JP6875136B2 - 塗布装置、情報処理装置、情報処理方法、プログラム - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には塗布液体を塗布する装置が開示されている。
塗布装置は搬入された電子回路基板が配置された平面上の各位置(電子回路基板上の各位置)をX−Y座標として把握する。スプレーパスはX−Y座標値を用いて設定されており、塗布装置は電子回路基板上をスプレーパスで指示される座標値に基づいて移動する。
また搬送されてくる電子回路基板等は、その搬送姿勢としての方向性(平面の回転方向)があらかじめ想定していた方向性と異なることになる場合もある。
これらの事情により、あらかじめ想定していた搬送方向や搬送姿勢に基づいて設定したスプレーパスが使用できないことが生ずる。
するとスプレーパスの再設定が必要になる。またスプレーパス(塗布プログラム)の汎用性が低下することで、複数の塗布装置を用いる塗布現場での使用性やメンテナンス性は大きく低下する。
そこで本発明では、塗布現場での搬送方向や搬送姿勢にかかわらず、共通の塗布プログラム(スプレーパス設定等)を用いることができるようにすることを目的とする。
塗布装置に対して回路基板等の塗布処理対象物は、所定の方向から所定の姿勢で搬入されてくる。この塗布処理対象物に対して、あらかじめスプレーパスが設定されており、スプレーパスに従って効率的な塗布が実行される。しかし、塗布処理対象物が搬入されてくる際の方向性や搬送状態での姿勢(回転方向の姿勢)が異なると、スプレーパスが適切でなくなる。そこでスプレーパス情報を変換できるようにする。
搬送方向(搬入されてくる際の流れ方向)が異なる場合、スプレーパスが想定している原点位置が異なるものとなる。これに応じてスプレーパス情報の座標変換を行う。
搬送姿勢(塗布処理対象物の回転方向姿勢)が異なる場合、スプレーパスが想定している座標と実際の座標が回転方向にずれるものとなる。これに応じてスプレーパス情報の座標変換を行う。
即ちこの情報処理装置は、塗布装置内の制御装置や、塗布装置と連携するコンピュータ装置などとして構成される。
本発明の情報処理方法は、搬送情報取得機能の処理とパスデータ変換機能の処理を実行する。
本発明のプログラムは情報処理装置に、搬送情報取得機能の処理とパスデータ変換機能の処理を実行させる。
コーティング装置1が本発明の塗布装置に相当する。またコンピュータ装置200、もしくはコーティング装置1に内蔵された演算処理装置(主制御部30)が、本発明の情報処理装置として構成可能である。
説明は次の順序で行う。
<1.コーティング装置の構成>
<2.コーティング装置の制御構成>
<3.コンピュータ装置の構成>
<4.スプレーパス設定及び各種設定>
<5.搬送方向/搬送姿勢に応じた処理>
<6.まとめ及び変形例>
<7.プログラム>
図1にコーティング装置1の外観例を示す。
このコーティング装置1は搬入されてきた回路基板100に対して、吐出部であるノズル3からコーティング剤を吐出して吹き付けるコーティング処理を行い、回路基板100に防湿や防錆のための保護薄膜を形成する装置である。
なお後述するが、ノズル3は塗布液体(コーティング剤)を扇状又は円錐状に吐出する吐出部である。
コンベア機構10は、Y方向に離隔したコンベア10a、10aと、コンベア10a、10aをそれぞれ支持するとともに搬送される回路基板100をガイドする搬送ガイド10b、10bとを有する。搬送ガイド10bの上面は高さ基準面10cとされている。
コンベア10a、10aには、回路基板100のY方向における両端部がそれぞれ載置される。回路基板100は、コンベア10a、10aの駆動により搬送される。回路基板100の搬入時、搬出時にコンベア10a、10aは図示しないモータにより駆動される。
なお搬送ガイド10b、10bのX方向における所定の位置には、位置決め部としてのストッパ20、20が設けられている。ストッパ20は、コンベア10a、10aの上方(Z方向)に張り出すように搬送ガイド10b、10bからY方向に突出されている。コンベア10a、10a上を搬送される回路基板100は、先端面がストッパ20、20に突き当てられることでその移動が規制され、コーティング処理が行われるコーティング位置に位置決めされる。
もちろん、コーティング装置1は、このようにラインを構成するだけでなく、個別に回路基板100等の処理対象物に対してコーティングを行う機器としてもよい。
また矢印DRin2、DRout2の方向性の搬送方向、即ち表示部9等を視認するオペレータから見て回路基板100が右から左に進行することになる搬送方向を「左流れ」と呼ぶこととする。
ストッパ20の位置は、右流れ/左流れにかかわらず固定でも良いが、搬送方向に応じて変更可能としてもよい。
ノズル3は、筒状先端部3aがノズルベース部3bに取り付けられた構造とされている。
ノズル3は、ホルダ4に取り付けられた状態で、搬入された回路基板100の上方空間をX方向、Y方向、Z方向に移動可能とされている。
レーザセンサ25がホルダ4に装着されていることで、レーザセンサ25はノズル3とともにX方向、Y方向、Z方向に移動可能とされている。
以上の構成により、ノズル3の位置は、Xモータ8、Yモータ7、ノズルZモータ5によってX方向、Y方向、Z方向に移動可能となる。X方向、Y方向、Z方向に移動することで、搬入された回路基板100上の各所を移動しながらのコーティング剤のスプレーを行うことができる。
またレーザセンサ25の位置はXモータ8、Yモータ7によりX方向、Y方向に移動可能となる。これにより回路基板100の平面をスキャンして、回路基板100の各部の高さを計測できる。
図2Aに示すように、回路基板100には、抵抗、コンデンサ、ICチップ等の各種の電子部品110,111,112,113がマウントされており、その各種電子部品の高さw,vや、電子部品間のサイズk,mなども多様である。本実施の形態では、例えばこのような回路基板100に対して、X方向、Y方向、Z方向にノズル3が移動されながら吹きつけを行うことで、回路基板100の形状や部品配置に応じた適切な薄膜形成を可能とする。
この図2Dのようなスプレーパターン90は、a−a断面線の位置よりさらに下方にいくと、霧化状になり、コーティングに適さなくなる。霧化状のパターンで塗布したコーティング剤は塗布されない部分やピンホールが多くなり、不良品になることがある。そのため、例えばa−a断面線の位置あたりで、回路基板100の表面に達することが適切である。
図2Aでは、上述のZ方向移動によりノズル3の回路基板100の表面からの高さ位置が、距離tの状態に調整され、コーティング剤の塗布が行われている様子を示している。この場合の塗布面からの距離tは、スプレーパターン90による塗布幅が、最も効率よく塗布ができる幅hとなる高さを得る距離である。この状態でX方向に移動されることで、幅hの状態でのX方向へ帯状に進行する塗布が行われることになる。
なお、最適な距離tは、塗布液体の粘度やノズル3のサイズ・形状等にもよるが、例えば本実施の形態では距離t=10mmとして説明する。
さらに回転角度位置により、進行させる塗布の帯の幅を調節することもできる。例えば図2Aの状態から45°回転角度位置を変化させてX方向に移動させれば、図示の幅hの半分の幅の状態でのX方向へ帯状に進行する塗布を行うことが可能になる。
図3A、図3B、図3Cには、各種回転角度位置θ1、θ2、θ3の場合に、例えばX方向側から見た場合のスプレーパターン90及び塗布領域92の塗布幅を示している。図のように、塗布幅を回転角度位置によって調整できる。
従って重ね塗り部分を考慮して塗布幅を調整したり、比較的狭い箇所にスプレーを行う場合などは、回転角度位置を調整して、進行方向からみたスプレーパターン幅を調整することで、適切な幅の塗布が可能となる。
コーティング剤は例えばポリオレフィン系若しくはアクリル系若しくはポリウレタン系の絶縁コーティング剤である。シンナーで希釈して液状で回路基板100に塗布した場合、10分程度乾燥させることで、回路基板100に基板遮蔽層としての薄膜が形成される。
光センサを構成する発光部21と受光部22は、X方向に対向するように配置されている。発光部21は例えば半導体レーザ等により構成され、例えば直径1.5mm程度のレーザ光を出力する。このレーザ光は受光部22によって受光される。受光部22では、受光光量に応じて、検出信号を出力する。
この場合、レーザ光の光線はX方向に伸びる線状となり、例えばノズル3がY方向に移動されてレーザ光の光線を横切ると、光線がノズル3によって妨げられ、受光部22に達しない。これによって受光部22では、受光光量が低下し、光量低下状態を示す検出信号を出力することとなる。
適切な塗布幅で塗布を行うために、ノズル3からの扇状のスプレーパターン90の幅を調整することが行われる。そのために、ノズル3のからスプレーパターン90を吐出させながら、センサの光線を横切る方向性でノズル3を移動させて、スプレーパターン90の幅を測定する。測定結果に応じて、コーティング剤のスプレー圧を調整することで、スプレーパターン幅を所望の幅に調整できる。
本例では、揮発性の高い溶剤で希釈されたコーティング剤を用いており、これが乾燥してノズル3の筒状先端部3a(吐出孔)で硬化し、吐出するスプレーパターン90を変化させてしまうことがある。
そこで不使用時には、希釈剤を入れた浸け置き部24にノズル3の先端が浸されるようにしておく。浸け置き部24には例えばシンナー系の溶剤を入れておく。これによりノズル3の詰まりを防ぐ。
また使用前には捨て打ち部23の上方にノズル3を位置させた状態で、捨て打ちとしての吐出を行って硬化部分を吹き飛ばしたり、ノズル3の先端をブラシ26に接触させるようにY方向に移動させて清掃できるようにしている。これらの作業により、実際のコーティング作業時には、安定したスプレーパターンが得られるようにしている。
また、捨て打ち部23の上方は、発光部21からのレーザ光の光線位置となる。従って、後述する測定処理としてスプレーパターン90を吐出しながらノズル3を移動させる動作は、捨て打ち部23の上方で行うことができる。つまり捨て打ち部23が測定処理の際に吐出されるスプレーパターン90の受け部としても機能する。
また捨て打ち部23には図示の様に斜面が形成されており、該斜面によって捨て打ちされたコーティング剤は一定方向に飛び散るように構成されている。この図1の場合、浸け置き部24の方向にコーティング剤が飛び散るようにされている。このため捨て打ちの際や、測定処理の際に、むやみにコーティング剤が飛散することがないようにできる。
この表示部9には、このコーティング装置1に取り込まれた回路基板100の画像(撮像画像)や撮像画像を加工した画像、操作アイコン、メッセージ表示、その他、ユーザインターフェースのための各種画像が表示される。
回路基板100の画像が表示されることで、オペレータは、画像上で、コーティングを行う部位を指定したり、あるいはコーティングを禁止する領域を指定したりすることも可能とされる。
図4にコーティング装置1の制御構成を示す。なおここでは特に電気系統を示し、コーティング剤の供給、加圧制御等の流体制御系についての説明は省略する。
メモリ部34は、主制御部30が各種制御で用いるROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、EEP−ROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等の不揮発性メモリ等の記憶領域を総括的に示している。
なお、このメモリ部34としては、マイクロコンピュータ内部に形成される記憶領域(レジスタ、RAM、ROM、EEP−ROM等)や、マイクロコンピュータとしてのチップ外部で外付けされるメモリチップの領域の両方をまとめて示している。つまり、いずれの記憶領域が用いられても良いため区別せずに示したものである。
メモリ部34におけるRAM領域は、主制御部30としてのCPUが各種演算処理のためのワークメモリとして用いたり、画像データ等の一時的な記憶等に用いられる。
メモリ部34における不揮発性メモリ領域は、演算制御処理のための係数、定数等、必要な情報が格納される。
主制御部30は、メモリ部34に格納されるプログラムや、入力部31からのオペレータの操作入力に基づいて、或いは外部装置であるコンピュータ装置200等からの指示に基づいて、必要な演算処理、制御処理を行う。
搬送情報取得機能300は、塗布処理対象物の搬送方向又は搬送姿勢を示す搬送情報を取得する機能である。搬送方向又は搬送姿勢は、コーティング装置1が設置されたラインにおいて決まる。搬送方向や搬送姿勢の情報は、例えばオペレータの入力等に応じて取得する。
パスデータ変換機能301は、搬送情報取得機能300の処理で取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向又は搬送姿勢と異なっている場合は、搬送情報に応じてスプレーパスを変換するパスデータ変換処理を行う。
入力部31からの入力情報は主制御部30に供給され、主制御部30は入力情報に応じた処理を行う。
例えば主制御部30は、回路基板100の撮像画像データを表示駆動部33に受け渡して、撮像画像を表示部9に表示させたり、撮像画像データを編集して表示部9に表示させたりすることができる。
なお主制御部30は、例えばコンピュータ装置200やデジタルスチルカメラ等の外部機器から撮像画像データを取り込んで、メモリ部34に格納する。そして主制御部30は、例えばスプレーパスの設定などのために必要に応じて撮像画像データを読み出して画像解析処理、拡大/縮小処理、画像編集処理、或いは外部送信処理等を行うことができる。
この通信により、外部機器から撮像画像データ等の供給を受けたり、或いはバージョンアッププログラムをロードしたり、各種処理係数、定数の変更設定を受け付けたりすることができる。また主制御部30がホスト機器に対し、エラーメッセージ、ワーニング等を送信したり、撮像画像データを送信することなども可能とされる。
また図示のようにコンピュータ装置200と通信可能とされた場合、コンピュータ装置200から撮像画像データ、動作プログラム、スプレーパスの設定データ等を取り込むことができる。
例えば主制御部30は、コーティング処理を開始する前に、回路基板100を撮像した撮像画像の解析、及びオペレータの操作入力による禁止エリア設定等に応じて、スプレーパスを作成する処理を行う。もしくはコンピュータ装置200側で設定したスプレーパスのデータを取得する。
実際のコーティング処理を開始した後は主制御部30は、スプレーパスに応じて、ノズル移動方向をモータコントローラ35に指示していくこととなる。
また、高さ測定の際にも、主制御部30は、モータコントローラ35に対してレーザセンサ25(ホルダ4)の所定の移動を指示する。
これらの移動のコマンドに応じて、モータコントローラ35は、各モータドライバ(36,37,38,39)を駆動制御することとなる。
Xモータドライバ38は、Xモータ8に正方向回転又は逆方向回転の駆動電流を与える。これによりXモータ8が駆動され、ホルダ4を支持するY方向ガイド11全体がX方向の正方向又は逆方向にスライド移動される。
ノズルZモータドライバ39は、ノズルZモータ5に正方向回転又は逆方向回転の駆動電流を与える。これによりノズルZモータ5が駆動され、ノズル3が垂直方向に繰り出されたり、引き上げられたりするように移動される。
ノズル回転モータドライバ37は、ノズル回転モータ6に正方向回転又は逆方向回転の駆動電流を与える。これによりノズル3の回転角度位置を変化させる回転動作が行われる。
モータコントローラ35は、主制御部30からのコマンドに応じて、各モータドライバ36,37,38,39に指示を出し、電流印加を実行させることで、各モータが連携してノズル3とレーザセンサ25の移動が実行される。
位置検出部52は、ノズル回転モータ6により回転駆動されるノズル3の回転角度位置を検出する。そして回転角度位置を主制御部30に通知する。
位置検出部53は、Xモータ8により移動されるホルダ4のX方向の位置を、X座標値として検知し、主制御部30に通知する。
位置検出部54は、ノズルZモータ5により上下移動されるノズル3のZ方向の位置を、Z座標値として検知し、主制御部30に通知する。
位置検出部51,53,54は、それぞれY方向ガイド11,X方向ガイド12、ホルダ4に機械的或いは光学的なセンサが設けられて位置を検出するようにしても良いし、或いはYモータ7,Xモータ8,ノズルZモータ5がステッピングモータの場合、位置検出部51,53,54は、正逆方向の駆動ステップ数をアップ/ダウンカウントするカウンタとし、そのカウント値を検出位置とするものでもよい。またYモータ7,Xモータ8,ノズルZモータ5に取り付けられたFG(Frequency Generator)やロータリエンコーダ等の信号を用いて、現在位置を計測するものでもよい。いずれにせよ位置検出部51,53,54は、ノズル3の現在位置としてX座標値、Y座標値、Z座標値が検出できる構成であればよく、その具体的手法は問われない。
また位置検出部52も同様に、ノズル回転位置を機械的或いは光学的に検出するセンサでもよいし、例えばノズル回転モータ6のFGやロータリエンコーダ、或いはステッピングモータの場合のステップ数のアップダウンカウンタなどとしてもよい。
モータコントローラ35は、位置検出部51,52,53,54からの位置情報を監視しながら、主制御部30から求められたノズル駆動を実行することになる。
また主制御部30は、モータコントローラ35を介して位置検出部51,52,53,54による位置情報の通知を受けることで、ノズル3とレーザセンサ25の現在位置を把握でき、正確かつ無駄のない移動制御が実行できる。
また吐出制御部40は、主制御部30の指示に応じて、吐出の際の圧力を調整することで、コーティング剤のスプレーパターン90の幅や量を調整することもできる。
例えば吐出機構41では、コーティング剤の吐出用の空気圧の調整に電空レギュレータを使用する。吐出制御部40は電空レギュレータを制御することで、噴射圧でコーティング剤のスプレーパターン90の幅を調整できる。電空レギュレータによって電気信号に比例して空気圧を無段階に制御できることで、スプレーパターン90の幅を無段階で変化させることができる。これにより、スプレーパターン90の調整、あるいは設定変更などが容易に実行できる。
このセンサ駆動部42は主制御部30の指示に応じてレーザ発光駆動を行い、またその際、検出信号を主制御部30に供給することになる。
図5Aにコンピュータ装置200の構成を示す。コーティング装置1と接続されるコンピュータ装置200は、例えば図5Aのようなハードウエア構成で実現される。
通信部260は、例えばLANなどによりコーティング装置1を含む周辺装置との間の通信を行う。
なおスプレーパスに限らず、各種のコーティング条件設定その他の各種設定処理をCPU251が実行し、コーティング装置1に転送することもできる。
このようにコーティング装置1で必要とされる処理をコンピュータ装置200側で行うことでコーティング装置1の主制御部30の処理負担を軽減できる。
パスデータ変換機能301は、搬送情報取得機能300の処理で取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向又は搬送姿勢と異なっている場合は、搬送情報に応じてスプレーパスを変換するパスデータ変換処理を行う。
以上の構成の本実施の形態のコーティング装置1(主制御部30)では、コーティングを効率よくかつ正確に行うために、実際の塗布作業の前には、ノズル3による塗布作業時の移動経路(スプレーパス)を設定している。
なお、ここでは主制御部30が行う各種設定として説明するが、以下説明するスプレーパス設定及び各種設定はコンピュータ装置200(CPU251)において行って、設定情報を主制御部30に転送するようにしてもよい。
即ち以下はスプレーパス設定機能302を備えた主制御部30又はCPU251による処理である。
図6Aはコーティング処理対象物である回路基板100を示している。この回路基板100にはコーティングを行わない領域も存在するため、あらかじめ図6Bのように禁止エリアARを設定する。
禁止エリアARは、ノズル3によるスプレーパターン90の吐出を行わない領域であるとする。
図7Aは、表示部9に表示される回路基板100の撮像画像である。回路基板100や電子部品110、111、112、113等が画像として表示されている。
このような画像に対し、オペレータのタッチ入力、もしくは主制御部30の画像解析により図7Bのように禁止エリアARを設定する。主制御部30はこの禁止エリアARを考慮してスプレーパスを設定する。即ち禁止エリアARを避けるようにノズル3を移動させる経路を算出する。
なお各パスマーカPMによっては、ノズル3がコーティング剤を吐出しながら移動する吐出移動経路が示される。各パスマーカPMで示されるのが、それぞれ1つの吐出移動経路となる。或る吐出移動経路から次の吐出移動経路に移動するときは、ノズル3からの吐出を継続させながら移動できる箇所もあれば、一旦コーティング剤の吐出を停止させて移動させる場合もある。例えば図6Cで「7」のパスマーカPMの吐出移動経路で塗布を行った後、「8」のパスマーカPMの吐出移動経路での塗布に移る場合、ノズル3は非吐出状態で移動される。このような非吐出状態で移動する経路(非吐出移動経路)は、パスマーカPMによって直接的には示されないが、実質的には塗布作業時のノズル移動経路であり、スプレーパスに含まれることになる。
具体的なスプレーパス作成処理は、全体の経路を設定するとともに、1つのパスマーカPMで示される1つ1つの吐出移動経路について、開始位置(開始X座標位置と開始Y座標位置)、パス長(Length)、方向(パスの進行方向)、ノズル回転角度(θ)としての開始角度と終了角度、塗布高さ(吐出時のノズル高さのZ座標値)、移動速度などを設定する処理となる。また非吐出移動経路のノズル高さのZ座標値(移動高さ)もスプレーパスの情報に含まれる。
例えば後述する図10Aには、設定されたスプレーパスの例を示し、図10Bにはそのスプレーパスを示す上記の各情報を示している。
このようなスプレーパス設定により、ノズル3の吐出移動経路の移動が禁止エリアARを含まず、また吐出移動経路及び非吐出移動経路の移動が適切な高さで行われ、さらに各種コーティング条件に応じて効率良く行われるようにする。
図2のように原点aは、回路基板100におけるストッパ20に接する端辺の前方側とされている。これは右流れの場合であり、左流れの場合は異なる。この点は後述する。
また、設定されたスプレーパスによるノズル移動過程では、禁止エリアARや電子部品を避けるためにノズルの移動高さも設定されるが、その高さはZ座標値で登録される。
例えば主制御部30は作業者の入力等に基づいてコーティング条件設定を行う。ここでは例えば以下の(1)〜(8)のような設定を行う。
扇状のスプレーパターン90の幅は加圧液体の加圧力やノズル3の種別によって異なる。スプレーパターン90の幅が異なれば効率の良いスプレーパスも変わる。そこでスプレーパス作成のために扇状スプレーパターン90の幅を設定する。また塗布厚の設定はノズル3の移動速度や、隣のすでに塗布された部分への重ね塗り量に関わる。
塗布幅hで塗布する際に、隣の既に塗布された部分にどれだけ重ねて塗布するかを設定する。通常は重ね塗りしないでスプレーパスを設定しても、液化したコーティング剤の塗布後の僅かな拡張によって隣同士の塗布が合体し隙間のない塗布が完成する。しかし付着しない部分やピンホールを完全に防ぐための塗布作業ないし厚みのある塗布を必要とする場合は重ね塗り量を多く設定する必要がある。
回路基板100の端面までコーティング剤を塗布すると、コーティング剤が流れ落ちピンホールや付着しない部分を形成することがある。また、コーティング剤が流れ出して回路基板100の側面や裏面に付着すると粘着性が発生するともに厚みが変化し、後の搬送に支障をきたす恐れがある。また、無駄なコーティング剤の消費ともなる。そこで外周でコーティング剤を塗布しないのり代を設定できるようにしている。回路基板100の外周に数ミリ間隔の塗布しないのり代を設定すると、のり代の手前に塗布されたコーティング剤の表面張力によって、回路基板100上に塗装厚を保持しコーティング膜を作成することができる。この表面張力によってコーティング剤が流れ落ちることもない。
効率的で短時間に塗布作業を完成させる為に、回路基板100の横方向(X方向)か縦方向(Y方向)のどちらに主にノズル3を移動させたほうが良いかを設定する。
回路基板100上の電子部品110,111等の高さにも応じたノズル3の高さ位置の設定であって、扇状スプレーパターン90が霧化しないダブテイル状の部分を使って塗布するための高さ設定である。過去のデータが揃っていれば条件を入力するだけで自動的に効率よい塗布幅hに設定することができる。
例えば図2Aに示した距離tが塗布高さであり、例えばt=10mmとする。
上述のように塗布作業時の移動経路であるスプレーパスは、吐出移動経路と非吐出移動経路を含む。
非吐出移動経路においてコーティング剤の吐出を行わずに回路基板100上をノズル3が通過するときは、回路基板100上の電子部品110,111等の高さに考慮して移動しなくてはならない。そこでノズル3が電子部品等に当接して破損することがないように、移動高さ(ノズル移動高さ、及びニードル移動高さ)を設定する。基本的には、移動高さとは、回路基板100上の電子部品110等に衝突しない十分な高さに設定される。例えば移動高さ=30mmなどとする。
ノズル3の選定と吐出圧の設定と塗布速度の設定によってコーティング剤の塗布厚が決定する。塗布速度を下げるとコーティング剤が厚く塗布され、ひび割れの原因になったり、あふれて禁止エリアARに入ってしまうことがある。塗布速度を早くするとコーティング剤が薄く塗布され、塗布されない箇所ができてしまうと共に、飛沫量が大きくなり、禁止エリアARに飛沫が飛んでしまうことがある。そこで適切な塗布速度を設定する。
なお、設定する塗布速度としては、ノズル3による直線方向塗布速度、θ回転角度に応じた塗布速度、斜め方向移動のための塗布速度、円弧移動のための塗布速度などがある。
塗布方向にノズル3が移動する際、停止した状態から加速して一定速度に達するまでの期間に吐出したコーティング剤は厚く塗布されてしまう。同様にノズル3の速度が減速して停止するまでの間に吐出したコーティング剤も厚く塗布されてしまう。また、一定速度で移動していたノズル3が停止するまでコーティング剤が吐出されると、慣性力によって停止位置よりも先にコーティング剤が塗布されてしまう。そこでノズル3の移動が一定速度に達してからコーティング剤を塗布するとともに、一定速度より減速するとコーティング剤の塗布を中止するように、塗布タイミングを設定する。
例えば回路基板100の製造工場の製造ラインにコーティング装置1が配置される場合、回路基板100の搬送方向としては右流れの場合と左流れの場合があり得る。また、例えば通常は右流れが想定されていたとしても、ラインの事情によって左流れに変更されることもある。
ここで図の紙面の左方向が前工程であって左側から回路基板100が搬入されるとする。コーティング装置1Aについては、回路基板100の搬送方向は右流れとなる。つまりコーティング装置1Aの正面側のオペレータから見て、左から右に移動するように回路基板100が搬送されている。
しかしコーティング装置1Bについては回路基板100の搬送方向が左流れとなる。つまりコーティング装置1Bの正面側のオペレータから見て、右から左に移動するように回路基板100が搬送されている。
右流れの場合、図9Aのように基板100はストッパ20に接する端辺150の手前側が原点aとなる。仮に回路基板100の平面サイズを160mm×80mmとし、原点aからの距離をそのまま座標値とする。すると回路基板100の平面としてのX軸の座標値は、原点aの0mmから左に向かって160mmまで増加する。
一方、左流れの場合、図9Bのように基板100はストッパ20に接する反対側の端辺151の手前側が原点aとなる。回路基板100の平面としてのX軸の座標値は、原点aの0mmから右に向かって160mmまで増加する。
なおストッパ20に接する側に原点aを設定するのは、各種の回路基板100のサイズによらずにX座標原点を固定できることや、位置決めにより原点位置が正確に確定できること、さらにはオペレータが原点位置を把握しやすいことなどによる。
例えばある回路基板100について、基本的には図9Aのような右流れで端辺150側が前方の搬送姿勢でストッパ20の位置まで搬送されることが想定されるとする。するとこの状態の回路基板100に対してスプレーパス設定を行う。スプレーパス情報としては各経路の開始位置や進行方向等が設定される。
ところが、右流れを想定してスプレーパスを設定した場合、そのスプレーパスは、左流れのコーティング装置1Bでは使用できない。スプレーパス設定情報が指示する座標位置を、コーティング装置1は右流れの場合と異なる位置として把握するためである。
例えば図8のコーティング装置1Aを想定して設定されたスプレーパスは、コーティング装置1Bでは座標値や方向性の変化により、適正な塗布ができなくなる。
搬送姿勢とは、搬送時の回路基板100の平面の回転方向の向きのことをいう。搬送時に回路基板100のどの端辺が前方となるかということである。
図10に右流れの場合に回路基板100の姿勢が、0°の状態、平面方向に90°回転した状態、180°回転した状態、270°回転した状態を示している。
また左流れの場合についても、回路基板100の姿勢が、0°の状態、平面方向に90°回転した状態、180°回転した状態、270°回転した状態を示している。
回路基板100が長方形状の場合、通常、このように搬送姿勢については右流れ、左流れでそれぞれ例えば4通り想定される。この搬送姿勢をどのようにするかは、ラインの事情、例えば前工程の都合や、搬送機構の事情などによる。
仮に、搬送方向が右流れで搬送姿勢が回転0°を想定してスプレーパスを設定した場合、そのスプレーパス設定情報は、回路基板100が90°、180°、又は270°のいずれかの回転状態で搬送されてくるコーティング装置1では用いることができない。ある座標示す回路基板100上の位置が異なることになるためである。
また同様に、搬送方向が左流れで搬送姿勢が回転0°を想定してスプレーパスを設定した場合、そのスプレーパス設定情報は、回路基板100が90°、180°、又は270°のいずれかの回転状態で搬送されてくるコーティング装置1では用いることができない。
つまり、図10に示すうちで、ある搬送方向と搬送姿勢を前提条件として設定されたスプレーパスは、他の7通りの場合には用いることができない。
また共通の塗布プログラムを使用できないことで、塗布工程のランニングに不便なだけでなく、メンテナンスにも不便なことが生じ易い。例えばスプレーパス設定の不具合などがあっても、別個に対応が必要になる。
以下、具体例を説明する。
これは、平面サイズが160mm×80mmの回路基板100について、塗布幅を10mmとしたときにパスマーカPM内の数値「1」から「10」で示される10個のパスが設定された状態である。
このスプレーパスは搬送方向が右流れで搬送姿勢が0°の状態を想定しているとする。
各塗布軌跡ナンバのパスについては、例えば開始X、開始Y、Length(パス長)、方向(パスの進行方向)、開始角度、終了角度、塗布高さ、移動高さ、速度、DOT時間、ガン(ノズルの指定情報)が設定される。
「Length(パス長)」によりパスの長さが示される。パス(001)のパス長は87.500となっている。「方向」によりパスの進行方向が示される。パス(001)は左に進行するものとされている。
その他、開始角度、終了角度としてノズル回転角度(θ)が設定され、また塗布高さ、移動高さ、速度等が設定されている。これらによりパス(001)としての具体的な動作が規定されることになる。
他のパス(002)〜パス(010)についても、図11Aに示すパスを規定する情報が図11Bのように設定されている。
この図11Bの設定情報が上述のスプレーパス設定処理で設定される。
左流れの場合(搬送姿勢は0°)、図12Aに示すようにX座標の方向性が変化する。
しかしながら、スプレーパスを構成するパス(001)〜パス(010)は、回路基板画像170上では、図11Aと全く同じである。
ところが、図11Bの設定情報をそのまま実行しても、図12Aに示されるような塗布は行われない。例えば図11Aでは、パス(001)は、X=0.000mm、Y=5.000mmから左方向に進行するという設定である。しかしこれを図12Aに当てはめて、X=0.000mm、Y=5.000mmから左方向に進行すると、基板外に塗布が行われてしまうようなパスとなってしまう。このため搬送方向に応じた座標変換を行う。
この図12Bのスプレーパス設定情報によれば、パス(001)〜パス(010)は図12Aに示す通りとなる。例えばパス(001)は図12Aに示す開始位置STから左方向に塗布を行うパスとなる。結果として回路基板100の基板面から見れば、図11Aの場合と全く同様のパスで塗布が行われることになる。
この場合、右流れであるため図13Aに示すようにX−Y座標は図11Aと変わらないが、90°回転によって図11Bのスプレーパスはそのまま使用できない。
しかしながら、回路基板画像170で示される回路基板100の基板面から考えると、図13Aのスプレーパスを構成するパス(001)〜パス(010)は、図11Aと全く同じである。
これを実現するために変換したスプレーパス設定情報が図13Bのようになる。図11Bと比較してわかるように、パス(001)〜パス(010)の「開始X」「開始Y」「方向」が変更されている。例えばパス(001)は図13Aに示す開始位置STから上方向に塗布を行うパスとなる。
即ち回転により生ずる開始位置座標の変化とパス進行方向の変化に対応して各パス(001)〜パス(010)の「開始X」「開始Y」「方向」を改変することで、異なる搬送姿勢の場合でも、0°の場合と同じスプレーパスで塗布を実行できるようにしている。
ここでは、図11を右流れ0°とし、図12を左流れ0°に対応して改変した場合、図13を右流れ90°に対応して改変した場合の具体例を示したが、図10のいずれの搬送方向、搬送姿勢の場合も同様に対応できる。
なお、これは搬送方向又は搬送姿勢の変更を指示するオペレータの操作を認識する処理であって、特にオペレータが搬送情報の変更の指示を入力しない場合は、主制御部30はそのままデフォルトの搬送方向又は搬送姿勢(スプレーパス設定時の搬送方向又は搬送姿勢である例えば右流れ0°)であると解釈すればよい。
また主制御部30は、コンピュータ装置200から送信される情報として搬送情報を確認する場合もある。オペレータがコンピュータ装置200側で操作入力を行う場合などである。
具体的には、「開始X」の値を、
(開始X)=(基板X幅)−(元の開始X値)
とする。「開始Y」やその他の情報は変更不要である。
これにより図11Bのスプレーパス設定情報を図12Bのように改変する。
図12Bのパス(001)〜パス(010)の「開始X」の値は、全て、基板X幅である160mmから図11Bの「開始X」の値を減算した値になっている。
ステップS105では、回転数Nを設定する。ここでいう回転数Nとは0°の状態(デフォルトの姿勢)から90°単位の回転を何回行った状態かを示す値である。例えば90°の場合は回転数N=1、180°の場合は回転数N=2、270°の場合は回転数N=3とする。
つまり、指示された搬送姿勢が90°回転の場合は座標回転を1回、180°の場合は座標回転を2回、270°の場合は座標回転を3回実行する。
(開始X)=(回転前の基板Y幅)−(回転前の開始Y)
(開始Y)=(回転前の開始X)
なお、これらの座標変換に伴って、「方向」の情報も変更する。
ステップS107の処理を1回行うと、この図11Bから図13Bのように座標変換され、これによってスプレーパス設定情報は、右流れ90°に対応したものとなる。
270°回転の場合は、180°回転に対応するスプレーパス設定情報の「開始X」「開始Y」を再度、上記式で変換するとともに「方向」を変更する。つまりステップS107の座標変換を3回行えば良い。
なお、ここでは説明上の一例として、180°回転の場合は上記式の座標回転を2回、270°回転の場合は3回行うものとしたが、もちろん1回の座標変換で直接180°変換、270°変換を行うようにしてもよい。
以上の実施の形態では次のような効果が得られる。
実施の形態のコーティング装置1は、塗布液体を吐出する吐出部(ノズル3)と、吐出部を三次元の各方向である横方向、縦方向、高さ方向に移動させる移動機構(ノズルZモータ5,Xモータ8,Yモータ7,X方向ガイド12,Y方向ガイド11等)と、塗布処理対象物である回路基板100を塗布作業位置に搬送する搬送機構(コンベア機構10)とを有する。また搬送機構により搬送されてきた回路基板100に対して、設定されたスプレーパスに従って移動機構により吐出部を移動させながら塗布液体を吐出させる塗布制御処理を実行する主制御部30を備える。主制御部30は、回路基板100の搬送方向又は搬送姿勢を示す搬送情報を取得する搬送情報取得処理(S101)と、取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向又は搬送姿勢と異なっている場合は、搬送情報に応じてスプレーパス情報を変換するパスデータ変換処理(S103,S105〜S109)を行うようにしている。
このように搬送情報(搬送方向や搬送姿勢)がスプレーパス設定時の前提と異なる場合、スプレーパス情報を変換することで、スプレーパス設定をやり直さなくても、実際の搬送方向や搬送姿勢に適したスプレーパスでの塗布動作が可能となる。従って、スプレーパス(塗布プログラム)を再作成する手間は必要なくなる。
換言すれば、ある回路基板100に対して一度スプレーパスを設定すれば、工程ラインの事情にかかわらず、そのスプレーパスを有効に利用でき、多様な工程事情に対応することができる。例えば右流れで設定したスプレーパスにおいて、ラインの都合上、コーティング装置1が左流れで設置されても、スプレーパスの再設定の必要はない。
右流れのコーティング装置1と左流れのコーティング装置1が混在する工場においても、共通のスプレーパスを使用できる。
さらには、回路基板100の搬送方向や搬送姿勢を使用工場側の都合に合わせて選択できることになり、非常に融通の利くシステムを構築できる。
また、流れ方向等にかかわらず共通のスプレーパス(塗布プログラム)を使用できるため、例えば製造元やメンテナンス業者が想定している流れ方向と、使用工場での流れ方向が異なっても、製造元やメンテナンス業者等は、テスト機で同一の塗布プログラムにより各種の検証ができる。例えば塗布プログラムの不具合の疑いがあるような場合で、使用工場がメンテナンス業者と逆の流れであっても共通プログラムで検証ができる。これによりメンテナンスや検証等の効率も向上される。
搬送方向が異なる場合でもストッパ20による規定位置に応じて原点位置を変えることで、塗布装置のオペレータにもわかりやすく、また原点位置がストッパで確実に規定されるため、正確な塗布が実現される。この場合に、原点位置が異なることに対応してスプレーパスの座標変換を行うことで、適切なスプレーパスに改変できる。
回路基板100の搬送時の回転方向姿勢がスプレーパス設定時の前提と異なる場合、そのことに対応してスプレーパスの座標変換を行うことで、搬送姿勢の違いに対応した適切なスプレーパスに改変できる。
例えば円錐状に広がるスプレーパターンを吐出するノズルであっても本発明は適用できる。
またノズル3とニードルという2つの吐出部を備えた液体吐出装置としても実現可能である。ニードルとは細径の吐出口を持つ針状ノズルであり、電子部品間の狭い領域等に塗布できるものである。その場合、ニードルについてもスプレーパスが設定される。このスプレーパスについても、搬送方向又は搬送姿勢に応じて改変されるようにすれば良い。
また本発明の搬送方向又は搬送姿勢に応じた設定情報の変更処理は、膜形成、洗浄、塗装など、各種の目的で加圧液体の吐出を行う液体吐出装置において広く適用できる。さらに基板接着装置やレーザ加工装置などに応用することもできる。
実施の形態のプログラムは、上述の図14の処理を、例えばCPU、DSP(Digital Signal Processor)等の演算処理装置に実行させるプログラムである。
即ち塗布処理対象物の搬送方向又は搬送姿勢を示す搬送情報を取得する搬送情報取得手順(S101)と、搬送情報取得手順で取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向又は搬送姿勢と異なっている場合は、搬送情報に応じたスプレーパス情報の変換を行うパスデータ変換手順(S103,S105〜S109)を情報処理装置に実行させるプログラムである。
このようなプログラムによれば、実施の形態のコンピュータ装置200やコーティング装置1等の塗布装置の広範な提供に適している。
あるいはまた、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、MO(Magneto optical)ディスク、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc(登録商標))、磁気ディスク、半導体メモリ、メモリカードなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納(記録)しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。
また、このようなプログラムは、リムーバブル記録媒体からパーソナルコンピュータ等にインストールする他、ダウンロードサイトから、LAN(Local Area Network)、インターネットなどのネットワークを介してダウンロードすることもできる。
3…ノズル
5…ノズルZモータ
7…Yモータ
8…Xモータ
9…表示部
11…Y方向ガイド
12…X方向ガイド
30…主制御部
100…回路基板
110,111,112,113…電子部品
200…コンピュータ装置
251…CPU
256…ディスプレイ
300…搬送情報取得機能
301…パスデータ変換機能
302…スプレーパス設定機能
Claims (6)
- 塗布液体を吐出する吐出部と、
前記吐出部を三次元の各方向である横方向、縦方向、高さ方向に移動させる移動機構と、
塗布処理対象物を塗布作業位置に搬送する搬送機構と、
前記搬送機構により搬送されてきた塗布処理対象物に対して、設定されたスプレーパスに従って前記移動機構により前記吐出部を移動させる経路であるスプレーパス情報に基づき塗布液体を吐出させる塗布制御処理を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、
塗布処理対象物の搬送方向又は搬送姿勢を示す搬送情報を取得する搬送情報取得処理と、
前記搬送情報取得処理で取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向又は搬送姿勢と異なっている場合は、
搬送方向における右流れ又は左流れの原点位置の違い、及び前記原点位置と搬送方向の座標値とから塗布処理対象物の搬送姿勢を判断し、前記判断した搬送姿勢に対応するよう前記スプレーパス情報を座標変換するパスデータ変換処理とを行う
塗布装置。 - 前記制御部は、前記パスデータ変換処理として、前記搬送情報取得処理で取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向と異なっている場合は、塗布処理対象物の平面に相当する座標の原点位置が変更されることに対応するようにスプレーパス情報の座標変換を行う
請求項1に記載の塗布装置。 - 前記制御部は、前記パスデータ変換処理として、前記搬送情報取得処理で取得した搬送姿勢が、スプレーパス設定時に前提とした塗布処理対象物の回転方向姿勢と異なっている場合は、塗布処理対象物の平面に相当する座標が回転方向に変更されることに対応するようにスプレーパス情報の座標変換を行う
請求項1に記載の塗布装置。 - 吐出部を移動させる経路であるスプレーパス情報に基づき、前記吐出部を移動させながら塗布処理対象物に対する塗布液体を吐出させる塗布装置が前記スプレーパス情報に関する処理を実行する情報処理装置として、
塗布処理対象物の搬送方向又は搬送姿勢を示す搬送情報を取得する搬送情報取得機能と、
前記搬送情報取得機能により取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向又は搬送姿勢と異なっている場合は、搬送方向における右流れ又は左流れの原点位置の違い、及び前記原点位置と搬送方向の座標値とから塗布処理対象物の搬送姿勢を判断し、前記判断した搬送姿勢に対応するよう前記スプレーパス情報を座標変換するパスデータ変換機能と、を備えている
情報処理装置。 - 吐出部を移動させる経路であるスプレーパス情報に基づき、前記吐出部を移動させながら塗布処理対象物に対する塗布液体を吐出させる塗布装置が前記スプレーパス情報に関する処理を実行する情報処理装置の情報処理方法として、
塗布処理対象物の搬送方向又は搬送姿勢を示す搬送情報を取得する搬送情報取得手順と、
前記搬送情報取得手順で取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向又は搬送姿勢と異なっている場合は、搬送方向における右流れ又は左流れの原点位置の違い、及び前記原点位置と搬送方向の座標値とから塗布処理対象物の搬送姿勢を判断し、前記判断した搬送姿勢に対応するよう前記スプレーパス情報を座標変換するパスデータ変換手順と、を行う
情報処理方法。 - 吐出部を移動させる経路であるスプレーパス情報に基づき、前記吐出部を移動させながら塗布処理対象物に対する塗布液体を吐出させる塗布装置が前記スプレーパス情報に関する処理を実行する情報処理装置に、
塗布処理対象物の搬送方向又は搬送姿勢を示す搬送情報を取得する搬送情報取得手順と、
前記搬送情報取得手順で取得した搬送情報が、スプレーパス設定時に前提とした搬送方向又は搬送姿勢と異なっている場合は、搬送方向における右流れ又は左流れの原点位置の違い、及び前記原点位置と搬送方向の座標値とから塗布処理対象物の搬送姿勢を判断し、前記判断した搬送姿勢に対応するよう前記スプレーパス情報を座標変換するパスデータ変換手順と、
を実行させるプログラム。
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