(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を基板上へ分注するための装置であって、
電磁放射線を放出するように構成された高さセンサと、
前記高さセンサに対する固定の空間位置を有するカメラと、
前記材料を前記基板上に分注するように構成された分注バルブと、
前記高さセンサ、前記カメラ及び前記分注バルブを支持し、かつ前記高さセンサ、前記カメラ、及び前記分注バルブをアセンブリとして前記基板に対して移動するように構成されたポジショナと、
前記ポジショナ、前記高さセンサ、及び前記分注バルブと通信するコントローラと、
前記コントローラと通信する光センサを含むサービスステーションと、
を備え、
前記光センサは、前記高さセンサから放出される前記電磁放射線を受け入れ、かつ該電磁放射線が当該光センサによって受け入れられるときに前記コントローラに通信されるアラインメント信号を生成するように構成されており、
前記アライメント信号は、前記高さセンサからの前記電磁放射線が前記光センサと位置合わせされていることを示し、
前記コントローラは、前記カメラと前記高さセンサとの間の第１のオフセットベクトルを決定するように構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記高さセンサは、レーザを含み、
前記電磁放射線は、光ビームである
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ポジショナは、前記光センサが前記高さセンサから放出された前記光ビームを受光する第１の位置及び該光センサが前記カメラの視野内の予め定義された位置に位置合わせされる第２の位置まで平面内で前記アセンブリを移動するように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記サービスステーションは、前記高さセンサに向いている面と、前記光センサに隣接する該面上の基準マークと、を含み、
前記ポジショナは、前記光センサが該高さセンサから放出される前記光ビームを受光する第１の位置及び該基準マークが前記カメラの視野内の予め定義された位置に位置合わせされる第２の位置まで平面内で前記アセンブリを移動するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記サービスステーションは、前記高さセンサに向いている面と、該面内の開口部と、を含み、
前記光センサは、該開口部の内側に位置決めされ、
前記ポジショナは、該光センサが該高さセンサから放出される前記光ビームを受光する第１の位置及び該開口部が前記カメラの視野内の予め定義された位置に位置合わせされる第２の位置まで平面内で前記アセンブリを移動するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記ポジショナは、前記光センサが前記アラインメント信号を発生させる第１の位置及び該光センサが前記カメラの視野内の予め定義された位置に位置合わせされる第２の位置まで該光センサに対して平面内で前記アセンブリを移動するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記アセンブリが前記第１の位置に位置付けられたときに前記ポジショナから前記平面内の第１の組の座標を受け入れ、該アセンブリが前記第２の位置に位置付けられたときに該ポジショナから該平面内の第２の組の座標を受け入れ、かつ該第１及び第２の組の座標から前記カメラに対する前記高さセンサのための該平面内の前記第１のオフセットベクトルを計算するように構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記サービスステーションは、前記高さセンサに向いている面と、分注区域と、を含み、
前記コントローラは、前記ポジショナをして前記分注バルブが該分注区域上にある量の前記材料を分注することができる第３の位置及び該量の該材料が前記カメラの前記視野内の前記予め定義された位置に位置合わせされる第４の位置まで前記平面内で前記アセンブリを移動させるように構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラは、前記アセンブリが前記第３の位置に位置付けられたときに前記ポジショナから第３の組の座標を受け入れ、該アセンブリが前記第４の位置に位置付けられたときに該ポジショナから第４の組の座標を受け入れ、該第３及び第４の組の座標から前記カメラに対する前記分注バルブのための前記平面内の第２のオフセットベクトルを計算し、かつ前記第１及び第２のオフセットベクトルから該分注バルブに対する前記高さセンサのための該平面内の第３のオフセットベクトルを計算するように構成されている
ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
材料を基板上へ分注するための装置であって、
電磁放射線を放出するように構成された高さセンサと、
前記高さセンサに対する固定の空間位置を有するカメラと、
前記材料を前記基板上に分注するように構成された分注バルブと、
前記高さセンサ、前記カメラ及び前記分注バルブを支持し、かつ前記高さセンサ、前記カメラ、及び前記分注バルブをアセンブリとして前記基板に対して移動するように構成されたポジショナと、
前記ポジショナ、前記高さセンサ、及び前記分注バルブと通信するコントローラと、
前記高さセンサから放出される前記電磁放射線を受け入れるように構成された面と、該面上の基準特徴部と、を含むサービスステーションと、
を備え、
前記高さセンサは、前記基準特徴部によって引き起こされる前記電磁放射線の反射部分の変化の検出に応答してアライメント信号を生成するように構成されており、
前記高さセンサは、該アライメント信号を前記コントローラに通信するように構成されており、
前記アライメント信号は、前記高さセンサからの前記電磁放射線が前記基準特徴部と位置合わせされていることを示し、
前記コントローラは、前記カメラと前記高さセンサとの間の第１のオフセットベクトルを決定するように構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記電磁放射線は、光ビームであり、
前記基準特徴部は、前記高さセンサによって感知可能な段階的高さ変化を定める縁部を含み、
前記アラインメント信号は、前記光ビームが該縁部と交差する際に前記高さセンサが前記反射部分の変化を検出するときに発生される
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記電磁放射線は、光ビームであり、
前記基準特徴部は、前記面内の開口と、該開口を取り囲む縁部と、を含み、
該縁部は、前記高さセンサによって感知可能な段階的高さ変化を定め、
前記アラインメント信号は、前記光ビームが前記縁部と交差する際に前記高さセンサが前記反射部分の変化を検出するときに発生される
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
分注システム内の高さセンサの位置を決定する方法であって、
前記高さセンサによって放出される電磁放射線を前記分注システムのプラットフォーム内に位置する較正デバイスと位置合わせするために、該高さセンサ及び該高さセンサに対する固定の空間位置を有するカメラを該較正デバイスに対して移動する段階と、
前記電磁放射線の受光に応答して前記較正デバイスを用いてアラインメント信号を発生させる段階と、
前記アラインメント信号に基づいて、前記高さセンサが前記較正デバイスと位置合わせされているときに前記プラットフォームに対する前記高さセンサの第１の位置を決定し、前記カメラと前記高さセンサとの間の第１のオフセットベクトルを決定する段階と、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記電磁放射線は、光ビームであり、
前記較正デバイスは、光センサを含み、
前記アラインメント信号を発生させる段階は、前記アラインメント信号を発生させるために前記光ビームを前記光センサを用いて検出する段階を含む
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記光ビームの受光に応答して前記較正デバイスを用いて前記アラインメント信号を発生させる段階は、
前記アセンブリを前記プラットフォームに対して移動して前記光センサが前記高さセンサから放出される前記光ビームを受光する前記第１の位置に該アセンブリを位置付ける段階を含む
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
更に、前記アセンブリを前記プラットフォームに対して移動して前記光センサが前記カメラの視野内の予め定義された位置に位置合わせされる第２の位置に該アセンブリを位置付ける段階を含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記光センサは、前記高さセンサに向いて対面する面上の基準マークに隣接し、
当該方法は、更に、前記アセンブリを前記プラットフォームに対して移動して前記基準マークが前記カメラの視野内の予め定義された位置に位置合わせされる第２の位置に該アセンブリを位置付ける段階を含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記光センサは、前記高さセンサに向いて対面する面内の開口部と位置合わせされ、
当該方法は、更に、前記アセンブリを前記プラットフォームに対して移動して前記面内の前記開口部が前記カメラの視野内の予め定義された位置に位置合わせされる第２の位置に該アセンブリを位置付ける段階を含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
当該方法は、更に、前記アセンブリを前記プラットフォームに対して移動して前記較正デバイスが前記アラインメント信号を発生させる前記第１の位置に該アセンブリを位置付ける段階と、
前記アセンブリが前記第１の位置に位置付けられている間に該アセンブリのための第１の組の座標をコンピュータにおいて受信する段階と、
前記アセンブリを前記プラットフォームに対して移動して前記較正デバイスが前記カメラの視野内の予め定義された位置に位置合わせされる第２の位置に該アセンブリを位置付ける段階と、
前記アセンブリが前記第２の位置に位置付けられている間に該アセンブリのための第２の組の座標を前記コンピュータにおいて受信する段階と、
前記第１及び第２の組の座標から前記カメラに対する前記高さセンサのための第１のオフセットベクトルを計算する段階と
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
当該方法は、更に、前記アセンブリを前記プラットフォームに対して移動して該アセンブリを第３の位置に位置付ける段階と、
前記アセンブリが前記第３の位置に位置付けられている間に前記較正デバイスに隣接する分注区域上に前記分注バルブからある量の材料を分注する段階と、
前記アセンブリを前記プラットフォームに対して移動して前記量の前記材料が前記カメラの前記視野内の前記予め定義された位置にある第４の位置に該アセンブリを位置付ける段階と、
を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
当該方法は、更に、前記アセンブリが前記第３の位置に位置付けられている間に該アセンブリのための第３の組の座標を前記コンピュータにおいて受信する段階と、
前記アセンブリが前記第４の位置に位置付けられている間に該アセンブリのための第４の組の座標を前記コンピュータにおいて受信する段階と、
前記第３及び第４の組の座標から前記カメラに対する前記分注バルブのための第２のオフセットベクトルを計算する段階と、
前記第１及び第２のオフセットベクトルから前記分注バルブに対する前記高さセンサのための第３のオフセットベクトルを計算する段階と、
を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記較正デバイスは、面と、該面上の基準特徴部と、を含み、
該基準特徴部は、段階的高さ変化を定め、
前記アラインメント信号を発生させる段階は、
前記高さセンサから光ビームを伝送する段階と、
前記基準特徴部によって引き起こされる前記光ビームの反射部分の変化を検出する段階と、を含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記基準特徴部は、前記高さセンサによって感知可能な段階的高さ変化を定める縁部を含み、
前記光ビームの前記反射部分を検出する段階は、
前記高さセンサを移動して前記縁部にわたって前記光ビームを走査する段階と、
前記光ビームが前記縁部にわたって走査されるときに、前記高さセンサを用いて該光ビームの前記反射部分の前記変化を検出して前記アラインメント信号を発生させる段階と、を含む、
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、流体材料を分注するための装置及び方法に関し、より具体的には、分注アセンブリ内のディスペンサに対する高さセンサの位置を決定するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体ディスペンサは、微量又は液滴の高粘性流体材料を回路基板のような電子基板上へ選択的に分注するために電子機器業界において一般的に使用される。この目的に一般的に使用されるタイプのディスペンサは、針、噴霧、及び噴射式ディスペンサが挙げられる。流体材料を適用する分注バルブ又はディスペンサは、典型的には、カメラと高さセンサとを含む分注アセンブリの一部である。流体材料を分注するために、分注アセンブリは、構成要素を担持する回路基板の面全体にわたるパターンでｘ−ｙポジショナのようなロボットによって移動される。正確な分注を行うために、ディスペンサのｘ−ｙグリッド上の水平位置及び高さ（ｚ）の両方は、流体が回路基板上の望ましい位置で分注されるように、かつディスペンサと回路基板構成要素の間の望ましくない接触を防止するために正確にわからなければならない。従って、流体材料が堆積されることになる回路基板上の位置に対するディスペンサの位置を知ることが必要である。
【０００３】
従来技術の接触高さを用いるｘ−ｙオフセット較正
【０００４】
構成要素を基板に又はアンダーフィル構成要素を基板上に取り付けるために接着剤のような材料の液滴を基板上へ分注するときに、材料が分注されることになる基板上の構成要素のｘ−ｙ−ｚ位置、又はより正確には基板上又は構成要素上の面のｘ−ｙ−ｚ位置を知ることが必要である。これらのｘ−ｙ−ｚ位置を決定するために、カメラ及び高さセンサが、システム内のｘ−ｙロボット上にディスペンサと共に乗っている。構成要素のｘ−ｙ位置は、その後にカメラからの画像に基づいて決定され、ｚ位置は、カメラ及び高さセンサが基板を横切って移動されるときに高さセンサから決定される。ディスペンサは、ディスペンサを上下に移動するｚ−ヘッド上に担持される。
【０００５】
より具体的には、システムは、カメラを使用して、カメラを基板上で構成要素の上を移動することによって構成要素のｘ−ｙマップを生成する。システムは、次に、同様に高さセンサを基板の構成要素上を移動し、カメラ−高さセンサオフセット（以下に説明する）と共に部品／基板のｘ−ｙ−ｚ形態マップを生成する。この形態マップ及びカメラ−ディスペンサバルブオフセット（以下に説明）が与えられると、システムは、望ましいｘ−ｙ位置及び基板の上方の望ましい距離ｚで分注することができる。基板の上方の望ましい距離ｚで分注することにより、システムは、ディスペンサが基板上の構成要素のいずれにも接触せず、かつ分注のための適正な処理高さで進むことを保証することができる。
【０００６】
図１を参照すると、カメラ−ディスペンサオフセットは、以下のように決定される。「サービスステーション」として公知である区域は、較正及び他の機能が実行されるｘ−ｙロボットの側から離れて設けられる。サービスステーションは、ディスペンサの位置を較正するのに使用される較正面１を有する。分注アセンブリは、較正面１の上でｘ−ｙ位置２に移動され、位置２のｘ−ｙ座標は、分注アセンブリが位置２にある状態でＸ及びＹドライブの符号器カウントを記録することによって記録される。例えば、位置２の（ｘ、ｙ）座標が（５００、１０００）であるように、Ｘドライブ符号器カウントは５００、及びＹドライブ符号器カウントは１０００とすることができるであろう。ディスペンサは、次に、分注アセンブリがｘ−ｙ位置２にある状態で材料の液滴を較正面１上へ分注する。カメラは、次に、カメラの十字線が液滴上に中心があるように材料の液滴の上で移動される。分注アセンブリのｘ−ｙ位置３のｘ−ｙ座標が、次に、カメラが液滴上に中心がある状態で記録される。例えば、カメラが液滴上に中心がある状態で記録されたｘ−ｙ位置３は、（６００、１２００）とすることができるであろう。従って、この例におけるカメラの十字線は、ディスペンサの中心線から離れるようにｘ及びｙにおいて何らかの距離を離間している。ディスペンサが較正位置にあり、かつカメラが較正位置にある状態での分注アセンブリのｘ−ｙ位置２、３の差は、カメラを基準位置として使用して、カメラ−ディスペンサオフセットベクトル４である。この場合に、カメラ−ディスペンサオフセットベクトル４は、（５００−６００、１０００−１２００）又は（−１００、−２００）であろう。例えば、各符号器カウントは、距離で１ｍｍに等しいとすることができるであろう。従って、この例では、ディスペンサは、オフセットベクトルが（−１００ｍｍ、−２００ｍｍ）であるようにＸ軸上でカメラの左１００ｍｍ、及びＹ軸上でカメラの「下」２００ｍｍに位置付けられる。
【０００７】
ここで図２を参照すると、カメラ−高さセンサオフセットベクトルは、以下のように決定することができる。過去においては、基板の高さを決定するために基板に接触する小さいプローブを有する接触タイプの高さセンサが使用されていた。米国特許第６，９５５，９４６号明細書は、４欄、４８〜６４行に従来技術の接触タイプ高さセンサを説明している。このタイプの高さセンサを用いて、分注アセンブリは、高さセンサプローブを較正面１の上方に位置決めするために移動される。高さセンサは、次に、窪み又は較正マークを較正面１上の変形可能な固体に作るために下降され、分注アセンブリのｘ−ｙ位置５が記録される。例えば、較正マーク形成中の分注アセンブリの位置５は、（８００、１６００）であると決定することができる。次に、カメラは、カメラの十字線が較正マーク上に中心があるように較正マークの上で移動され、分注アセンブリのｘ−ｙ位置６が記録される。この例では、カメラが較正マークと位置合わせされた時の分注アセンブリのｘ−ｙ位置６は、（１１００、１７００）である。高さセンサが較正位置にあり、かつカメラが較正位置にある状態での分注アセンブリのｘ−ｙ位置５、６の差は、ここでもまたカメラを基準点として使用して、（８００−１１００、１６００−１７００）又は（−３００、−１００）であり、これは、カメラ−高さセンサオフセットベクトル７である。
【０００８】
ここで図３を参照すると、一部のシステムでは、高さセンサとディスペンサの間のオフセットベクトル、又は高さセンサ−ディスペンサオフセットベクトル８を知ることが望ましい場合もある。高さセンサ−ディスペンサオフセットベクトル８は、ベクトル４、７の差を決定することによってカメラ−ディスペンサオフセットベクトル４及びカメラ−高さセンサオフセットベクトル７から決定することができる。例えば、カメラ−ディスペンサオフセットベクトル４が（−１００、−２００）であり、かつカメラ−高さセンサオフセットベクトル７が（−３００、−１００）であると決定された後に、高さセンサとディスペンサの間のオフセットベクトルは、ディスペンサを基準として使用して、これらの２つのオフセット値から（−３００、−（−１００）、−１００）−（−２００））又は（−２００、１００）として決定することができる。上述のようにカメラ及び高さセンサを使用して決定された全ての構成要素位置の座標を含むｘ−ｙ−ｚ形態マップは、次に、材料を基板上の望ましい位置にかつ基板の上方の適正な高さから分注するために、カメラ−ディスペンサオフセットベクトル４及び任意的に高さセンサ−ディスペンサオフセットベクトル８と共に使用される。
【０００９】
従来技術のレーザ高さセンサを使用するｘ−ｙオフセット較正
【００１０】
基板と接触する高さセンサを使用することが望ましくないと最終的に決定され、従ってより最近になって、レーザ高さセンサのような非接触高さセンサが当業技術で使用されている。ここで図４を参照すると、レーザ高さセンサ９は、基板高さを決定するために三角測量法を使用する。この目的のために、レーザビーム１１が、ターゲット面１３まで投射される。ビーム１５は、次に、ターゲット面１３から反射してセンサ９に戻る。反射ビーム１５は、受光器レンズ１７を通してフォーカスされ、センサ９内の電荷結合デバイス（ＣＣＤ）１９上へ投射される。ＣＣＤ１９は、反射ビーム１５のレーザ光分布のピーク値を各ピクセルに対して検出し、正確なターゲット１３位置を決定する。ターゲット変位がセンサ９に対して変化するときに、反射ビーム１５の位置は、ＣＣＤ１９上で変化する。ＣＣＤ１９上の反射ビーム１５の位置の測定は、それによって様々なターゲット面タイプ上の安定かつ正確な高さ感知を提供する。
【００１１】
レーザ高さセンサが使用される時のカメラ−高さセンサオフセットベクトルを決定するために、サービスステーション較正面上に較正マークが置かれ、レーザビームスポットは、較正マークの中心に手動で（すなわち、目視で）置かれる。レーザ高さセンサがこのようにして手動に位置決めされた後に、センサの（ｘ、ｙ）座標が記録され、カメラ−高さセンサオフセットベクトルは、接触高さセンサに関して上述したのと同じ方法で決定される。しかし、この方法は、２つの問題を有する。第１の問題は、オペレータがレーザスポットを較正マーク上に手動に位置決めすることに依存することは、非常に小さいレーザスポットが較正マークの中心にある時を目視で判断しなければならないという点で人的エラーを招くということである。これは、較正マークの真の中心から１００ミクロン又はそれよりも大きく離れる誤差をもたらす可能性がある。材料の小さいドットを小さい構成要素上に分注するときにエレクトロニクス産業において必要とされる高レベルの精度を考慮すると、材料のドットを分注するときにターゲットから１００ミクロン又はそれよりも大きく外れることは、許容不能である可能性がある。第２の問題は、オペレータが明るいレーザ光を見なければならない点を考慮すると既存の方法はオペレータの眼にストレスを掛けるということである。オペレータに掛かるこのストレスは、較正マーク上にレーザを目視で位置決めするときに更により多くの不正確性を引き起こす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，９５５，９４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、レーザ高さセンサのような非接触高さセンサの位置を決定するための改良型の装置及び方法が必要である。これらの改良型の装置及び方法は、より正確であり、かつオペレータに掛かるストレスを少なくすべきであり、又はオペレータが非接触高さセンサアラインメントタスクを実行する必要性を排除すべきである。高さセンサをより正確に位置決めすることにより、基板上の構成要素のより正確な形態マップを生成することができ、これは、システムが材料を基板上により正確に分注することを可能にすることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施形態において、装置は、電磁放射線を放出するように構成された高さセンサと、材料を基板上に分注するように構成された分注バルブと、カメラとを含む。ポジショナは、高さセンサ、カメラ、及び分注バルブを支持し、かつ高さセンサ、カメラ、及び分注バルブをアセンブリとして基板に対して移動するように構成される。装置は、ポジショナ、高さセンサ、分注バルブ、及びカメラと通信するコントローラと、高さセンサから放出された電磁放射線を受け入れ、かつ電磁放射線が較正デバイスによって受け入れられたときにアラインメント信号をコントローラに通信するように構成された較正デバイスを含むサービスステーションとを更に含む、
【００１５】
別の実施形態において、分注システム内の高さセンサの位置を決定する方法を提示する。本方法は、高さセンサによって放出された電磁放射線を較正デバイスと位置合わせするために高さセンサを較正デバイスに対して移動する段階を含む。高さセンサによって放出された電磁放射線の受光に応答して、アラインメント信号が、較正デバイスを用いて発生される。本方法は、アラインメント信号の発生に応答して高さセンサの平面内の位置を決定する段階を更に含む。
【００１６】
本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、本発明の様々な実施形態を示し、上述の本発明の概要及び以下の実施形態の詳細説明と共に本発明の実施形態を説明する役目をする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】分注アセンブリに配置された分注バルブとカメラの間のオフセットベクトルを示す概略図である。
【図２】図１の分注アセンブリに配置された高さセンサとカメラの間のオフセットベクトルを示す概略図である。
【図３】図１及び図２の分注バルブ、カメラ、及び高さセンサの間のオフセットベクトルを示す概略図である。
【図４】レーザ高さセンサの切欠き斜視図である。
【図５】本発明の実施形態による流体材料分注システムの概略図である。
【図６】コントローラと、カメラ及び高さセンサを有する分注アセンブリと、較正デバイスを有するサービスステーションとを示す図５の流体材料分注システムの概略図である。
【図７Ａ】図６の較正デバイスの様々な実施形態の詳細を示す概略図である。
【図７Ｂ】図６の較正デバイスの様々な実施形態の詳細を示す概略図である。
【図７Ｃ】図６の較正デバイスの様々な実施形態の詳細を示す概略図である。
【図７Ｄ】図６の較正デバイスの様々な実施形態の詳細を示す概略図である。
【図８】較正デバイスとディスペンサリールを含むカメラ位置較正ステーションとを示す図６のサービスステーションの斜視図である。
【図８Ａ】図８のディスペンサリールの斜視図である。
【図９】図８のサービスステーションでの較正デバイスの上面図である。
【図９Ａ】カメラの視野で見た時の図９の較正デバイスの概略図である。
【図１０】高さセンサのビームスポットがサービスステーションの上面に入射する較正デバイスの上面図である。
【図１１】図６の較正デバイスによって発生されたアラインメント信号を示すプロットである。
【図１２】本発明の代替実施形態における較正デバイスの上面図である。
【図１３】図１２の較正デバイスとの相互作用に応答して高さセンサによって発生されたアラインメント信号を示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態は、分注アセンブリにおける分注バルブ及び高さセンサの相対位置を自動的に決定するための装置及び方法に関する。装置は、較正デバイスと位置合わせ中の高さセンサからの電磁放射線に応答して、かつ較正デバイスとの非接触関係でアラインメント信号を発生させる較正デバイスを含む。一実施形態において、較正デバイスは、高さセンサにおいてレーザによって放出された光ビームの受光に応答してアラインメント信号を発生する光センサを含む。別の実施形態において、較正デバイスは、検出可能な高さ変化を有する基準特徴部を含み、高さセンサは、高さ変化の検出に応答してアラインメント信号を発生する。いずれの実施形態でも、水平位置の高さセンサの絶対位置又はｘ−ｙ基準面は、高さセンサからの電磁放射線が較正デバイスと位置合わせされたことを示すアラインメント信号に応答して決定される。同じｘ−ｙ基準面におけるカメラに対する高さセンサの位置又は高さセンサとカメラの間のカメラ−高さセンサ「オフセットベクトル」は、次に、較正デバイスをカメラの視野内に選択的に位置決めすることによって決定することができる。カメラ−高さセンサオフセットベクトルは、較正デバイス付きのカメラの十字線を位置合わせさせて、分注アセンブリの位置に対応する（ｘ、ｙ）座標（例えば、（ｘ、ｙ）符号器カウント）を記録することによって決定することができる。分注アセンブリの位置を記録した後に、高さセンサは、較正デバイスと位置合わせすることができ、分注アセンブリの新しい位置の（ｘ、ｙ）座標を記録することができる。これらの２つの位置の座標は、次に、接触及びレーザ高さセンサに関して上述したのと同様にカメラ−高さセンサオフセットベクトルを決定するために比較することができる。カメラ−ディスペンサオフセットベクトルは、次に、上述のように決定することができる。このカメラ−高さセンサオフセットは、次に、以前の目視又は手動位置合わせ式の高さセンサで可能であったよりも正確に材料を電子基板上へ分注するのに使用される。分注バルブに対する高さセンサの位置又は高さセンサ−ディスペンサオフセットベクトルはまた、必要に応じて、カメラ−高さセンサオフセットベクトル及びカメラ−ディスペンサオフセットベクトルに基づいて別の組のオフセット座標として決定することができる。
【００１９】
図５及び図６を参照すると、材料分注システム１０は、図示の実施形態において、パネルによって部分的に覆われた相互接続された水平及び垂直梁のフレームワークを含むキャビネット１２と、分注アセンブリ１４とを含む。分注アセンブリ１４は、制御された量の流体材料を回路基板のような基板１８上へ選択的に分注する分注バルブ１６を含む。分注アセンブリはまた、カメラ２０と、高さセンサ２１とを含む。高さセンサ２１は、レーザ２２を含むことができる。分注バルブ１６は、接着剤、エポキシ、又は半田ペーストのような流体を流体材料リザーバ２３から基板１８上へ分注するのに適するニードルディスペンサ、噴霧ディスペンサ、噴射式ディスペンサ、又はあらゆる他のデバイスとすることができる。噴射分注バルブを有する実施形態において、流体材料は、流体材料の１つ又はそれよりも多くの液滴２４として分注することができる。分注アセンブリ１４は、分注アセンブリ１４を基板１８とサービスステーション２８とを含む作業区域２６の上方に選択的に位置決めするように構成されたポジショナ２５に結合される。ポジショナ２５は、分注アセンブリを作業区域２６の上方の水平面内で移動するように構成された独立して制御可能なｘ軸及びｙ軸ドライブ３０、３２と、作業区域２６に対する分注アセンブリ１４及び／又は分注バルブ１６の高さを調節するように構成されたｚ軸ドライブ３４とを含む３軸ポジショナとすることができる。ポジショナ２５は、従って、分注アセンブリ１４に対して３つの実質的に垂直な運動軸をもたらすことができる。分注アセンブリ１４は、図示の実施形態ではｚ軸ドライブによってｘ−ｙポジショナに結合されるように示されているが、当業者は、分注アセンブリ１４を位置決めするのに他の機構を使用することができることを理解するであろう。例えば、ポジショナ２５は、複数の単軸回転継ぎ手を有する電動アームとすることができる。
【００２０】
図６をここで参照すると、分注システム１０は、コントローラ３６を含み、コントローラは、キャビネット１２内に取り付けられたコンピュータとすることができる。コントローラ３６は、分注アセンブリ１４の移動及び分注バルブ１６の起動を調節することによって分注システム１０に対して全体的な制御をもたらすように構成することができる。コントローラ３６は、プロセッサ３８と、メモリ４０と、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース４２と、ユーザインタフェース４４とを含む。プロセッサ３８は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、中央演算処理装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブル論理回路、状態機械、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、又はメモリ４０に記憶される作業指示に基づいて信号（アナログ又はデジタル）を操作するあらゆる他のデバイスから選択された１つ又はそれよりも多くのデバイスを含むことができる。メモリ４０は、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、又はデジタル情報を記憶することができるあらゆる他のデバイスを含むがこれらに限定されない単一メモリデバイス、又は複数のメモリデバイスとすることができる。メモリ４０はまた、ハードドライブ、光学ドライブ、テープドライブ、不揮発性半導体デバイス、又はデジタル情報を記憶することができるあらゆる他のデバイスのような大容量ストレージデバイス（図示せず）を含むことができる。
【００２１】
プロセッサ３８は、メモリ４０内に常駐するオペレーティングシステム４６の制御下で作動させることができる。オペレーティングシステム４６は、メモリ４０内に常駐するコントローラアプリケーション４８のような１つ又はそれよりも多くのコンピュータソフトウエアアプリケーションとして具現化されたコンピュータプログラムコードがプロセッサ３８によって実行される命令を有することができるようにコントローラリソースを管理することができる。代替実施形態において、プロセッサ３８は、アプリケーション４８を直接に実行することができ、この場合に、オペレーティングシステム４６は、省略することができる。１つ又はそれよりも多くのデータ構造５０はまた、メモリ４０内に常駐することができ、かつシステム較正パラメータ又は位置座標値のようなデータを記憶又は登録するためにプロセッサ３８、オペレーティングシステム４６、及び／又はコントローラアプリケーション４８によって使用することができる。
【００２２】
Ｉ／Ｏインタフェース４２は、分注バルブ１６、カメラ２０、高さセンサ２１、並びにｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸ドライブ３０、３２、３４を含む分注システム１０の他の構成要素にプロセッサ３８を作動的に結合する。Ｉ／Ｏインタフェース４２はまた、プロセッサ３８をｘ軸符号器５２、ｙ軸符号器５４、及びｚ軸符号器５６に結合することができる。符号器５２、５４、５６は、直交座標系６３を構成する３つのほぼ垂直な運動軸５８、６０、６２の各々における分注アセンブリ１４の位置を示す信号を、コントローラ３６に供給することができる。この目的のために、符号器５２、５４、５６は、軸ドライブ３０、３２、３４のそれぞれの１つの作動を反映する信号を発生させることができる。本発明の実施形態において、符号器は、符号器が分注アセンブリ１４を移動した位置を符号器カウントによって示すことができる。例えば、符号器カウントが距離において１ｍｍを表すことができるシステムでは、ｘドライブ符号器の１０００の符号器カウントは、符号器が、高さセンサを符号器のためのカウント０基準点から１０００ｍｍである位置に移動したことを示すことになる。この場合に、ｘドライブの符号器からの信号は、１０００という符号器カウントを表すことになる。
【００２３】
Ｉ／Ｏインタフェース４２はまた、高さセンサ位置較正デバイス６６の一部である光センサ６４に結合することができる。較正デバイス６６は、カメラ２０及び高さセンサ２１の相対位置（すなわち、カメラ−高さセンサオフセットベクトル）を較正する一定の位置基準をもたらすためにサービスステーション２８に位置することができる。較正デバイス６６は、従って、カメラ２０と高さセンサ２１の間のカメラ−高さセンサオフセットベクトルを決定するのに使用することができる。本発明の実施形態において、光センサ６４は、サービスステーション２８の面７０において開口６８の下に装着することができ、かつフォトダイオード、フォトトランジスタ、又は電荷結合デバイス（ＣＣＤ）のような光感応デバイスを含むことができる。本発明の実施形態において、較正デバイス６６はまた、高さセンサ２１によって検出されるのに十分な高さの段階的変化を有する基準特徴部を含むことができる。この基準特徴部は、開口６８により、又はサービスステーション２８の面７０から垂直に延びる隆起した特徴部７２（図７Ｄ）によって設けることができる。基準特徴部６８、７０を有する実施形態において、光センサ６４は、省略することができる。
【００２４】
Ｉ／Ｏインタフェース４２は、信号がプロセッサ３８及びプロセッサ３８が結合された構成要素に適合するように着信及び発信信号を調整する信号処理回路を含むことができる。この目的のために、Ｉ／Ｏインタフェース４２は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）及び／又はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、電圧レベル及び／又は周波数シフト回路、光学的アイソレーション及び／又はドライブ回路、及び／又はプロセッサ３８を分注システム１０の他の構成要素に結合するのに適するあらゆる他のアナログ又はデジタル回路を含むことができる。
【００２５】
ユーザインタフェース４４は、システムオペレータがコントローラ３６と対話することを可能にするために公知の方法でコントローラ３６のプロセッサ３８に作動的に結合することができる。ユーザインタフェース４４は、ディスプレイ７４及び操作パネル７６（図５）を含むことができる。ディスプレイ７４は、ビデオモニタと、英数字ディスプレイと、タッチスクリーンと、スピーカと、情報をシステムオペレータに供給することができるあらゆる他の適切な音声及び視覚インジケータとを含むことができる。制御パネル７６は、指令又は入力をオペレータから受諾して入力された入力をプロセッサ３８に送信することができる英数字キーボード、ポインティングデバイス、キーパッド、押しボタン、操作ノブ、マイクなどである入力デバイスと制御器とを含むことができる。このようにして、制御パネル７６は、例えば、設定、較正、及び流体材料投入中にシステム機能の手動による開始を行うことができる。
【００２６】
コントローラアプリケーション４８は、軸ドライブ３０、３２、３４を選択的に起動させて、分注アセンブリ１４を３次元直交座標系６３において作業区域２６上で移動するように構成することができる。コントローラアプリケーション４８はまた、分注アセンブリ１４の位置を軸符号器５２、５４、５６から受信した信号に基づいて高い精度で決定し、分注バルブ１６を選択的に起動させて、流体材料をメモリ４０に記憶された作業指示に基づいて望ましい方法で分注することができる。分注アセンブリ１４及び／又は分注バルブ１６は、ｚ軸ドライブ３４を使用して上げ下げして、流体材料を作業区域２６の上方の様々な高さから分注するか、又は基板１８上に装着された構成要素を除くことができる。
【００２７】
分注バルブ１６、カメラ２０、高さセンサ２１は、分注アセンブリ１４と共にユニットとして一緒に移動する。カメラ２０は、ＣＣＤのような適切な撮像デバイスを含み、また、撮像される作業域の区域を投射するように構成された光源（図示せず）を含むことができる。カメラ２０は、カメラの撮像デバイスで捕捉された検査区域を表す視野を有する。ポジショナ２５が基板１８及びサービスステーション２８に対して分注アセンブリ１４を移動するときに、カメラ２０の視野によって覆われた区域が変化する。カメラ２０及び高さセンサ２１は、Ｉ／Ｏインタフェース４２を通してプロセッサ３８に作動的に結合される。Ｉ／Ｏインタフェース４２は、電力をカメラ２０及び高さセンサ２１に供給し、並びにカメラ２０によって捕捉された画像及び／又は高さセンサ２１によって送信されるデータを表す信号をプロセッサ３８に通信することができる。コントローラアプリケーション４８は、高さセンサ２１から受信した高さデータに基づいて、基板１８、基板上の構成要素、及びサービスステーション２８の上方の高さセンサ２１の高さを決定することができる。
【００２８】
図７Ａ及び図７Ｂをここで参照すると、較正デバイス６６は、全体的に開口６８の下に位置決めされた光センサ６４を含むことができる。光センサ６４は、高さセンサ２１のレーザ２２から放出された光を検出するあらゆる適切なセンサとすることができる。光センサ６４は、光ビーム９６をレーザ２２から受け入れるように構成された第１の端部９４と、光ビーム９６を光受信機１０２の感光デバイス１００に光学的に結合する第２の端部９８とを有する光ファイバ９２を含むことができる。
【００２９】
図７Ａで最も良好に示すように、光ファイバ９２の第１の端部９４は、開口６８の下に位置決めすることができる。しかし、代替実施形態において、光ファイバ９２の第１の端部９４は、第１の端部９４が、図７Ｂに示すように、サービスステーション２８の面７０と同じ高さであり、又は面の上方に延びるように開口６８を通って延びることができる。当業者は、従って、本発明の実施形態は、光ファイバ９２の第１の端部９４、又は更には光ファイバ９２を含む光センサ６４の特定の位置に限定されないことを理解するであろう。例えば、光センサ６４は、感光デバイス１００が光ビーム９６を光ファイバ９２なしに高さセンサ２１から直接に受け入れるように構成することができる。例えば、代替実施形態において、感光デバイス１００は、開口６８に位置決めすることができる。
【００３０】
光ファイバ９２は、ガラスのようなあらゆる適切な光透過材料で形成することができ、かつ第１の端部９４に入射する光ビーム９６を捕捉して、この捕捉光ビーム９６をファイバ９２を通して光受信機１０２に結合するように構成される。光受信機１０２は、感光デバイス１００と、コントローラ３６のＩ／Ｏインタフェース４２に結合された出力１０６を有する増幅器１０４とを含むことができる。感光デバイス１００は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣＣＤ、又は受け入れられた光ビーム９６を光受信機１０２の増幅器１０４に供給される電気信号１０８に変換するあらゆる他の適切なデバイスとすることができる。光受信機１０２は、増幅器１０４の出力１０６での信号が光ビーム９６の強度に対応する振幅を有するように構成することができる。すなわち、増幅器１０４の出力１０６は、光ファイバ９２の第１の端部９４に入射する光の強度に対応する電圧又は電流レベルを有するアナログ信号とすることができる。本発明の代替実施形態において、光受信機１０２は、電気信号１０８をＩ／Ｏインタフェース４２を通してコントローラ３６に送信される１つ又はそれよりも多くのデータビットを有するデジタル信号に変換する比較器又はマルチビットＡ／Ｄ変換器（図示せず）を含むことができる。
【００３１】
図７Ｃ及び図７Ｄをここで参照すると、本発明の代替実施形態において、較正デバイス６６は、サービスステーション２８の面７０と高さセンサ２１の間の距離の段階的変化をもたらす縁部を有する基準点を含むことができる。この基準点は、図７Ｃに示す開口６８のような開口部、又は図７Ｄに示す隆起した特徴部７２を含むことができる。基準点によってもたらされた高さの段階的変化は、高さセンサ２１が光ビーム９６を開口６８で入射させる位置、又は一部の場合に隆起した特徴部７２にあるときに高さセンサ２１によって検出することができる。高さの段階的変化を伴う基準点を含む較正デバイス６６を有する本発明の実施形態は、従って、高さセンサ２１の位置を基準点の検出に応答して高さセンサ２１によって発生されたアラインメント信号に基づいて決定することを可能にすることができる。高さの段階的変化を有する基準点を含む本発明の実施形態は、従って、光センサ６４を省略することができる。
【００３２】
図８をここで参照すると、較正デバイス６６、計量ステーション１１０、パージステーション１１２、ｚ高さ較正ステーション１１４、及びカメラ位置較正ステーション１１６を示すサービスステーション２８の実施形態の斜視図が示されている。計量ステーション１１０は、流体材料の１つ又はそれよりも多くの液滴２４を分注バルブ１６から受け入れるように構成された秤１１８を含む。秤１１８は、液滴２４を計量して、分注システム１０が分注バルブ１６によって堆積した流体材料の量を較正することができるように秤１１８内に堆積した材料の質量に関連する情報を提供する。パージステーション１１２は、分注バルブ１６からパージされた廃材料を受け入れるように構成されたリザーバ１２２を含むことができる。
【００３３】
ｚ高さ較正ステーション１１４は、感圧領域１２４を含み、感圧領域は、分注バルブ１６による接触に応答して信号をコントローラ３６に供給するように構成されたｚ高さスイッチ（図示せず）で構成することができる。高さセンサ２１の高さに対する分注バルブ１６の高さを較正するために、分注アセンブリ１４は、高さセンサ２１が較正ステーション１１４の感圧領域１２４の上方にあるように位置決めすることができる。高さセンサ２１と感圧領域１２４の間の距離は、次に、高さセンサ２１を使用して決定され、決定された高さは、コントローラアプリケーション４８によってメモリ４０内に登録される。分注アセンブリ１４は、次に、分注バルブ１６が感圧領域の上方にあるように再位置決めすることができる。分注バルブ１６は、次に、バルブ１６が感圧領域１２４に接触するまでｚ軸ドライブ３４によって下降することができ、従って、ｚ高さスイッチが起動される。ｚ高さスイッチの起動に応答して、コントローラアプリケーション４８は、ｚ軸符号器５６から受信した信号に基づいて分注バルブ１６のｚ軸位置を決定することができる。分注バルブ１６と高さセンサ２１の間のｚ軸オフセットは、次に、分注バルブ１６の現在のｚ軸位置及びメモリ４０内の高さセンサ２１の登録された高さに基づいて決定することができる。
【００３４】
図８を引き続き参照しながら図８Ａをここで参照すると、カメラ位置較正ステーション１１６は、較正ドット１３０を受け入れる清浄な較正面１２８をもたらすように構成された分注リール１２６を含むことができる。カメラ２０に対する分注バルブ１６の位置を較正するために、コントローラアプリケーション４８は、分注リール１２６をしてボビン１３４を回転させることによってフィルムストリップ１３２を前進させることができる。この清浄な較正面１２８は、従って、フィルムストリップ１３２の新しい区画によってもたらすことができる。コントローラアプリケーション４８は、次に、分注バルブ１６をポジショナ２５で較正面１２８上に位置決めして、分注アセンブリ１４のｘ軸及びｙ軸座標を登録することができる。流体材料の液滴２４は、次に、較正ドット１３０を分注バルブ１６の下方の較正面１２８上に形成するために分注バルブ１６から排出することができる。コントローラアプリケーション４８は、次に、較正ドット１３０がカメラ２０の視野内にあるように分注アセンブリ１４を移動することができる。カメラ２０によって供給された画像に基づいて、コントローラアプリケーション４８は、十字線又は他のレチクル１３６（図９）のようなカメラ２０の視野内の予め定義された位置が較正ドット１３０と位置合わせされるまで分注アセンブリ１４の位置を微調節することができる。分注アセンブリ１４の現在のｘ軸及びｙ軸座標（すなわち、符号器カウント）は、次に、カメラ２０に対する分注バルブ１６の相対位置を決定するために較正ドット１３０を堆積させるときにｘ軸及びｙ軸符号器５２、５４から得られた登録された座標（すなわち、符号器カウント）と比較することができる。これらの座標（すなわち、符号器カウント）は、次に、上述のようにカメラ−ディスペンサオフセットベクトルを決定するのに利用される。
【００３５】
図９は、開口６８及び光ファイバ９２の第１の端部９４を示す較正デバイス６６の近くのサービスステーション２８の面７０の拡大上面図を示している。図９Ａは、開口６８及び光ファイバ９２の第１の端部９４と位置合わせされたレチクル１３６を示すカメラ２０が較正デバイス６６上に位置決めされた間の図９に示すサービスステーション２８の区域のカメラ２０を通じた例示的な図を示している。光ファイバ９２の第１の端部９４は、図９Ａでは見えるように示されているが、本発明の一部の実施形態において、光ファイバ９２の第１の端部９４は、カメラ２０越しには見えない場合があることを理解しなければならない。例えば、光ファイバ９２の第１の端部９４は、第１の端部９４がカメラ２０によって捕捉された画像では見えないように開口６８より十分に下に位置決めすることができる。光ファイバ９２の第１の端部９４が見えない場合に、レチクル１３６は、単に開口６８と位置合わせすることができる。
【００３６】
高さセンサ２１に対するカメラ２０の位置を較正するために、コントローラアプリケーション４８は、カメラ２０を較正デバイス６６上に位置決めする。較正ドット１３０に関して上述したのと同様に、コントローラアプリケーション４８は、カメラ２０をその十字線がカメラ２０から得られた画像に基づいて較正デバイス６６と位置合わせされるまで移動する。分注アセンブリ１４のｘ−ｙ位置は、次に、十字線が較正デバイス６６と位置合わせされた間にｘ及びｙ符号器ドライブから決定することができる。コントローラアプリケーション４８は、次に、ｘ軸及びｙ軸符号器５２、５４から得られたそれぞれｘ座標及びｙ座標をメモリ４０に記録する。
【００３７】
図１０は、高さセンサ２１が較正デバイス６６の上に位置決めされた間の較正デバイス６６の上面図を示している。この位置で、レーザドット１３８は、高さセンサ２１のレーザ２２によってサービスステーション２８の面７０上に投射することができる。高さセンサ２１を較正デバイス６６と位置合わせする座標を決定するために、コントローラアプリケーション４８は、レーザドット１３８が第１の軸１３９（例えば、ｘ軸）に沿って較正デバイス６６を横切って移動し、かつ開口６８を横切って通過するようにディスペンサアセンブリ１４（従って、その延長線で考えると高さセンサ２１）を移動することができる。開口６８を通過するレーザ光は、レーザドット１３８が較正デバイス６６を通り越すときに光ファイバ９２の第１の端部９４によって捕捉されて光受信機１０２へ伝送することができる。
【００３８】
図１１をここで参照して図１０を引き続き参照すると、光センサ６４によって発生されたアラインメント信号１４２のプロットは、アラインメント信号１４２の振幅と第１の軸１３９に沿ったレーザドット１３８の位置との例示的な関係を示している。捕捉光の受光に応答して、光受信機１０２は、アラインメント信号１４２をコントローラ３６に送信する。本発明の実施形態において、コントローラアプリケーション４８は、最初に、レーザドット１３８が第１の軸１３９（例えば、ｘ軸５８）に沿って中心に置かれたときに高さセンサ２１の位置を以下の３つの段階によって決定する。（１）コントローラアプリケーション４８が、レーザドット１３８が較正デバイス６６を横切って移動されるときにｘ座標を符号器５２から取得し、（２）コントローラアプリケーション４８が、信号１４２の最大値１４６を決定し、かつ（３）コントローラアプリケーション４８が、アラインメント信号１４２の最大値１４６に対応する第１の軸１３９の座標１４７（例えば、ｘ軸符号器５２の出力、以下「センサｘ座標」と呼ぶ）を登録する。このセンサｘ座標は、次に、図１０に示すように、レーザドット１３８が第２の軸１４４と位置合わせされるようにディスペンサを位置決めするのに使用される。
【００３９】
センサｘ座標を第２の軸１４４の交差点に対応する第１の軸座標として使用して、コントローラアプリケーション４８は、次に、レーザドット１３８が第２の軸１４４（例えば、ｙ軸６０）に沿って中心に置かれたときに高さセンサ２１の位置を以下の３つの段階によって決定する。（１）コントローラアプリケーション４８が、レーザドット１３８が較正デバイス６６を横切って移動されるときにｙ座標を符号器５４から取得し、（２）コントローラアプリケーション４８が、信号の最大値を決定し、かつ（３）コントローラアプリケーション４８が、アラインメント信号の最大値に対応する第２の軸１４４の座標（例えば、ｙ軸符号器５４の出力、以下「センサｙ座標」と呼ぶ）を登録する。これらの２つの座標、すなわち、センサｘ座標及びセンサｙ座標は、高さセンサ２１が較正デバイス６６と位置合わせされた時の分注アセンブリ１４の座標を含む。
【００４０】
高さセンサ２１が較正デバイス６６と位置合わせされた時の分注アセンブリ１４の座標を決定すると、次に、カメラの十字線は、較正デバイス６６上で中心に置かれ又はそれと位置合わせされ、カメラがこの位置合わせされた位置にある状態での分注アセンブリ１４の座標を記録する。次に、カメラ−高さセンサオフセットベクトルは、上述のように、記録された分注アセンブリ座標から決定される。
【００４１】
図１２及び図１３をここで参照すると、本発明の代替実施形態において、コントローラアプリケーション４８は、高さセンサ２１によって発生されたアラインメント信号１４８に基づいて高さセンサ２１を較正デバイス６６と位置合わせする座標を決定することができる。この場合に、アラインメント信号１４８は、高さセンサ２１とサービスステーション２８の面７０との間の検出された距離を表すことになる。コントローラアプリケーション４８は、レーザドット１３８が基準特徴部１５０（図１２）の上で第１の軸１３９（例えば、ｘ軸）に沿って較正デバイス６６と交差するように高さセンサ２１を移動することになる。基準特徴部１５０は、高さセンサ２１によって感知可能な段階的高さ変化を定める縁部を含むことができる。基準特徴部１５０は、開口６８、隆起した特徴部７２、又は検出可能な高さ変化を有するあらゆる他の適切な特徴部を含むことができる。
【００４２】
レーザドット１３８が基準特徴部１５０の縁部を横切って移動するときに、アラインメント信号１４８は、線セグメント１５２によって表されるレベルの第１の変化を体験することになる。コントローラアプリケーション４８は、第１の軸１３９の第１の座標１５４をアラインメント信号１４８の第１の変化に応答して登録する。コントローラアプリケーション４８が、レーザドット１３８が基準特徴部１５０を横切って移動するように高さセンサ２１を移動し続けるときに、アラインメント信号は、高さセンサ２１が基準特徴部１５０を通り越すときに（線セグメント１５６によって表された）第２の変化を体験する。コントローラアプリケーション４８は、第１の軸１３９の第２の座標１５８をアラインメント信号１４８の第２の変化に応答して登録する。コントローラアプリケーション４８は、次に、第１及び第２の座標１５４、１５８間の中間点１６０（以下「基準ｘ座標」と呼ぶ）を計算することによって高さセンサ２１が基準特徴部１５０と位置合わせされる時の分注アセンブリ１４の位置に対応する第１の軸１３９の座標を決定することができる。基準ｘ座標は、次に、第２の軸１４４（例えば、ｙ軸）のｘ座標として使用される。高さセンサ２１は、次に、類似の中間点座標（以下「基準ｙ座標」と呼ぶ）を基準特徴部１５０の第２の軸１４４に沿って見つけるために第２の軸１４４に沿って移動される。基準ｘ座標及び基準ｙ座標は、次に、高さセンサ２１が基準特徴部１５０と位置合わせされた時の分注アセンブリ１４の座標として記録される。基準ｘ座標及び基準ｙ座標は、次に、基準特徴部１５０と位置合わせされているカメラ２０の十字線に対応する分注アセンブリ１４の座標と比較される。これらの２組の座標を使用して、次に、カメラ−高さセンサオフセットベクトルは、上述のように決定される。
【００４３】
カメラ−ディスペンサセンサオフセットベクトル及びカメラ−高さセンサオフセットベクトルを決定した後に、ディスペンサ−高さセンサオフセットベクトルは、必要に応じて、図３に関して上述のようにこれらのオフセットベクトルに基づいて決定することができる。更に、カメラ−高さセンサオフセットベクトルを本発明により自動的に、カメラ−ディスペンサオフセットベクトルを「背景技術」節に説明した従来技術により、かつディスペンサ−高さセンサオフセットベクトルを上述の２つのオフセットベクトルから決定した後に、これらのオフセットベクトルは、次に、従来技術において可能であったよりも正確に材料を基板上の望ましいｘ−ｙ位置にかつ望ましい高さから分注するために分注アセンブリ１４を基板１８の上に位置決めするのに使用することができる。
【００４４】
更に、本発明により、このより正確な材料の分注は、不正確性と、オペレータがレーザ高さセンサを例えばサービスステーション上の較正マークと目視で位置合わせすることが必要とされていた従来のシステムにおいて引き起こされるオペレータに対するストレスとを回避する処理において自動的に高さセンサを較正デバイスと位置合わせするように行われる。
【００４５】
本明細書での「垂直」、「水平」などのような用語に言及するのは、絶対座標系を確立するためであり、一例としてのものであり、制限を目的とするのではない。特に、本明細書で定義されるｘ、ｙ、及びｚ運動軸５８、６０、６２によって確立される直交座標系は、例示的であり、説明の便宜上使用されている。本発明を説明するために様々な他の座標系を同等に使用することができることが当業者によって理解される。
【００４６】
要素が別の要素に又はそれと「接続される」又は「結合される」と説明するときに、他方の要素に直接に接続又は結合することができ、又は代わりに１つ又はそれよりも多くの介在する要素が存在することができることを理解されるであろう。これとは対照的に、要素が別の要素に「直接に接続される」又は「直接に結合される」と説明するときに、介在する要素は存在しない。要素が別の要素に「間接的に接続される」又は「間接的に結合される」と説明するときに、存在する少なくとも１つの介在する要素がある。
【００４７】
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態のみを説明することを目的したものであり、本発明を制限しないように意図している。本明細書で使用するときに単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その語が明示的に他の場合を示さない限り、複数形も含むように意図している。用語「含む」及び／又は「含んでいる」は、本明細書に使用するときに、説明する特徴、整数、段階、作動、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ又はそれよりも多くの他の特徴、整数、段階、作動、要素、構成要素、及び／又はその群の存在又は追加を排除しないことは更に理解されるであろう。
【００４８】
本明細書で使用するときに用語「に応答して」は、第１の事象に「反応して」及び／又はその「後に」を意味する。従って、第１の事象に応答して発生する第２の事象は、第１の事象の直後に発生させることができ、又は第１の事象と第２の事象の間に発生するタイムラグを含むことができる。これに加えて、第２の事象は、第１の事象によって引き起こすことができ、又はいずれの因果関係もなく第１の事象後に単に発生させることができる。
【００４９】
本発明をその１つ又はそれよりも多くの実施形態の説明によって示し、かつ実施形態をかなり詳細に説明したが、実施形態は、添付の特許請求の範囲をこのような詳細に制限せず、又はいずれの点においても限定するように意図していない。追加の利点及び修正が当業者に容易に明らかであろう。従って、より広義の態様における本発明は、図示して説明した特定の詳細、代表的な装置及び方法、及び例示的な実施例に限定されない。従って、本出願人の一般的発明概念の範囲又は精神から逸脱することなく、このような詳細から逸脱することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１６  ディスペンサ
２０  カメラ
２１  高さセンサ
６４  光センサ
６６  較正デバイス
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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