JPS62117659A - 表面位置決め及び供給用量検知方法及び装置 - Google Patents

表面位置決め及び供給用量検知方法及び装置

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JPS62117659A
JPS62117659A JP61218252A JP21825286A JPS62117659A JP S62117659 A JPS62117659 A JP S62117659A JP 61218252 A JP61218252 A JP 61218252A JP 21825286 A JP21825286 A JP 21825286A JP S62117659 A JPS62117659 A JP S62117659A
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dose
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JP61218252A
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ロバート　リチャード　ロード
ジョセフ　ジョン　ベダード
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Original Assignee
Universal Instruments Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動可能物質を供給すべき表面上の特定位置
に位置決めすることによって表面上へ流動可能物質を供
給し且つその後にその特定の位置に該物質の計量した用
量を供給する方法及び装置に関するものである。
本発明の方法及び装置は、湾曲等に起因する回路基板に
おける表面変動に無関係に、回路基板の特定の表面部分
上に等しいドツト状の接着剤を供給するのに特に適用可
能である。
従来の供給用ノズル先端部上離間した関係で特定の表面
の点の位置決めを行う試みは５本発明よりも少なくとも
１桁コストが高い包含された観察システムを持っている
。
基板の湾曲の問題を解決する従来の試みは、ノズルと基
板との間の間隔を規制する為の供給ノズル近傍に位置さ
れた深さストップを具備していた。
然し乍ら、深さストップと接着剤ドツトを供給すべき表
面上の特定の点との間に表面の変動が発生することがあ
り又実際に発生し、その結果ノズル先端部上表面との間
の間隔はより小さく又はより大きくない、且つドツト寸
法は夫々より小さく又はより大きくなっていた。この手
法は又より大きな「足跡」を提供しており、即ち深さス
トップは前に付与した部品の周囲に接着剤ドツトを付与
することの可能な近接度を制限していた。
本発明は１以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、装置の即席をノズル
自身の先端部に最小化させることを目的とする。本発明
の別の目的とするところは、回路基板の表面上の特定の
位置を検知し珪つ接着剤ドツトの如き流動可能物質の用
量の再現性のある供給の為に、基板の湾曲に無関係に、
そごから供給用先端部を正確に離隔させることである。
本発明の更に別の目的とするところは、流動可能物質の
供給の間に該物質を検知することによって該物質の用量
を計量することである。本発明の更に別の目的とすると
ころは、用量を制御する為に、それが供給される表面と
の用量の開始点との係合を検知することである。
本発明の好適実施例においては、供給用ノズル先端部を
移動させて流動可能物質が付与されるべき回路基板の特
定の位置と係合させ、一方回路基板からノズル先端部上
への反力をロードセルからの出力における変化によって
検知し、ノズル先端部上該物質が供給されるべき表面の
部分との間に正確な間隔を与えることが可能である。先
端部上表面との間にこの様な間隔が与えられると、爾後
に与えられる表面装着型部品を回路基板」二に保持する
為に使用される流動可能物質、本例では接着剤、を供給
し、且つ該表面からの反力が該流動可能物質自身を介し
てロードセル構成によって再度検知される。表面位置及
び供給した用量の検知は付与されるべき物質の各投与毎
に行われる。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。
図面に示した如く、主ガイド１２が主支持体１０に固着
されており、且つ主ローラ摺動体１４はサーボモータ及
びＺ軸エンコーダ４８の制御下においてガイド１２内を
移動自在である。二次ガイド１８は主摺動体１４に取り
付けられており、ダンピング物質１６がその間に設けら
れており、二次ガイド１８へ機械的振動が伝達されるこ
とを防止している。ガイド１８はそれに取り付けられた
ブラケット２２を持っており、それは横方向に延在する
上部及び下部アームを持っている。下部アームはロード
セル３０に対しての支持体として作用し、該ロードセル
３０は頂部保持プレート２４と底部可動プレート２６と
によって該支持体内に保持されている。可動プレート２
６はスプリング２８によって上方向へ付勢されており、
それは。
ダンピング圧力がロードセル３０の頂部へ付与される場
合に、プレート２６が下方向へ変位することを許容する
ことによってロードセルに過剰に負荷が掛けられること
から防止している。二次摺動部材２０は二次ガイド１８
内を移動自在であり、且つ貯蔵部３８を支持する為にそ
こに取り付けた上部及び下部ブラケット４２．４４を持
っている。
二次摺動体２０と、ブラケット４２及び４４と。
貯蔵部３８とを組合せた質量は、ロードセル３゜に担持
され、スプリング３４はこの質量をロードセルと係合さ
せている。この様な構成によって。
調節可能な螺子３６でスプリング３４の圧縮度合を変化
させることが可能であり、従ってロードセル３０に予備
負荷を掛けることが可能である。
貯蔵部３８はノズル４６を持っており、管４゜を介して
貯蔵部３８内の物質の頂部に正圧力の空気を付与すると
、流動可能な物質が該ノズル４６を介して供給される。
流動可能物質がノズル４６の先端部から滴り落ちること
を防止するのに十分な量だけ管４０へ負圧力を付与する
ことも可能である。マイクロプロセサ等の制御器（コン
トローラ）がサーボモータ／エンコーダ４８、ロードセ
ル３０、負及び正圧力空気供給と操作的に関連されてお
り、本装置の全体的な制御を与えている。
動作に付いて説明すると、サーボモータ／エンコーダ４
８は最大サーボ曲線制御された速度で駆動されて、ノズ
ル４６の先端部を回路基板２の表面上方のプログラム可
能な位置へ移動させる。このプログラム可能な位置に到
達すると、ノズル４６の先端部が回路基板２の表面と接
触する迄、該サーボが滑らかに速度を遅い回転運動へ変
化させる。従って、ノズル４６と回路基板２の表面との
間の増加された圧力は、ノズル４６によって回路基板２
へ付与された力に見合ってロードセル３０上の力に差動
的低下を与える。このロードセル３０上の差動的力は、
回路基板の表面に接触した時にサーボモータ４８を停止
させる為に、モニターすることが可能である。本発明に
よれば、特定の差動的力が得られた時点において、ノズ
ル４６の先端部の正確な位置はメモリ内に記録され、従
って過剰移動が回路基板の頂部表面の正確な位置の検知
に影響を与えることはない。更に、特定の力が回路基板
へ付与された正確な時点でサーボモータ４８を停止させ
ることが出来なかったことによって発生されることのあ
る過剰移動は、サーボ４８の影響下で摺動体１４の継続
しての下方向移動と共に、ガイド１８と相対的に上方向
へ移動する摺動体２０によって吸収される。ノズル４６
の先端部によって係合された回路基板２の部分の位置を
この様にして検知し且つ記録した後、サーボ４８を逆方
向に駆動して、ノズル４６の先端部を上昇させ且つそれ
を該表面へ付与される特定の流動可能物質の正確な用量
（投与量）を付与させるのに十分な回路基板の位置の上
方の特定の距離へ離隔させる。
流動可能な物質の計量も本発明によって与えられる。従
って、流動可能物質の用量５０を介してノズル４６の先
端部へ伝達される反力によって差動力がロードセル３０
へ印加される。正の空気パルスを開始させてノズル４６
から物質を供給させるとか可能であり、且つ投与した流
動可能物質を介して表面からノズルへの非常に僅かな背
圧をこの差動力に従ってモニターし、正の空気圧力を停
止させ且つ流動可能物質がノズル４６から滴り落ちるこ
とを防止するのに十分な真空′を付与することによって
、物質の用量（即ち投与量）を計量することが可能であ
る。
従って、表面が湾曲していたとしても５表面上の特定の
点をそれに対しての流動可能物質の計量した投与量を与
える正確な位置に位置させることが可能であり、この様
な計量は該表面の湾曲によって影響を受けることは無い
。
１実施例においては１表面に接触する用量（投与）のオ
ンセット即ち開始のみを使用して、差動力を与え且つ空
気パルスを開始させ、該パルスの期間は選択的に同期さ
せて（可変プログラムによる如く）特定の用量（投与量
）とさせる。正圧力の空気パルスによって供給器を動作
させると、ノズル先端部から出る気泡がロードセルにお
ける予定の差動的力を得ることの妨げとなり、従ってこ
の様な供給動作における欠点を検知することが可能であ
る。
別法として、特定の差動的力は供給された特定の用量を
表すことが可能であり、従って気泡に続いてノズル先端
部から出る流動可能物質の部分的投与のみによって、不
正確な投与量であることを検知することが可能である。
本発明のプロトタイプでの実施においては、使用した流
動可能物質は、米国マサチューセッツ州レキシントンの
ダブリュ、アール、ブレース社によって製造されている
Ａｍ１ｃｏｎ　　Ｄ１２４Ｆ　（接着剤）であった。各
物質のドツトを付与するサイクル時間は、回路基板のｘ
−ｙ位置決め及び供給位置から各ドツトに対しての初期
的な開始位置へのサーボ制御されるヘッドの移動を包含
しており、毎秒当り約４個のドツトを付与することが可
能であった。
基板を探索する為に検知されるロードセル差動力は略１
５−２０グラムとなり、感度は約２５ミリボルト／ポン
ドであった。ロードセルは約１−〇ボンドの容量を持っ
ており、該セルは約９ボンドの予備負荷が掛けられて、
１５−２０グラムの差動的力を読み取ることを可能とし
ていた。用軟即ち投与量を検知する為に、付与された正
の空気パルスの開始時において回路基板と接着剤との係
合が検知され、従ってパルス期間は予め選択可能な時間
間隔に従って制御され、その後に負の空気圧力が正の空
気圧力と置換させた。先端部上回路基板の表面との間の
間隔は約０．００２インチ（０゜ＱＱ５ｅ＋ｍ）であれ
ば上述した接着剤と使用するのに十分であることが判明
した。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。例えば、稲麦
性（チキソトロピー）の物質を使用し且つ本発明のプロ
トタイプに付いて説明したが、流動可能物質が供給され
る点とノズルの先端部上の間に与スられる間隔に従って
その他の粘度の流動可能物質もａ−ｔ　ｊｉｔ可能であ
ることを包含するものである。更に、本発明の技術的範
囲を逸脱すること無しに、水程度の粘度の物質を使用す
ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
添付の図面は本発明の１一実施例に基づいて構１３した
袋口の概略１可である。 （符号の説明） １−２：主ガイド １４：主ローラ摺動体 １６：ダンピング物質 １日二二次ガイド ２２ニブラケツト ２４：保持プレート ２６：可動プレート ３０：ロードセル ３４：圧縮スプリング ３Ｇ＝調節螺子 ３８：貯蔵部 ４６：ノズル ４８：サーボモータ 特許出願人　　　　ユニバーサル　インストルメンツ　
コーポレーション

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、先端部から表面上へ流動可能な物質を或る用量付与
    する方法において、前記先端部を前記表面の一部へ向け
    て移動させてそれと係合させ且つ前記表面から前記先端
    部への反力を検知し、前記反力の特定の値が得られた時
    に前記移動の経路上における位置を記録紙、前記位置を
    得るのに従い前記移動を停止させ、前記先端部を前記表
    面部分から離し且つ好適な距離だけ前記位置から戻して
    後退させ、前記先端部から前記表面部分上へ前記流動可
    能な物質の或る用量を付与する、上記各ステップを有す
    ることを特徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記流動可能な物
    質とした揺変性物質を供給し且つ前記物質を前記先端部
    を持ったノズルから供給し、前記供給を行う為に前記物
    質へ正の圧力を付与し、前記供給を停止させる為に前記
    正の圧力を停止させることを特徴とする方法。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記正の圧力を除
    去し且つ不本意な前記物質の供給を防止する為に前記流
    動可能物質に選択的に負の圧力を付与することを特徴と
    する方法。 ４、特許請求の範囲第１項において、圧力変換器を設け
    、前記反力の少なくとも一部を前記圧力変換器へ伝達さ
    せて前記検知を行わせることを特徴とする方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記圧力変換器と
    してロードセルを設けることを特徴とする方法。 ６、先端部から表面上へ流動可能な物質の特定の用量を
    供給する方法において、前記供給の間に前記流動可能な
    物質を介して前記表面から前記先端部上へ力が印加され
    ることが可能な様に前記先端部を前記表面へ十分に近接
    させて位置決めし、前記表面上へ流動可能な物質を供給
    し且つ前記供給の間に前記先端部上の前記力を検知し、
    前記検知に応答して前記用量を制御する、上記各ステッ
    プを有することを特徴とする方法。 ７、特許請求の範囲第６項において、圧力変換器を設け
    、前記力の少なくとも一部を前記圧力変換器へ伝達して
    前記検知を行うことを特徴とする方法。 ８、特許請求の範囲第７項において、前記圧力変換器と
    してロードセルを設けることを特徴とする方法。 ９、先端部から表面上へ流動可能な物質の或る用量を供
    給する方法において、前記先端部を移動させて前記表面
    の一部と係合させ且つ前記表面から前記先端部上の反力
    を検知し、前記反力の特定の値が得られた時に前記移動
    の経路上の位置を記録し、前記位置を得たことに従い前
    記移動を停止し、前記先端部を前記表面部分から離し且
    つ前記供給の間に前記流動可能な物質を介して前記表面
    から別の力が前記先端部上に印加可能であるのに十分な
    距離だけ前記位置から戻して後退させ、前記流動可能な
    物質の幾らかを前記表面上に供給し且つ前記供給の間前
    記先端部上の前記別の力を検知し、前記別の力の前記検
    知に応答して前記用量を制御する、上記各ステップを有
    することを特徴とする方法。 １０、表面の一部と離隔した関係で供給用ノズル先端部
    を位置決めし且つ前記先端部から前記表面部分へ流動可
    能物質の特定の用量を供給する方法において、前記先端
    部を前記表面部分へ移動させ且つそれと係合させ且つ前
    記表面から前記先端部上の反力を検知し、前記反力の特
    定の値が得られた時に前記移動経路上の位置を記録紙、
    前記位置が得られたことに従って前記移動を停止し、前
    記表面部分から前記先端部を離し且つ好適な距離だけ前
    記位置から戻して後退させ、前記供給を行わせる為に前
    記流動可能な物質に正の圧力を付与し、前記供給の間に
    前記表面から前記流動可能な物質上の背圧を検知し、前
    記背圧に応答し且つ制御器に従って前記物質の用量を計
    量する、上記各ステップを有することを特徴とする方法
    。 １１、特許請求の範囲第１０項において、前記正の圧力
    を除去し且つ不本意に前記流動可能物質を供給すること
    を防止する為に選択的に前記流動可能物質へ負の圧力を
    付与することを特徴とする方法。 １２、基板へ接着剤によって電気部品を取り付ける為に
    基板の選択した部分へノズル先端部から流動可能接着剤
    を付与する方法において、前記接着剤の各付与は大略ド
    ットの形状であって、前記先端部を前記表面の前記部分
    の１つへ向けて移動させ且つそれと係合させ且つ前記表
    面から前記先端部への反力を検知し、前記反力が特定の
    値に到達した時に前記移動の経路上の位置を記録紙、前
    記位置を得ることに従って前記移動を停止させ、前記先
    端部を前記表面部分から離し好適な距離だけ前記位置か
    ら戻して後退させ、前記接着剤の付与を行う為に前記流
    動可能接着剤へ正の圧力を付与し、前記供給の間前記表
    面から前記流動可能接着剤上の背圧を検知し、前記背圧
    に応答し且つ制御器に従って前記ドット状の物質を計量
    する、上記各ステップを有することを特徴とする方法。 １３、先端部から表面上へ流動可能物質の或る用量を供
    給する装置において、前記先端部を前記表面の一部へ向
    けて移動させ且つそれと係合させる手段、前記表面から
    前記先端部上への反力を検知する手段、前記反力の特定
    の値が得られた時に前記移動の経路上の位置を記録する
    手段、前記位置が得られることに従い前記移動を停止す
    る手段、前記先端部を前記表面部分から離させ且つ好適
    な距離だけ前記位置から戻して後退させる手段、前記先
    端部から前記表面部分上へ前記流動可能物質の或る用量
    を供給する手段、を有することを特徴とする装置。 １４、特許請求の範囲第１３項において、前記供給を行
    う為に前記物質へ正の圧力を付与する手段、前記供給を
    停止させる為に前記正の圧力を停止させる手段を有する
    ことを特徴とする装置。 １５、特許請求の範囲第１４項において、前記正の圧力
    を除去し且つ不本意に前記流動可能物質を供給すること
    を防止する為に選択的に前記物質へ負の圧力を付与する
    手段を有することを特徴とする装置。 １６、特許請求の範囲第１３項において、圧力変換器、
    前記反力の少なくとも一部を前記圧力変換器へ伝達させ
    て前記検知を行わせる手段、を有することを特徴とする
    装置。 １７、特許請求の範囲第１６項において、前記圧力変換
    器はロードセルを有していることを特徴とする装置。 １８、先端部から表面上へ流動可能物質の特定の用量を
    供給する装置において、前記供給の間に前記流動可能物
    質を介して前記表面から前記先端部上へ力が印加可能で
    ある様に前記先端部を前記表面へ十分に近接して位置決
    めさせる手段、前記表面上へ流動可能物質を供給する手
    段、前記供給の間に前記先端部上の前記力を検知する手
    段、前記検知に応答して前記用量を制御する手段、を有
    していることを特徴とする装置。 １９、先端部から表面上へ流動可能物質の或る用量を供
    給する装置において、前記先端部を前記表面の一部へ向
    けてそれと係合すべく移動させる手段、前記表面から前
    記先端部上の反応係合力を検知する手段、前記反力の特
    定の値が得られた時に前記移動の経路上の位置を記録す
    る手段、前記位置を得ることに従い前記移動を停止させ
    る手段、前記表面部分から離し且つ前記供給の間に前記
    流動可能物質を介して前記表面から別の係合力が前記先
    端部上に印加可能であるのに十分な距離だけ前記位置か
    ら戻して前記先端部を後退させる手段、前記流動可能物
    質の幾らかを前記表面上に供給する手段、前記供給の間
    前記先端部上の前記別の係合力を検知する手段、前記別
    の係合力の前記検知に応答して前記用量を制御する手段
    、を有することを特徴とする装置。 ２０、表面の一部と離隔した関係で供給用ノズル先端部
    を位置決めし且つ前記先端部から前記表面部分へ流動可
    能物質の特定の用量を供給する装置において、前記先端
    部を前記表面部分へ向け且つそれと係合させるべく移動
    させる手段、前記表面から前記先端部上への反力を検知
    する手段、前記反力の特定の値が得られた時に前記移動
    の経路上の位置を記録する手段、前記位置を得ることに
    従い前記移動を停止させる手段、前記表面部分から離し
    且つ好適な距離だけ前記位置から戻して前記先端部を後
    退させる手段、前記供給を行う為に前記流動可能物質へ
    正の圧力を付与する手段、前記供給の間前記表面から前
    記流動可能物質上の背圧を検知する手段、前記背圧に応
    答し且つ制御器に従って前記物質の用量を計量する手段
    、を有することを特徴とする装置。 ２１、特許請求の範囲第２０項において、前記正圧力を
    除去し且つ不本意に前記流動可能物質を供給することを
    防止する為に前記物質へ選択的に負圧力を付与する手段
    を有することを特徴とする装置。 ２２、電気的部品を接着剤によって基板上に取り付ける
    為に基板の選択した部分へノズル先端部から流動可能接
    着剤を付与する装置において、前記接着剤の各付与は大
    略ドット形状であり、前記先端部を前記表面の前記部分
    の１つへ向けて移動させ且つそれと係合させる手段、前
    記表面から前記先端部上の反力を検知する手段、前記反
    力の特定の値が得られた時に前記移動の経路上の位置を
    記録する手段、前記位置を得ることに従い前記移動を停
    止させる手段、前記表面部分から離し且つ好適な距離だ
    け前記位置から戻して前記先端部を後退させる手段、前
    記接着剤の付与を行う為に前記流動可能接着剤へ正の圧
    力を付与する手段、前記供給の間前記表面から前記流動
    可能接着剤上への背圧を検知する手段、前記背圧に応答
    し且つ制御器に従って前記ドット状の物質を計量する手
    段、を有することを特徴とする装置。
JP61218252A 1985-09-18 1986-09-18 表面位置決め及び供給用量検知方法及び装置 Pending JPS62117659A (ja)

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