TWI825245B - 用於在電子基板上分配組裝材料的分配系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本案提供一種分配系統，包括經配置以接收電子基板的選擇性預熱站、經配置以將材料分配在從選擇性預熱站接收的電子基板上的分配站、經配置以接收來自分配站的電子基板的選擇性後熱站，及經設置在選擇性預熱站、分配站和選擇性後熱站中至少一者的電子基板上方的非接觸感測器。

Description

用於在電子基板上分配組裝材料的分配系統及方法
本申請案根據專利法法規主張2019年1月14日申請、名稱為「分配器中的IR非接觸溫度感測(IR Non-Contact Temperature Sensing in a Dispenser)」的美國臨時專利申請案第62/792,087號的優先權，該臨時申請案全文內容以引用方式併入本文中，及主張2017年12月5日申請、名稱為「模板印刷機的材料溫度感測器(Material Temperature Sensor for Stencil Printer)」的美國專利申請案第15/831,800號的優先權，該申請案全文內容以引用方式併入本文中。
本發明係關於用於分配材料的設備和製程，更特定言之係關於用於在分配器中分配銲膏的設備和製程。
有數種分配系統用於分配精確量的液體或糊膏供各種應用。其一應用為將積體電路晶片與其他電子部件組裝到電路板基板。在此應用中，自動分配系統用於分配液體環氧樹脂或銲膏或一些其他相關材料點至電路板上。自動分配系統亦用於分配底膠材料和封裝膠線，此可用於將部件機械固定於電路板。上述示例性分配系統包括美國伊利諾伊州Glenview的ITW EAE製造販售的商品CAMALOT®。
在典型分配系統中，泵及/或分配組件裝設在移動組件或支架，利用電腦系統或控制器控制的伺服馬達，使泵和分配組件沿三個相互正交軸（X軸、Y軸、Z軸）移動。為將液體點分配在電路板或其他基板的預定位置，泵和分配組件沿共平面的橫向X軸與Y軸移動，直到位於預定位置上方。在一實施例中，泵及/或分配組件接著沿垂直定向的縱向Z軸降下，直到泵和分配組件的噴嘴/針頭位在電子基板上面的適當分配高度。泵及/或分配組件分配液體點，接著沿Z軸方向上升、沿X軸與Y軸方向移動到新位置，並沿Z軸方向降下，以分配下一個液體點。在另一實施例中，材料從泵和分配組件噴出，無需降低及升高泵和分配組件的噴嘴/針頭。對於上述如封裝或底填應用，當泵和分配組件在X軸與Y軸方向上沿預定線路徑移動時，泵和分配組件一般經控制以分配材料線。
使用IR溫度感測器來監測模板印刷機的銲膏供應盒溫度是已知的，其起因於需確保糊膏達適當溫度以進行印刷沉積。同樣地，在分配系統的泵和分配組件中應用材料溫度感測是已知的，其起因於需確保儲放在低於適當施用溫度的材料已確實加熱達適當溫度以供沉積。
本發明的一態樣針對分配系統，分配系統包含經配置以接收電子基板的選擇性預熱站、經配置以將材料分配在從選擇性預熱站接收的電子基板上的分配站、經配置以接收來自分配站的電子基板的選擇性後熱站，及經設置在選擇性預熱站、分配站和選擇性後熱站中至少一者的電子基板上方的非接觸感測器。
分配系統實施例可進一步包括非接觸感測器，非接觸感測器設置在選擇性預熱站的電子基板上方，以確保在將電子基板移動到分配站前，電子基板處於適當溫度。非接觸感測器可裝設於可調機構，可調機構移動朝向及遠離溫度量測目標。非接觸感測器可設置在分配站上方，以確保電子基板在分配站時處於適當溫度。非接觸感測器可裝設在與分配站相聯的可調機構。非接觸感測器可設置在選擇性後熱站的電子基板上方，以確保電子基板在選擇性後熱站時處於適當溫度。非接觸感測器可裝設於可調機構，可調機構移動朝向及遠離溫度量測目標。非接觸感測器可為紅外溫度感測器。
本發明的另一態樣針對分配系統，分配系統經配置以將黏性組裝材料分配在電子基板上。在一實施例中，分配系統包含：經配置以將電子基板移動通過分配系統的輸送機；包括分配單元的分配站，分配單元經配置以將黏性組裝材料分配在電子基板上；及耦接至分配單元的感測器，感測器經配置以量測電子基板的溫度。
分配系統實施例可進一步包括為非接觸感測器的感測器。非接觸感測器可為紅外感測器。非接觸感測器可利用可調托架固定於分配單元。可調托架可經配置以使非接觸感測器定向成相對電子基板的位向夾一角度。
本發明的又一態樣針對在電子基板上印刷組裝材料的方法。在一實施例中，方法包含以下步驟：將電子基板傳送到分配系統；將電子基板放置到印刷位置；將黏性組裝材料分配在電子基板上；及量測電子基板的溫度。
方法實施例可進一步包括提供電子基板的溫度反饋作為溫度調節系統的一部分。提供溫度反饋的步驟可包括以下步驟：當電子基板已達預定目標溫度時，溫度控制系統關閉對電子基板加熱，當溫度下降至低溫限界以下時，溫度控制系統開啟加熱。量測電子基板的溫度可利用感測器達成。感測器可為非接觸感測器。非接觸感測器可為紅外感測器。方法可進一步包括利用可調托架來相對電子基板設置非接觸感測器的步驟。
本發明現將參照附圖詳述如下，此僅為舉例說明，而非限制通性。本發明不限於應用到以下實施方式所述和圖示部件的構造與配置細節。本文提及的原理能用於其他實施例，且可以各種方式實踐或施行。又，本文所用措辭和術語為描述之用，而無限定之意。本文以單數形式指稱所述系統和方法的任何實例、實施例、部件、元件或動作亦涵蓋包括複數的實施例，本文以複數形式指稱任何實施例、部件、元件或動作亦涵蓋僅包括唯一的實施例。指稱單數或複數形式不擬限定本文所述系統或方法、部件、動作或元件。本文所用「包括」、「包含」、「具有」、「含有」、「涉及」和上述變體字擬涵蓋後列品項與其均等物和附加品項。指稱「或」可解釋為包括性，故使用「或」描述的任何品項可表示單個、一個以上或所有所述品項。此外，在本文與本文併入引用文獻的術語用法不一致的情況下，併入文獻的術語用法乃本文術語補充；不一致之處，以本文的術語用法為準。
本發明針對不僅感測待沉積材料的溫度，還有供材料沉積於上的電子基板溫度。例如，已知在SMT組裝產業，分配器中的電子基板通常會在沉積底膠材料前先預熱。電子基板傳輸到分配區以接收待分配材料前，典型應用採用所謂預熱「夾盤」（加熱電子基板達預定溫度的區域或區段）。預熱區的問題在於，通常只有一個反饋感測器來量測整個預熱夾盤的溫度，夾盤一般為330毫米(mm)×250 mm。單一感測器反饋通常感測某一位置的溫度，並假定結果代表整個預熱區的溫度，而未必反映特定擬定位置的實際溫度，例如關鍵部件的溫度。另外，在無電子基板的特定位置的實際溫度反饋下，調配預熱電子基板的時間通常經選擇以確保至少經過足夠時間讓電子基板溫度穩定。意即寶貴時間浪費在等待過長的「足夠」時間。
本發明的實施例包括非接觸感測器，非接觸感測器設置在預熱夾盤上的電子基板上方，以確認在進行分配操作前，電子基板確實處於適當溫度，無需等待比確保電子基板達溫度所需時間更長的時間。將非接觸溫度感測器裝設在電子基板的特定位置上方，可量測關鍵位置的實際溫度。另外，將感測器裝設於分配單元（或其他機構，例如印刷機的視覺探針）並沿X軸與Y軸方向在電子基板上方移動，可量測任何特定位點的溫度。感測器亦可裝設於移動朝向及遠離溫度量測目標的機構，或目標可相對感測器在X軸、Y軸和Z軸方向上移動。此構造容許依應用要求來調整或修改感測器的有效光點尺寸。例如，感測器可裝設在垂直平臺及定向朝下面向電子基板。將垂直平臺和感測器往下移動靠近電子基板，可量測較小局部位點的溫度。將垂直平臺和感測器往上移動遠離電子基板，可有效平均更大面積的待測溫度。此亦可藉由相對感測器移動目標至特定位置並取得特定光點尺寸來達成。此配置容許感測控制尺寸區的平均溫度，其中感測區尺寸可就應用要求最佳化。故將感測器裝設在Z軸平臺，從而裝設於如泵裝設托架的X-Y定位系統，可同時控制位置和光點尺寸。
藉著實行本發明原理，沉積系統可監測設備分配材料的溫度和供材料分配於上的電子基板關鍵位置的溫度，以確保沉積製程的所有參與物全處於預定溫度。各量測溫度可用於確認在進行沉積製程前，製程變量在預設範圍內。此外（或或者），為收集資料，例如統計製程控制(Statistical Process Control; SPC)，可共享或儲存量測值，其中製程的品質或產率可與製程的量測變量相關聯，以達製程最佳化的目的。
為予說明，現將參照分配系統來描述本發明實施例，根據本發明實施例，分配系統大體以10表示。參照第1圖，分配系統10用於將黏性材料（例如黏著劑、封裝膠、環氧樹脂、銲膏、底膠材料等）或半黏性材料（例如助焊劑等）分配到電子基板12上，例如印刷電路板(printed circuit board; PCB)或半導體晶圓。分配系統10或可用於其他應用，例如用於施用汽車墊片材料或某些醫療應用或施用導電墨水。應理解本文指稱黏性或半黏性材料乃示例性，而無限定之意。分配系統10包括數個分配單元（例如第一與第二分配單元14、16）和控制分配系統操作的控制器18。應理解分配單元在此亦可稱作分配泵及/或分配頭。儘管圖示兩個分配單元，但應理解也可使用兩個以上的分配單元。
分配系統10亦可包括具基座或支撐件22以支撐電子基板12的框架20、可移動耦接至框架20以支撐及移動分配單元14、16的分配單元支架24，及用於稱量分配黏性材料量的測重裝置或磅秤26，例如作為校正程序的一部分，並將重量資料提供給控制器18。輸送系統（未圖示）或其他傳送機構（例如步進樑）可用於分配系統10，以控制電子基板裝卸進出分配系統。支架24可在控制器18控制下利用馬達移動，使分配單元14、16定位在電子基板上方的預定位置。分配系統10可包括連接至控制器18的顯示單元28，以向操作員顯示各種資訊。可有選擇性第二控制器來控制分配單元。又，每一分配單元14、16可經配置有Z軸感測器，以偵測分配單元設置在電子基板12上方或裝設於電子基板的特徵結構上方的高度。Z軸感測器耦接至控制器18，以將感測器所得資訊轉達至控制器。
進行分配操作前，如上所述，電子基板（例如印刷電路板）需對齊或以其他方式對準分配系統的分配單元。分配系統進一步包括視覺系統30，在一實施例中，視覺系統耦接至視覺系統支架32，視覺系統支架可移動耦接至框架20，以支撐及移動視覺系統。在另一實施例中，視覺系統30可提供於分配單元支架24上。如所述，視覺系統30用於驗證界標（稱作基準點）或電子基板上的部件的位置。一經定位，控制器便可經程式設計以操縱一或更多分配單元14、16移動，以將材料分配在電子基板上。
在一實施例中，分配操作由控制器18控制，控制器可包括經配置以控制材料分配單元的電腦系統。在另一實施例中，控制器18可由操作員操縱。控制器18經配置以操縱視覺系統支架32移動而移動視覺系統，以獲得電子基板12的一或更多影像。控制器18進一步經配置以操縱分配單元支架24移動而移動分配單元14、16，以進行分配操作。
參照第2圖，分配系統大體以200表示。如所示，分配系統200包括分配站（大體以202表示）、預熱站（大體以204表示，設在分配站前上游）和後熱站（大體以206表示，設在分配站後下游）。預熱站204定義預熱區，分配站202定義分配區，及後熱站206定義分配系統200的後熱區。輸送機208經提供以將電子基板（例如基板12）從預熱站204移動到分配站202和後熱站206（第2圖從左到右）。如所示，輸送機208包括兩個線道208A、208B，使基板能夠更有效率、更快速地進入分配站。預熱站204經配置以加熱電子基板達可接受溫度供分配站分配。預熱站204可經配置以使電子基板溫度提高到20℃至200℃之間。後熱站206經配置以在電子基板前行至分配系統200下游的另一處理站前降低電子基板溫度。如同預熱站204，後熱站可經配置以使電子基板溫度降低至20℃至200℃之間。
在一實施例中，預熱站204和後熱站206為分配系統200的一部分，分配系統包括分配站202。在另一實施例中，分配系統200可經配置成僅包括分配站202，而預熱站204及/或後熱站206可為與分配系統一起組裝的獨立單元，其中輸送機208延伸通過所有三個站。
預熱站204包括可調托架（大體以210表示），可調托架裝設於輸送機208的輸送機線道208A、208B上方的升高位置。如所示，當電子基板沿輸送機208的線道208A、208B行進通過預熱站204時，可調托架210設置在電子基板上方。對於每一線道208A、208B，紅外感測器212裝設於可調托架210上，且當電子基板在可調托架與紅外感測器下方於輸送機線道上行進時，定位指向電子基板。預熱站204的可調托架210可經配置以在X軸、Y軸和Z軸方向上移動各紅外感測器212。
在一實施例中，可調托架210包括在線道208A上面延伸的第一軌道構件214和在線道208B上面延伸的第二軌道構件216。第一軌道構件214包括第一支撐構件218，第一支撐構件218經配置以沿形成於第一軌道構件的軌道行進。第一蝶形螺釘220經提供以將第一支撐構件218固定於第一軌道構件214，使第一支撐構件鎖定在適當位置。紅外感測器212裝設在第一支撐構件218的自由端。同樣地，第二導軌構件216包括第二支撐構件222，第二支撐構件經配置以沿形成於第二導軌構件的軌道或狹槽行進。第二蝶形螺釘224經提供以將第二支撐構件222固定於第二軌道構件216，使第二支撐構件鎖定在適當位置。紅外感測器212裝設在第二支撐構件222的自由端。紅外感測器212的位置可藉由解開蝶形螺釘220、224及各自將第一和第二支撐構件218、222移動到預定位置而調整。
對於每一線道208A、208B，當電子基板沿線道行進時，將紅外感測器212裝設在電子基板的特定位置，可量測電子基板的關鍵位置的實際溫度。可調托架210經配置以使各紅外感測器212沿Z軸方向移動朝向及遠離溫度量測目標，及在X軸與Y軸方向上定位紅外感測器。此構造容許依應用要求來調整或修改紅外感測器的有效光點尺寸。如上所述，紅外感測器212可定向朝下面向電子基板。操縱可調托架210以降低紅外感測器212而靠近電子基板，可量測較小局部位點的溫度。反之，操縱可調托架210以抬高紅外感測器212而遠離電子基板，可量測較大位點的溫度，從而有效平均更大面積的待測溫度。此構造能感測可控制尺寸區的平均溫度，其中感測區尺寸可就應用要求最佳化。
同樣地，後熱站206包括可調托架(大體以230表示)，和預熱站204的可調托架210一樣，當電子基板沿輸送機線道208A、208B行進通過後熱站時，裝設在輸送機208上且在電子基板(例如電子基板12)上面的升高位置。對於每一線道208A、208B，紅外感測器212(和用於預熱站204的紅外感測器一樣)裝設於可調托架230，並且當電子基板在可調托架與紅外感測器下方行進時，定位指向電子基板。後熱站206的可調托架230可經配置以在X軸、Y軸和Z軸方向上移動各紅外感測器212。
如所述，在一實施例中，可調托架230和可調托架210一樣，包括在線道208A上面延伸的第三軌道構件234和在線道208B上面延伸的第四軌道構件236。第三軌道構件234包括第三支撐構件238，第三支撐構件238經配置以沿形成於第三軌道構件的軌道或狹槽行進。第三蝶形螺釘240經提供以將第三支撐構件238固定於第三軌道構件234，使第三支撐構件鎖定在適當位置。紅外感測器212裝設在第三支撐構件238的自由端。同樣地，第四軌道構件236包括第四支撐構件242，第四支撐構件242經配置以沿形成於第四軌道構件的軌道行進。第四蝶形螺釘244經提供以將第四支撐構件242固定於第四軌道構件236，使第四支撐構件鎖定在適當位置。紅外感測器212裝設在第四支撐構件242的自由端。紅外感測器212的位置可藉由解開第三與第四蝶形螺釘240、244及將第三支撐構件238和第四支撐構件242移動到預定位置而調整。
在一實施例中，分配站202進一步包括紅外感測器212，紅外感測器裝設於支撐分配單元252的台車250或直接在分配單元上。故紅外感測器212利用支架在X軸、Y軸與Z軸方向上移動。紅外感測器212可操作以確保電子基板在輸送機208的線道208A或208B上且位於分配站202內時處於適當溫度以供沉積。如上述預熱站204和後熱站206，分配站可經配置以使電子基板溫度提高、維持及/或降低至20℃與200℃之間。
或者，在另一實施例中，紅外感測器212可裝設於視覺系統支架上，例如分配系統10的視覺系統支架32，以在X軸、Y軸與Z軸方向上移動紅外感測器。如同分配系統10，分配系統200可包括一個以上的分配單元，其中紅外感測器212裝設在其中一個分配單元上。
因此，紅外感測用於非接觸追蹤輸送機承載電子基板上的部件的溫度。溫度感測能讓操作員監測及記錄機台內各處理區（最多六個）的基板溫度。預熱和後熱分配區使用裝設於可調托架的紅外感測器，其中紅外感測器設置並鎖定在適當位置。分配區使用裝設於台車及/或分配單元的紅外感測器，故構造可彈性變通適應製程程式的設定位置。
對於每一處理區，操作員選擇產品需達到的目標溫度和容差範圍後才視為「備妥」。「備妥」意指產品可移動到下一輸送區或已「備妥」供分配製程開始進行的分配區。另一目的為使基板保持在「備妥」狀態，如此達一定溫度時，機台自動調整加熱設定，使產品保持在預定容差範圍內。
參照第3圖，該圖圖示圖形使用者介面或GUI 300，電子基板溫度的紅外或IR感測可透過專用軟體而配置用於所有三個區域，即預熱區、分配區和後熱區。在此等區域內，IR感測可利用非接觸熱感測器和電子基板夾持達成，且可透過執行軟體配置用於單和雙線道機台。
參照第4圖，該圖圖示GUI 400，預熱和後熱感測均可配置為非接觸熱感測。分配站組態包括啟用IR感測的選項。
建立新製程程式時，操作員可按照溫度製表個別程式設計各程式的溫度設定。操作員勾選選項「Use Temperature Settings from Process Program」，按照溫度製表重寫機台組態的溫度設定。警示狀態從「Using Machine Config Parameters」更改成「Using Process Program Parameters」。若製程需加熱，則可勾選「Heat Required」選項，以確保製程程式不會在未適當加熱下執行。在此情況下，軟體可經配置以發出警示。
參照第5圖，該圖圖示GUI 500，對於所有三個區域，即預熱區、分配區和後熱區，IR感測的最高溫度限界為100℃。操作員可選擇啟用製程程式內各區的IR感測ON/OFF。各區的「Min. Temperature」、「Max. Temperature」、「Soak Time」、「Timeout」和「Polling Rate」的預設值列於表1。
Min. Temp. 預熱、分配和後熱區所需最低電子基板溫度。
Max. Temp. 預熱、分配和後熱區所需最高電子基板溫度。
Soak Time 在傳送到下一區前，將電子基板溫度維持在一定範圍內所費時間。保溫時間一到且下一區空置，便將電子基板傳送到下一站（用於預熱/後熱）。
Timeout 超時發生在電子基板溫度於程式設計時間限界內未落在程式設計溫度範圍內時。若發生超時，指標程式將發出警示。
Polling Rate IR感測器多久讀取一次電子基板溫度。
表1
參照第6圖，該圖圖示GUI 600，若預熱區及/或後熱區禁用IR感測，則應使用計時器加熱與該等區域相關的加熱夾盤。預熱及/或後熱持續時間計時器經啟動以加熱夾盤。一旦計時器終止，便應依輸入值來回ON/OFF切換循環站內空氣。
IR感測器的實際讀值透過資料顯示面板即時顯示於GUI，且為各區中電子基板處置的可追蹤MES功能預定行為，此如下所述。
在預熱及/或後熱區中，製程包括接收電子基板及開始加熱。一旦達最低溫度，便開始保溫時間。保溫或等待移動同時，當溫度達最低或最高預設溫度時，開啟/關閉(ON/OFF)循環加熱。保溫時間一到且下一區呈空置，便移動電子基板，若超時時間屆滿時尚未取得電子基板，則觸發警示。為予回復，步驟可重試、中止或釋出到下一區。在錯誤狀態期間，若操作員未執行任何錯誤回復，電子基板可能升溫達最高溫度值。為避免此作用，軟體經配置以發布警示、暫停機台、使站內空氣循環並繼續量測電子基板溫度，直到操作員執行錯誤回復。
在分配區中，製程包括接收電子基板及量測電子基板溫度。若不在範圍內，則於超時前開始加熱到落在範圍內為止。繼續量測溫度，直到落在範圍內。若在範圍內，則立即開始處理。分配週期終了時，盡快將電子基板移動到下一站。在錯誤狀態期間，若操作員未執行任何錯誤回復，電子基板可能升溫達最高溫度值。為避免此作用，軟體經配置以關閉站內空氣、發布警示、暫停機台及繼續量測電子基板溫度，直到操作員執行錯誤回復。製程程式可具有多個IR感測指令，IR感測與分配掃程分批進行。一次分配掃程能多次感測電子基板溫度。僅存在最低溫度（無最高溫度）。啟動IR感測指令時，暫停分配，直到達最低溫度。如同預熱和後熱感測，警示時間適用各IR感測指令。
紅外溫度感測指令可在相同製程程式內於電子基板的預定電子基板位置程式設計多次。夾盤溫度、IR感測狀態計時器、電子基板溫度、IR感測狀態（變溫、保溫、維持）、站內空氣ON/OFF列於資料顯示器，以便製程監測。資料顯示器的站內空氣燈在ON時變為綠色，在OFF時變為紅色。狀態僅在製程程式運行時顯示。
參照第7圖，該圖圖示GUI 700，啟用IR感測時，計時器告知IR感測狀態持續時間（即升溫、保溫或維持多久時間）。狀態改變時，計時器重置。
不同IR感測狀態列於表2。
Ramping 電子基板到站，電子基板溫度正在上升/下降。
Soaking 進行保溫，計預定保溫時間。
Cycle Air 維持電子基板溫度。使站內空氣ON/OFF循環。
Completed IR感測操作完成。 -電子基板傳送到下一站（供預熱/後熱）。 -下一指令備妥執行（用於分配區）。 -電子基板傳送到下一站（用於分配區並「維持熱度」）
表2
參照第8圖，該圖圖示GUI 800，當操作員選擇「Maintain Temp」時，IR感測器繼續讀取溫度，並藉由循環空氣使溫度維持在最低與最高之間。此作用和目前的預/後熱站一樣。
通常，當電子基板進入預熱區時，IR感測狀態變化如下：變溫→保溫→完成→維持。
參照第9圖，製程900包括確保溫度維持到下一站空置可接受電子基板為止。如所示，在方塊902中，決定下游站是否空置可接受電子基板。若是，則在方塊904中，完成IR感測指令，操作結束。若否，則在方塊906中，利用非接觸感測器偵測溫度，及在方塊906中，決定溫度是否在預定範圍內。若是，則製程返回到下游站是否空置可接受電子基板。若否，則在方塊910中，使空氣ON/OFF循環，直到製程返回到下游站是否空置可接受電子基板。
參照第10圖，該圖圖示GUI 1000，若需「維持溫度」，則操作員應把IR感測指令置於主製程程式。若IR感測指令定位在呼叫，則可忽略此特徵。使用「掃程」時，操作員應將最後一次掃程指派給IR感測指令。
參照第11圖，該圖圖示GUI 1100，閒置時，關斷所有熱。操作員可選擇依程式設計時間（分鐘）關斷所有熱，包括夾盤和針頭加熱。此功能位於機台組態的溫度製表，且只在分配自動模式下可行。操作員亦可勾選在生產運行期間禁用加熱功能關斷的選項。
參照第12圖，該圖圖示GUI 1200，啟動時，電力開啟熱控制器。若操作員勾選此選項，則熱控制器將在啟動後電力開啟，包括至多六個夾盤和兩個針頭加熱器。只有在伺服器啟動、最後機台關閉後，操作員才能令所有加熱器開始升溫。若伺服器啟動不知為何非自動，熱控制器將無法電力開啟。在此情況下，操作員需手動啟動伺服器來電力開啟熱控制器。此功能位於機台組態的溫度製表，且可在所有分配模式下運作。
在一實施例中，非接觸感測器相距電子基板的距離取決於選用非接觸感測器類型。例如，就一類感測器而言，感測器可相距電子基板1毫米(mm)至100 mm的距離。在一實施例中，非接觸感測器產生的感測光點尺寸對應非接觸感測器與電子基板的間距。故增加非接觸感測器與電子基板的間隔距離，可增大感測光點尺寸。因此，用於本發明印刷頭組件實施例的距離範圍為1 mm至100 mm。在一實施例中，選用25 mm的距離。
非接觸感測器經配置以偵測電子基板溫度，利用使用者設定製程預定標準來確認溫度對於特定應用是否恰當，其中分配系統的操作員在分配操作前輸入分配系統設定。非接觸感測器經連接至控制器並經配置以當電子基板尚未備妥供沉積時立即通知操作員。此外，電子基板或多個電子基板的溫度資料可由控制器收集。收集資料可反饋到分配系統，以進行附加動作，或可發送到資料收集系統，例如下游機台或內部或遠端統計處理。
在某些實施例中，非接觸感測器為紅外感測器，以偵測電子基板溫度。紅外感測器為電子感測器並經配置以量測位於感測器視域的物體輻射的紅外光。溫度高於絕對零度的物體以輻射形式散發熱。在某一實施例中，紅外感測器為美國明尼蘇達州Minneapolis的Banner Engineering公司提供的T-GAGE™ M18T系列紅外溫度感測器。T-GAGE™感測器為無源非接觸溫度應用感測器，用於偵測感測操作範圍內的物體溫度，及輸出成比例電壓或電流，此視感測器構造而定。
置於預熱夾盤的電子基板上方的非接觸感測器（例如非接觸感測器）可用於確認在進行分配操作前，電子基板確實處於適當溫度，無需等待比確保系統部件達適當溫度所需時間更長的時間。將非接觸感測器裝設在電子基板的特定位置上方，可量測關鍵位置的實際溫度。另外，將感測器裝設於分配單元（或其他機構，例如印刷機的視覺探針）並沿X軸與Y軸方向在電子基板上方移動，可量測分配站內任何特定位點的溫度。非接觸感測器亦可裝設於移動朝向及遠離溫度量測目標的機構，或目標可相對感測器在X軸、Y軸和Z軸方向上移動。此構造容許依應用要求來調整或修改感測器的有效光點尺寸。例如，非接觸感測器可裝設在垂直平臺及定向朝下面向電子基板。將垂直平臺和感測器往下移動靠近電子基板，可量測較小局部位點的溫度。將垂直平臺和感測器往上移動遠離電子基板，可有效平均更大面積的待測溫度。此亦可藉由相對感測器移動目標至特定位置並取得特定光點尺寸來達成。此配置容許感測可控制尺寸區的平均溫度，其中感測區尺寸可就應用要求最佳化。故將感測器裝設在Z軸平臺，從而裝設於X-Y定位系統，可同時控制位置和光點尺寸。
此外（或或者），為收集資料，例如統計製程控制(SPC)，可共享或儲存量測值，其中製程的品質或產率可與製程的量測變量相關聯，以達製程最佳化的目的。
在本發明的另一實施例中，紅外非接觸溫度感測器用於提供電子基板溫度的溫度反饋作為溫度調節系統的一部分。特別地，當電子基板已達預定目標溫度時，通常稱作設定點溫度，溫度控制系統關閉電子基板加熱。隨後，當溫度下降至低溫限界以下時，溫度控制系統開啟加熱。在一些實施例中，開啟或關閉加熱操作需啟用或禁用加熱器電源。在其他實施例中，此操作需啟用或禁用熱傳機制。例如，在本發明的一實施例中，空氣循環經過加熱表面，隨後到達基板。啟用氣流時，將增強熱從加熱器傳遞到基板。禁用氣流時，將抑制熱從加熱器傳遞到基板。此簡易極限循環方式可為許多應用提供足夠的溫度控制精度。
在本發明的其他實施例中，紅外非接觸溫度感測器用於提供電子基板溫度的溫度反饋作為閉環溫度控制系統的一部分。在此系統中，控制器使用量測溫度和預定設定點溫度作為控制演算法的輸入。演算法亦可具有加熱器的比例控制，不僅能啟用或禁用加熱功能，還可依全開或全關間的一些較小步級啟用加熱器。在本發明的一實施例中，數位比例/積分/微分控制器（通常稱作PID控制器）使用PID演算法的輸出，透過脈寬調變(PWM)裝置來改變加熱器的開/關工作週期。結合PID控制器和加熱器的數位比例控制可達成溫度調節，此比利用極限循環調節器所達成調節更精確嚴密。
茲已描述本發明至少一實施例的數個態樣，應理解熟諳此技術者當很容易進行各種更動、潤飾和改善。更動、潤飾和改善期為本發明的一部分並擬落在本發明的精神和範圍內。因此，前文敘述和附圖僅為舉例說明。
10:分配系統
12:電子基板
14:分配單元
16:分配單元
18:控制器
20:框架
22:支撐件
24:托架
26:磅秤
28:顯示單元
30:視覺系統
32:托架
200:分配系統
202:分配站
204:預熱站
206:後熱站
208:輸送機 208A:線道 208Ｂ:線道 210:托架 230:托架 212:感測器 214:軌道構件 216:軌道構件 234:軌道構件 236:軌道構件 218:支撐構件 222:支撐構件 238:支撐構件 242:支撐構件 220:蝶形螺釘 224:蝶形螺釘 240:蝶形螺釘 244:蝶形螺釘 250:台車 252:分配單元 300:GUI 400:GUI 500:GUI 600:GUI 700:GUI 800:GUI 900:製程 902:方塊 904:方塊 906:方塊 908:方塊 910:方塊 1000:GUI 1100:GUI 1200:GUI
至少一實施例的不同態樣將參照附圖論述如下，附圖未必按比例繪製。所含附圖提供對不同態樣與實施例的說明及進一步瞭解，故當併入及構成說明書的一部分，但無意當作任何特定實施例的限制定義。圖式和說明書的其餘部分用於解釋所述及主張態樣與實施例的原理和操作。圖式中，各圖所示各個相同或幾乎相同的部件以相似的元件符號表示。為清楚起見，各圖未必標記每一部件。圖式中：
第1圖為分配系統的示意圖；
第2圖為分配系統的透視圖並去除包裝露出預熱站、分配站和後熱站；
第3圖為與預熱站和後熱站相聯的紅外(infrared; IR)感測組態圖形的圖形使用者介面(graphic user interface; GUI)；
第4圖為與分配站相聯的IR感測組態圖形的GUI；
第5圖及第6圖為製程程式設計圖形的GUI；
第7圖及第8圖為製程監測圖形的GUI；
第9圖為IR感測指令操作流程圖；
第10圖為IR感測指令圖形的GUI；
第11圖為加熱選項圖形的GUI；以及
第12圖為電力開啟熱控制器圖形的GUI。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
200:分配系統
202:分配站
204:預熱站
206:後熱站
208:輸送機
208A:線道
208B:線道
210:托架
230:托架
212:感測器
214:軌道構件
216:軌道構件
234:軌道構件
236:軌道構件
218:支撐構件
222:支撐構件
238:支撐構件
242:支撐構件
220:蝶形螺釘
224:蝶形螺釘
240:蝶形螺釘
244:蝶形螺釘
250:台車
252:分配單元

Claims (14)

  1. 一種分配系統，包含：一框架；一分配站，耦接至該框架，該分配站包括一分配單元支架以及至少一個分配單元，該分配單元支架經配置以在x軸及y軸方向上移動，該至少一個分配單元藉由一台車耦接到該分配單元支架，該台車經配置以在一z軸方向上移動該至少一個分配單元，該至少一個分配單元經配置以將材料分配在設置在一基板支撐件上的一電子基板上；一第一非接觸感測器，經設置在該分配站的該電子基板上方，該第一非接觸感測器安裝在該台車上，並指向該基板；以及一第二非接觸感測器，經設置在該分配站上游所設置的一預熱站上的該電子基板上方，以確保在將該電子基板移動到該分配站前，該電子基板處於一適當溫度。
  2. 如請求項1所述之分配系統，其中該第二非接觸感測器裝設在一第一可調機構，該第一可調機構移動朝向及遠離一溫度量測目標。
  3. 如請求項2所述之分配系統，進一步包含一第三非接觸感測器，經設置在該分配站下游所設置的一後熱站上的該電子基板上方，以確保該電子基板在該後熱站時處於一適當溫度。
  4. 如請求項3所述之分配系統，其中該第三非 接觸感測器裝設在一第二可調機構，該第二可調機構移動朝向及遠離一溫度量測目標。
  5. 如請求項1所述之分配系統，其中該第一非接觸感測器與該第二非接觸感測器中之每一者為一紅外溫度感測器。
  6. 一種分配系統，其經配置以將一黏性組裝材料分配在一電子基板上，該分配系統包含：一輸送機，經配置以將該電子基板移動通過該分配系統；一框架；一分配站，耦接至該框架，該分配站包括一分配單元支架以及至少一個分配單元，該分配單元支架經配置以在x軸及y軸方向上移動，該至少一個分配單元藉由一台車耦接到該分配單元支架，該台車經配置以在一z軸方向上移動該至少一個分配單元，該至少一個分配單元經配置以將黏性組裝材料分配在設置在一基板支撐件上的一電子基板上；以及一第一非接觸感測器，經設置在該分配站的該電子基板上方，該第一非接觸感測器安裝在該台車上，並指向該基板；以及一第二非接觸感測器，經設置在該分配站上游所設置的一預熱站上的該電子基板上方，以確保在將該電子基板移動到該分配站前，該電子基板處於一適當溫度。
  7. 如請求項6所述之分配系統，其中該第一非 接觸感測器與該第二非接觸感測器中之每一者為一紅外感測器。
  8. 如請求項6所述之分配系統，其中該第一非接觸感測器由一可調托架固定於該分配單元。
  9. 如請求項8所述之分配系統，其中該可調托架經配置以使該第一非接觸感測器定向成相對該電子基板的一位向夾一角度。
  10. 一種在一電子基板上分配一組裝材料的方法，該方法包含以下步驟：將一電子基板傳送到一分配系統，該分配系統包括：一框架，一預熱站，耦接至該框架並經配置以接收及加熱該電子基板，該預熱站包括一第一非接觸感測器，該第一非接觸感測器經設置以量測該電子基板的一溫度，一分配站，耦接至該框架，該分配站包括一分配單元支架以及至少一個分配單元，該分配單元支架經配置以在x軸及y軸方向上移動，該至少一個分配單元藉由一台車耦接到該分配單元支架，該台車經配置以在一z軸方向上移動該至少一個分配單元，該至少一個分配單元經配置以將材料分配在設置在一基板支撐件上的一電子基板上，該分配站進一步包括一第二非接觸感測器，該第二非接觸感測器安裝在該台車上，並指向該基板，以量測該電子基板的一溫度；將該電子基板移動到該預熱站內的一預分配位置； 利用設置在該電子基板上方的該第一非接觸感測器量測該預分配位置中的該電子基板的一溫度；若該電子基板處於一適當溫度，則將該電子基板移動到該分配站內的一分配位置；將一黏性組裝材料分配在該電子基板上；以及利用設置在該電子基板上方的該第二非接觸感測器量測該分配位置中的該電子基板的一溫度，以確保該電子基板處於一適當溫度。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該第一非接觸感測器與該第二非接觸感測器中之每一者為一紅外感測器。
  12. 如請求項10所述之方法，進一步包含利用一可調托架來相對該電子基板設置該第二非接觸感測器。
  13. 如請求項10所述之方法，進一步包含提供該電子基板的一溫度反饋作為一溫度控制系統的一部分。
  14. 如請求項13所述之方法，其中提供一溫度反饋的步驟包括以下步驟：當一電子基板已達一預定目標溫度時，一溫度控制系統關閉對該電子基板加熱，並且當該溫度下降至一低溫限界以下時，該溫度控制系統開啟加熱。
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