(57)【要約】      （修正有）【課題】接着剤の使用量を低減するとともに、接着剤の硬化時間を短縮して短時間で接着することができる接着剤塗布装置及び塗布方法を提供すること。【解決手段】接着面に接着剤を塗布する接着剤塗布装置１０において、接着剤３０が充填されたカートリッジ１１から塗布ノズル１４を介して接着剤３０を外部に押し出す加圧シリンダ１３と、加熱された気体を塗布ノズル１４に供給するヒータ付きポンプ１５と、加圧シリンダ１４の動作に連動して塗布ノズル１４に加熱された気体Ｇが供給されるようにヒータ付きポンプ１５の動作を制御するコントローラ１７とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着面に接着剤を塗布する接着剤塗布装置において、
接着剤が充填されたカートリッジから塗布ノズルを介して接着剤を外部に押し出す押出部材と、
加熱された気体を前記塗布ノズルに供給する気体供給手段と、
前記押出部材の動作に連動して前記塗布ノズルに加熱された前記気体が供給されるように前記気体供給手段の動作を制御するコントローラとを有する
ことを特徴とする接着剤塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載する接着剤塗布装置において、
前記塗布ノズルの先端部に、前記気体供給手段から供給される気体を細かく粉砕して接着剤に混入する気体粉砕器が設けられている
ことを特徴とする接着剤塗布装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する接着剤塗布装置において、
前記コントローラは、前記塗布ノズルから押し出される接着剤に対する前記気体の混合割合が一定に保たれるように前記気体供給手段の動作を制御する
ことを特徴とする接着剤塗布装置。
【請求項４】
接着面に塗布ノズルを用いて接着剤を塗布するための接着剤塗布方法において、
前記塗布ノズル内で加熱した気体を細かく粉砕して接着剤に混合しながら塗布する
ことを特徴とする接着剤塗布方法。
【請求項５】
請求項４に記載する接着剤塗布方法において、
接着剤に対する前記気体の混合割合を一定に保ちながら塗布する
ことを特徴とする接着剤塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着対象物の接着面に対して接着剤を塗布する接着剤塗布装置及び塗布方法に関する。より詳細には、接着剤の使用量を低減するとともに、接着剤の硬化時間を短縮して接着対象物を短時間で接着することができる接着剤塗布装置及び塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
接着剤の塗布は、加圧コマでカートリッジ内から接着剤を押し出しながら行うのが一般的である。このため、カートリッジから押し出される接着剤に途切れが発生してしまうと、シール効果がなくなるので、接着剤はカートリッジ内に真空に近い状態で充填されている。
【０００３】
例えば、接着剤を電子部品のシール材として用いる場合には、塗布及び硬化の後に隙間が生じないようにする必要があるが、接着する２部品の反りや段差などの影響を吸収するため、言い換えると、２部品の接着箇所に隙間なく塗布するために、十分な高さを確保できる量の接着剤を塗布する必要がある。そのため、２部品の接着面において確実にシールされるように、余裕を持って接着剤が塗布されているのが実情である。このため、接着剤の使用量が増大してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、有機材質や無機材質でできた微細中空体（有機バルーンや無機バルーン）や適量な量の気泡を安定的に接着剤に含有させることが記載されている。このように、接着剤にバルーンや気泡を含有させることにより、接着面に塗布する接着剤の使用量を減少させることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−０６５４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術では、接着剤の使用量を減らすことはできるが、短時間で接着することができないという問題があった。接着剤の硬化時間を短縮するための方策が何ら施されていないからである。このため、確実にシールされるように、余裕を持って接着剤を塗布するような場合には、接着剤の使用量は低減されるものの、接着剤が硬化するまでの時間が長く短時間で接着することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、接着剤の使用量を低減するとともに、接着剤の硬化時間を短縮して短時間で接着することができる接着剤塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、接着面に接着剤を塗布する接着剤塗布装置において、接着剤が充填されたカートリッジから塗布ノズルを介して接着剤を外部に押し出す押出部材と、加熱された気体を前記塗布ノズルに供給する気体供給手段と、前記押出部材の動作に連動して前記塗布ノズルに加熱された前記気体が供給されるように前記気体供給手段の動作を制御するコントローラとを有することを特徴とする。
【０００９】
この接着剤塗布装置では、押出部材により、カートリッジから塗布ノズルを介して接着剤が外部に押し出されて塗布される。このとき、コントローラにより、押出部材の動作に連動して気体供給手段の動作が制御されて、気体供給手段から塗布ノズルに加熱された気体が供給される。なお、接着剤に混入する気体としては、空気や不活性ガス（窒素など）などを挙げることができる。
【００１０】
このように、塗布ノズル内に加熱された気体を混入することにより、接着剤に加熱された気泡が混合される。その結果、塗布ノズルから加熱された気泡が混合された接着剤が排出されて接着面に塗布される。ここで、接着剤に気泡が混合されると接着剤の体積が増加するため、気泡混合前と同一量を塗布する場合、気泡混合前に比べて接着剤の使用量が減少する。つまり、接着面に塗布する接着剤の使用量を減少させることができる。また、接着剤に加熱した気体を混合しているため、接着剤の硬化が促進されるので短時間で接着することができる。すなわち、この接着剤塗布装置によれば、接着剤の使用量を低減するとともに、接着剤の硬化時間を短縮して短時間で接着することができる。
【００１１】
上記した接着剤塗布装置においては、前記塗布ノズルの先端部に、前記気体供給手段から供給される気体を細かく粉砕して接着剤に混入する気体粉砕器が設けられていることが望ましい。
【００１２】
接着剤に混合される気泡が大きいと、接着強度の低下や接着剤のシール性能の低下が発生するおそれがある。そこで、この接着剤塗布装置では、気体供給手段から供給される気体を細かく粉砕して接着剤に混入する気体粉砕器を塗布ノズルの先端部に設けている。これにより、塗布ノズル内で接着剤に微細な気泡を混合することができ、塗布ノズルから微細な気泡が混合された接着剤を吐出させることができる。その結果、気体の混合による接着強度及び接着剤のシール性能の低下を確実に防止することができる。
【００１３】
上記した接着剤塗布装置においては、前記コントローラは、前記塗布ノズルから押し出される接着剤に対する前記気体の混合割合が一定に保たれるように前記気体供給手段の動作を制御することが望ましい。
【００１４】
このような構成により、一定の割合の気体が混合された接着剤を塗布ノズルから排出されるので、安定した品質の接着剤を塗布することができる。その結果、気体の混合による接着強度及び接着剤のシール性能の低下をより確実に防止することができる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた本発明の別の態様は、接着面に塗布ノズルを用いて接着剤を塗布するための接着剤塗布方法において、前記塗布ノズル内で加熱した気体を細かく粉砕して接着剤に混合しながら塗布することを特徴とする。
【００１６】
この接着剤塗布方法では、塗布ノズル内で加熱した気体を細かく粉砕して接着剤に混合しながら塗布するので、上記した理由により、接着剤の使用量が減少するとともに、接着剤の硬化時間が短縮されるため短時間で接着することができる。
【００１７】
上記した接着剤塗布方法においては、接着剤に対する前記気体の混合割合を一定に保ちながら塗布することが望ましい。
【００１８】
このようにすることにより、一定の割合の気体が混合された安定した品質の接着剤を接着面に塗布することができ、気体の混合による接着強度及び接着剤のシール性能の低下を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る接着剤塗布装置及び塗布方法によれば、上記した通り、接着強度及び接着剤のシール性能を低下させることなく、接着剤の使用量を低減するとともに、接着剤の硬化時間を短縮して短時間で接着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る接着剤塗布装置の概略を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すＡ部（塗布ノズルの先端部）を拡大した断面図である。
【図３】接着剤塗布装置における接着剤塗布制御の内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の接着剤塗布装置及び塗布方法を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、電子部品のシール材として使用するシリコーン接着材を塗布する接着剤塗布装置を例示する。そこで、本実施の形態に係る接着剤塗布装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る接着剤塗布装置の概略を示す概略構成図である。図２は、図１に示すＡ部（塗布ノズルの先端部）を拡大した断面図である。
【００２２】
図１に示すように、接着剤塗布装置１０には、カートリッジ１１と、カートリッジホルダ１２と、加圧シリンダ１３と、塗布ノズル１４と、ヒータ付きポンプ１５と、導管１６と、コントローラ１７と、ＸＹステージ１８とが備わっている。
カートリッジ１１には、ワークＷに塗布するシリコーン接着剤３０がほぼ真空状態で充填されている。このカートリッジ１１は、カートリッジホルダ１２により接着剤塗布装置１０に保持・固定されるようになっている。カートリッジ１１の後端（図１では上方）には、加圧シリンダ１３が取り付けられている。この加圧シリンダ１３により、カートリッジ１１内の接着剤３０が外部へ押し出されるようになっている。加圧シリンダ１３は、コントローラ１７に接続されており、コントローラ１７からの接着剤塗布指示に基づき作動する（図１では下降する）ようになっている。この加圧シリンダ１３の動作により接着剤３０がカートリッジ１１から押し出される。
【００２３】
一方、カートリッジ１１の先端（図１では下方）には、塗布ノズル１４が取り付けられている。これにより、カートリッジ１１から押し出された接着剤３０は、塗布ノズル１４へ供給され、塗布ノズル１４から吐出されて、ＸＹステージ１８に載置されたワークＷの接着面に塗布されるようになっている。なお、カートリッジホルダ１２が昇降可能となっており、このカートリッジホルダ１２の昇降動作により塗布ノズル１４の吐出口とワークＷとの間隔を調整することができるようになっている。そして、ＸＹステージ１８を移動させることにより、ワークＷの接着面の全域に接着剤を塗布することができるようになっている。なお、ＸＹステージ１８は、コントローラ１７に接続されており、加圧シリンダ１３の動作に連動して予め設定された方向（ＸＹ方向）に移動するようになっている。
【００２４】
ここで、塗布ノズル１４の先端部分には、接着剤３０に混入する気体Ｇを導入するためのフレキシブルな導管１６が接続されている。この導管１６の他端は、ヒータ付きポンプ１５に接続されている。ヒータ付きポンプ１５は、所定温度に加熱した圧縮気体Ｇを供給するものであり、コントローラ１７に接続されている。なお、供給気体Ｇとしては、エアや窒素などの不活性ガスを使用することができる。また、供給気体Ｇの加熱温度としては、室温以上であればよいが、好ましくは５０℃以上がよい。これにより、接着剤の硬化時間を短縮することができるからである。本実施の形態では、７０〜８０℃に加熱したエアを使用している。加熱温度を上げ過ぎると（例えば、信越化学工業製ＫＥ１８３３ＢＫの場合であれば８０℃より高くすると）、接着剤の塗布を行っていない間に、塗布ノズル１４の先端で接着剤が硬化してしまうおそれがからである。そして、ヒータ付きポンプ１５は、コントローラ１７からの指示により加圧シリンダ１３の動作に連動して、接着剤３０に対する加熱圧縮気体Ｇの混合割合が一定に保たれるように、加熱圧縮気体Ｇを導管１６を介して塗布ノズル１４に供給するようになっている。なお、本実施の形態では、接着剤に対するエアの混合割合（容量比）は、４：１に設定されている。
【００２５】
そして、塗布ノズル１４における導管１６の接続部分には、図２に示すように、気体粉砕器１９が設けられている。この気体粉砕器１９は、メッシュ構造をなしており、導管１６から供給される加熱圧縮気体Ｇを細かく粉砕して微細な気泡にするものである。そして、接着剤３０が気体粉砕器１９を通過する際に、微細な気泡となった加熱圧縮気体Ｇが一定の割合で接着剤３０に混入されるようになっている。これにより、塗布ノズル１４から安定した品質（エア混入率が一定）の気泡混入接着剤３０ａが吐出される。
【００２６】
次に、上記した構成を有する接着剤塗布装置１０による接着剤の塗布方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、接着剤塗布装置における接着剤塗布制御の内容を示すフローチャートである。
【００２７】
ワークＷがＸＹステージ１８の所定位置に載置されると、接着剤塗布装置１０では、コントローラ１７において、接着剤をワークＷの接着面に塗布するための接着剤塗布指示が各部に対して出される（ステップＳ１）。そして、この接着剤塗布指示を受けた加圧シリンダ１３が作動する（ステップＳ２）。具体的には、カートリッジ１１内の接着剤３０を圧縮するように図１中下方へ移動する。また、接着剤塗布指示を受けたヒータ付きポンプ１５が作動する（ステップＳ３）。これにより、加熱圧縮気体Ｇが導管１６を介して塗布ノズル１４の先端部に供給される。
【００２８】
ここで、加熱圧縮気体Ｇがそのまま接着剤３０に混入されると、接着強度の低下や接着剤のシール性能の低下が発生するおそれがある。しかしながら、接着剤塗布装置１０では、塗布ノズル１４の先端部において、気体粉砕器１９で微細な気泡とされた加熱圧縮気体Ｇがカートリッジ１１から押し出された接着剤３０に混入されて、気泡混入接着剤３０ａが形成される。そして、加熱圧縮気体Ｇの接着剤３０への混合割合が一定（本実施の形態では、接着剤：気体＝４：１）に保たれるように、コントローラ１７により、ヒータ付きポンプ１５の出力が制御されている。そして、この気泡混入接着剤３０ａが塗布ノズル１４から吐出されてワークＷの接着面に塗布される。このとき、ＸＹステージ１８は、コントローラ１７からの接着剤塗布指示を受けて、予め設定された移動パターンにより載置されたワークＷを移動させる。これにより、ワークＷの接着面への接着剤の塗布が開始される。このように、一定の割合の気体Ｇが混合された気泡混入接着剤３０ａが塗布ノズル１４から吐出されるので、安定した品質の気泡混入接着剤３０ａをワークＷの接着面に塗布することができる。その結果、気体Ｇの混合による接着強度及び接着剤のシール性能の低下を確実に防止することができる。
【００２９】
また、接着剤に気泡が混合されると接着剤の体積が増加するため、気泡混合前と同一量を塗布する場合、気泡混合前に比べて接着剤の使用量が減少する。つまり、ワークＷの接着面に塗布する接着剤３０の使用量を減少させることができる。本実施の形態では、接着剤３０の使用量を約２０％低減することができる。
【００３０】
そして、コントローラ１７は、接着剤塗布指示を継続して各部に出すか否かを判断する（ステップＳ４）。このとき、コントローラ１７からの塗布指示が継続される場合、つまりワークＷの接着面への接着剤の塗布が終了していない場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ２の処理に戻り、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を繰り返す。これにより、ワークＷの接着面への接着剤の塗布が進行していく。一方、コントローラ１７からの塗布指示が継続されない場合、つまりワークＷの接着面への接着剤の塗布が終了した場合には（Ｓ４：ＮＯ）、加圧シリンダ１３が停止し（ステップＳ５）、ヒータ付きポンプ１５が停止する（ステップＳ６）。これにより、ワークＷの接着面への気泡混入接着剤３０ａの塗布が終了する。
【００３１】
その後、ワークが取り替えられて新たなワークへの接着剤の塗布が上記した方法と同様にして行われる。そして、気泡混入接着剤３０ａが塗布されたワークＷに対して不図示の接着物（電子部品）が接着され、気泡混入接着剤３０ａが硬化することによりワークＷに対して接着物が接合される。
【００３２】
ここで、接着する２部品が電子部品であり、そのシール材として接着剤を塗布するため、塗布及び硬化の後に２部品間に隙間が生じないようにする必要がある。ところが、接着する２部品の反りや段差などの影響を吸収するため、言い換えると、２部品の接着箇所に隙間なく接着剤を塗布するためには、十分な高さを確保できる量の接着剤を塗布する必要がある。このため、ワークＷには余裕を持って気泡混入接着剤３０ａが塗布されているので、気泡混入接着剤３０ａが硬化するまでの時間が長くなるおそれがある。
【００３３】
しかしながら、気泡混入接着剤３０ａには加熱した気体Ｇが混入されているため、気泡混入接着剤３０ａの硬化が促進されるので硬化時間が短縮される。つまり、ワークＷと接着物との接着（接合）を短時間で完了することができる。なお、本実施の形態では、接着剤の硬化時間を半分に短縮することができた。このように、本実施の形態に係る接着剤塗布装置１０を用いて接着剤を塗布することにより、接着剤の使用量を低減するとともに、接着剤の硬化時間を短縮して短時間で接着することができる。また、ワークＷに接着物を接着（接合）した後に、接着強度及び接着剤のシール性能を調べたが、加熱圧縮気体Ｇを混入する前の接着剤３０を用いた場合に比べても強度及び性能の低下はほとんどなかった。
【００３４】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る接着剤塗布装置１０によれば、塗布ノズル１４の先端部において、ヒータ付きポンプ１５から加熱圧縮気体Ｇが気体粉砕器１９で微細な気泡とされてカートリッジ１１から押し出された接着剤３０に混入され、気泡混入接着剤３０ａが形成される。そして、カートリッジ１１から接着剤３０を押し出す加圧シリンダ１３の動作、及びヒータ付きポンプ１５の出力が、コントローラ１７により、気泡混入接着剤３０ａにおける接着剤３０に対する加熱圧縮気体Ｇの混合割合が一定（接着剤：気体＝４：１）に保たれるように制御されている。
【００３５】
そして、このようして形成された安定した品質の気泡混入接着剤３０ａが、塗布ノズル１４を介してワークＷの接着面に塗布される。このため、気体Ｇの混合による接着強度及びシール性能の低下が確実に防止された上で、接着剤３０の使用量を低減するとともに、接着剤３０（気泡混入接着剤３０ａ）の硬化時間を短縮して短時間で接着することができる。
【００３６】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、接着剤としてシリコーン接着剤を用いる場合を例示したが、シリコーン接着剤以外の熱硬化性の接着剤（例えば、エポキシ接着剤など）であれば本発明を適用することができる。また、接着対象物として電子部品を例示しているが、電子部品以外の部品などであっても本発明を適用することができる。
【００３７】
また、上記した実施の形態では、ワークＷを移動させて接着面全域に接着剤を塗布しているが、ワークＷを固定してカートリッジ１１を移動させて接着剤を塗布するようにしてもよい。さらに、上記した実施の形態では、カートリッジ１１を昇降させて、塗布ノズル１４とワークＷとの隙間を調整しているが、カートリッジ１１を昇降させる代わりに、ＸＹステージ１８を昇降させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０    接着剤塗布装置
１１    カートリッジ
１３    加圧シリンダ
１４    塗布ノズル
１５    ヒータ付きポンプ
１６    導管
１７    コントローラ
１９    気体粉砕器
３０    接着剤
３０ａ  気泡混入接着剤
Ｇ      気体
Ｗ      ワーク
【図１】
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【図２】
2011045821.tif 000004
【図３】
2011045821.tif 000005