(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を内部に保持すると共に前記液体材料を吐出するための吐出口を有する複数のディスペンサと、前記ディスペンサ各々の吐出口より吐出される前の状態であって前記吐出口に保持された状態にある液体材料の形状を撮像する撮像装置とからなり、撮像された前記液体材料の吐出形状に基づいて前記ディスペンサ各々の実吐出体積が制御される液体材料吐出システムであって、
所定の撮像位置に固定された前記撮像装置に対応して前記所定の撮像位置において前記ディスペンサの停止状態を撮像する第２の撮像装置をさらに有し、
前記第２の撮像装置による前記停止状態の撮像結果より、前記ディスペンサの所定の停止位置からのずれ量を求め且つ求められたずれを補正した状態にて、前記撮像装置を用いた実吐出体積の制御が為され、
前記ディスペンサ各々は前記所定の撮像位置に順次移動可能であって、前記ディスペンサ各々における前記液体材料の吐出形状の撮像および前記吐出体積の制御が、個別のディスペンサ毎に順次時系列的に連続して行われることを特徴とする液体材料吐出システム。
【請求項２】
液体材料を内部に保持すると共に前記液体材料を吐出するための吐出口を有する複数のディスペンサと、前記ディスペンサ各々の吐出口より吐出される前の状態であって前記吐出口に保持された状態にある液体材料の形状を撮像する撮像装置とからなり、撮像された前記液体材料の吐出形状に基づいて前記ディスペンサ各々の実吐出体積が制御される液体材料吐出システムであって、
前記複数のディスペンサは各々駆動前の基準位置において所定の方向に列状に配置され、前記撮像装置は前記所定の方向に移動可能であって、
前記ディスペンサ各々の基準位置に対応して配置され、前記基準位置において前記ディスペンサの停止状態を撮像する複数の第２の撮像装置をさらに有し、
前記第２の撮像装置による前記基準位置においての前記停止状態の撮像結果より、前記ディスペンサの前記基準位置からのずれ量を求め且つ求められたずれを補正した状態にて、前記撮像装置を用いた実吐出体積の制御が為され、
前記ディスペンサ各々における前記液体材料の吐出形状の撮像および前記吐出体積の制御が、前記撮像装置の前記所定の方向への移動に伴なって、前記基準位置に停止する個別のディスペンサ毎に順次時系列的に連続して行われることを特徴とする液体材料吐出システム。
【請求項３】
液体材料を保持すると共に前記液体材料を吐出するための吐出口を有するディスペンサを複数配置し、前記ディスペンサ各々に対して、前記吐出口より吐出される前記液体材料の前の状態であって前記吐出口に保持された状態にある吐出形状を撮像装置によって撮像し、前記撮像の結果に基づいて前記液体材料の吐出体積を制御し、体積制御後の前記液体材料を被対象物に対して供給する液体材料の吐出体積の制御方法であって、
所定の撮像位置に固定された前記撮像装置に対応して前記所定の撮像位置において前記ディスペンサの停止状態を撮像する第２の撮像装置による前記停止状態の撮像結果より、前記ディスペンサの所定の停止位置からのずれ量を求め且つ求められたずれを補正した状態にて、前記撮像装置を用いた実吐出体積の制御が為され、
前記ディスペンサ各々は前記所定の撮像位置に順次移動し、前記ディスペンサ各々における前記液体材料の吐出形状の撮像および前記吐出体積の制御が、個別のディスペンサ毎に順次時系列的に連続して行われることを特徴とする液体材料の吐出体積の制御方法。
【請求項４】
液体材料を保持すると共に前記液体材料を吐出するための吐出口を有するディスペンサを複数配置し、前記ディスペンサ各々に対して、前記吐出口より吐出される前記液体材料の前の状態であって前記吐出口に保持された状態にある吐出形状を撮像装置によって撮像し、前記撮像の結果に基づいて前記液体材料の吐出体積を制御し、体積制御後の前記液体材料を被対象物に対して供給する液体材料の吐出体積の制御方法であって、
前記複数のディスペンサは各々駆動前の基準位置において所定の方向に列状に配置され、前記撮像装置は前記所定の方向に移動可能であって、
前記ディスペンサ各々の基準位置に対応して配置されて前記基準位置において前記ディスペンサの停止状態を撮像する複数の第２の撮像装置を用いて前記基準位置においての前記停止状態を撮像し、該撮像結果に基づいて前記ディスペンサの前記基準位置からのずれ量を求め且つ求められたずれを補正した状態にて、前記撮像装置を用いた実吐出体積の制御が為され、
前記ディスペンサ各々における前記液体材料の吐出形状の撮像および前記吐出体積の制御が、前記撮像装置の前記所定の方向に沿った移動に伴なって、前記基準位置に停止する個別のディスペンサ毎に順次時系列的に連続して行われることを特徴とする液体材料の吐出体積の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、ペースト状の材料、接着剤等の粘性流体を含む液体材料を、対象物に対して吐出し、塗布、注入、充填、あるいは点滴を行う装置及び方法に関する。より詳細には、液体材料の吐出装置であるディスペンサから吐出される当該液体材料の体積の精密な制御を可能とし、所望の体積の液体材料を対象物に対して効率よく吐出等行う装置及び方法、さらには当該方法を用いた電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子部品を製造する工程において用いられる、所定の微少体積の液体材料を対象物に対して吐出し、塗布等する液体材料吐出装置として、例えば図２に示す構成を有するディスペンサ１０１が用いられている。図に示す如く、ディスペンサ１０１は、液体材料１１０を内部に保持するシリンジ１０４、シリンジ１０４内部に加圧空気を供給するチューブ１０５、加圧空気の圧力を制御する圧力制御部１０２、液体材料１１０の温度を検出する温度センサ１０９、および当該温度を制御する温度制御部１０８から構成される。
【０００３】
ディスペンサ１０１においては、液体材料１１０に対して加圧空気を介して加えられる圧力とその加圧時間とを制御することで、吐出させる液体の体積を制御している。一般的には、シリンジ１０４の内部は、チューブ１０５および圧力制御部１０２の内部に設けられた不図示のバルブ及び減圧弁を介して、所定の圧力を有する外部の圧力空気源１１１と接続されている。このバルブの解放時間によって加圧時間の制御を行い、さらに減圧弁を用いてシリンジ１０４内部に付加される圧力の制御を行っている。また、シリンジ１０４の内部等の温度は、温度センサ１０９、温度制御部１０８および温度調節装置１１４により一定温度の保持がなされている。
【０００４】
例えば電子部品である半導体チップの小型化に代表されるように、一回の液体材料の吐出工程において要求される実吐出体積は、近年ますます微少化しつつある。具体的には、従来であれば、重量にして０．１ｍｇレベルに応じた実吐出体積が制御されれば十分であってものが、精度的に一桁以上高い０．０１ｍｇ以上の精度に応じた実吐出体積の制御が要求されつつある。
【０００５】
本出願人は、この要求に応えるべく、特願平２０００−２４６２８９において、クローズドループにより実吐出体積の精度を高めた装置及び吐出方法を提案している。具体的には、シリンジ先端の液体材料吐出部に保持される液滴１１０ａの形状を、光源１２３及びＣＣＤ等の撮像装置１２４により撮像し、この画像を処理することによりその体積を求め、この結果をフィードバックさせて液滴の体積制御を行うこととしている。
【０００６】
また、実吐出体積の精度向上とは別に、吐出工程に要する時間を短縮する等の作業効率の向上も要求されつつある。当該要求に対しては、例えば、液体材料を塗布すべき対象物を並列に配置し、且つ対象物各々の位置に対応するようにシリンジ（ディスペンサ）も複数配置することとし、並列配置された対象物に同時に液体材料を供給することにより対処している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の実吐出体積の向上と、作業効率の向上とを同時に達成しようとした場合、例えば、複数のシリンジ（ディスペンサ）を並列配置した場合には、シリンジ各々に対応する光源、撮像装置及び撮像結果の解析部を設けることが必要となる。各シリンジに応じて、これら光源および撮像装置を装置内の限られた空間内に配置することは、実際には困難である。
【０００８】
また、仮に配置可能であっても、光源と撮像装置は常にシリンジを挟んで対向する位置に設置されることを要する。したがって、シリンジの可動範囲がこれらに設置によって大きく制限され、装置自体が汎用性に乏しいものとなる可能性が高い。撮像装置等が特定位置に固定された場合には、各シリンジの相対的な位置関係もこれに応じて固定する必要が生じる。液体材料の吐出位置に対して要求される位置精度が高くなると共に、各シリンジを微少量駆動してその位置精度を補償することが必要となるが、各シリンジ間が固定された場合にはこれら補償操作も困難となる。
【０００９】
本発明は上記課題に対して案出されたものであり、実吐出体積の精度向上と共に、吐出工程に要する時間を短縮する等の作業効率の向上も図りうる液体材料の吐出装置およびその吐出方法の提供を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る液体材料吐出システムは、液体材料を内部に保持すると共に液体材料を吐出するための吐出口を有する複数のディスペンサと、ディスペンサ各々の吐出口より吐出される液体材料の形状を撮像する撮像装置とからなり、撮像された液体材料の吐出形状に基づいてディスペンサ各々の実吐出体積が制御される液体材料吐出システムであって、ディスペンサ各々における液体材料の吐出形状の撮像および吐出体積の制御が時系列的に行われることを特徴としている。
【００１１】
なお、本発明に係る液体材料吐出システムは、撮像装置による撮像位置においてディスペンサの停止状態を撮像する第２の撮像装置をさらに有し、停止状態の撮像結果より、ディスペンサの所定の停止位置からのずれ量を求め且つ求められたずれを補正することが好ましい。
【００１２】
なお、上記の複数のディスペンサは各々駆動前の基準位置において所定の方向に列状に配置され、撮像装置は所定の方向に移動可能であって、前記ディスペンサ各々は前記基準位置において前記液体材料の吐出形状撮像および前記液体材料の吐出体積を制御が為されることが好ましい。また、本発明に係る液体材料吐出システムにおいては、基準位置にあるディスペンサ各々についてその停止状態を撮像する第２の撮像装置をさらに有し、停止状態の撮像結果より、ディスペンサの基準位置からのずれ量を求め且つ求められたずれを補正することが好ましい。
【００１３】
さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る液体材料の吐出体積の制御方法は、液体材料を保持すると共に液体材料を吐出するための吐出口を有するディスペンサを複数配置し、ディスペンサ各々に対して、吐出口より吐出される液体材料の吐出形状を撮像し、撮像の結果に基づいて液体材料の吐出体積を制御し、体積制御後の液体材料を被対象物に対して供給する液体材料の吐出体積の制御方法であって、ディスペンサ各々における液体材料の吐出形状の撮像および吐出体積の制御が時系列的に行われることを特徴としている。
【００１４】
なお、本発明に係る制御方法においては、ディスペンサ各々における液体材料の吐出形状の撮像は、所定位置にて停止しているディスペンサに対して撮像を行う撮像装置の、所定位置に対応するための移動に伴って行われることが好ましい。さらに、液体材料の撮像前に、撮像予定にあるディスペンサの停止位置に関して、所定位置とのずれ状態が検知され且つ前記検知の結果に基づいてずれ状態が補正されることが好ましい。
【００１５】
さらに、正気課題を解決するために、本発明に係る電子部品の製造方法は、液体材料を保持すると共に液体材料を吐出するための吐出口を有するディスペンサを複数配置し、ディスペンサ各々に対して、吐出口より吐出される液体材料の吐出形状を撮像し、撮像の結果に基づいて液体材料の吐出体積を制御し、体積制御後の液体材料を被対象物に対して供給する電子部品の製造方法であって、ディスペンサ各々における液体材料の吐出形状の撮像および吐出体積の制御が時系列的に行われることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る液体材料吐出システムの一実施の形態の概略構成を示す。図中、各ディスペンサ１は、図の理解を容易にするために、ディスペンサとしてではなく、それぞれシリンジ４ａ〜４ｃのみを示すこととしている。図に示す状態は、各シリンジが、吐出作業位置に駆動される以前の基準位置において停止している状態を示している。撮像装置２４と光源２３は一対として特定位置に固定されており、これらによって吐出量が測定される位置の直下にシリンジ４ａ〜４ｃの位置を特定するための第２の撮像装置３０が設置されている。
【００１７】
各シリンジ４には、従来技術として示したように、これらより吐出される液体材料を制御するための圧力制御系（不図示）、および温度制御系（不図示）がそれぞれ接続されている。また、各シリンジ４ａ〜４ｃは、それぞれ独立した駆動系により支持されており、独立した座標系に基づいて各々別個に駆動される。なお、これら駆動系には、３軸方向に可動である公知の駆動系が用いられている。
【００１８】
実際の吐出工程においては、第１のシリンジ４ａが第２の撮像装置３０の直上において基準位置に対するずれを補正する。実際の吐出工程においては、シリンジ４ａは、ここで求められた補正量を加味した上で、実吐出位置まで駆動されることとなる。撮像装置２４は、ずれを補正した状態にあるシリンジ４ａの液体材料吐出部の近傍を撮像し、ここに保持される液体材料の形状からその体積を求め、所望値となるように体積調整を行う。
【００１９】
体積調整終了後、シリンジ４ａは実吐出位置まで駆動され、吐出作業が行われる。このシリンジ４ａにおける駆動、吐出作業の間に第２のシリンジ４ｂが第２の撮像装置３０直上まで駆動され、第１のシリンジ４ａと同様の手順でこれより吐出される液体材料の体積が調整される。以下、第３のシリンジ４ｃについても同様の手順で吐出作業が進められる
【００２０】
なお、説明上、撮像装置２４等は図中の左端に配置することとし、シリンジは４ａから順に吐出作業を行うこととしている。しかし、各シリンジには、加圧用の圧力媒体をシリンジに供給するチューブ等、種々の制御用の配線等が接続されている。このため、上述の説明の配置あるいは順序では作業効率がそれほど向上しない場合も考えられる。従って、本発明はここで述べた実施の形態に制限されない。作業効率あるいは装置構成の空間的制約等を考慮して、例えば、撮像装置２４等の配置を中央部にする、撮像装置２４等を複数組とする、ディスペンサ（シリンジ）の可動順序を中央部のものからとする、あるいはこれらを組み合わせる等、適宜変更されることが望ましい。
【００２１】
図２に、本発明の他の実施の形態の概略構成を示す。なお前述の実施の形態における構成要素と同様の構成要素に関しては、同一の参照符号を用いることする。前述の実施例と異なる点は、一対の撮像装置２４および光源２３が、基準位置に配置された各シリンジ４ａ〜４ｄの並び方向（所定方向）に対して、平行に駆動可能となっていること、および基準位置での各シリンジ４ａ〜４ｄの直下に、各シリンジの位置ずれを求めるための第２の撮像装置３０ａ〜３０ｄが配置されていることである。なお、この基準位置は撮像装置により液体材料の吐出形状を撮像する所定位置と一致している。
【００２２】
実際の吐出工程においては、シリンジ各々の基準位置でずれが補正され、さらにその位置で液体材料の吐出量の調整が行われる。当該構成とすることで、シリンジが大きく駆動される方向を撮像装置２４等の駆動方向とは垂直な方向に限定することが可能となる。これにより、各シリンジに接続される配線等の取り回しを考慮する必要が無くなり、より多くのシリンジを並列配置することも可能となる。
【００２３】
さらに、シリンジの大きく駆動される方向が一方向に限定されることで、駆動によって生じるシリンジの位置ずれが、前述の実施例よりも小さくなることが期待できる。また、撮像装置２４等の移動方向とは平行な方向で要求されるシリンジの可動範囲を小さくすることが可能となり、この方向に関して、可動域が小さいが停止精度が高い駆動系を用いることが可能となり、より高精度に吐出位置を特定することが可能となる。
【００２４】
なお、撮像装置２４と光源２３の組み合わせは一対に限られず、吐出工程において要求される作業速度および装置構成における空間的制約を考慮して、適当な数を用いることが好ましい。また、撮像装置２４等の移動方向と平行な方向での各シリンジの可動範囲も、作業効率および前述の空間的制約等に応じて適宜調整されることが好ましい。
【００２５】
本発明における実施の形態の変形例として、特定のシリンジには他と異なる液体材料を保持させることとして、複数の材料による吐出工程を同時に行うことも可能である。特に後述の実施の形態が、このような吐出工程に容易に対応できる。この場合、平行移動可能となるように、例えば図中矢印で示された２方向とは垂直な方向に複数対の撮像装置２４と光源２３とを配置することが考えられる。
【００２６】
このような構成とし、さらに異なった液体材料を保持するシリンジを適宜組み合わせて配置することで、相互の吐出作業が干渉しないように、各々の吐出体積の調整を行うことが可能となる。この結果、一種類の液体材料を吐出する場合とそれほど変わらない時間で、複数の液体材料を吐出することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、ディスペンサは空気等の圧力媒体をシリンジ内部に導入し、この圧力媒体の圧力を調整することにより吐出体積を制御することとしている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、シリンジ内部にピストン等を配し、これを機械的に駆動して液体材料を吐出する構成、あるいは液体材料を可撓性のチューブにより保持することとし、このチューブを絞ることで液体材料を吐出する構成等、種々の構成のディスペンサを用いることが可能である。
【００２８】
また、本実施の形態は、主として電子部品を製造する装置およびその製造方法として述べられているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えばベアリング等の摺動部に対して潤滑油を注入する際に用いられる注入装置等、種々の液体材料の吐出、塗布、注入等に対して適応することが可能である。
【００２９】
【本発明の効果】
本発明によれば、複数のディスペンサに対して、これらより吐出される液体材料の体積をそれぞれ画像処理により精密に制御することが可能となり、実吐出体積の精度向上が図れる。さらに複数のディスペンサを並列に稼働することが可能となり、吐出工程に要する時間を短縮する等の作業効率の向上も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る液体材料吐出システムの概略構成を示す図である。
【図２】  本発明の他の実施形態に係る吐出システムの概略構成を示す図である。
【図３】  従来技術における液体材料吐出装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１、１０１    ディスペンサ
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、１０４    シリンジ
２３、１２３    撮像装置
２４、１２４    光源
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ    第２の撮像装置
１０２    圧力制御部
１０５    チューブ
１０８    温度制御部
１０９    温度センサ
１１０    液体材料
１１０ａ  吐出液滴
１１１    圧力空気源
１１４    温度調節装置
【図１】
0003807952.tif 000002
【図２】
0003807952.tif 000003
【図３】
0003807952.tif 000004