JP3680596B2 - 導電性ボールの移載装置および移載方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ボールをワークに移載する導電性ボールの移載装置および移載方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半田ボールなどの導電性ボールをワークに移載する方法として、吸着ヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、導電性ボールを真空吸着する吸着孔が設けられた吸着ヘッドにより導電性ボールをピックアップしてワークに移送し、移載するものである。ピックアップに際しては、導電性ボールを多数貯溜したボール槽内に吸着ヘッドを下降させ吸着孔から真空吸引することにより、各吸着孔に導電性ボールを捕捉して吸着する。このとき、吸着孔への吸着を促進する目的でボール槽内に気体を吹き込むことが行われる。これは、導電性ボール層内に気体を吹き込むことにより導電性ボールを流動化させ吸着ヘッドの下面に導電性ボールが衝突して吸着される確率を向上させるために行われるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の導電性ボールの移載装置ではこの気体の吹き込み量は一旦設定されると稼働途中で変更されることはなく固定となっており、このため吹き込まれる気体による導電性ボールの挙動は、ボール槽内の導電性ボールの量によって大きく異なっていた。すなわち、ボール槽内に多量の導電性ボールがあるときには流動化の程度が低く有効な吸着促進効果が得られず、また逆に導電性ボールの量が少ないときには、導電性ボールは気体によって吹き飛ばされてボール槽から飛散する割合が多く、いずれの場合も吸着不良を招くという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、ボール槽内の導電性ボールを適正に流動化させ効率的な吸着を行うことができる導電性ボールの移載装置および移載方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の導電性ボールの移載装置は、ボール槽に貯溜された導電性ボールを移載ヘッドによって真空吸着してピックアップし、ワークに移載する導電性ボールの移載装置であって、前記ボール槽の下方からボール槽内の導電性ボール層に気体を吹き込むブロー手段と、前記導電性ボール層の上面の高さ位置を検出するボール上面検出手段と、このボール上面検出手段によるボール上面検出結果に基づいて前記ブロー手段による気体の吹き込み量を調整する吹き込み量調整手段とを備えた。
【０００６】
請求項２記載の導電性ボールの移載方法は、ボール槽に貯溜された導電性ボールを移載ヘッドによって真空吸着してピックアップし、ワークに移載する導電性ボールの移載方法であって、前記ボール槽内の導電性ボール層の上面の高さ位置をボール上面検出手段によって検出し、前記ボール槽の下方からブロー手段によって前記導電性ボール層に吹き込まれる気体の吹き込み量を、前記ボール上面検出手段のボール上面検出結果に基づいて吹き込み量調整手段によって調整する。
【０００７】
本発明によれば、ボール槽内の導電性ボール層の上面の高さ位置を検出し、この検出結果に基づいてボール槽内に吹き込む気体の吹き込み量を調整することにより、ボール槽内の導電性ボールを常に適正に流動化させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置の平面図、図２は同導電性ボールの移載装置の断面図、図３（ａ），（ｂ）、図４は同導電性ボールの移載装置のボール槽の部分断面図である。
【０００９】
まず図１、図２を参照して導電性ボールの移載装置について説明する。図１において基台１上には１対のＸ軸テーブル２が平行に配設されており、Ｘ軸テーブル２上にはＹ軸テーブル３が架設されている。Ｙ軸テーブル３にはＺ軸テーブル４が装着され、Ｚ軸テーブル４に結合された昇降ブロック５には吸着ヘッド６が結合されている。吸着ヘッド６の下面には、図示しない複数の吸着孔が設けられており、吸着ヘッド６の内部を図外の吸引手段で真空吸引することにより、吸着孔に導電性ボールを吸着する。
【００１０】
基台１上には、ボール槽１０が配設されており、ボール槽１０の内部には導電性ボール７が多数貯溜されている。ボール槽１０の側方には、位置決め部１１が配設されている。位置決め部１１はＸテーブル１２およびＹテーブル１３で構成されており、Ｙテーブル１３上にはホルダ１４が配設されている。ホルダ１４は導電性ボール７が移載されるワーク１５を保持する。位置決め部１１を駆動することにより、ワーク１５は水平方向に移動し、所定位置に位置決めされる。
【００１１】
位置決め部１１の側方にはフラックス塗布部１６が配設されている。フラックス塗布部１６の容器の底面にはフラックス１７が所定厚さで塗布されている。導電性ボール７を吸着した吸着ヘッド６をフラックス塗布部１６に対して下降させることにより、導電性ボール７の下端部にはフラックス１７が転写される。
【００１２】
Ｙ軸テーブル３の側面（Ｚ軸テーブル４の装着面の反対側）には、アーム１９に支持されたレーザ変位計２０が配設されている。レーザ変位計２０はボール上面検出手段であり、吸着ヘッド６が位置決め部１１のワーク１５上に位置した状態、したがって吸着ヘッド６がボール槽１０の上方に位置していない状態で、ボール槽１０上に位置するように配置されている。図３（ａ）に示すように、レーザ変位計２０によってボール上面との間の距離Ｄを計測することにより、ボール槽１０内の導電性ボール層の上面の高さ位置を検出する。そしてこのボール上面検出結果より、ボール槽１０内の導電性ボール７の貯溜量を推定することができる。レーザ変位計２０は制御部３０に接続されており、制御部３０はボール上面高さの検出結果に基づいてＺ軸テーブル４の動作、すなわち吸着ヘッド６のボール槽１０に対する下降動作を制御する。
【００１３】
なお、ボール上面検出手段としては、レーザ変位計２０など非接触で位置を検出する方法以外にも、図３（ｂ）に示すような、シリンダ２１によってポテンショメータ２２などの変位検出手段を上下動させてプローブ２３をボール上面と接触させ、そのときの変位ｄを読み取ることによりボール上面の高さ位置を検出するものであってもよい。
【００１４】
次に、ボール槽１０について説明する。ボール槽１０内には２層のメッシュプレート１０ａが水平方向に展張されている。メッシュプレート１０ａは導電性ボール７が通過できない大きさの開孔を無数に設けたものである。メッシュプレート１０ａの下方には導電性ボール層にエアーを吹き込むためのブロー手段であるノズル３１が配設されている。ノズル３１は流量計３２を介して流量調整弁３３と接続されている。エアー源３５から供給されるエアの流量は、モータ３４によって流量調整弁３３を駆動することにより可変となっている。制御部３０によってモータ３４の駆動を制御することにより、ノズル３１から導電性ボール層に吹き込まれるエアの量を調整することができる。すなわちモータ３４、流量調整弁３３および制御部３０は、吹き込み量調整手段となっている。
【００１５】
そして、前述のボール上面検出結果に基づいて、吹き込み量調整手段によって吹き込まれるエアの量を調整することにより、導電性ボール７の貯溜量に応じた適正吹き込み量を確保することができる。適正吹き込み量はボール槽１０の大きさや導電性ボール７のサイズなどによっても異なるため、予めこれらの条件をパラメーターとして行われる試行の結果に基づいて設定される。
【００１６】
この導電性ボールの移載装置は上記のように構成され、以下動作について説明する。まず図２に示す状態でレーザ変位計２０によりボール槽１０内の導電性ボール層の上面を検出する。この後に吸着ヘッド６をボール槽１０上に移動させ、そこでＺ軸テーブル４を駆動して吸着ヘッド６をボール槽１０内の導電性ボール７に対して下降させる。このとき、吸着ヘッド６の下降時の停止位置はボール槽１０の導電性ボール７のボール上面検出結果に基づいて設定される。
【００１７】
すなわち、図４に示すように、吸着ヘッド６の下面が導電性ボール７の上面より所定の沈み込み量ｈだけ沈下する位置まで吸着ヘッド６を下降させ、この状態で吸着ヘッド６内を真空吸引することにより吸着ヘッド６の吸着孔に導電性ボール７が真空吸着される。この所定の沈み込み量ｈは、吸着ミスが少なく効率よく導電性ボール７を吸着できる最適の沈み込み量として試行により設定されるものである。
【００１８】
この後、吸着ヘッド６を上昇させた後吸着ヘッド６をフラックス塗布部１６上に移動させる。そこで吸着ヘッド６を上下動させ導電性ボール７にフラックス１７を転写する。次いで吸着ヘッド６を位置決めテーブル２のワーク１５上に移動させ、そこで吸着ヘッド６を再度上下動させ真空吸着を解除することにより、導電性ボール７をワーク１５上に移載する。
【００１９】
このとき、レーザ変位計２０はボール槽１０の上方に位置しており、レーザ変位計２０により導電性ボール７のボール上面を再度検出する。そして次回の導電性ボールの吸着動作を行う際には、新たなボール上面検出結果に基づいて吸着ヘッド６の下降停止位置を制御する。すなわち、各実装動作ごとに導電性ボール層のボール上面高さ位置を検出し、この検出結果を吸着動作時の吸着ヘッド６の下降時の停止位置制御に用いる。これにより、吸着動作時には常に最適の沈み込み量が保たれ、吸着ミスを減少させることができる。
【００２０】
また、導電性ボール層のボール上面検出結果に基づいてノズル３１から吹き込まれるエアーの流量が制御される。すなわち、ボール消費に伴う貯溜量の減少をボール上面検出によって求め、この検出結果に基づいてその時点でのボール貯溜量を求めてこのボール貯溜量に応じた適正吹き込み量となるようにモータ３４を制御する。これにより、ボール消費によってボール貯溜量が変化しても、常にボール貯溜量に応じた適正吹き込み量が確保され、したがって、吹き込み量が少ないことによる流動化不足や、また吹き込み量過剰による導電性ボールの飛散が生じることがなく、常に良好な導電性ボールの吸着を行うことができる。
【００２１】
なお本発明は上記実施の形態に限定されず、例えば吹き込み量調整手段として、流量調整弁３３を用いる替りに、エア源としてモータ駆動用のエアブロアなどを使用し、このモータの回転数をインバータなどを用いて制御することにより、発生するエア供給量そのものを制御するようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ボール槽内の導電性ボール層の上面の高さ位置を検出し、この検出結果に基づいてボール槽内に吹き込む気体の吹き込み量を調整するようにしたので、ボール槽内の導電性ボールを常に適正に流動化させ、良好な導電性ボールの吸着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置の断面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置のボール槽の部分断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置のボール槽の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置のボール槽の部分断面図
【符号の説明】
６ 移載ヘッド
７ 導電性ボール
１０ ボール槽
１５ ワーク
２０ レーザ変位計
３０ 制御部
３１ ノズル
３３ 流量調整弁
３４ モータ
３５ エアー源
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ボールをワークに移載する導電性ボールの移載装置および移載方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半田ボールなどの導電性ボールをワークに移載する方法として、吸着ヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、導電性ボールを真空吸着する吸着孔が設けられた吸着ヘッドにより導電性ボールをピックアップしてワークに移送し、移載するものである。ピックアップに際しては、導電性ボールを多数貯溜したボール槽内に吸着ヘッドを下降させ吸着孔から真空吸引することにより、各吸着孔に導電性ボールを捕捉して吸着する。このとき、吸着孔への吸着を促進する目的でボール槽内に気体を吹き込むことが行われる。これは、導電性ボール層内に気体を吹き込むことにより導電性ボールを流動化させ吸着ヘッドの下面に導電性ボールが衝突して吸着される確率を向上させるために行われるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の導電性ボールの移載装置ではこの気体の吹き込み量は一旦設定されると稼働途中で変更されることはなく固定となっており、このため吹き込まれる気体による導電性ボールの挙動は、ボール槽内の導電性ボールの量によって大きく異なっていた。すなわち、ボール槽内に多量の導電性ボールがあるときには流動化の程度が低く有効な吸着促進効果が得られず、また逆に導電性ボールの量が少ないときには、導電性ボールは気体によって吹き飛ばされてボール槽から飛散する割合が多く、いずれの場合も吸着不良を招くという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、ボール槽内の導電性ボールを適正に流動化させ効率的な吸着を行うことができる導電性ボールの移載装置および移載方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の導電性ボールの移載装置は、ボール槽に貯溜された導電性ボールを移載ヘッドによって真空吸着してピックアップし、ワークに移載する導電性ボールの移載装置であって、前記ボール槽の下方からボール槽内の導電性ボール層に気体を吹き込むブロー手段と、前記導電性ボール層の上面の高さ位置を検出するボール上面検出手段と、このボール上面検出手段によるボール上面検出結果に基づいて前記ブロー手段による気体の吹き込み量を調整する吹き込み量調整手段とを備えた。
【０００６】
請求項２記載の導電性ボールの移載方法は、ボール槽に貯溜された導電性ボールを移載ヘッドによって真空吸着してピックアップし、ワークに移載する導電性ボールの移載方法であって、前記ボール槽内の導電性ボール層の上面の高さ位置をボール上面検出手段によって検出し、前記ボール槽の下方からブロー手段によって前記導電性ボール層に吹き込まれる気体の吹き込み量を、前記ボール上面検出手段のボール上面検出結果に基づいて吹き込み量調整手段によって調整する。
【０００７】
本発明によれば、ボール槽内の導電性ボール層の上面の高さ位置を検出し、この検出結果に基づいてボール槽内に吹き込む気体の吹き込み量を調整することにより、ボール槽内の導電性ボールを常に適正に流動化させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置の平面図、図２は同導電性ボールの移載装置の断面図、図３（ａ），（ｂ）、図４は同導電性ボールの移載装置のボール槽の部分断面図である。
【０００９】
まず図１、図２を参照して導電性ボールの移載装置について説明する。図１において基台１上には１対のＸ軸テーブル２が平行に配設されており、Ｘ軸テーブル２上にはＹ軸テーブル３が架設されている。Ｙ軸テーブル３にはＺ軸テーブル４が装着され、Ｚ軸テーブル４に結合された昇降ブロック５には吸着ヘッド６が結合されている。吸着ヘッド６の下面には、図示しない複数の吸着孔が設けられており、吸着ヘッド６の内部を図外の吸引手段で真空吸引することにより、吸着孔に導電性ボールを吸着する。
【００１０】
基台１上には、ボール槽１０が配設されており、ボール槽１０の内部には導電性ボール７が多数貯溜されている。ボール槽１０の側方には、位置決め部１１が配設されている。位置決め部１１はＸテーブル１２およびＹテーブル１３で構成されており、Ｙテーブル１３上にはホルダ１４が配設されている。ホルダ１４は導電性ボール７が移載されるワーク１５を保持する。位置決め部１１を駆動することにより、ワーク１５は水平方向に移動し、所定位置に位置決めされる。
【００１１】
位置決め部１１の側方にはフラックス塗布部１６が配設されている。フラックス塗布部１６の容器の底面にはフラックス１７が所定厚さで塗布されている。導電性ボール７を吸着した吸着ヘッド６をフラックス塗布部１６に対して下降させることにより、導電性ボール７の下端部にはフラックス１７が転写される。
【００１２】
Ｙ軸テーブル３の側面（Ｚ軸テーブル４の装着面の反対側）には、アーム１９に支持されたレーザ変位計２０が配設されている。レーザ変位計２０はボール上面検出手段であり、吸着ヘッド６が位置決め部１１のワーク１５上に位置した状態、したがって吸着ヘッド６がボール槽１０の上方に位置していない状態で、ボール槽１０上に位置するように配置されている。図３（ａ）に示すように、レーザ変位計２０によってボール上面との間の距離Ｄを計測することにより、ボール槽１０内の導電性ボール層の上面の高さ位置を検出する。そしてこのボール上面検出結果より、ボール槽１０内の導電性ボール７の貯溜量を推定することができる。レーザ変位計２０は制御部３０に接続されており、制御部３０はボール上面高さの検出結果に基づいてＺ軸テーブル４の動作、すなわち吸着ヘッド６のボール槽１０に対する下降動作を制御する。
【００１３】
なお、ボール上面検出手段としては、レーザ変位計２０など非接触で位置を検出する方法以外にも、図３（ｂ）に示すような、シリンダ２１によってポテンショメータ２２などの変位検出手段を上下動させてプローブ２３をボール上面と接触させ、そのときの変位ｄを読み取ることによりボール上面の高さ位置を検出するものであってもよい。
【００１４】
次に、ボール槽１０について説明する。ボール槽１０内には２層のメッシュプレート１０ａが水平方向に展張されている。メッシュプレート１０ａは導電性ボール７が通過できない大きさの開孔を無数に設けたものである。メッシュプレート１０ａの下方には導電性ボール層にエアーを吹き込むためのブロー手段であるノズル３１が配設されている。ノズル３１は流量計３２を介して流量調整弁３３と接続されている。エアー源３５から供給されるエアの流量は、モータ３４によって流量調整弁３３を駆動することにより可変となっている。制御部３０によってモータ３４の駆動を制御することにより、ノズル３１から導電性ボール層に吹き込まれるエアの量を調整することができる。すなわちモータ３４、流量調整弁３３および制御部３０は、吹き込み量調整手段となっている。
【００１５】
そして、前述のボール上面検出結果に基づいて、吹き込み量調整手段によって吹き込まれるエアの量を調整することにより、導電性ボール７の貯溜量に応じた適正吹き込み量を確保することができる。適正吹き込み量はボール槽１０の大きさや導電性ボール７のサイズなどによっても異なるため、予めこれらの条件をパラメーターとして行われる試行の結果に基づいて設定される。
【００１６】
この導電性ボールの移載装置は上記のように構成され、以下動作について説明する。まず図２に示す状態でレーザ変位計２０によりボール槽１０内の導電性ボール層の上面を検出する。この後に吸着ヘッド６をボール槽１０上に移動させ、そこでＺ軸テーブル４を駆動して吸着ヘッド６をボール槽１０内の導電性ボール７に対して下降させる。このとき、吸着ヘッド６の下降時の停止位置はボール槽１０の導電性ボール７のボール上面検出結果に基づいて設定される。
【００１７】
すなわち、図４に示すように、吸着ヘッド６の下面が導電性ボール７の上面より所定の沈み込み量ｈだけ沈下する位置まで吸着ヘッド６を下降させ、この状態で吸着ヘッド６内を真空吸引することにより吸着ヘッド６の吸着孔に導電性ボール７が真空吸着される。この所定の沈み込み量ｈは、吸着ミスが少なく効率よく導電性ボール７を吸着できる最適の沈み込み量として試行により設定されるものである。
【００１８】
この後、吸着ヘッド６を上昇させた後吸着ヘッド６をフラックス塗布部１６上に移動させる。そこで吸着ヘッド６を上下動させ導電性ボール７にフラックス１７を転写する。次いで吸着ヘッド６を位置決めテーブル２のワーク１５上に移動させ、そこで吸着ヘッド６を再度上下動させ真空吸着を解除することにより、導電性ボール７をワーク１５上に移載する。
【００１９】
このとき、レーザ変位計２０はボール槽１０の上方に位置しており、レーザ変位計２０により導電性ボール７のボール上面を再度検出する。そして次回の導電性ボールの吸着動作を行う際には、新たなボール上面検出結果に基づいて吸着ヘッド６の下降停止位置を制御する。すなわち、各実装動作ごとに導電性ボール層のボール上面高さ位置を検出し、この検出結果を吸着動作時の吸着ヘッド６の下降時の停止位置制御に用いる。これにより、吸着動作時には常に最適の沈み込み量が保たれ、吸着ミスを減少させることができる。
【００２０】
また、導電性ボール層のボール上面検出結果に基づいてノズル３１から吹き込まれるエアーの流量が制御される。すなわち、ボール消費に伴う貯溜量の減少をボール上面検出によって求め、この検出結果に基づいてその時点でのボール貯溜量を求めてこのボール貯溜量に応じた適正吹き込み量となるようにモータ３４を制御する。これにより、ボール消費によってボール貯溜量が変化しても、常にボール貯溜量に応じた適正吹き込み量が確保され、したがって、吹き込み量が少ないことによる流動化不足や、また吹き込み量過剰による導電性ボールの飛散が生じることがなく、常に良好な導電性ボールの吸着を行うことができる。
【００２１】
なお本発明は上記実施の形態に限定されず、例えば吹き込み量調整手段として、流量調整弁３３を用いる替りに、エア源としてモータ駆動用のエアブロアなどを使用し、このモータの回転数をインバータなどを用いて制御することにより、発生するエア供給量そのものを制御するようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ボール槽内の導電性ボール層の上面の高さ位置を検出し、この検出結果に基づいてボール槽内に吹き込む気体の吹き込み量を調整するようにしたので、ボール槽内の導電性ボールを常に適正に流動化させ、良好な導電性ボールの吸着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置の断面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置のボール槽の部分断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置のボール槽の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置のボール槽の部分断面図
【符号の説明】
６ 移載ヘッド
７ 導電性ボール
１０ ボール槽
１５ ワーク
２０ レーザ変位計
３０ 制御部
３１ ノズル
３３ 流量調整弁
３４ モータ
３５ エアー源
Claims (2)
- ボール槽に貯溜された導電性ボールを移載ヘッドによって真空吸着してピックアップし、ワークに移載する導電性ボールの移載装置であって、前記ボール槽の下方からボール槽内の導電性ボール層に気体を吹き込むブロー手段と、前記導電性ボール層の上面の高さ位置を検出するボール上面検出手段と、このボール上面検出手段によるボール上面検出結果に基づいて前記ブロー手段による気体の吹き込み量を調整する吹き込み量調整手段とを備えたことを特徴とする導電性ボールの移載装置。
- ボール槽に貯溜された導電性ボールを移載ヘッドによって真空吸着してピックアップし、ワークに移載する導電性ボールの移載方法であって、前記ボール槽内の導電性ボール層の上面の高さ位置をボール上面検出手段によって検出し、前記ボール槽の下方からブロー手段によって前記導電性ボール層に吹き込まれる気体の吹き込み量を、前記ボール上面検出手段のボール上面検出結果に基づいて吹き込み量調整手段によって調整することを特徴とする導電性ボールの移載方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32179398A JP3680596B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 導電性ボールの移載装置および移載方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP32179398A JP3680596B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 導電性ボールの移載装置および移載方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000141151A JP2000141151A (ja) | 2000-05-23 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107486709B (zh) * | 2016-06-12 | 2019-04-05 | 金德橡胶（福建）有限公司 | 一种气嘴自动化组装生产线 |
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1998
- 1998-11-12 JP JP32179398A patent/JP3680596B2/ja not_active Expired - Fee Related
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