(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂面及び底面を有する基板上に粘性材料を供給するディスペンサーであって、該ディスペンサーは、
フレームと、
前記フレームに結合されるガントリシステムと、
前記ガントリシステムに結合される供給ユニットであって、前記ガントリシステムは、該供給ユニットをＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向に移動させるように構成されている、供給ユニットと、
前記フレーム内に配置されて該フレームに結合されるとともに、前記基板の前記頂面及び前記基板の前記底面上に材料を供給する供給位置に前記基板を支持するように構成されている基板支持アセンブリと、
前記フレームに結合されるとともに、前記基板支持アセンブリに基板を出し入れする搬送を行うように構成されている搬送システムと、
前記フレームに結合されるとともに、前記搬送システムと通信する反転機システムであって、該反転機システムは、前記フレームの外部に位置付けられるとともに、前記基板の前記頂面が上を向く第１の位置と、前記基板の前記底面が上を向く第２の位置との間で基板の向きを回転させるように構成されており、該反転機システムは、前記基板の１つの縁部に係合するように構成されている第１の被駆動アセンブリと、前記基板の反対側の縁部に係合するように構成されている第２の被駆動アセンブリとを備え、前記第１の被駆動アセンブリ及び前記第２の被駆動アセンブリは、前記基板の直線運動を駆動するように構成されている、反転機システムと、
を備え、
前記フレームは、前記搬送システムの出口側に配置されたシェルフを備え、該シェルフは、前記反転機システムを支持するように構成されており、
前記基板支持アセンブリは、２つのレーン、すなわち前方レーン及び後方レーンを備え、前記搬送システムは、前記ディスペンサーの前記前方レーン及び前記後方レーンに基板を運ぶように構成されており、
前記反転機システムは、前記前方レーンと前記後方レーンとの間をレールに沿って移動するように構成されている、ディスペンサー。
【請求項２】
前記反転機システムの前記第１の被駆動アセンブリは、第１のローラーアセンブリを備え、前記反転機システムの前記第２の被駆動アセンブリは、前記基板の反対側の縁部に係合するように構成されている第２のローラーアセンブリを備える、請求項１に記載のディスペンサー。
【請求項３】
前記第１のローラーアセンブリ及び前記第２のローラーアセンブリのそれぞれは、支持構造体と、該支持構造体に結合されるとともに、前記基板の頂縁部及び前記基板の底縁部のうちの一方に係合するように構成されている複数のローラーと、前記支持構造体に結合されるとともに、前記ローラーの回転を駆動するように構成されているローラー駆動アセンブリとを備える、請求項２に記載のディスペンサー。
【請求項４】
前記第１のローラーアセンブリ及び前記第２のローラーアセンブリのそれぞれは、前記ローラーアセンブリの前記支持構造体に接続される枢動アセンブリを備える、請求項３に記載のディスペンサー。
【請求項５】
前記第１のローラーアセンブリ及び前記第２のローラーアセンブリのそれぞれの前記ローラーは、複数の歯車を備え、各歯車は、それぞれのローラーと連動する、請求項３に記載のディスペンサー。
【請求項６】
前記第１のローラーアセンブリ及び前記第２のローラーアセンブリのそれぞれは、前記支持構造体に結合されるとともに、前記基板の前記頂縁部及び前記基板の前記底縁部のうちの他方に係合するように構成されているベルト駆動アセンブリを更に備える、請求項３に記載のディスペンサー。
【請求項７】
前記第１のローラーアセンブリ及び前記第２のローラーアセンブリのそれぞれは、前記ローラーアセンブリの前記支持構造体に接続される枢動アセンブリを備える、請求項６に記載のディスペンサー。
【請求項８】
前記枢動アセンブリは、前記支持構造体に固定される枢動軸と、該枢動軸を回転させる回転駆動アセンブリとを備え、それにより、前記支持構造体及び前記ローラーを回転させる、請求項７に記載のディスペンサー。
【請求項９】
前記回転駆動アセンブリは、前記枢動軸に結合されるベルトと、該ベルトを駆動して前記枢動軸を回転させるように構成されているモーターとを備える、請求項８に記載のディスペンサー。
【請求項１０】
前記第１のローラーアセンブリ及び前記第２のローラーアセンブリのそれぞれの前記ローラーは、複数の歯車を備え、各歯車は、それぞれのローラーと連動する、請求項６に記載のディスペンサー。
【請求項１１】
前記第１のローラーアセンブリ及び前記第２のローラーアセンブリのそれぞれの前記ローラー駆動アセンブリは、前記複数の歯車のうちの１つの駆動歯車に結合される、請求項１０に記載のディスペンサー。
【請求項１２】
前記ローラー駆動アセンブリは、前記駆動歯車に結合されるベルトと、前記ベルトを駆動して前記駆動歯車を回転させるように構成されているモーターとを備える、請求項１１に記載のディスペンサー。
【請求項１３】
前記支持構造体は、前記複数のローラーに連結される第１の支持部材と、前記ベルト駆動アセンブリに連結される第２の支持部材とを備え、前記第１の支持部材は、前記第２の支持部材に対して上下に移動するように構成されている、請求項６に記載のディスペンサー。
【請求項１４】
前記第１のローラーアセンブリ及び前記第２のローラーアセンブリのそれぞれは、前記第１の支持部材を前記第２の支持部材に対して移動させるように構成されているカム機構を更に備える、請求項１３に記載のディスペンサー。
【請求項１５】
基板の頂面及び前記基板の底面上に粘性材料を堆積する方法であって、該方法は、
第１のレーンを通してディスペンサーの基板支持アセンブリに前記基板を運ぶことと、
前記基板の前記頂面上に粘性材料の供給動作を行うことと、
前記ディスペンサーと連動する反転機システムに前記基板を移動させることと、
前記基板の前記底面が上を向くように前記基板を回転させることと、
前記基板を前記基板支持アセンブリに戻すことと、
前記基板の前記底面上に粘性材料の供給動作を行うことと、
前記ディスペンサーの前記基板支持アセンブリから前記基板を取り出すことと、
第２のレーンを通して前記ディスペンサーの前記基板支持アセンブリに別の基板を運ぶことと、
基板を回転させていずれかのレーンへ再挿入するために、基板を回転させるように構成されている反転機システムを前記第１のレーンと前記第２のレーンとの間で移動させることと、
を含む方法。
【請求項１６】
前記基板の回転の前にローラーアセンブリによって前記基板をクランプすることを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本方法は、概ね、プリント回路基板等の基板上に粘性材料を供給する方法及び装置に関し、より詳細には、基板の両側に粘性材料を供給することが可能なディスペンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
多様な用途に向けて、計測した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又はディスペンサーが存在する。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、回路基板上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。アンダーフィル材及び封入材は、その組付けの機械的特性及び環境的特性を向上させるように用いられる。通常、このような自動供給システムは、回路基板の片面にしか供給を行うことが可能でない。
【０００３】
図１は、全体として１０で示されている既知のディスペンサーを概略的に示している。ディスペンサー１０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）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。代替的に、ディスペンサー１０は、自動車のガスケット材を塗布するため又は或る特定の医療用途等の他の用途において用いてもよい。本明細書において用いられるとき、粘性材料又は半粘性材料への言及は、例示的であり、限定的ではないように意図されていることが理解されるべきである。１つの実施形態において、ディスペンサー１０は、それぞれ全体として１４及び１６で示されている第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、１つ又は複数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。
【０００４】
また、ディスペンサー１０は、基板１２を支持するベースすなわち支持体２２を備えるフレーム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供給ユニットガントリ２４と、例えば較正手順の一環として粘性材料の供給量を計量し、コントローラー１８に重量データを提供する重量測定装置又は計量器２６とを備えてもよい。ディスペンサー１０において、コンベアシステム（図示せず）、又はウォーキングビーム等の他の搬送機構を用いて、ディスペンサーへの基板の装填及びディスペンサーからの基板の取出しを制御してもよい。ガントリ２４は、コントローラー１８の制御下にあるモーターを用いて移動させて、供給ユニット１４、１６を基板の上方にある所定の場所に位置決めすることができる。ディスペンサー１０は、コントローラー１８に接続され、作業者に対して種々の情報を表示する表示ユニット２８を備えてもよい。供給ユニットを制御する第２のコントローラーが必要に応じて存在してもよい。
【０００５】
供給動作を実行する前に、上述したように、基板、例えばプリント回路基板をディスペンサーの供給ユニットと位置合わせさせるか、又は別様に整合させなければならない。ディスペンサーは視覚システム３０を更に備える。視覚システム３０は、フレーム２０に可動に結合され、視覚システムを支持するとともに移動させる視覚システムガントリ３２に結合される。視覚システムガントリ３２は、供給ユニットガントリ２４とは別個に示しているが、供給ユニット１４、１６と同じガントリシステムを利用してもよい。述べたように、視覚システム３０は、基板上の基準部又は他の特徴部及び構成要素として知られている目印の場所を確認するのに使用される。コントローラーは、場所が特定されると、供給ユニット１４、１６のうちの一方又は双方の動きを操作して、電子基板上に材料を供給するようにプログラムすることができる。供給動作はコントローラー１８によって制御してもよく、コントローラー１８は、材料ディスペンサーを制御するように構成されているコンピューターシステムを備えてもよい。別の実施形態において、コントローラー１８は、作業者によって操作してもよい。
【０００６】
いくつかの実施形態において、ディスペンサー１０は以下のように動作してもよい。コンベアシステムを用いて、ディスペンサー１０内の堆積位置に回路基板を装填してもよい。回路基板は、視覚システム３０を使用することで供給ユニット１４、１６と位置合わせされる。次に、供給ユニット１４、１６がコントローラー１８によって始動され、堆積動作を実行してもよい。この堆積動作において、材料が回路基板上の正確な位置に堆積される。供給ユニット１４、１６が堆積動作を実行すると、この回路基板を、第２の後続の回路基板を材料堆積システムに装填することができるようにコンベアシステムによってディスペンサー１０から搬送してもよい。供給ユニット１４、１６は、素早く取り外され、他のユニットと交換されるように構築してもよい。ディスペンサー１０は、回路基板の片側にしか材料を供給することが可能でない。
【０００７】
このような材料を回路基板の両側に供給することが望ましい場合がある。このようなディスペンサーの１つは、韓国のインチョン所在のProtec Co., Ltd社によって提供されており、基板がディスペンサーを通って進む方向に対して横断方向にある軸の回りに回転する基板支持体を組み込んでいる。このディスペンサーでは、基板の縁部に係合するベルトが、基板をディスペンサーに通して移動させる。この構成では、基板の縁部付近に材料を供給しようとする場合、これらのベルトが供給ユニットに干渉するので、基板の縁部付近に材料を供給することが困難である。
【０００８】
基板の両側に材料を堆積するために基板を反転させることが可能な他のディスペンサーの例が、２０１３年１１月１４日に出願されたDennis G. Doyle及びThomas E. Robinsonによる「DISPENSING APPARATUS HAVING SUBSTRATE INVERTER SYSTEM AND CLAMPING SYSTEM, AND METHOD FOR DISPENSING A VISCOUS MATERIAL ON A SUBSTRATE（基板反転機システム及びクランプシステムを備える供給装置、並びに基板上に粘性材料を供給する方法）」と題する米国特許出願第１４／０８０１６９号（代理人整理番号Ｃ２０１３−７３１７１９）、２０１３年１１月１４日に出願されたDennis G. Doyleによる「DISPENSING APPARATUS HAVING SUBSTRATE INVERTER SYSTEM AND ROLLER SYSTEM, AND METHOD FOR DISPENSING A VISCOUS MATERIAL ON A SUBSTRATE（基板反転機システム及びローラーシステムを備える供給装置、並びに基板上に粘性材料を供給する方法）」と題する米国特許出願第１４／０８０３４５号（代理人整理番号Ｃ２０１３−７３１８１９）、及び２０１３年１１月１４日に出願されたDennis G. Doyle及びThomas E. Robinsonによる「DISPENSING APPARATUS HAVING TRANSPORT SYSTEM AND METHOD FOR TRANSPORTING A SUBSTRATE WITHIN THE DISPENSING APPARATUS（搬送システムを備える供給装置及び供給装置内で基板を搬送する方法）」と題する米国特許出願第１４／０８０１７４号（代理人整理番号Ｃ２０１３−７３１９１９）に開示されている。これらの特許出願の全ては、本開示の譲受人によって所有され、全ての目的で引用することにより本明細書の一部をなす。
【発明の概要】
【０００９】
本開示の１つの態様は、頂面及び底面を有する基板上に粘性材料を供給するディスペンサーに関する。１つの実施形態において、ディスペンサーは、フレームと、フレームに結合されるガントリシステムと、ガントリシステムに結合される供給ユニットとを備える。ガントリシステムは、供給ユニットをＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向に移動させるように構成されている。ディスペンサーは、フレームに結合されるとともに、基板の頂面及び基板の底面上に材料の供給を行う供給位置に基板を支持するように構成されている基板支持アセンブリと、フレームに結合されるとともに、基板支持アセンブリに基板を出し入れする搬送を行うように構成されている搬送システムとを更に備える。ディスペンサーは、フレームに結合されるとともに搬送システムと通信する反転機システムを更に備える。反転機システムは、基板支持アセンブリの外部に位置付けられ、基板の頂面が上を向く第１の位置と、基板の底面が上を向く第２の位置との間で基板の向きを回転させるように構成されている。反転機システムは、基板の１つの縁部に係合するように構成されている第１の被駆動アセンブリと、基板の反対側の縁部に係合するように構成されている第２の被駆動アセンブリとを備える。第１の被駆動アセンブリ及び第２の被駆動アセンブリは、基板の直線運動を駆動するように構成されている。
【００１０】
本ディスペンサーの実施形態は、第１のローラーアセンブリを備える反転機システムの第１の被駆動アセンブリを更に備えることができ、反転機システムの第２の被駆動アセンブリは、基板の反対側の縁部に係合するように構成されている第２のローラーアセンブリを備える。第１のローラーアセンブリ及び第２のローラーアセンブリのそれぞれは、支持構造体と、この支持構造体に結合されるとともに、基板の頂縁部及び基板の底縁部のうちの一方に係合するように構成されている複数のローラーと、支持構造体に結合されるとともに、ローラーの回転を駆動するように構成されているローラー駆動アセンブリとを備えることができる。第１のローラーアセンブリ及び第２のローラーアセンブリのそれぞれは、ローラーアセンブリの支持構造体に接続される枢動アセンブリを備えることができる。第１のローラーアセンブリ及び第２のローラーアセンブリのそれぞれのローラーは、複数の歯車を備えることができ、各歯車は、それぞれのローラーと連動する。第１のローラーアセンブリ及び第２のローラーアセンブリのそれぞれは、支持構造体に結合されるとともに、基板の頂縁部及び基板の底縁部のうちの他方に係合するように構成されているベルト駆動アセンブリを更に備えることができる。第１のローラーアセンブリ及び第２のローラーアセンブリのそれぞれは、ローラーアセンブリの支持構造体に接続される枢動アセンブリを備えることができる。枢動アセンブリは、支持構造体に固定される枢動軸と、この枢動軸を回転させる回転駆動アセンブリとを備えることができ、それにより、支持構造体及びローラーを回転させる。回転駆動アセンブリは、枢動軸に結合されるベルトと、このベルトを駆動して枢動軸を回転させるように構成されているモーターとを備えることができる。第１のローラーアセンブリ及び第２のローラーアセンブリのそれぞれのローラーは、複数の歯車を備えることができ、各歯車は、それぞれのローラーと連動する。第１のローラーアセンブリ及び第２のローラーアセンブリのそれぞれのローラー駆動アセンブリは、複数の歯車のうちの１つの駆動歯車に結合することができる。ローラー駆動アセンブリは、駆動歯車に結合されるベルトと、ベルトを駆動して駆動歯車を回転させるように構成されているモーターとを備えることができる。支持構造体は、複数のローラーに連結される第１の支持部材と、ベルト駆動アセンブリに連結される第２の支持部材とを備えることができ、第１の支持部材は、第２の支持部材に対して上下に移動するように構成される。第１のローラーアセンブリ及び第２のローラーアセンブリのそれぞれは、第１の支持部材を第２の支持部材に対して移動させるように構成されているカム機構を更に備えることができる。フレームは、搬送システムの出口側に配置されたシェルフを備えることができ、このシェルフは、反転機システムを支持するように構成される。基板支持アセンブリは、２つのレーン、すなわち前方レーン及び後方レーンを備えることができ、搬送システムは、ディスペンサーの前方レーン及び後方レーンに基板を運ぶように構成される。反転機システムは、前方レーンと後方レーンとの間をレールに沿って移動するように構成することができる。
【００１１】
本開示の別の態様は、基板の頂面及び基板の底面上に材料を堆積する方法に関する。１つの実施形態において、本方法は、第１のレーンを通してディスペンサーの基板支持アセンブリに基板を運ぶことと、基板の頂面上に供給動作を行うことと、ディスペンサーと連動する反転機システムに基板を移動させることと、基板の底面が上を向くように基板を回転させることと、基板を基板支持アセンブリに戻すことと、基板の底面上に供給動作を行うことと、ディスペンサーの基板支持アセンブリから基板を取り出すことと、第２のレーンを通してディスペンサーの基板支持アセンブリに別の基板を運ぶこととを含む。
【００１２】
本方法の実施形態は、基板を第１のレーンと第２のレーンとの間で回転させ、基板をいずれかのレーンへの再挿入のために回転させるように構成されている反転機システムを移動させることを更に含むことができる。本方法は、基板の回転の前にローラーアセンブリによって基板をクランプすることを更に含むことができる。
【００１３】
本開示のよりよい理解のために図が参照される。図は、参照することにより本明細書の一部をなす。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来技術のディスペンサーの概略図である。
【図２】ディスペンサー内部を示すためにディスペンサーのカバーが開放位置にある、本開示の一実施形態のディスペンサーの斜視図である。
【図３】本開示の一実施形態の外付け反転機システムを備えるディスペンサーの拡大上面斜視図である。
【図４】外付け反転機システムの拡大斜視図である。
【図５】外付け反転機システムの一部の拡大斜視図である。
【図６】外付け反転機システムの別の部分の別の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
単に例示のためであり、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。本開示は、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「含む（including）」、「備える（comprising）」、「有する（having）」、「含有する（containing）」、「伴う（involving）」及びそれらの変形の用語を使用することは、その対象となるものと、その均等物及び追加のものとを包含することを意味する。
【００１６】
以下、例示のために、回路基板上にはんだペーストを供給するのに用いられるディスペンサーを参照しながら本開示の実施形態を記載する。この装置及び関連の方法は、種々の基板上に糊、接着剤、及び封入材等の他の粘性材料又は供給材料の供給を必要とする他の用途において用いることもできる。例えば、この装置を用いて、チップスケールパッケージのアンダーフィルとして使用されるエポキシ樹脂を供給してもよい。或る特定の実施形態において、供給ユニットは、マサチューセッツ州フランクリン所在のSpeedline Technologies, Inc.社によって提供されているタイプのものとしてもよい。
【００１７】
本開示は、基板の両側に材料を堆積するために基板を反転させる反転機システムに関する。具体的には、反転機システムは、ディスペンサーと連動するとともに、供給ゾーンの外部にある。１つの例において、基板の頂側が完成する（すなわち、ディスペンサーにより供給が行われる）と、基板はディスペンサーから出て反転機システムに向かい、反転機システムにより基板が反転され、基板がディスペンサー内に戻され、基板の底側に供給が行われる。本開示の反転機システムは、広範な基板厚さを有する基板を反転させることが可能である。或る特定の実施形態において、反転機システムは、０．５ｍｍ〜５ｍｍ厚の範囲の厚さを有し、部品縁のクリアランスが頂側及び底側の双方に３ｍｍある基板を反転させることが可能である。この範囲の基板では手動又は自動の調整が可能でない。反転機システムの一目的は、特定の基板厚さ向けに特別に設計されることを必要とせずに、ディスペンサーを様々な顧客用途に適合させることを可能にすることである。
【００１８】
ディスペンサーに内蔵されている従来技術の反転機では、２つのＯリングベルト、又は１つの平ベルト及びいくつかのＯリングアイドラプーリーによって、基板が固定される。この反転機は、限られた範囲の厚さにしか対応することが可能でない。それは、基板を駆動するベルトの牽引力を維持するために、最小限に抑えた挟持力を得なければならないためである。
【００１９】
本開示の実施形態の反転機システムは、広範な基板厚さに対応することが可能なベルト／ローラークランプ構成を利用する。開放状態では、反転機システムのベルト駆動系とローラー駆動系との間のクランプ間隙は５ｍｍである。反転機システムの枢動中心点は、ベルト上方２．５ｍｍにあり、クランプの中心に合わされている。ベルト及びローラーの双方は、同じモーターによって駆動され、したがって同期して動作する。
【００２０】
基板は、標準的なベルト駆動装置を用いて反転機システム内に駆動される。反転機システムに入ると、空気シリンダーが作動し、空気シリンダーはカムを用いてローラーを基板に対して下降させ、基板をベルトにクランプする。それにより、１８０度の回転の間、滑らないようにベルトが基板を保持することが可能である。反転機システムが回転した後、空気シリンダーは停止し、ローラー駆動系及び基板の双方をディスペンサーへと戻すように搬送高さまで下降させる。次いで、ローラーが基板を駆動してディスペンサー内に戻し、底側に供給を行う。その後、反転機システムは１８０度回転して元の向きに戻り、基板が機械から出て、またこのプロセスが繰り返されるまで待機する。
【００２１】
本開示は、反転機システムが供給ゾーンの外部に設けられている、基板支持アセンブリを備えるディスペンサーに関する。反転機システムは、基板の縁付近に材料を供給する際に供給ユニットに干渉せずに基板に係合するように設計されている。本明細書に開示されているディスペンサーは、基板を反転させることが可能であり、それにより、供給ユニットが基板の両側に材料を供給することが可能である。
【００２２】
図面、より詳細には図２及び図３を参照すると、本開示の一実施形態のディスペンサー（全体として５０で示されている）は、基板の両側に材料を供給するように構成されている。基板は図面全体を通して１２で示されており、基板の頂面は１２ａで示され、基板の底面は１２ｂで示されている。ディスペンサー１０と同様に、本開示の実施形態のディスペンサー５０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）を電子基板上に供給するのに用いられる。電子基板１２は、プリント回路基板、半導体ウェハー、又は粘性材料を供給することができる他のタイプの基板を体現することができる。
【００２３】
図示のように、ディスペンサー５０は、ディスペンサーのシステム及び部品を支持するフレーム５２を備える。フレーム５２は、ディスペンサー５０の内部にアクセスするためのアクセスドア５４（図２では開放位置で示されている）を備える。ディスペンサー５０は、ディスペンサーに基板１２を出し入れする往復移動を行う搬送システム（全体として５６で示されている）を更に備える。１つの実施形態において、搬送システム５６は、フレームによって支持される当該技術分野において既知のローラーアセンブリを備える。ローラーアセンブリは、ディスペンサー５０に基板を出し入れするように位置付けられている。具体的には、搬送システム５６のローラーアセンブリは、基板１２の縁部に係合し、ディスペンサーを通って移動する基板を駆動するように設計されている。
【００２４】
図３を更に参照すると、ディスペンサー５０は、供給動作の間、基板１２を支持するように構成されている基板支持アセンブリ（全体として５８で示されている）を更に備える。図示のように、基板支持アセンブリ５８は、搬送システム５６と協働し、またいくつかの実施形態では搬送システム５６の一部であり、それにより、ディスペンサー５０に設けられた２つのレーン６０、６２のうちの一方において基板支持アセンブリに往復して運ばれる基板１２を支持する。基板支持アセンブリ５８は、供給動作の前及び間に基板１２を位置合わせ及び支持するように構成されている。供給動作が行われると、搬送アセンブリ５６は、基板支持アセンブリ５８から基板１２を取り出し、別の基板を基板支持アセンブリに運ぶことができるようになっている。
【００２５】
ディスペンサー５０は、ガントリシステム６６によってフレーム５２に接続される少なくとも１つの供給ユニット６４を更に備える。２つ以上の供給ユニット６４を設けてもよいことが理解されるべきである。ディスペンサー５０は、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を更に備える。ディスペンサー５０は、基板１２を位置合わせ及び検査する視覚システム３０等の視覚システムも備えることができる。ここでは、視覚システムはコントローラーと協働し、基板を適切に位置合わせして検査する。ディスペンサーは、例えば較正手順の一環として粘性材料の供給量を計量して、重量データをコントローラーに提供する計量器２６等の計量器を更に備えることができる。
【００２６】
１つの実施形態において、ガントリシステム６６は、コントローラーの制御下でモーターを用いて動かし、基板１２上の所定の場所に供給ユニット６４を位置決めすることができる。１つの実施形態において、基板１２は、搬送システム５６によってディスペンサー５０内の基板支持アセンブリ５８に装填される。基板１２は、視覚システムを用いて供給ユニット６４と位置合わせされる。次いで、供給ユニット６４はコントローラーによって始動され、基板１２の正確な場所に材料を堆積する堆積動作を行う。供給ユニット６４が供給堆積動作を行うと、基板１２は搬送システム５６によってディスペンサー５０から搬送され、第２の後続の基板１２が、ディスペンサー内の同じ前方レーン６０又は後方レーン６２のいずれかに装填されるようになっている。後述するように、本開示の実施形態のディスペンサー５０は、基板１２の両側に材料を供給することが可能である。
【００２７】
記載のディスペンサー５０は、ここまでは従来から既知の供給システムと同様である。１つ異なるのは、ディスペンサー５０は２つのレーン６０、６２を備え、このレーン６０、６２を通って、搬送システム５６がディスペンサーを通して基板１２を運び、供給動作を開始することである。図３に示されているように、前方レーン６０はディスペンサー５０の前方に隣接して位置付けられ、後方レーン６２はディスペンサーの後方に隣接して位置付けられる。２つのレーンを設けることにより、ディスペンサー５０を通る基板１２のスループットが増大する。搬送システム５６は、前方レーン６０及び後方レーン６２の双方を通して基板を搬送するように設計されている。構成としては、各システムは、ディスペンサー５０の他のシステム及び他の部品のサブアセンブリと相互作用して、ディスペンサーに基板１２を出し入れするように移動させ、基板上に材料を供給するサブアセンブリを備えるようになっている。ディスペンサー５０と連動するコントローラーは、ディスペンサーのシステムの動作を制御するように構成されている。１つの実施形態において、コントローラーは、ディスペンサー１０のコントローラー１８と同様であり、その機能をもたらす。
【００２８】
図３に示されているように、ディスペンサーは、フレーム５２に結合されるとともに搬送システム５６と通信する反転機システム（全体として７０で示されている）を更に備える。１つの実施形態において、反転機システム７０は、基板支持アセンブリ５８の外部に位置付けられ、基板の頂面１２ａが上を向く第１の位置と、基板の底面１２ｂが上を向く第２の位置との間で基板１２の向きを回転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、フレーム５２は、搬送システム５６の出口側に配置されたシェルフ７２を備える。シェルフ７２は、反転機システム７０を支持し、コントローラーを介して反転機システム７０に動作制御及び動力を与えるように構成されている。
【００２９】
反転機システム７０は、反転機システムに結合される１対のレール７４、７６を備える移動機構によってシェルフ７２上で前方レーン６０と後方レーン６２との間を移動するように構成されている。移動機構は、反転機システム７０をレール７４、７６上で移動させるボールねじ駆動装置を更に体現することができる。構成としては、反転機システム７０は、前方レーン６０と後方レーン６２との間を移動し、基板の両側１２ａ、１２ｂに供給が必要となる場合にこれらのレーンの双方に運ばれる基板１２を反転させるようになっている。具体的には、反転機システム７０は、基板１２の底面１２ｂが上を向くように基板を回転させることが可能であり、それにより、供給ユニット６４は底面上に材料を供給することができる。或る特定の実施形態において、基板１２の最大サイズはおよそ１０インチ×１０インチである。したがって、長さ及び幅が１０インチ×１０インチである基板１２では、基板の回転経路は幅１０インチかつ長さ１０インチとなる。
【００３０】
図４を参照すると、反転機システム７０は、反転機システムの作動部品を支持するように設計されているフレームアセンブリを備える。フレームアセンブリは、片側に設けられる第１の支持体７８と、もう一方の側に設けられる第２の相補的な支持体８０とを備える。第１の支持体７８及び第２の支持体８０は、反転機システム７０の部品を支持することが可能な、鋼又はアルミニウム合金等の任意の好適な材料によって作製することができる。第１の支持体７８及び第２の支持体８０のそれぞれは、実質的に同一の構造とすることができる。
【００３１】
１つの実施形態において、第１の支持体は、第１の基部８２と、第１の基部から上方に延在する第１の柱部８４とを備える。図示のように、第１の基部８２は、それぞれ８６で示されている１対のウェブ部を備え、このウェブ部により、第１の支持体７８に構造的な支持が与えられる。第１の支持体７８の第１の基部８２は、それぞれ８８で示されている１対のガイドを更に備え、このガイドにより、シェルフ７２に設けられたレール７４、７６に沿った第１の支持体の移動がガイドされる。同様に、第２の支持体８０は、第２の基部９０と、第２の基部から上方に延在する第２の柱部９２とを備える。図示されていないが、第２の支持体８０も、第２の支持体に構造的な支持を与えるウェブ部を備える。第２の支持体８０の第２の基部９０は、レール７４、７６に沿った第１の支持体の移動をガイドする、それぞれ９４で示されている１対のガイドを更に備える。
【００３２】
構成としては、移動機構は、反転機システム７０を前方レーン６０と後方レーン６２との間でレール７４、７６に沿って往復移動させ、反転機システムの前方レーン及び後方レーンのそれぞれに運ばれる基板を反転させるような構成になっている。さらに、第１の支持体７８及び第２の支持体８０は、好適な駆動アセンブリによって互いに対して可動であり、多様な幅を有する基板に対応することができる。或る特定の実施形態において、第１の支持体７８及び第２の支持体８０の移動は、第１の柱部８４と第２の柱部９２との間に延在する１対のボールねじ駆動アセンブリによって達成することができる。構成としては、基板の幅を調整するために、１つのモーターが第１の柱８４に取り付けられ、ボールナットが第２の支持体８０に取り付けられる。他のボールねじがマウントによってシェルフ７２上に固定される。このボールねじは、第１の基部８２に設けられたボールナットに係合し、アセンブリ全体を前方レーンと後方レーンとの間で移動させるように用いられる。
【００３３】
反転機システム７０は、第１の支持体７８によって支持されるとともに、基板１２の１つの縁部に係合するように構成されている第１のローラーアセンブリ（全体として９６で示されている）と、第２の支持体８０によって支持されるとともに、基板の反対側の縁部に係合するように構成されている第２のローラーアセンブリ（全体として９８で示されている）とを更に備える。ローラーアセンブリ９６、９８は、反転動作の間、基板１２のそれぞれの縁部を把持しながら、搬送システム５８からの補助で基板を基板支持アセンブリ５６上の供給位置に戻すことが可能であるように設計されている。図３に示されているように、第１のローラーアセンブリ９６及び第２のローラーアセンブリ９８は、搬送システム５８の高さと同一平面上の高さに位置付けられている。これにより、シェルフ７２は搬送システム５８の高さより下に位置する。ローラーアセンブリ９６、９８は、５ｍｍ厚までの多様な厚さを有する基板１２に対応するように更に設計されている。後述するように、ローラーアセンブリ９６、９８は、互いに同期して、同時かつ同速で基板１２を回転させる。
【００３４】
図５を更に参照すると、第１のローラーアセンブリ９６及び第２のローラーアセンブリ９８のそれぞれは同一の構成である。記載を簡単にするために、第１のローラーアセンブリ９６の構成部品及びアセンブリを詳細に記載するが、それに伴い第２のローラーアセンブリ９８が実質的に同一であると理解される。１つの実施形態において、第１のローラーアセンブリ９６は、全体として１００で示されている細長い支持構造体を備え、この細長い支持構造体は、第１の支持体７８の柱部８４に枢動式に接続する。第１のローラーアセンブリは、それぞれ１０２で示されている複数のローラー（例えば１１個）を更に備え、これらのローラーは、支持構造体１００の内側かつ支持構造体の長さに沿って結合される。ローラー１０２は、基板１２の頂縁部に係合するように構成されている。ローラー１０２は、支持構造体１００に結合される駆動アセンブリによって駆動され、反転機システム７０に基板１２を出し入れするように移動させる。
【００３５】
或る特定の実施形態において、第１のローラーアセンブリ９６は、それぞれ１０４で示されている複数の歯車を更に備え、各歯車はそれぞれのローラー１０２と連動している。図示のように、各ローラー１０２及び歯車１０４は、シャフト１０６の互いに反対側に固定され、歯車が回転するとローラーが回転するようになっている。シャフト１０６は、軸受によって支持構造体１００に固定されるのが好適である。それぞれ１０８で示されている中間歯車が、それぞれの歯車１０４間に設けられ、歯車１０４と噛み合う。ローラー１０２は、ローラー駆動アセンブリにより歯車１０４によって駆動される。具体的には、歯車１０４のうちの１つが駆動歯車として設けられ、シャフト１０６の外側端部に取り付けられたプーリー１１０を備える。ローラー駆動アセンブリは、駆動歯車１０４のプーリー１１０に連結されるベルト１１２と、ベルトを駆動して駆動歯車を回転させるように構成されているモーター１１４とを備える。モーター１１４はコントローラーの制御下で動作する。或る特定の実施形態において、反転機システム７０は、コントローラーと協働するプロセッサ又はコントローラーを内蔵していてもよい。図示のように、ローラー駆動アセンブリは、ベルト１１２の張力を調整するアイドラアッププーリー１１６を更に備える。第１のローラーアセンブリ９６及び第２のローラーアセンブリ９８によるローラー駆動アセンブリは、互いに同期して、反転機システム７０に移動する基板の出し入れを駆動する。モーターは、同じコントローラーにともに有線接続され、互いに反対方向に動作する。それにより、ベルト及びローラーが、基板の双方の縁部を用いてベルト及びローラーの双方により同時に駆動して、同速で基板をともに移動させるように作用する。
【００３６】
第１のローラーアセンブリ９６は、支持構造体１００の内側かつ支持構造体の長さに沿って結合されるベルト駆動アセンブリを更に備える。１つの実施形態において、ベルト駆動アセンブリは、支持構造体１００上のローラー１０２及びそのそれぞれの歯車１０４より下に位置し、それぞれ１１８で示されている４つのプーリーと、プーリーに設けられたベルト１２０とを備える。第１のローラーアセンブリ９６の動作時にベルト１２０の回転を駆動するように駆動プーリー１２２が設けられる。構成としては、モーター１１４が作動すると、プーリー１１０がベルト１１２によって駆動され、駆動プーリー１２２が駆動されて、ベルト１２０をローラー１０２の回転と同速又は略同速で回転させるようになっている。反転機システム７０の他の部品と同様に、第１のローラーアセンブリ９６の動作は、コントローラー、又は反転機システムと連動するプロセッサ若しくはコントローラーによって制御される。
【００３７】
１つの実施形態において、第１のローラーアセンブリ９６は、第１のローラーアセンブリの支持構造体１００に枢動式に固定される枢動アセンブリを更に備える。枢動アセンブリは、反転プロセスが行われる際に、反転機システム７０による基板１２の回転を制御するように設計されている。枢動アセンブリは、好適な軸受によって第１の支持体７８の第１の柱部８４に回転可能に固定される枢動部材１２４を備える。枢動部材１２４は、一端部がブラケット１２６によって支持構造体１００に接続される。枢動アセンブリは、枢動部材１２４の他方の端部に設けられたプーリー１２８に接続された、枢動部材を回転させる回転駆動アセンブリを更に備える。枢動部材１２４の回転は、支持構造体１００の回転をもたらし、ローラー１０２及び歯車１０４により、基板を１８０度回転させる。特定の実施形態において、回転駆動アセンブリは、枢動部材１２４に結合されるベルト１３０と、ベルト１３０を駆動して枢動部材を回転させるように構成されているモーター１３２とを備える。回転駆動アセンブリは、反転プロセスの間、コントローラー（又は反転機システム７０と連動するプロセッサ若しくはコントローラー）の制御下で動作し、基板を回転させる。双方のアセンブリは、モーター１３２におけるスプラインシャフト１５２によって制御されることで、ともに回転する。これは図４に示されている。
【００３８】
図６を更に参照すると、第１のローラーアセンブリ９６は、多様な厚さを有する基板１２を把持するように構成されなければならない。この目的を達成するために、支持構造体１００は、ローラー１０２及び歯車１０４に連結される第１の支持部材１３４と、ベルト駆動アセンブリに連結される第２の支持部材１３６とを備える。図示のように、第１の支持部材１３４は、第２の支持部材１３６に設けられた細長いスロット１３８内を移動し、それにより、第１の支持部材は、細長いスロット内を第２の支持部材に対して上下に移動する。上述したように、各ローラー１０２と歯車１０４との組合せは、シャフト１０６に取り付けられ、シャフト１０６は、ローラー及び歯車の回転を可能にするように軸受によって第１の支持部材１３４に固定される。
【００３９】
図４及び図５に示されているように、ローラー１０２は、第２の支持部材１３６と歯車１０４との内壁に形成されるスロット１４０を貫通し、軸受システムによって第１の支持部材１３４に強固に取り付けられる。したがって、第１の支持部材１３４が第２の支持部材１３６の細長いスロット１３８内を上下に移動する際、ローラー１０２及び歯車１０４は、それに応じて第２の支持部材に対して移動する。
【００４０】
第１の支持部材１３４を第２の支持部材１３６に対して移動させるカム機構が設けられる。カム機構は、第２の支持部材１３６の外壁に取り付けられる空気シリンダー１４４を備える。図６に示されているように、空気シリンダー１４４は、カム部材１４８に結合される動力棒１４６を備え、カム部材１４８は、第１の支持部材１３４に取り付けられる対応するカム１５０に乗り入れる。空気シリンダー１４４によって動力棒１４６を伸長させると（すなわち、動力棒によって空気シリンダーからカム部材１４８を移動させると）、カム部材がカムを動かし、第１の支持部材１３４が細長いスロット１３８内を第２の支持部材１３６に対して上方に移動する。この動きにより、ローラー１０２（及び歯車１０４）とベルト駆動アセンブリ（ベルト１３０）との間の間隙が広がり、より大きい厚さを有する基板に対応する。これに対して、空気シリンダー１４４によって動力棒１４６を後退させると（すなわち、動力棒によって空気シリンダーに向かってカム部材１４８を移動させると）、カム部材がカム１５０を動かし、第１の支持部材１３４が細長いスロット１３８内を第２の支持部材１３６に対して下方に移動する。この動きにより、ローラー１０２（及び歯車１０４）とベルト駆動アセンブリ（ベルト１３０）との間の間隙が狭まり、回転に向けて基板を適所にクランプする。１つの実施形態において、カム機構は、コントローラーによって、又は反転機システム７０と連動するプロセッサ若しくはコントローラーによって制御される。
【００４１】
したがって、本開示の実施形態の反転機システム７０は、広範な基板厚さに対応することが可能である。開放状態では、ローラー駆動アセンブリのローラー１０２とベルト駆動アセンブリのベルト１２０との間における反転機システム７０の間隙は５ｍｍである。反転機システム７０の枢動部材１２４の中心点は、ベルト駆動アセンブリのベルト１２０上方２．５ｍｍとすることができ、開放位置における第１のローラーアセンブリ９６の中心に合わされている。ローラー駆動アセンブリのローラー１０２とベルト駆動アセンブリのベルト１２０との双方は、同じモーターによって駆動され、したがって同期して動作する。
【００４２】
図４に示されているように、第１のローラーアセンブリ９６及び第２のローラーアセンブリ９８の回転はスプライン付き駆動シャフト１５２によって同期され、スプライン付き駆動シャフト１５２は、モーター１３２によって駆動され、第２のローラーアセンブリと連動するベルト１３０の回転を駆動する。このように、反転プロセスを行う場合、第２のローラーアセンブリ９８は第１のローラーアセンブリ９６とともに回転する。
【００４３】
許容される他の変形形態では、システムがベルトを備えず、反転時、基板の頂側及び底側の双方にローラーを備える。許容される他の変形形態では、頂側及び底側の双方にベルトを備えるが、存在し得る部品縁のクリアランスがより小さい。例えば、反転機システムは、基板の１つの縁部に係合するように構成されている第１のベルトアセンブリと、基板の反対側の縁部に係合するように構成されている第２のベルトアセンブリとを備える被駆動アセンブリを備えることができる。ベルトアセンブリは、基板の直線運動を駆動するように構成されている。許容される他の変形形態では、５ｍｍの間隔及び回転中心の場所がより大きい又はより小さい範囲に変更される。許容される他の変形形態は、ゼロ厚の基板に適合し得る装置である。許容される他の変形形態では、クランプ力を得るのに空気シリンダー以外のものを用いる。この変形形態は、基板の厚さ変動を吸収するために圧縮が可能である任意の他の形態のアクチュエーター及び場合によってはばねとすることができる。
【００４４】
本明細書に記載されている反転機システムによってもたらされる利点として、改善及び向上した速度及び精度、供給ゾーンに熱を与えることが可能であること、設計の単純さ、改善した信頼性、コスト及び保守性、既存の反転機設計に勝る外付け反転機の利点、（ポンプ、強固にクランプされた基板にもかかわらず）基板縁の近くに供給を行う機能を失わないこと、Ｚ軸又は反転機軸方向の移動に起因する損失がないこと、反転機の堅牢性（回転中の基板に対する動き（軸ずれ）がない）、複雑な機構が供給ゾーンの外部にあること、既存の機械から材料が取り出されること、並びに、追加された材料により機械の外部に反転機を設けられることが挙げられる。
【００４５】
基板の頂面及び基板の底面上に材料を堆積する方法も本明細書に開示されている。１つの実施形態において、本方法は、ディスペンサーの第１のレーンにおけるディスペンサーの基板支持アセンブリに基板を運ぶことを含む。本方法は、基板の頂面上に供給動作を行うことを更に含む。底面上への供給が必要とされる場合、ディスペンサーと連動する反転機システムに基板を移動させ、反転機システムにより基板が回転され、それにより、基板の底面が上を向く。基板を回転させる場合、基板の回転の前にローラーアセンブリを動かすことによって基板をクランプする。その後、基板のクランプを解き、搬送高さに戻す。次いで、基板を基板支持アセンブリに戻し、基板の底面上への供給動作を行う。基板の底面上への供給動作が完了すると、基板はディスペンサーの基板支持アセンブリから取り出される。ディスペンサーの２つのレーンを用いる場合、第２のレーンを通して別の基板がディスペンサーの基板支持アセンブリに運ばれる。第２の基板の底面上に材料の供給が必要とされる場合、反転機システムが第２のレーンに移動し、それにより、反転機システムが基板を回転させるための適所に置かれる。
【００４６】
このように本開示の少なくとも１つの実施形態を記載したが、当業者には、種々の代替形態、変更形態、及び改良形態が容易に想起される。そのような変形形態、変更形態、及び改良形態は、本開示の範囲及び趣旨内にあることが意図されている。したがって、前述の記載は、単に例であり、限定を意図していない。添付の特許請求の範囲及びその均等物においてのみ、限定が規定される。
【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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