TWI623478B

TWI623478B - 具有基板倒轉器系統與夾持系統的分配裝置與用於分配在基板上的黏性材料的方法

Info

Publication number: TWI623478B
Application number: TW103135052A
Authority: TW
Inventors: 戴爾丹尼斯Ｇ; 羅賓森湯瑪士Ｅ
Original assignee: 伊利諾工具工程公司
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2014-10-08
Publication date: 2018-05-11
Also published as: JP2016538724A; JP6416903B2; KR20160086362A; US9357686B2; CN105850232B; EP3069589B1; EP3069589A1; CN105850232A; KR102229075B1; WO2015073086A1; TW201524877A; US20150132482A1

Abstract

一種可以分配黏性材料於一基板上的分配器，該基板具有一頂表面與一底表面，該分配器包括：一框體、一起重架系統、與一分配單元。該起重架系統係配置來移動該分配單元於x軸、y軸、與z軸方向中。該分配器另包括一基板支撐組件，該基板支撐組件係配置來支撐該基板於一分配位置中，以分配材料於該基板的該頂表面上與該基板的該底表面上。該基板支撐組件包括一夾持系統與一倒轉器系統。該倒轉器系統係配置來繞著一軸而旋轉該夾持系統於一第一位置與一第二位置之間，該軸係平行於該y軸方向，在該第一位置時，該基板的該頂表面係在該分配位置中，且在該第二位置時，該基板的該底表面係在該分配位置中。

Description

具有基板倒轉器系統與夾持系統的分配裝置與用於分配在基板上的黏性材料的方法

【相關的申請案】

本申請案係關於美國專利申請案序號第14/080,345號，其標題為「DISPENSING APPARATUS HAVING SUBSTRATE INVERTER SYSTEM AND ROLLER SYSTEM,AND METHOD FOR DISPENSING A VISCOUS MATERIAL ON A SUBSTRATE」(事務所文件編號第C2013-731819號)，由Dennis G.Doyle申請於與本申請案相同的日期；以及美國專利申請案序號第14/080,174號，其標題為「DISPENSING APPARATUS HAVING TRANSPORT SYSTEM AND METHOD FOR TRANSPORTING A SUBSTRATE WITHIN THE DISPENSING APPARATUS」(事務所文件編號第C2013-731919號)，由Dennis G.Doyle與Thomas E.Robinson申請於與本申請案相同的日期。所有這些相關的申請案在此以引用之方式將其併入。

本發明一般係關於用於分配基板(例如，印刷電路基板)上的黏性材料之方法與裝置。

有數種先前技術的分配系統或分配器係用於分配計量的液體或糊狀物來用於多種應用。一個此種應用係組裝積體電路晶片與其他電子元件至電路板基板上。在此應用中，自動分配系統係用於分配點狀的液態環氧樹脂或焊錫膏或某種其他相關材料於電路板上。自動分配系統也用於分配線狀的底部填充材料與密封劑，底部填充材料與密封劑機械性地固定元件至電路板上。底部填充材料與密封劑係用於改良組裝的機械與環境特性。

第1圖示意例示已知的分配器，大體上以10來標示該分配器。分配器10係用於分配黏性材料(例如，黏著劑、密封劑、環氧樹脂、焊錫膏、底部填充材料等)或半黏性材料(例如，焊錫熔接劑等)於電子基板12上，例如印刷電路板或半導體晶圓。分配器10可替代地用於其他應用，例如用於施加汽車襯墊材料或某些醫學應用。應瞭解到，在此所用的黏性或半黏性材料的參照係範例性的，且不打算作為限制。在一實施例中，分配器10包括第一與第二分配單元或頭，大體上分別以14與16來標示；以及控制器18，控制器18用以控制分配器的操作。雖然繪示兩個分配單元，應瞭解到，可提供一或更多個分配單元。

分配器10也可包括：框體20，框體20具有基座或支座22來支撐基板12；分配單元起重架24，分配單元起重架24可移動地耦接於框體20，以支撐與移動分配單元14、16；以及重量量測裝置或重量秤盤26，用於對黏性材料的分配量秤重，例如作為部分的校準程序，且提供重量資料給控制器18。傳送器系統(未圖示)或其他轉移機構(例如，走路梁)可用於分配器10中，以控制裝載與卸載基板至與自分配器。使用馬達，在控制器18的控制之下，可移動起重架24，以定位分配單元14、16於基板之上的預定位置處。分配器10可包括顯示單元28，顯示單元28連接至控制器18，用於顯示各種資訊給操作者。可有選擇性的第二控制器，用於控制分配單元。

在執行分配操作之前，如同上述，基板(例如，印刷電路板)必須對準或配合於分配器的分配單元。分配器另外包括視覺系統30，視覺系統30耦接於視覺系統起重架32，視覺系統起重架32係可移動地耦接於框體20，以用於支撐與移動視覺系統。雖然繪示為與分配單元起重架24分離，視覺系統起重架32可使用與分配單元14、16相同的起重架系統。如同所述，視覺系統30係用以檢驗在基板上的地標(熟知為基準點或其他特徵與元件)的位置。一旦已經定位，控制器可被編程來操縱分配單元14、16之一者或兩者的移動，以將材料分配於電子基板上。分配操作可受到控制器18的控制，控制器18可包括電腦系統，電腦系統係配置來控制材料分配器。在另一實施例中，控制器18可由操作者來操縱。

在某些實施例中，分配器10可操作如下。使用傳送器系統，電路板可裝載入分配器10中、在沉積位置中。藉由使用視覺系統30，電路板對準於分配單元14、16。分配單元14、16可之後由控制器18啟始來執行沉積操作，其中材料沉積於電路板上的準確位置處。一旦分配單元14、16已經執行沉積操作，電路板可由傳送器系統從分配器10傳送，使得第二、後續的電路板可裝載入材料沉積系統。分配單元14、16可建構成利用其他單元來快速移除與取代。分配器10僅可以分配材料於電路板的一側上。

有時候，想要分配此種材料於基板的兩側上。一種此種分配器係由韓國的仁川的Protec公司提供，且此種分配器併入一種基板支座，該基板支座繞著一軸旋轉，該軸橫越基板行進通過分配器的方向。利用此分配器，接合於基板邊緣的傳輸帶將基板移動通過分配器。利用此配置，難以分配材料於基板邊緣的附近，因為當嘗試分配材料於基板邊緣的附近時，傳輸帶會干擾分配單元。

本揭示案的一態樣係關於一種分配器，用於分配黏性材料於一基板上，該基板具有一頂表面與一底表面。在一實施例中，該分配器包括一框體、耦接於該框體的一起重架系統、與耦接於該起重架系統的一分配單元。該起重架系統係配置來移動該分配單元於x軸、y軸與、z軸方向中。該分配器另外包括一基板支撐組件，該基板支撐組件耦接於該框體並且配置來支撐該基板於一分配位置中，以分配材料於該基板的該頂表面上與該基板的該底表面上。該基板支撐組件包括：一夾持系統，該夾持系統係配置來接收與支撐該基板於該分配位置中；以及一倒轉器系統，該倒轉器系統耦接於該框體與該夾持系統。該倒轉器系統係配置來繞著一軸而旋轉該夾持系統於一第一位置與一第二位置之間，該軸係平行於該y軸方向，在該第一位置時，該基板的該頂表面係在該分配位置中，在該第二位置時，該基板的該底表面係在該分配位置中。

該分配器的實施例另外包括配置該倒轉器系統，以移動於一z軸方向中。該倒轉器系統可包括一支撐板；一升降機板，該升降機板係可移動地耦接於該支撐板；一z軸驅動組件，該z軸驅動組件係配置來移動該升降機板於該z軸方向中；以及一旋轉驅動組件，該旋轉驅動組件係配置來旋轉該夾持系統。該z軸驅動組件可包括至少一軸承，該至少一軸承藉由一滾珠螺桿而耦接於該框體；以及一馬達，該馬達係配置來驅動該滾珠螺桿的該旋轉，以移動該升降機板。該夾持系統可包括：一第一夾持組件，該第一夾持組件係配置來夾持該基板的一邊緣；以及一第二夾持組件，該第二夾持組件係配置來夾持該基板的一相對邊緣。針對該第一夾持組件與該第二夾持組件的每一者，該旋轉驅動組件可包括：一樞軸，該樞軸固定於該夾持組件；一傳輸帶，該傳輸帶耦接於該樞軸；以及一馬達，該馬達係配置來驅動該傳輸帶，以旋轉該樞軸。每一夾持組件可包括一上夾持構件與一下夾持構件，該等上與下夾持構件係配置來夾持該基板的一邊緣。該等上與下夾持構件係彈簧裝載成偏移至一夾持位置。該上夾持構件包括一第一凸輪隨動件，該第一凸輪隨動件係配置來接合於一凸輪上的一凸部，該凸部係設置來輔助移動該上夾持構件至一打開位置，且該下夾持構件包括一第二凸輪隨動件，該第二凸輪隨動件係配置來接合於該凸輪，以移動該下夾持構件至一打開位置。當該上夾持構件或該下夾持構件在其夾持位置中時，該夾持系統所支撐的一基板係在一頂部對齊位置中。該分配器進一步可包括至少一感測器，該至少一感測器係配置來決定該上夾持構件與該下夾持構件的至少一者的一定向。該基板支撐組件可包括兩線道，一前線道與一後線道，且該分配器進一步可包括：一上游傳送器系統，該上游傳送器系統係配置來傳送基板至該分配器的該前與後線道；以及一下游傳送器，該下游傳送器系統係配置來從該分配器的該前與後線道移除基板。

本揭示案的另一態樣係關於一種方法，該方法用於沉積材料於一基板的一頂表面上與該基板的一底表面上。在一實施例中，該方法包括：傳送該基板至一分配器的一基板支撐組件，該基板支撐組件包括：一夾持系統，該夾持系統係配置來接收與支撐該基板於一分配位置中；以及一倒轉器系統，該倒轉器系統耦接於該框體與該夾持系統，該倒轉器系統係配置來繞著一軸而旋轉該夾持系統於一第一位置與一第二位置之間，該軸係平行於一y軸方向，在該第一位置時，該頂表面係在一分配位置中，在該第二位置時，該底表面係在一分配位置中；執行一分配操作於該基板的該頂表面上；旋轉該基板，使得該基板的該底表面面向上；升高該基板；執行一分配操作於該基板的該底表面上；以及從該分配器的該基板支撐組件移除該基板。

該方法的實施例進一步包括：在旋轉該基板之前，降低該基板。該方法進一步可包括：在執行該分配操作於該基板的該頂表面上之前，利用該夾持系統來夾持該基板的相對邊緣。夾持該基板的該等相對邊緣可如此達成：升高該基板至該分配位置，使得該夾持系統的彈簧偏移的夾持構件接合於該基板。該方法進一步可包括：在從該基板支撐組件移除該基板之前，不夾持該基板的該等相對邊緣。不夾持該基板的該等相對邊緣可如此達成：從該分配位置降低該基板，使得該夾持系統的該等彈簧偏移的夾持構件不接合於該基板。傳送該基板至該分配器的該基板支撐組件可包括：通過一第一線道而傳送該基板至該分配位置。該方法進一步可包括：通過一第二線道而傳送另一基板至該分配器的該基板支撐組件。

10‧‧‧分配器

12‧‧‧基板

14、16‧‧‧分配單元

18‧‧‧控制器

20‧‧‧框體

22‧‧‧支座

24‧‧‧分配單元起重架

26‧‧‧重量秤盤

28‧‧‧顯示單元

30‧‧‧視覺系統

32‧‧‧視覺系統起重架

100‧‧‧分配器

102‧‧‧框體

104‧‧‧傳送系統

106‧‧‧夾持系統

108‧‧‧倒轉器系統

110‧‧‧基板

112‧‧‧頂表面

114‧‧‧底表面

116‧‧‧前傳送路徑

118‧‧‧後傳送路徑

120‧‧‧上游傳送器系統

122‧‧‧下游傳送器系統

124‧‧‧預熱位置

126‧‧‧分配位置

128‧‧‧分配單元

130‧‧‧分配單元起重架

132‧‧‧上游基板推送器組件

134‧‧‧下游基板推送器組件

135‧‧‧升降機板

136‧‧‧線性軸承

138‧‧‧空氣汽缸

140‧‧‧推送器構件

142‧‧‧滑輪

143‧‧‧傳輸帶

144‧‧‧馬達

146‧‧‧支撐板

147‧‧‧升降機板

148‧‧‧夾持組件

150‧‧‧z軸驅動組件

152‧‧‧旋轉驅動組件

154‧‧‧z軸軸承

156‧‧‧滾珠螺桿

158‧‧‧馬達

160‧‧‧第一夾持組件

162‧‧‧第二夾持組件

164‧‧‧框結構

166‧‧‧樞軸

168、170‧‧‧夾持臂

172‧‧‧上夾持構件

174‧‧‧下夾持構件

176‧‧‧彈簧

177‧‧‧彈簧

178‧‧‧夾持顎

180‧‧‧開孔

182‧‧‧夾持齒

184‧‧‧板

186‧‧‧樞軸

188‧‧‧凸輪隨動件

190‧‧‧凸輪隨動件

192‧‧‧第一突伸部

194‧‧‧狹孔

196‧‧‧正擋部

198‧‧‧第二突伸部

200‧‧‧凸輪隨動件軸

202‧‧‧凸輪

204‧‧‧凸部

206‧‧‧傳輸帶

208‧‧‧馬達

210‧‧‧滑輪

212‧‧‧線性軸承

214‧‧‧滾珠螺桿

216‧‧‧馬達

218‧‧‧傳輸帶驅動器

220‧‧‧交會點

226‧‧‧原位感測器

228‧‧‧旋轉安全感測器

為了較佳地瞭解本揭示案，參考圖式，圖式在此以引用之方式併入，且在圖式中：第1圖為先前技術的分配器的示意視圖；第2圖為本揭示案的實施例的分配器的頂部透視圖，其中移除了部分，以較佳地例示分配器的夾持系統與倒轉器系統；第3圖為第2圖繪示的分配器的頂部平面視圖；第4圖為分配器的放大部分頂部透視圖；第5圖為分配器的放大部分底部透視圖；第6圖為分配器的另一放大部分頂部透視圖，取自分配器的後面，已經移除了分配器的某些元件，以例示實施例的各種態樣；第7圖為倒轉器系統的透視圖；第8圖為夾持系統的透視圖；第9圖為夾持系統的部分的頂部透視圖；第10圖為夾持系統的端視圖；第11圖為分配器的分配單元與夾持系統的端視圖，其中基板繪示在分配位置中；第12圖為分配單元與夾持系統的端視圖，其中基板繪示在傳送位置中；第13圖為分配單元與夾持系統的端視圖，其中基板繪示在倒轉位置中；及第14圖為倒轉器系統的支撐板的透視圖，具有兩個凸輪安裝於支撐板上。

僅為了例示的目的，且不限制一般性，本揭示案現在將參照所附圖式來詳細敘述。本揭示案不將其應用限制於圖式中所例示或下面敘述中所提出的元件配置與建構的細節。本揭示案可用於其他實施例，且可用各種方式來實施或實現。另外，本文所用的語詞與術語是為了說明的目的，且不該視為限制。在本文中，「包括」、「包含」、「具有」、「含有」、「涉及」、與其變化型的使用係表示包含了其後列出的事項與其均等物，以及額外的事項。

為了例示的目的，本揭示案的實施例係敘述於下，參照用於分配焊錫膏於電路板上的分配器。該裝置或相關方法也可用於需要分配其他黏性材料或分配例如黏著劑、黏合劑、與密封劑的材料於各種基板上的其他應用中。例如，該裝置可用於分配環氧樹脂來使用作為晶片級封裝的底部填充。在某些實施例中，分配單元可為麻薩諸塞州的富蘭克林的Speedline技術公司所提供的類型。

本揭示案係關於一種分配器，該分配器包括基板支撐組件，基板支撐組件具有倒轉器系統設置於分配器內，當分配材料於基板邊緣的附近時，倒轉器系統係設計成接合於基板而不會干擾分配單元。本文揭示的分配器可以倒轉基板，藉此促成分配單元分配材料於基板的兩側上，利用螺絲鑽類型的分配單元可自基板邊緣的五釐米(mm)內分配，且利用噴嘴類型的分配單元可自基板邊緣的八釐米內分配。因為傳統的傳輸帶會干擾基板之上的空間中的分配單元，在一實施例中，分配器包括夾持系統來固定基板於分配位置中。為了傳送基板至分配器內的分配位置，分配器包括基板推送器(配置來推送基板的邊緣)與傳輸帶的組合，因為僅靠傳輸帶並無法完全傳輸基板至或離開基板支撐組件的夾持系統。在另一實施例中，分配器的基板支撐組件包括沿著倒轉器系統的滾軸系統。此種滾軸系統整併了滾軸的使用，且在一較佳的實施例中，為錐形滾軸。利用夾持系統與滾軸系統兩者，每一系統有能力可以在基板的頂與底表面兩者上的基板邊緣附近分配。

關於夾持系統，夾持系統並沒有機構將完全驅動基板於夾持系統上，因此需要使用推送器。沒有推送器，在傳輸帶開始滑動之前，傳輸帶可以移動基板大約至分配位置的路途的65%，因此妨礙基板到達分配位置。推送器與傳輸帶係同步且一起作用來防止及/或考量任何的傳輸帶滑動。當傳輸帶開始無法抓持住基板時，推送器保持基板移動，直到基板完全傳送至基板支撐組件的夾持系統內的分配位置。此推送器係配置成升舉在軌道之上，因為在預熱的區域中有預熱的夾盤。在某些實施例中，上游的推送器係空氣汽缸，具有指部接觸於基板。

因為沒有傳輸帶設置於夾持系統中，當從夾持系統移除基板時，會產生類似的問題。推送器以與下游的傳送器傳輸帶同步的運動移動。推送器實際上整個路途都推送基板，使得傳輸帶與基板之間沒有相對運動，使得傳輸帶過早地磨損。此推送器位於傳送器之下，使得推送器可維持倒轉器之上的淨空路徑給分配單元。推送器也可以縮回，使得推送器位於傳送器軌道之下，使得當傳送器開始移動時，推送器不在路途中。在某個實施例中，下游的推送器係空氣汽缸，具有指部接觸於基板。

本揭示案係關於夾持系統以及推送器與傳輸帶組件的架構，且解決了這些系統的分配器中可用的受限空間的相關問題。一旦基板固定在分配位置中，倒轉器系統係配置來旋轉基板。在一實施例中，倒轉器系統係由步進馬達驅動的傳輸帶，且具有十比一的比率，使得準確的傳送角度可以達成。這些系統的複雜性係這些系統需要同步(一起旋轉而不會導致基板的任何變形)。這可如此達成：藉由使用兩個不同的步進馬達，兩個步進馬達由來自一個驅動模組的相同步進脈衝來驅動。

在旋轉基板之前，倒轉器系統可以降低基板，同時避免在分配位置內與分配單元及/或起重架碰撞。當在一線道中旋轉基板時，分配器的分配單元可持續在位於相鄰線道中的基板上分配。倒轉器系統包括線性運動裝置，線性運動裝置具有線性軸承、滾珠螺桿、與步進馬達來驅動它們。夾持系統足夠小，以促成分配單元靠近基板邊緣，因為僅有很小的空間可讓分配單元有效操作。不管基板的厚度與定向，夾持系統將基板定位於分配高度處。夾持系統的夾持構件在傳送高度處打開，使得進來的基板行進於夾持構件之上時不會干擾夾持構件。一旦定位好，夾持構件移動，以在分配於基板上的期間與在基板的旋轉期間夾持基板。夾持系統係配置成在定向以及傳送與分配高度處為剛性且牢固對準的。

參見圖式，且更具體地參見第2圖與第3圖，本揭示案的實施例的分配器大體上以100來標示。如同所示，分配器包括框體102，框體102支撐分配器的元件與系統，包括：大體上以104標示的傳送系統，傳送系統使基板往返移動進與出分配器；大體上以106標示的夾持系統，夾持系統在處理期間夾持基板；以及大體上以108標示的倒轉器系統，倒轉器系統與夾持系統操作來倒轉或翻轉基板，以分配材料於基板的兩側上。所有圖式中以110標示基板，其中基板的頂表面以112標示，且基板的底表面以114標示。每一系統包括部件來互相作用於其他系統的部件與分配器100的其他元件，以移動基板110進與出分配器，且分配材料於基板上。與分配器100相關的控制器係配置來控制分配器的系統的操作。在一實施例中，該控制器類似於分配器10的控制器18，且提供控制器18的功能。

第3圖例示框體102與傳送系統104，傳送系統104係配置來沿著兩平行的傳送路徑來移動基板110，位於朝向分配器前面的前傳送路徑116以及位於朝向分配器後面的後傳送路徑118。傳送系統104包括第一上游傳送器系統(大體上以120來標示)係設置於分配器100的左手邊，第一上游傳送器系統係配置來傳送基板110至前與後傳送路徑116、118。具體地，上游傳送器系統120包括可移動的傳送器，可移動的傳送器係配置來移動於第一位置與第二位置之間，在第一位置中時，可移動的傳送器係對準於前傳送路徑116，且在第二位置中時，可移動的傳送器係對準於後傳送路徑118。第2圖與第3圖繪示上游傳送器系統120的可移動的傳送器在其第一位置中，其中上游傳送器系統係對準於前傳送路徑116。傳送系統104另外包括第二下游傳送器系統122係設置於分配器100的右手邊，第二下游傳送器系統122係配置來從前與後傳送路徑116、118移除基板110。如同上游傳送器系統120，下游傳送器系統122包括可移動的傳送器，可移動的傳送器係配置來移動於第一位置與第二位置之間，在第一位置中時，可移動的傳送器係對準於前傳送路徑116，且在第二位置中時，可移動的傳送器係對準於後傳送路徑118。第2圖與第3圖繪示下游傳送器系統122的可移動的傳送器在其第一位置中，其中下游傳送器系統係對準於前傳送路徑116。

額外參照第4圖，針對每一傳送路徑116、118，基板110由上游傳送器系統120從上游系統(例如，往返移動的裝載器)傳送至預熱位置124，預熱位置124係配置來在分配之前加熱基板。分配器100包括預熱夾盤，預熱夾盤係相關於前傳送路徑116與後傳送路徑118。基板110之後藉由傳輸帶與推送器傳送系統而從預熱位置124移動至分配位置126，在分配位置126中時，基板定位於分配單元128之下，分配單元128附接於分配單元起重架130，以移動分配單元於x軸、y軸、與z軸方向中。如同下面將更詳細敘述的，針對前傳送路徑116與後傳送路徑118的每一者，分配單元128可以分配材料(例如，焊錫膏)於基板110的兩側上，其中夾持系統106在分配操作期間固持基板於定位。在分配之後，基板110由具有傳輸帶與推送器傳送系統的下游傳送器系統122從分配位置126移除至下游系統(例如，抓放機或另一分配器)。

額外參照第5圖與第6圖，針對每一傳送路徑116、118，傳送系統104也包括上游基板推送器組件(大體上以132來標示，第6圖)，上游基板推送器組件係配置來從預熱位置124移動基板110至分配器100內的分配位置126，且傳送系統104也包括下游基板推送器組件(大體上以134來標示，第5圖)，下游基板推送器組件係配置來從分配位置移動基板至下游傳送器系統122，下游傳送器系統122接著傳送基板至下游系統(例如，另一分配器、或抓放機，舉例來說)。雖然上游與下游推送器組件132、134在此稱為「推送器」，應注意到，這些元件也可稱為「拉送器」，因為它們也可配置成具有夾子來拉送基板，且這落在本揭示案的範圍內。每一推送器組件132、134使用線性軸承136來沿著傳送路徑從左至右移動空氣汽缸138(空氣汽缸138具有推送器構件140)，且每一推送器組件132、134受控於傳輸帶驅動器，傳輸帶驅動器具有滑輪(每一滑輪以142來標示)，其中設有馬達144來驅動傳輸帶143，傳輸帶143設於滑輪上。用於下游推送器構件140的空氣汽缸138從基板之下延伸向上，以移動基板。針對下游推送器組件134，推送器構件140在下面敘述的倒轉處理期間停置於下游傳送器系統122之下，以清空通道給夾持系統106來旋轉180度。

第7圖例示與分配器100的其餘元件分離的倒轉器系統108。如同第2圖至第6圖所示，倒轉器系統108係配置來相對於框體102而移動於z軸方向中，以繞著一軸而旋轉夾持系統106於第一位置與第二位置之間，該軸係平行於y軸方向，在第一位置時，基板110的頂表面112係在分配單元128之下的分配位置中，在第二位置時，基板的底表面114係在分配位置中。如同第7圖所示，針對基板110的每一側，倒轉器系統108包括支撐板146；升降機板147，升降機板147樞接地支撐夾持系統106的夾持組件(大體上以148來標示)，夾持系統106的夾持組件以下面更詳細敘述的方式設置於升降機板的頂部上。倒轉器系統108另外包括z軸驅動組件150，z軸驅動組件150係配置來相對於支撐板146而移動升降機板147於z軸方向中；以及旋轉驅動組件152，旋轉驅動組件152係配置來旋轉夾持組件148。z軸驅動組件150包括一對間隔的z軸軸承(每一z軸軸承以154來標示)，該對z軸軸承安裝於支撐板146上並且藉由z軸滾珠螺桿156耦接於升降機板135，以相對於支撐板而移動升降機板向上與向下。z軸驅動組件150另外包括馬達158，馬達158係配置來驅動滾珠螺桿156的旋轉。該配置係使得倒轉器系統108可以驅動升降機板147的向上與向下移動，其目的將隨著分配器的說明的進行而變得明白。倒轉器系統108的旋轉驅動組件152將在說明完夾持系統106之後說明。

返回參見第2圖與第3圖，夾持系統106針對每一傳送路徑116、118包括：第一夾持組件160，第一夾持組件160係配置來夾持基板110的一邊緣；以及匹配的第二夾持組件162，第二夾持組件162係配置來夾持基板的相對邊緣。第一與第二夾持組件160、162係配置來在分配與旋轉操作期間穩固地固定基板110，且當基板傳送至夾持系統106與從夾持系統106移除時，釋放基板。

參見第8圖與第9圖，每一夾持組件160、162(其中夾持組件160例示在第8圖與第9圖中)包括框結構164(具有樞軸166)、一對夾持臂168、170、上夾持構件172(藉由夾持臂170而樞接於框結構)、與下夾持構件174(藉由夾持臂168而樞接於框結構)。上與下夾持構件172、174係設計成移動於打開位置與夾持位置之間，在打開位置時，該等夾持構件彼此分隔，且在夾持位置時，該等夾持構件朝向彼此移動，以夾持基板110的邊緣來固定基板。

上與下夾持構件172、174係連接於一對彈簧(每一彈簧以176來標示)，以偏移夾持構件至夾持位置。每一夾持組件160、162另外包括夾持顎178係定位於上與下夾持構件172、174之間。彈簧176施加扭轉負載於夾持顎178與樞軸166之間，以施加夾持力。夾持顎178具有開孔(每一開孔以180來標示)形成於其中，開孔180的尺寸經過設計且配置來在固定基板110時接收上與下夾持構件172、174的齒182。框結構164包括板184，板184具有樞軸186，樞軸186從該板垂直延伸。包括樞軸186，以繞著該樞軸來樞轉夾持組件160或162，以旋轉基板110。在一實施例中，樞軸186實現具有角接觸滾珠軸承的軸，以其自由端設置於倒轉器系統108的升降機板147中。

參見第10圖，每一夾持組件(例如，夾持組件160)另外包括：第一(上)對凸輪隨動件188係藉由夾持臂168而樞接於框結構164與下夾持構件174；以及第二(下)對凸輪隨動件190係藉由夾持臂170而樞接於框結構與上夾持構件172。該配置係使得第一凸輪隨動件188與第二凸輪隨動件190的每一者係受彈簧偏移，以分別維持下夾持構件174與上夾持構件172於夾持位置中。第10圖例示第一與第二凸輪隨動件188、190係浮接的(亦即，間隔於凸輪表面)。如同所示，基板110在夾持顎178內升高，其中下夾持構件174接合於基板的底表面114，以升舉在夾持顎內的基板。

第10圖另外例示由夾持組件160支撐的最小厚度基板110。兩特徵係機械加工至夾持臂的任一側中。一特徵係第一突伸部192，第一突伸部192配接於狹孔194中。當沒有基板在夾持組件160中時，第一突伸部192接合於狹孔194中的正擋部196。第一突伸部192承受彈簧176提供的負載，使得夾持齒182係顯示為不推抵彼此，藉此導致避免變形與過早的磨損。另一特徵係第二突伸部198，且第二突伸部198機械加工至夾持臂168中，夾持臂168接合於下夾持構件174。此第二突伸部198維持夾持組件160的上與下夾持構件172、174的對準，使得夾持齒182係接收於夾持顎178中形成的其個別開孔180內。針對較厚的基板110，增加與正擋部196的間隙。如同所示，正擋部196接合於彼此，且齒182之間有間隙。

可選擇一彈簧176為較有力的彈簧，其中較有力的彈簧的一端接合於凸輪隨動件軸200，且較有力的彈簧的相對端接合於夾持顎178。在此定向中的較有力的彈簧176導致一夾持臂168接合於突伸部192並且插設於第二臂上，第二臂升舉相對的下夾持構件174。在此實例中，另一彈簧177可選擇為較弱的彈簧。選擇不同彈簧值的目的可促成：當凸輪隨動件在基板倒轉期間離開凸輪時，夾持構件172、174一直定位基板於夾持顎的頂或底表面。

參見第11圖，夾持組件160係繪示為具有分配單元 128。如同所示，分配單元128係配置來分配材料於基板110的邊緣附近。分配單元128靠近基板110的邊緣可如此達成：藉由使用夾持系統106與倒轉器系統108。夾持組件160另外包括凸輪202，凸輪202固定於分配器100的框體102。第一凸輪隨動件188離開凸輪202，這促成下夾持構件174的彈簧176推動基板110向上至夾持顎178的頂表面。第二凸輪隨動件190維持在凸輪202的凸部204上，以使上夾持構件172縮回，使得上夾持構件不會干擾下夾持構件174，藉此對齊基板110至可重複且向上的對齊位置，來用於分配。

參見第12圖，第一與第二凸輪隨動件188、190接合於凸輪202上的凸部204，以導致上與下夾持構件172、174兩者的縮回。在此位置中，其中夾持構件172、174兩者都縮回，基板110可自由地傳送進與出夾持組件160。如同所示，基板110係設置成朝向夾持顎178的底部、在傳送高度處。

參見第13圖，夾持系統106的夾持組件160係繪示為藉由倒轉器系統108的z軸驅動組件150而在降低位置中。另一夾持組件(亦即，夾持組件162，其固定基板110的另一側)則未繪示，但是在類似的降低位置中。在此位置中，夾持系統106的夾持組件160與基板110可旋轉，以定位基板的底表面114於面朝上的位置中。在此降低位置中，第一與第二凸輪隨動件188、190兩者都離開凸輪202，使得用於夾持構件172、174的彈簧176、177作用在基板110上，以夾持基板。基板110被推送至夾持顎178的一側，針對前與後夾持顎兩者係夾持顎的相同側，使得基板並未扭曲。對齊此的方法係使用在一側上有兩倍強度的彈簧176、177，使得當倒轉基板時不用懷疑定位於何處。

返回參見第4圖至第7圖，倒轉器系統108可以旋轉基板110，使得基板的底表面114面朝上，使得分配單元128可分配材料於底表面上。在倒轉處理期間，基板110由倒轉器系統108降低至倒轉位置。在某個實施例中，最大尺寸的基板110大約是十吋乘十吋。因此，針對具有十吋乘十吋的長與寬的基板，基板的旋轉路徑會是十吋寬與十吋長。該配置係使得基板110由夾持系統106固定，其中夾持組件160、162降低，使得夾持構件172、174穩固地夾持基板。一旦在降低位置中(或稱為倒轉位置)，倒轉器系統108旋轉夾持組件160、162，使得基板110的底表面114面朝上。

為了旋轉夾持組件160、162，倒轉器系統108的旋轉驅動組件152包括傳輸帶206係連接至每一夾持組件的框結構164的樞軸186。傳輸帶206係由合適的馬達208驅動，馬達208在一實施例中具有10：1的驅動比率。樞軸186配接至角接觸軸承中，角接觸軸承安裝於倒轉器系統108的移動的z軸升降機板147。樞軸186包括滑輪210係安裝於樞軸的一端附近，其中傳輸帶206驅動夾持組件160或162的旋轉。如同所示，基板110的每一側係由夾持組件160或162接合，其中支撐板146、夾持組件(160或162)、與旋轉驅動組件152以同步的方式一起操作來夾持且旋轉基板。

為了調整傳送寬度，線性軸承(每一個以212來標示)設置於分配器的傳送寬度處。有四個其他的線性軸承212 (未標示)係用於上游與下游傳送器系統120、122。線性軸承212之上就是滾珠螺桿(每一個以214來標示)，滾珠螺桿藉由馬達216與傳輸帶驅動器218從後面驅動傳送寬度。兩滾珠螺桿214(右手邊滾珠螺桿與左手邊滾珠螺桿)之間有交會點220。提供兩滾珠螺桿214可促成線道或路徑的寬度同時移往相同的基板尺寸。

參見第14圖，倒轉器系統108的支撐板146具有兩個凸輪202安裝於支撐板上。夾持與倒轉器系統106、108的凸輪202包括原位感測器226與旋轉安全感測器228係設置於個別的凸輪旁邊。這些感測器226、228擷取或偵測附接於或相關於夾持顎178的旗部或結構特徵。原位感測器226偵測夾持顎178的定向以及因此基板110的哪側係面向上，以促成彈簧176、177正確地定向。安全感測器228聯同原位感測器226促成：在嘗試驅動凸輪202之上的凸輪隨動件188、190之前，確認是否夾持顎178係水平的-因此，防止若夾持組件160、162不正確定向時夾持系統106的損傷。

在操作期間，上游傳送器系統通過分配器而傳送基板至前與後傳送路徑。具體地，上游傳送器系統的可移動的傳送器對準於一個傳送路徑(例如，前傳送路徑)，以傳送基板至預熱位置。一旦在預熱位置中，藉由傳送系統的熱區傳送器與上游基板推送器來移動基板至分配位置。分配單元執行分配操作於基板的頂表面上。當完成時，降低、旋轉基板，使得基板的底表面面向上，且藉由倒轉器系統將基板升高至分配位置。分配單元之後執行分配操作於基板的底表面上。當完成時，藉由下游推送器與往返移動傳送器系統將基板從分配位置移除。

在傳送基板之後，上游傳送器系統的可移動的傳送器接收另一基板並且移動，使得上游傳送器系統對準於另一個傳送路徑(例如，後傳送路徑)，以傳送基板至預熱位置。此基板以類似的方式從預熱位置行進至分配位置，其中分配操作可實行於基板的頂與底表面兩者上。此基板也藉由下游推送器而從分配位置移除。

在執行分配操作於基板的頂表面上之前，該操作包括利用夾持系統來夾持基板的相對邊緣。夾持基板的相對邊緣可如此達成：升高基板至分配位置，使得夾持系統的彈簧偏移的夾持構件接合於基板。在從基板支撐組件移除基板之前，該操作包括不夾持基板的相對邊緣。不夾持基板的相對邊緣係如此達成：從分配位置降低基板至傳送高度，使得夾持系統的彈簧偏移的夾持構件不接合於該基板。

如同上述，前述操作可由控制器控制，例如相關於分配器10的控制器18。

因此，已經敘述本揭示案的至少一實施例，各種替換、修改、與改良將隨時可由本領域中熟習技藝者做出。此種替換、修改、與改良是打算在本揭示案的精神與範圍內。因此，前面的敘述僅是藉由範例之方式，且不打算做為限制。該限制僅由下面的申請專利範圍與其均等物界定。

所主張的申請專利範圍如下。

Claims

一種分配器，用於分配黏性材料於一基板上，該基板具有一頂表面與一底表面，該分配器包括：一框體；一起重架系統，該起重架系統耦接於該框體；一分配單元，該分配單元耦接於該起重架系統，該起重架系統係配置來移動該分配單元於x軸、y軸與z軸方向中；及一基板支撐組件，該基板支撐組件耦接於該框體並且配置來支撐該基板於一分配位置中，以分配材料於該基板的該頂表面上與該基板的該底表面上，該基板支撐組件設置於該分配單元之下方，該基板支撐組件包括：一夾持系統，該夾持系統係配置來接收與支撐該基板於該分配位置中，並於該分配單元用以分配黏性材料於該基板的一分配操作期間用以固定該基板，該夾持系統包括一第一夾持組件及一第二夾持組件，該第一夾持組件係配置來夾持該基板的一個邊緣，該第二夾持組件係配置來夾持該基板的一相對邊緣，每一夾持組件包括一上夾持構件與一下夾持構件，該上夾持構件與該下夾持構件係配置來夾持該基板的一邊緣，該上夾持構件與該下夾持構件係連接至至少一個彈簧，以偏移該等夾持構件至該夾持位置，每一夾持構件進一步包括一夾持顎，位於該上夾持構件與該下夾持構件之間，該至少一個彈簧施加一扭轉負載至該夾持顎，以施加一夾持力，及一倒轉器系統，該倒轉器系統耦接於該框體與該夾持系統，該倒轉器系統係配置來繞著一軸而旋轉該夾持系統於一第一位置與一第二位置之間，該軸係平行於該y軸方向，在該第一位置時，該基板的該頂表面係在該分配位置中且該分配單元分配黏性材料於該基板的該頂表面上，在該第二位置時，該基板的該底表面係在該分配位置中且該分配單元分配黏性材料於該基板的該底表面上。
如請求項1所述之分配器，其中該倒轉器系統另外配置成移動於一z軸方向中。
如請求項2所述之分配器，其中該倒轉器系統包括一支撐板；一升降機板，該升降機板係可移動地耦接於該支撐板；一z軸驅動組件，該z軸驅動組件係配置來相對於該支撐板而移動該升降機板於該z軸方向中；以及一旋轉驅動組件，該旋轉驅動組件係配置來旋轉該夾持系統。
如請求項3所述之分配器，其中該z軸驅動組件包括：至少一個軸承，該至少一個軸承藉由一滾珠螺桿而耦接於該框體；以及一馬達，該馬達係配置來驅動該滾珠螺桿的該旋轉，以相對於該支撐板而移動該升降機板。
如請求項3所述之分配器，其中，針對該第一夾持組件與該第二夾持組件的每一者，該旋轉驅動組件包括：一樞軸；一傳輸帶，該傳輸帶耦接於該樞軸；以及一馬達，該馬達係配置來驅動該傳輸帶，以旋轉該樞軸。
如請求項5所述之分配器，其中該上夾持構件包括一第一凸輪隨動件，該第一凸輪隨動件係配置來接合於一凸輪上的一凸部，該凸部係設置來輔助移動該上夾持構件至一打開位置，且該下夾持構件包括一第二凸輪隨動件，該第二凸輪隨動件係配置來接合於該凸輪，以移動該下夾持構件至一打開位置。
如請求項6所述之分配器，其中當該上夾持構件或該下夾持構件在該夾持位置中時，該夾持系統所支撐的一基板係在一頂部對齊位置中。
如請求項7所述之分配器，進一步包括至少一感測器，該至少一感測器係配置來決定該上夾持構件與該下夾持構件的至少一者的一定向。
如請求項1所述之分配器，其中該基板支撐組件包括兩線道，一前線道與一後線道，且其中該分配器進一步包括：一上游傳送器系統，該上游傳送器系統係配置來傳送基板至該分配器的該前與後線道；以及一下游傳送器系統，該下游傳送器系統係配置來從該分配器的該前與後線道移除基板。
一種沉積材料於一基板的一頂表面上與該基板的一底表面上的方法，該方法包括：傳送該基板至一分配器的一基板支撐組件，該基板支撐組件包括：一夾持系統，該夾持系統係配置來接收與支撐該基板於一分配位置中；以及一倒轉器系統，該倒轉器系統耦接於該框體與該夾持系統，該倒轉器系統係配置來繞著一軸而旋轉該夾持系統於一第一位置與一第二位置之間，該軸係平行於一y軸方向，在該第一位置時，該頂表面係在一分配位置中，且在該第二位置時，該底表面係在一分配位置中；執行一分配操作於該基板的該頂表面上；旋轉該基板，使得該基板的該底表面面向上；執行一分配操作於該基板的該底表面上；及從該分配器的該基板支撐組件移除該基板，其中該夾持系統係配置來接收與支撐該基板於該分配位置中，並於該分配單元用以分配黏性材料於該基板的一分配操作期間用以固定該基板，該夾持系統包括一第一夾持組件及一第二夾持組件，該第一夾持組件係配置來夾持該基板的一個邊緣，該第二夾持組件係配置來夾持該基板的一相對邊緣，每一夾持組件包括一上夾持構件與一下夾持構件，該上夾持構件與該下夾持構件係配置來夾持該基板的一邊緣，該上夾持構件與該下夾持構件係連接至至少一個彈簧，以偏移該等夾持構件至該夾持位置，每一夾持構件進一步包括一夾持顎，位於該上夾持構件與該下夾持構件之間，該至少一個彈簧施加一扭轉負載至該夾持顎，以施加一夾持力。
如請求項10所述之方法，進一步包括：在旋轉該基板之前，降低該基板，且在旋轉該基板之後，升高該基板。
如請求項10所述之方法，進一步包括：在執行該分配操作於該基板的該頂表面上之前，利用該夾持系統來夾持該基板的相對邊緣。
如請求項12所述之方法，其中夾持該基板的該等相對邊緣係如此達成：升高該基板至該分配位置，使得該夾持系統的彈簧偏移的夾持構件接合於該基板。
如請求項12所述之方法，進一步包括：在從該基板支撐組件移除該基板之前，不夾持該基板的該等相對邊緣。
如請求項14所述之方法，其中不夾持該基板的該等相對邊緣係如此達成：從該分配位置降低該基板，使得該夾持系統的該等彈簧偏移的夾持構件不接合於該基板。
如請求項10所述之方法，其中傳送該基板至該分配器的該基板支撐組件包括：通過一第一線道而傳送該基板至該分配位置。
如請求項16所述之方法，進一步包括：通過一第二線道而傳送另一基板至該分配器的該基板支撐組件。