(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変ストローク距離にわたって移動可能であるアクチュエーターを有するタイプのディスペンサーを校正する方法において、
複数のストローク距離のうちの１つにわたって前記アクチュエーターを移動させることによって前記ディスペンサーから或る量の粘性材料を供給する動作と、
粘性材料の前記重量を測定する動作と、
前記複数のストローク距離ごとに前記供給する動作および前記計量する動作を繰り返す動作と、
ユーザーインターフェース装置を用いて、前記供給された量のそれぞれの重量をユーザーに対して表示する動作と、
粘性材料の所望の量が実質的に所望の重量を有するように、前記供給された量のそれぞれの重量を前記複数のストローク距離のそれぞれに関連付ける関数に従って、前記アクチュエーターの前記ストローク距離を調整することによって、粘性材料の前記所望の量を供給する動作とを含み、
前記アクチュエーターは第１のアクチュエーターであり、粘性材料の量は粘性材料の第１の量であり、前記ディスペンサーは、粘性材料の第２の量を供給するように前記可変ストローク距離にわたって移動可能である第２のアクチュエーターを更に含み、
前記方法が、
前記複数のストローク距離のうちの１つにわたって前記第２のアクチュエーターを移動させることによって前記ディスペンサーから粘性材料の前記第２の量を供給する動作と、
粘性材料の前記第２の重量を測定する動作と、
前記複数のストローク距離ごとに前記第２の量を供給する動作および前記第２の重量を測定する動作を繰り返す動作と、
ユーザーインターフェース装置を用いて、前記供給された第２の量のそれぞれの重量を前記ユーザーに対して表示する動作とを更に含み、
前記関数は第１の関数であり、
前記所望の量は第１の所望の量であり、
前記方法は、粘性材料の前記第２の所望の量が実質的に前記所望の重量を有するように、前記供給された第２の量のそれぞれの前記重量を前記複数のストローク距離のそれぞれに関連付ける第２の関数に従って、前記第２のアクチュエーターの前記ストローク距離を調整することによって、粘性材料の前記第２の所望の量を供給する動作を更に含み、
前記第１のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離と、前記第２のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離との間の差に基づいて、ストローク距離オフセットを決定するようにした方法。
【請求項２】
前記ディスペンサーから供給される粘性材料の量は、前記アクチュエーターが前記複数のストローク距離のそれぞれにわたって移動することによって押し出される粘性材料の前記体積に実質的に等しい請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユーザーインターフェース装置はディスペンサーコントローラーに結合される表示装置を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離は、前記ストローク距離オフセットによって変更された前記第１のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
可変ストローク距離にわたって移動可能であるアクチュエーターを有するタイプのディスペンサーに結合されるコントローラーにおいて、
複数のストローク距離のうちの１つにわたって前記アクチュエーターを移動させることによって前記ディスペンサーから或る量の粘性材料を供給する動作と、
粘性材料の前記重量を測定する動作と、
前記複数のストローク距離ごとに前記供給する動作および前記計量する動作を繰り返す動作と、
該コントローラーに結合されるユーザーインターフェース装置を用いて、前記供給された量のそれぞれの重量をユーザーに対して表示される動作と、を実行する校正構成要素と、
粘性材料の所望の量が実質的に所望の重量を有するように、前記供給された量のそれぞれの前記重量を前記複数のストローク距離のそれぞれに関連付ける関数に従って、前記アクチュエーターの前記ストローク距離を調整することによって、粘性材料の前記所望の量を供給する動作を実行するように構成される供給構成要素を更に備え、
前記アクチュエーターは第１のアクチュエーターであり、粘性材料の量は粘性材料の第１の量であり、
前記ディスペンサーは、粘性材料の第２の量を供給するように前記可変ストローク距離にわたって移動可能である第２のアクチュエーターを更に含み、
前記供給構成要素は、
前記複数のストローク距離のうちの１つにわたって前記第２のアクチュエーターを移動させることによって前記ディスペンサーから粘性材料の前記第２の量を供給する動作と、
粘性材料の前記第２の重量を測定する動作と、
前記複数のストローク距離ごとに前記第２の量を供給する動作および前記第２の重量を測定する動作を繰り返す動作と、
前記ユーザーインターフェース装置を用いて、前記供給された第２の量のそれぞれの重量を前記ユーザーに対して表示される動作とを実行し、
前記関数は第１の関数であり、
前記所望の量は第１の所望の量であり、
前記供給構成要素は、粘性材料の前記第２の所望の量が実質的に前記所望の重量を有するように、前記供給される第２の量のそれぞれの前記重量を前記複数のストローク距離のそれぞれに関連付ける第２の関数に従って、前記第２のアクチュエーターの前記ストローク距離を調整することによって、粘性材料の前記第２の所望の量を供給する動作を実行し、
前記供給構成要素は、前記第１のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離と、前記第２のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離との間の差に基づいて、ストローク距離オフセットを決定する動作を実行するコントローラー。
【請求項６】
前記ディスペンサーから供給される粘性材料の量は、前記アクチュエーターが前記複数のストローク距離のそれぞれにわたって移動することによって変位する前記粘性材料の体積に実質的に等しい請求項５に記載のコントローラー。
【請求項７】
前記ユーザーインターフェース装置は表示装置を含む請求項５に記載のコントローラー。
【請求項８】
前記第２のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離は、前記ストローク距離オフセットによって変更された前記第１のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離である請求項５に記載のコントローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は包括的には、プリント基板のような基材上に粘性材料を供給する方法および装置に関し、より詳細には、基材上への材料の供給を高い効率で校正する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の応用形態で正確な量の液体またはペーストを供給するために用いられる幾つかのタイプの従来技術の供給システムがある。１つのそのような応用形態は、集積回路チップその他の電子構成要素を回路基板基材上に組み付けることである。この応用形態では、微量の粘性材料、すなわち、粘性材料のドットを回路基板上に供給するために自動化された供給システムが用いられる。粘性材料は、液体エポキシ若しくはハンダペーストまたは何らかの他の関連材料を含む場合がある。
【０００３】
材料をドット状に供給することができる１つのシステムでは、ディスペンサーユニットが、チャンバーと、チャンバー内に配置されるピストンとを有するハウジングを備える。ピストン（本明細書においてアクチュエーターとも呼ばれる）は、チャンバー内で供給前位置と供給位置との間を移動するように構成される。ピストンには、チャンバー内のピストンの移動を駆動するモーターが結合される。ディスペンサーユニットは、ピストンを受容するように形成された供給ボアと、ハウジングに結合されるノズルとを更に備える。ノズルは、供給ボアと同軸をなすオリフィスを有する。コントローラーがモーターに結合され、モーターの動作、つまりピストンの移動を制御する。ディスペンサーは、供給ボアを通して供給される粘性材料の体積が、ピストンを供給位置に移動させるときに供給ボア内を進入するピストンの体積に実質的に等しいように構成される。１つのそのようなシステムが、米国特許出願公開第2008/0105703号「基材上に粘性材料を供給する方法および装置(METHOD AND APPARATUS FOR DISPENSING A VISCOUS MATERIAL ON A SUBSTRATE)」に開示されている。該特許出願は、本発明の譲受人であるイリノイ州グレンビュー所在のイリノイツール社Illinois Tool Works, Inc.が所有している。また、該特許出願は、本願と一体をなすものとして全体を参照する。
【０００４】
更に、ディスペンサーユニットから供給される粘性材料の流量および総量を正確に制御するために供給システムを校正することができる。例えば、所与のシステム構成において、或る量の材料を供給し、その重量を測定して、供給装置が所望の量の材料を供給しているか否かを判断するようにできる。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一態様は、電子基材上に粘性材料を供給する供給装置に関する。本開示の１つの実施の形態によれば、可変ストローク距離にわたって移動可能であるアクチュエーターを有するタイプのディスペンサーを校正する方法が、複数のストローク距離のうちの１つにわたって前記アクチュエーターを移動させることによって前記ディスペンサーから或る量の粘性材料を供給することと、粘性材料の前記重量を測定することと、前記複数のストローク距離ごとに前記供給する動作および前記計量する動作を繰り返すことと、ユーザーインターフェース装置を用いて、前記供給された量のそれぞれの重量をユーザーに対して表示することとを含む。別の実施の形態では、前記ディスペンサーから供給される粘性材料の前記量は、前記複数のストローク距離のそれぞれにわたって移動する前記アクチュエーターによって押し出される粘性材料の前記体積に実質的に等しくすることができる。別の実施の形態では、前記ユーザーインターフェース装置はディスペンサーコントローラーに結合される表示装置を含むことができる。
【０００６】
別の実施の形態では、粘性材料の所望の量が実質的に所望の重量を有するように、前記供給された量のそれぞれの重量を前記複数のストローク距離のそれぞれに関連付ける関数に従って、前記アクチュエーターの前記ストローク距離を調整することによって、粘性材料の前記所望の量を供給する動作を更に含むことができる。更に別の実施の形態では、前記アクチュエーターは第１のアクチュエーターとすることができ、粘性材料の前記量は粘性材料の第１の量とすることができ、前記ディスペンサーは、粘性材料の第２の量を供給するように前記可変ストローク距離にわたって移動可能である第２のアクチュエーターを更に含むことができる。本方法は、前記複数のストローク距離のうちの１つにわたって前記第２のアクチュエーターを移動させることによって前記ディスペンサーから粘性材料の前記第２の量を供給する動作と、粘性材料の前記第２の重量を測定する動作と、前記複数のストローク距離ごとに前記第２の量を供給する動作および前記第２の重量を測定する動作を繰り返す動作と、ユーザーインターフェース装置を用いて、前記供給された第２の量のそれぞれの重量をユーザーに対して表示する動作とを更に含むことができる。
【０００７】
別の実施の形態では、前記関数は第１の関数とすることができ、前記所望の量は第１の所望の量とすることができる。本方法は、粘性材料の前記第２の所望の量が実質的に前記所望の重量を有するように、前記供給された第２の量のそれぞれの前記重量を前記複数のストローク距離のそれぞれに関連付ける第２の関数に従って、前記第２のアクチュエーターの前記ストローク距離を調整することによって、粘性材料の前記第２の所望の量を供給する動作を更に含むことができる。更に別の実施の形態では、本方法は、前記第１のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離と、前記第２のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離との間の差に基づいて、ストローク距離オフセットを決定する動作を更に含むことができる。更に別の実施の形態では、前記第２のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離は、前記ストローク距離オフセットによって変更された前記第１のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離とすることができる。
【０００８】
本開示の１つの実施の形態によれば、可変ストローク距離にわたって移動可能であるアクチュエーターを有するタイプのディスペンサーに結合されるコントローラーが、複数のストローク距離のうちの１つにわたって前記アクチュエーターを移動させることによって前記ディスペンサーから或る量の粘性材料を供給する動作と、粘性材料の前記重量を測定する動作と、前記複数のストローク距離ごとに前記供給する動作および前記計量する動作を繰り返す動作と、該コントローラーに結合されるユーザーインターフェース装置を用いて、前記供給された量のそれぞれの重量をユーザーに対して表示する動作と、を実行するように構成される校正構成要素を備える。別の実施の形態では、前記ディスペンサーから供給される粘性材料の前記量は、前記アクチュエーターが前記複数のストローク距離のそれぞれにわたって移動することによって変位する前記粘性材料の体積に実質的に等しくすることができる。更に別の実施の形態では、前記ユーザーインターフェース装置は表示装置を含むことができる。
【０００９】
別の実施の形態では、前記コントローラーは、粘性材料の所望の量が実質的に所望の重量を有するように、前記供給された量のそれぞれの前記重量を前記複数のストローク距離のそれぞれに関連付ける関数に従って、前記アクチュエーターの前記ストローク距離を調整することによって、粘性材料の前記所望の量を供給する動作を実行するように構成される供給構成要素を更に備えることができる。
【００１０】
別の実施の形態では、前記アクチュエーターは第１のアクチュエーターであり、粘性材料の前記量は前記粘性材料の第１の量とすることができ、前記ディスペンサーは、粘性材料の第２の量を供給するように前記可変ストローク距離にわたって移動可能である第２のアクチュエーターを更に含むことができる。前記供給構成要素は、前記複数のストローク距離のうちの１つにわたって前記第２のアクチュエーターを移動させることによって前記ディスペンサーから粘性材料の前記第２の量を供給する動作と、粘性材料の前記第２の重量を測定する動作と、前記複数のストローク距離ごとに前記第２の量を供給する動作および前記第２の重量を測定する動作を繰り返す動作と、前記ユーザーインターフェース装置を用いて、前記供給された第２の量のそれぞれの重量を前記ユーザーに対して表示する動作と、を実行するように更に構成することができる。
【００１１】
別の実施の形態では、前記関数は第１の関数とすることができ、前記所望の量は第１の所望の量とすることができる。前記供給構成要素は、粘性材料の前記第２の所望の量が実質的に前記所望の重量を有するように、前記供給される第２の量のそれぞれの前記重量を前記複数のストローク距離のそれぞれに関連付ける第２の関数に従って、前記第２のアクチュエーターの前記ストローク距離を調整することによって、粘性材料の前記第２の所望の量を供給する動作を実行するように更に構成することができる。更に別の実施の形態では、前記供給構成要素は、前記第１のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離と、前記第２のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離との間の差に基づいて、ストローク距離オフセットを決定する動作を実行するように更に構成することができる。更に別の実施の形態では、前記第２のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離は、前記ストローク距離オフセットによって変更された前記第１のアクチュエーターの前記調整済みストローク距離とすることができる。
【００１２】
添付の図面は縮尺どおりに描くことは意図していない。図面において、種々の図に示す同一または概ね同一の各構成要素は、類似の数字によって表される。明確にするために、全ての図面において全ての構成要素に番号が付されるとは限らない場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施形態によるディスペンサーの概略的な側面図である。
【図２Ａ】図１に示すディスペンサーの一部の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示すディスペンサーの一部の拡大断面図である。
【図３】本開示の別の実施形態による図１のディスペンサーの出力を表す関数のグラフである。
【図４】本開示の更に別の実施形態による図１のディスペンサーを校正するプロセスの流れ図である。
【図５】本開示の一実施形態によるユーザーインターフェースを示すスクリーンショットである。
【図６】本開示の別の実施形態によるユーザーインターフェースを示すスクリーンショットである。
【図７】本開示の更に別の実施形態によるユーザーインターフェースを示すスクリーンショットである。
【図８】本開示の別の実施形態によるユーザーインターフェースを示すスクリーンショットである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
例示のためだけであり、普遍性を制限するものではないが、ここで、添付の図面を参照しながら本開示が詳細に説明される。本開示は、その応用形態に関して、以下の説明に記載されるか、或いは、図示する構成の細部および構成要素の配置には限定されない。本開示において記載される原理は、他の実施形態でも使用可能であり、種々の方法において実践または実行することができる。また、本明細書において用いられる言い回しおよび用語は、説明することを目的としており、制限するものと見なされるべきではない。本明細書において「〜を含む」、「〜を備える」、「〜を有する」、「〜を含有する」、「〜を伴う」およびそれらの変形の用語を使用することは、これ以降に記載される物品と、その相当品および追加の物品とを包含することを意味する。
【００１５】
本開示の種々の実施形態は、粘性材料供給システム、供給システムを含む装置およびそのようなシステムを校正する方法に関する。
【００１６】
図１は、全体として１０で示す本開示の一実施形態によるディスペンサーの概略図である。ディスペンサー１０は、粘性材料（例えば、接着剤、封入剤、エポキシ、ハンダペースト、アンダーフィル材料等）または半粘性材料（例えば、ハンダ付け用フラックス等）をプリント基板または半導体ウェハーのような電子基材１２上に供給するために用いられる。代替的には、ディスペンサー１０は、自動車ガスケット用材料を塗布する等の他の応用形態、または、或る特定の医療への応用形態において用いることができる。本明細書において用いられるような粘性材料または半粘性材料を参照することは例示であり、限定することを意図してないことは理解されたい。ディスペンサー１０は、全体としてそれぞれ１４、１６で示す第１および第２の供給ユニットまたはヘッドと、ディスペンサーの動作を制御するコントローラー１８とを含む。２つの供給ユニットが示すが、１または複数の供給ユニットを設けることができることは理解されたい。また、ディスペンサー１０は、基材１２を支持する基部２２を有するフレーム２０と、フレーム２０に移動可能に結合され、供給ユニット１４、１６を支持し、かつ移動させるガントリ２４と、例えば、校正手順の一部として供給された粘性材料の重量を測定し、重量データをコントローラー１８に与える重量測定デバイス２６とを含むことができる。ディスペンサー１０内で搬送システム（図示せず）または移動ビームのような他の移送機構を用いて、ディスペンサーに対する回路基板の給排送を制御することができる。コントローラー１８の制御下にあるモーターを用いて、ガントリ２４を移動させて、回路基板上方の所定の場所に供給ユニット１４、１６を位置決めすることができる。オプションで、ディスペンサー１０は、コントローラー１８に接続されユーザーに種々の情報を表示する表示ユニット２８を含むことができる。供給ユニットを制御するために、第２のコントローラーを設けてもい。
【００１７】
一実施形態では、ディスペンサー１０は、従来の「ストリーミング」技法を用いて粘性材料を供給するように構成され、その場合、ディスペンサーは、堆積物ごとに、制御された体積流量において基材に向かって離散量の材料、すなわち、ショットを発射する。図２Ａ、２Ｂに関して後に更に詳細に説明するように、ディスペンサー１０は、種々の材料量を制御可能な方法で供給するように構成することができる。所与の構成のディスペンサー１０において供給される材料の量は、供給されている材料の粘性によって異なる場合があることは理解されよう。例えば、粘度の高い材料は、粘度の低い材料よりも流動抵抗が高い傾向があり、つまり所与の構成において、かつ所与の材料の場合にディスペンサー１０の流量に影響を及ぼす。更に、特定の材料の粘度は、材料の温度変化若しくは他の特性に起因して、または組成変動（例えば、異なる材料バッチ間）の結果として、比較的短い期間（例えば、数時間）にわたって変動する場合があり、それが流量に、つまり１ショットあたりに供給される材料の量に更に影響を及ぼす。つまり幾つかの態様によれば、所与の構成のディスペンサー１０による材料の供給量は、供給されている時点の材料の粘度の関数として求めることができる。図３に関連して１つの例示的な関数を後に説明する。
【００１８】
材料の供給量を注意深く制御することが重要である場合があるので、ディスペンサー１０を、使用前または使用中に校正して、所望の量の材料が予測可能に供給されるのを確実にすべきである。一実施形態によれば、校正プロセス中に収集された情報を、定期的に、または絶えず用いて、材料の粘度の変動に応じて、ディスペンサー１０を自動的に調整し、所望の体積流量を維持することができる。
【００１９】
図２Ａ、２Ｂは、一実施形態による、図１に示すディスペンサー１０の供給ヘッド１４のうちの１つの一部の概略的な断面図を示す。図１の供給ヘッド１４、１６はいずれも互いに類似であるか、または実質的に同一である。供給ヘッド１４は、ディスペンサーハウジング３２と、全体として３４で示すノズル組立体とを含む。ノズル組立体３４は、留めねじ（図示せず）を用いてディスペンサーハウジング３２に固定されるノズルハウジング５６を含むことができる。ノズルハウジング５６は、バレルシリンダー６２と、上端、および平坦面７０を有する下端とを有するピストン６４とを収容するように構成される円筒形チャンバー６０を含むように構成することができる。ピストン６４は、バレルシリンダー６２内に形成される細長いボア７２内に収容され、縦軸に沿ってその中を摺動可能に移動するように構成される。バレルシリンダー６２の細長いボア７２は、そのボア内でピストンが摺動できるように、その中にピストン６４を収容するサイズにすることができる。
【００２０】
円筒形チャンバー６０は、材料供給管８４と流体連通している小さな供給空洞を形成し、その空洞は粘性材料を収容する。粘性材料は、圧力下で、円筒形チャンバー６０、すなわち、小さな供給空洞に輸送される。図２Ｂに最もわかりやすく示すように、ノズル組立体３４は、全体として８８で示され、ニードルナット８０によってノズルハウジング５６の下端に螺合可能に固定されるように設計されるオリフィス組立体を更に含む。具体的には、オリフィス組立体８８は、オリフィスインサート９０と、オリフィスインサートを収容するように構成されるオリフィスアダプター９２と、ニードルナット８０とを備え、ニードルナット８０は、オリフィス組立体全体をノズルハウジング５６に螺合可能に取り付けるように構成される。図示するように、オリフィスインサート９０は、円錐面９４と、その中に形成された小径の、例えば直径が０．００５インチのボア９６とを有する概ね円筒形の部材である。
【００２１】
粘性材料が圧力下で円筒形チャンバー６０を形成するノズルハウジング５６の内壁と、バレルシリンダー６２の外壁との間に堆積されるように、粘性材料は、材料供給管８４からチャンバー５０まで流動する。供給ヘッド１４が材料不足にならないように、またはチャンバー５０内に空気を導入しないように、材料は概ね連続的な量で供給される。粘性材料は、バレルシリンダー６２内に形成された２つの狭いスリット１２２を経由して供給ボア１０４に入る。この構成によれば、ピストン６４が後退位置にあるときに、粘性材料が、バレルシリンダー６２に形成されるボア７２および供給ボア１０４に流入する。従って、ピストン６４がオリフィスインサート９０に向かって伸長すなわち供給位置に移動するとき、供給ボア内の材料が供給されるにつれて、ピストンは、狭いスリット１２２と供給ボア１０４との間の粘性材料の流動（communication）を遮断する。バレルシリンダー６２の周囲にスリーブ（図示せず）を設けて、スリット１２２のサイズを選択的に拡縮し、供給ボア１０４に入る材料量を増減することができる。
【００２２】
図に示す実施形態では、粘性材料のドットのサイズを変更できるように、バレルシリンダー６２、ピストン６４およびオリフィスインサート９０は取外し可能であり、かつ交換可能である。例えば、ドットのサイズを大きくする場合、バレルシリンダー６２、ピストン６４、小径ボア１０４、およびオリフィスインサート９０内の供給ボア９６のサイズを大きくすることができる。逆に、ドットのサイズを小さくする場合、これらの寸法を小さくすることができる。供給される材料の量に対する更なる調整は、後に更に詳細に論じられるように、ピストン６４のストローク距離を変更することによって成し遂げることができる。
【００２３】
ディスペンサー１０を動作させるとき、ピストン６４は、後退（すなわち装填前または供給前）位置と伸長（供給）位置との間で移動し、オリフィスインサート９０の小径ボア９６を介して、オリフィスアダプター９２の供給ボア１０４から材料のドットを供給する。具体的には、ピストン６４が後退位置にあるとき、粘性材料は、スリット１２２を経由して、円筒形チャンバー６０から供給ボア１０４に入る。その伸長位置に移動するとき、ピストン６４は、バレルシリンダー６２のスリット１２２を遮断することによって、供給ボア１０４への粘性材料の供給を断つ。上記で論じられたように、ピストン６４が供給ボア１０４に入るにつれて、ピストン６４の平坦な端部７０が、供給ボア１０４内にある、供給チャンバーに収容された捕集粒子を剪断する。その構成によれば、供給ボア１０４から供給される粘性材料の体積は、供給ボアに入るピストンの体積と実質的に等しくなる。従って、供給される材料の量は、Ａにて示すピストン６４のストローク距離を選択することによって制御することができる。幾つかの実施形態によれば、ストローク距離Ａは、例えば、図１のコントローラー１８によって変更可能である。ピストン６４の下方への行程は、ピストンのヘッド１０６の肩部または表面１２４が肩部または表面１２６と係合することによって制限される。従って、材料のドットを供給するとき、ピストン６４は相対的に速い速度で供給ボア１０４に入り、１２４と、ピストン６４の肩部１２６とが係合すると直ちに減速する。弾性材料７９が、ピストン６４のこの即時減速を和らげる。
【００２４】
一実施形態では、ディスペンサーユニット１４によって供給されるドットのサイズを変更するように、バレルシリンダー６２、ピストン６４およびオリフィスインサート９０を交換することができる。具体的には、ニードルナット８０を回して外すことによって、ニードルナット内に収容されるオリフィスインサート９０およびオリフィスアダプター９２も取り外される。取り外されると、バレルシリンダー６２をシールナット７４内のシートから取り外すことができる。バレルシリンダー６２は、異なる径のボア７２を有する別のバレルシリンダーと交換することができる。ピストン６４は、ピストンがバレルシリンダー６２のボア７２内で摺動するような大きさの直径を有する別のピストンに交換される。更に、オリフィスインサート９０は、特定のバレルシリンダー６２およびピストン６４とともに良好に機能する大きさに形成された小径ボア９６および供給ボア１０４を有するように交換することができる。上述のように、ノズル組立体３４全体を交換用ノズル組立体と交換して、オリフィスインサートの小径ボアのサイズを変更することができる。
【００２５】
図３は、ｘ軸上に示す、図２に関して上記で述べたような種々のストローク距離Ａに対する、ｙ軸上に示すディスペンサー１０の１つの供給ヘッド１４または１６の出力（例えば、供給される材料）を表す関数のグラフ表示である。図３のグラフは例示であること、およびその関数は、材料の粘度に加えて、粘性材料の組成、およびディスペンサー１０の構成のような幾つかの独立した要因によって決定される場合があることは理解されたい。更に、その関数は、供給ヘッド１４または１６のいずれかの出力を表すことができ、供給ヘッドごとに別々の関数を導出できることは理解されたい。上記で論じられたように、材料の粘度は経時的に変化する場合がある。しかしながら、この例の目的の場合、粘度は実質的に一定であるとみなされる。材料の粘度が変動すると、その関数も変化する場合がある。
【００２６】
図２に関して上記で述べたように、ディスペンサー１０は、ノズル内の粘性材料を変位させるピストンを含む。ディスペンサー１０は、図３のグラフのｘ軸上に示すピストンストローク距離Ａの関数として種々の量の粘性材料を供給する。供給される材料の量は、ｙ軸上にショットあたりの重量として示される。ディスペンサー１０の体積流量は、供給チャンバー、ピストンおよびノズルの構成を個々に、または組み合わせて変更することによって変更することができる。更に、流量、つまりショットあたりに供給される材料の量は、供給ボア内のピストン変位（例えば、ピストンが移動または往復する距離）を変更することによって影響を受ける可能性がある。例えば、材料を供給するとき、ピストンは複数のストローク距離のうちの１つにわたって移動することができる。一実施形態では、ストローク距離は、装填値によって表すことができ、それはμｍ単位で測定されるストローク距離である。装填は、一例では、約１５００μｍから２５００μｍに及ぶ場合がある。
【００２７】
幾つかの実施形態では、供給される材料の量は、ピストン変位の体積に実質的に等しいので、ショットあたりの供給される材料の量は通常、ストローク距離が長いほど増加する。しかしながら、１つには、粘性材料に作用するピストンの水圧特性（例えば、ディスペンサーのサイズ、形状、速度および他の特性に関連付けられる効果）に起因して、ディスペンサーの出力はストローク距離の範囲にわたって必ずしも線形であるとは限らないことは理解されたい。更に、ディスペンサーの出力は、供給される材料の粘度変化の関数であり、それは組成、温度、湿度または他の要因の変化に応じて異なる場合がある。
【００２８】
一実施形態によれば、図３に示す関数は、校正プロセスを通して導出することができ、その一例が図４を参照しながら以下に説明する。１つの校正プロセスは、供給ヘッド１４、１６の一方によって供給される材料サンプルを計量することを含み、各サンプルは、特定のディスペンサー構成において複数のピストンストローク距離Ａ（図２に示す）のうちの１つを用いて供給される。例えば、１５００μｍ〜２５００μｍの範囲にあり、１００μｍずつ増える（例えば、１５００、１６００、１７００、．．．、２５００μｍの）ストローク距離Ａに対して、一連のサンプルを供給し、計量することができる。つまりこのサンプルデータから出力関数を導出することができ、その関数は、図３のグラフ内の曲線によって表されるような、或る範囲のピストンストローク距離ｘにわたる、所与の粘度を有する所与の材料の場合の所与の構成におけるディスペンサーの予想出力ｙを記述する。導出された出力関数を用いて、少なくともサンプルが取り込まれた供給ヘッド１４または１６の場合に、供給される所望の材料量（または重量）を生成する校正済みストローク距離を適度な精度で求めることができる。
【００２９】
少なくとも１つの実施形態では、それぞれが実質的に同一の構成である２つ以上の供給ヘッドを用いて、同じまたは類似の材料を供給する場合に、各ヘッドの出力関数が概ね同一であるように、供給ヘッドの出力特性を互いに実質的に同じにすることができることは理解される。これらの実施形態のうちの幾つかにおいて、複数の供給ヘッドの出力関数間の任意の差は、供給ヘッドのうちの１つの供給ヘッドの導出された出力関数に対してオフセット変数を適用することによって相殺することができる。例えば、第１のヘッドおよび第２のヘッドの双方が実質的に同じ粘度を有する同じ材料を供給しているとして、第１の供給ヘッドの出力がｙ＝ｆ（ｘ）によって説明する場合には、第２の供給ヘッドの出力は、適度な精度でｙ＝ｆ（ｘ）＋ｏｆｆｓｅｔによって記述することができる。そのオフセットを用いて、校正調整値を供給システム１０に迅速に適用することができる。例えば、材料の粘度は数時間のうちに変化する可能性があることが知られている。つまり供給システム１０を定期的な動作間隔で再校正して、実際の出力が所望の許容範囲内にあるのを確実にするのを助けることが有利な場合がある。再校正プロセスを迅速化するように、上記のサンプリング手順は供給ヘッドのうちの１つだけで実行して、そのヘッドの場合の導出された出力関数を計算する。その後、他の供給ヘッドごとに、対応する（先行して計算された）オフセット値が出力関数に適用される。
【００３０】
別の実施形態では、第１の供給ヘッドの出力がｙ＝ｆ（ｘ）によって説明する場合には、第２の供給ヘッドの出力はy=scalefactor*f(x)+offsetによって記述することができる。scalefactorは、第２の供給ヘッドが第１の供給ヘッドとは異なる実効供給ボアサイズを有する状況を相殺するために用いることができる倍率を表す。offsetおよびscalefactorはそれぞれオプションの変数であり、単独で、または組み合わせて用いられる場合があることは理解されたい。
【００３１】
図４は、一実施形態による、ディスペンサー１０、または同じように動作するディスペンサーを校正するプロセス４００の流れ図である。プロセス４００はブロック４０２において開始する。プロセス４００の一部はｎ回のステップにわたる反復である。ブロック４０４において、変数ｘが１に設定される。ブロック４０６において、複数のストローク距離のうちの１つ、例えば、ストローク距離（ｘ）を用いて、ディスペンサー１０によって粘性材料のサンプルが供給される。一例では、複数のストローク距離は、｛１５００、１６００、１７００、．．．、２５００｝のような１組の装填値を含むことができる。ブロック４０８において、ストローク距離（ｘ）を用いて供給することから生じたサンプルの重量が測定される。一実施形態によれば、単一の堆積物（すなわち、１ショットの材料）は小さく、正確に重量を測定することが難しいことは理解されよう。つまりそのサンプルは、複数の堆積物（例えば、１００ショット）を含むことができ、サンプルをより正確に測定できるようにする倍率を与える。ブロック４０９において、各サンプルの重量は、ユーザーインターフェース装置を用いて、ユーザーに対して表示される。
【００３２】
ブロック４１０において、変数ｘを評価して、ｘがｎ、すなわち、プロセス４００のこの部分の全反復回数未満であるか否かを判断する。ｘがｎ未満である場合には、プロセス４００はブロック４１２に進み、ｘは１だけインクリメントされる。その後、そのプロセスは再びブロック４０６に進み、異なるストローク距離（ｘ）を用いて、別の材料サンプルが供給される。
【００３３】
ｘがｎ以上である場合には、そのプロセス４００はブロック４１４に進む。上記で論じられたように、ディスペンサー１０によって供給される所望の材料量は、ピストン６４のストローク距離の関数である。ここで、種々のストローク距離を用いて供給された幾つかの材料サンプルを収集したなら、上記のステップにおいて用いられた範囲内の任意のストローク距離において供給されることになる材料量を近似的に記述する関数を導出することができる。そのような式は、ｙ＝ｆ（ｘ）と表すことができる。ただし、ｘは、ディスペンサー１０に材料量ｙを供給させるストローク距離を表す。従って、ブロック４１４において、関数ｆ（ｘ）を用いて、ディスペンサーに所望の材料量ｙを供給させることになる調整済みストローク距離ｘを計算することができる。ブロック４１６において、ディスペンサー１０は、調整済みストローク距離を用いて、所望の材料量を供給する。ブロック４１８において、プロセス４００は終了する。プロセス４００は、複数のヘッドを有する任意のディスペンサーの各供給ヘッドを校正するために用いることができることは理解されたい。
【００３４】
ここで、本開示の種々の実施形態による、ディスペンサー１０の１つの例示的な構成手順が説明する。一実施形態では、その構成手順によれば、ユーザーが、ショットあたり特定の材料量を供給するようにディスペンサー１０を構成できるようになり、更に、ディスペンサーの出力が或る期間（例えば、１日の動作）にわたって実質的に同じままであるように、必要に応じて、ディスペンサーが測定を行い、および／または補正値を適用して、材料の粘度（または他の特性）の任意の変化を相殺できるようにする。別の実施形態では、その構成手順によれば、ユーザーは、２つの供給ヘッド１４、１６を有するディスペンサー１０を校正し、両方のヘッドの出力が実質的に同じであるのを確実にできるようになる。
【００３５】
ここで、上記で論じられた、プロセス４００を利用する例示的な構成プロセスが説明する。包括的には、プロセス４００によって、ユーザーは、他の供給パラメーターとともに、装填値の範囲およびステップを入力できるようになる。プロセス４００は実行されると、ディスペンサー１０に、ユーザーによって指定されたような装填値の範囲およびステップにおいて各装填時に材料を供給させ、各装填時にショットあたりの重量のリストを生成させる。構成手順が完了すると、コントローラー１８は、収集されたデータ（例えば、装填あたりの重量）を用いて、所望の出力を維持するように動作中に任意の調整を行うことができる。
【００３６】
最初に、ユーザーは、ディスペンサーが所望の体積の粘性材料を出力できるようになるディスペンサー構成を選択することができる。例えば、ユーザーは、ディスペンサーに０．２０ｍｍまたは０．３２ｍｍの供給チャンバーを取り付けることを選択することができる。また、ユーザーは、所望の応用形態のために相応しい供給ノズルを選択することもできる。次に、ユーザーは、所望の出力が達成されるまで、ディスペンサーヘッドの装填量（本明細書では、ストローク距離とも呼ばれる）を調整し、出力を試験することによって、ディスペンサーを初期化することができる。例えば、ユーザーがショットあたり０．２ｍｇの重量の粘性材料を望む場合には、ユーザーは、ディスペンサーに、特定の装填量を有する材料サンプルを供給するように指示することができる。その後、サンプルは計量される。サンプルは１ショットの材料、または複数ショット（例えば、１００ショット）を含むことができ、ショットあたりの量が少ない場合には、後者の方が計量するのが容易な場合がある。サンプルが軽すぎるかまたは重すぎる（堆積された材料量が、所望の量よりも少ないかまたは多い）場合には、それに応じて、装填量を上下するように調整し、更なるサンプルが供給され、計量される。ユーザーは、ショットあたりの出力が約０．２ｍｇの重量になるまで、この手順を繰り返すことができる。この時点で、装填値を記録し（例えば、２０００μｍ）、ディスペンサーコントローラーに設定することができる。その後、ディスペンサーは、材料のショット堆積物あたり０．２ｍｇを生成するために、２０００の装填量によって動作することになる。当然、限定はしないが、ディスペンサーの構成を含む他の要因に加えて、材料の粘度の変化に応じて装填量が異なることになる。
【００３７】
一実施形態では、図６に示すユーザーインターフェース６００のような、ポンプ特性評価ユーザーインターフェースを用いて、上記の初期化手順を実行することができる。ディスペンサーが初期化された後に、ユーザーは、図４に関して上記で述べたような校正プロセス４００、または類似の校正プロセスを実行するようにディスペンサーを構成することができる。そのような構成は、ポンプ特性評価ユーザーインターフェース６００を用いて実行することができる。ユーザーインターフェース６００によって、ユーザーは、校正プロセス中に用いられることになる、目標ドットサイズ６０２と、最小装填値６０４および最大装填値６０６とを構成できるようになる。更に、ユーザーインターフェース６００は、装填量ステップ値６０８を入力するフィールドを含む。例えば、校正プロセスは、最小装填量（例えば、１５００）において複数のショットを供給することによって開始し、供給されたサンプルを計量し、１００ずつ増やしながら最小値と最大値（例えば、２５００）との間の装填値ごとにこれらのステップを繰り返すことができる。各サンプルの重量を含む特性評価の結果は、全体として６１０において示すように表示される。ポンプ特性評価ユーザーインターフェース６００によって、ユーザーは、全体として６１０において示すように、供給ヘッドごとの各サンプルの重量を視認できるようになる（例えば、２つ以上の供給ヘッドが存在する場合には、表示装置を調整して、各ヘッドによって供給された重量を表示されることになる）。
【００３８】
特性評価プロセスが実行された後に、ユーザーは、計算ボタンを選択して、ユーザーによって供給された目標ショットサイズ６１４に対するディスペンサーの正確な装填値を計算することができる。その計算は、特性評価結果６１０に基づく。２つの供給ヘッドが存在する場合には、ユーザーインターフェース６００は、６１６および６１８において示す２つの装填値を含むことができる。計算された装填値（複数の場合もある）は、後にプロセスプログラムが実行されるときに自動的に用いられる場合がある。一実施形態では、適用ボタンを用いて、プロセスプログラムに対して、計算された装填値（複数の場合もある）を自動的に適用することができる。
【００３９】
図５は、一実施形態による、プロセスプログラムに挿入することができる計量テンプレートを有するユーザーインターフェース５００を示す。計量テンプレートは、プロセスプログラムを実行して、所望の材料量を供給し、供給された材料を重量計２６において計量するときに実行される。ユーザーインターフェース５００は、ユーザーが所望のサンプル重量５０２、許容範囲５０４およびサンプル数５０６を入力できるようにするフィールドを含む。オプションで、ユーザーは、無線ボタン（radio button）５０８、５１０のうちの１つをそれぞれ選択することによって、目標重量５０２をショットあたりの重量（例えば、目標重量は１ショットの重量である）か、または全重量（例えば、目標重量は複数ショットの重量である）として供給するようにディスペンサーを構成することができる。プロセスプログラムは、例えば、ディスペンサー１４、１６に基材１２上に所定のパターンで所望の材料量を供給させる一連のコンピューター実行命令とすることができる。計量テンプレートは、例えば、基材１２上に材料を供給する前に、プロセスプログラムの一部として実行して、ディスペンサー１４が適切に構成されるのを確実にすることができる。測定された重量が許容範囲外にある場合には、そのプロセスプログラムは、図６に示すような、ポンプ特性評価プロセス中に生成されたデータを用いて、装填値を変更し、つまり目標重量を変更する。
【００４０】
種々の実施形態によれば、複数のディスペンサーが類似の供給動作を実行している状況では（例えば、同じ部品を製造するために同時に動作している複数の供給機を有する工場では）、全ての部品の場合に全ての供給機から一致する体積の材料が供給されるのを確実にするために、上記の特性評価プロセスが望ましいことが理解される。幾つかの実施形態では、２つ以上の供給機を互いにネットワーク接続することができ、全てのそのようなネットワーク接続された機械を１つの場所から構成できるようにする。
【００４１】
別の実施形態では、第２の供給ヘッドの出力が第１の供給ヘッドの出力と一致するように、第２の供給ヘッドの校正を成し遂げることができる。例えば、図７に示すユーザーインターフェース７００を参照されたい。ユーザーインターフェース７００は、全体として７１０で示される供給ヘッドごとの装填値を設定し、かつ／または、表示されるフィールドを含む。ユーザーインターフェース７００によって、２つのヘッドの校正からの出力に基づいて、補正係数を適用できるようになる。そのシステムはオフセットを適用して、スレーブポンプの出力をマスターポンプと同じ出力に同期させる。第１の（マスター）ヘッドの装填値に適用されるときに、そのオフセットによって、第２のヘッドは、第１のヘッドと同じ、または実質的に同じ材料量を出力する。例えば、装填値が２０００であり、補正係数、すなわち、許容範囲が＋１すなわち１％である場合には、第１の供給ヘッドは２０００の装填値で動作し、第２の供給ヘッド（スレーブ）は、１％大きな装填値で動作することになる。別の例では、補正係数は、第１の供給ヘッドと第２の供給ヘッドとの出力比とすることができる。
【００４２】
一実施形態では、２つの供給ヘッドを順次に、または同時に校正することができる。各供給ヘッドは材料サンプルを供給し、その後、双方のサンプルが計量される。各サンプルの重量間の差が誤差範囲外にある場合には、ユーザーは誤差を通知される場合がある。例えば、誤差範囲は、許容範囲入力フィールド８０２を有する許容範囲構成ユーザーインターフェース８００を用いて、ユーザーによってパーセンテージ誤差または許容範囲として確立される場合がある。
【００４３】
図５〜図８に示すユーザーインターフェース５００、６００、７００および８００を含む、本開示による種々の態様および機能は、特殊なハードウェア、または１つ若しくは複数の専用若しくは汎用コンピューターシステムにおいて実行されるソフトウェアとして実施することができる。そのようなコンピューターシステムは、一連の命令を実行するプロセッサを含むことができ、それらの命令の結果として、データが操作される。プロセッサは、インテルPentium、モトローラPowerPC、SGI MIPS、サンUltra SPARCまたはヒューレットパッカードPARISCプロセッサのような、市販のプロセッサとすることができるが、数多くの他のプロセッサおよびコントローラーを入手することができるので、任意のタイプのプロセッサまたはコントローラーとすることができる。コンピューターシステムは、特別にプログラミングされた専用ハードウェア、例えば、本明細書において開示す特定の動作を実行するように適合した特定用途向け集積回路(ASIC)を含むことができる。他の実施形態は、汎用コンピューティングデバイスを用いて同じ機能を実行することができる。
【００４４】
コンピューターシステムは、コンピューターシステム内に含まれるハードウェア素子の少なくとも一部を管理するオペレーティングシステムを含むことができる。通常、プロセッサまたはコントローラーがオペレーティングシステムを実行し、オペレーティングシステムは、例えば、マイクロソフト社から市販される、Windows NT、Windows 2000(Windows ME)、Windows XPまたはWindows Vistaオペレーティングシステムのような、Windowsベースのオペレーティングシステム、アップルコンピューターから市販されるMAC OS System Xオペレーティングシステム、数多くのLinuxベースのオペレーティングシステム配布のうちの１つ、例えば、Red Hat Inc.から市販されるEnterprise Linuxオペレーティングシステム、サンマイクロシステムズから市販されるSolarisオペレーティングシステム、または種々の販売元から市販されるUNIXオペレーティングシステムとすることができる。数多くの他のオペレーティングシステムを用いることもでき、本明細書において開示す実施形態は、任意の特定の実施態様に限定されることは意図していない。
【００４５】
プロセッサおよびオペレーティングシステムは合わせて、高級プログラミング言語においてアプリケーションプログラムを書くことができるコンピュータープラットフォームを定義する。これらのコンポーネントアプリケーションは、実行可能コード、中間コード、例えば、C-、バイトコードまたはインタープリターコードとすることができ、そのコードは通信プロトコル、例えば、TCP/IPを用いて、通信ネットワーク、例えば、インターネットを介して通信する。同様に、本開示による態様は、.Net、Small Talk、Java、C++、AdaまたはC#(C-Sharp)のようなオブジェクト指向プログラミング言語を用いて実施することもできる。他のオブジェクト指向プログラミング言語を用いることもできる。代替的には、関数型プログラミング言語、スクリプトプログラミング言語または論理プログラミング言語を用いることができる。
【００４６】
更に、本開示による種々の態様および機能は、非プログラム環境、例えば、ブラウザプログラムのウインドウにおいて視認されるときに、グラフィカルユーザーインターフェースの態様を描画するか、または他の機能を実行する、HTML、XMLまたは他のフォーマットにおいて作成された文書において実施することができる。更に、本開示による種々の実施形態は、プログラム式要素または非プログラム式要素、またはその任意の組み合わせとして実現することができる。例えば、ウェブページはＨＴＭＬを用いて実施される場合があり、一方、ウェブページ内から呼び出されたデータオブジェクトはC++で書くことができる。従って、本開示は、特定のプログラミング言語には限定されず、任意の適切なプログラミング言語を用いることもできる。
【００４７】
一実施形態に従って、このように、本開示の少なくとも１つの実施形態の幾つかの態様を説明してきたが、当業者には種々の改変、変更および改善が容易に思い浮かぶことは理解されたい。そのような改変、変更および改善は、本開示の一部であることを意図しており、本発明の精神および範囲内にあることを意図している。従って、これまでの説明、面は一例にすぎない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図８】
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