用于增强的涂料分配控制的系统和方法与流程

文档序号:21648169发布日期:2020-07-29 03:01阅读:184来源:国知局
用于增强的涂料分配控制的系统和方法与流程

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2017年11月10日提交的美国临时专利申请号62/584,622的权益,该专利申请的公开内容据此以引用方式并入本文。

本公开整体涉及液体应用,并且更具体地涉及用于增强的涂料分配控制的系统和方法。



背景技术:

精度、准确度和一致性是大多数任何工业过程中的重要方面。这在许多分配应用中尤其如此,诸如将保形涂料或其他流体施加到基板的那些系统。保形涂覆通常是指将流体施加到基板(诸如印刷电路板(pcb))的选择区域的过程。具有不一致形状和布置的各种复杂部件通常附连到pcb或其他此类基板的表面。保形涂覆过程必须巡览基板的不规则部分,并在特定位置处,以特定厚度程度和其他类似特性施加流体。由于pcb或其他主题基板的复杂且精细的性质,显然涂覆过程必须在多次迭代的严格公差内执行。将流体施加到各种类型的基板上的其他类型的分配系统,诸如喷射系统同样是要求高的。

然而,许多当前系统在保持如此高的精度和准确度标准方面会遇到困难。在本公开中论述了这些和其它缺点。



技术实现要素:

本文公开了用于增强的涂料分配控制的系统和方法。在一种示例性方法中,分配系统由控制器操作并且具有被构造成将材料施加到基板序列的分配装置。最初,分配系统根据分配系统的操作参数的第一值将第一量的材料施加到基板序列中的第一基板上。传感器用于测量施加在第一基板上的第一量的材料的特性。基于施加在第一基板上的第一量的材料的特性,确定在施加在基板序列中的后续基板上之后,一定量的材料的特性被估计为超出范围。作为响应来调整操作参数的值,并将第二量的液体施加到基板序列中的第二基板上。施加在第一基板上的第一量的材料的特性不同于施加在第二基板上的第二量的材料的特性。

示例性分配系统包括分配装置和传感器,该传感器被布置成测量由分配装置施加到基板序列中的基板上的一定量的材料的特性。系统还包括控制器,该控制器被构造成生成一个或多个信号以实现以下步骤。操作分配装置以根据分配系统的操作参数的第一值将第一量的材料施加在基板序列中的第一基板上。使用传感器生成关于施加在第一基板上的第一量的材料的特性的信息。基于关于第一量的材料的特性的信息,确定估计值,其中估计值是在施加在基板序列中的后续基板上之后,一定量的材料的特性。将在施加在后续基板上之后该量的材料的特性的估计值与一定范围进行比较,以确定特性估计值超出该范围。响应于确定在施加在后续基板上之后该量的材料的特性的估计值超出范围,将操作参数的值调整为第二值。根据操作参数的第二值,将来自分配装置的第二量的材料施加到基板序列中的第二基板上,其中施加在第一基板上的第一量的材料的特性不同于施加在第二基板上的第二量的材料的特性。

附图说明

并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图示出了实施方案,并且与说明书一起用于说明方法和系统的原理:

图1示出了根据本公开的实施方案的涂料系统的侧视图;

图2a示出了根据本公开的实施方案的涂料组件;

图2b示出了根据本公开的实施方案的另选涂料系统的示意图;

图3a示出了根据本公开的实施方案的检查站的部分;

图3b示出了根据本公开的实施方案的检查站的部分;

图4示出了根据本公开的实施方案的数据流程图;并且

图5示出了根据本公开的实施方案的方法流程图。

现在将参考附图详细描述本公开的各方面,其中除非另外指明,否则类似的参考标号始终是指类似的元件。

具体实施方式

本公开的系统和方法涉及涂料分配过程中的增强控制。在系统中实现增强的控制,该系统具有将流体施加到基板的分配器,用以测量所施加流体的各种特性的一个或多个值的检查站,和/或用以固化所涂覆的基板的固化烘箱。

系统的分配器和/或其他部件根据影响所施加流体的各种特性的一个或多个操作参数来操作。一个示例性操作参数可以是流体在被供应给分配器时的流体压力。如所指出的,可诸如经由相机检查根据这些操作参数涂覆的基板,以确定涂料特性值中的一个或多个的值。基于该值和/或类似过去值的存储,对后面的基板的该涂料特性的未来值进行预测。如果预测值是不可接受的或表示朝向不可接受值的趋势,则可针对后续基板调整操作参数值。例如,视情况而定,流体的流体压力可降低或升高。优选地,系统预先避免因流体的各种涂料特性值超过设定的公差范围而导致的错误或故障。

所公开的系统和方法还可用于详尽地验证系统的分配部分(例如,分配器)的能力,包括由系统的分配部分执行的任何过程。例如,所公开的系统和方法可用于确定过程能力指数或过程能力比率,诸如cpk。

本文所公开的教导内容可与各种各样的材料分配系统类型一起应用,包括在分配操作模式、机械构型、阀类型、基板和/或材料方面有所变化的那些材料分配系统。因此,参考设备类型、阀类型和/或操作的涂覆、分配、施加、喷射、针(或类似形式的描述符)或任何其他表征所提出的教导内容可同样适用于所有其他类型的设备、阀和/或操作。当然,除非通过明确陈述或上下文另外清楚地指明,否则这是如此。类似地,除非明确地或通过上下文另外清楚地指明,否则参考材料(例如,涂料、流体、液体、粘性材料和/或它们的组合)的类型或表征所提出的任何教导内容可同样适用于所有其他材料。对于参考特定类型的基板(诸如印刷电路板(pcb))提出的任何教导内容,同样如此。因此,参考pcb提出的教导内容同样适用于其他类型的基板。同样,仅参考基板提出的教导内容也可应用于任何形式的基板,包括pcb。同样,清楚的明确陈述或清晰的上下文可指示教导内容仅适用于特定类型的基板。

参考图1和图2a,用于将流体(例如,涂料材料、粘性材料或其他类型的材料)施加到一系列顺序基板的系统100包括涂料组件104、检查站130和固化烘箱102。涂料组件104选择性地将流体施加到基板114。然后经由传送机122或其他形式的运输装置将涂覆的基板114转移到检查站130。检查站130包括测量基板114上的流体的一个或多个特性的值的一个或多个传感器。由控制器132接收和处理由检查站130收集的数据。基于涂料特性的测量值,控制器132确定或估计在相同或类似操作参数下执行的未来涂料施加是否将产生或可能产生具有一个或多个特性值的基板涂料,该一个或多个特性值超出值的预定公差范围或其他质量度量。如果这样指示,则控制器132更改涂料组件104或系统100的其他部件的一个或多个操作参数,以防止后续涂覆基板中的对应涂料特性的值落在公差范围之外。在检查之后,可将涂覆基板114转移到烘箱102以使涂料固化。

特别注意图2a,涂料组件104包括用于将流体选择性地施加到基板114的涂料分配器108。应当注意,本文所述和所示的特定涂料组件104和分配器108仅仅是示例性的,并且本公开不限于此。相反,分配器108可以以各种形式中的一种来实现,其中一些可根据不同的分配机构或操作原理来操作。例如,分配器108可以以被构造成作为液滴或小珠、单丝(例如,直线或环线)、漩涡或喷雾图案/区域、或它们的任何组合来施加流体的形式实现。作为另一个示例,分配器108可被构造有一个或多个空气射流(未示出),以在流体离开分配器108的喷嘴时雾化或以其他方式撞击流体。相反,分配器108可被构造成没有任何空气射流并且分配流体而没有由空气流引起的雾化或其他影响。下面讨论的图2b示出了示例性另选涂料系统。

分配器108由流体源106供应流体。分配器108配备有喷嘴134,该喷嘴操作以将一定体积的流体分配到基板114。具体地讲,喷嘴134包括可打开和关闭以分配流体的阀136。如图所示,阀136可通过驱动销138朝向喷嘴134内的阀座140移动的动作而打开和关闭以分配流体。当驱动销138朝向阀座140移动时,居间流体从喷嘴134的尖端处的开口142分配。驱动销138由致动器144诸如气动致动器或压电致动器驱动。致动器144可机械地联接到驱动销138,或者可在操作时周期性地与驱动销138脱离。除阀座140、驱动销138和致动器144的上述布置之外或作为另外一种选择,流体可由流体压力(例如,来自流体源106)促动,以使流体从喷嘴134分配。例如,当阀136打开时,流体可从开口142排出。分配器108的各种部件的操作及其参数可由控制器132管理和控制。

涂料组件104可被构造有一个或多个流量计146,该流量计可各自被构造成测量流过相关联结构的流体的流量、速度和/或流体压力。例如,流量计146可与流体源106、从流体源106通向分配器108的通道(未标记)、和/或分配器108的喷嘴134集成或定位成与它们相关联。由流量计146测量的数据可被传送到控制器132,该控制器可使用该数据来确定是否可能超过公差范围并确定要调整哪个操作参数以及调整到何种程度。

涂料组件104可被构造成使分配器108在三个维度(诸如x、y和z坐标)上具有移动自由度,其中参照系为基板114的平面表面或基板114搁置在其上的表面。在一些情况下,分配器108可被构造成相对于喷嘴134的竖直轴线(即,当喷嘴134静止时喷嘴134的平行于z轴的轴线)使喷嘴134倾斜。支撑基板114的表面可被构造成除了分配器108相对于基板114移动之外或作为其替代,相对于分配器108移动。

图2b示出完全或部分地除了图2a所示的涂料组件104之外、或者完全或部分地作为其替代,可与系统100一起使用的涂料系统10。涂料系统10可用于将液体涂料材料(诸如保形涂料材料)施加到一系列基板(诸如代表性基板12)上。虽然本文将描述代表性涂料系统10的操作,但本领域的技术人员将理解,可使用各种各样的其他涂料系统来完成下述方法。涂料系统10可为例如可从加利福尼亚州卡尔斯巴德的asymtek公司(asymtek,carlsbad,calif.)商购获得的sc-105、sc-205或sc-400型保形涂料涂覆器。

在代表性实施方案中,涂料系统10包括多轴机电式定位器或机器人14以及与机器人14联接的保形涂料涂覆器16。例如,涂覆器16可从机器人14悬挂在基板12上方。在一个实施方案中,机器人14适于在x-y-z笛卡尔坐标系内限定的方向上移动涂覆器16以提供三个自由度。机器人14包括以已知方式联接到可独立控制的马达(未示出)的驱动器。涂覆器16由机器人14相对于基板12操纵,以用于将一定量的液体涂料材料施加到基板12的选择区域。

可编程控制器18协调涂料系统10的移动和致动。控制器18可为可编程逻辑控制器(plc)、基于微处理器的控制器、个人计算机、或能够执行本文所述的功能的另一种常规控制装置,如本领域普通技术人员所理解的。例如,控制器18可执行各种流量控制例程和风扇宽度控制例程。人机界面(hmi)装置19以已知的方式可操作地连接到控制器18。hmi装置19可以包括输入装置和控件,诸如小键盘、按钮、控制旋钮、触摸屏等,以及输出装置,诸如显示器和其他视觉指示器,它们由操作者使用以控制控制器18的操作,从而控制涂料系统10的操作。hmi装置19还可以包括音频输出装置,诸如扬声器,通过该音频输出装置可以将音频警报传送给操作者。

基板12(例如,具有附接的半导体管芯和其他部件的印刷电路板)以已知的方式以与涂覆器16的可操作关系被支撑,并且将液体涂料材料从涂覆器16施加在每个基板12上的选择区域上。根据分配应用,可以以成批模式涂覆一系列基板12。作为另外一种选择,基板12可在自动传送机20上连续运输经过涂覆器16。传送机20具有常规设计,并且此外可具有可被调整成容纳不同尺寸的基板12的宽度。传送机20从传送机控制器22接收命令信号,该传送机还可包括气动操作的提升和锁定机构(未示出)。

涂覆器16与涂覆器控制器24电联接,该涂覆器控制器提供控制涂覆器16的操作的命令信号。运动控制器26通过通信链路21与机器人14电联接。螺线管34通过通信链路23与运动控制器26电联接。传送机控制器22和运动控制器26还通过相应的通信链路25、27与控制器18电联接。运动控制器26通过通信链路29与传送机控制器22电联接。因此,用于涂料系统10的可编程控制系统包括控制器18、涂覆器控制器24、运动控制器26和任选传送机控制器22作为彼此通信的互连部件。

运动控制器26通过通信链路21向机器人14提供命令信号。机器人14使用命令信号来控制涂覆器16的位置和/或速度。一般来讲,机器人14包括驱动机器人14的不同轴的运动的电动马达,诸如伺服马达或步进马达。

涂覆器16包括悬挂在机器人14上的主体30,安装到主体30的一端的喷嘴31,以及设置在主体30内的流动控制机构(未示出)。主体30内的流动控制机构可包括空气致动针、空气活塞和阀座,它们配合以形成分配阀(未示出),该分配阀可操作以控制从涂覆器16分配的保形涂料材料的流动。加压流体供应源32和螺线管34配合以便以已知方式供应加压流体,从而调节主体30内的分配阀的致动。具体地,螺线管34控制将加压流体供应源32与涂覆器16连接的导管33中的气压,以便移动空气活塞,并且由此相对于阀座移动针,从而为分配阀提供打开位置,其中液体涂料材料从涂覆器16分配到基板12上。螺线管34可以排出作用在空气活塞上的空气压力,以允许针返回到关闭位置,在该关闭位置,针接触阀座以中断分配。

涂料系统10可包括风扇宽度传感器62,该风扇宽度传感器可设置在例如机器人14或涂覆器16上。在一些方面,风扇宽度传感器62也可为独立于机器人14和涂覆器16的单独模块。风扇宽度传感器62可被构造成确定从涂覆器16分配的材料的风扇的各种特性(例如,宽度或形状)。如本文所用,材料风扇是指来自涂覆器16的材料流42的形状及其尺寸。例如,涂覆器16可在涂覆器16和基板12之间的已知距离处以圆锥形喷雾分配材料,由此圆锥形喷雾将在基板12上产生具有一定直径的圆形涂料区域。当涂覆器16沿着基板12移动时,材料的圆锥形喷雾将在基板12上产生涂料条带,其宽度对应于圆锥形喷雾的特定直径。风扇宽度传感器62可与运动控制器26和/或控制器18可通信地连接。例如,指示材料风扇并由风扇宽度传感器62确定的数据点可被传送至控制器18并存储在其中的存储器44中。

在一方面,风扇宽度传感器62可包括相机和光源或激光源,其中材料流42可被定位在相机与光源或激光源之间以确定材料流42的各种特性(例如,宽度或形状)。相机可被构造成在流42从涂覆器16分配时捕获该流的流体图案的图像。由相机捕获的图像可以是静止图像或包括视频流的图像。相机可将流体图案的图像转发到控制器18,该控制器可使用图像来执行其他处理步骤,诸如风扇宽度控制例程。光源或激光源可被构造成通过流42的流体图案发射光或激光。例如,光源或激光源可位于涂覆器16的另一侧上的相机的正前方和与相机相同的水平平面上。光源或激光源可提供流42的流体图案的照明以改善由相机捕获的图像的图像质量。如此构造的风扇宽度传感器62可允许确定风扇宽度或流42的其他特性,并且可能在涂覆基板时实时调整。

涂料系统10包括加压液体供应源38,该加压液体供应源在控制器18的命令下以已知的方式操作以生成加压液体涂料材料的连续流或供应源。例如,加压液体供应源38可包括隔膜或活塞泵,该隔膜或活塞泵从贮存器虹吸一定量的液体涂料材料,然后在压力下将液体涂料材料流从贮存器通过流体路径泵送到涂覆器16。加压液体供应源38通过通信链路39与控制器18电连接,该控制器可通过以下方式来调节操作参数诸如液体涂料材料的温度和压力:通过通信链路39将适当的控制信号传送给加压液体供应源38。

加压液体供应源38任选地构造有一个或多个常规加热元件38a,该加热元件与常规温度控制器60电联接,该常规温度控制器与控制器18电联接。常规加热元件(诸如加热元件38a)和温度控制器(诸如温度控制器60)的构造和操作是本领域普通技术人员理解的。在另选实施方案中,涂覆器16可包括加热元件(未示出),或者加热元件(未示出)可设置在导管51、53、55之一中。无论加热元件在加压液体供应源38和喷嘴31之间的流动路径中的具体位置如何,液体涂料材料可在施加到基板12之前在该流动路径中被加热。

涂覆器16包括与加压液体供应源38流体连通地联接的液体入口36。液体涂料材料通过液体入口36从加压液体供应源38供应到涂覆器16,以用于从喷嘴31中的分配孔口(未示出)调节地分配出来。主体30具有与加压流体供应源32联接的流体入口40以及将加压流体引导到喷嘴31中的分配孔口附近的出口的内部通道(未示出),其中加压流体被排出以与从涂覆器16喷涂的液体涂料材料的流42相互作用并操纵该流。通过通信链路45与运动控制器26进行通信的流体调节器43控制加压流体从加压流体供应源32到流体入口40的流动。类似于涂覆器16的代表性涂覆器在美国专利号7,028,867中有所描述,该专利的公开内容据此全文以引用方式并入本文。

按照存储在与控制器18相关联的存储器44中和/或存储在其他计算机中的操作循环或序列的库的指示来操作涂料系统10。调用操作序列并根据需要将其置于在控制器18上执行的特定操作程序中。可调整操作序列以适应不同的环境条件、不同类型的基板12或不同类型的保形涂料材料。在操作期间,控制器18可将整个操作程序作为电信号通过通信链路25转移到运动控制器26以用于在运动控制器26处执行。作为另外一种选择,控制器18可通过通信链路25将一批指令和数据中的一个或多个指令作为电信号转移到运动控制器26以供后续执行。操作者可在hmi装置19处输入参数,诸如基板12的类型、基板12的标识符、基板12的描述、液体涂料材料的类型、液体压力、辅助空气压力、涂覆器16的速度、基板12和涂覆器16之间的距离等。输入的参数存储在控制器18的存储器44中以供将来在操作序列中使用。每个基板12由控制器18与涂覆程序匹配,该涂覆程序确定基板12的哪些特定部件和区域要用液体涂料材料涂覆。通常,将液体涂料材料仅施加到基板12上的选择区域和/或部件。

“流体上空气”(a/f)调节器50和流量计52位于从加压液体供应源38到涂覆器16的液体入口36的液体涂料材料的流动路径中。因此,液体涂料材料在从加压液体供应源38运送到涂覆器16时被约束为流过a/f调节器50和流量计52。a/f调节器50的液体输入端通过导管51与加压液体供应源38的液体出口联接。类似地,a/f调节器50具有通过导管53与流量计52的液体输入端联接的液体出口,该流量计继而具有通过导管55与涂覆器16的液体入口36联接的液体出口。

a/f调节器50控制在流体路径中运送到涂覆器16时加压液体材料的流体压力。控制器18通过通信链路57与调节器54电联接。在一个实施方案中,调节器54可以是“电压过压”(e/p)调节器,其从运动控制器26接收控制电压并且包括将控制电压转换为流体压力的换能器。作为另外一种选择,调节器54可接收控制电流或串行通信信号而不是控制电压,以用于转换成流体压力。调节器54将加压流体递送到a/f调节器50以用于控制流过a/f调节器50的液体涂料材料的流体压力。

a/f调节器50定位在限定加压液体供应源38和流量计52之间的流体路径的导管35中。在另选实施方案中,流量计52可定位在加压液体供应源38和a/f调节器50之间的流体路径中,使得流量计52在a/f调节器50的上游。利用这种另选布置,在液体涂料材料流过流量计52之后,a/f调节器50将更改液体涂料材料的压力。

控制器18通过通信链路59与流量计52电联接。响应于液体涂料材料从导管53到导管55的流动,流量计52生成计数或电脉冲串,每个计数或电脉冲表示流过或流经流量计52的液体涂料材料的固定体积。作为另外一种选择,来自流量计52的电脉冲串可从流量计传送到运动控制器26,然后从运动控制器26中继到控制器18。在一个实施方案中,流量计52可包括齿轮计,该齿轮计响应于通过齿轮计的流量而旋转,并且对于表示已知体积的固定旋转量,利用编码器生成电脉冲,该电脉冲作为电信号在信号流中传输到控制器18。例如,齿轮计可对流过流量计52的每0.04立方厘米的液体涂料材料生成脉冲。在另一个实施方案中,流量计52可包括热质量流量计。

在使用中,当基板12相对于涂覆器16正确定位时,控制器18获得用于基板12的涂覆程序。涂覆程序确定基板12的哪些部件和/或区域要用液体涂料材料涂覆,该液体涂料材料通常以条带施加。例如,基板12的可能二十五个单独的部件或区域可涂覆有液体涂料材料的条带。控制器18从控制器18的存储器44检索操作序列,并且继而通过通信链路25将表示操作序列的控制信号传送给运动控制器26。运动控制器26通过通信链路21向机器人14发送命令信号,该命令信号指示机器人14以指定速度将涂覆器16相对于基板12移动到期望位置。运动控制器26控制机器人14的运动以在整个基板12上在平面中(例如,x和y方向)移动涂覆器16,从而在该运动期间,根据需要打开和关闭涂覆器16中的分配阀,以将液体涂料材料施加到基板12的期望部件和区域上。

具体地,在基板12上的任何具体位置处,运动控制器26还向螺线管34提供命令信号,以使该螺线管改变状态以打开分配阀,从而导致从喷嘴31排出液体涂料材料。同时,运动控制器26向机器人14提供命令信号以启动涂覆器16相对于基板12的运动。液体涂料材料流42可任选地由辅助流体诸如空气操纵,该辅助流体影响从涂覆器16排放的流42的成形。在预先确定的时间过去之后,运动控制器26随后改变阀命令信号的状态以使螺线管34返回到其初始状态。该动作关闭分配阀以中断从涂覆器16的喷嘴31排放液体涂料材料。运动控制器26可以使涂覆器16的分配阀在涂覆程序的范围期间打开和关闭分配阀多次(例如,二十五次),使得基板12的多个部件和区域接收一定量的液体涂料材料。

在涂覆程序期间或准备执行涂覆程序时,控制器18向运动控制器26提供电信号,该电信号提示运动控制器26向调节器54提供命令信号。调节器54控制供应给a/f调节器50的空气压力以选择用于从加压液体供应源38流动到涂覆器16的加压液体涂料材料的液体压力。取决于分配应用的液体压力的选择值可进一步取决于液体涂料材料的期望流量。除了其他因素以外,液体涂料材料的流量还受液体压力、分配喷嘴31中的排放孔口的直径、材料粘度等的影响。

再次提醒读者,相对于例如特定设备类型、操作模式或材料提出的任何教导内容可同样适用于所有其他类型的设备、操作模式和材料,除非通过明确陈述和/或上下文另外清楚地指明。因此,在描述图2a和图2b的系统中的每个时提出的任何教导内容可同样适用于彼此。同样,本文在别处参考图2a和图2b的系统中的一者的任何其他教导内容也可适用于另一者。

注意力回到图1和图2a,在完成将流体分配到基板114的操作之后,将涂覆的基板114(例如,经由传送机122)运输到检查站130。使用一个或多个传感器,检查站130可测量和/或确定施加到基板114的流体的特性的值(其在本文中可称为“涂料特性”)。例如,检查站130可测量流体相对于基板114和/或相对于基板114上的流体的其他部分的放置。在相关示例中,检查站130可测量涂料材料形成物的形状和其他相关特性。检查站130可测量例如放置在两行部件之间的流体形成物的尺寸和比例。

作为涂料特性的又一个示例,检查站130可测量施加到基板114或其部分的流体的厚度。在上述示例中的任一个中,涂料特性的测量值可仅表示施加到基板114的流体的子集。例如,涂料特性的一个值可以指施加到基板114的第一子集的流体,并且涂料特性的第二值可以指施加到基板114的第二子集的流体。例如,如果基板114的一个区域用于接收一种厚度的流体,并且基板114的第二区域用于接收不同的第二厚度的流体,则可能是这种情况。基板114上的流体子集也可由流体的离散(即,非邻接)形成物限定。流体的厚度可由传感器,诸如湿膜量规、超声量规、激光传感器和/或使用涡电流的传感器(未示出)来测量。

在一个实施方案中,检查站130可测量施加到基板114上的预定位置的流体的涂料特性的值。例如,基板114上的位置可被指定为“样品区域”。样品区域可位于基板114的没有任何功能部件并且优选地为平坦的区域上。这可用于将流体的目标涂料特性与可以其他方式引入基板114上的其他位置处的其他变量隔离。例如,部件的竖直方面可使得难以准确地测量施加到具有竖直部件的区域的流体的一些涂料特性,诸如流体厚度。此外,部件的错位或未对准可导致相关联的流体形成物看起来好像流体相对于该部件不正确地放置一样,然而实际上该形成物相对于作为整个基板114的放置是正确的。仅仅是未对准或错位的部件导致了相对于流体形成物的放置的误报。基板114上的样品区域可在基板114上进行视觉标记,以在视觉上识别用于施加样品流体的目标区域。

对于每个涂覆基板114,可以不执行在该指定的样品区域上的样品流体的施加和后续测量。相反,其可以相对于多个涂覆基板114(例如,每50个基板)、多次检查(例如,基板114的每十次检查)或经过时间(例如,每一小时)以预定间隔执行。流体到样品区域的施加及其测量也可响应于操作者的输入。应当注意,样品区域可适应于多种流体形成物的应用,诸如流体的多个点或小珠。

基板114上的流体的特性的值可被传送给控制器132并存储在该控制器处以用于处理。另外,一系列基板114中的后续基板114由涂料组件104涂覆并传达到检查站130,检查站130同样可测量每个顺序基板114的涂料特性的值并且将该数据传送给控制器132。

简言之,控制器132可被构造有处理器、存储器(易失性和/或非易失性)和各种通信接口。存储器例如可存储指令,该指令在由处理器执行时使得处理器实现指令中指示的各种操作。本文将提供此类操作的示例。控制器132可与系统100的各种部件进行通信,包括涂料组件104、分配器108、传送机122、检查站130、固化烘箱102,以及它们的任何子部件。控制器132可管理系统100的各种部件的协作操作。各种部件根据其操作的操作参数可由控制器132设定和/或调整。因此,控制器132可保持系统100的许多部件的操作参数值。这可有利于执行所公开的技术的那些部分,其中控制器132响应于确定或估计将超过或可能超过涂料特性的公差值来调整部件的操作参数的值。

如图1所示,控制器132联接到检查站130。然而,本公开并不限于此。控制器132可连接到系统100的部件中的任一个或与其集成。作为另外一种选择,控制器132可形成独立单元。控制器132可进一步被构造有用于向操作者进行视觉输出的显示器以及供操作者向控制器132提供输入的一个或多个输入装置(例如,键盘和鼠标)。例如,如果控制器132确定或估计流体特性将超过或可能超过阈值,则操作者可与控制器132交互以向分配器108的操作提供手动干预。

如前所述,控制器132与检查站130进行通信,并且可接收和存储从检查站130传输的数据,包括指示涂料特性的值的数据。控制器132可迭代地接收和存储来自检查站130的数据,该数据反映已被检查的顺序组的涂覆基板114中的每个的涂料特性的相应值。该数据主体可表示一组顺序检查的基板114的涂料特性的值的“时间”序列。然而,应当注意,该组顺序检查的基板114不需要表示在对应时间段内涂覆的所有基板114。相反,一些基板114可被涂覆,但在两个其他涂覆基板114的检查之间的居间时间内不进行检查。时间序列的“时间”方面可以指在一系列顺序检查的涂覆基板114中检查的涂覆基板114(或仅涂覆基板114,无论是否检查)。但时间序列的“时间”方面也可以以其典型意义(即,经过的时序时间)来考虑。

使用反映两个或更多个基板114上的流体的涂料特性的相应值的该数据,控制器132可分析该数据以确定或估计该涂料特性的未来值是否将,或者可能在将流体施加到另一个基板114的后续迭代中超过该涂料特性的公差值(例如,落在阈值范围之外)。如果控制器132确定涂料特性的未来值将超过或可能超过公差,则控制器132还可确定或估计何时将超过或可能超过公差。

可将各种预测和统计建模、趋势估计和/或时间序列预报技术应用于从检查站130接收的涂料特性值数据。例如,线性回归技术可应用于涂料特性值的时间序列的线性表示,如在一系列检查的涂覆基板114上获得的。换句话讲,涂料特性的值可形成线形图的y轴,并且该系列顺序涂覆的基板114可形成线形图的x轴。例如,x轴上的数据点可分别针对第一涂覆基板114、第二涂覆基板114、第三涂覆基板114等。可以在线形图上将涂料特性值:涂覆的基板对中的每个表示为数据点。线性回归过程等可确定这些数据点的趋势线。超过涂料特性公差的值可在趋势线中交叉引用,以确定将超过或可能超过公差的涂覆基板114的对应数量(或其他度量)。应当注意的是,除非通过明确陈述或上下文另外清楚地指明,否则本文中提及“当公差将被超过或可能被超过时”可以指时序时间或另一个度量。除了时序时间以外的其他度量的示例可包括涂覆的基板的数量或被检查的涂覆基板的数量。当然,如果涂覆和/或检查速率(相对于时间)是已知的,则一者可从另一者推算。

如果控制器132确定或估计将超过或可能超过涂料特性的公差值,则控制器132可调整系统100的部件的一个或多个操作参数。例如,可调整分配器108的操作参数。分配器108的可由控制器132调整的操作参数的示例包括1)向喷嘴134提供流体的流体压力,2)一个或多个空气射流在流体离开喷嘴134时根据其向流体施加空气的气压,3)涂料施加之间的定时,4)分配器108和/或喷嘴134的位置(例如,喷嘴134和基板114之间的竖直距离),5)致动器144和/或驱动销138的致动定时,6)供应给喷嘴134的流体的流量(即,每单位时间的体积),和/或7)打开和关闭阀136的速度和/或速率。作为涂料组件104的操作参数,由流体源106供应的流体(或其属性)可诸如相对于流体的粘度而改变。可调整的其他操作参数包括传送机122运输基板114的速度或执行涂料组件104的涂覆过程和/或一起执行涂覆和检查过程的一般速率。可调整的操作参数的附加示例包括在固化烘箱102中施加的热的强度或被涂覆基板114保留在固化烘箱102中的时间长度。

操作参数的调整优选地将产生新值,该新值减慢或停止涂料特性值朝向公差值极限的趋势。还优选的是,操作参数被调整到的新值反转朝向公差值极限的趋势,并开始使涂料特性的值朝向目标值。甚至更优选地,新操作参数值导致涂料特性值在下一次检查时在公差范围内。

在检查站130处检查涂覆基板114之后,诸如通过传送机122将涂覆基板114移动到固化烘箱102以使流体固化。固化烘箱102具有内部体积110和一个或多个加热区112。每个加热区112接收涂覆基板114并将加热区112内的环境加热至预定温度。基板114可在传送带(诸如传送机122)上移动。然而,应当注意,传送机122不需要包括单个传送带,而是可由一系列传送带形成。在一个实施方案中,每个加热区112可以是通过物理边界或分隔物与烘箱的其余部分分离的封装件。在另一个实施方案中,每个加热区112可以是烘箱102的在物理上不与烘箱的其余部分分开的区域。在一些实施方案中,加热区112可由固化烘箱102的内部体积110限定,使得加热区112与内部体积110流体连通。

每个加热区112中的温度可为固定的,或者其可在加热过程期间被调整。一个加热区和相邻加热区之间的过渡可为逐渐的,并且可包括从第一加热区112的温度到第二加热区112的温度范围内的温度梯度。在一些实施方案中,限定第一加热区112的内部体积110的一部分也可限定第二加热区112,使得加热区112重叠。

系统100可包括一个或多个通风口。第一通风口116可以连接到固化烘箱102,以允许气体(诸如蒸发的溶剂)从固化烘箱102的内部移动到固化烘箱102外部的环境。第二通风口117可连接到涂料组件104。第二通风口117可允许气体从涂料组件104内流动到涂料组件104外部的环境。第一通风口116和第二通风口117中的一个或多个可被构造有调节器118(结合第一通风口116示意性地示出),该调节器可被调整以改变蒸发的溶剂或其他气体可分别从固化烘箱102的体积110内和/或从涂料组件104内流动到固化烘箱102和/或涂料组件104外部的环境的速率。调节器118可包括挡板、浇口、阀或可被调整为允许或阻挡蒸发的溶剂或其他气体通过的另外合适的装置。第一通风口116和第二通风口117中的一个或多个可被构造有风扇120,该风扇的操作可视情况而定在固化烘箱102的体积110和/或涂料组件104的内部内产生负压。除此之外或作为另外一种选择,可在系统100中实现其他类型的固化系统,诸如uv固化系统、间歇式烘箱固化系统或空气温度固化系统。

在另选实施方案中,检查站130可被构造成在基板114上的涂料固化之后接收基板114以用于检查。例如,可改变如图1所示的涂料组件104、检查站130和固化烘箱102的布置,使得固化烘箱102定位在涂料组件104和检查站130之间。因此,涂料组件104可将流体施加到基板114,并且涂覆的基板114可被传递到固化烘箱102,其中基板114上的流体被固化。然后可将涂覆和固化的基板114传递到检查站130。检查站130可以以与在将流体施加到基板114之后直接检查未固化的流体时相同或类似的方式测量固化的流体的各种涂料特性。固化的流体的涂料特性可包括与上文关于未固化的流体所讨论的那些相同或类似的涂料特性。

在另一个另选实施方案中,检查站130或其部分(例如,图3a和图3b所示的部件)可与涂料组件104集成。在这样的实施方案中,可省略检查站130的外壳131。因此,涂覆基板114可在涂覆基板114之后直接转移到固化烘箱102,并且如果适用,涂覆基板114可由集成的检查站130检查。在该实施方案中,涂料组件可被构造有两个可移动臂:一个用于移动和定位分配器108,并且另一个用于移动和定位检查站130的至少一些部件。例如,相机和/或光源(例如,uv光源和/或白光源)可固定到可移动臂中的一个。在操作中,分配器108可被定位和选择性地重新定位在基板114上方,同时将流体施加到基板114,并且保持检查部件的另一个臂可被定位在旁边。在涂覆操作完成之后,分配器108可移动到旁边,并且检查部件可被定位和选择性地重新定位在基板114上方以检查其上的流体。在另一个示例中,分配器108和检查部件两者可附连到单个可移动臂。在这种情况下,可根据进行的是涂覆操作还是检查操作来定位和选择性地重新定位可移动臂。

为了在相应的操作期间定位分配器108和/或检查部件,可移动臂可在基板114的x轴、y轴和z轴上方移动,同时基板114保持静止。或者,一个或多个移动轴可由可移动臂执行,并且基板114可在其他移动轴中的一个或多个上方移动。例如,可移动臂可在x轴和z轴(即,平行于基板114的平面表面的一个方向和垂直于基板114的平面表面的一个方向)上方移动,并且基板114可在剩余的y轴上方移动。除此之外或作为另外一种选择,检查部件可固定到静态支撑件。

继续参考图1和图2a,图3a示出了检查系统300的示例性构型,并且图3b示出了与检查系统300相关联的相机子系统316。系统100的检查站130和其他相关部件可以以与图3a和图3b所示相同或类似的方式构造。

检查系统300可包括具有紫外(uv)光源308的照明子系统304,该uv光源将uv光引导到施加到基板114(在图3a中被标识为“正在被检查的pcb”)的流体302上。流体302可包括在存在uv光的情况下发荧光的示踪剂。照明子系统304还可包括任选白光源312,该白光源将白光引导到基板114上的流体302上。检查系统300还包括相机子系统316(在图3b中详细示出),该相机子系统包括相机340。相机340具有定位在基板114上方的透镜344,用于在光发射到基板114上时捕获被照明基板114的一个或多个图像。具体地,相机340可垂直于基板114的面对表面114a成角度或定位。当垂直于面对表面114a定位时,如图3b所示,检查系统300可包括成角度反射镜348。尽管在图3a中描绘为位于基板114上方并且在图3b中描绘为垂直于基板114,但相机340可相对于基板114的面对表面114a成角度,例如成45°角度,使得透镜344捕获被照明基板114的外边缘114b的一个或多个边缘图像。将来自相机340的图像传达到图像处理计算机334,该图像处理计算机可与控制器132集成或与控制器132协作地操作,以用于确定基板114是否被适当地涂覆。作为另外一种选择,图像处理计算机334可与控制器132分开但与其进行电子通信。系统100的图像处理计算机或其他可适用部件可应用各种图像处理技术,诸如目标识别、图案识别或特征(线、角、兴趣点等)评价,以确定各种涂料特性的值。

检查系统300还可包括板保持器子系统338,该板保持器子系统被构造成在检查基板114时支撑基板114。板保持器子系统338可被构造成在检查期间将基板114保持在其边缘中的一个或多个周围。在另一个实施方案中,板保持器子系统338可包括在检查期间保持基板114的支撑销(未示出)。为了调整相机子系统316的位置,相机子系统316可连接到x-y轴马达320。x-y轴马达320被构造成在接收到来自运动控制器332和/或图像处理计算机334的指令时相对于基板114移动相机子系统316。与图像处理计算机334一样,运动控制器332可与控制器132集成,或者作为另外一种选择,可与控制器132分开但与其协作地操作。虽然描述了一种类型的检查装置,但检查系统300可根据需要包括各种其他类型的检查装置,诸如激光传感器,以测量基板上的涂料厚度。

图4示出了根据本公开的实施方案的至少部分地表示增强的涂料分配控制的过程的数据流程图400。尽管参考了涂料材料、涂覆操作、涂料系统和其他涂料术语,但本公开并不限于此。图表400的各种部件及其描述同样适用于所有类型的设备(例如,针型分配器)、操作(例如,喷射操作)和材料(例如,粘性材料)。

通过介绍的方式,涂料系统(例如,图1的系统100)通常根据涂料系统的多个各种操作参数的相应值来执行涂覆操作。根据当前操作参数值404执行即时涂覆操作406以将流体施加到基板(例如,基板114)。操作参数是涂料的影响相关涂料特性的值的参数。操作参数的当前值优选地在可接受的公差范围402内,但不一定如此。然后检查基板上的流体以确定流体特性的涂料特性值408。基于即时涂料特性值408更新涂料特性值的总和410。分析涂料特性值的总和410以确定和/或估计后续涂覆基板上的流体的一个或多个未来预测涂料特性值412。基于预测的涂料特性值412,如果需要,调整操作参数值404,以优选地防止后续基板的涂料特性值落在公差范围402之外,从而避免后续基板的故障或缺陷。

公差范围402可以指诸如基板制造商或其客户认为是可接受的值的范围。公差范围402的值可对应于施加到基板的流体的特定涂料特性。下面将参考涂料特性值408描述各种类型的涂料特性。公差范围402可包括上限值和下限值。尽管在一些情况下,公差范围402实际上或事实上可仅包括上限值或下限值之一。

在一些实施方案中,公差范围402可包括多组公差范围,其中一组在另一组内部。两个范围可指示例如低等级警告和高等级警告。多个范围可用于将预测的涂料特性值412与公差范围402进行比较和/或确定对操作参数值404的调整。在示例中,预测涂料特性值412超出最外公差范围可导致对操作参数值404的更大调整,而预测涂料特性值超出内部公差范围但在外部公差范围内可导致将操作参数值404调整到较小程度。

操作参数值404可表示以下各项的值:与涂料系统、涂料系统的部件相关的操作参数,或与涂料系统的操作相关但不严格地是涂料系统本身的部分的任何其他变量。操作参数可以是可实质上影响涂覆操作和/或施加到基板的流体的任何参数,例如涂料特性值408。

操作参数可包括涂料分配器(例如,图1的分配器108)的操作参数,诸如从流体源和/或向涂料分配器的喷嘴供应的流体的流体压力或流量。涂料分配器的另一个操作参数可包括涂料分配器向基板施加流体的各种形成物(例如,点)的速率或在执行涂覆操作时分配器相对于基板移动的速度。涂料分配器的操作参数还可包括与流体分配本身相关的任何参数,诸如流体离开喷嘴时的速度,流体在喷嘴和基板之间飞行时的尺寸、形状或方向性。涂料分配器的操作参数可涉及涂料分配器的定位,诸如喷嘴与基板之间的距离。

与涂料分配器相关联的又一个示例包括与流体源相关的操作参数,诸如其供应流体的流量和/或流体压力。另一个示例性操作参数可以涉及致动器和/或驱动销/阀座布置,诸如致动频率或速度,或者驱动销对阀座的冲击力。另一个示例性操作参数可涉及流体在从喷嘴分配时所经受的空气流(例如,来自空气射流),包括气压或空气的方向性。

其他示例性操作参数可涉及一系列基板移动通过涂料分配器并被涂料分配器涂覆的总体速度。更一般地,操作参数可以指整个涂料系统处理一系列基板的速度或速率。这可包括一个或多个传送机或其他装置将基板移动通过涂料系统的速度。例如,如果涂料特性值408在多次迭代中保持稳定,则可增加与操作速度相关的上述操作参数。操作参数的另一个示例涉及流体本身的特性,诸如其粘度和/或温度。

可根据操作参数值404执行涂覆操作406。具体地讲,通过涂料分配器将一定体积的流体施加到基板的至少一些区域。基板的可施加流体的区域包括定位在基板上的任何电气或其他部件、基板的不具有部件的区域(例如,在两个部件之间)、或这两者的任何组合,包括与部件和非部件子区域之间的边界重叠的区域。

此外并且已经如上所述,可将流体施加到基板的“样品区域”,该区域没有任何部件或功能方面(除了主要为进一步使用样品区域而实现的那些方面)。样品区域可用作(例如,以各种形成物,诸如滴剂或线)施加一个或多个体积的流体的表面。施加到样品区域的流体可主要用作测试对象,以用于与可影响特性的测量的其他变量隔离地测量流体的一个或多个特性。例如,许多部件的三维和复杂性质可阻碍流体厚度的测量。在早期过程中引入的与基板相关的其他故障也可干扰某些测量。例如,安装在基板上的部件可能未对准,从而导致相对于应当正确对准的内容所施加的流体看起来不正确地定位在基板上。样品区域可由点或其他标记物指示。点或其他标记物可用作参照系以确定流体的真实涂料特性值,尤其是相对于覆盖区域的定位。此外,样品区域可为平坦的,使得例如可以更准确地测量流体厚度。

在一些实施方案中,在检查基板上的流体并确定和/或测量涂料特性值408之前,经受涂覆操作406的基板也可经历固化操作407。在这种情况下,固化烘箱(例如,图1的固化烘箱102)可定位在检查站或其他类似部件与分配器之间。因此,除非通过明确陈述或上下文另外清楚地指明,否则“涂覆基板”等可理解为还包括被涂覆和固化的基板。

在涂覆操作406(和任选固化操作407)完成之后,确定与施加到基板的流体的至少一些部分相关的涂料特性的值(即,涂料特性值408)。涂料特性值408可由相机或其他传感器(例如,图3a和图3b的相机组件316)确定。传感器可以是检查站(例如,图1的检查站130)的与涂料组件分开的一部分,并且因此,涂覆基板可能需要运输到检查站。作为另外一种选择,检查站可至少部分地与涂料组件或涂料系统的其他部件(例如,固化烘箱)结合。

即使涂料特性具有相同“类型”,涂料特性也可以指覆盖基板的一个部分的流体,而另一种涂料特性可以指覆盖基板的不同的第二部分的流体。在示例中,两个部分的涂料特性均可指示涂覆基板的其相应部分处的涂料厚度。

例如,涂料特性可以指流体或其部分(即,涂料覆盖区域)相对于整个基板或相对于基板上的一个或多个指定部件或其他界标的位置。基板的一部分可包括上文所述的“样品区域”和/或其目标点。如所指出的,流体可作为离散的形成物诸如点或小珠、线(直的或环状的)、或区域涂料(即,“漩涡”图案)施加到基板。因此,流体的位置可以指基板上的特定流体形成物。

涂料特性可以指涂料和/或涂料形成物相对于基板的旨在施加涂料的指定区域的位置。例如,这样的涂料特性的值可指示该区域具有覆盖和/或缺乏覆盖的百分比。除此之外或作为另外一种选择,这样的涂料特性的值可指示涂料形成物的超出其预期覆盖区域的百分比和/或在预期覆盖区域内的百分比。上述百分比值也可由其他定量度量而不是百分比来指示。

除此之外或作为另外一种选择,流体的位置可以指流体形成物的一部分。例如,正确施加的区域涂料形成物可覆盖两行部件之间的区域,但不侵入部件中的任一个。然而,区域涂料形成物可包括正确施加的第一区段,该第一区段覆盖指定区域的一部分而不会另外施加到任何部件上。所述区域涂料形成物也可包括不正确施加的第二区段,该第二区段偏离其预期位置并且不能完全覆盖其在各行组件之间的预期区域。此外,第二区段还覆盖部件中的一些。因此,流体的位置可以指区域涂料形成物的该故障部分,而不是整个区域涂料形成物的位置。

除此之外或作为另外一种选择,流体形成物的位置可由单个位置表示,诸如流体形成物的中心点。因此,流体位置的总体位置与对应的单个位置的位置相同。除此之外或作为另外一种选择,流体形成物的位置可与另一个流体形成物或流体的一部分有关。例如,一对流体点可旨在放置成两者之间有一定距离。因此,第一点的位置可以是用于指示第二点的位置的参照系。

作为另一个示例,涂料特性可以指流体形成物(或流体的部分)的一个或多个尺寸或形状。流体形成物的尺寸可包括宽度、长度、直径或流体形成物中的两个点之间的其他距离。流体的形状可包括圆形形状、点、卵形、线形或椭圆形形状、或细长形状。流体形成物的形状可以指流体形成物的宽度、长度或其他尺寸方面的相对比例和角度,以及限定流体形成物的周边的任何轮廓或其他特征。形状可根据一个或多个预定义的形状或特性来分类,诸如圆形、卵形或细长的。

作为又一个示例,涂料特性可指示流体形成物或流体的其他部分旨在作为“样品”应用。该涂料特性可通过流体形成物或流体的其他部分在基板的指定样品区域中的位置来确定。

涂料特性的另一个示例可包括整个基板上的流体的厚度、流体形成物、或基板上的流体的一部分。此处,厚度可被定义为基板上的点与流体的最上面竖直对应点之间的距离。竖直是指垂直于基板的平面表面的方向。在一些示例中,流体形成物内的点或点的子集处的厚度可表示该流体形成物的厚度。在其他示例中,流体形成物的厚度在流体形成物的各个测量点上方可为最小厚度值或最大厚度值。其他涂料特性包括材料体积、材料在基板上的流量、uv反射率以及折射率。

涂料特性的其他示例可包括流体本身的施加属性,诸如电绝缘性、抗机械应力性、减振性、透湿性和保温性。

除此之外或作为另外一种选择,涂料特性可包括本文所述的任何涂料特性中的两种或更多种的复合物。例如,涂料特性可包括反映位置和待施加在该位置处的流体的涂料厚度的复合涂料特性。

可将所确定或测量的涂料特性值408加到涂料特性值的总和410中。涂料特性值的总和410可包括先前测量和/或确定的和/或与涂覆基板相关联的涂料特性值,该涂覆基板先前在与即时涂料特性值408相关联的即时涂覆基板之前被涂覆和/或检查。应当注意,并非需要检查一系列顺序涂覆基板中的所有涂覆基板。相反,可仅检查子集,诸如在该系列顺序涂覆基板中的每五个涂覆基板。

在示例中,涂料特性值的总和410的涂料特性值可被排序和/或构造成便于确定预测的涂料特性值412。涂料特性值可各自与该系列顺序基板中的对应涂覆基板相关联。因此,涂料特性值的总和410中的涂料特性值可根据该系列顺序涂覆基板的次序来排序。除此之外或作为另外一种选择,涂料特性值408和其他涂料特性值可与时间相关联或结合时间戳,通过该时间戳可对涂料特性值的总和410的值进行排序。涂料特性值的总和410可被组织为涂料特性值的时间序列。时间序列可在双轴线形图上表示,其中一个轴表示时间(或类似度量),而另一个轴表示涂料特性值。如上所述,时间序列的“时间”方面可以指时序时间或在该系列顺序涂覆基板114中检查的涂覆基板(或仅涂覆基板,无论是否检查)的次序。

在另一个示例中,涂料特性值的总和410可以既不指示时间、相关联涂覆基板,也不指示涂料特性值之间的相对次序的任何其他指示。在这种情况(或其他情况)下,涂料特性值的总和410中的涂料特性值可以是无序的和/或不能是有序的。

涂料特性值的总和410可形成确定和/或估计预测的涂料特性值412的至少一个基础。预测的涂料特性值412可包括将在未来时间施加到基板的流体的一个或多个(预测的)涂料特性值。上述术语“未来”等可以指在该系列顺序涂覆基板内的时序时间或次序。

如果以预定置信水平(诸如90%、95%或99%置信度)确定和/或估计,则预测的涂料特性值412可被认为是“预测的”。因此,预测的涂料特性值412不一定是绝对保证。除此之外或作为另外一种选择,可使用置信度或类似概念的其他指示器。因此,置信水平或其他类似度量可用作预测涂料特性值被认为是有效的阈值要求。除此之外或作为另外一种选择,置信水平或其他度量可用于过程的其他部分中。例如,置信水平或其他度量可以是可以为过程的随后迭代确定新的操作参数值404的一个因素。在该示例中,高置信水平可以保证对操作参数值404的更大调整,而较低的置信水平可以导致对操作参数值404的更保守或更小的调整。

预测的涂料特性值412可与将在该系列顺序涂覆基板中的即时涂覆基板之后立即涂覆和/或检查的未来基板相关联。除此之外或作为另外一种选择,预测的涂料特性值412可与不紧接在该系列顺序涂覆基板中的即时涂覆基板之后的未来基板相关联。相反,在即时涂覆基板和未来被涂覆基板之间可存在居间的涂覆和/或检查的基板,其与预测的涂料特性值412相关联。

预测的涂料特性值412可类似于涂料特性值的总和410与涂料特性值408的涂料特性值。也就是说,上述值中的每个是指相同的下面涂料特性。例如,涂料特性值408,总计涂料特性值410,以及预测的涂料特性值412全部可以指涂料厚度。

预测的涂料特性值412可经由应用于涂料特性值的总和410或其一部分的一种或多种预测技术来确定。例如,应当记得,涂料特性值的总和410可以相对于涂覆基板次序,时序定时或其他定时度量形成时间序列。时间序列可表示为线形图上的各种数据点。可使用线性回归和/或曲线/线匹配技术来确定趋势线或其他函数表示。该趋势线和/或函数可用于确定预测的涂料特性值412。也可使用用于时间序列预报的其他技术。

在一些实施方案中,可将各种技术应用于涂料特性值的总和410以平滑时间序列表示和/或将变量权重应用于时间序列中的最近数据点。例如,可使用移动平均值技术,诸如简单移动平均值、累积滚动平均值、加权移动平均值和/或指数移动平均值。另一个示例性技术是自回归移动平均值(arma)。

在另选实施方案中,可识别特定的涂料特性值,并且可使用预测技术来预测在超过识别的涂料特性值之前可被涂覆的基板的数量(或其他定时度量)。例如,识别的涂料特性值可以是公差范围402值。可根据该预测而不是预测的涂料特性值412来调整操作参数值404。

预测的涂料特性值412可包括两个或更多个预测的涂料特性值。多个预测的涂料特性值412全部可为相同涂料特性的值,但每个预测涂料特性值可以指与单独涂覆基板相关联的预测涂料特性值。例如,多个预测的涂料特性值412可以指紧接在后面的基板(例如,即时涂覆基板之后的第一、第二、第三等基板)的涂料特性值。在另一个示例中,多个预测的涂料特性值可以指以彼此处于某个预定间隔的后续涂覆基板。例如,第一预测涂料特性值可预测作为即时涂覆基板的第五涂覆基板的涂覆基板上的涂料厚度。第二预测涂料特性值可预测作为即时涂覆基板之后的第十涂覆基板的涂覆基板上的涂料厚度等。预测的涂料特性值412可包括预测的涂料特性值的预定或操作者输入的数量,该数量可反映操作者希望系统期望在调整其操作参数方面进行到什么程度。除此之外或作为另外一种选择,操作者可指示预测的涂料特性值412所针对的涂覆基板之间的间隔。

可基于预测的涂料特性值412将操作参数值404调整(例如,重新确定)为新值。例如,可将预测的涂料特性值412与公差范围402的最外值中的一个或多个进行比较。对操作参数值404的调整可以基于该比较和/或其他因素。一般来讲,如果预测的涂料特性值412超出公差范围402,则可调整操作参数值404,优选地调整为预期导致后续涂覆基板中的涂料特性值(例如,在该过程的进一步迭代中)落回公差范围402内或至少移向公差范围402内的值。如果预测的涂料特性值412在公差范围402内,但比先前更靠近公差范围402的外极限,则还可调整操作参数值404,诸如将涂料特性值移动远离公差范围402的外极限。在一些情况下,可以不调整操作参数值404。例如,如果预测的涂料特性值412和当前涂料特性值相同或在某个可接受的方差(诸如10%方差)内,则可以不调整操作参数值404。操作参数值404未被调整的另一种情况可以是当预测的涂料特性值412和当前涂料特性值408不相同,但是预测涂料特性值412不超出公差范围402时。如以上示例所建议,对操作参数值404的调整的确定可基于当前涂料特性值408。

调整不一定限于单个操作参数。相反,在一些情况下,可以调整多个操作参数值404以实现相同或类似的效果和/或在相同或类似的标准下,就好像仅调整单个操作参数一样。

通常可以设想到,相对于单个涂料特性执行过程的迭代。例如,该过程可涉及在涂覆基板上的一个特定位置处的涂料厚度。而在其他情况下,该过程可在若干次迭代中单独跟踪多个涂料特性(例如,一个用于涂料厚度,而另一个用于涂料位置)的值。可针对涂料特性中的两个的值来确定预测,并且可基于每个涂料特性的预测值来独立地调整操作参数。

可基于两个或更多个涂料特性的预测值来调整单个操作参数的值,而不是在跟踪多个涂料特性值时独立地调整操作参数值。可以根据一个或多个标准执行对单个操作参数值404的调整。例如,可调整单个操作参数值404以同样地有益于两个涂料特性,诸如使两个涂料特性值从其相应公差范围的外极限“移开”成比例相等的量。在另一个示例中,可根据其“朝向”其相应公差范围的外极限的比例距离来调整单个操作参数以有益于每个涂料特性。在另一个示例中,可调整操作参数以影响最“朝向”其公差范围的外极限的单个涂料特性,这可反映更可能首先移动到其相应公差范围402之外的涂料特性。在又一个示例中,可调整操作参数值404以最好地有益于(例如,从公差极限“移开”)总和中的两个涂料特性。在另一个示例中,可仅基于涂料特性中的一个来调整操作参数值404,并且附带对另一个涂料参数的益处或损害。在该示例的替代形式中,操作参数的调整可仅关于一个涂料特性,直到另一个涂料特性被预测为超出其公差范围402。在这种情况下,可调整操作参数以完全或部分地影响其他涂料特性。

在基于预测的涂料特性值412调整(或不调整)操作参数值404以后,可认为过程的该迭代完成。可相对于该系列顺序涂覆基板中的稍后涂覆基板执行另一次迭代。经受该过程的下一次迭代的后续涂覆基板可以是紧接在先前迭代中的涂覆基板以后的涂覆基板。或者,经受该过程的新迭代的新涂覆基板可以是在其与先前检查的涂覆基板之间具有一定间隔(按时序时间或涂覆基板的数量)的后面的基板。

图5示出了使用增强的涂料控制执行涂覆操作的方法500的流程图。该方法在步骤502处开始。在步骤504处,分配器(例如,图1的分配器108)可执行涂覆操作以根据分配器的操作参数的值将流体施加到基板(例如,图1的基板114)的至少一些部分。具体地讲,分配器可包括具有阀的喷嘴,该阀可选择性地打开和关闭以分配流体(例如,图4的涂覆操作406)。作为一些示例,流体可作为点、线或喷雾区域施加。基板可为一系列后续基板的一部分,诸如所述系列的第一基板。

再次提醒读者,提及分配器、涂覆操作、流体和在描述方法500中使用的其他术语应当广义地理解,并且可涵盖任何设备类型、分配操作和/或材料类型,除非明确陈述或上下文清楚地指出相反情况。

可根据影响施加到基板的流体的一个或多个特性的值(例如,图4的涂料特性值408)的操作参数值(例如,图4的操作参数值404)来执行涂覆操作。操作参数可包括例如流体在其被供应给喷嘴和/或从流体供应源供应到分配器时的流体压力。作为另一个示例,操作参数可包括喷嘴的操作参数,诸如阀打开或关闭的速度。

涂料特性值可包括例如施加到基板的流体的厚度、基板的一部分和/或流体的形成物(例如,点、线或喷雾区域)。涂料特性值还可指流体的覆盖方面。这可包括涂覆基板在基板上的位置和/或涂覆区域的大小,诸如流体形成物的尺寸和/或形状。例如,涂料形成物可越过要施加涂料形成物的目标区域,但不延伸超过该目标区域。涂料特性的其他示例在本文中更详细地描述。

在步骤506处,可诸如通过检查站(例如,图1的检查站130)来测量涂覆基板上的前述涂料特性的值。检查站或其他部件可使用一个或多个传感器来测量涂料特性值,诸如相机。检查站可在基板被涂覆以后立即测量涂料特性值,如图1所示。在其他具体实施中,检查站可定位在涂料系统中以在基板上的流体固化之后测量涂料特性值。例如,固化烘箱(例如,图1的固化烘箱102)可定位在分配器和检查站之间。

在步骤508处,可确定/估计涂料特性值的预测值(例如,图4的预测涂料特性值412)。预测值可指流体的涂料特性值的预测值,该流体稍后被施加到基板,该基板在一系列顺序基板中的即时基板之后。后面的基板可以是紧接在即时基板之后的基板,或者可以是在其与即时基板之间具有多个居间基板的基板。例如,后面的基板可为在即时基板之后被涂覆和/或检查的第10个基板。在一个实施方案中,可为多个后面的基板确定/估计多个预测的涂料特性值。

预测的涂料特性值可基于即时涂料特性值来确定。除此之外或作为另外一种选择,诸如对于该系列基板的先前检查的涂覆基板,预测的涂料特性值可基于过去的涂料特性值的总和(例如,图4的涂料特性值的总和410)。现在可将即时涂料特性值加到总和中。可将涂料特性值的总和组织为时间序列。可将各种预报和/或预测技术中的一种或多种应用于时间序列以确定预测的涂料特性值。

所确定的涂料特性值可具有相关联的置信水平或指示预测的统计确定性的其他度量。置信水平或其他度量可以充当预测被认为有效的阈值。除此之外或作为另外一种选择,置信水平或其他类似度量可以是可在步骤514中根据其调整操作参数的因素。

在步骤510处,可将来自步骤508的预测涂料特性值与值的公差范围(例如,图4的公差范围402)进行比较。在步骤512处,如果预测的涂料特性值超出值的公差范围,则该方法可进行到步骤514。可以在预测的涂料特性值和/或值的公差范围的值的指定百分比(诸如10%)的余量下执行比较。提及“约”,预测的涂料特性值和/或公差范围的值应理解为意指该值加或减10%的值。“约”的其他类似用途应同样被考虑。

在其中为多个后面的基板确定多个预测涂料特性值的实施方案中,可对这些多个预测涂料特性值中的每个执行比较。可以对多个预测的涂料特性值中的每个按顺序执行步骤512和后续步骤。

在步骤512处,如果预测的涂料特性值不超出值的公差范围,则方法500可进行到步骤516。

在步骤516处,如果即时基板是最终基板或者方法500以其他方式被指示为终止,则方法500可在步骤518处结束。

另外,在步骤516处,如果即时基板不是该系列顺序基板中的最终基板并且不存在终止方法500的其他指示,则方法500可返回到步骤504而不调整操作参数的值。在返回步骤504后,可进行方法500的新迭代(具体地讲,步骤504至步骤516),其中对该系列顺序基板中的后续基板执行新的涂覆操作。后续基板不需要是紧接在先前迭代的基板之后的基板,但可以处于先前迭代的基板之后的基板的某个间隔。方法500的该下一次迭代中的操作参数的值可与先前迭代中使用的操作参数的值相同。

如果在步骤512处涂料特性值的预测值超出值的公差范围(即,表示不可接受的预测值),则可在步骤514处调整操作参数的值。例如,可调整操作参数的值,使得方法500的后续迭代中的涂料特性值在(或预期在)值的公差范围内,或至少更接近在值的公差范围内。在一些具体实施中,可调整多个操作参数的值以影响方法500的后续迭代中的涂料特性值。

在调整操作参数的值之后,方法500可返回到步骤504。在该下一次迭代中,在步骤504处,可使用经调整的操作参数的值来执行涂覆操作。在该下一次迭代中,方法500可进行到步骤504等等。

本领域的技术人员应当理解,本文所公开的系统和方法可经由计算装置来实现,该计算装置可包括但不限于一个或多个处理器、系统存储器以及将包括处理器的各个系统部件联接到系统存储器的系统总线。在多处理器的情况下,系统可利用并行计算。

出于说明的目的,应用程序和诸如操作系统的其它可执行程序部件在本文中被示出为离散块,但应当认识到,此类程序和部件在不同时间驻留在计算装置的不同存储部件中,并且由计算机的数据处理器执行。服务软件的具体实施可跨一些形式的计算机可读介质存储或传输。本发明所公开的任何方法均可通过体现在计算机可读介质上的计算机可读指令来执行。计算机可读介质可以为计算机可访问的任何可用介质。以举例的方式而非旨在限制,计算机可读介质可包括“计算机存储介质”和“通信介质”。“计算机存储介质”包括在用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术中实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。示例性计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其它存储器技术、cd-rom、数字通用光盘(dvd)或其它光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储装置或可用于存储期望信息和可由计算机访问的任何其它介质。应用程序等和/或存储介质可至少部分地在远程系统处实现。

如本说明书和所附权利要求书所用,单数形式“一个”、“一种”和“该”包括多个指代物,除非内容明确指明并非如此。范围可在本文中表示为“约”一个特定值和/或“约”另一特定值。当表述这种范围时,另一实施方案包括从一个特定值和/或到另一特定值。相似地,当通过使用先行词“约”而将值表述为近似值时,应当理解该特定值形成另一个实施方案。还应当理解,范围中的每一个的端点对于其它端点而言都是显著的,并且独立于其它端点。

除非本文另外指明,否则本文中的值的范围的表述仅旨在用作单独地提及落在该范围内的每个独立的值的速记方法,并且每个独立的值均并入本说明书中,如同在本文中单独列举的那样。

在本说明书的整个说明书和权利要求书中,字词“包括”和该字词诸如“包括有”和“包含”的变型表示“包括但不限于”,并且不旨在排除例如其它部件、整数或步骤。“示例性”表示“……的示例”,并非旨在传达对优选或理想实施方案的指示。“诸如”不用于限制性意义,而是出于说明性目的。

本发明所公开的是可用于执行所公开的方法和系统的部件。本文公开了这些和其它部件,并且应当理解,当公开这些部件的组合、子集、相互作用、组等时,虽然对这些部件的每个各种单独和集合的组合和排列的特定参考可能未被明确地公开,但对于所有方法和系统,本文具体设想和描述了它们的每一种。这适用于本专利申请的所有方面,包括但不限于所公开的方法中的步骤。因此,如果存在可执行的多个附加步骤,则应当理解,这些附加步骤中的每一个均可利用本发明所公开的方法的任何特定实施方案或实施方案的组合来执行。

除非另外明确指明,否则绝不旨在将本文所述的任何方法理解为要求以特定顺序执行方法的步骤。因此,如果方法权利要求实际上并未陈述将遵循其步骤的顺序,或者在权利要求书或说明书中未具体说明步骤将限于特定顺序,则绝不旨在在任何方面推断顺序。这为说明提供了任何可能的非明确依据,包括:关于步骤或操作流程布置的逻辑问题;源于语法结构或标点的简单含义;说明书中描述的实施方案的数量或类型。

对于本领域的技术人员将显而易见的是,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可作出各种修改和变型。鉴于说明书和本文所公开的实践,其它实施方案对本领域技术人员将是显而易见的。意图是,说明书和示例应视为仅仅是示例性的,其中真正范围和精神由以下权利要求表明。

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