[发明专利]具有气动驱动分配单元的螺线管阀的将材料分配于基板上的系统

说明书

本发明涉及一种用于将材料分配于基板上的系统，所述系统包括具有分配活塞的分配单元。所述分配活塞从第一下部位置被气动地驱动至第二上部位置。所述系统还包括螺线管阀，所述螺线管阀耦接至所述分配单元，其中所述螺线管阀被配置成控制空气去往和来自所述分配活塞的流动。所述螺线管阀包括螺线管线圈和连接至所述螺线管线圈的放大器。所述系统还包括控制器，所述控制器耦接至所述放大器，其中所述控制器被配置成对所述放大器生成命令信号以控制所述螺线管线圈中的电流。

发明背景

1.技术领域

本公开总体涉及用于将粘性材料分配于诸如印刷电路板的基板上的设备和方法。

2.相关技术的讨论

具有用于分配电子材料的分配泵的粘性材料分配器以各种方式进行操作。一些周知分配泵利用伺服电机来驱动旋转式螺旋推运器，而一些分配泵利用线性伺服电机来驱动活塞。其它分配泵不使用伺服电动机，而是依赖于其它致动装置。一种此类分配泵(其公开于Smith等人的美国专利No.5,747,102)包括分配阀或单元，该分配阀或单元通过以下方式进行操作：利用气动压力使活塞远离阀座移动，从而压缩弹簧，并且然后释放气动压力以允许弹簧抵着阀座将活塞向后加速。利用该分配单元，随着活塞接触阀座，微滴的材料从阀座处的孔口被推出。在此类分配单元中，螺线管阀通常用于控制空气(或其它气体)流入活塞腔室和流出活塞腔室。

在分配行业周知的是，相比于当分配器重复地循环来以快速连续方式产生定期的一系列液滴时的响应，分配器当一次循环一个液滴时将以不同方式作出响应。特别地，尽管并不清楚其原因何在但众所周知的是，定期的一系列液滴中的第一液滴或甚至第一若干最初的液滴可不同于该定期的一系列液滴中的其余液滴。例如，相比于后续沉积的液滴，最初的液滴可包含较少质量的材料。

图1和图2示出了用于激励线圈的两种已知螺线管驱动电路。现有技术螺线管驱动电路通常利用接通/断开驱动电路来激励线圈。一些现有技术电路(参见授予Gieffers的美国专利No.3,116,441)通过增加另一离散电平的驱动电压(或电流)来对简单接通或断开状态作出改进。该辅助驱动电平用于将使得线圈维持在激励位置所需的电流减小到一电平，该电平低于用来将螺旋管从未激励位置快速地过渡至致动位置所需的电平(即，低于牵引电流的保持电流)。当相比于较简单的接通/断开驱动电路时，该较低驱动电平有益于节省能量并且减少线圈加热，并且通过使当螺线管断开时螺线管磁场瓦解所需的时间最小化可提高操作速度。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种用于将材料分配于基板上的系统。在一个实施例中，系统包括分配单元，该分配单元包括分配活塞。该分配活塞从第一下部位置被气动地驱动至第二上部位置。系统还包括螺线管阀，该螺线管阀耦接至分配单元，其中螺线管阀被配置成控制空气去往和来自分配活塞的流动。螺线管阀包括螺线管线圈和气动阀。系统还包括放大器，该放大器连接至螺线管线圈。系统还包括控制器，该控制器耦接至放大器，其中控制器被配置成对放大器生成命令信号以控制螺线管线圈中的电流。

系统的实施例还可包括跨导脉宽调制放大器。放大器可通过无源电气滤波器部件连接至螺线管线圈。螺线管阀的螺线管线圈可作为放大器的负载连接。螺线管阀的螺线管线圈可直接地或通过中间滤波器部件连接至放大器。螺线管阀的螺线管线圈可以通过减小的保持电流维持于接通状态以使当螺线管断开时螺线管磁场瓦解所需的时间最小化。对于螺线管线圈的磁场瓦解和螺线管阀关闭所需的时间可通过指定极短时间段的微负电流来进一步缩短以将场强度更快速地和主动地驱动至近零断开状态条件。在螺线管阀的螺线管线圈中建立电流所需的时间可与可用的供电电压成反比例。放大器可允许使用高于螺线管阀的螺线管线圈的额定电压的供电电压。分配单元可配置成将粘性材料分配于电子基板上。