特許 6563984 液滴噴射方法及び液滴噴射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6563984

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】液滴噴射方法及び液滴噴射装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/00 20060101AFI20190808BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20190808BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20190808BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20190808BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   B05C11/00

   B05C5/00 101

   B41J2/01 207

   B41J2/01 205

   B05D3/00 D

   B05D1/26 Z

【請求項の数】26

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2017-154430(P2017-154430)

(22)【出願日】2017年8月9日

(62)【分割の表示】特願2015-561949(P2015-561949)の分割

【原出願日】2013年3月13日

(65)【公開番号】特開2018-8271(P2018-8271A)

(43)【公開日】2018年1月18日

【審査請求日】2017年8月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】591176085

【氏名又は名称】マイクロニック アーベー

【氏名又は名称原語表記】ＭＹＣＲＯＮＩＣ ＡＢ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】ベルグストローム、アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】エスコング、エリック

(72)【発明者】

【氏名】ベルグストローム、ヨハン

(72)【発明者】

【氏名】ダールベルグ、マルティン

【審査官】 清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／１０４３９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１４８１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５９８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７４８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９８１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１１３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１８８９６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｃ １／００−２１／００

Ｂ４１Ｊ ２／０１

２／１６５−２／２０

２／２１−２／２１５

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソフトウェアによって制御され、基板（２３）上に粘性媒体の液滴（２２）を噴射するための排出部（１）であって、前記排出部を制御する前記ソフトウェアは、前記基板上にどのように粘性媒体を付与するかに関する噴射プログラムとしての命令を有し、前記排出部は、
ノズル空間（３）及びノズル出口（４）を備える噴射ノズル（２）と、
前記ノズル空間におけるある体積の前記粘性媒体を押圧し、それによって前記ノズル空間から前記ノズル出口を通して前記基板に向けて前記粘性媒体を液滴の形態で噴射する噴射プリントを実行するインパクト装置（６）と、
噴射方向において前記噴射ノズルの後に配置されているセンサ・アレンジメント（５）と、
噴射方向において前記噴射ノズルの後に配置されているバキューム・ワッシャ（２４）であって、同バキューム・ワッシャ（２４）は前記ノズル出口と同心円をなす開口を有し、同開口は噴射された前記液滴（２２）が同開口を通過することを許容し、かつ前記ノズル出口に向かうガスフローと前記ノズル出口以降のガスフローとを提供し、前記センサ・アレンジメント（５）は前記バキューム・ワッシャと一体化されている、バキューム・ワッシャとを備え、
前記センサ・アレンジメントは、その近傍を通過する粘性媒体の噴射液滴を検出するように構成されており、
ソフトウェアによって制御される前記排出部は、更に、
修復噴射プログラムを自動的に用意するように構成され、
前記修復噴射プログラムは、前記噴射プリント中に前記センサ・アレンジメントによって検出される情報に基づくものであり、
前記修復噴射プログラムは前記基板上の要求される位置に要求される量の粘性媒体を噴射するために、補充噴射を制御するように構成されており、
前記修復噴射プログラムは、前記噴射プリントを実行する前記排出部と同一の排出部により実行されるように構成されており、
前記同一の排出部はさらに、失敗したショットの検出と、所定の基準体積範囲外の体積を有する液滴の検出と、所定の基準速度範囲外の速度を有する液滴の検出とのうちの１つ以上に応じて、前記補充噴射を実行するように構成される、
排出部。

【請求項2】

前記センサ・アレンジメントは１つの光学センサ装置を備える、請求項１に記載の排出部。

【請求項3】

前記センサ・アレンジメントは複数の光学センサ装置を備える、請求項１に記載の排出部。

【請求項4】

前記複数の光学センサ装置は前記噴射液滴の軌道に対して垂直な平面に配置されている、請求項３に記載の排出部。

【請求項5】

前記複数の光学センサ装置は前記噴射液滴の軌道に沿って連続的に配置されている、請求項３に記載の排出部。

【請求項6】

前記基板に向けられており、前記基板上の粘性媒体の噴射液滴を検出するように構成されている基板センサ・アレンジメント（５ｃ）を備える、請求項１〜５の何れか一項に記載の排出部。

【請求項7】

インパクト装置は圧電アクチュエータ（７）を備える、請求項１〜６の何れか一項に記載の排出部。

【請求項8】

ソフトウェアによって制御される排出部を用いて、基板上に粘性媒体の液滴を噴射する方法であって、
ノズル空間及びノズル出口を備える噴射ノズルを提供する（１０２）工程と、
噴射方向において前記噴射ノズルの後にセンサ・アレンジメントを提供する（１０４）工程と、
噴射方向において前記噴射ノズルの後に配置されているバキューム・ワッシャを提供する工程であって、前記バキューム・ワッシャは前記ノズル出口と同心円をなす開口を有し、同開口は噴射された前記液滴が同開口を通過することを許容し、かつ前記ノズル出口に向かうガスフローと前記ノズル出口以降のガスフローとを提供し、前記センサ・アレンジメントは前記バキューム・ワッシャと一体化されている、工程と、
前記ノズル空間中に前記粘性媒体を供給する（１０６）工程と、
前記ノズル空間における前記粘性媒体を押圧し（１０８）、それによって前記ノズル空間から前記ノズル出口を通して前記基板に向けて粘性媒体を液滴の形態で噴射する工程と、
前記センサ・アレンジメントにおける粘性媒体の存在を反映するセンサ・パラメータを監視する（１１０）工程と、
ソフトウェアによって制御される前記排出部により、第１の噴射プログラムを生成させる工程であって、前記排出部を制御する前記ソフトウェアは、前記基板上にどのように前記粘性媒体を付与するかに関する噴射プログラムとしての命令を有する、工程と、
前記第１の噴射プログラムに沿って第1の噴射プリントを実行する工程と、
ソフトウェアによって制御される前記排出部と同一の排出部により、前記センサ・アレンジメントによって検出される情報に基づいて修復噴射プログラムを生成する工程であって、前記修復噴射プログラムは前記基板上の要求される位置に要求される量の粘性媒体を噴射するために、自動的に生成され、かつ補充噴射を制御するように構成されている、工程と、
前記第１の噴射プリントを実行するソフトウェアによって制御される前記排出部と同一の排出部により、前記修復噴射プログラムにより制御される前記補充噴射を実行する工程であって、前記修復噴射プログラムおよび前記補充噴射は、失敗したショットの検出と、所定の基準体積範囲外の体積を有する液滴の検出と、所定の基準速度範囲外の速度を有する液滴の検出とのうちの１つ以上に応じて行われる、工程とを備える、
方法。

【請求項9】

前記監視する工程は、
１つ以上の存在値（ＰＶ）を計算し（１１２）、それによって前記センサ・アレンジメントにおける粘性媒体の前記存在を識別する工程であって、前記計算は、前記センサ・パラメータの１つ以上のセンサ値（ＳＶ）と１つ以上の基準センサ値（ＳＶｒｅｆ）との間の比較を含む、工程を含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

液滴値（ＤＶ）を計算し（１１４）、それによって前記センサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の液滴を識別する工程であって、前記計算は、異なる時間に測定される２つ以上の存在値（ＰＶ）間の比較を含む、工程を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

液滴値（ＤＶ）を計算し、それによって前記センサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の液滴を識別する工程であって、前記計算は、前記センサ・アレンジメントにおける粘性媒体の存在を表す基準存在値（ＰＶｒｅｆ）以上である２つ以上の存在値（ＰＶ）をカウントすることを含み、前記２つ以上の存在値（ＰＶ）は異なる時間に測定される、工程を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記ノズル空間における前記粘性媒体の前記押圧から、前記センサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の液滴の前記識別までの経過時間を反映する経過時間パラメータ（ＬＴＰ）を監視する（１１６）工程であって、前記経過時間パラメータ（ＬＴＰ）は時間値（ＴＶ）を含む、工程と、
液滴押圧値（ＩＤＶ）を計算し（１１８）、それによって前記押圧による液滴の噴射を確認する工程であって、前記計算は、前記時間値（ＴＶ）を基準時間値（ＴＶｒｅｆ）と比較することを含む、工程と、をさらに備える、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項13】

前記センサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の第１の液滴と、前記センサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の第２の液滴との間の経過時間を反映する液滴間隔時間パラメータ（ＤＴＰ）を監視する（１１６）工程であって、前記液滴間隔時間パラメータ（ＤＴＰ）は液滴間隔値（ＤＩＶ）を含む、工程と、
液滴押圧値（ＩＤＶ）を計算し（１１８）、それによってインパクト装置の押圧による液滴の噴射を確認する工程であって、前記計算は、前記液滴間隔値（ＤＩＶ）を基準液滴間隔値（ＤＩＶｒｅｆ）と比較することを含む、工程と、をさらに備える、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項14】

前記センサ・アレンジメントは、前記噴射方向に連続的に配置されている２つ以上のセンサ装置を備え、前記方法は、
液滴速度値（ＤＶＶ）を計算する（１２０）工程であって、前記計算は、少なくとも第１のセンサ装置からの少なくとも第１の存在値（ＰＶ）と、少なくとも第２のセンサ装置からの少なくとも第２の存在値（ＰＶ）との間の比較を含み、前記少なくとも第１の存在値（ＰＶ）及び前記少なくとも第２の存在値（ＰＶ）は、異なる時間に測定される、工程をさらに備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記センサ・アレンジメントは前記噴射方向に連続的に配置されている２つ以上のセンサ装置を備え、前記方法は、
液滴長値（ＤＬＶ）を計算する（１２２）工程であって、前記計算は、少なくとも第１のセンサ装置からの少なくとも第１の存在値（ＰＶ）と、少なくとも第２のセンサ装置からの少なくとも第２の存在値（ＰＶ）との間の比較を含み、前記少なくとも第１及び第２の存在値（ＰＶ）は異なる時間に測定される、工程をさらに備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

前記センサ・アレンジメントは前記噴射方向に対して垂直な平面に配置されている２つ以上のセンサ装置をさらに備え、前記方法は、
液滴径値（ＤＤＩＡＶ）を計算する（１２４）工程であって、前記計算は、少なくとも第１のセンサ装置及び第２のセンサ装置からの２つ以上の存在値（ＰＶ）間の比較を含み、前記２つ以上の存在値は同じ時間に測定される、工程と、
液滴長値（ＤＬＶ）を計算する（１２２）工程であって、前記計算は、少なくとも第１のセンサ装置からの少なくとも第１の存在値（ＰＶ）と、少なくとも第２のセンサ装置からの少なくとも第２の存在値（ＰＶ）との間の比較を含み、前記少なくとも第１の存在値（ＰＶ）及び前記第２の存在値（ＰＶ）は異なる時間に測定される、工程と、
前記液滴長値（ＤＬＶ）及び前記液滴径値（ＤＤＩＡＶ）に基づいて、液滴体積値（ＤＶＯＬＶ）を計算する（１２６）工程と、をさらに備える、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

押圧による噴射液滴が確認されていない場合に、前記基板上への粘性媒体の液滴の補充噴射を行う（１２８）工程をさらに備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項18】

前記液滴速度値（ＤＶＶ）が液滴速度基準値（ＤＶＶｒｅｆ）を下回る場合に、前記基板上への粘性媒体の液滴の補充噴射を行う（１２８）工程をさらに備える、請求項１４に記載の方法。

【請求項19】

前記液滴体積値（ＤＶＯＬＶ）が液滴体積基準値（ＤＶＯＬＶｒｅｆ）を下回る場合に、前記基板上への粘性媒体の液滴の補充噴射を行う（１２８）工程をさらに備える、請求項１６に記載の方法。

【請求項20】

前記補充噴射は前記第１の噴射プリントの最中に行われる、請求項１７〜１９の何れか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記補充噴射は前記第１の噴射プリントの後に行われる、請求項１７〜１９の何れか一項に記載の方法。

【請求項22】

前記液滴速度値（ＤＶＶ）が液滴速度基準値（ＤＶＶｒｅｆ）以下である場合に、前記ノズル空間における前記粘性媒体の前記押圧の強さを増加する（１３０）工程をさらに備える、請求項１４に記載の方法。

【請求項23】

前記液滴速度値（ＤＶＶ）が液滴速度基準値（ＤＶＶｒｅｆ）を超える場合に、前記ノズル空間における前記粘性媒体の前記押圧の強さを減少する（１３２）工程をさらに備える、請求項１４に記載の方法。

【請求項24】

前記液滴体積値（ＤＶＯＬ）が液滴体積基準値（ＤＶＯＬｒｅｆ）以下である場合に、前記ノズル空間への前記粘性媒体の供給速度を増加する（１３４）工程をさらに備える、請求項１６に記載の方法。

【請求項25】

前記液滴体積値（ＤＶＯＬ）が液滴体積基準値（ＤＶＯＬｒｅｆ）を超える場合に、前記ノズル空間への前記粘性媒体の供給速度を減少する（１３６）工程をさらに備える、請求項１６に記載の方法。

【請求項26】

前記基板に向けられる基板センサ・アレンジメントを提供する（１０５）工程と、
前記基板上の粘性媒体の存在を反映する基板センサ・パラメータ（ＳＳＰ）を監視する（１１１）工程であって、前記基板センサ・パラメータ（ＳＳＰ）は基板センサ値（ＳＳＶ）を含む、工程と、
１つ以上の基板存在値（ＳＰＶ）を計算し（１１３）、それによって前記基板上の粘性媒体の前記存在を識別する工程であって、前記計算は、前記基板センサ・パラメータ（ＳＳＰ）の１つ以上の基板存在値（ＳＰＶ）と１つ以上の基準基板存在値（ＳＰＶｒｅｆ）との間の比較を含む、工程と、をさらに備える、請求項８〜２５の何れか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される発明は、基板上に粘性媒体を噴射することに関する。より正確には、本明細書に開示される発明は、基板上に粘性媒体の液滴を噴射するための排出部と、そのような液滴を噴射するための方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

排出部及び方法は、ソルダ・ペースト又は接着剤などの流体の粘性媒体の液滴をプリント配線板（ＰＷＢ）などの基板上に噴射し、それによって基板上に部品を実装することに先立って基板上に堆積物を形成するための技術分野において知られている。このような排出部は、一般に、ある体積の粘性媒体をその噴射に先立って収容するためのノズル空間と、ノズル空間に連通する噴射ノズルと、粘性媒体を押圧し、ノズル空間から噴射ノズルを通して液滴の形態で噴射するインパクト装置と、媒体をノズル空間に供給するためのフィーダとを備える。

【0003】

基板の様々な場所における堆積される粘性媒体の量又は体積は、数滴を互いの上に付与し、それにより大きな堆積物を形成することによって、又は、例えばより大きな又は小さな体積の粘性媒体をノズル空間に供給することにより、噴射される液滴の体積を変えることによって、変えられる。

【0004】

生産速度及び信頼性が高いことは、プリント回路板（ＰＣＢ）組立品などの製造における関心の要因である。生産速度（例えば、スループット時間すなわち、時間当たりの実装部品数（ｃｐｈ）の点から測定可能である）を増加させるために、粘性媒体の付与は「オン・ザ・フライ」で、つまり基板上における粘性媒体が堆積される各場所で止まることなく行われることがある。信頼性、例えば、噴射プロセスの正確度及び再現性などは、例えばＰＣＢ組立品などの、最終製品の性能及び質に対するその影響のため、関心の対象である。小さすぎる体積の堆積媒体は、例えば接合不足（ｄｒｙ ｊｏｉｎｔ）又は部品の緩みをもたらす場合がある一方で、大きすぎる体積の堆積媒体は、ソルダ・ボールなどによって引き起こされる短絡又は接着剤の汚染による接触不良をもたらす場合がある。

【0005】

プロセスの信頼性を増加させるため、例えば手動検査又は自動光学検査（ＡＯＩ）などの光学又は目視検査が、粘性媒体が基板上に噴射された後に行われる。しかしながら、体積の小さなばらつきを検出する能力が比較的限られていることと、そうした検査が時間を消費し複雑であることとは、この技術に関連する欠点である。

【0006】

このような検査は増加されたプロセスの信頼性を提供し得るが、前述される問題点の少なくともいくつかに対処する排出部と方法とを提供する必要が、依然として存在する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1a】本明細書で開示される技術の様々な実施形態による排出部の一部分の一例の側断面図。

【図1b】本明細書で開示される技術の様々な実施形態による排出部の一部分の一例の側断面図。

【図1c】本明細書で開示される技術の様々な実施形態による排出部の一部分の一例の側断面図。

【図2】通過する液滴を検出するために可能な１つのセンサ・アレンジメントの図。

【図3】通過する液滴を検出するために可能な１つのセンサ・アレンジメントの図。

【図4】シリコン・チップとセンサ・アレンジメントとを備えるバキューム・ワッシャの透視図。

【図5】本明細書で開示される技術が適用可能な噴射機械及びコンピュータの概要図。

【図6】噴射プログラムを生成する方法の概要。

【図7】本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、基板上に粘性媒体の液滴を噴射する方法の概要を示すフローチャート。

【図8】本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、基板上に粘性媒体の液滴を噴射する方法の概要を示すフローチャート。

【図9】本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、基板上に粘性媒体の液滴を噴射する方法の概要を示すフローチャート。

【図10】本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、基板上に粘性媒体の液滴を噴射する方法の概要を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明で開示する技術の目的は、基板上に粘性媒体の液滴を噴射するための、改良され、より信頼できて効果的な、排出部と方法とを提供することである。
本発明で開示する技術の目的及び他の目的は、独立した請求項に定義される特徴を有する排出部及び方法によって成し遂げられる。本発明で開示する技術の様々な実施形態は、従属する請求項に定義される。

【0009】

そのため、本発明で開示する技術の第１の態様にしたがって、基板上に粘性媒体の液滴を噴射するための排出部が提供される。排出部は、ノズル空間及びノズル出口を有するノズルと、ある体積の粘性媒体がノズル出口を通して押し出されるように、ノズル空間におけるその体積の粘性媒体を押圧するためのインパクト装置とを備える。それによって、粘性媒体の液滴は噴射ノズルから基板に向かって噴射される。その排出部は、また、粘性媒体の噴射液滴の軌道に沿って配置され、基板に向かって噴射されたその粘性媒体の液滴の通過を検出するように構成されている、センサ・アレンジメントを備える。

【0010】

本発明で開示する技術の第２の態様にしたがって、基板上に粘性媒体の液滴を噴射する方法が提供され、ノズル空間及びノズル出口を備える噴射ノズルが提供される。センサ・アレンジメントは、噴射方向において噴射ノズルの後か、粘性媒体の噴射液滴の軌道に沿って配置される。粘性媒体は、その粘性媒体がノズル空間からノズル出口を通して基板に向けて液滴の形態で噴射されるように、ノズル空間に供給され、押圧される。方法は、センサ・アレンジメントにおける粘性媒体の存在を反映するセンサ・パラメータを監視する工程をさらに備える。

【0011】

本研究で開示される技術は、噴射ノズルと噴射された粘性媒体の液滴が堆積される基板との間に液滴センサ・アレンジメントを配置することによる実現に基づいており、噴射プロセスの最中に、噴射特性及び噴射液滴を監視可能である。データは、押圧装置の押圧によって液滴が噴射されたか否かに関してのデータなどを含んで得られてもよい。それによって、失敗した滴は、基板の表面を検査することなく検出されることができる。押圧装置の押圧による液滴の噴射が確認されない場合は、そのデータは、基板に補充の媒体を追加することなどによって堆積体積の補正に使用されることができる。現在のプリント・プロセスの最中に、又は追加の補充プリント・プロセスの最中に、同時又はオン・ザ・フライで補正が行われてもよい。それによって、時間のかかる、下流における堆積物の事後検査の必要を減少させることができる。

【0012】

本発明で開示される技術は、また、堆積される粘性媒体の体積の、比較的徹底したリアルタイム又は瞬間的な監視を提供する点において有利である。とりわけ、基板上の一定の場所に付与される体積は、併せて堆積体積を形成する噴射滴の数をカウントすることによ
って、又は個々の液滴の体積を推定することによって推定されてよい。このように、本研究で開示する技術は、堆積媒体の体積が、下流の何らかの追加の光学検査機器を使用することなく噴射滴１滴分の体積の正確度で推定されることを可能にする。

【0013】

本出願の文脈において、用語「粘性媒体」は、ソルダ・ペースト、ソルダ・フラックス、接着剤、導電性接着剤、又は基板上に部品を固定するために使用される任意の他の種類の流体である媒体、導電性インク、抵抗体ペーストなどとして理解されるべきであり、用語「噴射液滴」又は用語「ショット」は、インパクト装置の押圧に応じて噴射ノズルを通して押し出され、基板に向かって動く、ある体積の粘性媒体として理解されるべきであることが留意される。噴射液滴は、また、インパクト装置の押圧によって噴射される液滴の一群を含む。また、用語「堆積物」、つまりある体積の「堆積媒体」は、１つ以上の噴射液滴の結果として基板上の位置に付与される接続量の粘性媒体を指し、用語「基板」は、プリント配線基板（ＰＷＤ）、プリント回路基板（ＰＣＢ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）用の基板、チップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）、クワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、ウェーハ、又はフリップチップなどとして解釈されるべきであることが留意される。

【0014】

「流体濡れ」などの接触分配プロセスと比較して、用語「噴射」は、噴射ノズルから基板上への粘性媒体の液滴の形成及び射出に流体噴射を利用する非接触分配プロセスとして解釈されるべきであることも留意される。

【0015】

典型として、排出部はソフトウェア制御される。そのソフトウェアは、どのように粘性媒体を特定の基板に付与するのかについての命令、又は所定の噴射予定若しくは噴射プロセスにしたがう命令を必要とする。これらの命令は「噴射プログラム」と呼ばれる。このように、噴射プログラムは粘性媒体の液滴を基板上に噴射するプロセスを支援し、そのプロセスも、「噴射プロセス」又は「プリント・プロセス」として言及される場合がある。噴射プログラムは、噴射プロセスに先立ってオフラインで行われる前処理工程によって生成されてよい。

【0016】

このように、噴射プログラムの生成は、独自の若しくは所定の基板、又は、同一基板の独自の若しくは所定のセットに関する基板データを、生成プログラムにインポートすることと、その基板データを基にして、基板上のどこにその液滴が噴射されるかを定義することとを伴う。言い換えると、粘性媒体は、所定の噴射プログラムにしたがって基板上に噴射されるように配置される。

【0017】

一例として、コンピュータ・プログラムは基板に関するＣＡＤデータなどをインポートし、処理するために使用される。そのＣＡＤデータは、例えば接触パッドの位置及び伸長を表すデータと、基板上に実装される個々の部品それぞれの位置、名称及びリード線を表すデータとを備えてよい。このプログラムは、要求される体積、横方向の伸長、及び／又は高さを有する堆積物がそれぞれの部品に提供されるように、基板上のどこに液滴が噴射されるのかを決定することに使用されることができる。これは、１つの液滴の寸法及び体積、どれだけの数の液滴が特定の部品の必要を満たすために十分であるか、及び基板上のどこにそれぞれの液滴が置かれるべきであるかについての知識を要求するプロセスである。

【0018】

全部品に対する全液滴の構成がプログラミングされると、粘性媒体の液滴を基板上に噴射するために、噴射ノズルがどのように動かされるのか（例えば、１つ以上の排出部を制御する噴射機械によって）を記述する噴射軌道テンプレートを生成することができる。複数の排出部が同時発生的に、又は連続して動作してもよいことが理解される。したがって、噴射軌道テンプレートは噴射機械、ひいては１つ又は複数の排出部を動作させることに
使用される噴射プログラムに移される。噴射プログラムは、また、要求される堆積物を有した基盤を提供するために、例えば、粘性媒体のノズル空間への供給を制御するため、及びインパクト装置の押圧を制御するための噴射パラメータを備えてもよい。

【0019】

噴射プログラムを生成する前処理工程は、オペレータによって行われるいくつかの手動の工程を伴ってよい。これは、例えばＣＡＤデータをインポートすることと、特定の部品に対してパッド上のどこに液滴が位置付けられるべきかを決定することとを伴ってもよい。しかし、この前処理は、コンピュータなどによって自動的に行われてもよいことが理解される。

【0020】

センサ・アレンジメントは、センサの制御下にある場（例えば、光センサによって制御される電磁場、静電容量センサによって制御される電場、及び磁気抵抗センサ又はホール・センサなどによって制御される磁場など）の外乱を使用するように構成されているセンサ装置を備えてよい。センサ・アレンジメントは、また、エアーナイフ又は既存のガスフロー中に、マイク又は圧力センサを置くことで認識され得る。排出部は、例えば温度センサ又は圧力センサなどの、噴射プロセスの監視と制御とを改良し得るさらなるセンサ・アレンジメント又はセンサ装置を備えてもよいことが理解される。

【0021】

１つの失敗した、若しくは欠落したショット、又は続いて失敗した複数のショットは、例えば、ノズル・チャンバに対する媒体の補給の不連続性によりその粘性媒体に封入されるエアボイドによって、又は不良排出部によって引き起こされる場合がある。従来の技術において、不良プリント結果（つまり、欠損堆積物又は不適切か不十分な体積の堆積物を有する）を有する基板は、下流における検査工程において又は製品の最終試験の最中など、粘性媒体の堆積の後に検出される場合がある。そのため、不良プリント結果を有するいくつかの基板がエラーの検出前に処理され、したがってそれらの基板の再加工又は廃棄が必要となるという恐れが存在する。

【0022】

本発明は、このように噴射プロセスの最中にリアルタイムで、又は少なくとも早期に、その噴射プロセスの中断若しくは外乱が検出されることができるように、噴射プロセス又は噴射プログラムの最中に液滴の噴射を監視する可能性を提供することにおいて有利である。それによって、そのプリント結果の潜在的な欠陥は、その基板を処理ラインの下流に進めるのに先立って検出されることができ、それによって基板の生産歩留まりが改良され、不良品発生率が減少し、再加工が減少されることができる。

【0023】

本明細書で開示される技術は、また、例えば手動検査又は自動光学検査（ＡＯＩ）などの追加の下流における検査工程を省く可能性を提供することにおいて有利である。生産ラインの道具の数及び／又はオペレータの数を減少させることは、生産費用を有利に減少させる。

【0024】

噴射滴のプロセス中検出は、基板の表面に対する粘性媒体の付与に先立って、最少付与量（すなわち、堆積物を形成する１つの噴射滴）の検出を可能にする。これは、堆積される粘性媒体の体積のプロセス制御の改良と監視の改良とを可能にする。

【0025】

本明細書で開示される技術は、また、分離した検査を行うことなく、基板上に粘性媒体の液滴の補充噴射することによって、プリント・エラーを補正する可能性を提供することにおいて有利である。

【0026】

ガスフローは、噴射ノズルの出口を過ぎた後に提供されてよく、そのガスフローの大きさと速度は、そのガスフローを有するノズル出口の領域から粘性媒体を運び出すために十分である。さらに排出部は、ノズル出口から離間されており、かつ噴射方向において見ら
れるノズル出口の後（すなわち、下流）の場所にある壁部（すなわち、バキューム・ワッシャ）を備えてもよい。バキューム・ワッシャとノズル出口との間には、そのノズル出口以降においてガスフローの流路又はガイドとして機能する空間が形成されている。バキューム・ワッシャは、ノズル出口と同心円状の開口部（すなわち、オリフィス）を備え、それによって、噴射液滴にそのオリフィスを介してバキューム・ワッシャを通過させる。好ましくは、バキューム・ワッシャのオリフィスも、ノズル出口に向かいノズル出口を過ぎるガスフローの入口を提供する。

【0027】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、検出部はバキューム・ワッシャと一体化されている。吸込口、つまりオリフィスの壁部（風を受ける）に検出部を配置することなどによって、ガスフローは排出部を粘性媒体による汚染から十分清浄に保ち得る。このことは噴射プロセスの信頼性を有利に高め、検出部の表面の塞がりによる噴射プロセスの中断、又は外乱の恐れを減少させることができる。

【0028】

検出部をバキューム・ワッシャなどの排出部の既存部分に一体化することは、排出部生産の観点から有利である場合がある。
本明細書で開示される技術の様々な実施形態にしたがって、検出部は光学検出部を備える。検出部は、噴射液滴の軌道に対して垂直な平面に、及び／又は噴射液滴の軌道に沿って連続的に配置されている複数の光学検出部を、さらに備えてもよい。光学検出部は、光又は他の電磁エネルギーを発する発光素子（ＬＥＤ）などの光源と、その発せられた光を検出する光センサとを備えてよい。

【0029】

バキューム・ワッシャのオリフィスの周りなど、噴射液滴の軌道に対して垂直に複数の検出部を配置することは、通過する液滴の検出の信頼性と冗長性を有利に高めることができる。

【0030】

さらに、噴射液滴の軌道に沿って複数の連続的な検出部を配置することは、その噴射液滴を、基板に向かうそれらの軌道に沿っていくつもの位置で検出する可能性を提供する。このことは信頼性と冗長性を高め、例えばショットの長さや速度などの他のパラメータの検索を可能にすることができる。

【0031】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、基板の表面の粘性媒体の滴を検出するために、並びに、その滴及び／又は堆積物の形及び／又は幅を測定するために、排出部は基板に向けられるさらなる検出部を備えてよい。このことは、噴射プロセスと潜在的エラーの検出との信頼性及び冗長性を、有利に高めさせる。

【0032】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、監視の工程は、センサ・パラメータの１つ以上のセンサ値（ＳＶ）を１つ以上の基準センサ値（ＳＶｒｅｆ）と比較することによって、１つ以上の存在値（ＰＶ）を計算することを備える。センサ値は、噴射液滴の軌道が交差する、センサの制御下にある場の外乱と遮断とを示し得る。センサ装置から受け取られるセンサ値（ＳＶ）を、基準センサ値（ＳＶｒｅｆ）、つまり、しきい値と比較することによって、そのセンサ・アレンジメントにおける粘性媒体の存在又は不在が識別され、存在値（ＰＶ）によって表されることができる。

【0033】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、方法は、液滴値（ＤＶ）を計算する工程をさらに備える。その計算は、異なる時間に測定された２つ以上の存在値（ＰＶ）の間の比較を含む。２つの現在値を互いに比較することによって、センサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の液滴を識別することができる。この識別は、例えば２つ以上の存在値の間の差を決定することによって行われ得る。例えば、液滴の通過は、センサ・アレンジメントにおいて粘性媒体の存在を示す第１の存在値、及びセンサ・アレンジメント
において粘性媒体が存在しないことを示す第２の存在値として識別されてよい。そのため、センサ・アレンジメントを通過する液滴を示す液滴値は、存在値の間の差を識別し、解析することによって決定され得る。

【0034】

本明細書で開示される技術の他の実施形態にしたがって、方法は、センサ・アレンジメントにおける粘性媒体の存在を表す基準存在値（ＰＶｒｅｆ）以上である２つ以上の存在値（ＰＶ）をカウントすることによって、液滴値（ＤＶ）を計算することをさらに備える。それらの２つ以上の存在値（ＰＶ）は異なる時間に測定されており、それによってセンサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の液滴を識別する。センサ・アレンジメントを通過する液滴を表す液滴値は、そのため、センサ・アレンジメントにおける粘性媒体の存在を表す存在値を識別し、カウントすることによって得られることができる。存在値（ＰＶ）の数をカウントすることは、例えばサテライトが主要な液滴から区別されるのを有利に可能にする。

【0035】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、方法は、ノズル空間における粘性媒体の押圧から、センサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の液滴の識別までの経過時間を反映する経過時間パラメータ（ＬＴＰ）を備え、その経過時間パラメータ（ＬＴＰ）は時間値（ＴＶ）を含む。液滴押圧値（ＩＤＶ）は、時間値（ＴＶ）を基準時間値（ＴＶｒｅｆ）と比較することによって計算される。この時間値を基準時間値と比較することによって、検出される液滴が、押圧間隔の押圧から妥当な時間間隔内にセンサ・アレンジメントを通過したかどうかが決定されてよい。長すぎる時間間隔は、液滴が押圧によって噴射されなかったことを示すことができ、そのため、例えば失敗したショットと見なされてよい。時間値を解析することは、液滴の速度が計算されることを有利に可能にすることができる。その速度は、例えば、液滴の移動距離、つまりノズル出口とセンサ装置との間の距離を割ることによって決定されてよい。時間値は、また、連続して噴射される液滴間の相対速度の変化とばらつきとを監視するために使用されてもよい。次第に増加する液滴速度は、例えば噴射プロセスの最中に、対応して減少する時間間隔によって検出されることができる。同様に、次第に減少する速度は、次第に増加する時間間隔によって示されることができる。

【0036】

これに代えて、又はこれに加えて、インパクト装置の押圧による液滴の通過を表す液滴押圧値（ＩＤＶ）は、センサを通過する粘性媒体の第１及び第２の液滴間の経過時間を反映する液滴間隔時間パラメータ（ＤＴＰ）の液滴間隔時間値（ＤＩＶ）を、基準液滴間隔値（ＤＩＶｒｅｆ）と比較することによって得られてよい。ＤＩＶｒｅｆは、例えば前述されるように、インパクト装置による押圧などを制御するための噴射パラメータを備える噴射プログラムから得られることができる。第１及び第２のショット間の経過時間と基準液滴間隔値（ＤＩＶｒｅｆ）とを得ることによって、通過する液滴が、期待されるように押圧によって噴射されたかどうかが決定され得る。液滴間隔時間値とそれに対応する基準値との間の差が基準間隔内である場合、例えば、第２の液滴は前記の押圧に応じて噴射されたと結論付けられることができる。

【0037】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、センサ・アレンジメントは、噴射方向に連続的に配置されている２つ以上のセンサ装置を備える。この実施形態にしたがって、液滴速度値（ＤＶＶ）は、少なくとも第１のセンサ装置からの少なくとも第１の存在値（ＰＶ）と、少なくとも第２のセンサ装置からの少なくとも第２の存在値（ＰＶ）との間の比較によって計算され、少なくとも第１及び第２の存在値（ＰＶ）は、異なる時間に測定される。センサ・アレンジメントの通過の際の液滴の速度を表す液滴速度値は、プリント結果と噴射プロセスとの質の指示尺度として有利に使用されてよい。比較的速い液滴速度は、例えば、基板上でのサテライト及び拡散の点においてプリント結果に影響する場合があり、その一方で、比較的遅い液滴速度は、基板上への押圧にあたって不規則に形
作られた液滴をもたらし、ひいては堆積物を不規則に形作る場合がある。液滴速度もまた、例えば粘性媒体の粘度と密度とに依存する速度によって、その粘性媒体の質の指示尺度として使用されてよい。噴射液滴の速度を監視することによって、プリント結果の質、排出部の性能、及び粘性媒体の質などの瞬間的な監視が成し遂げられ得る。

【0038】

噴射方向に連続的に配置されている２つ以上のセンサ装置を備えるセンサ・アレンジメントを使用することは、液滴長値（ＤＬＶ）が計算されることを可能にし、その液滴長値は、噴射方向に関する噴射液滴の長さを表す。その計算は、少なくとも第１のセンサ装置からの少なくとも第１の存在値（ＰＶ）を、少なくとも第２のセンサ装置からの少なくとも第２の存在値（ＰＶ）と比較することを含み、その少ない第１及び第２の存在値（ＰＶ）は異なる時間に測定される。

【0039】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、センサ・アレンジメントは、噴射方向に対して垂直な平面に配置されている２つ以上のセンサをさらに備える。このような配置は、噴射液滴の体積を表す液滴体積値（ＤＶＯＬＶ）を決定することに使用されることができる。その計算は、少なくとも第１及び第２のセンサ装置からの２つ以上の存在値（ＰＶ）を比較することによって、液滴径値（ＤＤＩＶＡ）を計算すること（その２つ以上の存在値は同じ時間に測定される）と、少なくとも第１のセンサ装置からの少なくとも第１の存在値（ＰＶ）を少なくとも第２のセンサ装置からの少なくとも第２の存在値（ＰＶ）と比較することによって、液滴長値（ＤＬＶ）を計算すること（その第１及び第２の存在値（ＰＶ）は異なる時間に測定される）とを含む。液滴体積値（ＤＶＯＬＶ）は、その後、液滴長値（ＤＬＶ）と液滴径値（ＤＤＩＡＶ）とに基づいて決定される。

【0040】

本明細書で開示される技術の実施形態によると、押圧による噴射液滴が確認されていない場合、液滴速度値（ＤＶＶ）が液滴速度基準値（ＤＶＶｒｅｆ）を下回る場合、及び／又は液滴体積値（ＤＶＯＬＶ）が液滴体積基準値（ＤＶＯＬＶｒｅｆ）を下回る場合に、基板上への粘性媒体の液滴の補充噴射が行われる。

【0041】

補充噴射は、例えば、現在のプリント・プロセスの最中に行われる。このような場合、噴射モジュールが、１つ若しくはいくつもの失敗したショット、又は基準体積を下回っている体積を有する液滴の検出にあたって、１つ又はいくつもの追加のショットを追加することによってプリント・プロセスを制御する噴射プログラムを動的に変更する。このように、追加の続く処理をすることなく、及びオペレータによる介入なく、潜在的エラーが自動的に修復され得る。

【0042】

これに代えて、又はこれに加えて、噴射モジュールは、失敗したショット及び／又は噴射ショットの体積についてのデータに基づいて、修復噴射プログラムを用意してもよい。修復噴射プログラムは噴射プログラムと類似していても、つまり、基板上の要求される位置に要求される量の粘性媒体を噴射するために、関連する噴射プロセスを制御してもよい。この修復噴射プログラムにおいて、要求される量と位置とは、しかし、失敗したショット又は小さい体積を有するショットを表す受け取ったデータに基づいていてもよい。

【0043】

修復噴射プログラムは、前述で概要を示したように、噴射プログラムの処理と類似のやり方で生成されてよい。その生成は、例えばコンピュータによって自動的に行われるか、オペレータによって行われるいくつかの手動の工程を伴ってもよい。機械は、例えば、検出される失敗したショット又は予想外の体積を有する堆積物の位置及び／又は数を表示しても、オペレータに検出されるエラーのどれが追加噴射によって修復されるべきものかを選択させてもよい。コンピュータは、その後、オペレータからの入力に基づいて、現在の噴射プロセスが終わった後にその排出部によって実行されるか、他の同時発生的に若しくは継時的に動作する排出部によって実行され得る修復噴射プログラムを用意してよい。

【0044】

検出されるエラーを補正することは、噴射技術の頑強性を増加させ、これによって最終製品の質を高めることができる。このことは、また、下流における堆積物の検査及び試験の必要を減少させることができ、かつ、基板の再加工を減少させることができる。

【0045】

有利なことに、修復プロセスは、検出されるエラーに応じて排出部の自動又は手動の妥当性確認に先行されてよく、噴射の質は、例えばテストパターンをプリントすること又は基板の表面以外の場所に液滴を噴射することによって確認され得る。

【0046】

補充噴射は、例えば、失敗したショットの検出、所定の基準体積範囲外の体積を有する液滴の検出、及び／又は所定の基準速度間隔外の速度を有する液滴の検出に応じて行われてよいことが理解されるだろう。

【0047】

本明細書で開示される技術の実施形態にしたがって、液滴速度値（ＤＶＶ）が液滴速度基準値（ＤＶＶｒｅｆ）以下である場合に、ノズル空間における粘性媒体の押圧の強さが増加され得る。さらに、液滴速度値（ＤＶＶ）が液滴速度基準値（ＤＶＶｒｅｆ）を超える場合に押圧の強さが減少され得る。

【0048】

噴射液滴の速度は、特に基板上の液滴の体積分布又は拡散の点において、プリント結果の質に影響する場合がある。噴射液滴の速い速度は、例えば、比較的平らで幅の広い堆積物に結び付き得るが、その一方で、より遅い速度は比較的小さい径を有する尖った滴をもたらし得る。その結果として、体積の分布は最終製品の質に影響する場合があり、例えば、ソルダ・ペーストを含む粘性媒体については短絡や接合不足が生じ、粘性媒体（例えば、接着剤を含む）については部品の緩みや導通しないパッドが伴う。

【0049】

本実施形態は、このように噴射プロセスの最中に噴射液滴の速度を調節する可能性を提供し、それによって、例えばＰＣＢ組立品などの最終製品が、高い質と性能を有することを可能にすることにおいて有利である。

【0050】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、液滴体積値（ＤＶＯＬ）が液滴体積基準値（ＤＶＯＬｒｅｆ）以下である場合に、ノズル空間への粘性媒体の供給速度は増加させられる。同様に、液滴体積基準値（ＤＶＯＬｒｅｆ）を超える液滴体積値（ＤＶＯＬ）に応じて、供給速度は減少させられてよい。

【0051】

前述されるように、堆積物の有するソルダ・ペーストなどの体積が大きすぎると、短絡を引き起こす場合があり、一方で、接着剤などの体積が大きすぎると導通しないパッドをもたらす場合がある。さらに、ソルダ・ペースト又は接着剤などの体積が小さすぎると、それぞれ接合不足又は部品の緩みをもたらす場合がある。本実施形態は、このように基板上の粘性媒体堆積物の体積を調節する可能性を提供し、それによって、ＰＣＢ組立品などに改良された質と性能を有せしめることにおいて有利である。

【0052】

本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、方法は、基板に向けられる基板センサ・アレンジメントを提供する工程を備える。基板上の粘性媒体の存在を反映する基板センサ・パラメータ（ＳＳＰ）は監視され、その基板センサ・パラメータ（ＳＳＰ）は、基板センサ値（ＳＳＶ）を含む。方法は、１つ以上の基板存在値（ＳＰＶ）を計算する工程をさらに備え、その計算は、前記基板センサ・パラメータ（ＳＳＰ）の１つ以上の基板存在値（ＳＰＶ）と、１つ以上の基準基板存在値（ＳＰＶｒｅｆ）との間の比較を含む。それによって、基板上の粘性媒体の存在が識別される。

【0053】

この実施形態は、インパクト装置の押圧による噴射液滴を確認する可能性を有利に提供
し、プリント・エラーの検出にあたって、プリント結果の追加的な補正を結果として可能にする。噴射滴の軌道に沿って配置されているセンサ・アレンジメントと併用して基板センサ・アレンジメントを使用することは、例えば存在、速度、径及び体積の決定を行う点において、噴射液滴の監視及び制御の信頼性と冗長性とを改良することができる。

【0054】

本明細書で開示される技術は、前述で概要を示される方法を行うようにプログラム可能なコンピュータを制御するための、コンピュータ可読命令として具体化されてよい。そのような命令は、それらの命令を記憶するコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータ・プログラムの形態で流通してよい。

【0055】

本発明の第１の態様による排出部における、前述に記載の実施形態の任意の特徴は、本発明の第２の態様による方法と組み合わされてもよい。
本発明のさらなる目的、特徴、及び利点は、後述する詳細な開示、図面及び添付の特許請求の範囲を学ぶ際に明白となる。本発明の様々な特徴は、後述する実施形態以外の実施形態を生ずるように組み合わされることができることを、当業者は理解するだろう。

【0056】

追加的な目的と同様に、本発明の前述の特徴及び利点は、後述の本発明の実施形態の例示的であり限定のためではない詳細な記述を通してより理解される。添付の図面において参照される。

【0057】

全ての図は概要であって、必ずしも縮尺通りではなく、一般に本発明を明瞭にするために必要な部分のみを示している。他の部分は省略されているか、単に示唆されている場合がある。

【0058】

図１ａを参照すると、本明細書で開示される技術の一実施形態による排出部の概要図が示される。
排出部１は、本実施形態において圧電アクチュエータ７と、その圧電アクチュエータ７に接続されているプランジャ６とを含んでいるインパクト装置を備える。プランジャ６は、軸方向に可動であるとともに、ブッシング８の孔を通って摺接可能に延びている。カップばね９は、プランジャ６を組立ハウジング１０に対し弾性的に釣り合わせるように、かつ、圧電アクチュエータ７に予圧を提供するために提供される。排出制御ユニット（図示せず）は、圧電アクチュエータ７に断続的に駆動電圧を印加し、それによって、ソルダ・パターン・プリント・データにしたがって、その圧電アクチュエータ７の断続的な伸長を引き起こし、したがって組立ハウジングに対するプランジャ６の往復運動を、引き起こす。

【0059】

さらに、排出部１は、粘性媒体の液滴２２が噴射される基板２３に対して動作可能に向けられる、本質的に平板状の噴射ノズル２を備える。噴射ノズル２３において、液滴２２が基板２３に向かって噴射される際に通る、ノズル空間３とノズル出口４とが提供される。ノズル出口４は、ノズル２の一端（下の部分）に位置する。ノズル空間３は、インパクト装置のプランジャ６による押圧にあたって、ノズル空間３を通してノズル出口４の外に押し出される粘性媒体を受け取るように配置される。

【0060】

プランジャ６の形態のインパクト装置は、ピストン孔を通って摺接可能であり、軸方向に可動な延びるピストン部分を備え、プランジャ６の前記ピストン部分のインパクト端面１１は前記ノズル２の近くに配置される。

【0061】

異なる種類の排出部を使用する本明細書で開示される技術の他の実施形態において、ピストンを備えるプランジャは、前述にしたがって圧電アクチュエータ７に断続的に駆動電圧を印加するように構成されている排出部制御ユニットを必ずしも備えない他の種類のイ
ンパクト装置（例えば、膜又はダイアフラムなど）で置き換えられてもよい。

【0062】

これらの全てのインパクト装置は、共通して、インパクト装置（例えば、プランジャ、膜又はダイアフラム）の往復運動又は振動運動により圧力インパルスを素早く生成することによって、粘性媒体の液滴を形成して噴射ノズルから基板上に射出するための非接触噴射プロセスを提供するように構成される。

【0063】

本明細書で開示される技術に関連して使用される１つ以上の排出部のインパクト装置は、約１００ｐＬから約３０ｎＬの間（例えば、約１０ｎＬ、又は５〜１５ｎＬサイズ範囲内）の堆積物体積を有する個々の液滴を射出するために、約１〜５０マイクロ秒の期間の間、初期位置から終止位置（排出部のノズルに必ずしも近くはない）に向かって動いてよい。インパクト装置が圧力インパルスにより噴射ノズルを押圧する速度は、約５ｍ／ｓ及び約５０ｍ／ｓの間であってよい。

【0064】

そのため、本明細書で開示される技術に関連して使用される１つ以上の排出部は、一定のサイズ又はサイズ範囲（例えば、５〜１５ｎＬ，１〜５ｎＬ又は１０〜２０ｎＬ）の堆積物体積を有する液滴を射出するように構成されていてもよい。前述されるように、被加工物上に噴射される個々の液滴それぞれの体積は、約１００ｐＬ及び約２０ｎＬの間であり、個々の液滴それぞれのドット径は約０．１ｍｍ及び約１．０ｍｍの間であってよい。

【0065】

ノズル２の上の表面は、インパクト端面と向かい合うように位置付けられる。プランジャ６の軸運動はノズル２に向かい、圧電アクチュエータ７の断続的な伸長によって引き起こされる前記運動は、ノズル空間に収容される任意の粘性媒体の急な加圧とノズル出口４を通した噴射とを引き起こす。

【0066】

粘性媒体は、フィーダ１２を介して供給容器であるノズル空間３に供給される。フィーダ１２はモータ軸１３を有する電動モータ（図示せず）を備え、電動モータは、ノズル空間と連通する出口ポートに対して、排出部ハウジング１０を通して延びている管状の孔に、部分的に提供される。回転可能なモータ軸の本質的な部分、すなわち、供給スクリュー１３は、エラストマーなどからなる管１４によって囲まれている。供給スクリュー１３は、管状の孔に管１４と同軸に配置されている。回転可能な供給スクリュー１３のスレッドは、その管の最内面に摺接する。供給制御ユニット（図示せず）によってモータに提供される電子制御信号は、供給スクリュー１３を、所望の角度又は所望の回転速度で回転させる。回転可能な供給スクリュー１３のスレッドと管の内表面との間に捕えられた粘性媒体は、その後供給スクリュー１３の回転運動にしたがって、入口ポートからノズル空間３に移動させられ、それによってノズル空間３に粘性媒体を供給する。

【0067】

センサ・アレンジメント５は、噴射液滴２２の軌道が、センサ・アレンジメント５に制御されるセンサ場１７と交差するように、噴射液滴２２の方向に見られるよう、噴射ノズル２の後に配置される。このように、センサ・アレンジメント５の近傍を通過する液滴２２は、粘性媒体の存在が検出され得るように、センサ制御場１７の外乱を引き起こし得る。

【0068】

図１ｂを参照すると、図１ａにおいて記載される排出部と類似する排出部１が図示される。図１ｂでは、その排出部は、噴射方向に見られるようにノズル出口４の下又は後に配置されている壁部、すなわちバキューム・ワッシャ２４をさらに備え得る。バキューム・ワッシャ２４は、噴射液滴２２がそのバキューム・ワッシャによって遮られることなく、又は負の影響を受けることなく通過できる通り穴、すなわちオリフィスを備える。その結果として、その穴はノズル出口４と同心円状である。バキューム・ワッシャ２４は、空気流チャンバ１６がバキューム・ワッシャ２４とノズル出口４との間に形成されるように、
ノズル出口４から離間され、ノズル出口４に向かうガスフローとノズル出口４以降のガスフローを可能にする流路又はガイドとして機能する。

【0069】

図１ｃは、図１ａ及び図１ｂを参照して前記される排出部に類似の、さらなる排出部１を図示する。図１ｃに示されるように、センサ・アレンジメント５はバキューム・ワッシャ２４と一体化されていてよい。

【0070】

図２を参照すると、噴射ノズル２、ピストン６及びセンサ・アレンジメント５が、本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって図示される。噴射ノズル２は、インパクト装置による押圧にあたってノズル出口４を通して押し出される、ある体積の粘性媒体を有するノズル空間３を備える。それによって、粘性媒体の噴射液滴２２は噴射ノズル２から吐出され、光学センサなどを備えるセンサ・アレンジメントの制御下にある光学場１７を通過する。センサ・アレンジメント５の傍を通過する液滴２２は、粘性媒体の存在が検出されるように、センサの制御下にある場１７の外乱を引き起こし得る。

【0071】

図２を参照して記載されるものと類似の配置が図３において示され、第１及び第２のセンサ・アレンジメント５ａ，５ｂは、噴射方向に連続的に配置される。そのため、噴射液滴の軌道は、その液滴２２の通過にあたって２つ以上の異なる、かつ、時間的に分離されたセンサ信号が生成されることができるように、センサの制御下にある２つの場１７ａ，１７ｂと交差する。基板２３上における粘性媒体の検出が可能となるように、基板センサ・アレンジメント５ｃは基板２３に向けられる。

【0072】

しかし、センサ・アレンジメント５は、バキューム・ワッシャ２４と一体化される、又は一体化されない、噴射方向に連続的に配置されている複数のセンサ装置を備えてもよいことが理解されるだろう。

【0073】

次に図４を見ると、バキューム・ワッシャ２４は、吸込口１５と吸込口１５を横切って配置されているセンサ装置５とを有するシリコン・チップ２１を備えてよく、センサ５装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１７とその反対側に配置されている光センサ１８とを備える。ＬＥＤ１７と光センサ１８とは、電気接触パッド２０を介して周囲へ、及び周囲から電力を移すために、電気配線１９に接続される。バキューム・ワッシャ２４と一体化されるセンサ・アレンジメントとは、図１〜３を参照して記載される実施形態の何れか１つと組み合わされてもよい。

【0074】

図５を参照すると、基板５７に対し粘性媒体の液滴が提供される噴射機械５１が例示されている。ソフトウェア・プログラムは、機械５１と通信するコンピュータ５３上で動作する。ソフトウェア・プログラムは、ＰＣＢなどの基板についての主な製造データを保持するデータベースを有し、その基板のある機械のための機械データが処理される。その基板についての基板データ５５は、データベースに、好ましくはＣＡＤファイルに含まれるＣＡＤデータの形態でインポートされる。そのプログラムは、噴射プロセスを制御する噴射プログラムを生成することに適している。噴射プログラムを備える機械制御ソフトウェアの如何なる同時動作へ干渉することなく、オペレータが噴射プログラム生成を扱って作業できるように、ソフトウェア・プログラムはオフラインで利用できる。ソフトウェア・プログラムは、図５のＣＤ ＲＯＭ５９によって例示されるコンピュータ可読媒体に提供されてもよい。

【0075】

特定の機械又は同じ噴射プログラムを使用する複数の機械用の噴射プログラムは、後述のように生成されてよい。まず、そのソフトウェア・プログラムが読み込まれたコンピュータ５３で作業するオペレータが、基板用のＣＡＤデータを基にして、その機械に基板上の場所となる部品を、そのソフトウェア・プログラムによって割り当てる。部品について
の部品データ（例えばハウジングについての部品の伸長と、もしあれば、リード線及びそれらの基板上の位置と）は、基板データに含まれる。コンピュータ上に現在の機械の機械インタフェースを開くことによって、オペレータは基板データに基づいて噴射プログラム用のデータを生成する手順を開始することができる。

【0076】

図６は、噴射プロセスを制御する噴射プログラムを生成する前処理工程の一例を図示するフローチャートである。第１の工程６０１において、基板のＣＡＤデータは、オフライン前処理のためにソフトウェア・プログラムにインポートされ、次の工程６０２において、そのＣＡＤデータは、例えば組み立てられる個々の部品それぞれの位置及び伸長を記載する組立品データに変換される。次の工程において、要求される堆積物が定義され（６０２）、それらのそれぞれのパッド又は基板上の位置に割り当てられる。ひとたび要求される堆積物が定義される（６０３）と、噴射プログラムにデータがコンパイルされ（６０４）、その噴射プログラムはその噴射プロセスを制御するように実行され得る噴射機械に送られる（６０５）。噴射プログラムは、例えば１つ又は複数の排出部の移動軌道を制御するためのデータと、インパクト装置の押圧及びノズル空間への粘性媒体の供給を制御する噴射パラメータとを含んでよい。それによって、粘性媒体の液滴の噴射は、要求される堆積物が提供されるように制御され得る。

【0077】

修復噴射プログラム（例えば失敗したショット、及び所定の体積を下回る体積を有する液滴などのプリント・エラー）は、図６を参照して記載される噴射プログラムに類似して生成されてよい。例えば前述で言及されるセンサ・アレンジメントを使用することによるプリント・エラーの検出にあたって、修復噴射プログラムは、検出されたエラーに基づいて要求される堆積物を定義する（６０３）ことによって生成されてよい。修復噴射プログラムは、その後コンパイルされ（６０４）、追加噴射によって欠損液滴又は誤った堆積物を補完する噴射機械に送られる（６０５）。修復噴射プログラムの前処理は、例えば、ソフトウェア・プログラム（オペレータによって行われるいくつかの手動の工程を含む）によって、自動的に行われてよいことが認識される。

【0078】

図７を参照すると、本明細書で開示される技術の一実施形態にしたがって、基板２３上に液滴を噴射する方法の概要が示されている。
本実施形態にしたがって、ノズル空間３とノズル出口４とを備える噴射ノズル２が提供される（１０２）。噴射方向において、噴射ノズル２の後に、例えば光学センサ装置１７，１８を備えるセンサ・アレンジメント５が提供される（１０３）。例えばソルダ・ペーストなどの粘性媒体はノズル空間３に供給され（１０６）、その粘性媒体がノズル出口４を通して、ノズル空間３から基板２３に向かって液滴の形態で噴射されるように、インパクト装置によって押圧される。この方法は、センサ・アレンジメント５における粘性媒体の存在を反映するセンサ・パラメータを監視する工程をさらに備える。

【0079】

図８において示されるように、監視されるセンサ・パラメータは、そのセンサ装置における粘性媒体の存在を示すセンサ値（ＳＶ）を備えてよい。そのため、図７を参照して記載される本方法は、センサ・アレンジメントにおける粘性媒体の存在を識別する存在値（ＰＶ）を計算する（１１２）工程を備える。存在値の計算は、センサ・パラメータのセンサ値と基準センサ値（ＳＶｒｅｆ）との間の比較を含んでよい。ＳＶｒｅｆは、例えば、センサ値が粘性媒体の存在を表すか否かを示すしきい値であってよい。存在値（ＰＶ）は、例えば、「１」が粘性媒体の存在を定義し、「０」が粘性媒体の不在を定義する、バイナリ・インジケータであってよい。

【0080】

次の工程において、センサ・アレンジメントを通過する粘性媒体の液滴を識別する液滴値（ＤＶ）が、例えば異なる時間に測定される２つ以上の存在値（ＰＶ）を比較することによって、計算される（１１４）。この工程は、例えば、同じセンサ装置によって連続的
に登録される２つの存在値を比較することによって、成し遂げられてよい。粘性媒体の存在を表す第１のＰＶであって、粘性媒体の不在を表す第２のＰＶが後に続くＰＶは、例えば液滴がそのセンサ装置を通過していたことを示す場合がある。この計算は、また、識別の信頼性を改良し、その測定値のノイズを減少させるために、いくつもの存在値の比較を含む。

【0081】

また、液滴の通過が、当業者に容易に理解されるいくつもの他の方法で識別されてもよいことが認識される。例えば、液滴値は、センサ・アレンジメントにおける粘性媒体の存在を表す基準存在値以上である２つ以上の存在値（ＰＶ）をカウントすることによって計算されてもよい（１１４）。

【0082】

さらに、通過液滴は噴射液滴、つまり、インパクト装置の押圧によってセンサ・アレンジメントを通過する意図的な液滴として確認されてもよい。これは、経過時間パラメータ（ＬＴＰ）を監視すること（１１６）と、液滴押圧値（ＩＤＶ）を計算すること（１１８）とによって成し遂げられてよい。経過時間パラメータは、インパクト装置の押圧（１０８）から、センサ・アレンジメントの傍を通過する液滴の識別（１１４）までの経過時間を反映し、液滴押圧値は、その経過時間パラメータ（ＬＴＰ）の時間値（ＴＶ）を基準時間値（ＴＶｒｅｆ）と比較することによって計算される（１１８）。比較的小さい時間値は、例えば、その通過液滴が、新しい押圧によってセンサ・アレンジメントを通過していることを示すことができ、その一方で比較的高い時間値は、その液滴が、その押圧によってセンサ・アレンジメントを通過してはいないことを示すことができる。

【0083】

図９に示されるように、本方法は、噴射方向に連続的に配置されている、２つ以上のセンサ装置間の液滴の通過によって定義される時間間隔によって、液滴速度値（ＤＶＶ）を計算する（１２０）工程をさらに備えてよい。計算（１２０）は、第１のセンサ装置からの第１の存在値（ＰＶ）と第２のセンサ装置からの第２の存在値（ＰＶ）との間の比較を含み、それによって、液滴が第１及び第２のセンサ装置間の距離を移動することにかかる時間を表す時間間隔を提供する。噴射方向におけるセンサ間の距離を、その時間間隔で割ることによって、平均液滴速度を得ることができる。

【0084】

噴射方向に連続的に配置されている２つ以上のセンサ装置を使用することで、液滴速度値（ＤＶＶ）と液滴長値（ＤＬＶ）との両方が計算され得る（１２０，１２２）。第１のセンサ装置からの第１の存在値（ＰＶ）を、第２のセンサ装置からの第２の存在値（ＰＶ）と比較することによって得られる液滴速度値（ＤＶＶ）は、液滴長値（ＤＬＶ）を決定するために、それらのセンサ装置のどちらか一方からの第３の存在値（ＰＶ）と併せて使用され得る。第１の存在値は、例えばその液滴の前端を表すことができ、例えば第１のセンサ装置から得られる第３の存在値は、その液滴の後端を表す。液滴速度値（ＤＶＶ）を有する液滴の前端及び後端の通過する間の時間間隔に基づいて、その液滴の長さ（つまり、前端と後端との間の距離）が計算されてよい（１２２）。

【0085】

センサ・アレンジメントは、噴射方向に対して垂直な平面に配置されている、２つ以上のセンサ装置をさらに備える。噴射方向に対して垂直な平面に配置されている、第１及び第２のセンサ装置からの２つの存在値を比較することで、その液滴の径が、液滴径値（ＤＤＩＶＡ）として計算されてよい。液滴体積値（ＤＶＯＬＶ）は、その後、液滴径値（ＤＤＩＡＶ）と液滴長値（ＤＬＶ）とに基づいて計算されることができる（１２６）。

【0086】

基板上への粘性媒体の液滴の補充噴射（１２８）は、押圧による噴射液滴が確認されていない場合、その噴射液滴が遅すぎる速度を有する場合、又はその噴射液滴が小さすぎる体積を有する場合に、行われてよい。追加噴射（１２８）は、例えば、分離した補正プロセスにおいて行われるか、噴射プロセスを噴射する最中に動的に行われることができる。

【0087】

計算された（１２０）液滴速度が基準液滴速度値を下回る場合、その粘性媒体の押圧の強さを増加する（１３０）工程は、その液滴速度を増加するように行われてよい。同様に、押圧の強さを増加する（１３２）工程は、基準液滴速度値以上である、計算された（１２０）液滴速度に応じて行われてもよい。押圧の強さの調節（１３０，１３２）は、例えば、ピストンに接続される圧電アクチュエータに対する印加電圧を変更することによって成し遂げられてよい。

【0088】

基準液滴体積値と比較して液滴体積値が小さすぎる、又は大きすぎることに応じて、本方法は、ノズル空間への粘性媒体の供給速度をそれぞれ増加させる（１３４）又は減少させる（１３６）工程を備え得る。これは、例えば、供給スクリューを動作させる電動モータの速度を調節することによって行われてよい。

【0089】

最後に、図１０は、基板に向けられる基板センサ・アレンジメントを提供し（１０５）、基板上の粘性媒体の存在を反映する基板センサ・パラメータ（ＳＳＰ）を監視し（１１１）、基板存在値（ＳＰＶ）を計算する（１１３）工程をさらに備えている、図７を参照して記載される方法に類似する方法を示す。その計算は、基板センサ・パラメータ（ＳＰＶ）の基板存在値（ＳＰＶ）を基準基板存在値（ＳＰＶｒｅｆ）と比較すること、及び、それによって基板上の粘性媒体の存在を識別することを含む。

【0090】

図１〜４を参照して上述される実施形態の任意の１つは、図７〜１０を参照して本明細書に記載される方法の実施形態の任意の１つに組み合わせること、及び適用することができる。

【0091】

上述で概要を示したように、図７〜１０によって図示される方法は、コンピュータ実行可能な命令として具体化されることができ、該コンピュータ実行可能な命令は、そのような命令を記憶するコンピュータ可読媒体を含んでいるコンピュータ・プログラム製品の形態で流通され、使用される。例として、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と通信媒体とを備えてよい。当業者に知られるように、コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュール又は他のデータなどのデータの、記憶媒体用の任意の方法又は技術で実施される、揮発性と不揮発性の両方の取り外し可能及び取り外し不可能媒体を含む。コンピュータ記憶媒体はＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光学ディスク記憶媒体、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶媒体又は他の磁気記憶装置を含むが、これらに限定されない。さらに、通信媒体は典型的に、搬送波又は他の移送機構などの変調されたデータ信号におけるコンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュール又は他のデータを具体化し、任意のデータ配信媒体を含むことが、当業者に知られている。

【0092】

特定の実施形態が記載される一方で、添付の特許請求の範囲に定義される範囲内において、多様な変更と改変とが考えられることを、当業者は理解するだろう。

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】