(57)【要約】【課題】粘性媒体の小滴を噴射するための組立体を交換し、較正する方法の提供。【解決手段】本発明に関する粘性媒体の小滴を噴射するための組立体は、基板に付着物を提供するよう組立体を使用する機械に解放可能に装着され、機械のドッキング装置の組立体サポートと適合する第１の保持手段を有する組立体ホルダを含む。本発明に係る方法は、交換組立体に組立体を交換する段階と、交換組立体を較正面まで運動させる段階と、複数の付着物を較正面に付着させる段階と、機械に含まれた観察装置によって見ることにより複数の付着物の位置を検出する段階と、予測される位置からの位置の片寄りを検出する段階とを含むことを特徴とする。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性媒体の小滴を噴射するための組立体であって、基板に付着物を提供するよう該組立体を使用する機械に解放可能に装着され、前記機械のドッキング装置の組立体サポートと適合する第１の保持手段を有する組立体ホルダを含む組立体を交換し、較正する方法において、
交換組立体に組立体を交換する段階と、
前記交換組立体を較正面まで運動させる段階と、
複数の付着物を較正面に付着させる段階と、
前記機械に含まれた観察装置によって見ることにより前記複数の付着物の位置を検出する段階と、
予測される位置からの位置の片寄りを検出する段階とを含むことを特徴とする粘性媒体の小滴を噴射する組立体を交換し、較正する方法。
【請求項２】
前記機械用のトリガウインドを調整するために前記片寄りを使用する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記交換する段階が自動的に実行され、
前記組立体を支持するドッキング装置を交換組立体サポートまで運動させる段階と、
前記組立体を前記ドッキング装置から解放し、それを交換組立体サポートにおいて受け取る段階と、
前記交換組立体サポートから前記ドッキング装置において前記交換組立体を受け取る段階とを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記交換組立体を受け取る段階が該交換組立体を整合させ、該交換組立体をロックする段階を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
交換組立体サポートの交換組立体の少なくとも１個を新しいものと、噴射している間に交換する段階を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーニングのような接触分配とは区別され、組立体に対する種々の要件を提供する非接触分配としても知られている噴射を行なう組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術による噴射機械がスエーデン出願第９８０２０７９−５に開示されている。前記特許出願は小滴を噴射する新規装置である、前記機械のある部分に集中されている。前記装置は少量の粘性媒体を入れておく排出室（３７；１３７）と、前記排出室と連通する排出ノズル（３６；１３６）と、前記ノズルを介して前記排出室から前記粘性媒体を迅速に排出する排出手段（２２、２５；１２２、１３５）と、前記媒体を前記排出室に送入する供給手段とを含む。供給手段は媒体を入れた注射器から媒体を受取り、該媒体を排出室に向って圧送する回転駆動される送りスクリューを含む。前記注射器に入れられた媒体の方は該注射器の出口から圧送するように加圧される。
【０００３】
この従来技術による装置は良好に作用する。しかしながら、特に交換すべき媒体とは異なる種類の媒体を新しい注射器が入れている場合、本装置において注射器を交換する上で問題がある。最後に述べた場合では、本機械の操作者は媒体を入れている当該装置の部分を洗浄する必要がある。これらの部分はとりわけ排出室であったり、排出ノズルや送りスクリューであったりする。非接触分配機械の場合には、ノズルおよび関連の排出部分の洗浄は良好な作動を達成するために特に重要である。
【０００４】
注射器を交換するときに発生する別な問題は、生産を再開する前に、ノズルおよび関連の排出部分に新しい媒体を再充填するために数回の分配作動を実行する必要があることである。媒体に気泡が確実に入っていないようにするためにある程度の余分の排出を実行する必要がある。交換時間を短縮しようとする試みが特開平１０−２９４５５７号公報に開示されている。この時間の短縮は当該機械に個々の注射器ホルダを配置することによって行われる。ホルダにおいて、現在使用されているものと後で置換される予定の注射器が容器中へある量の媒体が分配されるように加圧される。それによって、注射器の出口における媒体から気泡が確実に除去される。その結果、現在使用されている注射器を新しい注射器と交換すると、回路盤への媒体の供給を直ちに再開することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】スエーデン国特許出願第９８０２０７９−５号明細書
【特許文献２】特開平１０−２９４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術による方法は直接分配する注射器を使用している機械においてのみ有用であり、噴射型式の機械を同程度まで改良するものではない。そのような機械は注射器から媒体を受け取る個々の排出機構を有するので、この排出機構は分配作用が再開される前に依然として新しい媒体で充填し直す必要がある。
【０００７】
その結果、注射器の交換は生産の望ましくない低下をもたらす。更に、廃棄する媒体は一般に環境に対して有害であり、慎重に処理する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は前述の問題に対する解決を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的は特許請求の範囲に記載の組立体、機械、およびドッキング装置によって達成される。
【００１０】
本発明は一局面において、粘性媒体の小滴を噴射する組立体であって、基板に小滴を提供するために該組立体を使用する機械に解放可能に装着可能であり、ノズルと、該ノズルに接続された排出機構と、該排出機構に接続された粘性媒体の容器と、信号インタフェース手段とからなる組立体を提供する。
【００１１】
解放可能に装着しうることによって、本組立体は容易に交換可能で、媒体を入れた個々のユニットとして使用可能である。その結果、廃棄媒体の処理の問題が排除される。本組立体は組立体全体が空になると、該組立体を本来送ってきた供給者に送り返されるリサイクルシステムを提供する。
【００１２】
本特許出願の目的のため、「小滴」という用語は基板に付着する１個あるいは一群の粘性媒体の点のように小さいものと解釈すべきであり、「粘性媒体」という用語ははんだペースト、フラックス、接着剤、導電性接着剤、あるいは構成要素を基板に固定するために使用される何らかのその他の種類の媒体と解釈すべきであり、「基板」という用語はプリント回路盤（ＰＣＢ）、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）用基板、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）、およびフリップチップ等と解釈すべきである。
【００１３】
別な局面において、本発明は基板上に粘性媒体の小滴を噴射することによって基板に小滴を提供する機械であって、前述の型式の組立体を受け取るドッキング装置を含み、該ドッキング装置が組立体サポートと補完信号インタフェース手段とを含む機械を提供する。
【００１４】
更に別な局面において、本発明は前述の型式の組立体を受け取るドッキング装置であって、組立体サポートと、補完信号インタフェース手段とを含むドッキング装置を提供する。
【００１５】
本ドッキング装置は、例えば組立体サポートやインタフェース手段のような特定の手段を提供し、組立体のドッキングを簡素化することによって組立体を機械に装着したり、取り外したりし易くする。装着および取り外しは迅速な装着／取り外しを可能にする空圧作動可能な組立体ロック手段によって更にし易くされる。
【００１６】
本発明の別な実施例によれば、少なくとも１個の交換組立体を支持する交換組立体サポートが提供される。このようなサポートにより、本発明はドッキング装置において組立体を自動的に交換することによって更に改良される。更に、種々型式のペーストを保持する組立体であって、後で機械が使用する種々型式のノズル等を有する新しい完全な組立体を機械が作動している間に交換組立体サポートに設けることが可能であるため交換時間が短縮される。
【００１７】
本発明は、更に別な局面において、粘性媒体の小滴を噴射する組立体であって、基板に小滴を提供するために該組立体を使用する機械に解放可能に装着され、前記機械のドッキング装置の組立体サポートと適合する第１の保持手段を有する組立体ホルダを含む組立体を交換したり、較正する方法であって、
組立体を交換組立体と交換する段階と、
前記組立体を較正面まで動かす段階と、
前記較正面に複数の付着物を付着させる段階と、
前記機械に含まれた観察装置で見ることによって前記複数の付着物の位置を検出する段階と、
予測される位置からの位置の片寄りを検出する段階とを含む粘性媒体の小滴を噴射する組立体を交換し、較正する方法が提供される。
【００１８】
本発明による新規な構造、すなわち個々の噴射組立体を受け入れるように配置された分配機械に解放可能に装着可能である個々の噴射組立体によって実行可能であるこの方法は前記機械の操作者がオンラインで組立体の交換に対処する必要がない点で有利である。前記較正段階が確実に新しい組立体が正確に装着され、かつ分配工程の精度が高くなるようにする。
【００１９】
本発明のその他の目的や利点を実施例により以下説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による機械の実施例の概略斜視図である。
【図２】ドッキング装置と本発明の組立体との実施例の上から見た概略斜視図である。
【図３】図２に示す組立体の下からで、一方の側から見た概略斜視図である。
【図４】図２に示す組立体の下からで、別な側から見た概略斜視図である。
【図５】図２に示す組立体と本発明による交換組立体サポートの実施例との上から見た斜視図である。
【図６】図２に示す組立体の概略側面図である。
【図７】本発明による交換および較正工程のフローチャートである。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例を添付図面を参照して以下説明する。
【００２２】
図１は、本発明により基板２上に粘性媒体の小滴を噴射することにより付着物を基板２に提供する機械の現在好適な実施例を示す。判り易くするために粘性媒体は前述した媒体の一つであるはんだペーストであると想定する。本実施例においては、機械１はＸ−ビーム３と、Ｘ−レール３６を介して該Ｘ−ビーム３に接続されたＸ−ワゴン４とを含み、Ｘ−レール３６に沿って往復運動しうる型式のものである。Ｘ−ビームの方は往復運動可能にＹ−レール３７に接続され、それによってＸ−レール３６に対して垂直に運動可能である。Ｙ−レール３７は機械１にしっかりと装着されている。一般に、前記運動はリニアモータ（図示せず）によって駆動される。
【００２３】
更に、本機械１は該機械１を通して基板２を運ぶコンベヤ３８と、分配が行われるとき基板２を固定する固定装置３９とを含む。
【００２４】
更に、本機械１はＸ−ワゴン４に接続されたドッキング装置１０と該ドッキング装置１０に解放可能に装着された組立体５とを含む。前記組立体５は基板２において衝突し、付着物を形成するはんだペーストの小滴を噴射するように配置されている。
【００２５】
更に、本機械１は較正面を提供する較正ステーション８を含む。
【００２６】
前記機械１は、またドッキング装置１０によって現在坦持されている組立体５に置き換わりうる別な組立体９を支持する交換組立体サポート７を含む。
【００２７】
更に、本機械１は本実施例においてはカメラである機械観察装置６を含む。カメラ６は基板２の位置と回転とを検出するため、および付着物を観察することによって分配工程の結果を検査するために使用される。
【００２８】
当該技術分野の専門家には理解されるように、本機械は、また本機械を作動させるためのソフトウエアを実行する制御装置（明確には示していない）を含む。
【００２９】
本機械１は以下のように作動する。基板２は該基板２が乗せられているコンベヤ３８によって本機械１中へ送り込まれる。基板２がＸ−ワゴン４の下の適正位置に来ると、固定装置３９によって固定される。カメラ６によって基板２の表面に事前に配置されている基準マーカの位置が確認される。これらのマーカは基板の正確な位置を検出する。次に、所定の（予めプログラム化した）パターンで基板２上方をＸ−ワゴン４を動かし、かつ組立体５を所定の位置で作動させることにより、はんだペーストが所望の位置において基板２に付与される。組立体５がはんだペーストからはずれるとか、あるいはある位置においては異なる媒体が必要とされるとかの場合には、機械１は組立体５を別な組立体の１個、すなわち交換組立体サポート７に保持された交換組立体９と自動的に交換するようにプログラム化されており、そして媒体分配工程が継続する。
【００３０】
しかしながら、交換組立体サポート７から以前は知られていない組立体９を受け取ると、本機械１は分配された小滴が正確に所定の位置で基板２と衝突するか確証するために較正を実行する。組立体５（図３を参照）の排出ノズル２５の位置は組立体毎に僅かに異なる可能性があり、かつドッキング装置１０における組立体５の整合がドッキング毎に僅かに相違しうるので、較正を行なうことが好ましい。交換と較正の手順を図７のフローチャートを参照して詳細に以下説明する。
【００３１】
以下説明するように、ステップ１０１において分配あるいは噴射をしている間に組立体の交換が必要か否かが検出される。このことは組立体５がはんだペーストからずれているか否か、別な型式のノズルが必要であるか否か、そして別な型式の媒体が必要であるか否かを検査することによって実行される。組立体の交換が必要とされる場合、この手順は組立体の交換を実行することによってステップ１０２において継続される。このことはＸ−ワゴンを交換組立体サポート７まで動かし、組立体５をドッキング装置１０から解放し、それを交換組立体サポート７の利用可能な個所に位置させ、特定の所定のものでよい交換組立体９をドッキング装置１０に装填することによって実施される。次に、ステップ１０３において、新しい組立体がドッキング装置１０に正しくドッキングされているか検査される。エラー信号が発生し、機械１が停止する場合、前記手順はステップ１０４において継続し、そこで新しい組立体９が較正する必要があるか否か検出される。較正が必要である場合、前記手順はステップ１０５において継続し、さもなければ該手順は終了し、分配が再開される。
【００３２】
ステップ１０５において、Ｘ−ワゴン４は較正ステーション８まで運動する。次に、ステップ１０６において、複数の付着物が本実施例においてはプレートである較正面において分配される。いずれかの適当なパターンが採用可能であるが、付着物を直線で分配することが好ましい。次に、ステップ１０７において、付着物の線がカメラ６によって観察される。全く付着物が見出せない場合、次のステップ１０８においてエラー信号が発生し、本機械が停止する。さもなければ、手順はステップ１０９において継続し、そこで付着物の線の位置が検出され、想定される位置と比較される。片寄りがある場合、それはノズル片寄りと定義される。前述のように、ノズル２５は先にドッキングされた組立体５のノズル２５と同じ位置に正確に位置されていない可能性がある。基板上での小滴の衝突点の高度の精度を確実にするために、本機械１のトリガウインドが片寄りだけ調整される。トリガウインドは当該技術分野の専門家には、所望位置において基板２と衝突するようにＸ−ワゴン４を基板２の上で動かしながら、小滴がその時間内で噴射する必要のあるタイムウインドとして理解される。
【００３３】
図２において、ドッキング装置１０と組立体５との好適実施例が詳細に説明されている。前記組立体５は更に図３にも示されている。ドッキング装置１０は組立体サポート１５とスタンド１１とを含む。組立体サポート１５はスタンド１１に配置され、スタンド１１の長さに沿って往復運動可能である。その結果、運動の方向は基板２に対して概ね垂直であるＺ方向である。この運動は適当に相互接続されたＺ−モータ１４とボールスクリュー１２とによって実現される。スタンド１１に沿った運動は組立体５をドッキングし、分配するときのＰＣＢ上方の高さを調整するために使用される。
【００３４】
前記組立体５は２個のＬ字形の対向する２個の脚３５とそれらを接続する壁３６の形態である第１の保持手段を有する組立体ホルダ２４を含み、前記脚３５と壁３６とが第１のスロットを画成する。第１のスロットはドッキング装置１０の組立体サポート１５と適合する。ドッキングすると、組立体５は脚３５の一方に力を加えるばね１６によって構成される組立体整合手段と、ここでは壁３６に力を加えるロックピストン１７によって構成されている空圧作動可能な組立体ロック手段とによって正確に位置され、かつ保持される。
【００３５】
更に、組立体５は粘性媒体容器すなわちはんだペースト容器２３と、ノズル２５と、前記容器２３とノズル２５とに接続されている排出機構５５（図６参照）とを含む。排出機構５５は容器２３からノズル２５を通して、噴射すなわち非接触分配と定義される方法ではんだペーストを送り出すように配置されている。
【００３６】
排出機構５５を以下詳細に説明する。それは前述のスエーデン特許出願番号第９８０２０７９−５号に開示のものと同様である。外部からの排出機構５５は組立体ホルダ２４および冷却フランジ３０とによって隠されている。図６に示す断面図において、排出機構５５の提案された概略が示されている。はんだペーストははんだペースト容器２３の底部にある孔５１からの加圧された空気によって圧出される。加圧された空気はニップル５２と、ホースと、容器２３の適当な接続手段（図示せず）とを介して供給される。はんだペーストは容器２３に位置したはんだペーストバッグ（明確に図示していない）に入れられることが好ましい。前記バッグの出口は送りホース５１に接続されている。加圧された空気がバッグを絞る。更に、はんだペーストはモータ支持体５０の孔を通して、かつステッパモータ４１のモータ軸４２において圧送される。送りスクリュー４４ははんだペーストが貫流する軸線方向の孔５３を有する。はんだペーストはモータ４１によって回転する送りスクリュー４４によって更に搬送される。送りスクリュー４４はＯ−リング４５の積重体内で回転する。これらのＯ−リング４５はペースト内でのはんだの球の望ましくない汚れを阻止する。送りスクリュー４４は送りスクリュー４４の端部と、ノズル２５と、ブッシュ５４とによって形成される作用室中へペーストを送り込む。小滴を排出するために、アクチュエータ３１が急速に解放されてノズル２５を送りスクリュー４４に向って動かし、前記作用室の容積を小さくさせる。アクチュエータ３１はカップばね４８とアクチュエータ支持体４９とによって予め負荷されている。分配の間安定した温度を保つために温度計４６とヒータ４７とが設けられている。
【００３７】
組立体５は数種の仕事、例えばはんだペーストを排出機構５５中へ圧送するために僅かな過圧を提供すること、アクチュエータ３１を冷却すること、およびステッパモータ４１を冷却することのために加圧された空気を使用している。加圧された空気はドッキング装置１０のニップル２０を含む補完空圧インタフェース手段とインタフェースするよう位置した入口２６を含む空圧インタフェース手段を介して供給される。アクチュエータ３１の冷却はその壁とアクチュエータ３１との間で冷却空気が自由に流れうるスリットを提供する冷却フランジ３０によって実現される。
【００３８】
信号接続が組立体５におけるインタフェース手段として提供され、ドッキング装置１０の補完信号インタフェース手段に接続可能である。組立体５のこれらの接続は特にリード線２８を介してステッパモータ４１やアクチュエータ３１に給電すること、リード線２９およびＰｔ−１００センサ等を構成する温度計４６を介して温度を測定するためである。前記信号インタフェース手段は雄の接点２７として実行され、ドッキング装置１０において雌接点１９として実行された対応する信号インタフェース手段とインタフェースする。雄接点２７は本実施例において柔軟な回路盤の強化された部分である。このインタフェースを介して提供されうる前述していない信号はヒータの電流、組立体識別情報およびステッパモータ４１用の駆動信号である。この列挙したものの展開は当該技術分野の専門家には明らかである。前述の雌接点１９以外に、ドッキング装置１０における信号接続はＸ−ワゴン４に位置した電子装置（図示せず）を制御するように接続された柔軟な回路盤１８を含む。
【００３９】
ドッキング装置１０の補完空圧インタフェース手段のニップル２０はドッキング装置１０の内部チャンネルを介して一組の弁１３と入力ニップル２２とに接続されている。空気の流れはドッキング装置１０の上端部に配置された前記一組の弁１３によって制御される。従来の方法で、外部ホース（図示せず）は入力ニップル２２に接続されている。前述のピストン１７はニップル２１と弁１３の中の１個とを介して供給される加圧空気によって空圧作動する。
【００４０】
図５に示すように、前述の交換組立体サポートは少なくとも２個、本実施例においては３個の組立体用の座を含む交換ホイル４０を有する。各座は組立体９をしっかりと保持する吸引カップ３２と組立体において切り欠き部３４と適合するスロット付きジョー３３とによって画成されている。交換ホイル４０は回転可能である。
【００４１】
本発明による機械と、組立体と、ドッキング装置との好適実施例を説明してきた。これらの実施例は単に非限定的な例として理解すべきである。特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内で多数の修正された実施例が可能である。そのようは修正の数例を以下提供する。
【００４２】
信号インタフェース手段には多くの代替的な構造がある。代替実施例において、前記手段の少なくとも一部は光ファイバあるいはマイクロ波導波管によって実行される。
【００４３】
組立体の組立体ホルダとドッキング装置の対応する組立体サポートとは多くの実施例が可能である。例えば、ドッキング装置にスロットを形成し、組立体に適合するガイドを形成することができる。あるいは適合するピンと孔とを形成すること等々である。
【００４４】
はんだペースト容器２３は異なる方法でペーストを入れることができる。前述したバッグの代案は容器にペーストを直接充填し、その頂面を加圧することである。更に、ペーストは加圧された空気がプレートの上方に導入される、案内されて横方向に運動可能なプレートによって被覆することが可能である。
【００４５】
較正ステーションにおいて、代替実施例における較正面はテープカセットとして構成される。それにより、各較正の後で面を清浄にする必要がなくなる。代わりに、単にテープを短い瞬間前方に推進するだけである。
【００４６】
前記方法において、較正が必要であるか否かを検出する段階を削除して、較正を常に実行するようにしてもよい。代替的な方法では、較正は全く実行しないが、但しこの方法では精度は低減する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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