CN101570082B - 糊状物分配器及控制糊状物分配器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种糊状物分配器和用于控制糊状物分配器的方法。糊状物分配器包括：传感器部件，沿垂直于基板的垂直方向移动；喷嘴部件，安装在传感器部件上，沿垂直于基板的方向移动；以及位置测量传感器，将传感器部件和喷嘴部件之间在垂直于所述基板表面的方向上的位置改变作为数字信号输出。根据本发明，喷嘴部件的位置在垂直于所述基板表面的方向上相对于传感器部件的位置的改变作为数字信号被输出，而不产生电子等效噪声。这使得精确地测量喷嘴和基板之间的距离以及大量减少缺陷百分比和设置喷嘴和基板之间的垂直距离的处理时间成为可能。

Description

糊状物分配器及控制糊状物分配器的方法

本申请是基于申请日为2006年4月14日、申请号为200610072342.X、发明名称为“糊状物分配器及控制糊状物分配器的方法”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及分配糊状物的分配器，尤其涉及用于精确地设置基板和喷嘴之间的垂直距离的分配器和用于控制该分配器的方法。

背景技术

用于分配糊状物的分配器被设计用于将多种糊状物(诸如电阻膏和密封膏)按预定图案分配在基板上。

分配器包括放置有基板的工作台40和头单元。头单元50包括：容器，用于容纳糊状物；以及喷嘴，连接至容器，用于将糊状物分配在基板上。分配器通过使喷嘴移动而基板保持固定，通过使基板移动而喷嘴保持固定，或通过使基板和喷嘴沿不同方向移动，在基板上形成糊状物图案。

在将糊状物分配在基板上之前，预先设置基板和喷嘴之间的垂直距离和分配条件。分配条件包括：基板和喷嘴之间的速度差(以下称为“分配速度”)、基板和喷嘴之间的垂直距离(以下称为“分配高度”)、以及施加至容器的压力(以下称为“分配压力”)。糊状物图案的横截面被测量以确定在基板上形成糊状物图案之后，形成在基板上的糊状物图案是否与规范一致。在传统的分配器中，在分配糊状物之前，采用磁性传感器设置基板和喷嘴之间的垂直距离。磁性传感器包括：磁性单元，在其上部具有N极，在其下部具有S极；以及检测单元，用于测量磁力的改变量。

但是，传统的分配器有以下问题。

在设置基板和喷嘴之间的垂直距离时，磁性传感器经受电子等效噪声(electronic equivalent of noise)，从而降低了从磁性传感器输出的信号的可靠性。

第一，磁性传感器通过测量由于磁力的改变而引起的电流改变量，来设置基板和喷嘴之间的垂直距离。

磁性传感器对电子等效噪声非常敏感，并且由其产生得到的模拟信号可能变形。从而，很难确定得到的模拟信号是否是在没有电子等效噪声的情况下产生的，因此不能准确地测量基板和喷嘴之间的垂直距离。

第二，传统分配器中的磁性传感器测量的是构成头单元的喷嘴部件550和传感器部件530相互分离时的点，而不是测量喷嘴部件550上的喷嘴与基板形成接触时，喷嘴部件550和传感器部件530之间的距离。这要求在设置分配高度(即，喷嘴和基板之间的垂直距离)时，头单元50缓慢地向下移动。因此，增加了设置分配高度所需的时间。

当磁性单元和检测单元之间的距离超出容许公差范围时，检测磁力的检测存在错误。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于分配糊状物的分配器，用于设置喷嘴和基板之间的垂直距离，以及一种用于控制该分配器的方法。

本发明的另一个目的在于减少设置喷嘴和基板之间的垂直距离所需的时间。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于分配糊状物的分配器，包括：传感器部件530，沿垂直于基板的垂直方向移动；喷嘴部件550，安装在传感器部件530上，沿垂直于基板的方向移动；以及位置测量传感器，将传感器部件530和喷嘴部件550之间在垂直于基板表面方向上的位置改变作为数字信号输出。

位置测量传感器可以包括光反射单元571，反射发射光；以及光接收单元573，接收被反射的光。光接收单元573用于测量传感器部件530和喷嘴部件550之间在垂直于基板表面方向上的位置改变。

光反射单元571可以位于传感器部件530和喷嘴部件550中的一个上，并且光接收单元573可以位于另一个上。

喷嘴部件550可以被安装在传感器部件530上的ZZ轴驱动单元驱动。当喷嘴部件550的喷嘴与基板形成接触时，喷嘴部件550可以与ZZ轴驱动单元分离，以及当喷嘴部件550的喷嘴在基板之上时，喷嘴部件可以连接至ZZ轴驱动单元。

ZZ轴驱动单元可以包括ZZ轴电动机和驱动支架，驱动支架通过ZZ轴电动机在垂直于基板的方向上移动。

喷嘴部件550可以包括：支撑单元，用于支撑其上安装有喷嘴的容器；以及喷嘴支架，用于将支撑单元部件连接至驱动支架。

当喷嘴向下移动并与基板形成接触时，驱动支架可以与喷嘴支架分离。

当喷嘴从基板向上移动时，驱动支架可以连接至喷嘴支架。

分配器可以包括分配高度测量传感器，安装在传感器部件530上，用于测量喷嘴和基板之间的垂直距离。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于分配糊状物的分配器，包括：传感器部件530，沿垂直于基板的方向移动；Z轴驱动单元，用于驱动传感器部件530；喷嘴部件550，安装在传感器部件530上，沿垂直于基板的方向移动；ZZ轴驱动单元，用于驱动喷嘴部件550；位置测量传感器，将传感器部件530和喷嘴部件550之间在垂直于基板表面方向上的位置改变作为数字信号输出；以及控制单元，用于根据位置测量传感器测量的结果，通过控制喷嘴部件550和传感器部件530的移动，来控制安装在喷嘴部件550上的喷嘴和基板之间的距离设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制分配糊状物的分配器的方法，包括：使设置在分配器上的传感器部件530和喷嘴部件550沿垂直于基板的方向移动；判定作为向下移动传感器部件530和喷嘴部件550的结果，安装在喷嘴部件550上的喷嘴是否与基板接触；根据判定安装在喷嘴部件550上的喷嘴是否与基板接触的结果，移动安装在传感器部件530上的驱动支架；以及测量通过移动驱动支架产生的传感器部件530和喷嘴部件550之间在垂直于基板表面方向上的距离。

用于控制分配器的方法可以包括：将通过分配高度测量传感器测量的喷嘴和基板之间的距离调节为在传感器部件530和喷嘴部件550之间在垂直于基板表面方向上所测量的距离，以确定分配高度。

在测量传感器部件530和喷嘴部件550之间在垂直于基板表面方向上的距离的操作中，安装在喷嘴部件550和传感器部件530上的位置测量传感器可以将喷嘴部件550(与驱动支架一起移动)移动的距离值作为数字信号输出。

在该方法中，当喷嘴与基板形成接触时，驱动支架向上移动至指定分配高度的点，作为喷嘴部件550移动的距离，即，喷嘴部件550和传感器部件530之间在垂直于基板表面方向上的距离可以被测量。

当喷嘴不与基板形成接触时，驱动支架向下移动至一点，该点具有使用位置测量传感器变化所测量到的值。

本发明的上述和其他目的、特征、方面和优点将从以下结合附图对本发明的详细描述中而变得更加明显。

附图说明

附图提供了对本发明的进一步理解，并结合在本发明中构成说明书的一部分，描述了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。

在附图中：

图1是示出根据本发明的糊状物分配器的实施例的透视图；

图2是示出根据本发明的用于控制糊状物分配器的操作的结构的示意图；

图3是示出根据本发明的糊状物分配器的头单元50的结构的示意图；

图4是示出根据本发明的糊状物分配器的位置测量传感器的操作的示意图；

图5是示出根据本发明的设置糊状物分配器的喷嘴的位置的操作的流程图；

图6a是示出根据本发明的头单元50向下移动至指定位置的情况的示意图；

图6b是示出根据本发明的在头单元50向下移动至指定位置之后喷嘴与基板形成接触的情况的示意图；

图6c是示出根据本发明的驱动支架与喷嘴支架形成接触的情况的示意图；

图6d是示出根据本发明的喷嘴和基板之间的垂直距离被设置的情况的示意图；以及

图7是示出根据本发明的头单元50向下移动至指定位置之后喷嘴与基板分离的情况的示意图。

具体实施方式

现在参考本发明的优选实施例进行详细描述，在附图中示出了实例。

图1是示出根据本发明的糊状物分配器的实施例的透视图。参考图1，以下描述糊状物分配器的结构。

在Y轴方向上可移动的Y轴台30设置在框架10的上部。使工作台40沿θ方向旋转的θ轴旋转单元位于Y轴台30上。其上放置有基板的工作台40位于θ轴旋转单元的上部。

在X轴方向上可移动的X轴台可以设置在框架10的上部。

至少一个头支撑单元12设置在框架10的上部。在X轴方向上可移动的多个分配头50设置在头支撑单元12上，每个头单元均包括分配糊状物的喷嘴555。

将多个分配头50安装在头支撑单元12上使得缩短在基板上形成糊状物图案的时间成为可能。

头支撑单元12可以沿Y轴方向移动，以保证将基板装载到工作台40上或从工作台40卸载基板的空间。

获取图片以测量基板的位置的相机60设置在头支撑单元12上。

控制分配器的操作的控制单元70设置在分配器内，并且连接至输入和输出操作分配糊状物的分配器所必须的信息的输入/输出单元80。

控制单元70可以直接从输入/输出单元80或个人计算机100接收指示糊状物图案在基板上的位置的坐标值。控制单元70可以通过输入/输出单元80接收从个人计算机100输入的坐标值。

图2是示出根据本发明的用于控制糊状物分配器的操作的结构的示意图，参考图2。

电动机控制器3、输入/输出单元80、和个人计算机(PC)分别连接至控制单元70。PC可以直接连接至输入/输出单元80而不连接至控制单元70。

可以不依赖于分配器单独提供PC 100。在PC 100中所产生的信息可以通过传输装置(未示出)传输至分配器。

电动机控制器3连接至使工作台沿Y轴方向移动的Y轴工作台驱动器3a、使工作台绕θ轴旋转的θ轴工作台驱动器、以及使头单元50沿X轴方向移动的X轴头单元驱动器3c。当多个头单元被安装至头支撑单元12时，头单元必须具有他们各自的X轴驱动器，分别连接至电动机驱动器3。

电动机控制器3连接至使喷嘴沿Y轴方向移动的Y轴喷嘴驱动器、使喷嘴沿Z轴方向移动的Z轴喷嘴驱动器、以及使喷嘴沿ZZ轴方向移动的ZZ轴喷嘴驱动器。控制单元3连接至使头支撑单元12沿Y轴方向移动的Y轴头支撑单元驱动器3g。

ZZ轴实质上指示的是与Z轴相同的方向，但是提供了调节喷嘴位置的方向基础，尤其是在最初设置喷嘴期间。

使喷嘴本身沿X轴方向移动的X轴喷嘴驱动器可以提供给电动机控制器3，并且连接至电动机控制器3。使工作台40沿X轴方向移动的X轴工作台驱动器可以提供给电动机控制器3并连接至电动机控制器3。

参考图1和图2，现在简要地描述分配糊状物的操作。

在确定在实际基板上形成特定糊状物图案之后，实验性地将糊状物分配在虚拟基板上，以设置适于特定糊状物图案的分配条件。在确定分配条件之后，将实际基板放在工作台40上。

喷嘴和基板的位置通过相机60和测量装置来测量，以定位基板的准确分配位置。然后，喷嘴开始排出糊状物。在分配糊状物期间，喷嘴移动而基板保持固定、基板移动而喷嘴保持固定、或者基板和喷嘴都沿不同方向移动。当在基板上形成糊状物图案时，头支撑单元12不动，工作台40沿Y轴方向移动，并且头单元50沿X轴方向移动。

工作台40可以沿X轴方向和Y轴方向移动。可替换地，喷嘴可以沿X轴方向和Y轴方向移动。

参考图3和图4，以下将详细描述根据本发明的糊状物分配器的头单元50的实施例。

头单元50包括：传感器部件530，可以向上和向下移动(即，垂直于基板的表面的方向)；以及喷嘴部件550，可以向上和向下移动，同时传感器部件530不移动或传感器部件530移动。

传感器部件530通过Z轴驱动单元510沿垂直于基板的表面的方向移动并由Z轴驱动器控制。通过ZZ轴驱动单元540使喷嘴部件550移动，喷嘴部件安装在头单元50上并且由ZZ轴驱动器控制。

更特别地，Z轴驱动单元510包括Z轴电动机511和使传感器部件移动的Z轴电动机导轨513。ZZ轴驱动单元540包括ZZ轴电动机541和被ZZ轴电动机移动的驱动支架542。喷嘴部件550包括：糊状物容器(未示出)，其上安装有喷嘴；支撑单元553，支撑糊状物容器；以及喷嘴支架551，使支撑单元553连接至驱动支架。

喷嘴部件550被安装在传感器部件530上的ZZ轴驱动单元540移动。喷嘴部件550与ZZ轴驱动单元540的接触取决于喷嘴部件550的位置。

从其排出糊状物的喷嘴555连接至糊状物容器的端部。喷嘴支架551的一个端部被固定至支撑单元的上部，以及喷嘴支架551的另一个端部在连接至驱动支架542和与驱动支架542分离之间交替。

当喷嘴555与基板200的表面形成接触并且不能进一步向下移动，而传感器部件530和其上安装有喷嘴的喷嘴部件550向下移动时，ZZ轴驱动单元540与喷嘴支架551分离。

实时地测量喷嘴与基板之间的距离的分配高度测量传感器520设置在传感器部件530上。更具体地，分配高度测量传感器520设置在传感器部件530的下部区域，并且使用激光束测量喷嘴与基板之间的距离。

测量喷嘴部件550所经过的距离(即，喷嘴部件550与传感器部件530之间在垂直于基板表面方向上的距离)的位置测量传感器570设置在头单元50上。

位置测量传感器570包括：光反射单元571，安装在传感器部件530上；光接收单元573，对应于光反射单元571安装在喷嘴部件550上。光反射单元571包括反射激光束的光反射层571b和覆盖光反射层571b的涂层。光反射单元571被安装在喷嘴部件550上，以及光接收单元573可以被设置在传感器部件530上。

光反射层571b具有等节距(uniform pitch)的波形状的表面，如图3所示。波的螺距根据用户的需要而改变。根据本发明实施例的波的螺距约为1μm。涂层571a是激光束从其通过的平面。

下面描述使用位置测量传感器570测量喷嘴部件550经过的距离(即，喷嘴和传感器部件530之间在垂直于基板表面方向上的距离)的操作。

提供给头单元的发光单元575发射光。从发光单元575发射的光入射在光接收单元573上。这里，入射在光接收单元573上的光的角度根据光反射单元571的表面上的成角度的波而改变。光反射单元571和/或发光单元575的位置改变导致入射光的角度与入射光的参考角度不同。基于入射光的角度与参考角度之间的差产生的次数，计算喷嘴部件550和传感器部件530之间在垂直于基板表面方向上的距离。喷嘴部件550和传感器部件530之间在垂直于基板表面方向上的距离的差值被转换成数字信号用于输出。

当喷嘴部件550和传感器部件530以相同的速度移动或同时停止时，喷嘴部件550和传感器部件530之间在垂直于基板表面方向上的距离为“0”。

当喷嘴部件550停止并且传感器部件530移动时，入射在光接收单元573上的光的角度改变，从而得到喷嘴部件550和传感器部件530之间在垂直于基板表面方向上的距离的差。因此，检测入射光的角度的改变以计算喷嘴部件550和传感器部件530之间在垂直于基板表面方向上的距离。

控制单元70基于从位置测量传感器获取的测量结果控制传感器部件530和喷嘴部件550，以设置喷嘴和基板之间在垂直于基板表面方向上的垂直距离。

参考图5至图7，下面将详细地描述设置喷嘴位置的操作。

如图6a所示，包括传感器部件530和喷嘴部件550的头单元50向下移动(即，垂直于基板的表面的方向)，以在分配糊状物之前设置喷嘴555和基板200之间的垂直距离(S10)。这里，通过Z轴驱动单元510使头单元50移动。更具体地，头单元50向下移动，直到分配高度测量传感器520指示第二分配参考点“-a”。

如图6b所示，当喷嘴555与基板200形成接触时，喷嘴不能进一步向下移动，但传感器部件530向下移动。在喷嘴与基板形成接触之后，喷嘴部件550保持固定，驱动支架542与喷嘴支架551分离，并且仅有驱动支架542与传感器部件530一起向下移动。

在安装在传感器部件530上的分配高度测量传感器指示第二分配参考点“-a”之后，控制单元70判定喷嘴555是否与基板200形成接触(S30)。

如图6c所示，作为判定喷嘴555是否与基板200形成接触的结果，当喷嘴555与基板形成接触时，驱动支架542向上移动(S40)。包括光反射单元571和光接收单元573的位置测量传感器570精确地测量喷嘴与基板分离的点。驱动支架542与喷嘴支架551结合的点是通过仅使安装在喷嘴部件550上的光接收单元573移动而安装在传感器部件530上的光反射单元571保持固定来测量的。

当喷嘴与基板分离时，ZZ轴电动机541必须在该时刻停止驱动驱动支架542，从而驱动支架542停止移动。但是ZZ轴电动机541因为响应时间的延迟而不能在准确的点停止驱动支架，从而驱动支架在进一步向上移动一点之后停止(S40)。

位置测量传感器570将喷嘴部件550的位置在垂直于基板表面方向上相对于传感器部件530的位置的改变作为数字信号输出，而不产生电子等效噪声。结果，控制单元70精确地识别喷嘴从基板向上经过的距离。

控制单元70基于通过位置测量传感器测量的值校正喷嘴的错误位置。即，通过控制单元70控制的ZZ轴电动机541驱动驱动支架540，以使喷嘴部件550向下移动。

ZZ轴电动机541(诸如线性电动机)的使用能够在准确点使驱动支架停止，这使得忽略校正喷嘴的错误位置的操作成为可能。

控制单元70使包括传感器部件530和喷嘴部件550的头单元50向上移动，直到安装在传感器部件530上的分配高度测量传感器520指示第一分配参考点“0”。从而，如图6d所示，分配高度测量传感器520指示“0”，并且喷嘴555在特定高度“A”(即，喷嘴555和基板200之间的特定距离)停止。

如图7所示，即使头单元50向下移动直到分配高度测量传感器520指示第二分配参考点“-a”，喷嘴也不与基板形成接触。在这种情况下，驱动支架542与喷嘴部件550一起向下移动，直到喷嘴与基板形成接触，同时传感器部件530保持固定。

如图6b所示，ZZ轴电动机541必须在喷嘴555与基板形成接触的时刻停止驱动支架550。但是，ZZ轴电动机541由于响应时间的延迟不能使驱动支架在准确的点停止，因此驱动支架542在进一步向下移动一点之后停止。

位置测量传感器570将喷嘴部件550的位置在垂直于基板表面方向上相对于传感器部件530的位置的改变作为数字信号输出，而不产生电子等效噪声。结果，控制单元70精确地识别喷嘴向下向基板移动的距离。

控制单元70基于位置测量传感器测量的值校正喷嘴的错误位置。即，由控制单元70控制的ZZ轴电动机541驱动驱动支架540，使喷嘴部件550向上移动(S600)。

ZZ轴电动机541(诸如线性电动机)的使用能够使驱动支架在准确的点停止，这使得忽略校正喷嘴的错误位置的步骤成为可能。

控制单元70使包括传感器部件530和喷嘴部件550的头单元50向上移动，直到安装在传感器部件530上的分配高度测量传感器520指示第一分配参考点“0”。从而，如图6d所示，分配高度传感器520指示“0”，以及喷嘴555在特定高度“A”(即，喷嘴555与基板200之间的特定距离)停止。

根据本发明，喷嘴部件550的位置在垂直于基板表面方向上相对于传感器部件530的位置的改变作为数字信号被输出，而不产生电子等效噪声。这使得精确地测量喷嘴和基板之间的距离以及大大减少缺陷百分比和设置喷嘴和基板之间的垂直距离的处理时间成为可能。

在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下，本发明可以以多种形式实施，也应该明白上述实施例不限于以上描述的任何细节，除非特别指出，而是更应该广泛地解释为在所附权利要求限定的精神和范围内，从而所有落入权利要求或其等价物的范围内的改变和修改都应该包括在所附权利要求内。

Claims (5)

1.一种糊状物分配器，包括：

传感器部件，沿垂直于基板的方向移动；

喷嘴部件，安装在所述传感器部件上，沿垂直于所述基板的方向移动；以及

位置测量传感器，将所述传感器部件（530）和所述喷嘴部件（550）之间在垂直于所述基板表面方向上的距离的差值作为数字信号输出，

其中，所述糊状物分配器设置成根据当安装在所述传感器部件上的分配高度测量传感器指示分配参考点时安装在所述喷嘴部件上的所述喷嘴是否与所述基板形成接触的判定结果，使安装在所述传感器部件上的并且用于驱动所述喷嘴部件的驱动支架向上或向下移动，

所述糊状物分配器设置成校正由驱动所述驱动支架的电动机的延迟时间造成的喷嘴的错误位置， 

所述糊状物分配器还包括控制单元,所述控制单元根据所述位置测量传感器的测量值来控制所述传感器部件和所述喷嘴部件的操作，以通过进行控制来设置基板和安装在所述喷嘴部件上的喷嘴之间在垂直于所述基板表面方向上的垂直距离，

并且所述控制单元基于所述位置测量传感器测量的值校正所述喷嘴的所述错误位置。

2.根据权利要求1所述的糊状物分配器，其中，进一步包括：

Z轴驱动单元，用于使所述传感器部件移动；

ZZ轴驱动单元，所述ZZ轴驱动单元包括所述电动机以及所述驱动支架，用于使所述喷嘴部件移动。

3.  一种控制糊状物分配器的方法，包括：

使设置在所述糊状物分配器上的传感器部件和喷嘴部件沿垂直于基板的方向移动；

基于所述传感器部件和所述喷嘴部件向下移动的结果，判定安装在所述喷嘴部件上的所述喷嘴是否与所述基板形成接触；

根据当安装在所述传感器部件上的分配高度测量传感器指示分配参考点时安装在所述喷嘴部件上的所述喷嘴是否与所述基板形成接触的判定结果，使安装在所述传感器部件上的用于驱动所述喷嘴部件的驱动支架（542）向上或向下移动；以及

测量通过移动所述驱动器支架产生的所述传感器部件和所述喷嘴部件之间在垂直于所述基板表面的方向上的距离的差值；

其中，安装在所述传感器部件和所述喷嘴部件上的位置测量传感器将所述传感器部件和所述喷嘴部件之间在垂直于基板表面的方向上的位置改变作为数字信号输出，并从而校正由驱动所述驱动支架的电动机的延迟时间造成的喷嘴的错误位置，

并且其中，所述方法包括：根据所述位置测量传感器的测量值来控制所述传感器部件和所述喷嘴部件的操作，以通过进行控制来设置基板和安装在所述喷嘴部件上的喷嘴之间在垂直于所述基板表面方向上的垂直距离，并且基于所述位置测量传感器测量的值校正所述喷嘴的所述错误位置。

4.  根据权利要求3所述的控制糊状物分配器的方法，其中，当所述喷嘴与所述基板形成接触时，所述驱动支架与所述喷嘴部件分离，并且当确定所述喷嘴与所述基板形成接触时，所述驱动支架向上移动至所述驱动支架与所述喷嘴部件结合的位置，其中由于驱动所述驱动支架的电动机的响应时间的延迟，所述驱动支架进一步向上移动后停止。

5.根据权利要求3所述的控制糊状物分配器的方法，其中，当所述喷嘴与所述基板形成接触时，所述驱动支架与所述喷嘴部件分离，并且当确定所述喷嘴未与所述基板形成接触时，所述驱动支架向下移动至所述驱动支架与所述喷嘴部件分离的位置。

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