(57)【要約】【課題】被塗布物の品質を保持しつつ、その生産性を向上させることのできる粘性材料の塗布方法及び塗布装置が提供される。【解決手段】塗布装置は、被塗布物をその被塗布面が下方を向くように保持する保持機構と、被塗布面より下方の位置から被塗布面上に粘性材料を供給する供給ユニットを有する。【選択図】図１
2005324161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物を、その被塗布面が下方を向くように保持し、
前記被塗布面より下方の位置から当該被塗布面に対し、粘性材料を供給しかつ前記被塗布面上に塗布する、粘性材料の塗布方法。
【請求項２】
前記被塗布面に対し、略垂直に前記粘性材料を供給する、請求項１に記載の粘性材料の塗布方法。
【請求項３】
前記粘性材料が接着剤である、請求項１又は請求項２に記載の粘性材料の塗布方法。
【請求項４】
被塗布物を、その被塗布面が下方を向くように保持する保持機構と、
前記被塗布面より下方の位置から当該被塗布面上に粘性材料を供給する供給ユニットとを有する粘性材料の塗布装置。
【請求項５】
前記供給ユニットを保持し、且つ前記被塗布面の下側において当該被塗布物に対し上下方向に相対的に移動させる昇降機構と、
前記粘性材料が前記被塗布面上に塗布可能なタイミングにおいて、前記粘性材料を供給するよう、前記供給ユニット及び前記昇降機構を制御する制御装置とを更に有する請求項４に記載の粘性材料の塗布装置。
【請求項６】
前記供給ユニットが、前記粘性材料を吐出するノズルをその上端に有する、請求項４又は請求項５に記載の粘性材料の塗布装置。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の塗布装置と、
前記塗布装置に接続され、前記被塗布物を反転する反転装置と、
前記反転装置に接続され、前記反転された被塗布物の前記粘性材料が塗布された被塗布面上に部品を実装する部品実装装置と、
を有する実装システム。
【請求項８】
上端に粘性材料を吐出するためのノズルを有する供給ユニットと、
前記供給ユニットを保持し上下方向に移動させる昇降機構と、
を有する粘性材料の回路基板上への塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性材料の塗布方法及び塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板の製造において、回路基板に種々の電子部品を実装する必要がある。実装に際し、部品を基板に固定するための接着剤、銀ペーストの如き導電ペースト等の粘性材料を、基板の所定位置に粘性材料の塗布装置を用いて塗布することが行われている。
【０００３】
塗布装置においては、例えば粘性材料としての接着剤が、塗布ヘッドユニットより、基板上に供給され塗布される。塗布ヘッドユニットは吐出ノズルを有し、接着剤は、基板の上方から吐出ノズルを介して、基板上に供給される。
【０００４】
この塗布工程において、接着剤の飛びや糸曳き等が生ずると基板の品質に悪影響を与えるおそれがある。例えば飛びや糸曳きが、基板の半導体チップが搭載されるランド部に載ってしまう可能性がある。ランド部に接着剤が載ってしまうと、回路基板の品質が悪化するおそれがある。また、飛びが基板に付着し、球状に硬化した結果、クラックを生じさせるおそれがある。
【０００５】
そこで、塗布ヘッドユニットを所定の高さまで上昇させた後、接着剤塗布ヘッドユニットまたは基板のいずれか一方を、ＸＹ方向（水平方向）に移動させることが行われている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１―２７６９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
接着剤の糸曳き、飛びをなるべく防止するためには、塗布ヘッドユニットの上昇量を大きくすることが考えられる。上昇量を増やすことで糸曳きを除去することが可能となる。また、所定時間経過後、接着剤のチキソ比に応じた元の形状に戻る性質を利用し、接着剤の飛びを防止することも可能となる。
【０００８】
しかしながら、上昇量を大きくすればするほど、接着剤一回の供給に要する時間（タクト）が増加し、回路基板の生産性を悪化させる可能性がある。また、接着剤の糸曳きと飛びは相反する性質であり、両者を防止し、かつタクトを下げることは難しい。さらに接着剤の物性をも考慮する必要がある。一般に、接着剤の粘性が高いと糸曳きが発生しやすく、粘性が低いと飛びが発生しやすくなる。
【０００９】
尚、接着剤以外の粘性材料を塗布する場合においても、上述の問題が発生する可能性がある。
【００１０】
本発明は、被塗布物の品質を保持しつつ、その生産性を向上させることのできる粘性材料の塗布方法及び塗布装置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】
【００１１】
本発明の粘性材料の塗布方法では、被塗布物を、その被塗布面が下方を向くように保持し、被塗布面より下方の位置から被塗布面に対し、粘性材料を供給しかつ被塗布面上に塗布する。被塗布面に対し、略垂直に粘性材料を供給することが好ましい。
【００１２】
粘性材料としては接着剤等が挙げられる。接着剤の種類は特に限定されない。
【００１３】
本発明の粘性材料の塗布装置は、被塗布物をその被塗布面が下方を向くように保持する保持機構と、被塗布面より下方の位置から被塗布面上に粘性材料を供給する供給ユニットとを有する。供給ユニットを保持し、被塗布面の下側において被塗布物に対し上下方向に相対的に移動させる昇降機構と、粘性材料が被塗布面上に塗布可能なタイミングにおいて、粘性材料を供給するよう、供給ユニット及び昇降機構を制御する制御装置とを設けてもよい。
【００１４】
また、供給ユニットが、粘性材料を吐出するノズルをその上端に有してもよい。
【００１５】
本発明の実装システムは、上述の塗布装置と、塗布装置に接続され、被塗布物を反転する反転装置と、反転装置に接続され、反転された被塗布物の粘性材料が塗布された被塗布面上に部品を実装する部品実装装置とを有する。
【００１６】
また、他の観点から、本発明は、上端に粘性材料を吐出するためのノズルを有する供給ユニットと、供給ユニットを保持し上下方向に移動させる昇降機構とを有する粘性材料の回路基板上への塗布装置を提供する。
【００１７】
尚、本願における「粘性材料」は接着剤に限定されるものではなく、例えば電子部品を封止するための封止剤や、クリーム半田、銀ペーストの如き導電ペースト等の、塗布するためのノズルから自重で流れ出ない程度の粘性を有する粘性体が相当する。又、「被塗布物」も回路基板に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、粘性材料が被塗布物の下側から、重力に逆らった状態で被塗布物の被塗布面に供給される。したがって、粘性材料の糸曳きは発生しにくくなる。また、たとえ飛びが発生しても重力の作用により飛びはほぼ全て下方に落下し、被塗布物表面に付着し難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態による粘性材料としての接着剤の塗布装置１を示す。塗布装置１は、被塗布物としての基板２を保持する保持機構としての吸着ブロック３及び基板２上に粘性材料を供給する供給ユニット４を有する。更に塗布装置１は、供給ユニット４を保持し、基板２の下側において、供給ユニット４を上下方向に移動させる昇降機構５と、基板２の接着剤被塗布面２ａ上に塗布可能なタイミングにおいて、接着剤を供給するよう、供給ユニット４及び昇降機構５を制御する供給制御装置６を有する。
【００２１】
供給ユニット４は、吐出モータ８の作用により図示しないタンクから供給される接着剤を基板２上に吐出するノズル７を有する。接着剤を吐出する方式としては、圧縮エアーにより接着剤を送り出す方式や、ねじ軸を回転させて接着剤を押し出す方式など、種々のものが適用可能であり、その種類は制限されない。実施例ではこのノズル７は供給ユニット４の最上端に設けられている。
【００２２】
昇降機構５は、昇降モータ９と、昇降モータ９の出力軸に連結され、その軸回り方向に回転可能な状態にて支持されたボールねじ１０と、ボールねじ１０に係合するボールねじ用ナット１１と、該ボールねじ用ナット１１に一端部分が支持されボールねじ１０の軸方向に沿って、ノズルの待機位置と塗布位置との間を移動するアーム１２を有する。そして、アーム１２にノズル７が取り付けられている。この構成により、供給ユニット４、ひいてはノズル７が、上下方向に（図１のＺ方向）移動可能となる。しかしながら、昇降機構の構成は実施例のものに限られず、ノズル７を上下に駆動できるものであれば、種々の形態のものを利用することができ、その種類は制限されない。
【００２３】
制御装置６は、基板２の接着剤被塗布面２ａ上において、接着剤が適切な位置及び適切な量で供給されるよう、供給ユニット４及び昇降機構５を制御する。制御装置６には、種々のハードウェア、ソフトウェア、プログラムを用いることができ、その種類は限定されない。粘性材料の粘度やチキソ比、その他の条件に応じて吐出条件を適宜変更することができる。
【００２４】
保持機構としての吸着ブロック３は、図２に示すように、基板２の被塗布面２ａとは反対側の面２ｂをエアの吸引作用によって吸着し保持する。この場合において、面２ｂには部品が存在しない。吸着ブロック３に基板２を吸着させることにより、基板２の撓みを防止することが可能となる。
【００２５】
一方、面２ｂ上、すなわち被塗布面２ａとは逆の面にもすでに部品が実装されている場合は、図３に示した吸着装置１３が用いられる。吸着装置１３は、支持部１４と吸引部１５を有する。基板２の周辺を支持部１４にて支持するとともに、吸着部１５にて基板２の周辺以外の部分で、電子部品１６が実装されていない部分を吸着支持する。吸着部１５もエアの吸引作用によって基板２を吸引し保持する。吸着部１５を用いることにより、基板２の撓みを防止し、平らな状態を維持することが可能となる。
【００２６】
もちろん、保持機構の構成は、吸着ブロック３や吸着装置１３に限られるものではなく、種々のものを用いることができる。
【００２７】
次に本発明の塗布装置の動作及び作用について説明する。
【００２８】
図２に、本発明の塗布装置による基板２への接着剤の塗布の様子を、ノズル７及び基板２の周辺部のみに着目して示した。尚、説明の便宜のために、一つのノズル７について、その時系列に沿って上下方向の位置及び接着剤の吐出状態が変化する様子を、ノズル７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ及び接着剤１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを用いて説明した（図２の矢印ｔ）。現実に異なる複数のノズル７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが存在するわけではないことに注意する必要がある。
【００２９】
本発明においては、ノズル７ｄにより、接着剤１７ｄが基板２に塗布された後、たとえ糸曳きが発生しても重力の作用により、糸曳きは基板２の下側へと引っ張られるため、基板２上に糸曳きが載るおそれが少ない。また、接着剤の飛びが発生しても、糸曳きと同様、重力の作用により、ほとんどの飛びが下方へと落下するため、基板２上に飛びが載るおそれが少ない。したがって、基板の品質を保持しつつ、その生産性を向上させることが容易となる。
【００３０】
尚、上述の実施例では、基板２が水平に保持され、ノズル７が基板２に対し垂直に保持された状態で、接着剤が供給される。すなわち、被塗布面２ａに対し、垂直に接着剤が供給される。しかしながらここでいう垂直は厳密である必要はなく、略垂直でもよい。
【００３１】
本発明の塗布装置１を、基板への電子部品の実装システムに組み込んだ例を図４に示す。図４（ａ）の実装システム１８においては、基板供給装置１９から、被塗布面２ａを下にした状態で、基板２が塗布装置１に搬送される。接着剤の塗布後、基板反転装置２０に基板２を搬送し、基板反転装置２０にて基板を反転した後、部品実装装置２１に基板２を搬送する。そして、種々の部品が基板２上に実装される。従って、部品実装は基板２の上側から行われる。
【００３２】
図４（ｂ）の実装システム１８においては、基板供給装置１９から、被塗布面２ａを上にした状態で、基板２が基板反転装置２０に搬送される。基板反転装置２０にて基板２が反転され、塗布装置１に搬送される。接着剤の塗布後、他の基板反転装置２０に基板２を搬送し、基板を反転した後、部品実装装置２１に基板２を搬送する。そして、種々の部品が基板２上に実装される。従って、部品実装は基板２の上側から行われる。
【００３３】
図５〜図１３は基板反転装置２０を用いた、基板２の反転方法を示す。レール２２に設けられたベルト２３により搬送され、到着した基板の両端をモータ２４を駆動することにより、モータ２４に接続した保持部２５にて挟み込む（図５）。レール２２を避けるように、基板２、モータ２４と保持部２５からなる反転ユニットを上昇させ（図６）、基板を反転させる（図７）。そして、基板両端の挟み込みを解除する（図８）。
【００３４】
次に、基板２、反転ユニットを下降させ（図９）、さらに、反転ユニットを基板２の搬送可能位置まで下降させる（図１０）。そして、ベルト２３により基板２を搬送する（図１１）。その後反転ユニットの回転復帰、上昇復帰が行われる（図１２、図１３）。
【００３５】
尚、上述の実施例では、接着剤は重力の方向と逆方向に吐出されたが、吐出方向が完全に重力と１８０度逆方向である必要はない。すなわち、接着剤の吐出方向が重力とは逆方向からずれても本発明の効果が得られる限り、本発明に含まれる。また、基板を完全に水平方向に（重力と垂直方向）に保持することも絶対的に必要なものではない。また、接着剤の吐出方向と基板下面（被塗布面）が完全に垂直である必要はない。
【００３６】
尚、上述の実施例は、接着剤の塗布装置であるが、本発明の適用対象は接着剤に限られず、他の粘性材料の塗布装置及び方法にも適用可能である。他の粘性材料としては、電子部品を封止するための封止剤や、クリーム半田、銀ペーストを含む一般的な導電ペーストなどが考えられるが、特に限定はされない。
【００３７】
また、上述の実施例においては、粘性材料が塗布される被塗布物は基板であるが、基板の種類は限定されないことはもちろんである。また、基板以外の他の対象物に対し、本発明の塗布装置及び方法が適用可能である。すなわち、本発明は、電子部品の実装分野のみならず、被塗布物に粘性材料を塗布する必要のある他の産業への応用も可能である。
【００３８】
また、上述の実施例においては、供給ユニットを昇降機構を用いて被塗布物に対し相対的に上下に駆動する構成を採用した。しかしながら、供給ユニットを固定し、かつ供給ユニットの上側にて被塗布物を上下に駆動させることも理論的には可能であり、かつ本発明の範囲に含まれる。被塗布物及び供給ユニットの双方を駆動することも理論的に可能である。
【００３９】
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、特許請求の範囲及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、被塗布物の品質を保持しつつ、その生産性を向上させることのできる粘性材料の塗布方法及び塗布装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の塗布装置に全体側面図である。
【図２】本発明の塗布装置において、基板に接着剤が塗布される工程を示した模式図である。
【図３】本発明の塗布装置における吸着装置に基板が吸着支持された状態を示す図である。
【図４】本発明の塗布装置が組み込まれた実装システムの模式図である。
【図５】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【図６】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【図７】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【図８】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【図９】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【図１０】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【図１１】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【図１２】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【図１３】基板反転装置を用いた基板の反転工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      塗布装置
２      基板
３      吸着ブロック
４      供給ユニット
５      昇降機構
６      制御装置
７      ノズル
１３    吸着装置
１８    実装システム
１９    基板供給装置
２０    基板反転装置
２１    部品実装装置
【図１】
2005324161.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005324161.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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