專利名稱：細(xì)線保形涂敷設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及涂抹保形涂料，并且更加具體地，涉及用于將保 形涂料涂抹到電部件上的涂抹器。
背景技術(shù)：
保形涂敷是將電介質(zhì)材料涂敷到電部件上以保護(hù)其免受潮濕、菌 類、灰塵、腐蝕、磨損、振動(dòng)、化學(xué)物質(zhì)、金屬須和其他環(huán)境壓力的 損壞的過(guò)程，所述電部件例如印刷電路("PC")板或安裝在其上面 的裝置。保形涂料的范圍為從通過(guò)溶劑的蒸發(fā)而固化的溶劑基材料到 "100%固態(tài)"的保形涂料。普通保形涂料包括硅樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、 聚氨酯、環(huán)氧合成樹(shù)脂、聚對(duì)二甲苯及各種聚合物。當(dāng)涂敷到PC板上 時(shí)，隨著溶劑蒸發(fā)，或者隨著無(wú)溶劑材料固化，而形成均勻厚度的絕 緣樹(shù)脂薄膜。已知有自動(dòng)選擇涂敷系統(tǒng)，其具有保形涂料分配器，它將材料分 配成各種圖案，同時(shí)改變沉積精度，并產(chǎn)生具有變化的厚度的涂層。 例如，分配器可以分配處于直線珠狀物形式的材料、以彎曲或圓形圖 案連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的珠狀物形式的材料、和/或后來(lái)被霧化的珠狀物形式的 材料。珠狀物往往會(huì)產(chǎn)生大致比用于霧化噴射的涂層厚的涂層。而且, 根據(jù)材料粘性以及材料/板表面張力相互作用，沉積在板上的珠狀物 可能擴(kuò)散到不希望涂敷的地方。而且，在霧化噴射中，用加壓空氣噴 射供應(yīng)材料以實(shí)現(xiàn)霧化經(jīng)常產(chǎn)生顯著的超范圍噴涂，從而將霧化液滴
沉積在目標(biāo)區(qū)域外。這些當(dāng)前分配方法具有這樣的特征，即在某些情況下所述特征會(huì) 導(dǎo)致不希望的涂敷結(jié)果，該結(jié)果包括大于期望的最小涂敷區(qū)域和小于 期望的邊緣限定能力。在最近的保形涂敷應(yīng)用中，期望具有更小區(qū)域 或更小幾何形狀的涂敷能力。然而，這種能力首先取決于用于涂抹涂 料的分配器的類型，可能更加具體的是，提供分配材料的分配器的控 制。采用分配珠狀物或霧化噴射物的當(dāng)前分配器，潮濕區(qū)域的尺寸或 珠狀物或噴射物在部件上的接觸區(qū)域的最小化程度受到限制。結(jié)果， 這種現(xiàn)有分配器具有最小的涂敷區(qū)域，即，使用這種分配器進(jìn)行保形 涂抹是可行的區(qū)域，它對(duì)于多數(shù)現(xiàn)有應(yīng)用來(lái)說(shuō)太大。隨著板和部件變 得越來(lái)越小以及這些板上的部件密度增大，這變得更加明顯。通過(guò)控制針閥打開(kāi)的時(shí)間以及供給到針閥的保形涂料的涂敷壓 力，已知的針閥分配器控制保形涂料的分配。這種已知針閥分配器還 具有一些缺點(diǎn)，例如，首先，難以控制較低粘性保形涂料的流動(dòng)。盡 管沒(méi)有將較低粘性材料與較高粘性材料區(qū)別開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)度量，但是作為 例子，較低粘性材料包括但不局限于具有小于一千厘泊的粘性的材料。 為了減小較低粘性材料通過(guò)已知針閥分配器的噴濺，分配尖端必須保持盡可能靠近基板的表面，例如在幾毫米("mm")內(nèi)。在密集組裝 的PC板上，保持分配尖端如此靠近基板表面的要求可能?chē)?yán)重限制已知 針閥分配器的應(yīng)用。第二，已知針閥分配器無(wú)法急劇切斷保形涂料流， 這會(huì)導(dǎo)致滴落、流淌、較差的流動(dòng)控制，并基本具有較差的精確涂抹。 例如，涂料可以只涂抹在在外區(qū)域(也就是不涂抹保形涂料的區(qū)域) 的大約0.060英寸("in")或大約1.5毫米內(nèi)。第三，已知針閥分配 器具有允許涂料粘附和部分固化在分配尖端上的固有問(wèn)題，這導(dǎo)致阻塞，并可能減少分配過(guò)程的重復(fù)性和精度。
因此，需要提供改進(jìn)的針閥保形涂料涂抹器，它提高了保形涂敷 過(guò)程中材料沉積的精度和選擇性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種涂敷系統(tǒng)，該涂敷系統(tǒng)帶有針閥涂抹器，該針閥 涂抹器可以比已知針閥涂抹器以更高的精確性、精確度和/或速度將較 低粘性保形涂料涂抹到基板上，和/或可以具有其它優(yōu)點(diǎn)。例卯，本 發(fā)明的涂敷系統(tǒng)可以提高針閥涂抹器更加靠近在外區(qū)域涂抹涂料和/ 或涂抹更細(xì)線的涂料和/或在基板上方更高處操作同時(shí)保持保形涂料 在基板上放置的期望精確度的能力。這種改進(jìn)的涂敷系統(tǒng)的性能經(jīng)常 消除遮蔽和暴露，從而基本減少基板的處理。另外，本發(fā)明的涂敷系統(tǒng)能夠提供一種針閥涂抹器，該針閥涂抹 器清潔地從分配針噴出涂料，從而防止涂料粘結(jié)到和/或固化在分配 針上。這減少了維護(hù)，并使得堵塞最小化，同時(shí)保持了精確度并提高 了可重復(fù)性。而且，本發(fā)明的涂敷系統(tǒng)可以允許涂料排出體積可預(yù)知 和可重復(fù)；因此，涂抹在區(qū)域上的保形涂料的總體積可以精確控制。 這種能力能夠基本減少保形涂料的浪費(fèi)。本發(fā)明的涂敷系統(tǒng)可以提供 針閥涂抹器，該針閥涂抹器具有纖細(xì)的輪廓，從而可以較低的分配高 度移動(dòng)通過(guò)PC板上部件之間的較小空間，這使得在涂敷較低粘性材料 時(shí)噴濺最小化。所有上述這些特征都能夠使得本發(fā)明的涂敷系統(tǒng)在將 保形涂料涂抹到較小的密集組裝的PC板上時(shí)特別有用。更具體的是，在一個(gè)典型實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種具有涂抹器 的涂敷系統(tǒng)，該涂抹器具有連接到加壓空氣上的螺線管操作的氣缸。 通過(guò)螺線管將加壓空氣施加到連接到針閥上的活塞，打開(kāi)安裝在氣缸 中的針閥?？刂破骶哂幸欢〞r(shí)器，它可操作成對(duì)螺線管提供電脈沖串。 通過(guò)每個(gè)脈沖，螺線管將加壓空氣施加到活塞上，從而打開(kāi)針閥，并 允許涂料流過(guò)針閥。針閥在脈沖之間的持續(xù)時(shí)間段中關(guān)閉，并且涂料 響應(yīng)于針閥的關(guān)閉從分配針噴出。
在本發(fā)明的另外方面中，定時(shí)器是脈沖寬度調(diào)制器；并且針闊在 大約等于存儲(chǔ)在控制器中的打開(kāi)時(shí)間的時(shí)間段中重復(fù)打開(kāi)。該針閥由復(fù)位彈簧關(guān)閉，并在脈沖之間的持續(xù)時(shí)間段中保持關(guān)閉。在另一典型實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用涂抹器將涂料自動(dòng)分配 到基板上的方法，通過(guò)可編程控制器操作支承涂抹器的定位器而可移 動(dòng)該涂抹器。該涂抹器具有將涂料從針閥導(dǎo)引到分配針的流動(dòng)通道。 響應(yīng)于從螺線管接收的加壓流體通過(guò)氣缸活塞可將該針閥移動(dòng)到打開(kāi) 位置，然后針閥可移動(dòng)到關(guān)閉位置。該方法包括將一串脈沖施加到螺 線管上。通過(guò)響應(yīng)于施加給螺線管的電脈沖串中的每個(gè)脈沖而重復(fù)打 開(kāi)針閥，將涂料移過(guò)針閥。通過(guò)響應(yīng)于電脈沖串中脈沖之間的時(shí)間周 期而重復(fù)關(guān)閉針閥，從分配針噴出涂料。在下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些和其他目的和優(yōu)點(diǎn) 將變得更加顯而易見(jiàn)。


圖1是計(jì)算機(jī)控制保形涂敷系統(tǒng)的一個(gè)典型實(shí)施例的示意性方塊圖。圖2是在圖1的保形涂敷系統(tǒng)中使用的保形涂料涂抹器的典型實(shí) 施例的分解視圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，保形涂敷系統(tǒng)20的一個(gè)典型例子包括從X—Y — Z定 位器24機(jī)械地懸掛的保形涂料涂抹器或分配器22。該X—Y —Z機(jī)電 定位器24包括以已知方式聯(lián)接到可獨(dú)立控制的馬達(dá)(未示出)上的驅(qū) 動(dòng)器。該X—Y — Z定位器24能夠使保形涂料涂抹器22相對(duì)于基板26 快速移動(dòng)。
計(jì)算機(jī)28可以是可編程邏輯控制器("PLC")、基于微處理器 的控制器、硬化的個(gè)人電腦或者能夠執(zhí)行此處所述功能的其它常規(guī)可
編程控制裝置，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解的那樣。用戶1/ 030， 例如，如LCD屏(未示出)之類的視覺(jué)顯示裝置和如鍵盤(pán)(未示出) 之類的用戶輸入裝置，以已知方式連接到計(jì)算機(jī)28上。計(jì)算機(jī)提供對(duì) 定時(shí)器49的輸出，例如脈沖寬度調(diào)制器("PWM" ) 50，該定時(shí)器又 電連接到空氣螺線管140上并對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。該P(yáng)WM50產(chǎn)生一系列或 一串電控制脈沖，該電控制脈沖用于操作螺線管140，并因此操作保形 涂料涂抹器22。
計(jì)算機(jī)28具有存儲(chǔ)器52，存儲(chǔ)器52用于以已知方式存儲(chǔ)操作程 序和編程指令。該存儲(chǔ)器還包括打開(kāi)時(shí)間存儲(chǔ)器(On time storage) 54 和循環(huán)時(shí)間存儲(chǔ)器56。該打開(kāi)時(shí)間存儲(chǔ)器存儲(chǔ)PWM50產(chǎn)生的脈沖串 中的脈沖的打開(kāi)時(shí)間的至少一個(gè)期望值。該循環(huán)時(shí)間存儲(chǔ)器存儲(chǔ)與脈 沖的打開(kāi)時(shí)間相關(guān)的相應(yīng)總循環(huán)時(shí)間的至少一個(gè)期望值。于是，通過(guò) 從所存儲(chǔ)的相應(yīng)循環(huán)時(shí)間減去存儲(chǔ)的打開(kāi)時(shí)間，確定脈沖關(guān)閉時(shí)間。
涂敷系統(tǒng)20設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS — 232總線32和一個(gè)或多 個(gè)SMEMA通訊總線34，它們與基板生產(chǎn)組裝線中使用的大多數(shù)類型 的其他自動(dòng)設(shè)備是兼容的。運(yùn)動(dòng)控制器40和傳送帶控制器42與計(jì)算 機(jī)28電連通，并且彼此電連通。于是，系統(tǒng)控制器包括計(jì)算機(jī)28、 PWM50、運(yùn)動(dòng)控制器40、涂抹器控制器38，并且如果使用的話，還包 括傳送帶控制器42。
將涂抹保形涂料的基板26，例如PC板，以已知方式支承成與保 形涂料涂抹器22處于操作關(guān)系。根據(jù)應(yīng)用， 一個(gè)或多個(gè)基板26可以 以批量模式涂敷；或者可選地，基板26可以由傳送帶36連續(xù)移動(dòng)通 過(guò)涂抹器22。傳送帶36屬于常規(guī)設(shè)計(jì)，并具有可調(diào)節(jié)以容納不同尺寸 的PC板的寬度。該傳送帶36也可以包括氣動(dòng)操作的停止和定位機(jī)構(gòu)， 并且傳送帶36由傳送帶控制器42以已知方式操作。
該典型實(shí)施例還可以包括噴嘴修整工作站44，該噴嘴修整工作站
44包括一個(gè)或幾個(gè)浸泡杯46、凈化杯48和/或其他噴嘴修整工具，
該其他噴嘴修整工具可用于根據(jù)所使用的保形涂料的特定屬性以已知
方式清潔涂抹器尖端。
參照?qǐng)D2，保形涂料涂抹器22具有支承活塞桿70的包裝盒66， 該活塞桿70插入到氣缸體62的孔68中。然后，氣缸活塞72、止推軸 承74、 O形環(huán)76和鎖緊螺母密封件78安裝在活塞桿70上。然后，鎖 緊螺母80擰到活塞桿末端82上，'以將氣缸活塞72、止推軸承74、 0 形環(huán)76和鎖緊螺母密封件78固定到活塞桿70上，以相對(duì)于氣缸62 形成單一活塞組件73。 0形環(huán)76將包裝盒66密封在氣缸62內(nèi)。O形 環(huán)85將加壓涂料密封在氣缸孔68內(nèi)，并且O形環(huán)84將加壓空氣密封 在氣缸孔68內(nèi)。氣缸蓋60以螺紋方式安裝在氣缸62上，用O形環(huán) 64提供對(duì)蓋60的轉(zhuǎn)動(dòng)的密封阻力。安裝支架126通過(guò)緊固件128連接 到氣缸62上，并且安裝支架126可以用于將涂抹器22安裝到圖1的 定位器24上。
活塞組件73可相對(duì)于包裝盒66在長(zhǎng)度方向移動(dòng)。響應(yīng)于施加在 活塞72的表面86上的加壓空氣，從圖2中看，活塞組件73移動(dòng)到右 側(cè)，該運(yùn)動(dòng)擠壓由螺母94固定在活塞桿70上的復(fù)位彈簧88。在加壓 空氣從氣動(dòng)活塞72移開(kāi)時(shí)，復(fù)位彈簧88使活塞組件73相對(duì)于氣缸62 恢復(fù)到其初始縱向位置。
針閥91具有針92和配合座96。針92擰到相對(duì)的活塞桿末端94 上，從而可由活塞組件73移動(dòng)。座96通過(guò)由緊固件100固定的安裝 板或蓋98安裝到氣缸62的一端上。O形環(huán)102提供座96和氣缸62 之間的流體密封。于是，當(dāng)組裝時(shí)，氣缸孔68在一端處由氣缸活塞72 限制；并且孔68在相對(duì)端處由座96限制。而且，孔68經(jīng)連接器144 流體聯(lián)接到加壓空氣上，該加壓空氣填充O形環(huán)84和活塞72之間的
孔68。孔68還經(jīng)連接器138流體聯(lián)接到加壓保形涂料源，該加壓保形 涂料源填充0形環(huán)85和座96之間的孔68。座96具有流動(dòng)通道97， 當(dāng)針閥91打開(kāi)時(shí)，保形涂料通過(guò)該流動(dòng)通道。氣缸蓋60在其圓周上 具有刻度，并且轉(zhuǎn)動(dòng)蓋60提供了對(duì)有效停止的微調(diào)，當(dāng)針閥91打開(kāi) 時(shí)，該有效停止限制了活塞組件73的位移，從而限制了針92的位移。 于是，氣缸蓋60通過(guò)針閥91提供了對(duì)保形涂料的控制。
噴嘴適配器104延伸通過(guò)安裝蓋或板98的孔106，并擰到座96 的一端107上。保持器108具有擰入到噴嘴適配器104中的一端109。 毛細(xì)管110具有擰入到保持器108中的一端112。分配針116插入到鎖 緊螺母120的末端122中，該末端具有容納分配針116的轂117的較 大的孔。于是，只有分配針116的尖端119延伸通過(guò)鎖緊螺母120的 相對(duì)端118處的較小的孔。毛細(xì)管110的相對(duì)端114滑入分配針116 的孔中，并且鎖緊螺母末端122擰到保持器108的末端124上，從而 將分配針116固定到涂抹器22上。
回來(lái)參照?qǐng)D1，在這個(gè)典型實(shí)施例中，加壓空氣源130向壓力調(diào)節(jié) 器132提供空氣壓力VP，例如車(chē)間氣壓，該壓力調(diào)節(jié)器132可以安裝 在保形涂料涂抹器22上。量表133監(jiān)測(cè)施加到螺線管140上的調(diào)節(jié)氣 壓，并且空氣管線142將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的加壓空氣從螺線管140導(dǎo)入到連 接到氣缸體62上的空氣配件144上。加壓空氣源130還向壓力調(diào)節(jié)器 146提供氣壓FP，該壓力調(diào)節(jié)器146可安裝在定位器24上，從而不會(huì) 隨涂抹器22 —起移動(dòng)。量表147監(jiān)測(cè)施加到液體儲(chǔ)存器148的調(diào)節(jié)空 氣壓力。液體儲(chǔ)存器148可以是保形涂料的注射器，它可在商業(yè)上從 供貨商處獲得，來(lái)自壓力調(diào)節(jié)器146的調(diào)節(jié)空氣壓力可施加到位于注 射器的一端中的柱塞上。于是，液體儲(chǔ)存器148將加壓保形涂料供給 到氣缸62?？梢哉{(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器，以改變從儲(chǔ)存器148供給到氣缸62 的保形涂料的壓力。
在操作中，在開(kāi)始保形涂料涂抹循環(huán)之前，用戶必須為特定應(yīng)用
設(shè)立涂敷系統(tǒng)20。在這個(gè)過(guò)程中，確定系統(tǒng)變量的期望值；并且這些 期望值經(jīng)常取決于應(yīng)用。例如，系統(tǒng)變量的期望值可以取決于正在使 用的保形涂料、其粘性、涂抹到基板上的保形涂料的規(guī)格、當(dāng)前環(huán)境 條件、期望的涂抹器速度以及類似因素。用戶可以選擇的一個(gè)變量值 是將由分配針116涂抹的液滴的一般尺寸。可以選擇具有不同直徑的 相應(yīng)內(nèi)部流動(dòng)通道的分配針；因此，可以選擇較大的分配針，以提供 較大的液滴，并且當(dāng)期望較小的液滴時(shí)，可以選擇較小的分配針。
用戶也可以確定PWM打開(kāi)時(shí)間、PWM循環(huán)時(shí)間和穿過(guò)針閥91 的期望材料流。再有，這些變量的期望值也是取決于應(yīng)用的。通過(guò)轉(zhuǎn) 動(dòng)或微調(diào)圖2中所示的氣缸蓋60，可以調(diào)節(jié)穿過(guò)針閥91的材料流，這 對(duì)調(diào)節(jié)所述針92的打開(kāi)位置或者行程是有效的。也可以通過(guò)對(duì)來(lái)自壓 力調(diào)節(jié)器146的調(diào)節(jié)空氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)而改變保形涂料上的壓力，來(lái) 改變穿過(guò)針閥91的材料流。通常，噴涂多個(gè)測(cè)試基板，并且調(diào)節(jié)變量， 直到獲得期望的涂敷應(yīng)用為止。也可以根據(jù)各種設(shè)立因素，改變運(yùn)動(dòng) 控制器40所提供的定位程序，例如分配尖端119可以從基板26升起 多高，并且仍然提供規(guī)格范圍內(nèi)的保形涂料。
對(duì)于給定的保形涂料，來(lái)自壓力調(diào)節(jié)器146的經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣壓力 的開(kāi)始缺省值、氣缸蓋調(diào)節(jié)及打開(kāi)時(shí)間和循環(huán)時(shí)間值的表可以存儲(chǔ)在 計(jì)算機(jī)28的存儲(chǔ)器50中。用戶I / O30可以用于設(shè)置和調(diào)節(jié)打開(kāi)時(shí)間 存儲(chǔ)器54和循環(huán)時(shí)間存儲(chǔ)器56中的值。在一個(gè)典型實(shí)施例中，量表 133、 147可以具有視覺(jué)顯示器，并且壓力調(diào)節(jié)器132、 146可以手動(dòng)調(diào) 節(jié)。然而，在另一典型實(shí)施例中，量表133、 147可以向計(jì)算機(jī)28提 供相應(yīng)的壓力反饋信號(hào)；并且壓力調(diào)節(jié)器132、 146可以具有允許計(jì)算 機(jī)28改變和設(shè)置相應(yīng)調(diào)節(jié)壓力的輸入裝置。而且，存儲(chǔ)器52可以提 供打開(kāi)時(shí)間存儲(chǔ)器54、循環(huán)時(shí)間存儲(chǔ)器56、調(diào)節(jié)涂料壓力存儲(chǔ)器57 和調(diào)節(jié)閥壓力存儲(chǔ)器；并且可以由用戶通過(guò)操作用戶1/ 030設(shè)置和/ 或改變儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器52中的值。
在設(shè)置打開(kāi)時(shí)間、循環(huán)時(shí)間、涂料空氣壓力和針閥打開(kāi)位置之后， 用戶1/0可以用于開(kāi)始操作的自動(dòng)循環(huán)。代表期望分配循環(huán)的數(shù)據(jù)存
儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)28的存儲(chǔ)器50中，該存儲(chǔ)器又與運(yùn)動(dòng)控制器40進(jìn)行控制 信號(hào)通信。該運(yùn)動(dòng)控制器40命令X—Y—Z定位器24將涂抹器22相 對(duì)于基板26移動(dòng)到期望位置。當(dāng)期望把保形涂料涂抹到基板26上時(shí)， 運(yùn)動(dòng)控制器40向計(jì)算機(jī)28提供命令信號(hào)，計(jì)算機(jī)28又以期望的打開(kāi) 時(shí)間和循環(huán)時(shí)間操作PWM50。在每個(gè)打開(kāi)時(shí)間期間，PWM50向螺線 管140提供脈沖，使它改變狀態(tài)，并將經(jīng)調(diào)節(jié)的閥空氣壓力提供給活 塞表面86 (圖2)。閥空氣壓力使得活塞組件73和針92克服活塞復(fù) 位彈簧88的偏壓力，并且從圖2中觀察移動(dòng)到右邊。該運(yùn)動(dòng)使針92 從座96移開(kāi)，從而在打開(kāi)時(shí)間持續(xù)段期間打開(kāi)針閥91。在針閥91打 開(kāi)時(shí)，保形涂料可以流過(guò)下游流動(dòng)通道，也就是穿過(guò)座流動(dòng)通道97、 保持器108、毛細(xì)管IIO和分配針116的流動(dòng)通道。在許多應(yīng)用中，設(shè) 置涂料壓力和針打開(kāi)位置，從而當(dāng)針閥91打開(kāi)時(shí)， 一定體積的保形涂 料流過(guò)針閥91，該體積大約等于最近從分配針116噴出的保形涂料的 體積。在打開(kāi)時(shí)間的末期，螺線管140切換回其初始狀態(tài)；并且閥空 氣壓力從氣缸活塞72上去除。
兩個(gè)脈沖打開(kāi)時(shí)間之間的時(shí)間被定義為脈沖關(guān)閉時(shí)間；并且，在 脈沖關(guān)閉時(shí)間期間，活塞復(fù)位彈簧88將活塞72和針92快速移動(dòng)到左 邊，如圖2中所示，直到針92再次接合座96為止，從而關(guān)閉針閥91， 并終止保形涂料通過(guò)針閥91的流動(dòng)。然而，針92的快速返回動(dòng)作在 下游流動(dòng)通道中產(chǎn)生壓力峰值，這導(dǎo)致保形涂料的液滴將從分配針116 急劇排出。進(jìn)一步，該壓力峰值對(duì)將保形涂料的液滴從分配針尖端119 清潔地噴出是有效的，從而基本防止了保形涂料粘附到分配針116上。 在循環(huán)時(shí)間的末期，計(jì)算機(jī)28再次操作PWM50，以對(duì)螺線管140產(chǎn) 生具有期望的打開(kāi)時(shí)間的脈沖。
PWM50提供在非常短的時(shí)間段中快速打開(kāi)和關(guān)閉針閥91的脈沖 流或脈沖串，以將保形涂料的液滴從分配尖端119噴出。可以彼此非
?？拷胤峙湟旱?，從而它們縫合在一起，以形成保形涂料線，并且 多根線可以彼此非常靠近地分配，以將保形涂料涂抹在一區(qū)域上。最 終結(jié)果是，保形涂敷系統(tǒng)以比已知針閥涂抹器更大的精確性、精密度 和速度將較低粘性保形涂料涂抹到基板上。例如，使用PWM50允許涂 抹器22將保形涂料涂抹到在外區(qū)域(keep-out area)的大約0.040英寸 (l毫米)內(nèi)，并將以具有可清楚辨別的邊緣且寬大約0.050英寸(1.2 毫米)的線寬涂抹涂料。而且，在某些應(yīng)用中，分配尖端119可以升 高到基板26以上大約0.480英寸(12毫米)，同時(shí)保持保形涂料在基 板上放置的期望精確度。這種改進(jìn)的性能經(jīng)常消除遮蔽和暴露，從而 基本減少基板26的處理。而且，這種改進(jìn)的性能經(jīng)常允許涂抹器22 以更高的速度通過(guò)保形涂敷循環(huán)移動(dòng)，該保形涂敷循環(huán)比用已知針閥 涂抹器實(shí)現(xiàn)的涂敷循環(huán)花費(fèi)更少的時(shí)間并且更加有效。
另外，保形涂敷系統(tǒng)中針閥的快速脈沖導(dǎo)致保形涂料的液滴從分 配針尖端清潔地噴出，從而防止保形涂料粘附到和/或固化在分配針 尖端119上。這減少了維護(hù)并且使得阻塞最小化，同時(shí)保持了精確度 并提高了可重復(fù)能力。由針閥91進(jìn)行的液滴的分配提供了可預(yù)知和可 重復(fù)的液滴體積；因此，涂抹在一區(qū)域上的保形涂料的體積可以由計(jì) 算機(jī)28和運(yùn)動(dòng)控制器40精確控制。運(yùn)動(dòng)控制器40可用于控制涂抹器 22的速度。通過(guò)打開(kāi)時(shí)間的適當(dāng)選擇和/或在涂抹器22移過(guò)基板26 的區(qū)域的同時(shí)選擇PWM50循環(huán)針閥91的次數(shù)，計(jì)算機(jī)28可用于控制 材料流。這種能力基本減少了保形涂料的浪費(fèi)。
而且，保形涂敷系統(tǒng)提供了保持器108、鎖緊螺母120和分配針尖 端119的纖細(xì)輪廓，這允許涂抹器22以較低分配高度移過(guò)PC板上部 件之間的較小空間。該設(shè)計(jì)使得以較低粘性材料涂敷時(shí)的分配選擇最 優(yōu)化。上述所有特征使得此出所示和所描述的保形涂敷系統(tǒng)IO在將保 形涂料涂抹到較小和密集組裝的PC板上時(shí)特別有用。
盡管已經(jīng)通過(guò)各個(gè)實(shí)施例的描述說(shuō)明了本發(fā)明，并且盡管已經(jīng)相
當(dāng)詳細(xì)地描述了這些實(shí)施例，但是申請(qǐng)人的意圖不是將所附權(quán)利要求 的范圍限制或者以任何方式局限到這些細(xì)節(jié)上。本領(lǐng)域技術(shù)人員將很 容易理解另外的優(yōu)點(diǎn)和修改。例如，在所示和所述的典型實(shí)施例中，定時(shí)器49為PWM50。然而，在其他實(shí)施例中，也可以使用可操作以 向螺線管140提供脈沖串的其他定時(shí)電路或裝置，其中操作螺線管140 以保持針閥91打開(kāi)的時(shí)間是可調(diào)節(jié)的。而且，在典型實(shí)施例中，定時(shí) 器49示出為單獨(dú)部件。在其他實(shí)施例中，定時(shí)器49可以位于對(duì)于設(shè) 計(jì)而言合適的任何地方。例如，定時(shí)器49可以是單獨(dú)的可編程或非可 編程裝置，或者是整合到計(jì)算機(jī)28的I / 0或運(yùn)動(dòng)控制器40中的可編 程或非可編程部件，或者實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)28或運(yùn)動(dòng)控制器40中的軟件 中。在所示和所述典型實(shí)施例中，PWM50的打開(kāi)時(shí)間用于操作螺線管 140，以保持針閥91打開(kāi)。然而，在其他實(shí)施例中，也可以使用PWM50 的關(guān)閉時(shí)間。在所示和所述典型實(shí)施例中，PWM打開(kāi)時(shí)間和循環(huán)時(shí)間 可由用戶調(diào)節(jié)，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器52中。在其他實(shí)施例中，循環(huán)時(shí)間可 以固定，并且只有打開(kāi)時(shí)間可調(diào)節(jié)和被存儲(chǔ)。在又一實(shí)施例中，只有 關(guān)閉時(shí)間可調(diào)節(jié)和被存儲(chǔ)；或者打開(kāi)時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間可調(diào)節(jié)和被存儲(chǔ)； 或者可調(diào)節(jié)和使用關(guān)閉時(shí)間和循環(huán)時(shí)間。在所示和所述典型實(shí)施例中，加壓空氣源130用于驅(qū)動(dòng)螺線管 140，并向儲(chǔ)存器148施加調(diào)節(jié)壓力。在其他實(shí)施例中，也可以使用其 他的加壓流體或氣體，而不是空氣。而且，盡管典型實(shí)施例描述了將 保形涂料涂抹到基板26上，但是涂敷系統(tǒng)10也可以用于將其它涂料 涂抹到基板26上。在所示和所述典型實(shí)施例中，涂敷系統(tǒng)10具有使用運(yùn)動(dòng)控制器40 和計(jì)算機(jī)28的控制器；然而，在其他實(shí)施例中，此處所討論的控制功 能可以使用可處于不同位置的更少或更多可編程控制器或裝置來(lái)實(shí) 現(xiàn)。通常，不同設(shè)備處的應(yīng)用要求和資源可用性將要求不同的控制構(gòu)造。在所示和所述典型實(shí)施例中，復(fù)位彈簧88用于關(guān)閉針閥88;然而，在可選實(shí)施例中，氣缸62可以是雙作用氣缸，并可操作成將針92移動(dòng)到關(guān)閉位置。因此，本發(fā)明在最寬廣方面不局限于所示和所述特定遠(yuǎn)程傳送帶 監(jiān)控系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。結(jié)果，在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況 下，可以脫離此處所述細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于將涂料分配到基板上的涂敷系統(tǒng)，該涂敷系統(tǒng)包括涂抹器，該涂抹器包括適合于和加壓流體及涂料流體連通的氣缸和活塞構(gòu)造，針閥，該針閥可由活塞操作，以打開(kāi)針閥，及與該針閥流體連通的分配針；流體連接在加壓流體和氣缸之間的螺線管；及包括連接到螺線管上的定時(shí)器的控制器，該定時(shí)器可操作為向螺線管提供一串電脈沖，這串脈沖中的每個(gè)脈沖都導(dǎo)致螺線管將加壓流體施加到活塞上，從而打開(kāi)針閥，并允許涂料流通過(guò)針閥，該針閥在脈沖之間的持續(xù)時(shí)間段關(guān)閉，并且響應(yīng)于針閥的關(guān)閉從分配針噴出涂料。
2. 如權(quán)利要求l所述的涂敷系統(tǒng)，其中該定時(shí)器還包括脈沖寬度 調(diào)制器。
3. 如權(quán)利要求2所述的涂敷系統(tǒng)，其中該控制器還包括存儲(chǔ)器， 該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)至少一個(gè)調(diào)制器操作參數(shù)，所述調(diào)制器操作參數(shù)從 打開(kāi)時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、循環(huán)時(shí)間或其任意組合中選擇。
4. 如權(quán)利要求1所述的涂敷系統(tǒng)，其中該針閥還包括復(fù)位彈簧， 該復(fù)位彈簧用于在脈沖之間的持續(xù)時(shí)間段關(guān)閉針閥。
5. 如權(quán)利要求l所述的涂敷系統(tǒng)，還包括用于提供加壓流體的可 調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器。
6. 如權(quán)利要求l所述的涂敷系統(tǒng)，還包括第二壓力調(diào)節(jié)器，該第 二壓力調(diào)節(jié)器提供第二加壓流體，用于在壓力下供給涂料。
7. 如權(quán)利要求l所述的涂敷系統(tǒng)，其中涂料是保形涂料，并且基 板是印刷電路板。 '
8. —種用于將涂料分配在基板上的涂敷系統(tǒng)，該涂敷系統(tǒng)包括 涂抹器，該涂抹器包括適合于和涂料及加壓流體流體連通的氣缸，密封地定位在氣缸中并將涂料腔和加壓流體腔分開(kāi)的活塞， 安裝在氣缸上與涂料腔相鄰并具有從中延伸通過(guò)的流動(dòng)通道的座，針，該針可以定位為靠在座上，以與所述座形成針閥，該針可ia 械地連接到活塞上，并可通過(guò)活塞從座移開(kāi)而到第一打開(kāi)位置，從而 允許涂料通過(guò)流動(dòng)通道，復(fù)位彈簧，該復(fù)位彈簧可操作成將針移動(dòng)到與座接觸的第二關(guān)閉 位置，從而阻斷穿過(guò)流動(dòng)通道的涂料流，及分配針，該分配針與流動(dòng)通道流體連通，用于容納和分配涂料； 在加壓流體源和氣缸之間流體連接的螺線管；包括連接到螺線管上的定時(shí)器的控制器，該定時(shí)器向螺線管提供 一串脈沖，在這串脈沖中的每個(gè)脈沖都導(dǎo)致螺線管將加壓流體施加在 活塞上，并導(dǎo)致活塞將針移動(dòng)到打開(kāi)位置，從而允許一些涂料通過(guò)流 動(dòng)通道，并且該復(fù)位彈簧在脈沖之間的持續(xù)時(shí)間段中將針移動(dòng)成與座 接觸，并且響應(yīng)于復(fù)位彈簧將針移動(dòng)成與座接觸，從分配針噴出涂料。
9. 如權(quán)利要求8所述的涂敷系統(tǒng)，其中該定時(shí)器還包括脈沖寬度 調(diào)制器。
10. 如權(quán)利要求9所述的涂敷系統(tǒng)，其中該控制器還包括存儲(chǔ)器， 該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)至少一個(gè)調(diào)制器操作參數(shù)，所述調(diào)制器操作參數(shù)從 打開(kāi)時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、循環(huán)時(shí)間或其任意組合中選擇。
11. 如權(quán)利要求8所述的涂敷系統(tǒng)，其中加壓流體源是以調(diào)節(jié)壓力供給空氣的源，并且加壓涂料源是以調(diào)節(jié)壓力供給涂料的源。
12. 如權(quán)利要求8所述的涂敷系統(tǒng)，其中涂料是保形涂料，并且 基板是印刷電路板。
13. —種用涂抹器將涂料自動(dòng)分配到基板上的方法，通過(guò)操作支承涂抹器的定位器的可編程控制器可移動(dòng)該涂抹器，該涂抹器具有將涂料從針閥導(dǎo)引到分配針的流動(dòng)通道，響應(yīng)于從螺線管接收的加壓流體，可通過(guò)氣缸活塞將該針閥移動(dòng)到打開(kāi)位置，然后針閥可移動(dòng)到關(guān)閉位置，該方法包括 ， 將一串電脈沖施加到螺線管上；通過(guò)響應(yīng)于施加到螺線管上的電脈沖串中的每個(gè)脈沖重復(fù)打開(kāi)針 閥，使涂料移過(guò)針閥；及通過(guò)響應(yīng)于電脈沖串中脈沖之間的時(shí)間周期重復(fù)關(guān)閉針閥，從分 配針噴出涂料。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，還包括用定時(shí)裝置產(chǎn)生脈沖串。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，還包括用脈沖寬度調(diào)制器產(chǎn)生脈 沖串。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括操作打開(kāi)時(shí)間存儲(chǔ)在計(jì)算 機(jī)中的脈沖寬度調(diào)制器，其中打開(kāi)時(shí)間確定脈沖串中每個(gè)脈沖的持續(xù) 時(shí)間。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在脈沖串中的脈沖之間的 持續(xù)時(shí)間段中關(guān)閉針閥。
18. —種用涂抹器將涂料自動(dòng)分配到基板上的方法，通過(guò)操作支 承涂抹器的定位器的可編程控制器可移動(dòng)該涂抹器，該涂抹器具有將涂料從針閥導(dǎo)引到分配針的流動(dòng)通道，響應(yīng)于從螺線管接收的加壓流 體，可通過(guò)氣缸活塞將該針閥移動(dòng)到打開(kāi)位置，然后針閥移動(dòng)到關(guān)閉 位置，該方法包括產(chǎn)生一串電脈沖，每個(gè)脈沖都具有由打開(kāi)時(shí)間限定的持續(xù)時(shí)間和 由關(guān)閉時(shí)間限定的脈沖之間的持續(xù)時(shí)間；響應(yīng)于施加到螺線管上的脈沖打開(kāi)針閥，并允許涂料通過(guò)針閥流 向分配針；在關(guān)閉時(shí)間的持續(xù)時(shí)間中關(guān)閉針閥，針閥的關(guān)閉使涂料從分配針 噴出；及響應(yīng)于施加到螺線管上的電脈沖串，重復(fù)針閥的 丁開(kāi)和關(guān)閉，以 從分配針重復(fù)噴出涂料。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括操作定時(shí)裝置，以產(chǎn)生電 脈沖串。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括操作脈沖寬度調(diào)制器，以 產(chǎn)生電脈沖串。
21. 如權(quán)利要求18所述的涂敷系統(tǒng)，其中涂料是保形涂料，并且 基板是印刷電路板。
全文摘要
一種帶有涂抹器的涂敷系統(tǒng)，該涂抹器具有帶有針閥的氣缸?？刂破骶哂邢蚵菥€管提供電脈沖串的定時(shí)器。對(duì)于每個(gè)脈沖，螺線管都向氣缸活塞施加加壓空氣，從而打開(kāi)針閥并允許涂料流過(guò)針閥。該針閥在脈沖之間的持續(xù)時(shí)間段中關(guān)閉，并且響應(yīng)于針閥的關(guān)閉從分配針噴出涂料。
文檔編號(hào)B05C5/00GK101161357SQ200710180730
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月11日
發(fā)明者邁克爾·蘇奇 申請(qǐng)人:諾信公司