JP5415265B2 - 電子回路基板に任意のコーティング材料を塗布する方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に液体コーティング材料の供給に関し、より具体的には、回路基板などの基板に絶縁保護コーティング材料などの液体コーティング材料を塗布するためのシステム及び方法に関する。

多くの産業上の用途において、所定の領域に塗布された、分離し、明確に定められ、かつ均一なコーティングを使用することが必要とされる。このようなコーティングは、電子回路基板などの不均一な、又は不規則な基板上の絶縁保護コーティングのような多様な処理において非常に有用である。分離した基板領域に塗布するための分離したコーティングの生成において、例えば、材料を一列にせずにシャープな直角のカットオンエッジ及びカットオフエッジの状態で接触しない塗布処理の形で広範にわたる均一なコーティングを得ることが望ましい。詳細には、絶縁保護コーティング材料は、選択した回路基板の部品を水分、汚れ等から保護するために使用される。

このようなコーティングを施す際、基板上に供給されるコーティング材料の量を制御することにより、生成中、連続する基板上にほぼ同じ量のコーティング材料が供給されるようにすることができる。１つの従来型のコーティング材料供給システムでは、流体供給装置を供給弁に結合する軸線に流量計が設けられる。供給弁を開くと、流量計のエンコーダカウントによって、供給される材料の量が読み込まれる。測定した量の材料を供給する時間間隔も求められ、体積流量が計算される。この計算した流量が、望ましい流量を示す設定点と比較され、必要があれば補正を行って、実際の流量を望ましい流量に向けて調節する。

従来型のコーティング材料供給システムは、供給弁が恐らく数ミリ秒ほどの非常に短い時間の間しか開かれないため、絶縁保護コーティングを回路基板の部品又は領域に選択的に塗布するためにこのシステムが使用される場合、不正確なものとなる可能性がある。供給弁が開いている時間の間、ごく少量のコーティング材料しか供給されないことになる。流量計は、比較的小さな数字のエンコーダカウントとして、この少しの供給量を検知する。

時間間隔とエンコーダカウントの数字のいずれか又は両方が著しく不正確なものになるという特徴を有する場合があり、これが結果として不正確な流量計算を招くことになる。次に、システムが、この不正確な計算流量を設定点と比較して「誤差」を生み出す。この不正確さ故に、比較から得られる誤差により、結果として誤った大きさの補正又は誤った方向の補正さえもが行われる可能性がある。いずれの結果によっても、次に供給弁が開かれた時に不適切な量のコーティング材料が供給される可能性がある。その結果、ユーザにとってほとんど実用価値がないほどの不正確さがシステムにより生み出されるということが容易に起こり得る。

従って、供給したコーティング材料の量がこのような不正確さの影響を受けないような、材料をコーティングするための改良した装置及び方法が必要とされる。

１つの実施形態では、コーティングプログラムが決定したように回路基板などの基板に液体コーティング材料を塗布するためのシステムを提供する。システムは、リザーバから液体コーティング材料を受け取るように構成されると共に基板上に液体コーティング材料を供給するように構成されたアプリケータを備えることができる。調整器が、アプリケータへの液体コーティング材料の流れを調整するように構成される。メータが、アプリケータへ流れる液体コーティング材料の量を示す容積信号を生成するように構成される。システムは、基板に対してアプリケータを動かすように構成されたロボットと、コーティングプログラムにアクセスするように構成された制御システムとを含む。制御システムは、ロボットとアプリケータとを制御して、コーティングプログラム内の情報に従って液体コーティング材料を基板に塗布するように構成される。コーティングプログラムの終了時に、制御システムは、メータから得られる１又はそれ以上の容積信号を利用して、コーティングプログラムの実行中に基板に塗布された液体コーティング材料の供給量を求めるように構成される。制御システムは、液体コーティング材料の供給量をコーティングプログラムにとっての望ましい供給量と比較し、供給量と望ましい供給量との間の差を示す誤差信号を生成するようにさらに構成される。制御システムは、誤差信号に基づいて、後続する基板における液体コーティング材料の供給量と望ましい供給量との間の差を低減するように構成される。

別の実施形態では、コーティングプログラムが決定したように基板に液体コーティング材料を塗布する方法を提供する。この方法は、コーティングプログラムの指示通りにアプリケータから基板に液体コーティング材料を供給するステップと、コーティングプログラムの終了後に基板に塗布された液体コーティング材料の供給量を求めるステップと、液体コーティング材料の供給量をコーティングプログラムにとっての望ましい供給量と比較するステップと、供給量と望ましい供給量との間の差を示す誤差信号を生成するステップとを含む。この方法は、誤差信号に基づいて、後続する基板に塗布される液体コーティング材料の供給量を変更するステップをさらに含む。

本明細書に組み入れられ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の例示的な実施形態を示すものであり、上述の本発明の実施形態についての全体的な説明及び以下に示す詳細な説明と併せて、本発明の実施形態の原理の説明に役立つものである。

図１を参照すると、コーティングシステム１０を使用して、代表的な基板１２などの一連の基板に絶縁保護コーティング材料などの液体コーティング材料を塗布することができる。代表的なコーティングシステム１０の動作については、本明細書で説明していくが、当業者であれば、多岐にわたる他のコーティングシステムを使用して、後述する方法を実現できることを理解するであろう。コーティングシステム１０は、例えば、Ａｓｙｍｔｅｋ社（カリフォルニア州、カールスバッド）から市販されているモデルＳＣ−１０５、ＳＣ−２０５、又はＳＣ−４００などの絶縁保護コーティング用アプリケータであってもよい。

代表的な実施形態では、コーティングシステム１０は、多軸電気機械式ポジショナすなわちロボット１４と、このロボット１４と結合された絶縁保護コーティング用アプリケータ１６とを含む。例えば、アプリケータ１６をロボット１４から基板１２の上につり下げることができる。１つの実施形態では、ロボット１４は、Ｘ−Ｙ−Ｚデカルト座標枠の範囲内で定められた方向にアプリケータ１６を動かして、３方向の自由度を与えるようにされる。ロボット１４は、独立的に制御可能なモータ（図示せず）に既知の態様で結合された駆動部を含む。アプリケータ１６は、ロボット１４により基板１２に対して操作されて、ある量の液体コーティング材料を基板１２の選択した領域に塗布する。

プログラマブルコントローラ１８は、コーティングシステム１０の動き及び動作を調整する。当業者であれば理解するように、コントローラ１８は、本明細書で説明する機能を実行することができるプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、マイクロプロセッサベースのコントローラ、パーソナルコンピュータ、又はその他の従来型の制御装置であってもよい。ヒューマン・マシン・インタフェース（ＨＭＩ）装置１９が、コントローラ１８に既知の態様で動作可能に接続される。ＨＭＩ装置１９は、キーパッド、押しボタン、制御ノブ、タッチスクリーンなどの入力装置及び制御装置、並びにディスプレイ及びその他の視覚インジケータなどの出力装置を含むことができ、コントローラ１８の動作を制御するオペレータがこれらを使用することによりコーティングシステム１０の動作が制御される。

基板１２、例えば、半導体チップ及び他の部品を取り付けたプリント基板は、アプリケータ１６により既知の態様で作動関係で支持され、このアプリケータ１６から個々の基板１２の選択した領域上に液体コーティング材料が塗布される。供給の用途に応じて、一連の基板１２をバッチモードでコーティングすることができる。或いは、基板１２を自動コンベヤ２０に載せてアプリケータ１６を通過して次々と移動させることができる。コンベヤ２０は従来型の設計を有し、さらに異なる寸法の基板１２に対応するように調節できるだけの幅を有することができる。また、空気圧で動作するリフト及びロック機構（図示せず）も含むことができるコンベヤ２０は、コンベヤコントローラ２２から指令信号を受け取る。

アプリケータ１６はアプリケータコントローラ２４と電気的に結合され、このアプリケータコントローラ２４は、アプリケータ１６の動作を制御する指令信号を供給する。モーションコントローラ２６が、通信リンク２１によりロボット１４と電気的に結合される。ソレノイド３４が、通信リンク２３によりモーションコントローラ２６と電気的に結合される。コンベヤコントローラ２２及びモーションコントローラ２６はまた、それぞれの通信リンク２５、２７を介してコントローラ１８と電気的に結合される。モーションコントローラ２６は、通信リンク２９を介してコンベヤコントローラ２２と電気的に結合される。従って、コーティングシステム１０のためのプログラマブル制御システムは、互いに通信する相互接続部品としてコントローラ１８、アプリケータコントローラ２４、モーションコントローラ２６、及び任意のコンベヤコントローラ２２を含むことになる。

モーションコントローラ２６は、通信リンク２１を介してロボット１４に指令信号を供給する。この指令信号をロボット１４が使用して、アプリケータ１６の位置及び／又は速度を制御する。一般には、ロボット１４は、ロボット１４の異なる軸の動きを駆動するサーボモータ又はステッパモータなどの電気モータを含む。

アプリケータ１６は、ロボット１４からつり下げられた本体３０、本体３０の一方の端部に装着されたノズル３１、及び本体３０の内側に配置された流量調整機構（図示せず）を含む。本体３０の内側の流量調整機構は、空気で作動する針、空気ピストン、及び弁座を備えることができ、これらが協働して、アプリケータ１６から供給される絶縁保護コーティング材料の流量を調整すべく動作する供給弁（図示せず）を形成する。加圧流体供給装置３２及びソレノイド３４が協働して、既知の態様で加圧流体を供給し、本体３０の内部の供給弁の動作を調整する。特に、ソレノイド３４は、加圧流体供給装置３２をアプリケータ１６と接続する導管３３内の空気圧を調整し、空気ピストンを動かすことにより弁座に対して針を動かして供給弁に開放位置をもたらし、この状態で液体コーティング材料がアプリケータ１６から基板１２上に供給されるようになる。ソレノイド３４は、空気ピストンに作用する空気圧を抜いて針が閉鎖位置に戻るようにし、この状態で針が弁座に接触して供給を中断できるようにすることができる。

コーティングシステム１０に含まれる加圧液体供給装置３８は、コントローラ１８の指令に従って既知の態様で動作し、加圧液体コーティング材料の連続した流れ又は供給を生み出す。例えば、加圧液体供給装置３８はダイアフラム又はピストンポンプを含むことができ、これらは、リザーバからある量の液体コーティング材料を吸い上げ、次に液体コーティング材料の流れに圧力をかけて、リザーバから流体路を介してアプリケータ１６へポンプ輸送する。加圧液体供給装置３８は、通信リンク３９によりコントローラ１８と電気的に接続され、このコントローラ１８は、通信リンク３９を介して適当な制御信号を加圧液体供給装置３８へ通信することにより、液体コーティング材料の温度及び圧力などの動作パラメータを調整することができる。

加圧液体供給装置３８は、任意で、従来型の温度コントローラ６０と電気的に結合された１又はそれ以上の従来型の加熱素子３８ａで構成され、この温度コントローラ６０はコントローラ１８と電気的に結合される。当業者であれば、加熱素子３８ａなどの従来型の加熱素子、及び温度コントローラ６０などの温度コントローラの構成及び動作を理解するであろう。代替の実施形態では、アプリケータ１６は、加熱素子（図示せず）を含むことができ、或いは加熱素子（図示せず）を導管５１、５３、５５の１つに配置することができる。加圧液体供給装置３８とノズル３１との間の流路における加熱素子の特定の場所に関係なく、液体コーティング材料を、基板１２に塗布する前に流路内で加熱することができる。

アプリケータ１６は、加圧液体供給装置３８と流体連通状態で結合された液体注入口３６を含む。液体コーティング材料は、加圧液体供給装置３８から液体注入口３６を通ってアプリケータ１６に供給され、ノズル３１内の供給オリフィス（図示せず）から調整供給される。本体３０は、加圧流体供給装置３２及び内部通路（図示せず）と結合された流体注入口４０を有し、この内部通路が、加圧流体をノズル３１内の供給オリフィスの近くにある出口へと導き、ここで加圧流体が排出されて、アプリケータ１６から噴霧される液体コーティング材料のストリーム４２と交わり、この流れをコントロールする。通信リンク４５を介してモーションコントローラ２６と通信する流体調整器４３は、加圧流体供給装置３２から流体注入口４０への加圧流体の流れを制御する。アプリケータ１６と類似した代表的なアプリケータが、米国特許第７，０２８，８６７号に記載されており、該特許の開示全体は引用により本明細書に組み入れられる。

システム１０は、コントローラ１８と関連するメモリ４４及び／又は他のコンピュータに記憶された動作サイクル又は動作シーケンスのライブラリに命令された通りに動作する。動作シーケンスは、コントローラ１８上で実行する特定の動作プログラムの形で望み通りに撤回され、設定される。動作シーケンスを調節して、異なる環境条件、異なるタイプの基板１２、又は異なるタイプの絶縁保護コーティング材料に対応するようにすることができる。動作中、コントローラ１８は、動作プログラム全体を電気信号として通信リンク２５を介してモーションコントローラ２６へ転送し、モーションコントローラ２６で実行させることができる。或いは、コントローラ１８は、１又はそれ以上の命令を電気信号として命令及びデータのバッチの形で通信リンク２５を介してモーションコントローラ２６へ転送し、次の実行を行ってもよい。オペレータは、基板１２の種類、液体コーティング材料の種類、液体の圧力、補助空気の圧力、アプリケータ１６の速度、基板１２とアプリケータ１６との間の距離などのパラメータをＨＭＩ装置１９で入力することができる。入力されたパラメータは、将来動作シーケンスで使用するためにコントローラ１８のメモリ４４に格納される。個々の基板１２は、コントローラ１８により、基板１２のいずれの特定の部品及び領域が液体コーティング材料でコーティングされるのかを判断するコーティングプログラムに適合される。通常、液体コーティング材料は、基板１２上の選択した領域及び／又は部品にのみ塗布される。

引き続き図１を参照すると、加圧液体供給装置３８からアプリケータ１６の液体注入口３６までの液体コーティング材料用の流路内に「空気対流体」（Ａ／Ｆ）調整器５０及び流量計５２が存在する。結果として、液体コーティング材料は、加圧液体供給装置３８からアプリケータ１６へと運ばれる際に、Ａ／Ｆ調整器５０及び流量計５２を通過せざるを得なくなる。Ａ／Ｆ調整器５０の液体流入部は、導管５１により加圧液体供給装置３８の液体排出口と結合される。同様に、Ａ／Ｆ調整器５０は、導管５３により流量計５２の液体流入部と結合された液体排出口を有し、さらにこの流量計５２は、導管５５によりアプリケータ１６の液体注入口３６と結合された液体排出口を有する。

Ａ／Ｆ調整器５０は、アプリケータ１６までの流体路において運搬中の加圧液体材料の流体圧力を制御する。コントローラ１８は、通信リンク５７により調整器５４と電気的に結合される。１つの実施形態では、調整器５４は、モーションコントローラ２６から制御電圧を受け取ると共に、この制御電圧を流体圧力に変換する変換器を含む「電圧対圧力」（Ｅ／Ｐ）調整器であってもよい。或いは、調整器５４は、制御電圧ではなく制御電流又は直列通信信号を受け取って、これを流体圧力に変換してもよい。調整器５４は、Ａ／Ｆ調整器５０に加圧流体を送り込んで、Ａ／Ｆ調整器５０を貫流する液体コーティング材料の流体圧力の制御に使用する。

Ａ／Ｆ調整器５０は、加圧液体供給装置３８と流量計５２との間の流体路を定める導管３５内に位置決めされる。代替の実施形態では、流量計５２を加圧液体供給装置３８とＡ／Ｆ調整器５０との間の流体路内に位置決めすることにより、流量計５２がＡ／Ｆ調整器５０から見て上流に存在するようにしてもよい。この代替の配置では、液体コーティング材料がＡ／Ｆ調整器５０を貫流した後に、流量計５２が液体コーティング材料の圧力を変化させることになる。

コントローラ１８は、通信リンク５９により流量計５２と電気的に結合される。流量計５２は、導管５３から導管５５への液体コーティング材料の流れに応じて、各々が流量計５２を貫流する、或いは流れ去る液体コーティング材料の一定の量を示す一連のカウント又は電気パルスを生成する。或いは、流量計５２から得られる一連の電気パルスが流量計からモーションコントローラ２６へ通信され、次にモーションコントローラ２６からコントローラ１８へ中継されるようにしてもよい。１つの実施形態では、流量計５２は、ギアメータを通過する流れに応じて回転するギアメータを備えると共に、既知の量を示す一定量の回転に対して、エンコーダで電気パルスを生成し、この電気パルスを信号ストリームの形で電気信号としてコントローラ１８へ送信することができる。例えば、ギアメータは、液体コーティング材料が流量計５２を０．０４立方センチ貫流する毎にパルスを生成することができる。

図１を参照すると、コントローラ１８は、基板１２がアプリケータ１６に対して適切に位置決めされた時に、基板１２のコーティングプログラムを得るようになる。コーティングプログラムは、基板１２のいずれの部品及び／又は領域を液体コーティング材料でコーティングすべきかを判断し、この液体コーティング材料が通常帯状に塗布される。例えば、場合によっては基板１２の２５個の独立した部品又は領域を液体コーティング材料の帯でコーティングすることができる。コントローラ１８は、コントローラ１８のメモリ４４から動作シーケンスを取り出し、さらに通信リンク２５を介してこの動作シーケンスを示す制御信号をモーションコントローラ２６へ通信する。モーションコントローラ２６は、基板１２に対してアプリケータ１６を所望の場所へ特定の速度で動かすようにロボット１４に指示する指令信号を通信リンク２１を介してロボット１４へ送信する。モーションコントローラ２６は、ロボット１４の動きを制御して、基板１２を横切って（Ｘ方向及びＹ方向などの）平面の形でアプリケータ１６を動かし、この動きの最中に必要に応じてアプリケータ１６内の供給弁を開閉して、基板１２の所望の部品及び領域に液体コーティング材料を塗布する。

特に、基板１２上の任意の特定の場所において、モーションコントローラ２６はまた、ソレノイド３４に指令信号を供給してその状態を変化させ、ノズル３１から液体コーティング材料を放出させる供給弁を開く。同時に、モーションコントローラ２６は、ロボット１４に指令信号を供給して、基板１２に対してアプリケータ１６を動かし始める。アプリケータ１６から放出された液体コーティング材料のストリーム４２の成形に影響を与える空気などの補助流体により、ストリーム４２を任意に操作することができる。所定の時間の経過後、モーションコントローラ２６は、弁指令信号の状態を変化させてソレノイド３４を元の状態に戻す。このアクションにより供給弁が閉鎖して、アプリケータ１６のノズル３１からの液体コーティング材料の放出が中断する。モーションコントローラ２６は、コーティングプログラムの実行中にアプリケータ１６の供給弁に（２５回などの）複数回供給弁を開閉させて、基板１２の複数の部品及び領域が一定量の液体コーティング材料を受けるようにすることができる。

コーティングプログラムの実行中に、或いはコーティングプログラムの実行に備えて、コントローラ１８は、モーションコントローラ２６に電気信号を供給し、この電気信号がモーションコントローラ２６に、調整器５４に指令信号を供給するように促す。調整器５４は、Ａ／Ｆ調整器５０に供給する空気圧を調整して、加圧液体供給装置３８からアプリケータ１６へ流れる加圧液体コーティング材料に対する液体圧力を選択する。液体圧力の選択値は供給の用途に依存するが、液体コーティング材料の望ましい流量にもさらに依存する場合がある。液体コーティング材料の流量は、いくつかある要素の中で液体の圧力、供給ノズル３１内の放出オリフィスの直径、材料の粘度等に影響を受ける。

コーティングシステム１０は、比較的正確に計算することができる、基板１２全体にわたって供給されたコーティング材料の量を求め、この計算値を設定点と比較し、必要に応じてこの比較的正確な計算に基づいて補正を行うので、システム１０は、従来型の絶縁保護コーティングシステムよりも極めて正確なものとなる。

基板１２のための個々のコーティングプログラムの開始時に、コントローラ１８は流量計５２から「エンコーダカウント」を得る。例えば、コントローラ１８は、初期エンコーダカウントをゼロであると考えることができる。液体コーティング材料を基板１２上の領域及び部品に塗布するコーティングプログラムの実行中、コントローラ１８は、液体コーティング材料がアプリケータ１６へと流れる際に、流量計５２から一連のパルスを受け取ると共にパルスの総数を累積的に集計する。個々の基板１２のためのコーティングプログラムが終了すると、流量計５２から出されるパルス列も終了する。コントローラ１８は、コーティングプログラムの実行中に流量計５２から通信されたパルスの総数を含むアキュムレータを含む。

流量計５２が生成した個々のパルスによって示される液体コーティング材料の量の既知の較正に基づいて、コントローラ１８は、パルスの総数を基板１２上に供給された液体コーティング材料の総量に換算する。コントローラ１８は、総供給量を望ましい総供給量と比較し、計算した供給量と望ましい供給量との間の差を示す誤差信号を生成する。必要に応じて、及び誤差信号に基づいて、コントローラ１８は、制御信号をモーションコントローラ２６へ通信し、モーションコントローラ２６は、計算した液体コーティング材料の量と望ましい供給量との間の差を補償するために、制御電流、制御電位、又は制御信号を調整器５４に供給して、Ａ／Ｆ調整器５０が示す流量収縮を処理する。一般に、流体圧力は、調整器５４に対する入力電流、電位、又は制御信号に比例して設定される。

総供給量が少な過ぎる場合、コントローラ１８からモーションコントローラ２６へ通信される制御信号により、Ｅ／Ｐ変換器５４に印加される制御電位を増大させることによってモーションコントローラ２６が反応するようになる。このアクションにより、Ａ／Ｆ調整器５０がより広く開き、液体コーティング材料のアプリケータ１６への流れが増大するようになる。総供給量が多過ぎる場合、コントローラ１８からモーションコントローラ２６へ通信される制御信号により、Ｅ／Ｐ変換器５４に印加される制御電位を減少させることによってモーションコントローラ２６が反応するようになる。このアクションにより、Ａ／Ｆ調整器５０を閉じることによってＥＰ変換器５４を反応させ、液体コーティング材料のアプリケータ１６への流れが減少するようになる。

コーティングプログラムに従ってシステム１０によりコーティングされる後続する基板１２に関しては、補正は、誤差信号を減少させると予測される方向にある。結果として、後続する基板１２に対する総供給量と望ましい総供給量との間の相違が低減されなければならない。誤差信号が十分に補償されない場合、計算した総供給量を望ましい総供給量と比較して、追加補正を行うことができる。コーティングプログラムに従って処理される個々の基板１２は、通常、領域及び部品上に同じ総供給量の液体コーティング材料を受けることになる。

コントローラ１８上で実行するソフトウエアコードにおいて制御ウィンドウを使用することにより、閉ループ制御下における液体コーティング材料の流れの補正を実施することができる。内部制御ウィンドウは、望ましい総量を上回る又は下回る、望ましい総量からの最大許容偏差を示し、これを超えた場合、コントローラ１８が対応するアクションを開始することになる。外部制御ウィンドウは、望ましい総量を上回る又は下回る、望ましい総量からの最大許容偏差を示し、これを超えた場合、システム１０を停止し、及び／又はアラームを鳴らすなどの大きな反応を引き起こすような、コントローラ１８による対応が開始されることになる。

コーティングプログラムの実行中に供給された計算された総量が、望ましい総供給量の（±１パーセントなどの）第１のパーセンテージの範囲内にある場合、コントローラ１８は、この内部制御ウィンドウの内部で補正を行わない。制御プログラムの実行中に供給された計算された総量が、望ましい総供給量の（±１０パーセントなどの）第２のパーセンテージを越える場合、コントローラ１８は、ユーザの好みで決定されるように、この外部制御ウィンドウの外部のシステム１０を停止し、及び／又はアラームを鳴らすことができる。コーティング動作が外部制御ウィンドウの外部に偏位する場合、コーティングされた基板１２には、基板１２に許容範囲外の絶縁保護コーティングが塗布されたものとしてフラグが立てられる。コーティングプログラムの実行中に供給された計算された総量が、内部制御ウィンドウと外部制御ウィンドウとの間にある場合、コントローラ１８は、この中間制御ウィンドウ内でアラームを鳴らさずにアプリケータ１６への液体コーティング材料の流れを補正することができる。上述のように実行される補正は、許容範囲外の状態を是正する規模及び感覚からなるものである。例えば、総供給量が望ましい総供給量よりも±５パーセント大きい場合、対応するアクションをとることができる。

このようにして、コーティングプログラムの実行中に総供給量に影響を与えるいずれの動向も発生と同時に検出され、この動向をオフセットするための自動介入として対応する補正が行われる。制御が外部制御ウィンドウから外れない限り、オペレータの介入なしに対応する補正が行われる。例えば、液体コーティング材料の粘度が変化すると、総供給量が望ましい総供給量から遠ざかるようにしてもよい。粘度の変化は総供給量の変化として検出され、その後コントローラ１８が実行するアクションにより補正される。システム１０は、従来型のシステムと比較して相対的に正確な供給量の計算を利用することにより、高品質の液体材料コーティングの動作の維持において顧客を支援する一方で、顧客が材料を必要以上に塗布することにより液体コーティング材料を無駄にしないことを確実にする。

システム１０のコントローラ１８は、コーティングプログラムの実行中に液体コーティング材料を基板１２上に供給するのに必要な時間を追跡したり、或いはモニタしたりはしない。このため、コントローラ１８は、コーティングプログラムの実行中に個々の基板１２上に供給する液体コーティング材料の体積流量を計算しない。

代替の実施形態では、コントローラ１８は、制御パラメータとしてロボット１４の速度を調節して、アプリケータ１６から基板１２上に供給するコーティング材料の総供給量を調節することができる。例えば、コントローラ１８が、総供給量が望ましい量よりも少ないと判断した場合、コントローラ１８は、基板１２の領域又は部品上に供給する液体コーティング材料の総量を効果的に増加させる量だけロボット１４の速度を低下させて効果的に相違を補償することができる。これとは逆に、コントローラ１８が、総供給量が望ましい量よりも多いと判断した場合、コントローラ１８は、基板１２の領域又は部品上に供給する液体コーティング材料の総量を効果的に減少させる量だけロボット１４の速度を増加させて効果的に相違を補償することができる。

別の代替の実施形態では、コントローラ１８は、制御パラメータとして液体コーティング材料の温度を調節して、総供給量を調節することができる。このために、コントローラ１８は、加圧液体供給装置３８に液体コーティング材料を加熱又は冷却するように指令する電気信号を加圧液体供給装置３８へ通信することになる。当業者には周知のように、液体コーティング材料の温度を変化させることにより、液体コーティング材料の粘度が変化することになる。例えば、アプリケータ１６から基板１２上に供給された総供給量が少な過ぎる場合、液体コーティング材料の温度を上げて液体コーティング材料の粘度を増大させることにより、液体コーティング材料のアプリケータ１６へのより大きな流れが作り出されるようになる。これにより、コーティングプログラムの実行中に基板１２の領域又は部品上に供給された液体コーティング材料の量が増大するようになる。これとは逆に、アプリケータ１６から基板１２上に供給された総供給量が多過ぎる場合、液体コーティング材料の温度を下げて液体コーティング材料の粘度を低下させることにより、液体コーティング材料のアプリケータ１６への流れが減少するようになる。これにより、コーティングプログラムの実行中に基板１２の領域又は部品上に供給された液体コーティング材料の量が減少するようになる。

ロボットの速度及びコーティング材料の温度は可変であり、液体コーティング材料の流体圧力とは無関係である。従って、別個の制御ループでは、加圧流体供給装置３２からの流体圧力を利用して、例えば、ストリーム４２を操作して、アプリケータ１６からの所望のファン幅の噴霧パターンを実現できる一方で、同時に、ロボットの速度又はコーティング材料の温度を変更することにより、基板１２上に供給される液体コーティング材料の量が望ましい設定点近くに維持されるようになる。

尚、本発明は、下記の構成によっても実現することができる。
（１） コーティングプログラムが決定したように基板に液体コーティング材料を塗布する方法であって、
前記コーティングプログラムの指示通りにアプリケータから前記基板に前記液体コーティング材料を供給するステップと、
前記液体コーティング材料が供給される間、前記アプリケータを前記基板に対して動かすステップと、
前記基板に塗布された前記液体コーティング材料の供給量を求めるステップと、
前記液体コーティング材料の前記供給量を前記コーティングプログラムにとっての望ましい供給量と比較するステップと、
前記供給量と前記望ましい供給量との間の差を示す誤差信号を生成するステップと、
前記誤差信号に基づいて、後続する基板に塗布される前記液体コーティング材料の前記供給量を変更するステップと、を含むことを特徴とする方法。
（２） 前記液体コーティング材料の前記供給量を変更するステップは、前記液体コーティング材料の前記アプリケータへの流れを調整器で調整するステップをさらに含む、ことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（３） 前記供給量を求めるステップは、
前記アプリケータへ流れる前記液体コーティング材料の量を示す容積信号を生成するステップと、
前記容積信号の少なくとも１つに基づいて前記供給量を求めるステップと、をさらに含むことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（４） 前記供給量を求め、該供給量を前記望ましい供給量と比較し、及び前記誤差信号を生成するコントローラに前記容積信号を通信するステップと、
前記後続する基板上の前記液体コーティング材料の前記供給量を変更するための調整器に制御信号を通信するステップと、をさらに含むことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（５） 前記液体コーティング材料の前記供給量を変更するステップは、
前記供給量を変更するための内部制御ウィンドウを実装するステップと、
前記誤差信号が前記内部制御ウィンドウの内部にある場合、何のアクションも起こさないステップと、をさらに含むことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（６） 前記液体コーティング材料の前記供給量を変更するステップは、
前記供給量を変更するための外部制御ウィンドウを実装するステップと、
前記誤差信号が前記外部制御ウィンドウの外部にある場合、アラームを発するステップと、をさらに含むことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（７） 前記液体コーティング材料の前記供給量を変更するステップは、
前記供給量を変更するための前記外部制御ウィンドウを実装するステップと、
前記誤差信号が前記外部制御ウィンドウの外部にある場合、液体材料の前記アプリケータへの前記流れを停止するステップと、をさらに含むことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（８） 前記液体コーティング材料の前記供給量を変更するステップは、
前記液体コーティング材料を別の基板上に供給する場合、前記誤差信号に基づいて前記液体コーティング材料の温度を調節するステップをさらに含む、ことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
（９） 前記液体コーティング材料の前記供給量を変更するステップは、
前記液体コーティング材料を別の基板上に供給する場合、前記アプリケータが前記基板に対して動く速度を調節するステップをさらに含む、ことを特徴とする上記（１）に記載の方法。
１又はそれ以上の実施形態の説明により本発明を示し、これらの実施形態についてかなり詳細に説明してきたが、これらの実施形態は、添付の特許請求の範囲をこのような詳細事項に制限したり、或いは何らかの形で限定したりすることを意図するものではない。当業者であれば、追加の利点及び修正を容易に見てとれるであろう。従って、本発明は、その広い態様において図示及び説明した特定の詳細事項、代表的な装置及び方法、並びに例示的な実施例に限定されるものではない。このため、出願者の全体的な発明概念の範囲又は思想から逸脱することなく、このような詳細事項から逸脱することができる。

本発明の実施形態によるコンピュータ制御コーティングシステムの概略図である。

符号の説明

１０ コーティングシステム
１２ 基板
１４ ロボット
１６ アプリケータ
１８ プログラマブルコントローラ
１９ ヒューマン・マシン・インタフェース（ＨＭＩ）装置
２０ コンベヤ
２１、２３、２５、２７、２９、３９、４５、５７、５９ 通信リンク
２２ コンベヤコントローラ
２４ アプリケータコントローラ
２６ モーションコントローラ
３０ アプリケータ本体
３１ ノズル
３２ 加圧流体供給装置
３３、３５、５１、５３、５５ 導管
３４ ソレノイド
３６ 液体注入口
３８ 加圧液体供給装置
３８ａ 加熱素子
４０ 流体注入口
４２ ストリーム
４３ 流体調整器
４４ メモリ
５０ Ａ／Ｆ調整器
５２ 流量計
５４ 調整器
６０ 温度コントローラ

Claims (11)

1. コーティングプログラムが決定したようにアプリケータから電子回路基板に任意のコーティング材料を塗布する方法であって、
   前記回路基板のための前記コーティングプログラムを取得するステップと、
   前記コーティングプログラムから動作シーケンスを取得するステップと、
   前記動作シーケンスを示す制御信号をモーションコントローラに通信するステップと、 前記モーションコントローラからの制御信号に基づいて指令信号を、前記アプリケータを前記回路基板上の所望の位置に移動するロボットに送るステップと、
   前記コーティングプログラムが指示したように前記アプリケータから前記回路基板の所望の部品及び領域のそれぞれに一定量の任意のコーティング材料を供給すべく前記アプリケータの供給弁を開閉するステップと、
   前記任意のコーティング材料を供給すると共に、前記回路基板に対して前記アプリケータを移動するステップと、
   前記回路基板に塗布された前記任意のコーティング材料の総供給量を決定すべく前記回路基板の前記所望の部品及び領域のそれぞれに塗布された前記任意のコーティング材料の量を総計するステップと、
   前記回路基板に塗布された前記任意のコーティング材料の前記総供給量を前記コーティングプログラムが特定した前記任意のコーティング材料の所望の供給量と比較するステップと、
   前記回路基板に塗布された前記任意のコーティング材料の前記総供給量と前記任意のコーティング材料の所望の供給量との差を示す誤差信号を生成するステップと、
   前記誤差信号に基づいて、後続する回路基板に塗布される前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップと、
   を具備することを特徴とする方法。
2. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップは、
   前記任意のコーティング材料の前記アプリケータへの流れを調整器で調整するステップを更に具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップは、
   前記総供給量を変更するための内部制御ウィンドウを実装するステップと、
   前記コーティングプログラムが特定した前記任意のコーティング材料の前記総供給量と前記所望の供給量との間の差が前記内部制御ウィンドウの内部にある場合、何のアクションも起こさないステップと、
   を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップは、
   前記任意のコーティング材料を別の基板上に供給する場合、前記誤差信号に基づいて前記任意のコーティング材料の温度を調節するステップを更に具備することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップは、
   前記任意のコーティング材料を別の基板上に供給する場合、前記アプリケータが前記基板に対して動く速度を前記誤差信号に基づいて調節するステップを更に具備することを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップは、
   前記総供給量を変更するための外部制御ウィンドウを実装するステップと、
   前記コーティングプログラムが特定した前記任意のコーティング材料の前記総供給量と前記所望の供給量との間の差が前記外部制御ウィンドウの外部にある場合、アラームを発するステップと、を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップは、
   前記総供給量を変更するための前記外部制御ウィンドウを実装するステップと、
   前記コーティングプログラムが特定した前記任意のコーティング材料の前記総供給量と前記所望の供給量との間の差が前記外部制御ウィンドウの外部にある場合、前記アプリケータへの液体材料の流れを停止するステップと、を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップは、
   前記任意のコーティング材料を別の基板上に供給する場合、前記誤差信号に基づいて前記任意のコーティング材料の温度を調節するステップを更に具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するステップは、
   前記任意のコーティング材料を別の基板上に供給する場合、前記アプリケータが前記基板に対して動く速度を前記誤差信号に基づいて調節するステップを更に具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記任意のコーティング材料の前記総供給量を決定するステップは、
    前記アプリケータへ流れる前記任意のコーティング材料の量を示す容積信号を生成するステップと、
    前記容積信号に基づいて前記総供給量を求めるステップと、を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記総供給量を求めかつ前記コーティングプログラムが特定した前記任意のコーティング材料の前記総供給量と前記所望の供給量との間の差を求めるべく該総供給量を前記望ましい供給量と比較するコントローラに前記容積信号を通信するステップと、
    前記後続する基板上の前記任意のコーティング材料の前記総供給量を変更するための調整器に制御信号を通信するステップと、
    を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。

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