KR102389974B1 - 액체 또는 점성 재료를 기판상에 분배하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

액체 또는 점성 재료를 기판상에 분배하기 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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Abstract

기판으로 액체 또는 점성 재료를 분배하기 위한 시스템들 및 방법들이 여기에서 개시된다. 전자 기판으로 액체 또는 점성 재료를 도포하기 위해 분배 시스템의 도포기를 배치하는 하나의 대표적인 방법은 분배 시스템에 통신 가능하게 연결된 카메라를 사용하여 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하는 것을 포함한다. 전자 기판의 2-차원 이미지에 기초하여, 전자 기판의 표면 위로 돌출되는 하나 이상의 구성요소들을 가진 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트가 식별된다. 방법은 전자 기판에 대해 도포기를 배치하고 전자 기판으로 액체 또는 점성 재료를 분배하도록 분배 시스템에 대한 제어 프로그램을 결정하기 위해 하나 이상의 구성요소들을 가진 하나 이상의 서브-영역들에 관한 높이 정보를 사용하는 것을 추가로 포함한다.

Description

액체 또는 점성 재료를 기판상에 분배하기 위한 시스템들 및 방법들
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은, 여기에서 전체적으로 참조로서 통합되는, 2016년 6월 8일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제15/176,570호에 대한 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 액체 또는 점성 재료들을 분배하는 것에 관한 것이며, 보다 특히, 액체 또는 점성 재료를 기판상에 분배하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
많은 산업용 애플리케이션들은 기판의 미리 결정된 구역들로 액체 또는 점성 재료의 별개의, 잘-정의된, 균일한 도포들을 요구한다. 이러한 재료 도포들은, 전자 회로 보드들처럼 균일하지 않거나 또는 불규칙적인 기판들 상에서의 컨포멀 코팅(conformal coating)들과 같은, 다양한 프로세스들에서 매우 유용하다. 특히, 컨포멀 코팅 재료는 수분, 먼지 등으로부터 회로 보드의 선택된 구성요소들을 보호하기 위해 사용된다. 이러한 재료 도포들이 유용한 다른 프로세스들은, 접착제 분배 프로세스와 같은, 액체 분배 프로세스들을 포함한다.
기판에 액체 또는 점성 재료를 도포하기 위해, 분배 시스템은 미리 결정된 제어 프로그램에 따라 로봇 암 및 부착된 도포기의 움직임 및 동작을 지시하는 제어기를 가질 수 있다. 제어 프로그램은 통상적으로 재료를 요구하는 기판의 다양한 구역들, 그것의 치수들, 도포될 재료의 필요한 양 등과 같은, 재료가 분배될 기판들의 특정한 요건들에 따라 준비된다. 그러나, 제어 프로그램을 생성하는 것은 다양한 도전들을 제시한다. 예를 들면, 제어 프로그램은 실제 기판 및 그것의 구성요소들에 정확해야 한다. 뿐만 아니라, 제어 프로그램은, 회로 보드 상에서 수직으로 돌출된 전자 구성요소들과 같은, 기판의 3-차원 윤곽들을 감안해야 한다. 3-차원 윤곽들을 감안하는 것에 대한 실패는 도포기가 기판의 구성요소와 충돌하고, 그에 따라, 잘해야 분배 프로세스에 지장을 주거나, 또는 최악의 경우에, 구성요소 및/또는 도포기를 손상시키는 것을 야기할 수 있다.
제어 프로그램을 생성하는 하나의 이전 방법은 기술자가 제어 프로그램을 수동으로 생성하는 것이다. 이러한 방법은 바람직하지 않게 느리고 비효율적이다. 제어 프로그램을 생성하는 또 다른 이전 방법은 기판의 CAD(컴퓨터-보조 설계) 모델 또는 다른 상세한 디지털 모델을 부여하는 것 및 제어 프로그램을 생성하기 위해 상기 모델을 사용하는 것을 포함한다. 이러한 방법은, 그러나, 재료가 분배될 수 있는 다양한 유형들의 기판들에 대해 다수의 CAD 모델들의 라이브러리를 유지하기 위해 요구되는 상당한 시간 및 재정상 오버헤드로 인해 만족스럽지 않다는 것이 입증되어 왔다.
그러므로, 기판에 액체 또는 점성 재료를 분배하기 위한 제어 프로그램을 생성하기 위한 개선된 시스템 및 방법에 대한 요구가 있다.
액체 또는 점성 재료를 기판상에 분배하기 위한 시스템 및 방법들이 여기에서 개시된다. 일 실시예에서, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법으로서, 상기 도포기가 액체 또는 점성 재료를 전자 기판상에 분배하도록 구성된, 상기 방법은, 상기 분배 시스템에 통신 가능하게 연결된 카메라를 사용하여 상기 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하는 것을 포함한다. 상기 전자 기판의 2-차원 이미지에 기초하여, 상기 전자 기판의 표면 위로 돌출되는 하나 이상의 구성요소들을 가진 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트가 식별된다. 상기 방법은 상기 전자 기판에 대해 도포기를 배치하고 액체 또는 점성 재료를 상기 전자 기판상에 분배하도록 상기 분배 시스템에 대한 제어 시스템을 결정하기 위해 상기 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 하나 이상의 서브-영역들에 대한 높이 정보를 사용하는 것을 추가로 포함한다.
또 다른 구현에서, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법으로서, 상기 도포기가 액체 또는 점성 재료를 전자 기판상에 분배하도록 구성된, 상기 방법은 높이 센서를 사용하여 상기 전자 기판의 복수의 영역들의 각각에 대한 높이 값을 결정하는 것을 포함한다. 상기 전자 기판의 상기 복수의 영역들의 각각에 대한 높이 값에 기초하여, 상기 전자 기판의 높이 맵이 생성된다. 상기 방법은 상기 높이 맵에 기초하여, 액체 또는 점성 재료를 상기 전자 기판상에 분배하도록 상기 전자 기판에 대해 상기 도포기를 배치하기 위해 상기 분배 시스템에 대한 제어 프로그램을 결정하는 것을 추가로 포함한다.
또 다른 구현에서, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법으로서, 상기 도포기가 액체 또는 점성 재료를 전자 기판상에 분배하도록 구성된, 상기 방법은, 상기 분배 시스템에 통신 가능하게 연결된 카메라를 사용하여 상기 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하는 것을 포함한다. 상기 전자 기판의 높이 맵은 높이 센서를 사용하여 생성된다. 상기 2-차원 이미지 및 상기 높이 맵에 기초하여, 상기 전자 기판의 3-차원 표현이 생성된다. 상기 방법은, 상기 3-차원 표현에 기초하여, 액체 또는 점성 재료를 상기 전자 기판상에 분배하도록 상기 전자 기판에 대해 상기 도포기를 배치하기 위해 상기 분배 시스템에 대한 제어 프로그램을 결정하는 것을 추가로 포함한다.
본 발명은 기판에 액체 또는 점성 재료를 분배하기 위한 제어 프로그램을 생성하기 위한 개선된 시스템 및 방법을 제공한다.
다음의 상세한 설명은 수반되는 도면들과 함께 판독될 때 보다 양호하게 이해된다. 예시의 목적들을 위해, 예들이 도면들에서 도시되지만, 주제는 개시된 특정 요소들 및 수단들에 제한되지 않는다.
도 1은 실시예에 따른 컴퓨터-제어된 분배 시스템의 개략도를 예시한다;
도 2는 실시예에 따른 대표적인 데이터 흐름의 블록도를 예시한다;
도 3은 실시예에 따른 대표적인 방법의 흐름도를 예시한다;
도 4는 실시예에 따른 대표적인 기판의 오버헤드 뷰를 예시한다;
도 5는 실시예에 따른 기판의 대표적인 2-차원 이미지를 예시한다;
도 6은 실시예에 따른 대표적인 기판의 오버헤드 뷰를 예시한다;
도 7은 실시예에 따른 대표적인 방법의 흐름도를 예시한다;
도 8은 실시예에 따른 대표적인 높이 맵을 예시한다;
도 9는 실시예에 따른 대표적인 방법의 흐름도를 예시한다; 및
도 10은 실시예에 따른 대표적인 3-차원 표현을 예시한다.
도 1을 참조하면, 분배 시스템(10)은 액체 컨포멀 코팅 재료 또는 액체 접착제와 같은, 액체 또는 점성 재료(이후 "재료"로서 불리운다)를, 대표적 기판(12)과 같은, 일련의 기판들로 도포하기 위해 사용될 수 있다. 대표적인 분배 시스템(10)의 동작이 여기에서 설명될 것이지만, 이 기술분야의 숙련자들은 매우 다양한 다른 분배 시스템들이 이하에서 설명되는 방법들을 완성하기 위해 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 분배 시스템(10)은, 예를 들면, Asymtek(캘리포니아, 칼즈배드)로부터 상업적으로 이용 가능한 모델 SC-105, SC-205, 또는 SC-400 컨포멀 코팅 도포기일 수 있다.
대표적인 실시예에서, 분배 시스템(10)은 다-축 전기-기계 포지셔너 또는 로봇(14) 및 상기 로봇(14)과 결합된 액체 또는 점성 재료 도포기(16)를 포함한다. 예를 들면, 도포기(16)는 기판들(12) 위에서 로봇(14)에 달려 있거나 또는 그것에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 로봇(14)은 3 자유도들을 공급하기 위해 X-Y-Z 데카르트 좌표 프레임 내에서 정의된 방향들로 도포기(16)를 이동시키거나 또는 배치하도록 적응된다. 로봇(14)은 알려진 방식으로 독립적으로 제어 가능한 모터들(도시되지 않음)에 결합된 드라이브를 포함한다. 도포기(16)는 로봇(14)에 의해 기판(12)의 선택된 구역들에 재료의 양들을 도포하기 위해 기판(12)에 대해 조작된다. 대안적인 실시예에서, 기판(12)은 도포기(16)가 정지되어 유지되는 동안 이동된다. 예를 들면, 로봇(14)과 결합되는 도포기(16) 대신에, 로봇(14) 또는 포지셔너는 기판(12)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 기판(12)은 로봇(14) 상에 위치되거나 또는 그 외 로봇(14)과 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 하나의 이러한 로봇(14) 또는 포지셔너는 공동-양도된 미국 특허 번호 제8,944,001호에서 설명되며, 이것은 여기에서 전체적으로 참조로서 통합된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 기판(12) 및 도포기(16) 양쪽 모두는 서로에 대해 이동된다. 이러한 실시예는 두 개의 로봇들(14)을 포함할 수 있다 - 하나의 로봇(14)은 도포기(16)를 이동시키기 위한 것이며 또 다른 로봇(14)은 기판을 이동시키기 위한 것이다. 따라서, 기판(12)에 대한 도포기(16)의 배치에 관해 여기에서 설명된 원리들은 도포기(16)가 정지된 기판(12)에 대해 이동되는지, 기판(12)이 정지된 도포기(16)에 대해 이동되는지, 또는 기판(12) 및 도포기(16) 양쪽 모두가 서로에 대해 이동되는지에 관계없이 동일하게 적용 가능하다는 것이 이해될 것이다.
분배 시스템(10)은 카메라(62)가 기판(12)의 2-차원 이미지를 생성할 수 있으며 높이 센서(64)가 기판(12) 및 그것의 돌출된 구성요소들에 대한 높이 데이터를 수집할 수 있도록 배치된, 카메라(62) 및 높이 센서(64)를 추가로 포함한다. 일 양상에서, 카메라(62) 및/또는 높이 센서(64)는 로봇(14) 상에 배치될 수 있다. 도포기(16)를 이동시키는 로봇(14)과 유사한 방식으로, 로봇(14)은 3 운동의 정도를 카메라(62) 및 높이 센서(64)에 제공하기 위해 X-Y-Z 데카르트 좌표 프레임 내에서 정의된 방향들로 카메라(62) 및/또는 높이 센서(64)를 배치하거나 또는 이동시킬 수 있다. 여기에서 추가로 논의될 바와 같이, 로봇(14)은 이미지 데이터 및/또는 높이 데이터를 수집하기 위해 기판(12)에 대하여 정의된 일련의 영역들 위에서 카메라(62) 및/또는 높이 센서(64)를 순차적으로 이동시킬 수 있다. 몇몇 양상들에서, 카메라(62) 및/또는 높이 센서(64)는 도포기(16) 상에 배치된다. 다른 양상들에서, 분배 시스템(10)은 각각이 카메라(62) 및/또는 높이 센서(64) 중 하나 이상을 포함하고 이를 배치할 수 있는 제 2 또는 제 3 로봇(14)을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 로봇(14)은 도포기(16)를 배치할 수 있으며 제 2 로봇(14)은 카메라(62) 및 높이 센서(64)를 배치할 수 있다.
높이 센서(64)는, 예를 들면, 레이저 높이 센서, 기계 높이 센서, 좌표 측정 기계(CMM), 카메라, 또는 높이 센서(64) 및 기판(12) 사이의 거리 및/또는 기판(12)의 다른 부분들(예로서, 수평 표면)로부터 수직으로 돌출되는 기판(12)의 일 부분의 거리를 측정하기 위한 다른 시스템을 포함할 수 있다. 양상에서, 높이 센서(64) 및 카메라(62)는 기판(12)의 2-차원 이미지를 획득할 뿐만 아니라 기판(12) 상에서 높이 데이터를 수집하도록 구성되는 단일 센서 또는 디바이스에 통합될 수 있다.
프로그램 가능한 제어기(18)는 분배 시스템(10)의 움직임들 및 작동들을 조정한다. 제어기(18)는 프로그램 가능한 로직 제어기(PLC), 마이크로프로세서 기반 제어기, 개인 컴퓨터, 또는 이 기술분야에서 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이 여기에서 설명된 기능들을 실행할 수 있는 또 다른 종래의 제어 디바이스일 수 있다. 예를 들면, 제어기(18)는 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 2-차원 이미지, 높이 맵, 및/또는 3-차원 표현에 기초하여 제어 프로그램을 생성하는 것에 관한 다양한 방법들을 수행할 수 있다. 인간 기계 인터페이스(HMI) 디바이스(19)는 알려진 방식으로 제어기(18)에 동작적으로 연결된다. HMI 디바이스(19)는, 제어기(18)의 동작을 제어하며 그에 의해 분배 시스템(10)의 동작을 제어하기 위해 조작자에 의해 사용되는, 키패드, 푸시버튼들, 제어 노브들, 터치 스크린 등과 같은, 입력 디바이스들 및 제어들, 및 디스플레이들 및 다른 시각적 표시자들과 같은, 출력 디바이스들을 포함할 수 있다. HMI 디바이스(19)는 스피커와 같은, 오디오 출력 디바이스를 추가로 포함할 수 있으며, 이것에 의해 오디오 경보가 조작자에게 전달될 수 있다.
기판들(12)은 도포기(16)와의 가동 관계에서 지지되며 재료는 도포기(16)로부터 각각의 기판(12) 상에서 선택된 구역들로 도포된다. 분배 애플리케이션에 의존하여, 일련의 기판들(12)은 배치(batch) 모드로 그것 상에 분배된 재료를 가질 수 있다. 대안적으로, 기판들(12)은 자동 컨베이어(20) 상에서 도포기(16)를 지나 연속으로 수송될 수 있다. 컨베이어(20)는 종래의 설계를 가지며, 더욱이, 상이한 치수들의 기판들(12)을 수용하기 위해 조정될 수 있는 폭을 가질 수 있다. 또한 공압으로 동작되는 리프트 및 잠금 메커니즘들(도시되지 않음)을 포함할 수 있는, 컨베이어(20)는 컨베이어 제어기(22)로부터 명령 신호들을 수신한다. 뿐만 아니라, 컨베이어(20)는 도포기(16)에 대하여 기판(12)의 3-차원 배치를 제공하도록 구성된 로봇(14)과 통합될 수 있다.
기판들(12)의 각각은 기판(12)의 일반적으로 수평 표면상에 배치된 다수의 구성요소들을 가질 수 있으며, 그 일부는 기판(12)의 수평 표면으로부터 수직으로 돌출될 수 있다. 예를 들면, 인쇄 회로 보드(PCB) 기판(12)은 PCB의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 다수의 전자 구성요소들을 포함할 수 있다. 이러한 구성요소들은, 예들로서, 저항기들, 트랜지스터들, 커패시터들, 인덕터들, 다이오드들, 와이어들, 및 도전성 트레이스들을 포함할 수 있다. PCB의 구성요소들은 또한 다양한 커넥터들, 플러그들, 또는 소켓들을 포함할 수 있다. 기판(12)의 다른 부분들을 코팅되지 않거나 또는 상이한(예로서, 보다 적은) 두께의 코팅으로 코팅되게 하면서 기판(12)의 구성요소들 중 하나 이상에, 컨포멀 코팅과 같은, 재료를 도포하는 것이 바람직할 수 있다. 여기에서 용어("기판")의 임의의 사용은 의미적으로 기판의 전체 또는 전부에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이며 또한 기판의 임의의 부분, 섹션, 또는 서브세트를 의미하는 것으로 또한 이해될 것이다.
도 4는 기판(12)의 하나의 단순화된 예로서 그것 상에 다양한 구성요소들을 가진 기판(412)의 오버헤드 뷰를 예시한다. 기판(412)은 커넥터들(402a 내지 402c), 트랜지스터들(406a 내지 406c), 커패시터(408), 및 저항기들(410a 내지 410d)을 포함한다. 도전성 트레이스들(404)은 커넥터들(402a 내지 402c) 및 트랜지스터들(406a 내지 406c)을 연결한다. 여기에서 추가로 논의의 목적들을 위해, 기판(412)은 영역들 또는 셀들의 오버레이된 2-차원 그리드를 갖고 도 4에서 묘사된다. 영역들 또는 셀들은 1 내지 32로서 X-축을 따라 A 내지 Z로서 Y-축을 따라 식별된다.
도 1을 다시 참조하면, 도포기(16)는 도포기 제어기(24)와 전기적으로 결합되며, 이것은 도포기(16)의 동작을 제어하는 명령 신호들을 공급한다. 모션 제어기(26)는 통신 링크(2)에 의해 로봇(14)과 전기적으로 결합된다. 솔레노이드(34)는 통신 링크(23)에 의해 모션 제어기(26)와 전기적으로 결합된다. 컨베이어 제어기(22) 및 모션 제어기(26)는 또한 각각의 통신 링크들(25, 27)을 통해 제어기(18)와 전기적으로 결합된다. 모션 제어기(26)는 통신 링크(29)를 통해 컨베이어 제어기(22)와 전기적으로 결합된다. 따라서, 분배 시스템(10)을 위한 프로그램 가능한 제어 시스템은 서로 통신하는 상호 연결된 구성요소들로서 제어기(18), 도포기 제어기(24), 모션 제어기(26), 및 선택적 컨베이어 제어기(22)를 포함한다.
모션 제어기(26)는 통신 링크(21)를 통해 로봇(14)으로 명령 신호들을 공급한다. 명령 신호들은 도포기(16)의 위치 및/또는 속도 및/또는 기판(12)의 위치 및/또는 속도를 제어하기 위해 로봇(14)에 의해 사용된다. 일반적으로, 로봇(14)은, 로봇(14)의 상이한 축들의 모션을 구동하는, 서보 모터들 또는 스텝퍼 모터들과 같은, 전기 모터들을 포함한다.
도포기(16)는 로봇(14)에 달려 있는 몸체(30), 몸체(30)의 일 단부에 장착된 노즐(31), 및 몸체(30) 안쪽에 배치된 흐름 제어 메커니즘(도시되지 않음)을 포함한다. 몸체(30) 안에서의 흐름 제어 메커니즘은 도포기(16)로부터 분배된 재료(예로서, 컨포멀 코팅 재료, 액체 접착제 등)의 흐름을 제어하도록 동작하는 분배 밸브(도시되지 않음)를 형성하기 위해 협력하는 공기-작동식 니들, 공기 피스톤, 및 밸브 시트를 포함할 수 있다. 가압 유체 공급 장치(32) 및 솔레노이드(34)는 몸체(30) 안에서 분배 밸브의 작동을 조절하기 위해 알려진 방식으로 가압 유체를 공급하도록 협력한다. 구체적으로, 솔레노이드(34)는 공기 피스톤을 이동시키며, 그에 의해 재료가 도포기(16)로부터 기판(12)으로 분배되는 분배 밸브에 대한 개방 위치를 제공하기 위해 밸브 시트에 대해 바늘을 이동시키도록 도포기(16)와 가압 유체 공급 장치(32)를 연결하는 도관(33)에서 기압을 제어한다. 솔레노이드(34)는 니들로 하여금 니들이 분배를 중단하기 위해 밸브 시트를 접촉하는 폐쇄 위치로 되돌아가도록 허용하기 위해 공기 피스톤에 따라 동작하는 기압을 배출할 수 있다. 막 설명된 것이 아닌 도포기 유형들이 대안적으로 분배 시스템(10)에서 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 액체 또는 점성 재료로 하여금 밸브 시트에서 개구로부터 분출되게 하기 위해 니들이 밸브 시트를 향해 이동되며 그것과 맞물리는 제팅 도포기가 이용될 수 있다.
분배 시스템(10)은 가압 재료의 연속 스트림 또는 공급을 생성하기 위해 제어기(18)의 명령 하에 알려진 방식으로 동작하는 가압 액체 공급 장치(38)를 포함한다. 예를 들면, 가압 액체 공급 장치(38)는 저장소로부터 재료의 양들을 빼내며 그 후 저장소로부터 유체 경로를 통해 도포기(16)로 압력하에 재료의 스트림을 펌핑하는 다이어프램 또는 피스톤 펌프를 포함할 수 있다. 가압 액체 공급 장치(38)는 통신 링크(39)에 의해 제어기(18)와 전기적으로 연결되며, 이것은 통신 링크(39)를 통해 가압 액체 공급 장치(38)로 적절한 제어 신호들을 전달함으로써 재료의 온도 및 압력과 같은 동작 파라미터들을 조절할 수 있다.
가압 액체 공급 장치(38)는 제어기(18)와 전기적으로 결합되는 종래의 온도 제어기(60)와 전기적으로 결합되는 하나 이상의 종래의 가열 요소들(38a)과 함께 선택적으로 구성된다. 가열 요소들(38a)과 같은, 종래의 가열 요소들, 및 온도 제어기(60)와 같은, 온도 제어기들의 구성 및 동작은 이 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해된다. 대안적인 실시예에서, 도포기(16)는 가열 요소(도시되지 않음)를 포함할 수 있거나 또는 가열 요소(도시되지 않음)는 도관들(51, 53, 55) 중 하나에 배치될 수 있다. 가압 액체 공급 장치(38) 및 노즐(31) 사이의 흐름 경로에서 가열 요소의 특정 위치에 관계없이, 재료는 기판(12)에 도포되기 전에 이러한 흐름 경로에서 가열될 수 있다.
도포기(16)는 가압 액체 공급 장치(38)와 유체 통신하여 결합되는 액체 유입구(36)를 포함한다. 재료는 노즐(31)에서 분배 오리피스(도시되지 않음) 밖으로 조절된 분배를 위해 액체 유입구(36)를 통해 가압 액체 공급 장치(38)로부터 도포기(16)로 공급된다. 몸체(30)는 가압 유체 공급 장치(32)와 결합된 유체 유입구(40) 및 노즐(31)에서 분배 오리피스의 부근에서 유출구들로 가압 유체를 향하게 하는 내부 통로들(도시되지 않음)을 가지며, 여기에서 가압된 유체는 도포기(16)로부터 분무되는 재료의 스트림(42)과 상호 작용하며 그것을 조작하기 위해 토출된다. 통신 링크(45)를 통해 모션 제어기(26)와 통신하는 유체 조절기(43)는, 가압 유체 공급 장치(32)로부터 유체 유입구(40)로 가압된 유체의 흐름을 제어한다. 도포기(16)와 유사한 대표적인 도포기는 미국 특허 번호 제7,028,867호에서 설명되며, 그것의 개시는 여기에서 전체적으로 참조로서 통합된다.
분배 시스템(10)은 제어기(18)와 연관된 메모리(44)에 저장되며 및/또는 다른 컴퓨터들에 저장되는 동작 사이클들 또는 시퀀스들의 라이브러리에 의해 지시된 대로 동작된다. 동작 시퀀스들은, 원하는 대로, 제어기(18) 상에서 실행하는 특정한 제어 프로그램에서 호출되며 그것에 위치된다. 동작 시퀀스들은 상이한 환경 조건들, 상이한 유형들의 기판들(12), 또는 상이한 유형들의 재료를 수용하기 위해 조정될 수 있다. 동작 동안, 제어기(18)는 모션 제어기(26)에서의 실행을 위해 모션 제어기(26)로 통신 링크(25)를 통해 전기 신호들로서 전체 제어 프로그램을 전달할 수 있다. 대안적으로, 제어기(18)는 명령들 및 데이터의 배치로 통신 링크(25)를 통해 전기 신호들로서 하나 이상의 명령들을 뒤이은 실행을 위해 모션 제어기(26)로 전달할 수 있다. 조작자는, HMI 디바이스(19)에서, 기판의 유형(12), 기판(12)의 식별자, 기판(12)의 디스크립션, 재료의 유형, 재료 압력, 보조 기압, 도포기(16)의 속도, 기판(12) 및 도포기(16) 사이의 거리 등과 같은, 파라미터들을 입력할 수 있다. 입력된 파라미터들은 동작 시퀀스에서의 미래 사용을 위해 제어기(18)의 메모리(44)에 저장된다. 각각의 기판(12)은 제어기(18)에 의해 기판(12)의 어떤 특정 구성요소들 및 구역들에 재료가 도포될지를 결정하는 분배 제어 프로그램과 매칭된다. 통상적으로, 재료는 단지 기판(12) 상에서 선택된 구역들 및/또는 구성요소들에만 도포된다.
계속해서 도 1을 참조하면, "유체를 통한 공기"(A/F) 조절기(50) 및 흐름 미터(52)는 가압 액체 공급 장치(38)로부터 도포기(16)의 액체 유입구(36)로 재료를 위한 흐름 경로에 위치된다. 그 결과, 재료는 가압 액체 공급 장치(38)로부터 도포기(16)로의 수송 시 A/F 조절기(50) 및 흐름 미터(52)를 통해 흐르도록 제한된다. A/F 조절기(50)의 액체 입력은 도관(51)에 의해 가압 액체 공급 장치(38)의 액체 유입구와 결합된다. 유사하게, A/F 조절기(50)는 도관(53)에 의해 흐름 미터(52)의 액체 입력과 결합된 액체 유출구를 가지며, 이것은 결과적으로 도관(55)에 의해 도포기(16)의 액체 유입구(36)와 결합된 액체 유출구를 갖는다.
A/F 조절기(50)는 도포기(16)로의 유체 경로에서 수송 시 가압 재료의 유체 압력을 제어한다. 제어기(18)는 통신 링크(57)에 의해 조절기(54)와 전기적으로 결합된다. 일 실시예에서, 조절기(54)는 모션 제어기(26)로부터 제어 전압을 수신하며 제어 전압을 유체 압력으로 변환하는 트랜듀서를 포함하는 "압력을 통한 전압"(E/P) 조절기일 수 있다. 대안적으로, 조절기(54)는 유체 압력으로의 변환을 위해, 제어 전압 대신에, 제어 전류 또는 직렬 통신 신호를 수신할 수 있다. 조절기(54)는 A/F 조절기(50)를 통해 흐르는 재료의 유체 압력을 제어할 때 사용하기 위해 가압 재료를 A/F 조절기(50)로 전달한다.
A/F 조절기(50)는 가압 액체 공급 장치(38) 및 흐름 미터(52) 사이에서 유체 경로를 정의하는 도관(35)에 배치된다. 대안적인 실시예에서, 흐름 미터(52)는 흐름 미터(52)가 A/F 조절기(50)로부터 위쪽이도록 가압 액체 공급 장치(38) 및 A/F 조절기(50) 사이의 흐름 경로에 배치될 수 있다. 이러한 대안적인 배열을 갖고, A/F 조절기(50)는 재료가 흐름 미터(52)를 통해 흐른 후 재료의 압력을 변경할 것이다. 또 다른 대안적인 실시예로서, 흐름 미터(52)는 가압 액체 공급 장치(38)로의 공기 흐름을 측정하기 위해 배치될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, A/F 조절기(50)는 가압 액체 공급 장치(38)로부터 도포기(16)로 이어지는 유체의 유체 압력을 제어하기 위해 다른 메커니즘을 위하여 생략될 수 있다. 예를 들면, 펌프(도시되지 않음)는 가압 액체 공급 장치(38)로부터 재료를 빼내기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 가압 액체 공급 장치(38)의 압력은 그로부터 미터(52) 및/또는 도포기(16)로 공급된 재료의 압력에 영향을 주기 위해 직접 조절될 수 있다. 몇몇 양상들에서, 미터(52)는 생략될 수 있다.
제어기(18)는 통신 링크(59)에 의해 흐름 미터(52)와 전기적으로 결합된다. 도관(53)으로부터 도관(55)으로의 재료의 흐름에 응답하여, 흐름 미터(52)는 각각이 흐름 미터(52)를 통해 또는 그것을 지나 흐르는 재료의 고정된 볼륨을 나타내는 카운트들 또는 전기 펄스들의 스트링을 생성한다. 대안적으로, 흐름 미터(52)로부터의 전기 펄스들의 스트링은 흐름 미터로부터 모션 제어기(26)로 전달되며 그 후 모션 제어기(26)로부터 제어기(18)로 중계될 수 있다. 일 실시예에서, 흐름 미터(52)는 기어 미터를 통한 흐름에 응답하여 회전하며, 알려진 볼륨을 나타내는 고정된 양의 회전에 대해, 신호 스트림에서 전기 신호로서 제어기(18)로 송신되는 전기 펄스를 인코더를 갖고 생성하는 기어 미터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 기어 미터는 흐름 미터(52)를 통해 흐르는 재료의 모든 0.04 입방 센티미터들에 대한 펄스를 생성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 흐름 미터(52)는 열 질량 흐름 미터를 포함할 수 있다.
사용 중이며 도 1을 참조하면, 제어기(18)는 기판(12)이 도포기(16)에 대해 적절하게 배치될 때 기판(12)에 대한 분배 프로그램을 획득한다. 분배 프로그램은 재료가 기판(12)의 어떤 구성요소들 및/또는 구역들에 분배될지를 결정하며, 이것은 보통 스트립들, 점들, 또는 스팟들로 도포된다. 제어기(18)는 제어기(18)의 메모리(44)로부터 동작 시퀀스를 검색하며, 결과적으로 동작 시퀀스를 나타내는 제어 신호들을 통신 링크(25)를 통해 모션 제어기(26)로 전달한다. 모션 제어기(26)는 기판(12)(또는 각각 도포기(16))에 대하여 원하는 위치들로 특정된 속도들에서 도포기(16)(또는 기판(12))를 이동시키도록 로봇(14)에 지시하는 명령 신호들을 통신 링크(21)를 통해 로봇(14)으로 전송한다. 모션 제어기(26)는 기판(12)에 걸쳐 평면(예로서, X 및 Y 방향들)에서 도포기(16)를 이동시키도록 로봇(14)의 움직임들을 제어하여, 재료를 기판(12)의 원하는 구성요소들 및 구역들로 도포하기 위해 이러한 움직임 동안 필요에 따라 도포기(16)에서의 분배 밸브를 개방하고 폐쇄한다.
구체적으로, 기판(12) 상에서의 임의의 특정한 위치에서, 모션 제어기(26)는 또한 그것이 노즐(31)로부터 재료의 토출을 야기하는 분배 밸브를 개방하기 위해 상태를 변경하게 하도록 명령 신호를 솔레노이드(34)에 제공한다. 동시에, 모션 제어기(26)는 기판(12)에 대해 도포기(16)의 모션을 개시하기 위해 명령 신호들을 로봇(14)에 제공한다. 재료의 스트림(42)은, 도포기(16)로부터 토출된 스트림(42)의 조성에 영향을 주는, 공기와 같은, 보조 유체에 의해 선택적으로 조작될 수 있다. 미리 결정된 시간이 경과된 후, 모션 제어기(26)는 그 다음에 솔레노이드(34)를 그것의 원래 상태로 되돌리기 위해 밸브 명령 신호의 상태를 변경한다. 이러한 동작은 도포기(16)의 노즐(31)로부터 재료의 토출을 중단하기 위해 분배 밸브를 폐쇄한다. 모션 제어기(26)는 도포기(16)의 분배 밸브로 하여금 기판(12)의 다수의 구성요소들 및 구역들이 상당한 재료를 수용하도록 분배 프로그램의 범위 동안 분배 밸브를 다수 회(예로서, 25회) 개방 및 폐쇄하게 할 수 있다.
분배 프로그램 동안 또는 분배 프로그램의 실행을 위한 준비로, 제어기(18)는 전기 신호들을 모션 제어기(26)로 제공하며, 이것은 명령 신호들을 조절기(54)로 제공하도록 모션 제어기(26)를 촉구한다. 조절기(54)는 가압 액체 공급 장치(38)로부터 도포기(16)로 흐르는 가압된 재료를 위한 액체 압력을 선택하는 것에 대해 A/F 조절기(50)로 공급된 기압을 제어한다. 분배 애플리케이션 의존적인, 액체 압력의 선택된 값은 재료의 원하는 유량에 추가로 의존할 수 있다. 재료에 대한 유량은, 다른 인자들 중에서, 액체 압력, 분배 노즐(31)에서 토출 오리피스의 직경, 재료 점성 등에 의해 영향을 받는다.
도 2는 재료를 기판상에 분배하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 다양한 동작들의 예시적인 흐름도(200)를 제공한다. 기판(12)의 2-차원 이미지(202)는, 분배 시스템(10)의 카메라(62)로부터와 같이, 액세스되거나 또는 수신될 수 있다. 2-차원 이미지(202)는 단일 이미지로서 카메라(62)에 의해 수집될 수 있거나 또는 2-차원 이미지(202)는 그 후 단일의 2-차원 이미지(202)로 조합되는 일련의 이미지들로서 카메라(62)에 의해 수집될 수 있다. 예를 들면, 그것 상에 배치된 카메라(62)를 가진 로봇(14)은 카메라(62)가 기판(12)의 일련의 이미지들을 수집하는 동안 기판(12) 위에서 카메라(62)를 체계적으로 이동시킬 수 있다. 기판(12)의 2-차원 이미지(202)는 각각의 영역이 상기 영역에 대응하는 기판(12)의 부분의 하나 이상의 시각적 속성들(예로서, 컬러, 명도, 음영, 투명도 등)을 나타내는 하나 이상의 값들을 가진 영역들의 2-차원 그리드를 갖는 래스터(raster) 이미지의 형상에 있을 수 있다.
뿐만 아니라, 기판(12)에 관한 것이며 그것의 구성요소들로부터 수직으로 돌출된 높이 데이터(204)가, 분배 시스템(10)의 높이 센서(64)로부터와 같이, 액세스되거나 또는 수신될 수 있다. 높이 데이터(204)는 기판(12)의 하나 이상의 수직으로 돌출된 구성요소들이 기판(12)의 수평 표면으로부터 수직으로 연장되는 거리(이후 기판(12) 또는 그것의 구성요소의 "높이"로서 불리우는)를 나타낸다. 양상에서, 높이 데이터(204)는 로봇(14)에 의해서와 같은, 기판(12)의 영역에 대응하는 위치에 높이 센서(64)를 배치함으로써 수집될 수 있으며, 그것 상에서 기판(12) 또는 그것의 구성요소의 높이가 측정된다. 이러한 프로세스는 기판(12)의 부가적인 영역들에 대해 반복될 수 있다. 양상에서, 기판(12)은 영역들의 2-차원 그리드로 분할되며 각각의 영역 내에서 기판(12) 또는 그것의 구성요소의 높이가 측정된다. 각각의 영역 내에서 기판(12) 또는 그것의 구성요소의 높이는 높이 데이터(204)에 포함된다. 또 다른 양상에서, 기판(12)의 하나 이상의 영역들은 각각, 기판(12)의 하나 이상의 구성요소들에 대응하는 것으로 식별될 수 있다. 이 경우에, 높이 센서(64)는, 식별된 영역들 중 하나에 대응하는 위치로, 로봇(14)에 의해서와 같이, 배치될 수 있으며 높이 센서(64)는 식별된 영역에서 구성요소의 높이를 측정할 수 있다. 이러한 프로세스는 각각의 식별된 영역 및 높이 데이터(204)에 포함된 측정된 높이들에 대해 반복될 수 있다.
높이 데이터(204)는 기판(12) 상에서의 다양한 위치들에서 기판 또는 그것의 구성요소들의 높이(들)를 나타내는 높이 맵(206)을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 양상들에서, 높이 맵(206)은 영역들의 2-차원 그리드를 포함할 수 있으며 여기에서 각각의 영역은 상기 영역 내에서 기판(12) 또는 그것의 구성요소의 높이를 나타내는 대응하는 높이 값을 갖는다. 높이 값은 상대 값(예로서, 1 내지 10의 범위 중에서 5의 높이 값)일 수 있거나 또는 절대 값(예로서, 25인치 또는 측정의 다른 단위)일 수 있다. 다른 양상들에서, 높이 맵(206)은 기판(12)의 2-차원 표현을 포함할 수 있으며 여기에서 2-차원 표현의 하나 이상의 영역들은 각각, 기판(12)의 하나 이상의 구성요소들 또는 다른 부분들에 대응하는 것으로 식별된다. 즉, 기판(12)의 구성요소에 대응하는 2-차원 표현의 영역은 구성요소를 정의하는 경계 또는 윤곽에 대응하는 경계 또는 윤곽에 의해 정의된다. 식별된 영역들의 각각은 기판(12)의 각각의 구성요소 또는 다른 부분의 높이를 나타내는 높이 값을 할당받는다.
적어도, 2-차원 이미지(202), 높이 데이터(204) 및/또는 높이 맵(206)에 기초하여, 기판(12) 및 그것의 구성요소들의 3-차원 표현(208)이 생성될 수 있다. 3-차원 표현(208)은, 예를 들면, 2-차원 이미지(202)에서 표현된 기판(12)의 구성요소들의 각각이 높이 맵(206)으로부터의 대응하는 높이 값과 연관될 수 있도록 높이 맵(206)과 2-차원 이미지(202)를 상관시킴으로써 생성될 수 있다. 예를 들면, 2-차원 이미지(202)의 영역들의 2-차원 그리드에서 영역들의 각각은 높이 맵(206)의 영역들의 2-차원 그리드에서 대응하는 영역과 상관될 수 있다. 이러한 3-차원 표현은 복수의 영역들을 포함할 것이며 여기에서 각각의 영역은 2-차원 이미지로부터의 값(예로서, 컬러, 명도, 음영, 투명도 등) 및 높이 맵(206) 및/또는 높이 데이터(204)로부터의 높이 값과 연관된다. 따라서, 2-차원 이미지(202)로부터의 복수의 영역들은 3-차원 표현(208)의 X 및 Y 구성요소들을 형성할 수 있으며 높이 맵(206)으로부터의 대응하는 높이 값들은 3-차원 표현(208)의 Z 구성요소를 형성할 수 있다.
여기에서 설명된 3-차원 표현(208)은 3-차원 표현(208)이 구성요소들의 수직 측면들, 언더행(underhang)들, 밑면들, 또는 내부들의 윤곽들을 반영하지 않는다는 점에서 기판(12)의 완전히 상세한 3-차원 모델(CAD 모델과 같은)에 비교하여 단순화된다. 3-차원 표현(208)의 이러한 단순화된 양상은 3-차원 표현(208)이 완전히 상세한 3-차원 모델보다 더 쉽게 생성되고, 저장되며, 이용되도록 허용할 수 있다.
2-차원 이미지(202), 높이 데이터(204), 높이 맵(206) 및/또는 3-차원 표현(208)은 제어 프로그램(210)을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 제어 프로그램(210)은 제어기(18), 모션 제어기(26), 및/또는 분배 시스템(10)의 다른 제어 디바이스에 의해 도포기(16)가 제어 프로그램(210)에서 및 제어 프로그램(210)에 의해 규정된 방식으로(예로서, 도포기(16)의 높이에 대한 수직 조정들이 구성요소와의 충돌을 피하게 하거나 또는 함께 기판(12)의 몇몇 영역들에 걸친 움직임을 피하는) 식별된 기판(12)의 구성요소들 또는 영역들에 재료를 도포하게 하기 위해 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 프로그램(210)은, 처음에, 2-차원 이미지(202)에 기초하여 생성된다. 이러한 제어 프로그램(210)은 재료가 도포될 기판(12)의 하나 이상의 영역들을 식별하기 위해 기판(12)의 2-차원 이미지(202)를 프로세싱함으로써 생성될 수 있다. 다양한 이미지 프로세싱 기술들이 재료가 도포될 기판(12)의 영역을 식별하기 위해 이용될 수 있다. 일 예로서, 영역은 2-차원 이미지(202)에서 컬러 또는 명도에서의 변화를 검출함으로써 식별될 수 있다. 2-차원 이미지(202)가 상기 설명된 바와 같이, 영역들의 2-차원 그리드를 가진 래스터 이미지를 포함하는 경우에, 제 1 영역의 속성(예로서, 컬러, 명도, 음영, 투명도 등)은, 상기 속성에 대하여 2-차원 이미지(202)에서의 변화를 식별하기 위해, 제 1 영역에 인접한 영역과 같은, 제 2 영역의 대응하는 속성에 비교될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 영역들의 세트가 그것에 도포된 재료를 갖도록 식별될 수 있다.
기판(12)의 영역은 또한 별개의 디지털 표현에 2-차원 이미지(202)를 비교함으로써 식별될 수 있으며, 여기에서 재료가 도포되는 기판(12)의 영역 및/또는 구성요소에 대응하는 것으로 알려진, 디지털 표현에서의 영역은 2-차원 이미지(202)의 영역과 상관된다.
뿐만 아니라, 2-차원 이미지(202)의 하나 이상의 영역들의 세트는 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 기판(12)의 영역 또는 구성요소에 대응하는 것으로 식별될 수 있다. 하나 이상의 영역들의 세트가 수직으로 돌출되는 기판(12)의 영역 또는 구성요소에 대응한다고 결정하면, 하나 이상의 영역들의 세트의 높이는 예를 들어 높이 센서(64)에 의해 결정될 수 있다. 하나 이상의 영역들의 세트의 높이는 전체 세트에 대한 단일 높이로서 결정될 수 있거나 또는 세트에서의 각각의 영역의 높이는 별개로 결정될 수 있다. 제어 프로그램(210)은 따라서 로봇(14) 및 도포기(16)가 식별된 수직으로-돌출된 영역 또는 구성요소와의 충돌을 피하도록 명령들을 포함하기 위해 생성될 수 있다. 명령들은 로봇(14)이 수직으로 돌출된 영역 또는 구성요소와의 충돌을 피하기 위해 로봇(14) 및/또는 도포기(16) 및 기판(12) 사이의 수직 거리를 조정한다고 나타낼 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 명령들은 로봇(14)이 수직으로 돌출된 영역 또는 구성요소를 건너뛰지 않도록 이동하는 것임을 나타낼 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어 프로그램(210)은 높이 맵(206)에 기초하여 생성된다. 상기 설명된 바와 같이, 높이 맵(206)은 복수의 영역들(예로서, 영역들 또는 셀들의 2-차원 그리드)을 포함할 수 있으며, 각각의 영역은 대응하는 높이 값을 갖는다. 높이 맵(206)의 각각의 영역에 대한 높이 값에 의해, 높이 맵(206)은 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 복수의 영역들 중 제 1 세트의 영역들을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 제어 프로그램(210)은 로봇(14) 및/또는 도포기(16)의 움직임이, 예를 들면, 식별된 수직으로 돌출된 제 1 세트의 영역들의 영역들에 배치될 수 있는 구성요소와의 충돌을 피하도록 생성될 수 있다. 예를 들면, 제어 프로그램(210)은 로봇(14) 및/또는 도포기(16) 및 기판(12) 사이의 수직 거리를 조정하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 프로그램(210)은 식별된 수직으로 돌출된 제 1 세트의 영역들을 옮기지 않도록 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 높이 맵(206)은 재료가 도포되는 복수의 영역들 중 제 2 세트의 영역들을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 2 세트의 영역들은 주변 영역들에 비교하여 높이 값에서의 차이에 의해 식별될 수 있으며, 따라서, 제 2 세트의 영역들이 재료가 도포될 구성요소에 대응할 수 있음을 나타낸다. 따라서, 제어 프로그램(210)은 로봇(14)에 의해서와 같이, 도포기(16)가 상기 영역에 재료를 도포할 수 있도록 제 2 세트의 영역들의 각각의 영역 위에 배치되도록 도포기(16)에 대하 명령들을 포함할 수 있다. 제 2 세트의 영역들은 기판(12)으로부터 수직으로 돌출되는 상기 설명된 제 1 세트의 영역들과 일치할 수 있으며, 이 경우에 제어 프로그램(210)은 또한 로봇(14)이 충돌을 피하기 위해 로봇(14) 및/또는 도포기(16) 및 기판(12) 사이의 수직 거리를 조정하는 명령들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
2-차원 이미지(202)는 또한 제 1 세트의 수직으로 돌출된 영역들 및/또는 재료가 도포될 제 2 세트의 영역들을 식별하기 위해 높이 맵(206)과 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 설명된 바와 같이, 2-차원 이미지(202)에서 식별된 영역들 또는 구성요소들은 제 1 세트의 수직으로 돌출된 영역들 및/또는 재료가 도포될 제 2 세트의 영역들과 상관될 수 있다.
HMI 디바이스(19)를 통해서와 같은, 사용자 입력은 또한 제 1 세트의 수직으로 돌출된 영역들 및/또는 재료가 도포될 제 2 세트의 영역들을 식별하기 위해 높이 맵(206)과 함께 사용될 수 있다. 일 예로서, 사용자는 제 1 세트의 수직으로 돌출된 영역들 및/또는 재료가 도포될 제 2 세트의 영역들의 초기 식별을 HMI 디바이스(19) 상에서 제공받을 수 있다. 사용자는 초기 식별로부터 영역들 중 하나 이상을 선택할 수 있다. 선택된 하나 이상의 영역들은 그 후 제어 프로그램(210)을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어 프로그램(210)은 기판(12)의 3-차원 표현(208)에 기초하여 생성되며, 이것은, 상기 설명된 바와 같이, 2-차원 이미지(202) 및 높이 맵(206)에 기초하여 생성된다. 3-차원 표현(208)은 기판(12)의 구성요소와 부합하는 것들과 같은, 기판(12)으로부터 수직으로 돌출되는 기판(12)의 하나 이상의 영역들을 식별하기 위해 분석될 수 있다. 3-차원 표현(208)은 또한 재료가 도포될 기판의 하나 이상의 영역들을 식별하기 위해 분석될 수 있다. 제어 프로그램(210)은 따라서 로봇(14) 및 도포기(16)가 기판(12)으로부터 수직으로 돌출되는 기판(12)의 식별된 영역(들)에서 구성요소와의 충돌을 회피한다. 제어 프로그램(210)은 도포기(16)가 상기 영역(들)에서 기판(12) 및/또는 구성요소로 재료를 도포할 수 있도록 재료가 도포될 식별된 영역(들) 위에 도포기(16)를 배치하기 위해 로봇(14)에 대한 명령들을 추가로 포함할 수 있다.
도 3은 기판(12)의 적어도 일 부분에 재료를 도포하기 위해, 분배 시스템(10), 특히 로봇(14)을 제어하는 대표적인 프로세스(300)를 예시한다. 프로세스(300)는, 적어도 부분적으로, 제어기(18) 및/또는 모션 제어기(26)에 의해 실행될 수 있다.
단계(302)에서, 기판(12)의 2-차원 이미지(202)가, 카메라(62)를 통해서와 같이, 생성된다. 상기에서 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 2-차원 이미지(202)는 각각이 속성(예로서, 컬러, 명도, 음영, 투명도 등)을 갖는 영역들의 2-차원 그리드를 포함할 수 있다.
상세한 예로서, 도 5는 도 4에 묘사된 기판(412)의 2-차원 이미지(500)를 예시하며, 여기에서 기판(512), 커넥터들(502a 내지 502c), 도전성 트레이스(504), 트랜지스터들(506a 내지 506c), 커패시터(508), 및 저항기들(510a 내지 510d)의 이미지들은, 각각, 도 4의 기판(412), 커넥터들(402a 내지 402c), 도전성 트레이스(404), 트랜지스터들(406a 내지 406c), 커패시터(408), 및 저항기들(410a 내지 410d)과 부합한다. 2-차원 이미지(500)는 X-축을 따라 1 내지 32로서 및 Y-축을 따라 A 내지 Z로서 식별된, 영역들의 2-차원 그리드를 포함한다. 영역들의 각각은 대응하는 컬러 속성을 가진다. 예를 들면, X-Y 좌표들의 영역(6, U)(그것의 커넥터(502a)의 이미지가 부분적으로 포함되는)은 제 1 컬러 속성을 가지며 커넥터들(502a 내지 502c)을 포함한 다른 영역들이 또한 제 1 컬러 속성을 가진다. 14, S의 영역(그것의 트랜지스터(506a)의 이미지가 부분적으로 포함된다)은 제 2 컬러 속성을 가지며 트랜지스터들(506a 내지 506c)을 포함한 다른 영역들이 제 2 컬러 속성을 갖는다. 27, U의 영역(그것의 커패시터(508)의 이미지가 부분적으로 포함된다)은 제 3 컬러 속성을 가지며 커패시터(508)를 포함한 다른 영역들이 또한 제 3 컬러 속성을 가진다. 24, H의 영역(그것의 저항기(510a)의 이미지가 부분적으로 포함된다)은 제 4 컬러 속성을 가지며 저항기들(510a 내지 510d)을 포함한 다른 영역들이 제 4 컬러 속성을 가진다. 임의의 구성요소를 갖지 않는 기판(512)의 이미지(예로서, 기판의 표면의 이미지)의 영역들은 제 5 컬러 속성을 갖는다. 다중-컬러링될 수 있는 영역들(예로서, 11, G 또는 25, S)에서, 우세한 컬러는 상기 영역에 대한 컬러 속성으로서 사용될 수 있거나 또는 베이스 컬러(예로서, 기판의 표면의 컬러)와 상이한 컬러는 상기 영역에 대한 컬러 속성으로서 사용될 수 있다.
도 3으로 가면, 단계(304)에서, 적어도 2-차원 이미지(202)에 기초하여, 하나 이상의 수직으로 돌출된 구성요소들을 가진 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 제 1 세트가 식별된다. 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 제 1 세트는, 예를 들면, 2-차원 이미지(202)에서 컬러 또는 명도에서의 변화를 검출함으로써 식별될 수 있다.
도 5에 관한 상세한 예를 계속하면, 기판(512)의 이미지에 묘사된 다양한 구성요소들에 대응하는 영역들은 영역들의 컬러 속성들에서의 변화들을 검출함으로써 식별될 수 있다. 예를 들면, 6, U의 영역은 5, U 및/또는 6, V의 영역들의 컬러 속성(제 5 컬러)과 6, U의 영역의 컬러 속성(제 1 컬러)을 비교함으로써 커넥터(502a)의 이미지에 대응하는 영역으로서 식별될 수 있다. 컬러 변화가 있으므로, 6, U의 영역은 커넥터(502a)(및 그에 따라 또한 커넥터(402a))의 이미지의 경계 또는 윤곽을 정의하는 영역으로서 식별될 수 있다. 커넥터(502a)의 이미지를 구성하는 다른 영역들이 또한 유사한 방식으로 식별될 수 있다. 이러한 프로세스는 기판(512)의 이미지에 묘사된 다른 구성요소들에 대응하는 다른 영역들을 식별하기 위해 2-차원 이미지(500)의 각각의 영역에 대해 반복될 수 있다.
몇몇 인스턴스들에서, 구성요소들에 대응하는 것으로서 2-차원 이미지(500)에서 식별된 영역들 모두는 또한 재료가 도포될 영역들로서 식별된다. 다른 인스턴스들에서, 단지 구성요소들에 대응하는 것으로 2-차원 이미지(500)에서 식별된 영역들의 서브세트만이 재료가 도포될 영역들로서 식별된다. 예를 들면, 단지 특정한 구성요소들(및 대응하는 영역들) 또는 구성요소들의 유형들만이 그것에 도포된 재료를 가질 것이다. 이를 달성하기 위한(뿐만 아니라 일반적으로 재료를 도포할 영역 및/또는 구성요소를 식별하거나 또는 일반적으로 수직으로 돌출되는 영역 및/또는 구성요소를 식별하기 위한) 하나의 방식은 식별된 영역(들)으로 구성된 구성요소의 유형을 식별하기 위해 구성요소 형상들의 알려진 프로파일을 갖고 상호-참조될 식별된 영역(들)의 형상에 대한 것일 수 있다. 구성요소들로의 재료의 이러한 선택적 도포를 달성하기 위한(뿐만 아니라 일반적으로 재료를 도포할 영역 및/또는 구성요소를 식별하거나 또는 일반적으로 수직으로 돌출되는 영역 및/또는 구성요소를 식별하기 위한) 또 다른 방식은 그에 의해 구성요소의 유형이 결정될 수 있는, 구성요소 컬러들의 알려진 프로파일을 갖고 상호-참조될 구성요소를 포함한 식별된 영역(들)의 컬러 속성들에 대한 것일 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 제 1 세트는 기판(12)의 상이한 디지털 표현에 기판(12)의 2-차원 이미지(202)를 상관시키는 것 또는 사용자 입력을 수신하는 것과 같은, 다양한 다른 기술들에 따라 식별될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 단계(306)에서, 수직으로 돌출된 구성요소들을 가진 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 제 1 세트에 관한 높이 정보가 수신되거나 또는 액세스된다. 예를 들면, 수직으로 돌출된 구성요소들을 가진 제 1 세트의 영역들의 각각의 영역에 대한 높이가 결정된다. 각각의 영역에 대한 높이는 높이 센서(64)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 제 2 세트의 영역들의 각각의 영역에 대한 높이를 결정하기 위해, 높이 센서(64)는, 로봇(14)에 의해서와 같은, 영역 위에 배치될 수 있으며 높이 센서(64)는 상기 영역에 대한 높이를 측정할 수 있다. 또 다른 양상에서, 높이 정보는 높이 센서(64) 외에 또 다른 소스로부터 액세스되거나 또는 수신될 수 있다. 예를 들면, 기판(12) 및 그것의 구성요소들에 관한 높이 정보는 이미 알려져 있으며 제어기(18)의 메모리(44) 또는 다른 저장 소스에 저장될 수 있다. 이러한 인스턴스에서, 저장된 높이 정보는 상기 영역들의 각각에 대한 높이를 결정하기 위해 수직으로 돌출된 구성요소들을 가진 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 제 1 세트의 각각의 영역과 상관될 수 있다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하며 이들 도면들이 관련되는 상세한 예를 계속하면, 기판(412)의 표면으로부터 수직으로 돌출된 것으로 식별된 기판(12)의 각각의 구성요소(및 그것의 영역(들))에 대해, 구성요소(및 그것의 영역(들))가 기판(412)의 표면으로부터 수직으로 연장되는 높이가 결정될 수 있다. 예를 들면, 커넥터(402a)가 단계(304)에서 기판(412)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 것으로 결정되었으므로, 커넥터(402a)를 구성하는 하나 이상의 영역들의 높이가 결정될 수 있다. 커넥터(402a)를 구성하는 하나 이상의 영역들의 높이는, 예를 들면, 높이 센서(64)가 높이를 측정하는 커넥터(402a)를 구성하는 하나 이상의 영역들(예로서, 6, U)에 대응하는 위치로 높이 센서(64)를 이동시킴으로써, 결정될 수 있다. 양상에서, 커넥터(402a)의 단일 영역이 상기 구성요소에 대한 대표적인 높이로서 결정되고 사용될 수 있다. 또 다른 양상에서, 커넥터(402a)의 둘 이상의(또는 모든) 영역들이 결정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 단계(308)에서, 제어 프로그램(210)이 생성된다. 제어 프로그램(210)은, 적어도, 단계(304)로부터 하나 이상의 수직으로 돌출된 구성요소들을 가진 하나 이상의 영역들의 식별된 제 1 세트 및 단계(306)에서 액세스되거나 또는 수신된 높이 정보에 따라 생성된다. 제어 프로그램(210)은 기판(12)에 대해 도포기(16)를 배치하며 기판(12)으로 재료를 분배하기 위해 제어기(18) 및/또는 모션 제어기(26)에 의해 사용될 수 있다. 일 양상에서, 제어 프로그램(210)은 제어기(18) 및/또는 모션 제어기(26)에 의해 사용될 수 있으며 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 식별된 제 1 세트로 재료를 분배하기 위해 분배 시스템(10)에 대한 명령들을 포함한다. 특히, 제어 프로그램(210)은 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 식별된 제 1 세트에 대응하는 하나 이상의 위치들에 대해 도포기(16)를 배치하며 도포기로 하여금 기판(12) 상에 재료를 분배하게 하기 위해 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 제어 프로그램(210)은 로봇(14), 도포기(16), 또는 분배 시스템(10)의 다른 부분이 수직으로 돌출된 구성요소를 가진 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 제 1 세트의 영역에서 돌출부(예로서, 구성요소)와의 충돌을 피하도록 하는 방식으로 기판에 재료를 분배하기 위해 분배 시스템(10)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 제어 프로그램(210)은 로봇(14) 및/또는 도포기(16) 및 기판(12) 및/또는 그것이 구성요소 사이의 수직 거리를 조정하기 위해 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 프로그램(210)은 수직으로 돌출된 구성요소를 가진 기판(12)의 하나 이상의 영역들의 제 1 세트 중 하나 이상 위로 도포기(16)를 이동시키는 것을 피하는 방식으로 이동시키기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에 관한 상세한 예를 계속하면, 도 6은 기판(412)의 구성요소들에 대응하는 영역들에 도포된 재료를 가진 도 4의 기판(412)을 묘사한다. 특히, 재료(602)는 커넥터들(402a 내지 402c)에 대응하는 영역들에 도포되고, 재료(604)는 도전성 트레이스(404)에 도포되고, 재료(606)는 트랜지스터들(406a 내지 406c)에 도포되고, 재료(608)는 커패시터(408)에 도포되며, 재료(610)는 저항기들(410a 내지 410d)에 도포된다. 재료의 이들 분배된 구역들은 앞서 언급한 영역들의 각각 위에 배치되며 재료를 분배하기 위한 도포기(16)에 대한 명령들을 제어 프로그램(210)에 포함시킴으로써 달성될 수 있다.
뿐만 아니라, 구성요소들 중 임의의 것에 대응하는 영역들 중 하나 이상이 단계(304)에서 기판(412)의 표면으로부터 수직으로 돌출된 것으로 식별되었을 경우에, 제어 프로그램(210)은 이러한 영역(들)에서 수직 돌출부와 도포기(16) 또는 분배 시스템(10)의 다른 부분의 충돌을 피하는 방식으로 도포기(16)를 배치하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 커넥터(402a) 및 그것의 영역들이 단계(304)에서, 기판(412)의 표면으로부터 수직으로 돌출된 것으로 식별되었으므로, 제어 프로그램(210)은 커넥터(402a)와의 충돌을 피하는 방식으로 도포기(16)를 배치하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 커넥터(402a)의 높이가 단계(306)에서 결정되면, 제어 프로그램(210)은 로봇(14) 및/또는 도포기(16) 및 커넥터(402a) 사이의 수직 거리를 조정하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 추가로 포함할 수 있다.
도 7은 기판(12)의 적어도 일 부분에 재료를 도포하기 위해, 분배 시스템(10), 특히 로봇(14)을 제어하는 대표적인 프로세스(700)를 예시한다. 프로세스(700)는, 적어도 부분적으로, 제어기(18) 및/또는 모션 제어기(26)에 의해 실행될 수 있다.
단계(702)에서, 기판(12)의 복수의 영역들의 각각에 대한 높이 값이 결정된다. 높이 값은 높이 센서(64)를 통해 결정될 수 있다. 예를 들면, 로봇(14)은 복수의 영역들의 각각의 영역에 대해 높이 센서(64)를 순차적으로 배치할 수 있으며 높이 센서(64)는 각각의 영역에 대한 높이 값(예로서, 영역 또는 영역 내에서의 구성요소가 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 거리)을 알아낼 수 있다.
단계(704)에서, 적어도 단계(702)의 높이 값들에 기초하여, 높이 맵(206)이 생성된다. 상기에서 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 높이 맵(206)은 영역들의 2-차원 그리드와 같은, 복수의 영역들을 포함할 수 있으며, 각각의 영역은 높이 값을 갖는다.
상세한 예로서, 도 8은 도 4에 도시된 기판(412)의 높이 맵(800)을 예시한다. 높이 맵(800)은 X-축을 따라 1 내지 32로서 및 Y-축을 따라 A-Z로서 식별된, 영역들의 2-차원 그리드를 포함한다. 높이 맵(800)의 영역들의 각각이 도 4에 도시된 기판(412)의 대응하는 영역과 쉽게 상관될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 높이 맵(800)에서 영역들의 각각은, 단계(702)에서 결정된 높이 값과 같은, 대응하는 높이 값을 갖는다. 기판(412)의 표면에 대응하는 영역들(즉, 임의의 구성요소가 없는 기판(412)의 부분들)은 0"의 높이 값(h)을 갖는다. 커넥터들(402a 내지 402c)에 대응하는 영역들은 .5"의 높이 값을 갖고; 도전성 트레이스(404)에 대응하는 영역들은 0"의 높이 값을 갖고; 트랜지스터들(406a 내지 406c)에 대응하는 영역들은 .25"의 높이 값을 갖고; 커패시터(408)에 대응하는 영역들은 1"의 높이 값을 가지며; 최종적으로, 저항기들(410a 내지 410d)에 대응하는 영역들은 .1"의 높이 값을 갖는다.
도 7로 돌아가며, 선택적으로, 단계(706)에서 및 적어도 단계(704)에서 생성된 높이 맵(206)에 기초하여, 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 복수의 영역들 중 영역들의 제 1 서브세트가 식별될 수 있다. 예를 들면, 복수의 영역들 중 영역들의 각각의 높이 값은 미리 결정된 높이 임계치에 대해 비교될 수 있으며 미리 결정된 높이 임계치를 초과한 높이 값을 가진 이들 영역들은 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 영역들의 제 1 서브세트에 포함된다.
도 8에 관한 상세한 예를 계속하면, 높이 맵(800)은 기판(412)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 영역들의 제 1 서브세트를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 0"이 미리 결정된 높이 임계치(즉, 기판(412)의 표면의 높이 값)로서 사용되면, 커넥터들(402a 내지 402c), 트랜지스터들(406a 내지 406c), 커패시터(408), 및 저항기들(410a 내지 410d)에 대응하는 영역들은 수직으로 돌출되는 영역들의 제 1 서브세트에 포함될 것이다. 그러나, 또 다른 예로서, .1"이 미리 결정된 높이 임계치로서 사용된다면, 단지 커넥터들(402a 내지 402c), 트랜지스터들(406a 내지 406c), 커패시터(408)에 대응하는 영역들만이 수직으로 돌출되는 영역들의 제 1 서브세트에 포함될 것이다.
다시 도 7을 참조하면, 선택적으로, 단계(708)에서, 복수의 영역들 중 영역들의 제 2 서브세트가 식별될 수 있으며, 여기에서 영역들의 제 2 서브세트는 재료가 도포될 영역들을 포함한다. 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트는 단계(702)의 높이 값들, 단계(704)의 높이 맵, 및/또는 단계(706)의 수직으로 돌출되는 영역들의 제 1 서브세트의 식별에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 영역이 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출된 것으로 식별되면, 영역은 기판(12)의 구성요소에 대응하며 따라서 재료가 상기 영역에 도포되어야 한다고 추정될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트는 기판(12)의 2-차원 이미지(202)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 여기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 다양한 이미지 분석 기술들이 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트를 식별하기 위해 2-차원 이미지(202)에 적용될 수 있다. 특히, 2-차원 이미지(202)에서 영역들의 속성(예로서, 컬러, 명도, 음영, 투명도 등)에서의 변화들이 기판(12)의 구성요소들(또는 그것의 윤곽들)을 식별하기 위해 검출될 수 있으며, 그것의 대응하는 영역들은 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트에 포함될 수 있다.
기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 영역들의 제 1 서브세트 및 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트가 완전히 일치하고, 부분적으로 일치하거나, 또는 상호 배타적일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 구성요소에 대응하는 영역들은 수직으로 돌출될 수 있지만 여전히 그것에 도포된 재료를 갖도록 의도된다.
도 8에 관한 상세한 예를 계속하면, 기판(412)의 복수의 영역들 중 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트가 높이 맵(800)의 높이 값들에 따라 식별될 수 있다. 예를 들면, 높이 값(h)이 미리 결정된 높이 임계치(예로서, 0" 또는 .1")보다 큰 영역들은 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트에 포함될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트는 도 5에 도시되며 기판(412)을 나타내는 2-차원 이미지(500)를 사용하여 식별될 수 있다. 예를 들면, 커넥터(502a)의 이미지에 대응하는 영역들은 이들 영역들의 컬러 속성 및 기판(412)의 주변 표면의 영역들의 컬러 속성에서의 변화를 검출함으로써 식별될 수 있다.
도 7로 돌아가면, 단계(710)에서, 제어 프로그램(210)은 기판(12)의 복수의 영역들에 대해 도포기(16)를 배치하며 기판(12) 상에 재료를 분배하기 위해, 분배 시스템(10), 및 특히 로봇(14)에 대해 생성된다. 제어 프로그램(210)은, 적어도 단계(704)에서 생성된 높이 맵(206)에 기초하여 생성된다. 선택적으로, 제어 프로그램(210)은 단계(706)에서 식별된 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출된 영역들의 제 1 서브세트에 추가로 기초할 수 있다. 이러한 제어 프로그램(210)은 수직으로 돌출된 영역(들) 또는 수직으로 돌출된 영역(들)으로 구성된 구성요소(들)와 도포기(16) 또는 분배 시스템(10)의 다른 부분의 충돌을 피하는 방식으로 도포기(16)를 배치하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 제어 프로그램(210)은 로봇(14) 및/또는 도포기(16) 및 수직으로 돌출된 영역(들) 또는 수직으로 돌출된 영역(들)으로 구성된 구성요소(들) 사이의 수직 거리를 조정하기 위한 명령들을 추가로 포함할 수 있다.
선택적으로, 제어 프로그램(210)은 단계(708)에서 식별된 바와 같이, 재료가 도포될 영역들의 제 2 서브세트에 추가로 기초할 수 있다. 따라서, 제어 프로그램(210)은 재료를 상기 영역상에 분배하기 위해 영역들의 제 2 서브세트의 각각의 영역 위에 도포기(16)를 배치하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
도 8에 관한 상세한 예를 마치면, 주의가 다시 도 6으로 향해지며, 이것은 기판(412)의 구성요소들에 대응하는 영역들에 도포된 재료를 가진 기판(412)을 묘사한다. 상기에서 이미 설명된 바와 같이, 재료(602)는 커넥터들(402a 내지 402c)에 대응하는 영역들에 도포되고, 재료(604)는 도전성 트레이스(404) 등에 도포된다. 이들 재료 도포들은 높이 맵(800)으로부터의 각각의 높이 값에 따라 로봇(14) 및/또는 도포기(16) 및 영역 및/또는 구성요소 사이의 수직 거리를 조정함으로써 달성될 수 있다. 예를 들면, 커패시터(408)에 대응하는 영역들로 재료를 분배하는 것은 로봇(14) 및/또는 도포기(16)가 커패시터(408)와 충돌하지 않도록 커패시터(408)의 1" 높이를 보상하기 위해 로봇(14) 및/또는 도포기(16)의 수직 위치를 조정함으로써 달성될 수 있다.
뿐만 아니라, 기판(412)의 영역들의 제 2 서브세트가 단계(708)에서 그것에 도포된 재료를 갖도록 의도되는 것으로 식별된 경우에, 제어 프로그램(210)은 재료를 상기 영역상에 분배하기 위해 영역들의 제 2 서브세트의 각각의 영역 위에 도포기(16)를 배치하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 커넥터들(402a 내지 402c)에 대응하는 영역들이 그것에 도포된 재료를 갖도록 의도되는 것으로 식별되었다면, 제어 프로그램(210)은 이들 영역들의 각각 위에 도포기(16)를 배치하며 재료(602)를 분배하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
도 9는 기판(12)의 적어도 일 부분에 재료를 분배하도록 분배 시스템(10), 특히 로봇(14)을 제어하는 대표적인 프로세스(900)를 예시한다. 프로세스(900)는, 적어도 부분적으로, 제어기(18) 및/또는 모션 제어기(26)에 의해 실행될 수 있다.
단계(902)에서, 기판(12)의 2-차원 이미지(202)가 생성된다. 2-차원 이미지(202)는 카메라(62)를 통해 생성될 수 있다. 2-차원 이미지(202)는 영역들의 2-차원 그리드를 포함할 수 있으며, 각각의 영역은 속성(예로서, 컬러, 명도, 음영, 투명도 등)을 갖는다. 2-차원 이미지(202)의 예로서 및 상기 완전하게 설명된 바와 같이, 도 5는 도 4로부터의 기판(412)의 2-차원 이미지(500)를 묘사한다.
단계(904)에서, 기판(12)의 높이 맵(206)이 생성된다. 높이 맵(206)은 영역들의 2-차원 그리드와 같은, 복수의 영역들을 포함할 수 있으며, 각각의 영역은 높이 값을 갖는다. 높이 맵(206)의 각각의 영역의 높이 값은 높이 센서(64)를 통해 결정될 수 있다. 높이 맵(206)의 예로서 및 상기 완전하게 설명된 바와 같이, 도 8은 기판(412)을 나타내는 높이 맵(800)을 묘사한다.
단계(906)에서 및 단계(902)로부터의 2-차원 이미지(202) 및 단계(904)로부터의 높이 맵(206)에 기초하여, 3-차원 표현(208)이 생성된다. 3-차원 표현(208)은, 예를 들면, 높이 맵(206)의 각각의 높이 값들(Z 축에서 3-차원 표현(208)의 양상들을 제공하는)과 2-차원 이미지(202)의 2-차원 특징들(X 및 Y 축들에서 3-차원 표현(208)의 양상들을 제공하는)을 상관시킴으로써, 생성될 수 있다.
상세한 예로서, 도 10은 도 4에 도시된 기판(412)의 3-차원 표현(1000)을 예시한다. 3-차원 이미지(1000)는 X 및 Y 축들을 포함하며, 그 양상들은, 각각 기판(412)의 X 및 Y 축들을 따르는 양상들에 대응한다. 3-차원 이미지(1000)는, 각각의 구성요소 및/또는 그것의 영역이 기판(412)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 높이를 나타내는, Z 축을 추가로 포함한다. 3-차원 이미지(1000)에서, 기판(1012), 커넥터들(1002a 내지 1002c), 트랜지스터들(1006a 내지 1006c), 커패시터(1008), 및 저항기들(1010a 내지 1010d)의 표현들은, 각각 기판(412), 커넥터들(402a 내지 402c), 트랜지스터들(406a 내지 406c), 커패시터(408), 및 저항기들(410a 내지 410d)과 부합한다. 뿐만 아니라, 3-차원 표현(1012)의 Z 축 양상들은 그것 상에 배치된 구성요소들의 각각에 대해 기판(412)의 높이 맵(800)에서 표시된 높이 값들을 반영한다.
선택적으로, 단계(908)에서 및 적어도 3-차원 표현(208)에 기초하여, 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 기판(12)의 제 1 복수의 영역들이 식별될 수 있다. 예를 들면, 영역의 Z 축 속성(예로서, 높이 값)은 미리 결정된 높이 임계치에 대해 비교될 수 있으며 Z 축 속성이 미리 결정된 높이 임계치를 초과하면, 영역은 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 제 1 복수의 영역들에 포함된다.
선택적으로, 단계(910)에서 및 적어도 3-차원 표현(208)에 기초하여, 재료가 도포될 기판(12)의 제 2 복수의 영역들이 식별된다. 일 예로서, 재료가 도포될 제 2 복수의 영역들은, 단계(908)에 관하여 상기 설명된 바와 같이, 영역이 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는지를 결정함으로써 식별될 수 있으며, 이 경우에 영역은 재료가 도포될 제 2 복수의 영역들에 포함될 수 있다. 영역이 수직으로 돌출된 것으로 식별되면, 그것은 몇몇 경우들에서, 기판(12)의 구성요소에 대응하며 따라서 재료가 그것 상에 분배된다고 추정될 수 있다. 또 다른 예로서, 재료가 도포될 제 2 복수의 영역들은, 각각의 영역과 연관된 속성(들)을 포함한, 2-차원 이미지(202)에 의해 부여된 3-차원 표현(208)의 X 및 Y 축들의 양상들을 분석함으로써 식별될 수 있다. 예를 들면, 영역이 구성요소에 대응하며 따라서 몇몇 경우들에서, 재료가 그것 상에 도포됨을 결정하기 위해 둘 이상의 영역들의 각각의 속성들에서 변화가 검출될 수 있다. 또 다른 예로서, 3-차원 표현(208)에서 하나 이상의 영역들에 의해 형성된 3-차원 형상이 특정한 구성요소 또는 구성요소의 유형으로서 하나 이상의 영역을 식별하기 위해 형상들(예로서, 구성요소 형상들)의 알려진 프로파일을 갖고 상호-참조될 수 있다. 따라서, 이들 하나 이상의 영역들은 재료가 도포될 제 2 복수의 영역들에 포함될 수 있다.
기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 제 1 복수의 영역들 및 재료가 도포될 제 2 복수의 영역들이 완전히 일치하고, 부분적으로 일치하거나, 또는 상호 배타적일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 구성요소에 대응하는 영역들은 수직으로 돌출될 수 있지만 여전히 그것에 도포된 재료를 갖도록 의도될 수 있다.
단계(912)에서, 적어도 단계(906)에서 생성된 3-차원 표현(208)에 기초하여, 제어 프로그램(210)이 생성된다. 제어 프로그램(210)은 제어기(18) 및/또는 모션 제어기(26)에 의해 사용될 수 있으며 기판(12)에 대해 도포기(16)를 배치하고 기판(12)으로 재료를 분배하기 위해, 분배 시스템(10), 및 특히 로봇(14)에 대한 명령들을 포함한다.
제어 프로그램(210)은 단계(908)에서 식별된 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출된 제 1 복수의 영역들에 추가로 기초할 수 있으며, 이 경우에 제어 프로그램(210)은 기판(12)의 표면으로부터 수직으로 돌출되는 제 1 복수의 영역들의 영역에서 돌출부(예로서, 구성요소)와의 충돌을 피하는 방식으로 도포기(16)를 배치하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 예로서, 제어 프로그램(210)은 로봇(14) 및/또는 도포기(16) 및 기판(12) 및/또는 그것의 구성요소 사이의 수직 거리를 조정하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 프로그램(210)은 수직으로 돌출되는 제 1 복수의 영역들 중 수직으로 돌출된 영역 위에 도포기(16) 또는 분배 시스템(10)의 다른 부분을 배치하는 것을 피하는 방식으로 도포기(16)를 배치하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
제어 프로그램(210)은 단계(910)에서 재료가 분배되고 식별되는 기판(12)의 제 2 복수의 영역들에 추가로 기초할 수 있다. 예를 들면, 제어 프로그램(210)은 재료를 상기 영역상에 분배하기 위해 제 2 복수의 영역들의 각각의 영역 위에 도포기(16)를 배치하기 위한 로봇(14)에 대한 명령들을 포함할 수 있다.
앞서 말한 설명은 개시된 시스템 및 기술의 예들을 제공한다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 본 개시의 다른 구현들이 앞서 말한 예들과 세부사항에서 상이할 수 있다는 것이 고려된다. 본 개시 또는 그것의 예들에 대한 모든 참조들은 상기 포인트에서 논의되는 특정한 예를 참조하도록 의도되며 보다 일반적으로 본 개시의 범위에 대한 임의의 제한을 내포하도록 의도되지 않는다. 특정한 특징들에 대한 구별 및 비난의 모든 언어는 이들 특징들에 대한 선호의 부족을 나타내도록 의도되지만, 달리 표시되지 않는다면 전체적으로 본 개시의 범위로부터 이를 배제하도록 의도되지 않는다.
여기에서 값들의 범위들의 설명은, 여기에서 달리 표시되지 않는다면, 단지 범위 내에 속하는 각각의 별개의 값을 개별적으로 참조하는 약칭 방법으로서 작용하도록 의도되며, 각각의 별개의 값은 그것이 여기에서 개별적으로 열거되는 것처럼 명세서에 통합된다. 여기에서 설명된 모든 방법들은 여기에서 달리 표시되지 않는다면 또는 맥락에 의해 달리 명확하게 반박되지 않는다면 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다.
10: 분배 시스템 12: 기판
14: 로봇 16: 도포기
18: 제어기 19: HMI 디바이스
20: 컨베이어 22: 컨베이어 제어기
23: 통신 링크 25, 27: 통신 링크
26: 모션 제어기 29: 통신 링크
30: 몸체 31: 노즐
32: 가압 유체 공급 장치 33: 도관
34: 솔레노이드 36: 액체 유입구
38: 가압 액체 공급 장치 38a: 가열 요소
39: 통신 링크 40: 유체 유입구
43: 유체 조절기 44: 메모리
50: A/F 조절기 51, 53, 55: 도관
52: 흐름 미터 54: 조절기
57: 통신 링크 60: 온도 제어기
62: 카메라 64: 높이 센서
206: 높이 맵 402a-c: 커넥터
404: 도전성 트레이스 406a-c: 트랜지스터
408: 커패시터 410a-d: 저항기
412: 기판 502a-c: 커넥터
506a-c: 트랜지스터 508: 커패시터
510a-d: 저항기 512: 기판
800: 높이 맵 1002a-c: 커넥터
1006a-c: 트랜지스터 1008: 커패시터
1010a-d: 저항기 1012: 기판

Claims (52)

  1. 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법으로서, 상기 도포기가 액체 또는 점성 재료를 전자 기판상에 분배하도록 구성된, 상기 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법에 있어서:
    상기 분배 시스템에 통신 가능하게 연결된 카메라를 사용하여 상기 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하는 단계;
    상기 전자 기판의 2-차원 이미지에 기초하여, 상기 전자 기판의 표면 위로 돌출되는 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 전자 기판의 서브-영역들의 세트를 식별하는 단계로서, 상기 서브-영역들의 세트의 제 1 서브-영역은 제 1 높이를 갖고 상기 서브-영역들의 세트의 제 2 서브-영역은 제 2 높이를 갖는, 상기 전자 기판의 서브-영역들의 세트를 식별하는 단계;
    상기 제 1 높이를 갖는 상기 제 1 서브-영역 및 상기 제 2 높이를 갖는 상기 제 2 서브-영역에 대한 높이 값을 결정하는 단계로서, 상기 높이 값은 상기 제 1 높이 및 상기 제 2 높이를 나타내는, 상기 높이 값을 결정하는 단계; 및
    상기 높이 값을 대표적인 높이로서 사용하여, 상기 전자 기판에 대해 상기 도포기를 배치하고 상기 액체 또는 점성 재료를 상기 전자 기판상에 분배하도록 상기 분배 시스템에 대한 제어 프로그램을 결정하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배 시스템은 상기 도포기가 부착되는 로봇을 더 포함하고, 상기 제어 프로그램은 상기 도포기를 상기 전자 기판의 상기 식별된 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트에 대응하는 하나 이상의 위치들로 이동시키도록 상기 로봇에 지시하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 로봇에 부착되며 상기 로봇은 상기 카메라를 사용하여 상기 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하기 위해 상기 전자 기판에 대해 배치되는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배 시스템은 상기 전자 기판을 이동시키도록 구성된 로봇을 더 포함하고, 상기 제어 프로그램은 상기 도포기에 대해 상기 전자 기판을 이동시키도록 상기 로봇에 지시하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계는 상기 2-차원 이미지에서 컬러의 변화를 검출하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계는 상기 2-차원 이미지에서 명도의 변화를 검출하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계는 상기 2-차원 이미지와 상이한 상기 전자 기판의 디지털 표현에 더 기초하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계는 상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하기 위해 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계는 구성요소 형상들의 알려진 프로파일과 상기 하나 이상의 구성요소들의 형상을 상호-참조하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계는 구성요소 컬러들의 알려진 프로파일과 상기 하나 이상의 구성요소들의 컬러를 상호-참조하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배 시스템은 높이 센서를 더 포함하고, 상기 방법은 상기 높이 센서를 사용하여 상기 높이 값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 높이 값은 상기 하나 이상의 구성요소들의 각각에 대한 높이 값을 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 프로그램은 상기 도포기가 상기 하나 이상의 구성요소들과의 충돌을 피하도록 하는 명령들을 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 프로그램은 상기 분배 시스템이 상기 하나 이상의 구성요소들과의 충돌을 피하도록 상기 도포기와 상기 전자 기판 사이의 수직 거리를 조정하는 명령들을 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 프로그램은 상기 도포기가 상기 하나 이상의 구성요소들 위에 배치되지 않도록 하는 명령들을 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
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  49. 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법으로서, 상기 도포기가 액체 또는 점성 재료를 전자 기판상에 분배하도록 구성된, 상기 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법에 있어서:
    상기 분배 시스템에 통신 가능하게 연결된 카메라를 사용하여 상기 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하는 단계;
    상기 전자 기판의 2-차원 이미지에 기초하여, 상기 전자 기판의 표면 위로 돌출되는 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트에 관한 높이 정보를 사용하여, 상기 전자 기판에 대해 상기 도포기를 배치하고 상기 액체 또는 점성 재료를 상기 전자 기판상에 분배하도록 상기 분배 시스템에 대한 제어 프로그램을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 상기 제 1 세트를 식별하는 단계는 상기 2-차원 이미지에서 컬러의 변화를 검출하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  50. 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법으로서, 상기 도포기가 액체 또는 점성 재료를 전자 기판상에 분배하도록 구성된, 상기 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법에 있어서:
    상기 분배 시스템에 통신 가능하게 연결된 카메라를 사용하여 상기 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하는 단계;
    상기 전자 기판의 2-차원 이미지에 기초하여, 상기 전자 기판의 표면 위로 돌출되는 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트에 관한 높이 정보를 사용하여, 상기 전자 기판에 대해 상기 도포기를 배치하고 상기 액체 또는 점성 재료를 상기 전자 기판상에 분배하도록 상기 분배 시스템에 대한 제어 프로그램을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 상기 제 1 세트를 식별하는 단계는 상기 2-차원 이미지에서 명도의 변화를 검출하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  51. 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법으로서, 상기 도포기가 액체 또는 점성 재료를 전자 기판상에 분배하도록 구성된, 상기 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법에 있어서:
    상기 분배 시스템에 통신 가능하게 연결된 카메라를 사용하여 상기 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하는 단계;
    상기 전자 기판의 2-차원 이미지에 기초하여, 상기 전자 기판의 표면 위로 돌출되는 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트에 관한 높이 정보를 사용하여, 상기 전자 기판에 대해 상기 도포기를 배치하고 상기 액체 또는 점성 재료를 상기 전자 기판상에 분배하도록 상기 분배 시스템에 대한 제어 프로그램을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계는 상기 2-차원 이미지와 상이한 상기 전자 기판의 디지털 표현에 더 기초하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.
  52. 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법으로서, 상기 도포기가 액체 또는 점성 재료를 전자 기판상에 분배하도록 구성된, 상기 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법에 있어서:
    상기 분배 시스템에 통신 가능하게 연결된 카메라를 사용하여 상기 전자 기판의 2-차원 이미지를 생성하는 단계;
    상기 전자 기판의 2-차원 이미지에 기초하여, 상기 전자 기판의 표면 위로 돌출되는 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 구성요소들을 가진 상기 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트에 관한 높이 정보를 사용하여, 상기 전자 기판에 대해 상기 도포기를 배치하고 상기 액체 또는 점성 재료를 상기 전자 기판상에 분배하도록 상기 분배 시스템에 대한 제어 프로그램을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 전자 기판의 하나 이상의 서브-영역들의 제 1 세트를 식별하는 단계는 구성요소 컬러들의 알려진 프로파일과 상기 하나 이상의 구성요소들의 컬러를 상호-참조하는 단계를 포함하는, 분배 시스템의 도포기를 배치하는 방법.

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