JPH08298394A - ディスペンサー装置 - Google Patents

ディスペンサー装置

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JPH08298394A
JPH08298394A JP7101961A JP10196195A JPH08298394A JP H08298394 A JPH08298394 A JP H08298394A JP 7101961 A JP7101961 A JP 7101961A JP 10196195 A JP10196195 A JP 10196195A JP H08298394 A JPH08298394 A JP H08298394A
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JP
Japan
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axis
head
moving means
coating
axis direction
Prior art date
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JP7101961A
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English (en)
Inventor
Tsukihei Uma
月平 馬
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Tescon Co Ltd
Original Assignee
Tescon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、例えば、液体投与装置や液体塗布
装置としてのディスペンサー装置に関し、塗布作業の能
率と塗布精度及びメカ的な振動を解決することを目的と
する。 【構成】 X軸−Y軸平面における移動手段によってヘ
ッドが所望位置に移動され、該ヘッドに設けられた塗布
手段がZ軸方向の移動手段で塗布対象物に接近させられ
て該塗布手段の先端開口部から液物が塗布対象物に塗布
されるディスペンサー装置Aであって、前記X軸−Y軸
平面における移動手段(4,5,6,7,10,11)
が2組独立して設けられ、該2組の移動手段の各々に前
記塗布手段及びZ軸方向の移動手段を有するヘッド8,
9が設けられていることである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、液体投与装置
や液体塗布装置としてのディスペンサー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、プリント基板にチップを
マウントするための接着剤を塗布する液体塗布装置とし
てのディスペンサー装置においては、ヘッド部分にエア
ーシリンダーを備え、該ヘッド部分の移動用に駆動モー
タとボールネジによるX−Y直交軸機構が採用されてい
る。
【0003】そして、ディスペンサー装置の制御装置の
制御指令に基づいて、X軸とY軸との駆動モータが各々
所要回転されて各ボールネジによりヘッド部分が指定位
置に移動する。
【0004】その後、前記制御装置によってコントロー
ル信号が伝達されて電磁弁が動作し、ヘッド部分のエア
ーシリンダーに圧縮空気が供給されてシリンダーが動作
し、同時に該シリンダーの端部に設けられた塗布装置が
プリント基板の塗布面に向かって降下する。
【0005】そして、前記シリンダーの降下位置を検知
するシリンダー用下センサーによって当該シリンダーが
所定の位置に達したことを知らせる信号が制御装置に伝
達されると、接着剤を前記塗布装置からプリント基板の
塗布面へ塗布してその後に、制御装置からのコントロー
ル信号により電磁弁が塗布時と逆方向に動作され、前記
エアーシリンダーに圧縮空気が供給されてシリンダーが
上昇する。
【0006】前記シリンダーが上昇して所定の位置に達
するとシリンダー用上センサーにより検知されてその信
号が制御装置に伝達される。
【0007】その制御装置からコントロール信号が前記
電磁弁に伝達され、供給路を閉鎖して圧縮空気の供給を
停止する。
【0008】このように、従来のディスペンサー装置
は、例えば、水平に置かれたプリント基板に鉛直方向に
上下移動するエアーシリンダー等の移動手段により塗布
装置が接近してチップ部品を位置固定する接着剤を塗布
していた。その後、プリント基板をリフロー装置に搬送
して半田付けし、表面実装等を行っていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記塗
布装置をプリント基板に接近させる手段が、鉛直方向に
上下移動するエアーシリンダーであるため、シリンダー
の降下や上昇に伴う位置決め用のストッパー部品との衝
突による振動が大きくて塗布精度が不安定になると共
に、前記シリンダーを上下移動させるので一塗布サイク
ルにおいて、電磁弁やシリンダーとこれらを制御するコ
ントロール等において2回同じような動作をすることに
なって塗布作業全体の作業速度が遅く、塗布時間が長く
なり能率的でないと言う問題点があった。
【0010】また、前記シリンダーの移動速度が供給さ
れたエアーで制御される訳ではないので、ある一定の速
度でプリント基板に向かって降下して塗布作業すること
になり、接着剤等をプリント基板へソフトタッチさせる
ことができずに、プリント基板のダメージが大きいと言
う問題点があった。
【0011】このように、従来のディスペンサー装置に
は、塗布作業の能率と塗布精度及びメカ的な振動の点に
おいて解決すべき課題を有していた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るディスペン
サー装置の上記課題を解決するための要旨は、X軸−Y
軸平面における移動手段によってヘッドが所望位置に移
動され、該ヘッドに設けられた塗布手段がZ軸方向の移
動手段で塗布対象物に接近させられて該塗布手段の先端
開口部から液物が塗布対象物に塗布されるディスペンサ
ー装置であって、前記X軸−Y軸平面における移動手段
が2組独立して設けられ、該2組の移動手段の各々に前
記塗布手段及びZ軸方向の移動手段を有するヘッドが設
けられていることである。
【0013】また、X軸−Y軸平面における移動手段に
よってヘッドが所望位置に移動され、該ヘッドに設けら
れた塗布手段がZ軸方向の移動手段で塗布対象物に接近
させられて該塗布手段の先端開口部から液物が塗布対象
物に塗布されるディスペンサー装置であって、前記Z軸
方向の移動手段が、カム機構を有して構成されているこ
とである。
【0014】更に、ディスペンサー装置に、X軸−Y軸
平面における移動手段が2組独立して設けられ、該2組
の移動手段の各々に前記塗布手段及びZ軸方向の移動手
段を有するヘッドが設けられ、前記Z軸方向の移動手段
が、カム機構を有して構成されていることである。
【0015】
【作用】本発明に係るディスペンサー装置によれば、2
組のX軸−Y軸平面における移動手段に各々ヘッドを設
けることができて、2つのヘッドを同時に作動させてプ
リント基板に接着剤等の液物を塗布することができるよ
うになる。
【0016】また、ヘッドの塗布手段をZ軸方向に移動
させる移動手段が、カム機構によって構成されるので、
従来例における前記エアシリンダーのようなシリンダー
のストッパー部材との衝突が無くなって振動が少なくな
ると共に、カムの一回転で塗布装置がZ軸方向に上下移
動されるので、各部品が一回の動作で済み一塗布サイク
ルにおける工程が少なくなり、塗布作業に要する時間が
短縮される。
【0017】そして、カム機構を採用したことで、ヘッ
ドの塗布装置が塗布対象のプリント基板に接近する速度
が、接近し始めの位置では速い速度であってプリント基
板に最接近した位置では遅い速度となって、接着剤がプ
リント基板の塗布面にソフトタッチで塗布される。
【0018】
【実施例】次に、本発明に係る実施例について図面を参
照して詳細に説明する。本発明の第1実施例は、図1乃
至図10に示すように、ディスペンサー装置Aには、架
台1の上にプリント基板を前工程から搬送してくる搬送
レール2と塗布作業時にプリント基板を支持するバック
アップテーブル3が設けられている。
【0019】そして、前記搬送レール2の上に、X軸方
向に並設されたガイドレール1a,1aに直交して横架
された摺動自在なY軸アーム10,11が配設されてい
る。
【0020】前記Y軸アーム10,11をX軸方向に移
動させるため、該Y軸アーム10,11の長手方向の一
端部に直交してX軸ボールネジ12,13が螺合され、
このX軸ボールネジ12,13がX軸方向に支持部材で
軸止され、その一端側にX軸駆動モータ4,5の回転軸
が連結されている。
【0021】そして、前記Y軸アーム10,11には、
その長手方向に沿ってY軸ボールネジ14,15(陰に
隠れている)が架設され、そのY軸ボールネジの一端側
にY軸駆動モータ6,7の回転軸が各々連結されてい
る。
【0022】更に、前記Y軸ボールネジ14,15にヘ
ッド8,9の支持部材が螺合され、当該Y軸ボールネジ
14,15の回転により前記ヘッド8,9がY軸方向に
移動される。
【0023】このようにして、ディスペンサー装置Aに
設けられた2個の前記ヘッド8,9が、Y軸ボールネジ
14,15とX軸ボールネジ12,13とによってX−
Y平面の2方向に移動可能となり、プリント基板上の全
範囲をカバーし、かつ、X軸方向において互いに衝突し
ないように防撞センサー50を介して制御装置51(図
8参照)で移動制御されている。
【0024】そして、前記Y軸ボールネジ14,15で
Y軸方向に各々独立して移動されるヘッド8,9の構造
について説明すると、図2乃至図3に示すように、Y軸
ボールネジ14又は15に一部が螺合されている移動用
の取付ベース21と、該取付ベース21に固定されたL
字型平板体のヘッドベース22と、該ヘッドベース22
に設けられた、例えば図3(ロ)に示すように、嵌合溝
22aとこれに嵌合する嵌合部39a等によりZ軸方向
に摺動自在に係合される平板状のスライドベース39
と、該スライドベース39に取り付けられた塗布装置
(30,31等)と、から構成されている。
【0025】前記スライドベース39は、前記ヘッドベ
ース22に対して摺動自在であると共に、当該両部材か
ら突設された掛止棒25a,25bの間に張架したバネ
25によって、常にZ軸方向の上側に付勢されている。
【0026】そして、前記スライドベース39の上部
に、Y軸方向に貫通させX軸方向に長い長孔39bが設
けられ、この長孔39bに回転自在なカムフォロア24
が嵌挿されている。
【0027】前記カムフォロア24は、図3(イ)に示
すように、円盤38の回転中心軸から偏心させて立設し
た軸に回転自在に嵌挿されているものである。また、前
記円盤38は、ヘッドベース22にY軸方向の軸芯に沿
って固定されたカム駆動アクチュエータ23のシャフト
43(図4参照)が、該ヘッドベース22に穿設した貫
通孔に挿通されてスライドベース39側に突出した部分
に、嵌合され固定されている。
【0028】そして、前記スライドベース39のZ軸方
向における上方向の移動上限を規制する上限ストッパ2
6が、ヘッドベース22の上部の水平部に設けられてい
る。
【0029】更に、前記水平部において、上限ストッパ
26の近傍にスライドベース39の上端面と上限ストッ
パ26の下端面との衝突の際の衝撃を吸収するショック
アブソーバ27が設けられている。
【0030】次ぎに、前記塗布装置は、図2に示すよう
に、スライドベース39の上部側において水平方向に延
設されたシリンジヘッドホルダー29と、下部側におい
て水平方向に延設された支持ベース29aとの間に、例
えば、接着剤が内部に充填される筒状のシリンジ30が
保持される。
【0031】そして、前記シリンジ30の後端部(Z軸
方向の上側)にはエアー継手37が設けられ、これを介
して外部から供給される圧縮空気で当該シリンジ30の
筒状内部の接着剤に所定の押圧力を付与して筒先端部か
ら吐出させたり、負圧にして前記接着剤が筒先端部から
吐出しないようにしたりする。そして、シリンジ30の
先端部(Z軸方向の下側)には、回転歯車34が一体的
に固定された円筒状の回転自在なノズルがあり、該ノズ
ル先端の開口部に接着剤を吐出させる2本のパイプがZ
軸方向に保持されている。前記2本のパイプは、プリン
ト基板にマウントするチップ部品等の装着方向に対応さ
せて吐出位置を変えるため、前記歯車34の回転操作に
よって所要のθ回転せしめられるものである。
【0032】前記歯車34には歯車33が歯合され、当
該歯車33はシャフト32とカップリング40を介して
θアクチュエータ31の回転シャフトに連結されてい
る。また、θアクチュエータ31は、例えば、前記支持
ベース29aから延設された取付ベース29bに固定さ
れ、前記シャフト32の一端部が前記支持ベース29a
から延設されたシャフト支持ベース29cにて回転自在
に支持されている。
【0033】尚、前記支持ベース29aの側端面に、ヒ
ータ35と温度センサー36が設けられ、前記シリンジ
30の先端側の開口部から接着剤等の液物が固まること
なくスムーズに滴出されるようにしている。また、ツマ
ミねじ28によって、前記シリンジ30に充填された接
着剤の交換が必要になったとき、該ツマミねじ28を緩
めてシリンジヘッドホルダー29を外して前記シリンジ
30を取り出して接着剤を充填し、この逆手順でシリン
ジ30を新しく接着剤を充填したものに交換するもので
ある。
【0034】このような構成のディスペンサー装置Aに
おける、前記カム駆動アクチュエータ23と、これと同
構造のθアクチュエータ31との動作を説明すると、図
4乃至図5に示すように、当該アクチュエータの円筒状
のボディ41に、内部空間に連通するエアー継手48,
49が対称に配設され、シャフト43がボディ43の軸
芯に沿って回転自在に設けられ、このシャフトに扇型の
ピストン44が固着され、該ピストン44の周面の中央
部に永久磁石45が埋設されている。
【0035】そして、前記ピストン44の回転角度を規
制するストッパー42が、前記エアー継手48,49の
中間に位置して設けられている。
【0036】ボディ41の外周面には、ピストン44に
埋設された永久磁石45の存在を検知する磁気センサー
46,47が、対称配置にして設けられている。
【0037】よって、制御装置51からの指令でカム駆
動アクチュエータ23若しくはθアクチュエータ31用
の電磁弁52a,52b…52dが開くと、圧縮空気が
エアー継手49からボディ41の内部空間に供給され
る。
【0038】すると、ピストン44がシャフト43とと
もに時計方向に回転し、該ピストン44の側壁がストッ
パー42の側壁に当接して回転が停止する。また、その
とき、永久磁石45が図5に示すように、ピストン44
と共に回転移動して対称に位置し、それが磁気センサー
46で検知され、その信号が制御装置51に伝達され、
回転動作が完了する。これと逆にシャフト43を反時計
方向に回転させる場合には、前記電磁弁を開いてエアー
継手48側から圧縮空気を供給し、矢印で示す方向に回
転させるものである。
【0039】前記カム駆動アクチュエータ23によるカ
ム駆動の動作を説明すると、前述したごとくに、前記シ
ャフト43が時計方向又は反時計方向に回転すること
で、図6に示すように、該シャフト43に嵌合固定され
た前記円盤38も同時に同方向に回転し、この円盤38
にその中心から偏心させて配置した軸38a及び該軸3
8aに回転自在に嵌合されたカムフォロア24が前記円
盤38の中心軸の廻りに回転移動する。
【0040】よって、カムフォロア24のZ軸方向の高
さが変化し、長孔39aの下面で前記カムフォロア24
の外周面に常にバネ25で当接されているスライドベー
ス39が、当初、カムフォロア24の回転角度+135
゜の位置から時計方向へ回転角度0゜の位置への移動に
伴い、Z軸方向において前記バネ25の付勢力に抗して
下方向に押されて直線運動して最下位置に降下する。更
にカムフォロア24が時計方向に−135゜回転すると
該カムフォロア24による下方向への押圧力が解除され
て前記バネ25の付勢力によりスライドベース39が上
昇する。
【0041】このときの、Z軸方向に直線運動せしめら
れ昇降されるスライドベース39の移動速度とカムフォ
ロア24の回転角度θ(Z軸の下方向をθ=0゜とす
る)との関係を図7に示す。
【0042】この図7を見て判るように、スライドベー
ス39がZ軸方向の最下位置に向かうに従って移動速度
が小さくなり、カムフォロア24が回転角度θ=0゜の
時にスライドベース39の移動速度が0となる。よっ
て、プリント基板にヘッド8,9の塗布装置(30,3
1等)をソフトタッチさせることができるのである。
【0043】本発明の第1実施例に係るディスペンサー
装置Aにおける制御装置(CPU)51とモータや電磁
弁とのコントロール関係は、図8に示すブロック図の通
りである。
【0044】以上のようにして、ディスペンサー装置A
を構成したので、これを例えば、プリント基板に表面実
装用の接着剤を塗布する作業に使用すれば、予めシリン
ジ30に接着剤を充填しておき、ヒータ35でシリンジ
30の先端部における開口部を適温にして前記接着剤を
スムーズに吐出できるようにする。
【0045】そして、制御装置51の指令によりサーボ
ドライバーを介して各駆動モータ4,5,6,7を回転
させ、X軸ボールネジ12,13とY軸ボールネジ1
4,15によりヘッド8,9を所定の位置に移動させ
る。
【0046】このX軸,Y軸方向にヘッド8,9が移動
している最中に、電磁弁52b,52dを開いてヘッド
部分のθアクチュエータ31を回転させてシリンジ30
の2本のパイプを、チップ部品の向きに対応させて所望
のθ回転させる。そして、シリンジ30の後端部のエア
ー継手37から圧縮空気を所要時間に供給して前記シリ
ンジ30におけるノズルの2本のパイプから適量の接着
剤を半球滴状にして吐出させる。
【0047】次ぎに、プリント基板上の所定の位置に各
ヘッド8,9が到達したら、制御装置51の指令により
電磁弁52a,52cを開いて、カム駆動アクチュエー
タ23を駆動させてカムフォロア24を回転させる。
【0048】そして、両ヘッド8,9の各スライドベー
ス39がZ軸方向に降下して、プリント基板の所定の位
置に前記半球滴状の接着剤が塗布される。スライドベー
ス39が最下位置では移動速度が0になるので、ソフト
タッチで前記接着剤がプリント基板に塗布される。
【0049】その後、カムフォロア24の回転によりス
ライドベース39が上昇し、バネ25の付勢力でシリン
ジ30の先端側の開口部もプリント基板の表面から離間
され、スライドベース39の上端面がヘッドベース22
の水平部のショックアブソーバ27に当接して衝撃力を
吸収されて上限ストッパ26に当接して停止し、カム駆
動アクチュエータ23の磁気センサー46からの信号が
制御装置51に伝達されて回転駆動が停止される。これ
で接着剤の塗布作業の一サイクルが完了する。
【0050】そして、次のサイクルに移行し、プリント
基板の次の接着剤を塗布する位置に各ヘッド8,9を移
動させるものである。なお、接着剤をシリンジ30の2
本のパイプから吐出しないようにするには、前記エアー
継手37を介してディスペンサーコントロールI/Oと
ディスペンサーコントロールとによって、シリンジ30
の筒状内部を負圧にし、接着剤の自重とバランスさせる
ことによってなされるものである。
【0051】このように、接着剤の塗布作業において、
一サイクルで2個のヘッド8,9で2カ所に接着剤が塗
布され、また、シリンジ30のZ軸方向の往復移動にお
いても、各カム駆動アクチュエータ23を一回回転させ
るだけでよく、電磁弁の開閉も一度でよく、従来のよう
に2度も同じような動作を繰り返すことがなく、この一
サイクルの時間も短縮されるものである。図9乃至図1
0にヘッドの移動と塗布装置の往復移動に係る各動作の
フローを示す。
【0052】本発明のディスペンサー装置Aの第2実施
例は、図示していないが、例えば、直交するX軸−Y軸
機構ではなく極座標による回転式のアームによってX−
Y平面を移動するロボットアームのヘッドを設けたもの
を各々独立して稼働させるようにしても良い。
【0053】更に、第3実施例として、第1実施例にお
けるヘッド8,9のカム駆動アクチュエータ23とθア
クチュエータ31を、エアー駆動でなくパルスモータ等
を使用しても良い。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るディ
スペンサー装置は、X軸−Y軸平面における移動手段に
よってヘッドが所望位置に移動され、該ヘッドに設けら
れた塗布手段がZ軸方向の移動手段で塗布対象物に接近
させられて該塗布手段の先端開口部から液物が塗布対象
物に塗布されるディスペンサー装置であって、前記X軸
−Y軸平面における移動手段が2組独立して設けられ、
該2組の移動手段の各々に前記塗布手段及びZ軸方向の
移動手段を有するヘッドが設けられているので、一サイ
クルで2カ所同時に液物を塗布することができて、作業
時間の短縮となると言う優れた効果を奏する。
【0055】また、X軸−Y軸平面における移動手段に
よってヘッドが所望位置に移動され、該ヘッドに設けら
れた塗布手段がZ軸方向の移動手段で塗布対象物に接近
させられて該塗布手段の先端開口部から液物が塗布対象
物に塗布されるディスペンサー装置であって、前記Z軸
方向の移動手段が、カム機構を有して構成されているの
で、塗布手段が塗布対象物へ直線運動で短時間で往復移
動すると共に、塗布対象物に最接近したときに、該塗布
手段の移動速度が0となって液物をソフトタッチで塗布
対象物に塗布することができて塗布対象物にダメージを
与えることが無く、ヘッドの振動が少ない安定した塗布
精度となると言う優れた効果を奏する。
【0056】更に、ディスペンサー装置に、X軸−Y軸
平面における移動手段が2組独立して設けられ、該2組
の移動手段の各々に前記塗布手段及びZ軸方向の移動手
段を有するヘッドが設けられ、Z軸方向の移動手段が、
カム機構を有して構成されれば、塗布作業の短時間化と
塗布手段のソフトタッチ化が共に達成できると言う優れ
た効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るディスペンサー装置
の斜視図である。
【図2】同ディスペンサー装置のヘッド部分の拡大説明
図である。
【図3】同ディスペンサー装置のヘッド部分における、
カム機構の構造を説明する一部を破断して示す斜視図
(イ)、一部平面図である。
【図4】同ディスペンサー装置のカム駆動アクチュエー
タの断面図である。
【図5】同ディスペンサー装置のカム駆動アクチュエー
タの断面図である。
【図6】同ディスペンサー装置のカムフォロアの回転移
動の様子を説明する説明図である。
【図7】同ディスペンサー装置のスライドベースの移動
速度とカムフォロアの回転角度との関係を示す特性曲線
図である。
【図8】同ディスペンサー装置の制御系のブロック図で
ある。
【図9】同ディスペンサー装置のX軸−Y軸平面にヘッ
ドを移動させる動作フローを示すフローチャート図であ
る。
【図10】同ディスペンサー装置のヘッド部分の動作フ
ローを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
A ディスペンサー装置、 1 架台、 1a ガイドレール、 4,5 X軸駆動モータ、 6,7 Y軸駆動モータ、 8,9 ヘッド、 10,11 Y軸アーム、 12,13 X軸ボールネジ、 14,15 Y軸ボールネジ、 21 取付ベース、 22 ヘッドベース、 22a 嵌合溝、 23 カム駆動アクチュエータ、 24 カムフォロア、 25 バネ、 29 シリンジヘッドホルダー、 29a 支持ベース、 29b 取付ベース、 29c シャフト支持ベース、 30 シリンジ、 31 θアクチュエータ、 33,34 歯車、 38 円盤、 38a 軸、 39 スライドベース、 39a 嵌合部、 39b 長孔、 42 ストッパー、 43 シャフト、 44 ピストン、 45 永久磁石、 46,47 磁気センサー、 50 防撞センサー、 51 制御装置、 52 電磁弁。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X軸−Y軸平面における移動手段によっ
    てヘッドが所望位置に移動され、該ヘッドに設けられた
    塗布手段がZ軸方向の移動手段で塗布対象物に接近させ
    られて該塗布手段の先端開口部から液物が塗布対象物に
    塗布されるディスペンサー装置であって、 前記X軸−Y軸平面における移動手段が2組独立して設
    けられ、 該2組の移動手段の各々に前記塗布手段及びZ軸方向の
    移動手段を有するヘッドが設けられていること、 を特徴とするディスペンサー装置。
  2. 【請求項2】 X軸−Y軸平面における移動手段によっ
    てヘッドが所望位置に移動され、該ヘッドに設けられた
    塗布手段がZ軸方向の移動手段で塗布対象物に接近させ
    られて該塗布手段の先端開口部から液物が塗布対象物に
    塗布されるディスペンサー装置であって、 前記Z軸方向の移動手段が、カム機構を有して構成され
    ていること、 を特徴とするディスペンサー装置。
  3. 【請求項3】 X軸−Y軸平面における移動手段によっ
    てヘッドが所望位置に移動され、該ヘッドに設けられた
    塗布手段がZ軸方向の移動手段で塗布対象物に接近させ
    られて該塗布手段の先端開口部から液物が塗布対象物に
    塗布されるディスペンサー装置であって、 前記X軸−Y軸平面における移動手段が2組独立して設
    けられ、 該2組の移動手段の各々に前記塗布手段及びZ軸方向の
    移動手段を有するヘッドが設けられ、 前記Z軸方向の移動手段が、カム機構を有して構成され
    ていること、 を特徴とするディスペンサー装置。
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