JP2016533600A - 流体分配システムのための流体圧力調整システム - Google Patents

Abstract

システムは、ポンプ（１６）を出るより均一な流体流れを提供するために、流体分配システムのポンプ（１６）に入る流体圧力を能動的に調整する。ポンプ（１６）は、加圧貯蔵部（１５）（例えばそれは、外部の空気源（１９）からあるいは、機械的または電気従動式加圧）から流体を供給される。圧力センサ（１７）は、貯蔵部（１５）とポンプ（１６）との間の流体供給ライン（２３）の流体圧力をモニタする。コントローラ（２１）は、貯蔵部（１５）の加圧力を調整する入力として読み取るこの流体圧力を受信する。随意に、追加の入力をコントローラ（２１）に提供するようにポンプ出口で流体圧力をモニタするために、第２の圧力センサ（２４）は、用いられうる。【選択図】図１

Description

本発明は、主に電子産業において、概して流体分配システムの分野に関する。具体的には、本発明は、流体分配システムのポンプに供給される流体の圧力を調整するためのシステムを開示する。

少量の粘性流体（例えばアンダーフィル、はんだペースト、封入剤、接着剤または類似の流体）を分配するために、流体分配システムは、電子産業において広く使われている。例えば、これらの流体分配システムは、分配システムに提示されるプリント回路盤または他の基板、パレットまたは製品上に流体の満ちるドット、ラインまたはエリアを分配するために概して使用される。システムに提示されるプリント回路盤、基板、パレットまたは他の製品上に分配される重量および流量に関して、この分野で必要とされる許容度は、位置および量の両方に関してかなり要求されうる。

電子産業における従来の流体分配システムは、それが回路盤と関連して移動するにつれて時間とともにディスペンサの先端またはノズルを通して流体のドットまたはラインの所定パターンを分配するために、これにより、回路盤、基板または他の製品の表面上に流体の所望の空間パターンを作成するために、コントローラによって起動する電気的に制御されるポンプを、概して含む。

ポンプは、貯蔵部から流体を供給される。電子産業において一般に用いられる若干の流体の粘性に主に起因して、ポンプへの流体の均一な流れを維持するのを支援するために、貯蔵部は、空気を用いてあるいは機械的または電気的装置によって、時々圧力をかけられる。ポンプに流体を供給するための貯蔵部の加圧力は、ポンプの特性および、特定の仕事のための回路盤上へポンプから流体が分配される割合で、通常、測定される。

電子産業における従来のアプローチは、流体分配機械が適切に機能していること、および満足な流体パターンが分配されていることを確かめるために、試験を用いて各仕事のための最初の準備を実行することであった。しかし、仕事のコースを通じて発生する場合がある空気圧の変動と同様に、貯蔵部の流体の濃度、プランジャのスティクション（ｓｔｉｃｔｉｏｎ）またはシリンジのストッパの変化に起因して、これは、貯蔵部からの流体流量における変化を無視する。特に、流体がポンプ内に供給される圧力の変化は、ポンプの流体出力における変化に結果としてなりうる。その結果、一貫した性能を確実にするのを支援するために、流体分配システムの動作の間、システムが連続的にポンプへの流体圧力を能動的に調整する必要がある。

本発明は、ポンプへの流体圧力を能動的に調整するための手段を提供することにより、先行技術のこの課題に対処する。これは、供給ライン（貯蔵部とポンプの間に位置することができるか、または直接ポンプ入口に、または、直接貯蔵所に出ることができる）における流体圧力をモニタして、そして、ポンプに入る所望の流体圧力を維持するために貯蔵部の加圧力をそれに応じて調整するフィードバック・コントローラによって達成される。任意には、フィードバック・コントローラ用の追加的な入力を提供するためにポンプの出口で流体圧力をモニタするために、第２の圧力センサは、用いることができる。

本発明は、流体分配システムのポンプへと流体圧力を調節して、調整するためのシステムを提供する。ポンプは、加圧貯蔵部（例えばそれは、外部の空気源からあるいは、機械的または電気従動式加圧）から流体を供給される。圧力センサは、貯蔵部とポンプとの間の流体供給ラインの流体圧力をモニタする。フィードバック・コントローラは、貯蔵部の加圧力を調整する入力として読み取るこの流体圧力を受信する。

本発明のこれらのそして他の利点、特徴および目的は、以下の詳述および図面からみてより容易に理解されるであろう。本発明は、添付図面と併せてより容易に理解されることができる。

図１は、本発明の一実施形態のブロック図である。 図２は、ポンプ１６の出口で圧力をモニタするために第２の圧力センサ２４を含む本発明の第２実施形態のブロック図である。

図１には、本発明の一実施形態を示すブロック図が提供される。従来のポンプまたは流体分配装置１６は、回路盤、基板または他の製品上に粘性流体（例えば、アンダーフィル、はんだペースト、封入剤、接着剤または類似の流体）を分配するのに使われる。例えば、ポンプ１６は、オーガーポンプまたはジェッティング弁、あるいは他の空気的または電子的制御ポンプまたは弁でありうる。そして分配機構は、分配装置の入口に提示される流体に依存する。他のタイプの分配機構（例えば時間−加圧システム）は、使用されうる。

貯蔵部１５は、この流体の或る量を貯えて、流体供給ライン２３を介してポンプ１６にそれを供給する。例えば、貯蔵部は、シリンジ、カートリッジまたはより大きな容器でありえる。図１に示す実施形態において、貯蔵部１５は、貯蔵部１５からポンプ１６の入口まで流体を送給するのを支援するために調整された空気供給ライン１８により接続された外部空気供給源１９（例えば、空気圧縮機）によって加圧される。代わりに、貯蔵部は、他の機械的手段（例えば、シリンジ機構または水圧）あるいは、モータまたは他の電気的運動装置でもよい電気手段によって、加圧されることができる。

本発明は、貯蔵部１５とポンプ１６への入口との間の流体供給ライン２３において流体圧力を検出するために、圧力センサ１７を使用する。理想的には、圧力センサ１７の測定圧力は、ポンプ１６への入口でのまたはその近くでの流体圧力を正確に反映する。それにもかかわらず、流体粘度および、流体供給ライン２３の長さに沿った圧力センサ１７の位置に応じて、測定圧力は、貯蔵部１５に供給される空気圧を調整するために、ポンプ１６への入口で流体圧力の適切な代用として少なくとも役立たなければならない。流体圧力自体の正確な測定を必要とするよりはむしろ、流体圧力の変化を検出することがこの目的のために充分であってもよいことは、注意すべきである。

コントローラ２１は、圧力センサ１７から、デジタルまたはアナログ形式のこれらの圧力読み取り２６を受信する。図１に示す実施形態では、コントローラ２１は、フィードバック信号としての圧力センサ信号２６を用いるフィードバック・コントローラとして構成される。図１に示すように、コントローラ２１の出力は、空気供給源１９から貯蔵部１５に至る圧力空気ラインにおいて圧力調整弁２０に適用される制御信号２７（すなわち、制御電圧）である。このフィードバック配置（圧力センサ１７、コントローラ２１、および圧力調整弁２０を含む）は、流体供給ラインの予め定められた流体圧力を維持するために、そしてこれによりポンプ１６へのより一定の入力流体圧力を維持するのを助けるために、圧力センサ１７で測定される流体圧力に応じて貯蔵部１５に供給される空気圧を効果的に調整する。次に、これは、ポンプによって分配される流体パターン（例えば、第１の分配、液滴のサイズ、ラインの幅および容量および重量の繰返し精度に関して）のより均一な特性を維持するのを助ける。代わりに、貯蔵部１５が他の手段によって加圧される場合、コントローラ２１は、貯蔵部１５に適用される圧力を調節するおよび調整するために用いることができる。

さまざまな異なるタイプのコントローラが使用されることができることを理解すべきである。また、多種多様な制御アルゴリズムのいずれかが、コントローラ２１によって使用されることができる。例えば、コントローラは、測定された流体圧力の予め定められた設定ポイントを維持するために、空気圧を調整するように構成されることができる。これは、貯蔵部１５に対する空気圧の過剰調整を回避するために、所望の設定ポイント周辺に不感帯を有してまたは有しないでなされることができる。測定された流体圧力が予め定められた最下限よりも低下する場合、コントローラ２１は、空気供給圧力を上方へ調整する。測定された流体圧力が予め定められた最上限よりも上昇する場合、コントローラ２１は、空気供給圧力を下方へ調整する。フィードバック信号として流体圧力を用いた空気供給圧力を調整するために、比例、積分、微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムが使用されることもできる。

図２は、ポンプ１６の出口でディスペンサの先端またはノズル２８より上の圧力をモニタするために第２の圧力センサ２４を含む、本発明の第２実施形態のブロック図である。この圧力読み取りは、コントローラ２１への入力としての第２のフィードバック信号２９として送給される。前述のように、コントローラ２１は、貯蔵部１５への空気圧を調整するための入力として、フィードバック信号２６、２９の予め定められた組合せを使用することができる。ポンプ１６の出口でセット圧力を維持するために、ポンプ１６の動作を直接調整するために制御信号２５を生成する入力として、コントローラは、これらのフィードバック信号２６、２９を使用することもできる。

上記の開示は、添付図面に関して詳述する本発明の多くの実施形態を記載する。さまざまな変更、修正、他の構造配置、および他の実施形態が以下の請求項にて説明したような本発明の要旨を逸脱しない範囲で本発明の教示の下で実践されることができると、当業者は認めるであろう。

Claims (13)

1. 流体分配システムのための流体圧力調節システムであって、
   粘性流体を分配するポンプ、
   流体供給ラインを介して前記ポンプに流体を供給する貯蔵部、
   前記貯蔵部を加圧するための手段、
   前記流体供給ラインにおいて前記流体圧力を検出する圧力センサ、および、
   前記圧力センサによって検出される前記流体供給ラインにおける前記流体圧力をモニタして、そして、前記流体供給ラインにおいて予め定められた流体圧力を維持するように前記貯蔵部を加圧するための前記手段を調整する、コントローラ、
   を含む、システム。
2. 前記貯蔵部は、前記コントローラにより制御される圧力調整弁を有する空気源によって加圧される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記貯蔵部は、シリンジ機構によって加圧される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記貯蔵部は、水圧によって加圧される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記コントローラのための追加の入力信号を提供するために、前記ポンプの出口で前記流体圧力を検出する第２の圧力センサをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記コントローラは、両方の圧力センサに応じて前記ポンプの動作をさらに調整する、請求項５に記載のシステム。
7. 流体分配システムのための流体圧力調節システムであって、
   ディスペンサの先端を通る出口で粘性流体を分配するポンプ、
   流体供給ラインを介して前記ポンプに流体を供給する貯蔵部、
   前記貯蔵部を加圧するための手段、
   前記流体供給ラインにおいて流体圧力を検出する第１の圧力センサ、
   前記ポンプの出口で流体圧力を検出する第２の圧力センサ、および、
   前記両圧力センサによって検出される流体圧力をモニタして、前記流体供給ラインにおいて予め定められた流体圧力を維持するように前記貯蔵部を加圧するための前記手段を調整して、そして、前記出口で予め定められた流体圧力を維持するように前記ポンプの動作を調整する、コントローラ、
   を含む、システム。
8. 前記貯蔵部は、前記コントローラにより制御される圧力調整弁を有する空気源によって加圧される、請求項７に記載のシステム。
9. 前記貯蔵部は、シリンジ機構によって加圧される、請求項７に記載のシステム。
10. 前記貯蔵部は、水圧によって加圧される、請求項７に記載のシステム。
11. 流体供給ラインを介して貯蔵部から供給される粘性流体を分配するポンプを有する流体分配システムを調整する方法であって、
    前記貯蔵部に加圧すること、
    前記流体供給ラインにおいて流体圧力を検出すること、および、
    前記流体供給ラインにおいて予め定められた流体圧力を維持するために、前記流体供給ラインにおける流体圧力に基づいて前記貯蔵部の圧力を調整すること、
    を含む、方法。
12. 前記ポンプの出口で流体圧力を検出すること、および、
    前記流体供給ラインにおける流体圧力および前記ポンプの出口での流体圧力に基づいて、前記貯蔵部の圧力を調整すること、
    をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ポンプの前記出口で予め定められた流体圧力を維持するために、前記流体供給ラインにおける流体圧力および前記出口での流体圧力に基づいて、前記ポンプの動作を調整することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
    
    

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