齿轮系统可旋转地联接至该可移动支架，该第二应变波齿轮系统被配置成使得该分配单元能够相对于该可移动支架绕总体上垂直于该第一轴线的第二轴线旋转。

该分配系统的实施例可以进一步包括对该可移动支架进行配置，该可移动支架被配置成相对于该支撑支架旋转多达整个360度，并且该分配单元被配置成相对于该可移动支架旋转多达整个360度。该第二应变波齿轮系统可以包括安装板，该安装板被配置成接纳和支撑该分配单元。该支撑支架的构造可以是L形的，具有联接至该机架的第一部分和从该第一部分垂直地延伸的第二部分。该支撑支架的第二部分可以支撑该第一应变波齿轮系统。该机架可以包括梁和联接至该梁的滑架，该梁被配置成在y轴方向上移动，该滑架被配置成在x轴方向上移动。该滑架可以包括z轴驱动机构，其中，该支撑支架的第一部分固定至该z轴驱动机构以提供该分配单元的z轴移动。该第一应变波齿轮系统和该第二应变波齿轮系统中的每个应变波齿轮系统可以包括：壳体；圆形花键体，该圆形花键体由该壳体支撑；波发生器，该波发生器由该壳体支撑，该波发生器设置在该圆形花键体内；柔性花键体，该柔性花键体具有设置在该圆形花键体与该波发生器之间的花键部分和从该花键部分延伸的基座部分；以及安装毂，该安装毂固定至该柔性花键体的基座部分。该壳体可以被配置成支撑用于驱动该应变波齿轮系统的部件进行旋转的电机。该第一应变波齿轮系统的壳体可以固定至该支撑支架的第二部分，并且该第二应变波齿轮系统的壳体固定至该可移动支架。该分配系统可以进一步包括视觉系统，该视觉系统联接至该框架和该机架中的一个，以捕获该电子基板的至少一个图像。该分配系统可以进一步包括控制器，该控制器被配置成控制分配单元组件、该机架和该视觉系统以对该电子基板执行分配操作。该第一应变波齿轮系统和该第二应变波齿轮系统可以联接至该分配系统的控制器，以控制该第一应变波齿轮系统和该第二应变波齿轮系统的操作。

本公开内容的另一方面涉及一种将粘性材料分配到在电子基板上的方法。在一个实施例中，该方法包括：将电子基板递送到分配位置；捕获该电子基板的至少一个图像；分析该电子基板的至少一个图像以确定该电子基板的位置；以及通过使通过可移动支架联接至支撑支架的分配单元旋转来执行分配操作。该可移动支架可以通过第一应变波齿轮系统可旋转地联接至该支撑支架，该第一应变波齿轮系统被配置成使得该可移动支架能够相对于该支撑支架绕第一轴线旋转。该分配单元通过第二应变波齿轮系统可旋转地联接至该可移动支架，该第二应变波齿轮系统被配置成使得该分配单元能够相对于该可移动支架绕总体上垂直于该第一轴线的第二轴线旋转。

该方法的实施例可以进一步包括将该可移动支架配置为相对于该支撑支架旋转多达整个360度并且将该分配单元配置为相对于该可移动支架旋转多达整个360度。该支撑支架的构造可以是L形的，具有联接至机架的第一部分和从该第一部分垂直地延伸的第二部分。该支撑支架的第二部分可以支撑该第一应变波齿轮系统。该机架可以包括梁和联接至该梁的滑架，该梁被配置成在y轴方向上移动。该滑架可以被配置成在x轴方向上移动。该滑架可以包括z轴驱动机构，其中，该支撑支架的第一部分固定至该z轴驱动机构以提供该分配单元的z轴移动。该第一应变波齿轮系统和该第二应变波齿轮系统中的每个应变波齿轮系统可以包括：壳体；圆形花键体，该圆形花键体由该壳体支撑；波发生器，该波发生器由该壳体支撑，该波发生器设置在该圆形花键体内；柔性花键体，该柔性花键体具有设置在该圆形花键体与该波发生器之间的花键部分和从该花键部分延伸的基座部分；以及安装毂，该安装毂固定至该柔性花键体的基座部分。该第一应变波齿轮系统和该第二应变波齿轮系统可以联接至该分配系统的控制器，以控制该第一应变波齿轮系统和该第二应变波齿轮系统的操作。

附图说明

下面参照附图讨论至少一个实施例的各个方面，这些附图并非旨在按比例绘制。包括附图以提供对各个方面和实施例的说明和进一步的理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，但并不旨在限定对任何特定实施例的限制。附图以及说明书的其余部分用于解释所描述和要求保护的方面和实施例的原理和操作。在附图中，在各个附图中展示的每个相同或几乎相同的部件由相同的附图标记表示。出于清楚的目的，在每个附图中并非每个部件都可能加以标记。在附图中：

图1是分配系统的示意图；

图2是分配系统的立体图，其中外层结构被移除以露出被配置成操纵单个分配单元的分配系统；

图3是图2所示的分配系统的立体图，其中分配单元被移除；

图4是分配系统的放大立体图；

图5是图4所示的分配系统的放大立体图，其中分配单元与分配系统的剩余部件间隔开；

图6是分配系统的截面视图；

图7是分配系统的驱动组件的分解立体图，该驱动组件被配置成使分配单元倾斜和旋转；

图8是图7所示的驱动组件的分解截面立体图；

图9是被配置成使分配单元旋转的驱动组件的一部分的放大截面视图；

图10是被配置成使分配单元倾斜的驱动组件的一部分的放大截面视图；

图11A是驱动组件的波发生器的立体图；

图11B是驱动组件的柔性花键体的立体图；

图11C是驱动组件的圆形花键体的立体图；

图12A至图12D是分别示出了处于0度位置、90度位置、180度位置和360度位置的波发生器和柔性花键体的示意图。

具体实施方式

本公开内容的各种实施例涉及粘性材料分配系统、包括分配系统的装置。本文所公开的实施例涉及用于通过具有分配单元的分配系统来将材料分配到电子基板上的技术，该分配单元被配置成倾斜和旋转以将材料分配到电子基板上。

仅出于说明的目的而不是限制通用性，现在将参考附图详细描述本公开内容。本公开内容不将其应用限于在以下描述中阐述或在附图中展示的部件的构造和布置的细节。本公开内容中阐述的原理能够用于其他实施例并且能够以各种方式来实践或执行。同样，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，并且不应被视为限制。对本文中以单数形式引用的系统和方法的示例、实施例、部件、元件或动作的任何提及也可以包含包括复数形式的实施例，并且对本文中任何实施例、部件、元件或动作的复数形式的任何提及也可以包含仅包括单数的实施例。单数或复数形式的提及并不旨在限制当前公开的系统或方法、它们的部件、动作或元件。本文中“包括(including)”、“包含(comprising)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“包容(involving)”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项。对“或”的提及可以被解释为包括性的，从而使用“或”描述的任何术语可以指示所描述项中的单个项、多个项以及所有项中的任一者。另外，在本文件与通过引用并入本文的文件之间的术语用法不一致的情况下，并入的引用文件中的术语用法是对本文件的术语用法的补充；对于矛盾的不一致性，以本文件中的术语用法为准。

图1示意性地展示了根据本公开内容的一个实施例的总体上以10表示的分配系统。分配系统10用于将粘性材料(例如，粘合剂、包封剂、环氧树脂、焊膏、底部填充材料等)或半粘性材料(例如，助焊剂等)分配到电子基板12(比如印刷电路板或半导体晶片)上。分配系统10可以可替代地用于其他应用中，比如用于施加汽车密封材料或在某些医疗应用中或用于施加导电油墨。应当理解，如本文所使用的对粘性材料或半粘性材料的提及是示例性的，并且旨在是非限制性的。在一个实施例中，分配系统10包括：第一分配单元和第二分配单元，总体上分别以14和16表示；以及控制器18，用于控制分配系统的操作。应当理解，分配单元在本文中也可以被称为分配泵和/或分配头。尽管示出了两个分配单元，但是应当理解，可以采用单个分配单元或多个分配单元。

分配系统10还可以包括：框架20，具有用于支撑电子基板12的基座或支撑件22；分配单元机架24，可移动地联接至框架20以便支撑和移动分配单元14、16；以及重量测量装置或称重秤26，例如用于作为校准程序的一部分的称量所分配的粘性材料的量，并将重量数据提供给控制器18。可以在分配系统10中使用传送系统(未示出)或其他输送机构(比如步进梁)以控制电子基板到分配系统的装载和从分配系统的卸载。可以在控制器18的控制下使用电机来移动机架24，以将分配单元14、16定位在电子基板上方的预定地点。分配系统10可以包括连接到控制器18以用于向操作者显示各种信息的显示单元28。可以存在用于控制分配单元的可选的第二控制器。而且，每个分配单元14、16可以配置有z轴传感器，以检测分配单元设置在电子基板12上方或设置在安装于电子基板上的特征上方的高度。z轴传感器联接至控制器18以将由传感器获得的信息转发到控制器。

在执行如上所述的分配操作之前，必须将电子基板(例如印刷电路板)与分配系统的分配单元对准或以其他方式配准。分配系统进一步包括视觉系统30，在一个实施例中，该视觉系统联接至视觉系统机架32，该视觉系统机架可移动地联接至框架20以便支撑和移动视觉系统。在另一个实施例中，视觉系统30可以设置在分配单元机架24上。如所描述的，采用视觉系统30来检查电子基板上的界标(称为基准)或部件的地点。一旦已确定位置，控制器可以被编程为操纵多个分配单元14、16中的一个或多个分配单元的移动以将材料分配到电子基板上。

本公开内容的系统和方法涉及将材料分配到电子基板(例如印刷电路板)上。本文提供的系统和方法的描述涉及被支撑在分配系统10的支撑件22上的示例性电子基板12(例如，印刷电路板)。在一个实施例中，分配操作由控制器18加以控制，该控制器可以包括被配置成控制材料分配单元的计算机系统。在另一个实施例中，控制器18可以由操作者加以操纵。控制器18被配置成操纵视觉系统机架32的移动以移动视觉系统，以便获得电子基板12的一个或多个图像。控制器18被进一步配置为操纵分配单元机架24的移动以移动分配单元14、16来执行分配操作。

本公开内容的实施例涉及应变波齿轮驱动组件，该应变波齿轮驱动组件被配置成使分配系统的分配单元倾斜和旋转。提供替代性和具有竞争性的手段以同时在一个或多个电子基板或与单个电子基板相关联的两个或更多个图案上准确地分配。本文所公开的方法进一步支持使用各种类型的分配单元，包括但不限于螺杆泵、活塞泵和喷射泵。

参考图2和图3，分配系统总体上以40表示。如所示出的，分配系统40包括框架42，该框架被配置成支撑分配系统的主要子组件。分配系统40进一步包括机架系统，总体上以44表示，该机架系统被配置成在x轴方向和y轴方向上移动。分配系统40进一步包括分配单元组件，总体上以46表示，该分配单元组件由机架系统44支撑。图2展示了具有分配单元组件46的分配系统40，而图3展示了分配单元组件被移除的分配系统40。可以在分配系统40中使用传送系统(未示出)以控制基板(例如，电子基板12)到分配系统的支撑件50的装载和从该支撑件的卸载。可以在控制器(以类似于分配系统10的控制器18的方式)的控制下使用电机在x轴方向和y轴方向上移动机架系统44，以将分配单元组件46定位在电子基板上方的预定地点。

在一个实施例中，如图2和图3所示，机架系统44可以被配置成包括左侧轨道52、右侧轨道54和在左侧轨道、右侧轨道之间延伸的梁56。梁56被配置成沿着侧轨道52、54在y轴方向上移动以实现分配单元组件46的y轴移动。机架系统44进一步包括滑架58，该滑架联接至梁56并且被配置成沿着梁的长度移动以提供分配单元组件46的x轴移动。具体地，滑架58支撑分配单元组件46、并且被配置成沿着梁的长度在x轴方向上移动，以使分配单元48移动到位于分配系统40的支撑件50上的电子基板12的期望地点上方。在某个实施例中，机架系统44在x-y平面内的移动(即，梁56和滑架58的移动)可以通过采用由本领域技术人员公知的相应的电机驱动的滚珠丝杠机构来实现。

在一个实施例中，本文所描述的示例性分配系统可以采用由马萨诸塞州霍普金顿的ITWEAE出售的

分配系统。

分配单元组件46被配置成通过z轴驱动机构60使分配单元48在z轴方向上移动，图2中示出了该z轴驱动机构。z轴移动的量可以通过测量分配单元48的针头(未示出)的尖端与电子基板12之间的距离来确定。当移动时，分配单元48可以定位于电子基板12上方的标称间隙高度处。当从一个分配地点移动到另一分配地点时，间隙高度可以保持在高于电子基板12的相对一致的高度上。一旦到达预定的分配地点，z轴驱动机构60将分配单元48降低至电子基板12，使得可以实现在电子基板上的材料分配。

仍然参考图2和图3，分配单元48在电子基板12上方移动，以利用分配单元执行分配操作。然而，在分配之前，确定电子基板12相对于分配单元48的位置，使得可以进行准确的分配。具体地，在一个实施例中，滑架58可以被配置成包括光学元件或相机，该光学元件或相机被设计成拍摄电子基板12的图像。尽管相机被描述为安装在滑架58上，但是应当理解，相机可以单独安装在梁56上或独立的机架上。相机在本文中可以被称为“视觉系统”或“成像系统”。为了将电子基板12与分配单元48和机架系统44对准，通过相机拍摄设置在电子基板12上的至少两个基准的图像。如果电子基板12不在适当的位置，则可以操纵机架系统44以到达基板的实际位置。在一个实施例中，可以校准相机以便为分配单元48确定相机与针头偏移距离。

在另一个实施例中，可以利用激光器或另一种校准距离测量装置实现视觉对准和间隙高度感测。

分配系统通常具有被竖直定向并且因此垂直于水平固定的基板的分配单元。在一些应用中，有利的是，轻推分配单元使其远离竖直方向，以将所分配的材料沉积在若非如此无法从竖直取向访问的位置。由于倾斜的分配单元被铰接成各种期望的取向，所以也可能有利的是，不仅改变分配单元与竖直方向的角度，而且改变分配单元被倾斜的方向，这也许是为了将材料沿着多于一个侧边沉积在零件的底部边缘处。

如那些熟悉移动结构的人员所理解的，用于倾斜和旋转分配单元48的机构会增加质量并且降低结构刚度，因为任何增加的机构都会引入额外的柔度。随着支撑质量增加和结构的刚度降低，组件的固有频率降低。因此，设计者有责任在最小化增加的质量并且尽可能使结构具有刚度的情况下提供必要的自由度。

本公开内容的分配系统40的实施例通过引入非常紧凑且高度集成的旋转致动器(比如可从美国马萨诸塞州贝弗利的Harmonic Drive获得的那些旋转致动器)实现了这一目标，该旋转致动器包括电机、应变波谐波降低齿轮箱、以及非常有刚性的旋转横向滚子轴承。应变波齿轮箱致动器的高集成度有助于最小化增加的质量和柔度。应变波齿轮箱进一步具有极低齿隙这一益处。而且，电机、轴承和齿轮箱的集成式组件用于最小化必须购买、组装和测试的零件数量。

参考图4和图5，分配单元组件46包括被配置成支撑分配单元48的驱动组件，该驱动组件在图4中被示出处于操作位置，而在图5中被示出处于预操作位置，在该预操作位置中，分配单元与分配单元组件的被配置成支撑分配单元的部件间隔开。如所示出的，分配单元组件46包括具有L形构造的支撑支架62，其中，该支撑支架的第一部分64固定至滑架58的z轴驱动机构60并且第二部分66从该第一部分垂直地延伸。分配单元组件46进一步包括可移动支架68，该可移动支架通过第一应变波齿轮系统70在支撑支架62的第二部分66处可旋转地联接至该支撑支架。在所示出的实施例中，可移动支架68被配置成相对于支撑支架62绕总体上竖直的轴线A旋转。

可移动支架68包括被配置成支撑分配单元48的第二应变波齿轮系统72。如所示出的，第二应变波齿轮系统72包括安装板74，该安装板被配置成在分配单元48处于其操作位置时接纳和支撑该分配单元。第二应变波齿轮系统72被配置成使分配单元48在分配操作期间绕总体上垂直于轴线A的轴线B旋转和倾斜至期望位置。在一个实施例中，第一应变波齿轮系统70的构造与第二应变波齿轮系统72的构造是类似的(即便不是相同的)。

应当理解，可移动支架68相对于支撑支架62绕轴线A的取向以及分配单元48相对于可移动支架的取向可以为了适应特定应用而变化。例如，可移动支架68可以绕总体上水平的轴线可旋转地联接至支撑支架62，并且分配单元可以绕总体上竖直的轴线可旋转地联接至可移动支架。

图6展示了分配单元组件46的截面视图，其示出了第一应变波齿轮系统70和第二应变波齿轮系统72。可移动支架68被配置成相对于支撑支架62旋转多达整个360度(即，0度至360度)。类似地，分配单元48被配置成相对于可移动支架68旋转多达整个360度(即，0度至360度)。因此，分配头48的旋转和倾斜的量是不受限制的。

参考图7和图8，以分解立体图和截面视图展示了应变波齿轮系统70、72。如上文提及的，第一应变波齿轮系统70与第二应变波齿轮系统72是类似构造的(即便不是相同的)。如所示出的，应变波齿轮系统70、72包括壳体76。对于第一应变波齿轮系统70，壳体76固定至支撑支架62的第二部分66。对于第二应变波齿轮系统72，壳体76固定至可移动支架68。在一个实施例中，应变波齿轮系统70、72的壳体76被配置成支撑用于驱动应变波齿轮系统的部件进行旋转的电机并且联接至分配系统40的用于控制应变波齿轮系统的操作的控制器。

在一个实施例中，应变波齿轮系统70、72进一步包括圆形花键体78和波发生器80，该圆形花键体和该波发生器两者均由壳体76支撑，其中，该波发生器设置在该圆形花键体内。应变波齿轮系统70、72进一步包括柔性花键体82，该柔性花键体具有设置在圆形花键体78与波发生器80之间的花键部分84和从该花键部分延伸的杯形基座部分86。应变波齿轮系统70、72进一步包括安装毂88，该安装毂固定至柔性花键体82的基座部分86。图9和图10展示了组装在一起的应变波齿轮系统70、72的零部件。

参考图11A，在一个实施例中，波发生器80包括专门设计的、装配到椭圆形毂上的薄座圈滚珠轴承组件。波发生器80充当高效变矩器，并且因为该波发生器联接至电机的设置在壳体76中的轴而用作应变波齿轮系统70、72的输入。

参考图11B，在一个实施例中，柔性花键体82包括由合金钢制造而成的薄的圆柱形杯状件，在该杯状件的敞开端(花键部分84)上具有外齿。柔性花键体82具有径向柔度，但在扭转方向上非常有刚性。当波发生器80插入柔性花键体82中时，该柔性花键体的花键部分84呈椭圆形形状。柔性花键体82用作输出并且连接到输出凸缘(基座部分86)。

参考图11C，在一个实施例中，圆形花键体78包括具有内齿的刚性环。当应变波齿轮系统70、72组装好时，圆形花键体78的内齿跨该应变波齿轮系统的长轴线接合柔性花键体82的花键部分84的齿。圆形花键体78所具有的齿比柔性花键体82上的齿数量多两个，并且该圆形花键体固定至壳体76。

另外参考图12A至图12D，在一个实施例中，柔性花键体82的直径比圆形花键体78的直径略小并且比该圆形花键体少两个齿。波发生器80的椭圆形形状使得柔性花键体82的齿跨椭圆形的长轴线在两个相对的区域接合圆形花键体78。对于波发生器80的每一次180度的顺时针旋转，柔性花键体82的齿相对于圆形花键体78逆时针前进一个齿。波发生器80的每个完整的顺时针旋转使得柔性花键体82从其原来的位置相对于圆形花键体78逆时针移动两个齿。因为齿轮齿总是在沿着长轴线的区域中完全接合，所以与应变波齿轮系统70、72相关联的齿隙为零。

柔性花键体82的基座部分86被限制为圆形，而该柔性花键体的花键部分84为椭圆形形状。这种构造使得柔性花键体82的齿略微向外展开而形成锥角，该锥角有益于对柔性花键体的外齿和圆形花键体78的内齿的预加载。这种预加载用于增强应变波齿轮系统70、72的零齿隙以帮助确保一致的稳定性。

图12A示出了相对于圆形花键体78处于0度位置的波发生器80和柔性花键体82。图12B示出了相对于圆形花键体78处于90度位置的波发生器80和柔性花键体82。图12C示出了相对于圆形花键体78处于180度位置的波发生器80和柔性花键体82。图12D示出了相对于圆形花键体78处于360度位置的波发生器80和柔性花键体82。

在一个实施例中，控制器或控制系统(比如控制器18)可以被配置成具有适合的操作系统，该操作系统以专用软件来控制分配系统40的操作。在某个实施例中，分配系统40的操作者或者可以通过操纵设置有控制系统的键盘和鼠标来手动地操作该分配系统或者借助于通过控制系统的键盘和鼠标对控制系统进行预编程来自动地操作该分配系统。该控制器被进一步配置为：分析电子基板12的至少一个图像以确定该电子基板在x轴方向、y轴方向和θ方向上的位置，计算该电子基板的旋转角度，并且在执行分配操作时旋转分配单元48以匹配该电子基板的角度。

在操作期间，当在基板(比如电子基板)上沉积材料时，通过操纵机架系统而使分配单元组件46的分配单元48接近电子基板定位。该控制器通过操纵机架系统44来控制分配单元48的自动移动，以通过使分配单元绕A轴线和B轴线旋转而将材料分配到电子基板12上。该控制器借助于控制机架系统44和驱动组件的操作来控制分配单元组件46的分配单元的(线性和旋转)移动。

因此，应当注意，可移动支架68被配置成相对于支撑支架62旋转整个360度，并且分配单元48被配置成相对于该可移动支架旋转整个360度。这使得分配单元48能够将材料沉积在电子基板12上的难以到达的地方。本文所公开的分配系统40采用驱动组件的独特组合来控制分配单元48的方向，从而具有分配应用的速度和精确度提高的益处。

如上文提及的，分配系统的实施例可以包括两个分配单元，这两个分配单元可以被配置成以同步模式或异步模式准确地在一个或多个电子基板上或与单个电子基板相关联的两个或更多个图案上同时进行分配。具体地，如果电子基板没有如控制器所确定的那样正确地对准，则分配系统可以从同步模式切换到异步模式，在同步模式下，对两个电子基板或图案进行分配，在异步模式下，仅对一个电子基板或图案进行分配。本文所公开的方法进一步支持使用各种类型的分配泵，包括但不限于螺杆泵、活塞泵和喷射泵。

用于两个基板或两个基板图案的示例性分配操作可以包括以下步骤：将第一电子基板图案递送到分配位置；将第二电子基板图案递送到分配位置；将第一电子基板图案与第一分配单元对准；将第二分配单元定位成与第一分配单元相距预定距离；将来自第一分配单元的材料分配在第一电子基板图案上的期望地点处；以及将来自第二分配单元的材料分配在第二电子基板图案上的期望地点处。在某些实施例中，分配来自第一分配单元的材料的步骤可以包括朝向第一电子基板图案降低第一分配单元。类似地，分配来自第二分配单元的材料的步骤可以包括朝向第二电子基板图案降低第二分配单元。

另一个示例性分配操作可以包括以下步骤：将第一电子基板图案和第二电子基板图案递送到相应的分配位置；将第一分配单元定位在第一电子基板图案上方；将第二分配单元定位成与第一分配单元相距预定距离；将来自第一分配单元的材料分配在第一电子基板图案上的期望地点处；以及将来自第二分配单元的材料分配在第二电子基板图案上的期望地点处。分配来自第一分配单元的材料包括朝向第一电子基板图案降低第一分配单元。类似地，分配来自第二分配单元的材料包括朝向第二电子基板图案降低第二分配单元。在某些实施例中，通过识别与第一电子基板图案相关联的第一基准点和与第二电子基板图案相关联的第二基准点来确定预定距离。

用于两个基板的又一个示例性分配操作可以包括以下步骤：(1)校准每个分配单元与相机之间的实际距离；(2)识别一个基板或多个基板上的基准地点的实际位置；(3)将第一分配单元移动到第一基板上的第一分配地点；(4)在第一基板上的第一分配地点处进行分配；(5)将第二分配单元移动到第二基板上的第一分配地点，这是较小的并且因此快速执行的移动；(6)在第二基板上的第一分配地点处进行分配；以及(7)对基板上的每个剩余分配地点重复步骤(3)至(6)。当在具有多个图案的单个基板上进行分配时，可以对该基板执行前述操作。

进一步考虑到，当使用多于两个分配单元时，可以采用在每隔一个基板上同时进行分配的这种方法。例如，当使用三个分配单元时，可以分别通过第一分配单元、第二分配单元和第三分配单元同时在第一基板、第三基板和第五基板上进行分配。在这些基板上进行分配之后，可以移动分配单元，使得分别使用第一分配单元、第二分配单元和第三分配单元在第二基板、第四基板和第六基板上进行分配。

在示例性实施例中，一种分配材料的方法可以包括：将电子基板递送到分配位置，该电子基板具有至少两个相同的图案；获取关于至少两个图案的数据；基于获取的数据确定这至少两个图案是否适当地适合于在至少两个图案上执行同时分配操作的同时分配，以及如果两个图案适当地适合于同时分配，则在至少两个图案上执行同时分配操作。

分配材料可以包括将第一分配单元定位在第一图案的第一地点上方、以及将第二分配单元定位在第二图案的第一地点上方。如前面所讨论的，第二分配单元可以与第一分配单元间隔开预定距离。具体地，可以将来自第一分配单元和第二分配单元的材料分配在第一图案和第二图案的相应的第一地点。一旦发生分配，则第一分配单元移动到第一图案的第二地点上方，并且第二分配单元同时移动到电子基板的第二图案的第二地点上方。一旦移动到位，可以将来自第一分配单元和第二分配单元的材料分配在第一图案和第二图案的相应的第二地点。

在另一个示例性实施例中，一种分配材料的方法可以包括(1)识别电子基板上的多于一个地点的位置；(2)基于所识别的位置确定第一图案的分配地点和第二图案的分配地点是否适当地适合于在第一图案和第二图案上执行同时分配操作的同时分配；(3)将第一分配单元移动到第一图案上的分配地点，并且将第二分配单元移动到第二图案上的分配地点，第一图案的分配地点与第二图案上的分配地点相对应；(4)使用第一分配单元在第一图案上的第一分配地点处进行分配，使用第二分配单元在第二图案上的第一分配地点处进行分配；以及(5)对电子基板的第一图案和第二图案上的每个剩余的分配地点重复步骤(3)和(4)。如前面所讨论的，在执行该方法之前，可以校准第一分配单元与相机之间的距离以及第二分配单元与相机之间的距离。

在一个实施例中，为了对呈现给分配器的每个基板进行静态的一次调整，视觉系统和控制器定位并计算基板中一个零件与同一基板中的另一零件之间的距离以及基板相对于机架系统的任何旋转，并在同时分配之前调整一次第二分配单元。在另一个实施例中，可以利用自动调整机构在分配的同时进行动态调整。因此，当两个图案不适合同时分配时，或者在两个基板不适合同时分配的情况下，该方法包括同时使用第一分配单元在第一图案(或基板)上执行第一分配操作以及使用第二分配单元在第二图案(或基板)上执行第二分配操作。这可以通过利用自动调整机构动态地定位第二分配单元同时继续使用第一分配单元和第二分配单元进行分配来实现。

本公开内容的实施例的分配器能够同时对不同的图案进行分配。在这种方法中，操纵承载分配单元的机架以及与第二分配单元(和/或第一分配单元)相关联的自动调整机构，以同时对不同的图案进行分配。使用此方法，可以同步地绘制由第一分配单元和第二分配单元分配的线。

因此，对于具有多个分配单元的分配器，多个分配单元中的每个分配单元的距离和相对位置可以被配置成匹配多个基板或部件中的每个基板或部件之间的距离和相对间隔。在收集和分析来自自动视觉对准系统的对准信息之后，多个分配单元中的第一分配单元被定位在第一基板或部件上的第一分配地点上方。在执行分配操作之后，可以操纵机架以进行任何需要的x轴和y轴平面位置调整，该调整对于将多个分配单元中的第二分配单元在多个基板或部件中的第二基板或部件的对应的第一分配地点上方对准是必要的。由于多个分配单元中的每个分配单元之间的距离和相对位置与多个基板或部件中的每个基板或部件之间的距离和相对位置基本上相似(尽管不一定相同)，所以机架的任何这种调整将非常小，因此快速执行。可以类似方式利用剩余的多个分配单元中的每个分配单元以在需要x轴和y轴机架的任何大运动之前将材料分配在每个剩余的基板或部件上的对应的第一分配地点处。然而，如果基板或部件的数量大于分配单元的数量，则可能需要重新定位机架，以完成在所有基板上的分配操作。重复该方法以对第二分配地点和后续分配地点中的每个分配地点进行分配。应该理解的是，步骤可以相互交换，这可以由产量或工艺改进决定。

如前面所讨论的，在一个实施例中，分配单元可以安装在单独的z轴驱动机构上。这种配置允许在适当的时候执行独立操作，包括但不限于分配、(例如，通过自动针头/喷嘴清洁器)清洁、吹扫和校准(x轴或y轴位置或z轴位置)。然而，应注意，分配器可能特别适合于非接触式分配，比如从针头/喷嘴流出或喷射材料。当被配置用于非接触式分配时，可以通过安装在单个z轴驱动机构上的两个(或更多个)分配单元执行分配操作。

本公开内容的一个实施例涉及一种在同步模式与异步模式之间分配的方法。如上文提及的，当采用视觉系统确定一个或多个基板是否适当地适合于同时分配，或者一个或多个图案是否适当地适合于同时分配时，当非常适合于同时分配时，可以通过采用同步操作模式由分配单元对基板或图案同步地进行分配。然而，当不适合同时分配时，可以通过采用异步操作模式对基板或图案独立地自动异步地进行分配。

如本文所用，“适当地适合于同时分配”是指在检查与视觉系统或相机拍摄的一个或多个图像相关联的数据之后，两个或更多个基板或图案位于由控制器确定的已知地点，这样的已知地点在预定公差内，并且没有其他获取的数据指示不在一个或多个基板或图案上进行分配的原因。

如本文所用，“获取的数据”是指在分配系统内部生成的数据，比如视觉数据或基于先前的处理从外部源传输的数据。

因此，已经描述了本公开内容的至少一个实施例的若干方面，将理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开内容的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，先前的描述和附图仅作为示例。

权利要求书。

Claims (20)

1.一种用于将粘性材料分配到在电子基板上的分配系统，所述分配系统包括：

框架；

支撑件，所述支撑件联接至所述框架，所述支撑件被配置成在分配操作期间接纳和支撑电子基板；

分配单元组件，所述分配单元组件被配置成分配粘性材料；以及

机架，所述机架联接至所述框架，所述机架被配置成支撑所述分配单元组件并且使所述分配单元组件在x轴方向和y轴方向上移动，

其中，所述分配单元组件包括：

支撑支架，所述支撑支架固定至所述机架，

可移动支架，所述可移动支架通过第一应变波齿轮系统可旋转地联接至所述支撑支架，所述第一应变波齿轮系统被配置成使得所述可移动支架能够相对于所述支撑支架绕第一轴线旋转，以及

分配单元，所述分配单元通过第二应变波齿轮系统可旋转地联接至所述可移动支架，所述第二应变波齿轮系统被配置成使得所述分配单元能够相对于所述可移动支架绕总体上垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转。

2.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述可移动支架被配置成相对于所述支撑支架旋转多达整个360度，并且所述分配单元被配置成相对于所述可移动支架旋转多达整个360度。

3.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述第二应变波齿轮系统包括安装板，所述安装板被配置成接纳和支撑所述分配单元。

4.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述支撑支架的构造是L形的，具有联接至所述机架的第一部分和从所述第一部分垂直地延伸的第二部分。

5.如权利要求4所述的分配系统，其中，所述支撑支架的第二部分支撑所述第一应变波齿轮系统。

6.如权利要求4所述的分配系统，其中，所述机架包括梁和联接至所述梁的滑架，所述梁被配置成在y轴方向上移动，所述滑架被配置成在x轴方向上移动。

7.如权利要求6所述的分配系统，其中，所述滑架包括z轴驱动机构，所述支撑支架的第一部分固定至所述z轴驱动机构以提供所述分配单元的z轴移动。

8.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述第一应变波齿轮系统和所述第二应变波齿轮系统中的每个应变波齿轮系统包括：

壳体，

圆形花键体，所述圆形花键体由所述壳体支撑，

波发生器，所述波发生器由所述壳体支撑，所述波发生器设置在所述圆形花键体内，

柔性花键体，所述柔性花键体具有设置在所述圆形花键体与所述波发生器之间的花键部分和从所述花键部分延伸的基座部分，以及

安装毂，所述安装毂固定至所述柔性花键体的基座部分。

9.如权利要求8所述的分配系统，其中，所述壳体被配置成支撑用于驱动所述应变波齿轮系统的部件进行旋转的电机。

10.如权利要求8所述的分配系统，其中，所述第一应变波齿轮系统的壳体固定至所述支撑支架的第二部分，并且所述第二应变波齿轮系统的壳体固定至所述可移动支架。

11.如权利要求1所述的分配系统，进一步包括视觉系统，所述视觉系统联接至所述框架和所述机架中的一个，以捕获所述电子基板的至少一个图像。

12.如权利要求11所述的分配系统，进一步包括控制器，所述控制器被配置成控制分配单元组件、所述机架和所述视觉系统以对所述电子基板执行分配操作。

13.如权利要求1所述的分配系统，其中，所述第一应变波齿轮系统和所述第二应变波齿轮系统联接至所述分配系统的控制器，以控制所述第一应变波齿轮系统和所述第二应变波齿轮系统的操作。

14.一种将粘性材料分配到在电子基板上的方法，所述方法包括：

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；以及

通过使通过可移动支架联接至支撑支架的分配单元旋转来执行分配操作，所述可移动支架通过第一应变波齿轮系统可旋转地联接至所述支撑支架，所述第一应变波齿轮系统被配置成使得所述可移动支架能够相对于所述支撑支架绕第一轴线旋转，所述分配单元通过第二应变波齿轮系统可旋转地联接至所述可移动支架，所述第二应变波齿轮系统被配置成使得所述分配单元能够相对于所述可移动支架绕总体上垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述可移动支架被配置成相对于所述支撑支架旋转多达整个360度，并且所述分配单元被配置成相对于所述可移动支架旋转多达整个360度。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述支撑支架的构造是L形的，具有联接至机架的第一部分和从所述第一部分垂直地延伸的第二部分，并且其中，所述支撑支架的第二部分支撑所述第一应变波齿轮系统。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述机架包括梁和联接至所述梁的滑架，所述梁被配置成在y轴方向上移动，所述滑架被配置成在x轴方向上移动。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述滑架包括z轴驱动机构，所述支撑支架的第一部分固定至所述z轴驱动机构以提供所述分配单元的z轴移动。

19.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一应变波齿轮系统和所述第二应变波齿轮系统中的每个应变波齿轮系统包括:

壳体，

圆形花键体，所述圆形花键体由所述壳体支撑，

波发生器，所述波发生器由所述壳体支撑，所述波发生器设置在所述圆形花键体内，

柔性花键体，所述柔性花键体具有设置在所述圆形花键体与所述波发生器之间的花键部分和从所述花键部分延伸的基座部分，以及

安装毂，所述安装毂固定至所述柔性花键体的基座部分。

20.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一应变波齿轮系统和所述第二应变波齿轮系统联接至分配系统的控制器，以控制所述第一应变波齿轮系统和所述第二应变波齿轮系统的操作。

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