(57)【要約】  ディスペンサは、フレームと、基板支持アセンブリと、供給ポンプをＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向に移動させるガントリシステムとを備える。供給ポンプは、ローカル供給リザーバと、供給ノズルと、ローカル供給リザーバと供給ノズルとの間に流体連通をもたらす第１のラインとを備える。ディスペンサは、供給ポンプのローカル供給リザーバに結合される遠隔バルク給送システムを更に備える。バルク給送システムは、粘性材料を収容するように構成されている第１の遠隔供給コンテナと、遠隔バルク給送システムとローカル供給リザーバとの間に流体連通をもたらす第２のラインと、第２のラインに配置され、遠隔供給コンテナに粘性材料を送達するとともに遠隔供給コンテナから粘性材料を分断するように動作可能な第１の弁とを備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に粘性材料を供給するディスペンサであって、
フレームと、
前記フレームに結合されるとともに、前記基板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、供給ポンプを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とともに、ローカル供給リザーバと、供給ノズルと、前記ローカル供給リザーバと前記供給ノズルとの間に流体連通をもたらす第１のラインとを備える供給ポンプと、
前記供給ポンプの前記ローカル供給リザーバに結合される遠隔バルク給送システムであって、粘性材料を収容するように構成されている第１の遠隔供給コンテナと、該遠隔バルク給送システムと前記ローカル供給リザーバとの間に流体連通をもたらす第２のラインと、前記第２のラインに配置され、前記遠隔供給コンテナに粘性材料を送達するとともに前記遠隔供給コンテナから粘性材料を分断するように動作可能な第１の弁とを備える、遠隔バルク給送システムと、
を備える、ディスペンサ。
【請求項２】
前記バルク給送システムは、前記第１のラインに配置され、前記供給ノズルに粘性材料を送達するとともに前記供給ノズルから粘性材料を分断するように動作可能な第２の弁を更に備える、請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項３】
前記バルク給送システムは、第２の遠隔供給コンテナと、該第２の遠隔供給コンテナと前記第２のラインとの間に流体連通をもたらす第３のラインと、該第３のラインに配置され、前記第２のラインに粘性材料を送達するとともに前記第２のラインから粘性材料を分断するように動作可能な第３の弁とを更に備える、請求項２に記載のディスペンサ。
【請求項４】
前記バルク給送システムは、前記遠隔供給コンテナと前記第１の弁との間の前記第２のラインに交わる前記第４のラインに配置される第４の弁を更に備え、該第４の弁は、前記粘性材料から空気をパージするように構成されている、請求項２に記載のディスペンサ。
【請求項５】
前記バルク給送システムは、前記第１の弁と前記ローカル供給リザーバとの間の前記第２のラインに配置される気泡センサを更に備える、請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項６】
前記気泡センサは、フィルタによって処理される材料内の空気を検出する、請求項５に記載のディスペンサ。
【請求項７】
前記バルク給送システムは、前記遠隔供給コンテナ内における所定量を下回る粘性材料のレベルを検出する低レベルセンサを更に備える、請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項８】
前記供給ポンプの前記ローカル供給リザーバは、低レベルセンサ及び高レベルセンサを備える、請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項９】
前記供給ポンプは、第２のローカル供給リザーバと、該第２のローカル供給リザーバと前記供給ノズルとの間に流体連通をもたらす第３のラインとを更に備える、請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項１０】
ディスペンサによって基板上に粘性材料を供給する方法であって、
前記ディスペンサの供給ヘッドの供給ノズルから粘性材料を選択的に供給することと、
遠隔バルク給送システムから、粘性材料を収容するように構成されている前記供給ヘッドのローカル供給リザーバへの粘性材料の流れを制御すること、を含んでおり、
前記遠隔バルク給送システムは、粘性材料を収容するように構成されている第１の遠隔供給コンテナと、該第１の遠隔供給コンテナと前記ローカル供給リザーバとの間に流体連通をもたらす第１のラインとを備える、
ディスペンサによって基板上に粘性材料を供給する方法。
【請求項１１】
前記粘性材料の流れを制御することは、前記ローカル供給リザーバに粘性材料を送達するとともに前記ローカル供給リザーバから粘性材料を分断するように、前記第１のラインにおける第１の弁を動作させることを含み、前記供給ヘッドが使用されていない時に、前記バルク給送システムの前記第１の遠隔供給コンテナから前記供給ヘッドの前記ローカル供給リザーバへの前記粘性材料の流れが達成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記遠隔バルク給送システムは第２の遠隔供給コンテナを更に備え、前記方法は、前記第２の遠隔供給コンテナと前記ローカル供給リザーバとの間に配置される第２の弁によって、前記第２の遠隔供給コンテナから前記ローカル供給リザーバへの粘性材料の流れを制御することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の弁及び前記第２の弁はピンチ弁である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
気泡センサによって前記第１の弁の後の前記第１のラインにおける気泡を検知することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記気泡センサによって前記第１のライン内で気泡が検知された場合、前記第１のラインをパージすることを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の遠隔供給コンテナに結合される低レベルセンサによって、前記バルク給送システムの前記第１の遠隔供給コンテナ内における所定量を下回る粘性材料のレベルを検知することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記ローカル供給リザーバに結合される、より低いレベルセンサによって、前記ローカル供給リザーバ内における所定量を下回る粘性材料のレベルを検知することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記ローカル供給リザーバに結合される高レベルセンサによって、前記ローカル供給リザーバ内における所定量を上回る粘性材料のレベルを検知することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記バルク給送システムの前記第１の遠隔供給コンテナ内の前記粘性材料を加圧することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
前記遠隔バルク給送システムは、第２のラインによって前記第１のラインと流体連通する第２の遠隔供給コンテナを更に備え、前記方法は、前記第１の遠隔供給コンテナを前記第２の遠隔供給コンテナに切り替えた後、前記第２のラインを自動的にパージすることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、プリント回路基板等の基板上にはんだペースト等の粘性材料を供給する方法及び装置に関し、より詳細には、供給システム用の遠隔バルク給送システムに関する。
【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、液体エポキシ樹脂又ははんだペースト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。液体エポキシ樹脂及びはんだペーストは、構成要素を回路基板に機械的及び電気的に接続するのに用いられる。このような供給システムにおいて、基板上の或る特定の特徴部に対して供給動作の位置合わせを行う目的で、基板上の或る特定の特徴部の場所を特定するために、位置合わせ視覚システムが用いられるのが通常である。例示的な供給システムが、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。
【０００３】
通常の供給システムは、基板上に供給される材料を収容するカートリッジを使用する。カートリッジは、３０立方センチメートル（３０ｃｃ）の材料を保持することが可能である点で、比較的小さいのが通常である。より小さいカートリッジを用いる１つの利点は、正確な圧力制御を達成し、より一貫した供給結果をもたらすことができることである。供給領域において供給ガントリ上に保持されない遠隔バルク給送システムが知られており、これは、使用時に動きを受ける流路が長いことから、比較的不安定な圧力制御に悩まされる。圧力制御の安定化は、このような遠隔バルク給送システムが直面する難点である。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の１つの態様は、基板上に粘性材料を供給するディスペンサに関する。１つの実施形態において、ディスペンサは、フレームと、フレームに結合されるとともに基板上に材料を供給する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ガントリシステムとを備える。ガントリシステムは、供給ポンプを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。ディスペンサは、ガントリシステムに結合される供給ポンプを更に備える。供給ポンプは、ローカル供給リザーバと、供給ノズルと、ローカル供給リザーバと供給ノズルとの間に流体連通をもたらす第１のラインとを備える。ディスペンサは、供給ポンプのローカル供給リザーバに結合される遠隔バルク給送システムを更に備える。バルク給送システムは、粘性材料を収容するように構成されている第１の遠隔供給コンテナと、遠隔バルク給送システムとローカル供給リザーバとの間に流体連通をもたらす第２のラインと、第２のラインに配置され、遠隔供給コンテナに粘性材料を送達するとともに遠隔供給コンテナから粘性材料を分断するように動作可能な第１の弁とを備える。
【０００５】
ディスペンサのバルク給送システムの実施形態は、第１のラインに配置され、供給ノズルに粘性材料を送達するとともに供給ノズルから粘性材料を分断するように動作可能な第２の弁を更に備えることができる。バルク給送システムは、第２の遠隔供給コンテナと、第２の遠隔供給コンテナと第２のラインとの間に流体連通をもたらす第３のラインと、第３のラインに配置され、第２のラインに粘性材料を送達するとともに第２のラインから粘性材料を分断するように動作可能な第３の弁とを更に備えることができる。バルク給送システムは、遠隔供給コンテナと第１の弁との間の第２のラインに交わる第４のラインに配置される第４の弁を更に備えることができる。第４の弁は、空気をパージするように構成されている。バルク給送システムは、第１の弁とローカル供給リザーバとの間の第２のラインに配置される気泡センサを更に備えることができる。気泡センサは、フィルタと連係することができる。バルク給送システムは、遠隔供給コンテナ内における所定量を下回る粘性材料のレベルを検出する低レベルセンサを更に備えることができる。供給ポンプのローカル供給リザーバは、低レベルセンサ及び高レベルセンサを備えてもよい。供給ポンプは、第２のローカル供給リザーバと、第２のローカル供給リザーバと供給ノズルとの間に流体連通をもたらす第３のラインとを更に備えることができる。
【０００６】
本開示の別の態様は、ディスペンサによって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、ディスペンサの供給ヘッドの供給ノズルから粘性材料を選択的に供給することと、遠隔バルク給送システムから、粘性材料を収容するように構成されている供給ヘッドのローカル供給リザーバへの粘性材料の流れを制御することとを含む。バルク給送システムは、粘性材料を収容するように構成されている遠隔供給コンテナと、バルク給送システムとローカル供給リザーバとの間に流体連通をもたらすラインとを備える。
【０００７】
本方法の実施形態は、気泡センサによって第１の弁の後のライン内の気泡を検知することを更に含むことができる。本方法は、気泡センサによってライン内で気泡が検知された場合、ラインをパージすることを更に含むことができる。本方法は、遠隔供給コンテナに結合される低レベルセンサによって、バルク給送システムの遠隔供給コンテナ内における所定量を下回る粘性材料のレベルを検知することを更に含むことができる。本方法は、ローカル供給リザーバに結合される、より低いレベルセンサによって、ローカル供給リザーバ内における所定量を下回る粘性材料のレベルを検知することを更に含むことができる。本方法は、ローカル供給リザーバに結合される高レベルセンサによって、ローカル供給リザーバ内における所定量を上回る粘性材料のレベルを検知することを更に含むことができる。本方法は、バルク給送システムの遠隔供給コンテナ内の粘性材料を加圧することを更に含むことができる。粘性材料の流れを制御することは、ローカル供給リザーバに粘性材料を送達するとともにローカル供給リザーバから粘性材料を分断するように、ラインにおける第１の弁を動作させることを更に含むことができる。この場合、供給ヘッドが使用されていない時に、バルク給送システムから供給ヘッドのローカル供給リザーバへの粘性材料の流れが達成される。遠隔バルク給送システムは、第２の遠隔供給コンテナを更に備えることができる。本方法は、第２の遠隔供給コンテナとローカル供給リザーバとの間に配置される第２の弁によって、第２の遠隔供給コンテナからローカル供給リザーバへの粘性材料の流れを制御することを更に含むことができる。第１の弁及び第２の弁はピンチ弁とすることができる。本方法は、第１の遠隔供給コンテナを第２の遠隔供給コンテナに切り替えた後、第２のラインを自動的にパージすることを更に含むことができる。
【０００８】
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】
【０００９】
【図１】本開示の一実施形態のディスペンサの概略図である。
【図２】図１に示されているディスペンサの正面斜視図である。
【図３】図１に示されているディスペンサの側面斜視図である。
【図４】本開示の一実施形態の遠隔バルク給送システムの拡大された正面斜視図である。
【図５】パッケージングが取り除かれた遠隔バルク給送システムの別の拡大された正面斜視図である。
【図６】ディスペンサの供給ヘッドの概略図である。
【図７】遠隔バルク給送システム及びディスペンサの供給ヘッドの概略図である。
【図８】別の実施形態の遠隔バルク給送システム及び供給ヘッドの概略図である。
【図９】別の実施形態の遠隔バルク給送システム及び供給ヘッドの概略図である。
【図１０】別の実施形態の遠隔バルク給送システム及び供給ヘッドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、他の実施形態が可能であり、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。
【００１１】
図１は、本開示の１つの実施形態に係るディスペンサ（全体として１０で示す）を概略的に示している。図２は、同じディスペンサ１０の物理的な実施形態を示している。ディスペンサ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、半導体ウェハー、又は他の電子基板等の電子基板１２上に供給するのに用いられる。他の実施形態において、ディスペンサ１０は、粘度のより低い材料、例えば導電性インク等を供給するのに用いることができる。ディスペンサ１０は代替的に、自動車のガスケット材の塗布又は或る特定の医療用途等の他の用途に用いることができる。本明細書において用いる粘性材料、半粘性材料、又は粘度のより低い材料に対する言及は、例示的なものであり、非限定的なものとして意図されることが理解されるべきである。ディスペンサ１０は、第１の供給ポンプ及び第２の供給ポンプ又は第１の供給ヘッド及び第２の供給ヘッド（全体としてそれぞれ１４及び１６で示す）と、ディスペンサの動作を制御するコントローラ１８とを備える。２つの供給ポンプが示されているが、１つ又は複数の供給ポンプを設けることができることが理解されるべきである。
【００１２】
ディスペンサ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、供給ポンプ１４、１６を支持及び移動するようにフレーム２０に可動に結合される供給ポンプガントリ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とを備えることもできる。ディスペンサ１０において運搬若しくは搬送システム３４又はウォーキングビーム等の他の移送機構を用いて、ディスペンサに対する基板の装填及び取出しを制御することができる。ガントリ２４は、コントローラ１８の制御下でモーターを用いて移動させ、供給ポンプ１４、１６を基板上の所定の場所に位置付けることができる。ディスペンサ１０は、様々な情報を作業者に対して表示する、コントローラ１８に接続された表示ユニット２８を備えることができる。供給ポンプを制御する任意選択の第２のコントローラがあってもよい。
【００１３】
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は、供給システムのディスペンサと位置合わせ又は別様に整合されなければならない。ディスペンサは視覚システム３０を更に備え、視覚システム３０は、視覚システムを支持及び移動するようにフレーム２０に可動に結合される視覚システムガントリ３２に結合される。供給ポンプガントリ２４とは別個に示されているが、視覚システムガントリ３２は、供給ポンプ１４、１６と同じガントリシステムを使用してもよい。記載したように、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る目印の場所を確認するのに使用される。場所が特定されると、コントローラは、供給ポンプ１４、１６の一方又は双方の動きを操作し、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。
【００１４】
本開示のシステム及び方法は、供給ポンプ１４、１６の動作に関する。本明細書において提供されるシステム及び方法の記載は、ディスペンサ１０の支持体２２上に支持される例示的な電子基板（例えばプリント回路基板）に言及する。１つの実施形態において、供給動作は、材料ディスペンサ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ることができるコントローラ１８によって制御される。別の実施形態において、コントローラ１８は作業者が操作してもよい。上述したように、ディスペンサ１０は、ディスペンサに基板を出し入れする往復移動を行うように設けられた搬送システム３４を備える。
【００１５】
１つの実施形態において、ディスペンサは、遠隔バルク給送システムによってディスペンサ内に粘性材料を補充する際に、ディスペンサの単数又は複数の供給ポンプにおいて安定した材料圧力をもたらすように構成されている遠隔バルク給送システムを更に備える。従来の遠隔バルク給送システムでは、材料が長いチューブを通して押され、供給ポンプのカートリッジにおける使用地点に到達する。経路が長いことと、チューブが使用中に動きを受けることとに起因して、供給ポンプにおける材料圧力はあまり安定しない。本開示の実施形態においては、ピンチ弁等の弁を用いて、材料流を制御するとともに、ポンプにおける圧力を実際に制御する圧力システムを制御する。リザーバからポンプへの材料供給を遮断するために、複数の場所に弁が設けられる。弁はリザーバへの材料供給も遮断する。遠隔バルク給送システムにより、粘性材料を補充するプロセスに日常的に介入することが防止され、小カートリッジの材料給送システムに通常伴う厳密な圧力制御の利益が得られる。小カートリッジのローカル材料給送システムにより、供給ポンプにおける非常に厳密な圧力制御が可能になり、これにより、より一貫した供給結果がもたらされる。１つの実施形態において、ローカル供給カートリッジは、約３０ｃｃの材料を保持する。供給カートリッジは、一度の使用で約８時間の生産シフトの継続を大まかに意味する。供給ポンプが供給を行う際、厳密に制御された圧力レギュレーターを介してローカルの材料供給を上回る圧力が生じる。供給ポンプが使用されていない場合、弁がローカル供給カートリッジから供給ポンプへの経路を断絶し、遠隔給送システムとローカル供給カートリッジとの間の弁を開放することによって、遠隔バルク給送システムから供給カートリッジに補充が行われる。
【００１６】
遠隔バルク給送システムの更なる特徴は、粘性材料内の気泡の防止、及び材料の完全な使用を可能にすることに対処する。具体的には、供給カートリッジが消費されると表現される場合、供給カートリッジは、常にカートリッジの底部にいくらか残存した粘性材料が残されるという点で完全に消費されるわけではない。なぜなら、センサを絶対的なゼロ量に設定することはできないためである。したがって、センサのトリガー位置を下回る未知の量の粘性材料が常に存在する。粘性材料は高価であるため、この材料を自動又は手動で回収することが望ましい。この手法は、手動ボタン又は自動プロセスによって制御される。遠隔バルク給送システムの弁は、供給コンテナと供給カートリッジとの間の経路を開閉する。これにより、ほとんど消費された供給カートリッジからの残存した材料を、廃棄されることがないように新しい供給カートリッジに押し込む。
【００１７】
新しい供給カートリッジが導入される際、新しい供給カートリッジが取付け部に螺合される場所に空隙がもたらされる。空隙が供給ポンプに移動することが可能であると、正確な量の材料を供給することができないため、欠陥製品が生じ得る。本開示の実施形態の遠隔バルク給送システムは、気泡を自動又は手動で除去するとともに、粘性材料の廃棄を最小量だけにする。気泡（複数の場合もある）のパージは、手動ボタン又は自動プロセスによって制御することができる。弁を用いてポンプへの経路を断絶し、パージコンテナへの経路を開放する。これにより、供給ポンプへの経路を開放しきる前にパージされる粘性材料は最小量だけになる。
【００１８】
図２及び図３に示されているように、ディスペンサ１０は、ディスペンサのフレーム２０の一方の側４２に取り付けられる遠隔バルク給送システム（全体として４０で示す）を更に備える。図示の実施形態では、遠隔バルク給送システム４０は、遠隔バルク給送システムの構成要素を支持するように構成されているハウジング４４を備える。ハウジング４４は、ディスペンサのフレーム２０の搬送システム３４に隣接した側４２に取り付けられ、チャンバーに供給されるバルク給送材料を支持するチャンバー４６を備える。１つの実施形態において、ハウジング４４は、ハウジング４４のチャンバー４６内へのアクセスを可能にする取外し可能なパネル又はドア４８を備える。ハウジング４４は、ハウジングの前面５２において取外し可能なパネル又はドア４８の上方に設けられた制御パネル５０を更に備える。制御パネル５２は、遠隔バルク給送システム４０に動作制御及びステータス情報をもたらす。
【００１９】
図４及び図５を参照すると、１つの実施形態において、ハウジング４４のチャンバー４６は、比較的大きい２つの供給コンテナ（それぞれ全体として５４で示す）を支持するようなサイズ及び構成になっている。図示のように、各供給コンテナ５４は、円筒形プラグ６０によって閉鎖される開放した頂部５８と、出口６４を有する実質的に閉鎖した底部６２とを有する円筒形の本体５６を備える。上側ブラケットアセンブリ６６が、供給コンテナ５４の上側端部５８を固定するのに設けられ、相補的な下側ブラケットアセンブリ６８が、供給コンテナの下側端部６２を固定するのに設けられる。上側ブラケットアセンブリ６６は、遠隔のガス源から円筒形プラグ６０を通して供給コンテナ５４内に加圧ガスを導入するための２つのガス入口（それぞれ７０で示される）を有する。加圧ガス（空気又は窒素）は、それぞれの出口６４を通して供給コンテナ５４から粘性材料を押し出すのに用いられる。より詳細に後述するように、供給コンテナ５４は、１つの供給ヘッドが設けられる場合、供給ヘッド１４若しくは１６の供給カートリッジと流体連通し、又は、ディスペンサが２つの供給ヘッドを備える場合、供給ヘッド１４、１６のそれぞれの供給カートリッジと流体連通する。１つの実施形態において、各供給コンテナ５４は、１０００ｃｃの材料を保持することが可能であるが、供給カートリッジは、任意の量の材料を保持するように設計することができる。
【００２０】
特に、図６を参照すると、供給ヘッド、例えば供給ヘッド１４は、ハウジング７２と、ハウジングの下側端部に設けられた供給ノズル７４とを備える。１つの実施形態において、供給ヘッド１４のハウジング７２は、螺旋溝を有する回転オーガを支持し、ノズルから基板上へ材料を押し出す。１つのこのようなシステムが、マサチューセッツ州フランクリン所在のSpeedline Technologies, Inc.社が所有する「LIQUID DISPENSING SYSTEM WITH SEALING AUGERING SCREW AND METHOD FOR DISPENSING（シール用オーガスクリューを備える液体供給システム及び供給方法）」と題する米国特許第５，８１９，９８３号に開示されている。オーガタイプのディスペンサを使用する通常の動作では、材料のドット又は線を基板上に供給する前に供給ヘッドを基板の表面に向かって下降させ、材料のドット又は線を供給した後に供給ヘッドを上昇させる。このタイプのディスペンサを使用すると、小さく正確な量の材料を高精度で配置することができる。一般的にＺ軸移動として知られる、供給ユニットを基板に対する法線方向に昇降させるのに必要な時間は、供給動作を実行するのに必要な時間に寄与し得る。具体的には、オーガタイプのディスペンサでは、材料のドット又は線を供給する前に、材料を基板に触れさせる、すなわち基板を「濡らす」ように供給ユニットを下降させる。
【００２１】
粘性材料のドットを基板に向かって発射する「噴射」の使用も、自動ディスペンサの分野において知られている。そのような噴射システムを組み込んだ別の実施形態において、供給ヘッド１４のハウジング７２は、十分な慣性力により、供給ノズル７４から微細な個別量の粘性材料を吐出又は発射する「噴射器」を支持し、基板に接触する前にノズルから材料を分離することが可能である。上述したように、オーガタイプの適用手段又は他の従来の非噴射システムの場合、ノズルからドットを放つ前に基板を材料のドットで濡らす必要はない。噴射では、個別のドットのパターンとして濡らすことなく基板上にドットを配置することができ、又は代替的には、ドットを互いに十分に近接して配置し、いくらか連続したパターンにまとめることができる。
【００２２】
他のタイプの供給ヘッド１４が更に想定される。例えば、インクジェット供給ヘッド又はシステムを使用することができる。本開示の遠隔バルク供給システムは、任意のタイプの供給ヘッドに用いることができることが理解されるべきである。
【００２３】
供給ヘッド１４は、供給ヘッドのハウジング７２に粘性材料を供給する供給カートリッジ７６を更に備える。図６に概略的に示されているように、供給カートリッジ７６は、ライン又はチューブ７８によって供給ヘッド１４の供給ノズル７４と流体連通する。供給ヘッド１４の供給ノズル７４への粘性材料の給送を制御するために、弁８０がライン７８に配置される。１つの実施形態において、弁８０はピンチ弁であり、ライン７８の壁を押し合わせ、ラインを選択的に開閉するシールを形成する。ピンチ弁は、比較的粘性のある材料を伴う使用に特に好適である。図示のように、供給カートリッジ７６は、供給カートリッジ内における所定量を下回る粘性材料のレベルを検出する低レベルセンサ８２を備える。供給カートリッジ７６は、供給カートリッジ内における所定量を上回る粘性材料のレベルを検出する高レベルセンサ８４も備える。或る特定の実施形態において、供給カートリッジ７６は、ライン８８によって加圧ガス源８６と流体連通する。加圧ガス（空気又は窒素）が、ライン８８と連通する供給カートリッジ７６から供給カートリッジの出口９０を通して粘性材料を押し出す加圧ガス源８６として用いられる。１つの実施形態において、低レベルセンサ８２及び高レベルセンサ８４は、コントローラ１８に対する信号を生成し、供給カートリッジ７６内の粘性材料のレベルを制御する。
【００２４】
粘性材料は、遠隔バルク給送システム４０により、供給カートリッジと遠隔バルク給送システムとの間で流体連通するライン９２によって供給カートリッジ７６に供給される。供給カートリッジ７６の低レベルセンサ８２がトリガーされると、コントローラ１８は遠隔バルク給送システム４０を制御して、粘性材料を供給カートリッジに送達するような構成になっている。粘性材料の送達は、供給カートリッジ７６の高レベルセンサ８４がトリガーされるまで続く。このとき、コントローラ１８は、遠隔バルク給送システム４０から供給カートリッジへの粘性材料の送達を遮断する。別の実施形態において、遠隔バルク供給システム４０による供給カートリッジ７６の充填を制御するために、コントローラ１８に追加して又はコントローラ１８の代わりに、遠隔バルク給送システム４０と連動するプロセッサ又はコントローラを設けることができる。
【００２５】
図７を参照すると、供給カートリッジ７６を含む供給ヘッド１４に対する遠隔バルク給送システム４０の動作が図示及び記載されている。図示のように、遠隔バルク給送システム４０の２つの供給コンテナ５４は、はんだペースト等の粘性材料を収容する。各供給コンテナ５４は、供給コンテナが空の状態又は空に近い状態であることを示す低レベルセンサ９４を備える。１つの実施形態において、低レベルセンサ９４は、コントローラ１８又は遠隔バルク給送システム４０と連動する専用のプロセッサ若しくはコントローラに対する信号を生成する。供給コンテナ５４は、それぞれライン９８、１００によってフィルタ９６と流体連通する。ライン９８、１００は、フィルタに入る前に合流し、ライン１０２を形成する。ピンチ弁等の弁１０４がライン９８に配置され、供給コンテナ５４からフィルタ９６への粘性材料の流れを制御する。同様に、ピンチ弁等の別の弁１０６がライン１００に配置され、他の供給コンテナ５４からフィルタ９６への粘性材料の流れを制御する。フィルタ９６は、供給カートリッジ７６に供給されている粘性材料からより大きい粒子を除去するように設計されている。いくつかの実施形態において、フィルタは必要でないか又は所望でない場合がある。
【００２６】
粘性材料がフィルタ９６を通過すると、ピンチ弁等の別の弁１０８がライン９２に設けられ、供給カートリッジ７６に送達される粘性材料の量を制御する。上述したように、好ましい一実施形態では、遠隔バルク給送システム４０の動作はコントローラ１８によって制御される。別の実施形態において、遠隔バルク給送システム４０の動作は、バルク給送システムと連動するプロセッサ又はコントローラによって制御することができる。上述したように、使用済みの供給カートリッジを新しい供給カートリッジと取り替える際、新しい供給カートリッジが取付け部に螺合される場所においてシステム内に空気がもたらされる。空気が供給ポンプ１４に移動することが可能であると、正確な量の材料を供給することができないため、欠陥製品が生じ得る。この問題に対処するため、弁１０８と供給カートリッジ７６との間のライン９２は、ライン内の空気の存在を検出する気泡センサ１１０を備えることができる。それにより、本開示の実施形態の遠隔バルク給送システム４０は、自動又は手動で気泡を除去するとともに、粘性材料の廃棄を最小量だけにする。
【００２７】
上述したように、図８〜図１０を参照すると、遠隔バルク給送システム４０は、供給コンテナ５４内に含まれる気泡（複数の場合もある）をパージするように構成することができる。図８に示されているように、遠隔バルク給送システム４０の２つの供給コンテナ５４は、はんだペースト等の粘性材料を収容する。各供給コンテナ５４は、供給コンテナが空の状態又は空に近い状態であることを示す低レベルセンサ９４を備える。１つの実施形態において、低レベルセンサ９４は、コントローラ１８又は遠隔バルク給送システム４０と連動する専用のプロセッサ若しくはコントローラに対する信号を生成する。供給コンテナ５４は、それぞれライン９８、１００によってフィルタ９６と流体連通する。ライン９８、１００は、フィルタに入る前に合流し、ライン１０２を形成する。供給コンテナ５４からフィルタ９６への粘性材料の流れを制御するために、弁１０４、１０６が設けられる。粘性材料がフィルタ９６を通過すると、粘性材料は供給カートリッジ７６に送達される。ライン９２から空気を除去する問題に対処するため、それぞれのライン９８、１００から分岐するライン１１２、１１４が設けられる。これらのライン１１２、１１４はパージタンク１１６に通じている。弁１１８、１２０がそれぞれのライン１１２、１１４に設けられる。弁１０４、１０６を閉鎖し、弁１１２、１１４を開放することにより、ライン１１２、１１４内にもたらされた空気をパージタンクに送達することができるような構成になっている。これにより、供給ポンプ１４への経路を開放しきる前にパージされる粘性材料は最小量だけになる。各供給コンテナ５４は、互いに対して独立してパージすることができる。図示の実施形態では、粘性材料は、ライン９２によって供給ヘッド１４のハウジング７６に直接送達される。
【００２８】
図９は、図８に示されている実施形態と同様の一実施形態を示しているが、供給ヘッド１４は単一のローカル供給カートリッジ７６を備える。
【００２９】
図１０は、図９に示されている実施形態と同様の一実施形態を示しているが、供給ヘッド１４は２つのローカル供給カートリッジ７６を備える。図示のように、供給ヘッド１４のハウジング７６への粘性材料の送達を制御するために、４つの弁８０が設けられる。この実施形態では、供給ヘッドの不断の使用が可能になる。システムの補充には少なくとも１０秒はかかることから、供給ヘッドが１０秒のダウンタイムを有しなければ、２つのカートリッジ及びカートリッジからの給送を制御する弁を備えるシステムは、２つのカートリッジ間の移行に必要な時間を約２秒まで低減することができる。別の変形形態は、供給ポンプの空気圧力が、材料上のプランジャー又は材料上の空気若しくはガスのポケットから生じ得るものである。材料上の空気圧力は、最良の圧力制御をもたらすが、プランジャーの手法は、粘性材料の硬化を早め得る空気が材料に接触することを防止する。
【００３０】
動作中、外付けバルク供給システム４０の供給コンテナ５４は、ローカル供給カートリッジ（複数の場合もある）７６を充填し、充填されると、圧送が停止される。ローカル供給カートリッジ（複数の場合もある）７６が充填されると、ローカル供給カートリッジ（複数の場合もある）は、１つ又は複数の弁によって外付けバルク供給システム４０への連通を停止される。充填された後、ローカル供給カートリッジ（複数の場合もある）７６と連動する弁８０は、供給ヘッド（複数の場合もある）７２に接続するように開放される。
【００３１】
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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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