(57)【要約】【課題】粘性材料を電子基板上に高効率かつ高精度で供給する装置を提供する。【解決手段】Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動をもたらすように構成されているガントリを備えるフレームと、フレームに結合され、ガントリの下の少なくとも１つの電子基板を支持するように構成されている支持体と、キャリッジに結合され、材料を供給するように構成されている第１のディスペンサーと、自動調整機構によってキャリッジに結合され、材料を供給するように構成されている第２のディスペンサーと、ガントリ、第１のディスペンサー、第２のディスペンサー、自動調整機構、及び撮像装置の動作を制御するように構成されているコントローラーとを備え、自動調整機構は、第２のディスペンサーをＸ軸方向に移動させ、第１のディスペンサーと第２のディスペンサーとの間隔を操作して調整するように構成されている、供給装置。【選択図】図３
2018020322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸及びＹ軸の方向に移動をもたらすように構成されているガントリを備えるフレームと、
前記フレームに結合され、前記ガントリの下の少なくとも１つの電子基板を支持するように構成されている支持体と、
前記ガントリに結合され、材料を供給するように構成されている第１の供給ユニットと、
自動調整機構によって前記ガントリに結合され、材料を供給するように構成されている第２の供給ユニットと、
前記ガントリ、前記第１のディスペンサー、前記第２のディスペンサー、及び前記自動調整機構の動作を制御するように構成されているコントローラーと、
を備え、前記自動調整機構は、前記第２のディスペンサーを前記Ｘ軸及びＹ軸の方向に移動させ、前記第１の供給ユニット及び前記第２の供給ユニットとの間の間隔を操作するように構成されている、供給装置。
【請求項２】
前記自動調整機構は、前記ガントリ及び取付けブロックに固定されるリニア軸受を備え、前記取付けブロックは、前記リニア軸受上を移動するように構成され、前記第２の供給ユニットに結合される、請求項１に記載の供給装置。
【請求項３】
前記自動調整機構は、前記リニア軸受に沿って前記取付けブロックを移動させるように構成されている第１のリニア駆動モーター組立体を更に備える、請求項２に記載の供給装置。
【請求項４】
前記第１のリニア駆動モーター組立体は、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターを備え、前記ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターは、機械的に結合されるモーターによって駆動される、請求項３に記載の供給装置。
【請求項５】
前記自動調整機構は、前記取付けブロックに固定され、前記リニア軸受の方向に対して垂直な方向に延在する第１のブラケットと、前記第２の供給に固定され、前記第１のブラケット上を移動するように構成されている第２のブラケットとを備える、請求項３に記載の供給装置。
【請求項６】
前記自動調整機構は、前記第２のブラケットを前記第１のブラケットに沿って移動させるように構成されている第２のリニア駆動モーター組立体を更に備える、請求項５に記載の供給装置。
【請求項７】
前記第２のリニア駆動モーター組立体は、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターを備え、前記ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターは、機械的に結合されるモーターによって駆動される、請求項６に記載の供給装置。
【請求項８】
前記フレーム及び前記ガントリのうちの一方に結合される撮像システムを更に備える、請求項１に記載の供給装置。
【請求項９】
前記撮像システムは、第１のパターン及び第２のパターンの少なくとも１つの画像を捕捉するように構成され、前記第２のパターンは前記第１のパターンと略同一である、請求項８に記載の供給装置。
【請求項１０】
前記撮像システムは、前記少なくとも１つの捕捉された画像に基づいて、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが前記支持体上に互いに適切に位置決めされているか否かを確認するように更に構成され、前記供給装置が、前記第１のパターンに対する前記第１の供給ユニットの供給動作と前記第２のパターンに対する前記第２の供給ユニットの供給動作とを同時に実行することを可能にし、またそれが可能になるように構成されている、請求項９に記載の供給装置。
【請求項１１】
前記第１の供給ユニット及び前記第２の供給ユニットのそれぞれについて、前記自動調整組立体は、前記第１の供給ユニットによる供給動作を実行する際に、前記供給ユニットを支持するとともに下降させるように構成されているＺ軸駆動機構を更に備える、請求項１に記載の供給装置。
【請求項１２】
電子基板上に粘性材料を供給する方法であって、
第１の電子基板パターンを供給位置に送達することと、
第２の電子基板パターンを供給位置に送達することと、
第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるように構成されているガントリによって、前記第１の供給ユニット及び前記第２の供給ユニットを前記第１の電子基板パターン及び前記第２の電子基板パターン上方に移動させることと、
前記第２の供給ユニットを前記第１の供給ユニットから所定の距離だけ前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に移動させるように構成されている自動調整機構によって、前記第１の電子基板パターンと前記第１の供給ユニットとを位置合わせするとともに、前記第２の電子基板パターンと前記第２の供給ユニットとを位置合わせすることと、
前記第１の供給ユニットから前記第１の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給することと、
前記第２の供給ユニットから前記第２の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給することと、
を含む、方法。
【請求項１３】
前記第１の供給ユニットから前記第１の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給することは、前記第１の供給ユニットを前記第１の電子基板パターンに向かって下降させることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の供給ユニットから前記第２の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給することは、前記第２の供給ユニットを前記第２の電子基板パターンに向かって下降させることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記所定の距離は、前記第１の電子基板パターンに関連付けられる第１の基準点と、前記第２の電子基板パターンに関連付けられる第２の基準点とを特定することによって決定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットとカメラとの間の距離を較正することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも２つのパターンが適切に位置決めされていない場合、前記少なくとも２つのパターンのうちの第１のパターンに対する第１の供給動作と、前記少なくとも２つのパターンのうちの第２のパターンに対する第２の供給動作とを同時に実行する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
第１の供給動作と第２の供給動作とを同時に実行することは、前記自動調整機構によって前記第２の供給ユニットを動的に位置決めすることを含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、包括的には、粘性材料をプリント回路基板等の基板上に供給する方法及び装置に関し、より詳細には、高効率かつ高精度で材料を基板上に供給する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多様な用途に向けて、正確な量の液体又はペーストを供給するのに用いられる、いくつかのタイプの従来技術の供給システムが存在する。そのような用途の１つは、集積回路チップ及び他の電子構成要素を、回路基板に組み付けることである。本願では、液体エポキシ樹脂、若しくははんだペースト、又は何らかの他の関連材料のドットを回路基板上に供給するのに、自動供給システムが使用される。自動供給システムは、構成要素を回路基板に機械的に固定するのに用いられ得るアンダーフィル材及び封入材の線を供給するのにも使用される。上述した例示的な供給システムとしては、マサチューセッツ州フランクリン所在のSpeedline Technologies, Inc.社によって製造及び流通されているものが挙げられる。
【０００３】
一般的な供給システムでは、供給ヘッド又は供給ユニットと称される、ポンプとディスペンサーとの組立体が移動組立体又はガントリに取り付けられ、移動組立体又はガントリは、コンピューターシステム又はコントローラーによって制御されるサーボモーターを用いて、ポンプとディスペンサーとの組立体を３つの相互に直交する軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に沿って移動させる。液体のドットを回路基板又は他の基板の所望の場所に供給するには、ポンプとディスペンサーとの組立体を、同一平面上の水平方向のＸ軸及びＹ軸に沿って、所望の場所の上方に位置付けられるまで移動させる。その後、ポンプとディスペンサーとの組立体は、このポンプとディスペンサーとの組立体のノズル／ニードルが基板上方の適切な供給高さに置かれるまで、垂直方向に向いた鉛直のＺ軸に沿って下降される。ポンプとディスペンサーとの組立体は、液体のドットを供給し、その後、Ｚ軸に沿って上昇されてＸ軸及びＹ軸に沿って新たな場所に移動し、Ｚ軸に沿って下降され、次の液体ドットを供給する。上述したように、封入又はアンダーフィル等の用途では、ポンプとディスペンサーとの組立体は、材料の線を、ポンプ及びディスペンサーが線の所望の経路に沿ってＸ軸及びＹ軸において移動する際に、通常は制御して供給する。
【０００４】
このような供給システムの生産速度は、いくつかの場合、特定の供給ポンプ組立体が材料のドット又は線を正確かつ制御可能に供給することができる速度によって制限される場合がある。他の場合では、このようなシステムの生産速度は、部品を機械に対して装填及び取出しすることができる速度によって制限される場合がある。また他の場合では、このようなシステムの生産速度は、基板を特定の温度に加熱するのに必要な時間、又はアンダーフィル用途におけるような供給される材料が流れるのに必要な時間等のプロセスの要件によって制限される場合がある。全ての場合及び用途において、単一の供給システムのスループット能力にはいくらかの制限がある。
【０００５】
集積回路の製造の中で、製造要件が単一の供給システムのスループット能力を上回ることが多々ある。単一の供給システムのスループットの制限を克服するため、製造プロセスを向上する種々の方策が適用される。例えば、米国特許第７，８３３，５７２号、同第７，９２３，０５６号、及び同第８，２３０，８０５号はそれぞれ、複数の供給ユニットを備えるディスペンサーによって材料を同時に供給するシステム及び方法に関する。これらの米国特許は、全ての目的で引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。これらの特許に開示されているシステム及び方法は、調整可能なブラケットを用いることによって、隣り合う供給ユニット間の間隔を調整することを教示している。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の１つの態様は、Ｘ軸及びＹ軸の方向に移動をもたらすように構成されているガントリを備えるフレームと、フレームに結合され、ガントリの下の少なくとも１つの電子基板を支持するように構成されている支持体と、ガントリに結合され、材料を供給するように構成されている第１の供給ユニットと、自動調整機構によってガントリに結合され、材料を供給するように構成されている第２の供給ユニットと、ガントリ、第１のディスペンサー、第２のディスペンサー、及び自動調整機構の動作を制御するように構成されているコントローラーとを備える供給装置に関する。自動調整機構は、第２のディスペンサーをＸ軸及びＹ軸の方向に移動させ、第１の供給ユニット及び第２の供給との間の間隔を操作するように構成されている。
【０００７】
供給装置の実施形態は、フレーム及びガントリのうちの一方に結合される撮像システムを更に備えることができる。撮像システムは、第１のパターン及び第２のパターンの少なくとも１つの画像を捕捉するように構成することができる。第２のパターンは第１のパターンと実質的に同一である。撮像システムは、少なくとも１つの捕捉された画像に基づいて、第１のパターン及び第２のパターンが支持体上に互いに適切に位置決めされているか否かを確認するように更に構成し、それにより、供給装置が第１のパターンに対する第１の供給ユニットの供給動作と第２のパターンに対する第２の供給ユニットの供給動作とを同時に実行することを可能にし、またそれが可能になるように構成することができる。自動調整機構は、ガントリ及び取付けブロックに固定されるリニア軸受を更に備えることができ、取付けブロックは、リニア軸受上を移動するように構成され、第２の供給ユニットに結合される。自動調整機構は、リニア軸受に沿って取付けブロックを移動させるように構成されている第１のリニア駆動モーター組立体を更に備えることができる。第１のリニア駆動モーター組立体は、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターを備えることができ、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターは、機械的に結合されるモーターによって駆動される。自動調整機構は、取付けブロックに固定され、リニア軸受の方向に対して垂直な方向に延在する第１のブラケットと、第２の供給に固定され、第１のブラケット上を移動するように構成されている第２のブラケットとを更に備えることができる。自動調整機構は、第２のブラケットを第１のブラケットに沿って移動させるように構成されている第２のリニア駆動モーター組立体を更に備えることができる。第２のリニア駆動モーター組立体は、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターを備えることができ、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターは、機械的に結合されるモーターによって駆動される。第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットのそれぞれについて、自動調整組立体は、第１の供給ユニットによる供給動作を行う際に、供給ユニットを支持するとともに下降させるように構成されているＺ軸駆動機構を更に備えることができる。
【０００８】
本開示の別の態様は、電子基板上に粘性材料を供給する方法に関する。１つの実施形態において、本方法は、第１の電子基板パターンを供給位置に送達することと、第２の電子基板パターンを供給位置に送達することと、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるように構成されているガントリによって、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットを第１の電子基板パターン及び第２の電子基板パターン上方に移動させることと、第２の供給ユニットを第１の供給ユニットから所定の距離だけＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるように構成されている自動調整機構によって、第１の電子基板パターンと第１の供給ユニットとを位置合わせするとともに、第２の電子基板パターンと第２の供給ユニットとを位置合わせすることと、第１の供給ユニットから第１の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給することと、第２の供給ユニットから第２の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給することとを含む。
【０００９】
方法の実施形態は、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットとカメラとの間の距離を較正することを更に含むことができる。第１の供給ユニットから第１の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給することは、第１の供給ユニットを第１の電子基板パターンに向かって下降させることを含むことができる。第２の供給ユニットから第２の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給することは、第２の供給ユニットを第２の電子基板パターンに向かって下降させることを更に含むことができる。所定の距離は、第１の電子基板パターンに関連付けられる第１の基準点と、第２の電子基板パターンに関連付けられる第２の基準点とによって特定することによって決定することができる。本方法は、少なくとも２つのパターンが適切に位置決めされていない場合、少なくとも２つのパターンのうちの第１のパターンに対する第１の供給動作と、少なくとも２つのパターンのうちの第２のパターンに対する第２の供給動作とを同時に実行することを更に含むことができる。第１の供給動作と第２の供給動作とを同時に実行することは、自動調整機構によって第２の供給ユニットを動的に位置決めすることを含む。
【００１０】
本開示は、添付の図面、詳細な説明、及び特許請求の範囲を検討した後、より完全に理解される。
【００１１】
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、種々の図に示される同一又は概ね同一の各構成要素は、類似の符号によって表される。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符号が付されていない場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一実施形態のディスペンサーの概略側面図である。
【図２】別の実施形態のディスペンサーの概略上面図である。
【図３】本開示の別の実施形態のディスペンサーの一部の斜視図である。
【図４】図３に示されているディスペンサーの拡大上面図である。
【図５】アウアー（Auer）ボートに設けられている２つのオフセットしている部品の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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記述される。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、又は図面に示される構成の細部及び構成要素の配置には限定されない。本明細書に開示される教示は、他の実施形態が可能であり、種々の方法において実施又は実行することが可能である。また、本明細書において用いられる言い回し及び用語は、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」及びそれらの変形の用語の使用は、その対象として挙げられる項目と、その均等物及び追加の項目とを包含することを意味する。
【００１４】
上述したように、いくつかの場合、供給動作の生産性を増大させるために複数の独立した供給システムが用いられる場合がある。この解決策は、多くの場合高価であり、複数の機械、追加の製造スペース、及びいくつかの場合では複数の機械操作者が必要となる。通常の動作において、製造床面積は制限されるとともに高価である。したがって、製造現場における各製造システムの「フットプリント」を低減するとともに、操作及び維持する必要のある別個の機械の数を低減することが望ましい。
【００１５】
いくつかの用途では、複数の例の同じ回路パターンが共通の基板上に作成される。一般的な例は、携帯電話の回路パターンであり、ここでは４つ以上のパターンを単一の基板上に配置することができる。このような場合、複数の例の回路パターン間に、固定された均一のオフセットが存在することが多く、これらの回路パターンは、共通の基板に配置し、その完了後にミシン目に沿って互いに分離することができる。さらに、当業界では、複数の供給ユニット又はポンプを備える供給システムを使用して、スループットを増大させることができることが知られている。このようなシステムにおいて、複数の供給ポンプ間のオフセット距離は、複数の回路の距離間のオフセット距離と略同じになるように調整することができ、このオフセット調整の精度が、結果として得られる供給パターンの精度要件内である場合、複数の供給ポンプを単一のＸＹＺ軸ガントリによって同時に位置決めし、同時に動作させることができる。本開示は、複数の供給ポンプ間のオフセット距離を自動的に調整するシステムに関する。
【００１６】
供給システムに基板又は供給を受ける部材が提供されると、自動ビジョンシステムを用いて、その部品及び／又は部品内の決定的な特徴の実際の位置を特定及び較正することが一般的である。この位置特定及び較正により、システムは、基板若しくは部材自体、又は供給ユニットの位置決めシステムの座標系に対して基板若しくは部材を固定する際の偏差を補償することが可能になる。
【００１７】
複数の供給ユニット又は供給ヘッドを並列的に使用して集合的な高スループットを達成する場合、例えば、２つの基板上に同時に供給を行う場合、複数の供給ユニットを、略同一の部材に略同じタスクを実行するようにプログラムすることが一般的である。しかし、部材自体、又は位置決めシステムに対する部材の固定における僅かな偏差があるために、複数の供給ユニットのそれぞれに独立して補正を適用する必要がある場合がある。これらの補正が複数の供給ユニットのそれぞれに対して固有のものであることから、供給ユニットのそれぞれは、基板に対して独立して位置決めされる必要がある。したがって、複数の供給ユニットを伴って構成されるディスペンサーは、正確な供給が重要とならない大まかな供給用途により向いている。
【００１８】
１つの従来技術のシステムは、複数の独立の供給ユニットを使用することにより高スループットを達成する。このシステムは、米国特許第６，００７，６３１号に記載され、この米国特許は、引用することにより本明細書の一部をなす。この供給システムは、複数の独立の供給ユニット又は供給ヘッドを使用する。複数の供給ユニットのそれぞれは、別個の位置決めシステムに取り付けられ、独立の作業領域の上方で動作する。
【００１９】
１つの他の従来技術のシステムは、複数のユニット及び複数の部品パレットを使用することにより高スループットを達成する。このシステムは、２００２年１２月１１日に出願され、現在は放棄されている米国仮特許出願第６０／４３２４８３号、及びまた２００３年９月１２日に出願され、現在は放棄されている米国特許出願第１０／６６１８３０号に記載され、これらの出願の双方は、引用することにより本明細書の一部をなす。
【００２０】
単一の供給システムによるサイズ及びコストの利点を依然としてもたらしながら、複数の供給ユニット又は供給ヘッドによるスループットの利点の少なくともいくらかを達成することが望ましい。後述する本開示の実施形態は、共通のガントリによって基板の表面上方に複数の供給ユニットを位置決めすることにより、フットプリント及びコストを更に低減しながら、上述した従来技術のディスペンサーによるスループットの利点を達成する。具体的には、本開示の実施形態は、供給ユニット、供給方法、並びに本開示の方法及び装置を含む供給システムに関する。本開示の実施形態は、マサチューセッツ州フランクリン所在のSpeedline Technologies, Inc.社によってＣＡＭＡＬＯＴ（商標）という商品名で提供されている供給システムプラットフォームとともに用いることができる。
【００２１】
図１は、全体として１０で示されているディスペンサーを概略的に示している。このディスペンサーは、粘性材料（例えば、接着剤、封入材、エポキシ樹脂、はんだペースト、アンダーフィル材等）又は半粘性材料（例えば、はんだ付け用フラックス等）又は実質的に非粘性材料（例えばインク）を、プリント回路基板又は半導体ウェハー等の電子基板１２上に供給するのに用いられる。基板１２は、供給を受けることが必要な任意のタイプの表面又は材料を体現することができ、また任意の数のパターンを含むことができる。ディスペンサー１０は、全体として１４で示されている第１の供給ユニット又は供給ヘッドと、全体として１６で示されている第２の供給ユニット又は供給ヘッドと、ディスペンサーの動作を制御するコントローラー１８とを備える。２つの供給ユニットが示されているが、３つ以上の供給ユニットを設けてもよいことが理解されるべきである。
【００２２】
また、ディスペンサー１０は、基板１２を支持するベース２２を有するフレーム２０と、フレーム２０に可動に結合され、供給ユニット１４、１６を支持するとともに移動させるガントリ２４とを備える。プリント回路基板製造の技術分野においてよく知られているように、ディスペンサー１０には、ディスペンサーに対する基板の装填及び取出しを制御するコンベヤーシステム（図示せず）を用いてもよい。ガントリ２４は、コントローラー１８の制御下でモーターを用いてＸ軸及びＹ軸の方向に移動させ、供給ユニットを基板上方の所定の場所に位置決めすることができる。
【００２３】
図２を参照すると、ガントリ２４は、左側サイドレール２６と、右側サイドレール２８と、２つのサイドレール間に延在するビーム３０とを備えるように構成することができる。ビーム３０は、サイドレール２６、２８に沿ってＹ軸方向に移動し、供給ユニット１４、１６のＹ軸移動を達成するように構成されている。供給ユニット１４、１６のＸ軸移動は、ビーム３０に取り付けられるキャリッジ装置３２によって達成される。具体的には、キャリッジ装置３２は、供給ユニット１４、１６を収容し、ビーム３０の長さに沿ってＸ軸方向に移動して、ベース２２上に位置決めされている基板１２の所望の場所の上方に供給ユニットを移動させるように構成されている。或る特定の実施形態において、Ｘ−Ｙ平面におけるガントリ２４の移動（すなわち、ビーム３０及びキャリッジ装置３２の移動）は、当該技術分野においてよく知られているように、それぞれのモーターによって駆動されるボールねじ機構を使用することによって達成することができる。
【００２４】
１つの実施形態において、本明細書に記載のプラットフォームディスペンサー１０は、マサチューセッツ州フランクリン所在のSpeedline Technologies, Inc.社によって販売されているＦＸ−Ｄ（商標）供給システムを体現することができる。別の実施形態において、プラットフォームディスペンサーは、同じくSpeedline Technologies, Inc.社によって販売されているＳＭＡＲＴＳＴＲＥＡＭ（商標）供給システムを体現することができる。
【００２５】
上述したような供給ユニット１４、１６は、図２にそれぞれ３４、３６で示されている独立のＺ軸駆動機構を用いてＺ軸移動を達成することが可能である。Ｚ軸移動量は、供給ユニット１４及び／又は１６のうちの一方のニードル（図示せず）の先端と基板１２との間の距離を測定することによって決定することができる。移動時、供給ユニット１４、１６のうちの一方又は双方は、基板１２上方に公称クリアランス高さを置いて位置決めすることができる。１つの供給場所から別の供給場所への移動時、クリアランス高さは、基板１２上方の比較的一貫した高さに維持することができる。所定の供給場所に到達すると、Ｚ軸駆動機構３４、３６は、それぞれの供給ユニット１４、１６を基板へと下降させ、それにより、基板１２上への材料の供給を達成することができる。
【００２６】
いくつかの実施形態において、供給ユニットの双方をともに移動させる共通のガントリにより供給ユニットを制御してもよい。したがって、単一のＺ軸駆動機構を設けてもよい。この構成は、粘性材料を基板上に流すか又は発射する供給ユニットに特に適している。１つの実施形態において、供給ユニットは、２００６年１１月３日に出願された「METHOD AND APPARATUS FOR DISPENSING A VISCOUS MATERIAL ON A SUBSTRATE」と題する米国仮特許出願第６０／８５６５０８号に対する優先権を主張する、２００７年２月１６日に出願された「METHOD AND APPARATUS FOR DISPENSING VISCOUS MATERIAL ON A SUBSTRATE」と題する米国特許出願第１１／７０７６２０号に開示されているタイプのものとすることができる。これらの出願の双方は、引用することにより本明細書の一部をなす。上記非仮出願及び仮出願に開示されている供給ユニットでは、粘性材料を所定の始点と終点との間で基板上に流す。別の実施形態において、供給ユニットは、１９９８年５月５日に発行された「METHOD AND APPARATUS FOR DISPENSING SMALL AMOUNTS OF LIQUID MATERIAL」と題する米国特許第５，７４７，１０２号に開示されているタイプのものとすることができる。この米国特許は、引用することにより本明細書の一部をなす。この特許に開示されている供給ユニットでは、粘性材料は基板上の所定の場所に発射される。粘性材料を流すか又は発射する供給ユニットは、Ｚ軸移動を必要としないが行ってもよい非接触供給ユニットを指すことができる。
【００２７】
１つの実施形態において、基板上方の所望の高さにおいて供給ユニットのニードルの高さを測定するには、Ｚ軸方向において基板上方のディスペンサーニードルの高さを測定するシステムが設けられる。いくつかの高さ（又は距離）測定システムでは、測定システムと基板表面との間に物理的な接触が起こる。１つのこのような高さ測定システムは、本開示の譲受人に譲渡されている「APPARATUS FOR MEASURING THE HEIGHT OF A SUBSTRATE IN A DISPENSING SYSTEM」と題する米国特許第６，０９３，２５１号に記載され、この米国特許は、引用することにより本明細書の一部をなす。具体的には、米国特許第６，０９３，２５１号は、基準点と基板の高さの測定を行う基板上の場所との間で伸縮可能な測定プローブを開示している。他の高さ測定システムでは、レーザー光源と光学検知システムとを組み合わせて、物理的な接触を起こさずに物体の位置を測定する。非接触測定システムの一例は、独国オルテンブルク所在のMicro-Epsilon Messtechnik GmbH社によって製造及び流通されている。他の実施形態において、基板の上面の鉛直位置の偏差を測定及び補償するのを容易にするために高さ測定システムを組み込むことができる。
【００２８】
依然として図２を参照すると、供給ユニット１４、１６は、供給ユニットの一方又は双方により供給動作を実行するように、基板１２上方に移動する。一方、供給の前には、正確な供給を行うことができるように供給ユニット１４、１６に対する基板１２の位置が求められる。具体的には、キャリッジ装置３２は、基板１２の画像を取得するように構成されている光学素子又はカメラ３８を備える。カメラ３８はキャリッジ装置３２に取り付けられて示されているが、カメラはビーム３０又は独立のガントリに別個に取り付けてもよいことが理解されるべきである。カメラ３８は、本明細書において「ビジョンシステム」又は「撮像システム」と称することができる。基板１２を供給ユニット１４、１６及びガントリ２４と位置合わせするには、少なくとも２つの基準部４４、４６の画像をカメラ３８によって取得する。基板１２の位置が外れている場合、ガントリ２４は、基板の実際の位置を占めるように操作することができる。１つの実施形態において、カメラ３８は、より詳細に後述するように、供給ユニット１４、１６のそれぞれについてカメラ対ニードルオフセット距離を求めるように較正することができる。
【００２９】
図３を参照すると、ディスペンサーが全体として１００で示されている。図示のように、ディスペンサー１００は、粘性材料（例えば、接着剤、封入材、エポキシ樹脂、はんだペースト、アンダーフィル材等）又は半粘性材料（例えば、はんだ付け用フラックス等）又は実質的に非粘性材料（例えばインク）を、プリント回路基板又は半導体ウェハー等の電子基板１０２上に供給するように構成されている。基板１０２は、供給を受けることが必要な任意のタイプの表面又は材料を体現することができる。図示のように、基板１０２は、１０２ａ及び１０２ｂで示されている２つのパターンを含む。ディスペンサー１００は、全体として１０４で示されている第１の供給ユニット又は供給ヘッドと、全体として１０６で示されている第２の供給ユニット又は供給ヘッドとを備える。第１の供給ユニット又は供給ヘッド及び第２の供給ユニット又は供給ヘッドは、ディスペンサー１０のガントリ２４等のガントリに固定され、ディスペンサーの動作を制御するコントローラー１８等のコントローラーの制御下で動作される。２つの供給ユニット１０４、１０６が示されているが、３つ以上の供給ユニットを設けてもよいことが理解されるべきである。
【００３０】
上述したように、ディスペンサー１００は、全体として１０８で示されているガントリを備え、このガントリは、ディスペンサーのフレームに可動に結合され、供給ユニット１０４、１０６を支持するとともに移動させる。ガントリ１０８の構造は、ディスペンサー１０のガントリ２４の構造と略同様である。プリント回路基板製造の技術分野においてよく知られているように、ディスペンサー１００には、ディスペンサーに対する基板の装填及び取出しを制御するコンベヤーシステム（図示せず）を用いてもよい。ガントリ１０８は、コントローラーの制御下でモーターを用いてＸ軸及びＹ軸の方向に移動させ、供給ユニット１０４、１０６を基板１０２上方の所定の場所に位置決めすることができる。
【００３１】
ディスペンサー１０のガントリ２４と同様に、ガントリは、２つのサイドレール間に延在するビームを備えるように構成することができる。ビームは、サイドレールに沿ってＹ軸方向に移動し、供給ユニット１０４、１０６のＹ軸移動を達成するように構成される。供給ユニット１０４、１０６のＸ軸移動は、ビームに取り付けられるキャリッジ装置１１０によって達成される。具体的には、キャリッジ装置１１０は、供給ユニット１０４、１０６を支持し、ビームの幅に沿ってＸ軸方向に移動して、ディスペンサーのベース上に位置決めされている基板１０２の所望の場所の上方に供給ユニットを移動させるように構成されている。或る特定の実施形態において、Ｘ−Ｙ平面におけるガントリ１０８の移動（すなわち、ビーム及びキャリッジ装置の移動）は、当該技術分野においてよく知られているように、それぞれのモーターによって駆動されるボールねじ機構又は他の直線運動駆動要素の使用によって達成することができる。
【００３２】
第１の供給ユニット１０４及び第２の供給ユニット１０６は、キャリッジ装置１１０に固定されているリニア軸受１１２によってキャリッジ装置１１０に結合される。１つの実施形態において、第１の供給ユニット１０４はリニア軸受１１２にしっかりと固定され、第２の供給ユニット１０６は、図３に全体として１１４で示されている自動調整機構によってリニア軸受に結合される。第２の供給ユニット１０６をリニア軸受１１２に固定してもよく、第１の供給ユニット１０４を自動調整機構１１４に結合してもよく、これらは本開示の範囲内に入ることが理解されるべきである。図示のように、第１の供給ユニット１０４及び第２の供給ユニット１０６は、互いに距離を置いてオフセットしており、自動調整機構１１４は、第２の供給ユニットをＸ軸及びＹ軸の方向に比較的僅かな距離だけ移動させることによって距離を調整するように構成されている。
【００３３】
図示の実施形態では、第１の供給ユニット１０４は、取付けブロック１１６を備える取付け組立体によってリニア軸受１１２に固定され、取付けブロック１１６は第１の供給ユニット及びリニア軸受に固定される。第１の供給ユニット１０４に結合される取付け組立体は、全体として１１８で示されているＺ軸移動機構を更に備え、このＺ軸移動機構は、第１の供給ユニットのＺ軸移動を可能にする。Ｚ軸移動機構１１８は、供給動作中に第１の供給ユニットを下降させる、例えばオーガ式供給ユニットに特に適している。
【００３４】
図４を更に参照すると、自動移動機構１１４は取付けブロック１２０を備え、取付けブロック１２０は、第２の供給ユニット１０６に固定され、リニア軸受１１２上を移動し、Ｘ軸方向における移動をもたらすように構成されている。自動調整機構１１４は、全体として１２２で示されている第１のモーター組立体を更に備え、この第１のモーター組立体は、取付けブロック１２０及び第２の供給ユニット１０６をリニア軸受１１２に沿って移動させるように構成されている。１つの実施形態において、第１のモーター組立体１２２は、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーター１２４を備え、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーター１２４は、機械的に結合される回転サーボモーター１２６又は他の電気機械的なリニア駆動装置によって駆動される。したがって、自動調整機構１１４は、第１の供給ユニット１０４が静止したままである一方で、第２の供給ユニット１０６をＸ軸方向において調整することが可能である。或る特定の実施形態において、自動調整機構１１４は、第２の供給ユニット１０６の比較的少ないＸ軸移動量をもたらし、第１の供給ユニット１０４に対する第２の供給ユニットの細かい調整を提供することが可能である。
【００３５】
上述したように、自動調整機構１１４は、後述する方法で、第２の供給ユニット１０６をＹ軸方向において調整することも可能である。具体的には、自動調整機構１１４は、取付けブロック１２０に固定される第１のブラケット１２８を更に備える。図示のように、第１のブラケット１２８は、Ｙ軸方向における、リニア軸受１１２の方向に対して垂直な方向に延在する。自動調整機構１１４は第２のブラケット１３０を更に備え、第２のブラケット１３０は、第２の供給ユニット１０６に固定され、第１のブラケット１２８上を移動し、それにより、Ｙ軸方向における第２の供給ユニットの少ない移動量をもたらすように構成されている。自動調整機構１１４は第２のモーター組立体１３２を更に備え、第２のモーター組立体１３２は、第１のブラケット１２８に沿って第２のブラケット１３０を移動させ、それにより第２の供給ユニット１０６を移動させるように構成されている。１つの実施形態において、第２のモーター組立体１３２は、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーター１３４を備え、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーター１３４は、機械的に結合される回転サーボモーター１３６又は他の電気機械的なリニア駆動装置によって駆動される。
【００３６】
第１の供給ユニット１０４と同様に、第２の供給ユニット１０６は、全体として１３８で示されているＺ軸移動機構を備え、このＺ軸移動機構は、第２の供給ユニットのＺ軸移動を可能にする。Ｚ軸移動機構１３８は、供給動作中に第１の供給ユニットを下降させる、例えばオーガ式供給ユニットに特に適している。
【００３７】
ディスペンサー１０に関して述べたように、ディスペンサー１００は、ディスペンサー１０のカメラ３８等のビジョンシステムを備え、ガントリ１０８は、基板と供給ユニット１０４、１０６とを位置合わせするために基板の画像を捕捉するように、カメラを基板１０２上方に移動させることが可能である。カメラの助けにより、第２の供給ユニット１０６は、自動調整機構１１４によって自動的に調整することができる。供給ユニット１０４、１０６のＺ軸移動は、第１の供給ユニットに結合する独立のＺ軸駆動機構１１８及び第２の供給ユニットに結合する独立のＺ軸駆動機構１３８によって達成することができる。
【００３８】
したがって、本開示の実施形態のディスペンサー１００は、調整が必要な単数又は複数のビジョン捕捉及び計算に基づいて複数の供給ユニットに対して自動的な位置補正を行うことが可能であることが認められるべきである。本開示の実施形態のディスペンサー１００により、単一のガントリ上の複数の供給ユニットによる供給の際により高い精度が可能になる。これにより、より高いスループット、ひいてはＰＣＢ製造者にとってより大きな価値が可能になる。電子部品及び電子部品パッケージが益々小さくなるのに伴い、そのようなＰＣＢ製造者は、より高いスループットで、より高精度という顧客からの要件に取り組み続けている。本開示の実施形態のディスペンサー１００はこれらの要件に対処する。
【００３９】
１つの実施形態において、ディスペンサーに提供される基板ごとに一回で静的な調整を行うには、ビジョンシステム及びコントローラーは、基板の一部分から同じ基板の別の部分までの距離と、Ｘ／Ｙ軸ガントリに対する基板のあらゆる回転とを特定及び計算し、供給の前に第２の供給ユニットを同時に一回で調整する。別の実施形態において、自動調整機構１４を使用して、図５に示されているアウアー（Auer）ボート１４２等のキャリアにおける、それぞれ１４０で示されている別個の部品／基板に供給を行いながら、動的な調整を行うことができる。これらの部品／基板は、互いに接続も正確な位置合わせもされていない。この場合、ビジョンシステムは、キャリア１４２における各部品／基板１４０の位置を特定し、各部品／基板の相対的なオフセット及び回転を計算する。その後、ディスペンサー１００は、「マスター」基板パターンの供給を開始し、その間、マスターに対して他の供給ユニットを動的に調整しながら他の基板に同時に供給を行う。
【００４０】
したがって、２つのパターンが適切に位置決めされていない場合、すなわち２つの基板が適切に位置決めされていない例では、本方法は、第１の供給ユニット１０４による第１のパターン（又は基板）に対する第１の供給動作と、第２の供給ユニット１０６による第２のパターン（又は基板）に対する第２の供給動作とを同時に実行することを含む。このことは、第１の供給ユニット１０４及び第２の供給ユニット１０６による供給を続けながら、自動調整機構１１４によって第２の供給ユニット１０６を動的に位置決めすることにより達成することができる。
【００４１】
本発明の実施形態のディスペンサー１００は、異なるパターンを同時に供給することが可能である。このような方法において、供給ユニット１０４、１０６を運ぶガントリ１０８と、第２の供給ユニットに結合される自動調整機構１１４とは、異なるパターンを同時に供給するように操作することができる。具体的には、動的な調整に向けて、図５に示されている２つの部品１４０はアウアー（Auer）ボート１４２内でオフセットされる。右側の第１の供給ユニット１０４は固定されているので、第１の供給ユニットの供給経路はメインガントリ１０８の移動に従う。左側の第２の供給ユニット１０６の供給経路は、ビジョンシステムから計算され、自動調整機構１１４によって制御される。この方法により、第１の供給ユニット１０４及び第２の供給ユニット１０６によって供給される線は同期して引くことができる。
【００４２】
１つの実施形態において、ディスペンサー１００の自動調整機構１１４は、第２の供給ユニット１０６を、Ｘ軸方向に５０ｍｍの距離及びＹ軸方向に１２ｍｍの距離だけ移動させることが可能である。
【００４３】
別の実施形態において、ディスペンサー１００は、供給ユニット１０４、１０６のうちの一方又は双方をセットアップ中に自動的に調節することが可能になるように構成することができる。
【００４４】
したがって、複数の供給ユニットを備えるディスペンサーの場合、複数の供給ユニットのそれぞれの距離及び相対位置は、複数の基板又は部材のそれぞれの間の距離及び相対間隔と一致するように構成することができる。自動ビジョン位置合わせシステムからの位置合わせ情報を収集及び分析した後、複数の供給ユニットのうちの第１の供給ユニットは、第１の基板又は部材上の第１の供給場所の上方に位置決めされる。供給動作を実行した後、ガントリは、必要とされるＸ−Ｙ平面の位置調整を行うように操作することができる。この位置調整は、複数の供給ユニットのうちの第２の供給ユニットを、複数の基板又は部材のうちの第２の基板又は部材の対応する第１の供給場所の上方に位置合わせするのに必要な場合がある。複数の供給ユニットのそれぞれの間の距離及び相対位置は、複数の基板又は部材のそれぞれの間の距離及び相対位置と必ずしも同一ではないものの略同様であるため、ガントリのこのような調整はいずれも非常に僅かであり、したがって迅速に実行される。残りの複数の供給ユニットのそれぞれは、残りの基板又は部材のそれぞれの対応する第１の供給場所に材料を供給するように同様に使用することができ、その後、Ｘ軸及びＹ軸の方向にガントリの大きい移動が必要となる。しかし、基板又は部材の数が供給ユニットの数よりも多い場合、基板の全てに対する供給動作を完了するためにガントリを再位置決めする必要がある場合がある。本方法は、第２の供給場所及び後続の供給場所のそれぞれに供給を行うように繰り返される。ステップは、スループット又はプロセスの向上によって要求され得るように入れ替えることができることが理解されるべきである。
【００４５】
上述したように、１つの実施形態において、供給ユニットは別個のＺ軸駆動機構に取り付けることができる。この構成により、適切な場合、限定はしないが供給、（例えば自動ニードルクリーナーによるような）清掃、浄化、及び較正（Ｘ／Ｙ軸位置又はＺ軸位置）を含む独立の動作の実行が可能になる。しかし、ディスペンサー５０は、ニードルから材料を流す等の非接触供給に特に適することができることに留意するべきである。非接触供給向けに構成される場合、供給動作は、単一のＺ軸駆動機構に取り付けられる２つ（又は３つ以上）の供給ユニットによって実行することができる。
【００４６】
この特定の構成により、１つの実施形態において、２つの供給ユニットは双方とも、２つ（又は３つ以上）の基板又は２つ（又は３つ以上）のパターンを有する単一の基板上のそれぞれの場所の上方に位置決めされる。具体的には、第１の供給ユニットを第１の基板上の所与の供給位置の上方に略正確に位置決めすると、第２の供給ユニットが第２の基板上方のおおよそ正しい位置になる。次に、第１の供給ユニットは、第１の基板に対して第１の供給動作を実行する。完了すると、第２の供給ユニットは、第２の基板上方における場所を補正するように僅かな量だけ移動し、第２の基板に対して第２の供給動作を実行することが可能になっている。非接触供給にはＺ軸方向の移動を必要としないことから、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットを共通のＺ軸駆動機構に取り付けることは、供給ユニットのそれぞれから独立して供給を行うことを除外しない。
【００４７】
上述したように、複数の基板間又は単一の基板内の複数のパターン間のオフセット距離を求める場合、基準部等の既知の基準点の画像を取得するようにカメラを動作させることができ、これらの基準点を用いて基板間のオフセット距離が求められる。しかし、オフセット距離は、既知の構成に基づいてディスペンサーのセットアップ中にディスペンサーの操作者が決定してもよい。さらに、上述したように、基板間の正確なオフセット距離は必須ではない。より大まかな距離を適切としてもよい。具体的には、基板間のより精密なオフセット距離は、第２の供給ユニット（又は第２の供給ユニットが固定されている場合は第１の供給ユニット）に必要とされる補正移動を最小限にする役目を果たすが、不正確なオフセット距離によって、精密な第２の供給動作が妨げられるか、又は別様に悪影響を受けることはない。３つ以上の供給ユニット間の実際の相対距離を測定し、それにより、基板間のオフセット距離の設定の誤差を自動調整機構によって補正することができる。
【００４８】
いくつかの実施形態において、単一の基板上に設けられる複数のパターン上に供給を行う場合、各パターンは、そのパターン自体に対応する局所的な位置合わせ基準部の組を有することができる。代替的には、基板は、基板全体及びしたがって複数のパターンを同時に位置合わせするのに用いる１組の全体的な基準部を有してもよい。通常のプロセスプログラムにおいて、供給箇所のうちの複数の場所が既知であり、位置合わせの基準場所に対して全体的に規定されている。したがって、カメラを用いて基準部の実際の場所が測定されると、多くの供給場所の実際の位置を計算することができ、これらの供給場所は、複数の例の繰返しパターンに関連付けられる場所を含む。ガントリに取り付けられる複数の供給ユニットのそれぞれは、上述したように別個に学習又は較正され得る固有のカメラ対ニードルオフセット距離を有するので、また、複数の供給ユニットのそれぞれは別々の時間に動作することができることから、各供給場所の全てに対する適切な位置補正を、複数の供給ユニットのそれぞれに対して別々に及び正確に適用することができる。
【００４９】
ディスペンサーは、互いに独立して動作する複数の供給ユニットによって供給動作を実行するように動作することができることが認められるべきである。カメラ対ニードルオフセット距離は、ディスペンサーによって較正するか、ディスペンサーの操作者が選択することができる。供給の前に、カメラ対ニードルオフセット距離を求めることができる。さらに、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットの場所は、供給の前にそれぞれの場所を決定するために較正することができる。最後に、供給ユニットのそれぞれの間の相対的なオフセット距離を、複数の例の繰返し基板パターン間の相対的なピッチに一致するように、公称として（精密ではない）計算することができる。
【００５０】
したがって、２つの基板又は２つの基板パターンに対する例示的な供給動作は、第１の電子基板パターンを供給位置に送達するステップと、第２の電子基板パターンを供給位置に送達するステップと、第１の電子基板パターンと第１の供給ユニットとを位置合わせするステップと、第１の供給ユニットから所定の距離のところに第２の供給ユニットを位置決めするステップと、第１の供給ユニットから第１の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給するステップと、第２の供給ユニットから第２の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給するステップとからなることができる。いくつかの実施形態において、第１の供給ユニットから材料を供給するステップは、第１の供給ユニットを第１の電子基板パターンに向かって下降させることを含むことができる。同様に、第２の供給ユニットから材料を供給するステップは、第２の供給ユニットを第２の電子基板パターンに向かって下降させることを含むことができる。
【００５１】
別の例示的な供給動作は、第１の電子基板パターン及び第２の電子基板パターンをそれぞれの供給位置に送達するステップと、第１の電子基板パターン上方に第１の供給ユニットを位置決めするステップと、第１の供給ユニットから所定の距離のところに第２の供給ユニットを位置決めするステップと、第１の供給ユニットから第１の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給するステップであって、第１の供給ユニットを第１の電子基板パターンに向かって下降させることを含むステップと、第２の供給ユニットから第２の電子基板パターン上の所望の場所に材料を供給するステップであって、第２の供給ユニットを第２の電子基板パターンに向かって下降させることを含むステップとからなることができる。いくつかの実施形態において、所定の距離は、第１の電子基板パターンに関連付けられる第１の基準点及び第２の電子基板パターンに関連付けられる第２の基準点を特定することによって決定される。
【００５２】
２つの基板に対する更に別の例示的な供給動作は、（１）供給ユニットのそれぞれとカメラとの間の実際の距離を較正するステップと、（２）単数又は複数の基板上の基準場所の実際の位置を特定するステップと、（３）第１の供給ユニットを第１の基板上の第１の供給場所に移動させるステップと、（４）第１の基板上の第１の供給場所に供給を行うステップと、（５）第２の供給ユニットを第２の基板上の第１の供給場所に移動させるステップであって、この移動は僅かであり、したがって迅速に実行される移動である、ステップと、（６）第２の基板上の第１の供給場所に供給を行うステップと、（７）基板上の残りの供給場所のそれぞれに対してステップ（３）〜ステップ（６）を繰り返すステップとからなることができる。上述の動作は、基板上に複数のパターンを有する単一の基板上に供給を行う場合に実行することができる。
【００５３】
本開示の他の実施形態において、デュアルレーンコンベヤーが、ワークをハンドリングするシステムに組み込まれる。このようなシステムにおいて、供給ユニットは、一方のコンベヤーレーンに固定されている部品に供給を続ける一方で、部品が取り出されて、もう一方のコンベヤーレーンに置かれる。
【００５４】
別の例において、基板が位置合わせされる場合、又は携帯電話のパターンのように基板上で互いに位置合わせされる複数の同一パターンの形態では、第１の供給ユニットを第１の基板上に供給を行うように係合させ、その後、第２の供給ユニットを第２の基板上に供給を行うように係合させるのではなく、第１の供給ユニットと第２の供給ユニットとを同時に動作させることができる。したがって、２つの基板に関して、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットは、ビーム及びキャリッジ装置によって、基板上の離間した場所の上方にそれぞれ移動させ、それぞれの基板のこれらの場所に対して供給を行うことができる。材料を供給した後、ビーム及びキャリッジ装置は、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットをそれぞれ別々の場所の上方に移動させ、それらの場所に同時の供給動作を実行するように動作することができる。このプロセスは、材料を必要とする基板上の場所の全てが供給を受けるまで、各場所に対して繰り返すことができる。
【００５５】
上述したように、第２の供給ユニットは、自動調整機構によって第１の供給ユニットに対して所定の距離だけ移動することができ、自動調整機構は、第１の基板と第２の基板との間の距離と等しい長さを達成するように動作することができる。或る特定の実施形態において、第２の供給ユニットは、所望の位置に手動で事前設定することができる。第１の基板及び第２の基板上のパターンは同一であるため、第２の基板上の場所は第１の基板上の場所に対応し、供給ユニットの移動により、基板上の対応する場所の上方に供給ユニットが配置されるようになっている。Ｚ軸移動は、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットにそれぞれ結合される独立のＺ軸駆動機構によって達成することができる。
【００５６】
１つの実施形態において、カメラは、第１のパターン（例えば、基板上の基準部又はパターン目印）の画像を捕捉するとともに、第２のパターン（例えば、基板上の基準部又はパターン目印）の画像を捕捉するように構成されている。カメラは、第１のパターン及び第２のパターンが互いに位置合わせされているか否かの十分な情報を得るために、基板の１つ又は複数の画像を取得することができる。コントローラーは、単数又は複数の画像を取得した後、この単数又は複数の画像を用いて、第１のパターン及び第２のパターンが支持体上に互いに適切に位置決めされているか否かを画像に基づいて確認するように構成されている。適切に位置決めされている場合、供給ユニットは、コントローラーによって制御し、第１のパターンに対する第１の供給ユニットの供給動作と第２のパターンに対する第２の供給ユニットの供給動作とを同時に実行することができる。上述したように、供給ユニットは、基板上に材料を流すか又は発射することが可能な非接触式供給ユニットとすることができる。
【００５７】
２つのパターンが適切に位置決めされていない状況では、ディスペンサーは、パターン上に材料を正確に供給するように動作することができる。例えば、１つの実施形態において、第１の供給ユニットは、第１のパターンに対する供給動作の全てを実行することができる。第１のパターンが完了した後、第１の供給ユニット又は第２の供給ユニットは、第２のパターンに対する供給動作の全てを実行することができる。別の例において、第１の供給ユニットは、第１のパターンの第１の領域に対する供給動作のうちのいくつかを実行することができる。次に、第２の供給ユニットは、第２のパターンの第１の領域に対する供給動作のうちのいくつかを実行することができる。第１のパターン及び第２のパターンの第１の領域が完了した後、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットは、上述した方法で、第１のパターン及び第２のパターンの後続の領域上に材料を順番に供給することができる。
【００５８】
別の実施形態において、２つのパターンが適切に位置決めされていない場合、本方法は、第１のパターンに対する第１の供給動作と第２のパターンに対する第２の供給動作とを同時に実行することを含むことができる。このことは、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットによる供給を続けながら、自動調整機構によって第２の供給ユニットを動的に位置決めすることによって達成することができる。
【００５９】
更なる例において、基板は３つ以上のパターンを含んでもよく、又は３つ以上の別個の基板を準備してもよい。いずれの例でも、カメラは、上述したように、各パターンの画像を捕捉するように構成することができる。コントローラーは、画像を取得した後、単数又は複数の画像を用いて、パターンが同時の供給に向けて十分に位置合わせされているか否かを判断するように構成することができる。１つの実施形態において、ディスペンサーは、パターン上に供給を行う任意の数の供給ユニットを伴って構成することができる。他の実施形態において、ディスペンサーは、上記で開示したように２つの供給ユニットを伴って、すなわち、第１のパターン上に供給を行う１つの供給ユニット（例えば供給ユニット１４）及び第３のパターン上に同時に供給を行う他の供給ユニット（例えば供給ユニット１６）を伴って構成することができる。この手法は、隣り合うパターンが互いにあまりに近くに位置決めされ、それにより、供給ユニットのサイズが相対的に大きいために、隣り合うパターン上方で供給ユニットが動作することが可能でないように妨げられる場合に特に望ましいとすることができる。第１のパターン及び第３のパターン上への供給が完了すると、ディスペンサーは、供給ユニットを移動させ、それにより、第１の供給ユニットが第２のパターン上方に位置決めされ、第２の供給ユニットが、提供される場合は第４のパターン上方に位置決めされるように構成することができる。この一連の動作は、パターンの全てに対して供給動作が実行されるまで続けることができる。パターンの数が奇数の場合、第１の供給ユニットは、第２の供給ユニットを静止させたまま、最後のパターン上に材料を供給するように構成することができる。
【００６０】
３つ以上の供給ユニットを用いる場合に、一つおきのパターン上に同時に供給を行うこの手法を使用することができることが更に想定される。例えば、３つの供給ユニットを用いる場合、第１のパターンと第３のパターンと第５のパターンとが、第１の供給ユニットと第２の供給ユニットと第３の供給ユニットとによってそれぞれ同時に供給を受けることができる。これらのパターン上に供給を行った後、供給ユニットを移動させることができ、それにより、第２のパターンと第４のパターンと第６のパターンとの上に、第１の供給ユニットと第２の供給ユニットと第３の供給ユニットとによってそれぞれ供給を行う。
【００６１】
例示的な一実施形態において、材料を供給する方法は、少なくとも２つの同一のパターンを有する電子基板を供給位置に送達することと、少なくとも２つのパターンの少なくとも１つの画像を捕捉することと、捕捉された画像に基づいて、少なくとも２つのパターンに対して同時に供給動作を実行するために少なくとも２つのパターンが適切に位置決めされているか否かを判断することと、２つのパターンが適切に位置決めされている場合、少なくとも２つのパターンに対して同時に供給動作を実行することとを含むことができる。
【００６２】
材料を供給することは、第１のパターンの第１の場所の上方に第１の供給ユニットを位置決めするとともに、第２のパターンの第１の場所の上方に第２の供給ユニットを位置決めすることを含むことができる。上述したように、第２の供給ユニットは、第１の供給ユニットから所定の距離だけ離間することができる。具体的には、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットから、第１のパターン及び第２のパターンのそれぞれの第１の場所上に材料を供給することができる。供給を行うと、第１の供給ユニットは第１のパターンの第２の場所の上方に移動し、第２の供給ユニットは電子基板の第２のパターンの第２の場所の上方に同時に移動する。移動すると、第１の供給ユニット及び第２の供給ユニットから、第１のパターン及び第２のパターンのそれぞれの第２の場所上に材料を供給することができる。
【００６３】
別の例示的な実施形態において、材料を供給する方法は、（１）電子基板上の２つ以上の場所の位置を特定することと、（２）特定された位置に基づいて、第１のパターンの供給場所及び第２のパターンの供給場所が、第１のパターン及び第２のパターン上に同時の供給動作を実行するために適切に位置決めされているか否かを判断することと、（３）第１の供給ユニットを第１のパターン上の供給場所に、また、第２の供給ユニットを第２のパターン上の供給場所に移動させることであって、第１のパターンの供給場所は、第２のパターン上の供給場所に対応することと、（４）第１の供給ユニットによって第１のパターン上の第１の供給場所に、また、第２の供給ユニットによって第２のパターン上の第１の供給場所に供給を行うことと、（５）電子基板の第１のパターン及び第２のパターン上の各残りの供給場所に対してステップ（３）及びステップ（４）を繰り返すこととを含むことができる。上述したように、本方法を実行する前に、第１の供給ユニットとカメラとの間の距離及び第２の供給ユニットとカメラとの間の距離を較正することができる。
【００６４】
このように、本開示の少なくとも１つの実施形態のいく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、及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、及び改善は、本開示の一部であることを意図しており、本開示の精神及び範囲内にあることを意図している。したがって、これまでの説明及び図面は例にすぎない。
【図１】
2018020322.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月5日(2017.10.5)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本開示は、包括的には、粘性材料をプリント回路基板等の基板上に供給する装置に関し、より詳細には、高効率かつ高精度で材料を基板上に供給する装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動をもたらすように構成されているガントリを備えるフレームであって、前記ガントリは、第１サイドレールと、第２サイドレールと、前記第１サイドレール及び前記第２サイドレールの間に延びるビームとを含んでいて、前記ビームは、Ｙ軸移動を達成するために、前記第１及び第２サイドレールに沿ってＹ軸方向に移動するように構成されており、前記ガントリは前記ビームに搭載されたキャリッジを更に含んでいて、前記キャリッジは前記ビームの長さに沿ってＸ軸方向に移動するように構成されている、フレームと、
前記フレームに結合され、前記ガントリの下の少なくとも１つの電子基板を支持するように構成されている支持体と、
前記キャリッジに結合され、材料を供給するように構成されている第１のディスペンサーと、
自動調整機構によって前記キャリッジに結合され、材料を供給するように構成されている第２のディスペンサーと、
前記フレーム及び前記ガントリのうちの一方に結合される撮像装置であって、電子基板の第１のパターン及び第２のパターンの少なくとも一つの画像を捕捉するように構成され、前記第２のパターンが前記第１のパターンと略同一である、撮像装置と、
前記ガントリ、前記第１のディスペンサー、前記第２のディスペンサー、前記自動調整機構、及び前記撮像装置の動作を制御するように構成されているコントローラーと、を備えており、
前記自動調整機構は、前記第１のディスペンサー及び前記第２のディスペンサーが前記電子基板上に材料を供給する供給動作中に、前記第２のディスペンサーを前記Ｘ軸方向に移動させ、前記第１のディスペンサーと前記第２のディスペンサーとの間の間隔を操作して調整するように構成されており、
前記自動調整機構は、前記キャリッジに固定されたリニア軸受と、前記リニア軸受上を移動するように構成されて前記第２のディスペンサーに結合されている取付けブロックと、前記取付けブロックを前記リニア軸受に沿って移動させるように構成されている第１のリニア駆動モーター組立体とを含んでいる、供給装置。
【請求項２】
前記第１のリニア駆動モーター組立体は、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターを備え、前記ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターは、機械的に結合されるモーターによって駆動される、請求項１に記載の供給装置。
【請求項３】
前記自動調整機構は、更に前記第２のディスペンサーを前記Ｙ軸方向に移動させるように構成されており、前記取付けブロックに固定され、前記リニア軸受の方向に対して垂直な方向に延在する第１のブラケットと、前記第２のディスペンサーに固定され、前記第１のブラケット上を移動するように構成されている第２のブラケットとを更に備える、請求項１に記載の供給装置。
【請求項４】
前記自動調整機構は、前記第２のブラケットを前記第１のブラケットに沿って移動させるように構成されている第２のリニア駆動モーター組立体を更に備える、請求項３に記載の供給装置。
【請求項５】
前記第２のリニア駆動モーター組立体は、ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターを備え、前記ボールねじ駆動によるリニアアクチュエーターは、機械的に結合されるモーターによって駆動される、請求項４に記載の供給装置。
【請求項６】
前記第１のディスペンサー及び前記第２のディスペンサーのそれぞれについて、Ｚ軸駆動装置が、前記ディスペンサーによる供給動作を実行する際に、前記ディスペンサーを支持するとともに下降させるように構成されている、請求項１に記載の供給装置。
【請求項７】
前記二つのパターンが適切に位置決めされていない場合、前記自動調整機構は、前記第１及び第２のディスペンサーによる供給を継続している間に、前記第２のディスペンサーを動的に位置決めする、請求項１に記載の供給装置。
【請求項８】
前記撮像装置は、前記電子基板の少なくとも部分の位置を特定し、前記電子基板の部分の相対的なオフセット及び回転を計算するように構成されている、請求項７に記載の供給装置。
【外国語明細書】
2018020322000001.pdf