(57)【要約】【課題】均一な幅広塗布を実施することが可能な塗布装置を提供する。【解決手段】塗布装置は、被塗布面３Ａ（３Ｂ）に対して流体Ｆを吐出する吐出装置１を相対移動させて流体Ｆを塗布するものであり、吐出装置１は、各々が流体Ｆを吐出するスリット状の吐出口１０Ａを有し、吐出口１０Ａが少なくとも相対移動方向Ｚに沿って並ぶように配置された複数の吐出ノズル１０を備えている。【選択図】図２
2013052379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布面に対して流体を吐出する吐出装置を相対移動させて前記流体を塗布する塗布装置であって、
前記吐出装置は、各々が前記流体を吐出するスリット状の吐出口を有し、当該吐出口が少なくとも前記相対移動の方向に沿って並ぶように配置された複数の吐出ノズルを備えている塗布装置。
【請求項２】
前記吐出口が前記相対移動の方向に沿って並ぶように配置された前記複数の吐出ノズル内に各々設けられた前記吐出口に繋がる前記流体の流路は、前記被塗布面に対して異なる角度をなしている請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記吐出口が前記相対移動の方向に沿って並ぶように配置された前記複数の吐出ノズルは各々異なるノズル形成部に形成されている請求項２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記複数の吐出ノズルは、前記吐出口が前記相対移動の方向及び前記吐出口の幅方向に沿って並ぶように配置されている請求項１〜３のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項５】
前記複数の吐出ノズル内に各々前記流体が貯留される流体貯留部が設けられており、前記吐出口が前記流体貯留部よりも小さい幅を有している請求項１〜４のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項６】
前記吐出装置は、前記複数の吐出ノズルがユニット化され、前記複数の吐出ノズルの前記吐出口が１箇所にまとめられたものである請求項１〜５のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項７】
前記吐出装置は、前記被塗布面に対して前記吐出装置を相対移動させる少なくとも１つのガイドローラを備えている請求項１〜６のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項８】
前記被塗布面を地面に対して交差する方向に立てて保持する保持手段と、前記被塗布面に対して前記吐出装置の前記複数の吐出ノズルの前記吐出口を前記地面に対して交差する方向に相対移動させる相対移動手段とを備えた請求項１〜７のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項９】
平板状の対象物の両面に形成された前記被塗布面に対して前記流体を塗布することが可能な装置である請求項８に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等においては、パワー半導体を樹脂で固めたパワー素子モジュールが搭載されている。一般に、パワー素子モジュールにはその放熱のために冷却器が密着される。パワー素子モジュールと冷却器とは通常、１００μｍ程度以下の厚さの薄い放熱グリスを介して密着される。従来、パワー素子モジュールに粘度の高い放熱グリスを薄く塗布する塗布法として、スクリーン印刷法が広く用いられている。
【０００３】
従来の方法では、塗布面全体に放熱グリスを塗布するために、スクリーン上に放熱グリスを多めに用意して、パワー素子モジュールに塗布しており、パワー素子モジュールに塗布されない過剰な放熱グリスがスクリーン上に多く残存している。１つ又は複数のパワー素子モジュールへの放熱グリスの塗布後、残存した放熱グリスは清掃除去される。従来の方法では、多くの放熱グリスを必要とし、残存する放熱グリスの清掃除去が必要であり、コスト及び効率の点で良くない。
【０００４】
放熱グリスの塗布方法としては、パワー素子モジュールの塗布面に対して、放熱グリスを吐出するスリット状の吐出口を有する吐出ノズルを一方向に相対移動させて塗布する方法がある。
【０００５】
特許文献１には、対象物（１１０）上に粘性物（ＢＮ）を均一な面積で塗布するための粘性物案内溝（６３）と、粘性物（ＢＮ）を粘性物案内溝（６３）に注入する注入部（６４）と、粘性物案内溝（６３）と対象物（１１０）の間隔を一定に保持することで、粘性物案内溝（６３）から対象物（１１０）に塗布される粘性物（ＢＮ）の塗布厚（Ｄ）を一定にする突起（６５）とを備えた粘性物（ＢＮ）の塗布ノズル（１０）が開示されている（請求項１、図４−図６）。
特許文献１に記載の塗布装置は、対象物（１１０）を水平に保持し、その一方の塗布面に粘性物（ＢＮ）を塗布するものである（図１−図２）。塗布ノズル（１０）の対象物（１１０）側のサイズは対象物（１１０）のサイズよりも小さく、塗布ノズル（１０）を塗布面の２軸方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させて塗布するものである。
【０００６】
特許文献２には、一方向に間隔を空けて並んだ複数の吐出ノズル（１４）が形成された板材（２６）を有する分配器（９）が開示されている（図１及び図３）。この分配器（９）は、対象物を水平に保持し、その一方の塗布面に粘性流体（２）を塗布するものである。
分配器（９）には、各吐出ノズル（１４）から延出する第１延出路（１８）と、隣り合う一対の第１延出路（１８，１８）の延出端部を互いに連通させる第１連通路（１９）と、これら各第１連通路（１９）の長手方向の中央部から延出する第２延出路（２０）と、隣り合う一対の第２延出路（２０，２０）の延出端部を互いに連通させる第２連通路（２１）と、以下、上記したと同じように順次成形される第ｎ延出路（２２）と第ｎ連通路（ｎは３以上の正の整数）（２３）とを備え、単一である第ｎ延出路（２２）の延出端部と加圧ポンプ（７）からの粘性流体（２）を流入させる流入部（１３）とが互いに連通されている（請求項１、図１、図３）。
【０００７】
特許文献３には、一方向に間隔を空けて並んだ複数の吐出ノズル（５ａ，５ｂ，５ｃ）が形成されたノズル（５）を備えた塗布装置が開示されている（図７）。この塗布装置は、対象物を水平に保持し、その一方の塗布面に粘性流体を塗布するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平09-290194号公報
【特許文献２】特開2004-050135号公報
【特許文献３】特開2001-044602号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の塗布装置では、対象物の幅に対して塗布ノズルの吐出口の幅が小さく、一方向の相対移動だけで充分に広い幅の幅広塗布を実施することができない。
特許文献１に記載の塗布装置では、吐出口の幅が１０ｍｍ程度であれば均一塗布が可能である。しかしながら、吐出口の幅が広くなり、例えば５０ｍｍ程度の幅になると、幅方向の均一塗布が難しくなり、スジあるいはスケと呼ばれる放熱グリスが良好に塗布されない領域などの塗布ムラが生じやすくなる。
【００１０】
特許文献２、３に記載の塗布装置では、複数の丸い吐出ノズルが間隔を空けて並び配置されている。複数の丸い吐出ノズルの間に間隔が形成されているため、幅広塗布を行う場合には幅方向の均一塗布が難しい。
【００１１】
また、特許文献１〜３に記載されているように、従来は、放熱グリスの垂れ等を防止するために、通常、パワー素子モジュールの塗布面を水平に保持した状態で、放熱グリスの塗布が行われている。パワー素子モジュールを両面から冷却するインバータ冷却構造の場合、パワー素子モジュールの両面にそれぞれ別工程で放熱グリスの塗布とインシュレータの貼付を実施しなければならない。そのため、パワー素子モジュールの一面に放熱グリスを塗布し、インシュレータを貼付した後、パワー素子モジュールを上下反転して他方の面に放熱グリスを塗布し、インシュレータを貼付する必要がある。かかる方法では、工程数が多く、複雑なコストの高い塗布装置が必要である。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、均一な幅広塗布を実施することが可能な塗布装置を提供することを目的とするものである。
本発明はまた、平板状の対象物の両面塗布を簡易に実施することが可能な塗布装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の塗布装置は、被塗布面に対して流体を吐出する吐出装置を相対移動させて前記流体を塗布する塗布装置であって、
前記吐出装置は、各々が前記流体を吐出するスリット状の吐出口を有し、当該吐出口が少なくとも前記相対移動の方向に沿って並ぶように配置された複数の吐出ノズルを備えているものである。
【００１４】
本発明の塗布装置において、前記複数の吐出ノズルは、前記吐出口が前記相対移動の方向及び前記吐出口の幅方向に沿って並ぶように配置されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の塗布装置は、前記被塗布面を地面に対して交差する方向に立てて保持する保持手段と、前記被塗布面に対して前記吐出装置の前記複数の吐出ノズルの前記吐出口を前記地面に対して交差する方向に相対移動させる相対移動手段とを備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、均一な幅広塗布を実施することが可能な塗布装置を提供することができる。
本発明によればまた、平板状の対象物の両面塗布を簡易に実施することが可能な塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る一実施形態の塗布装置をなす吐出装置の斜視図である。
【図２】平板状の対象物及び図１の吐出装置の塗布中の透視側面図である。
【図３】図１の吐出装置をなす第１のノズル形成部（シム）及びその近傍の平面図である。
【図４】平板状の対象物及びその保持手段の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の塗布装置の構成について説明する。
図１は本実施形態の塗布装置をなす吐出装置の斜視図である。図２は平板状の対象物及び図１の吐出装置の塗布中の透視側面図である。図３は図１の吐出装置をなす第１のノズル形成部（シム）及びその近傍の平面図である。図４は平板状の対象物及びその保持手段の斜視図である。
図面上は、適宜実際のものとは異ならせて簡略化してある。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態の塗布装置は、パワー素子モジュール等の平板状の対象物３の被塗布面３Ａ（３Ｂ）に対して放熱グリス等の流体Ｆを吐出する吐出装置１を相対移動させて流体Ｆを塗布する装置である。本実施形態の塗布装置は、平板状の対象物３の両面塗布が可能な装置である。
本実施形態の塗布装置では、吐出装置１を地面に対して交差する方向に相対移動させて、流体Ｆを塗布することができる。図示する例では、吐出装置１の相対移動方向は垂直降下方向Ｚである。図中、Ｚ１は吐出装置１の相対移動速度を示している。
図２は、平板状の対象物３の一方の被塗布面３Ａへの流体Ｆの塗布中の図面である。
【００２０】
図４に示すように、本実施形態の塗布装置は、被塗布面３Ａ、３Ｂを地面に対して交差する方向（本実施形態では垂直方向）に立てて保持する保持手段２を備えている。本実施形態において、保持手段２は、対象物３をその側端側から、被塗布面３Ａ、３Ｂが地面に対して交差する方向（本実施形態では垂直方向）に立つように保持する一対の把持具３１、３２を備えている。
保持手段２の構造は適宜設計変更可能である。
【００２１】
図２及び図３に示すように、吐出装置１は複数の吐出ノズル１０を備えている。
各吐出ノズル１０は、流体Ｆを吐出するスリット状の吐出口１０Ａと、吐出口１０Ａに繋がる流体Ｆの流路１０Ｂと、流体Ｆが貯留される流体貯留部（マニホールド）１０Ｃとを備えている。流体貯留部（マニホールド）１０Ｃには、外部から流体Ｆが供給される供給管１１が接続されている。
【００２２】
図２及び図３に示すように、複数の吐出ノズル１０は、吐出口１０Ａが相対移動方向Ｚ及び吐出口１０Ａの幅方向Ｘに沿って並ぶように配置されている。
本実施形態において、吐出口１０Ａが相対移動方向Ｚに沿って並ぶように配置された複数の吐出ノズル１０は異なるノズル形成部（シム）２１、２２に形成されている。
【００２３】
本実施形態では、相対移動方向Ｚに２個のノズル形成部（シム）２１、２２が形成されており、かつ、２個のノズル形成部（シム）２１、２２は被塗布面３Ａ（３Ｂ）に対して異なる角度で配置されている。
各形成部（シム）２１、２２には、吐出口１０Ａの幅方向Ｘに２個の吐出ノズル１０が並んで形成されている。
【００２４】
本実施形態において、相対移動方向Ｚに対して前方側の第１のノズル形成部（シム）２１は、被塗布面３Ａ（３Ｂ）に対して垂直方向の第１の面２１Ｘと、被塗布面３Ａ（３Ｂ）に対して斜め方向でかつ第１の面２１Ｘに対向する第２の面２１Ｙとを有している。第１のノズル形成部（シム）２１内において、吐出口１０Ａと、吐出口１０Ａに繋がる流体Ｆの流路１０Ｂと、流体Ｆが貯留される流体貯留部（マニホールド）１０Ｃとは、第１の面２１Ｘに沿って形成されている。
【００２５】
相対移動方向Ｚに対して後方側の第２のノズル形成部（シム）２２は、第１のノズル形成部（シム）２１の第２の面２１Ｙ上に形成された第１の面２２Ｘと、この第１の面２２Ｘと平行に第１の面２２Ｘと対向する第２の面２２Ｙとを備えている。第２のノズル形成部（シム）２２内において、吐出口１０Ａと、吐出口１０Ａに繋がる流体Ｆの流路１０Ｂと、流体Ｆが貯留される流体貯留部（マニホールド）１０Ｃとは、第１の面２２Ｘに沿って形成されている。
【００２６】
上記構成によって本実施形態において、吐出口１０Ａが相対移動方向Ｚに沿って並ぶように配置された複数の吐出ノズル１０内に各々設けられた吐出口１０Ａに繋がる流体Ｆの流路１０Ｂは、被塗布面３Ａ（３Ｂ）に対して異なる角度をなしている。
【００２７】
吐出口１０Ａの径は特に制限なく、例えば３０〜１００μｍ程度が好ましい。
【００２８】
流体Ｆの塗布厚みは主に、吐出装置１の相対移動方向Ｚに対して後方側の第２のノズル形成部（シム）２２の吐出口１０Ａと被塗布面３Ａ（３Ｂ）との間隔と、吐出装置１への流体Ｆの供給流量Ｆ１と、吐出装置１の対象物３に対する相対移動速度Ｚ１とによって決まる（Ｆ１とＺ１については、図２を参照されたい。）。
後方側の第２のノズル形成部（シム）２２の吐出口１０Ａと被塗布面３Ａ（３Ｂ）との間隔は特に制限されず、例えば３０〜１００μｍ程度が好ましい
【００２９】
前方側の第１のノズル形成部（シム）２１において、第１の面２１Ｘと第２の面２１Ｙとのなす角θはノズル形成部（シム）の個数によって適宜設計され特に制限されない。図２に示すように、２個のノズル形成部（シム）２１、２２を備えた構成では、前方側の第１のノズル形成部（シム）２１における第１の面２１Ｘと第２の面２１Ｙとのなす角θは例えば１５〜４５°が好ましい。
【００３０】
吐出装置１には、被塗布面３Ａ、３Ｂに対して吐出装置１の複数の吐出ノズル１０の吐出口１０Ａを地面に対して交差する方向に相対移動させる相対移動手段が設けられている。具体的には、第１のノズル形成部（シム）２１の前方側には、一対のガイドローラ２３が設けられている。図中、符号２４は本体部である。
複数の吐出ノズル１０が形成された第１、第２のノズル形成部（シム）２１、２２、一対のガイドローラ２３、及び本体部２４は全体がユニット化され、複数の吐出ノズル１０の吐出口１０Ａは１箇所にまとめられている。
【００３１】
本実施形態において、吐出装置１には、相対移動方向Ｚに並んだ複数の吐出ノズル１０を備えているので、相対移動方向Ｚに並んだ複数の吐出ノズル１０のスリット状の吐出口１０Ａから流体Ｆが安定的に供給され、均一な幅広塗布が実現できる。
【００３２】
本実施形態では、相対移動方向Ｚだけでなく、吐出口１０Ａの幅方向Ｘにも、複数の吐出ノズル１０が並び配置されているので、一度により大きな幅で流体Ｆを塗布することができる。したがって、対象物３の幅に合わせて吐出装置１の幅を設計すれば、１回あるいは少ない回数の相対移動操作で対象物３の一方の面の全面処理を完了することが可能である。相対移動方向Ｚ及び吐出口１０Ａの幅方向Ｘに複数の吐出ノズル１０を並び配置することで、１回の相対移動操作で塗布できる塗布幅を広くしても、流体Ｆの吐出ムラを低減し、均一な幅広塗布を実現することができる。
【００３３】
図３に示すように、本実施形態において、吐出口１０Ａの幅Ｗ１は流体貯留部１０Ｃの幅Ｗ２よりも小さく設計されていることが好ましい（Ｗ１＜Ｗ２）。かかる構成によって、各吐出口１０Ａの中央部と両端部の吐出量のばらつきを低減し、より均一な幅広塗布を実現することができる。
吐出口１０Ａの幅Ｗ１は特に制限されず、例えば５〜２０ｍｍが好ましい。また、吐出口１０Ａの幅Ｗ１は流体貯留部１０Ｃの幅Ｗ２の０．７〜１．０倍が好ましい。
【００３４】
本実施形態の塗布装置では、地面に対して交差する方向に立てて保持された被塗布面３Ａ（３Ｂ）に対しても、均一な幅広塗布が実現でき、両面塗布を簡易に実施することも可能である。
本実施形態の塗布装置は、被塗布面３Ａ、３Ｂを地面に対して交差する方向に立てて保持する保持手段２を備えており、対象物３の反転操作を要することなく、被塗布面３Ａ、３Ｂの塗布を順次実施することで、平板状の対象物３の両面塗布を簡易に実施することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、均一な幅広塗布を実施することが可能な塗布装置を提供することができる。本実施形態によればまた、平板状の対象物３の両面塗布を簡易に実施することが可能な塗布装置を提供することができる。
【００３６】
「設計変更」
本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能である。
例えば、ノズル形成部（シム）及び吐出ノズルの数及び配置、これらの設計寸法は適宜設計変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の塗布装置は各種流体の塗布に適用でき、例えば、パワー素子モジュール等への放熱グリス等の粘性流体の塗布などに好ましく利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１  吐出装置
２  保持手段
３  平板状の対象物
３Ａ、３Ｂ  被塗布面
１０  吐出ノズル
１０Ａ  吐出口
１０Ｂ  流路
１０Ｃ  流体貯留部（マニホールド）
１１  供給管
２１  第１のノズル形成部（シム）
２１Ｘ  第１の面
２１Ｙ  第２の面
２２  第２のノズル形成部（シム）
２２Ｘ  第１の面
２２Ｙ  第２の面
２３  ガイドローラ
２４  本体部
３１、３２把持具
Ｆ  流体
Ｗ１  吐出口の幅
Ｗ２  流体貯留部（マニホールド）の幅
Ｘ  吐出口の幅方向
Ｚ  垂直降下方向（相対移動方向）
θ  第１のノズル形成部（シム）の第１の面と第２の面との角
【図１】
2013052379.tif 000003
【図２】
2013052379.tif 000004
【図３】
2013052379.tif 000005
【図４】
2013052379.tif 000006