(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤を充填したシリンダー内を移動自在に配設されたプランジャーの下面を前進させ前記シリンダーの先端に装着された噴射ノズルの面に任意の速度で衝突させて、接着剤を圧縮してノズル先端から噴射し、非接触で回路基板に供給する接着剤の塗布方法において、前記プランジャーの下面を前記ノズルの面に衝突させた後、前記接着剤の噴射終了直前に、前記プランジャーを後退させて前記ノズル先端近傍の接着剤をノズル孔内に吸引することを特徴とする接着剤の塗布方法。
【請求項２】
接着剤を充填したシリンダーと、前記シリンダーの先端に装着された噴射ノズルと、前記ノズルの上方に位置し前記シリンダーの壁面を摺動することなく前記シリンダー内を移動自在に配設され前記ノズルの面方向への移動によりシリンダー内の接着剤を加圧するプランジャーと、前記プランジャーの駆動手段を備えた接着剤の塗布装置を用い、接着剤を回路基板に供給する接着剤の塗布方法において、前記プランジャーの下降動作により、前記接着剤を前記噴射ノズルから回路基板に噴射し、前記プランジャーの下降動作終了直前に前記プランジャーを上昇させて、前記ノズル先端近傍の接着剤を吸引し、ノズル先端近傍で噴射と逆の流れを発生させ、前記接着剤を非接触で回路基板に供給することを特徴とする接着剤の塗布方法。
【請求項３】
接着剤を充填したシリンダーと、前記シリンダーの先端に装着された噴射ノズルと、前記ノズルの上方に位置し前記シリンダーの壁面を摺動することなく前記シリンダー内を移動自在に配設され前記ノズルの面方向への移動によりシリンダー内の接着剤を加圧するプランジャーと、前記プランジャーの駆動手段を備えた接着剤の塗布装置において、前記プランジャーを下降動作し前記プランジャーの下面をノズルの面に衝突させ前記接着剤を回路基板に噴射し、前記接着剤の噴射終了直前に前記プランジャーを上昇させ前記ノズル先端近傍の接着剤をノズル孔内に吸引することを特徴とする接着剤の塗布装置。
【請求項４】
前記プランジャーは中心プランジャーと前記中心プランジャーの外側に位置する外周プランジャーの二重構造を備え、前記中心プランジャーと前記外周プランジャーはそれぞれ独立して作動するように構成され、接着剤噴射時には、前記中心プランジャーと前記外周プランジャーを同時に下降して噴射ノズル面に衝突させ前記接着剤を回路基板に噴射し、前記接着剤の噴射終了直前に前記中心プランジャーのみを独立して上昇させることを特徴とする請求項３記載の接着剤の塗布装置。
【請求項５】
前記中心プランジャーと前記外周プランジャーの駆動手段は、それぞれ独立に制御可能なリニアソレノイドで構成され、前記リニアソレノイドの位置と速度をリニアスケールにより検出制御し、前記各プランジャーを任意の速度、位置に独立に制御することを特徴とする請求項３または４に記載の接着剤の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路部品を接着剤で基板に仮固定し、実装するための接着剤塗布方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板上に電子部品をはんだ付けする手段として、回路基板の接合電極間に接着剤を塗布し、電子部品を装着した後、加熱硬化して電子部品の仮固定を行い、最終的に溶融はんだを噴流して電子部品を回路基板に接合するフローはんだ付け工法が用いられている。
【０００３】
この工法において、接着剤の塗布工程に使用される接着剤塗布装置を図面を参照して説明する。図４に示すように、接着剤塗布装置はＸ移動ロボット１４とＹ移動テーブル１５からなる位置決め手段を備え、Ｘ移動ロボット１４上には接着剤を充填したバレル２０を装着する塗布ヘッド１６が設けられている。バレル２０は電気的に制御されたエアーバルブにより、バレル２０内にエアーが送り込まれると、バレル２０の先端に取り付けられたノズル１７の先端から接着剤が押し出される構成となっている。接着剤を塗布する位置はＸ移動ロボット１４とＹ移動ロボット１５によって定まり、次にＸＹ移動後、塗布ヘッド１６が下降しノズル１７の先端と基板３が接触し、接着剤が基板面に転写される状態で接着剤が基板３に塗布される。接着剤を基板３に塗布した後、塗布ヘッド１６はただちに上昇し、ＮＣプログラム上で指示された次のポイントへ位置決めを開始する。接着剤の塗布を完了した基板３は次の電子部品装着工程へ移動し、部品装着、接着剤硬化、およびはんだ付け工程を経て電子部品のはんだ付けが完成する。接着剤の塗布量は、ノズルの孔径、エアー圧力、エアーバルブの解放時間、ノズル先端部の温度などの条件で変更することが可能である。しかし、このような従来の接着剤塗布方式では、塗布ヘッドの上下動作時間が必要なため、さらなる高速化が望みにくい。また、塗布ヘッド上昇時に接着剤が糸状に伸び、ひげ状に塗布されたり、また飛び散ったりするなど、塗布精度が悪化するほか、電極上に接着剤が散乱し、はんだ付け不良を発生する原因となっている。接着剤についても塗布精度を改善するため、粘度特性等の改善がなされているが、塗布品質の面からも塗布タクトの高速化は困難となっている。一方、塗布ヘッドの上下動作をなくし、高速化を可能にするため、ノズルから接着剤を噴射し非接触で基板に供給するジェット方式が考案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、接着剤をノズルから噴射する非接触方式の場合、ノズルの開口部の変形やノズル内壁面の表面粗さ、あるいは接着剤組成の不均一により、噴射方向にばらつきが生じやすく、塗布位置が不均一となり、塗布位置の精度を維持するのが困難となり、さらに塗布形状を不安定にするなどの課題がある。図５（ａ）（ｂ）に示すごとく、噴射ノズル１から噴射した接着剤２は基板３に供給され、噴射した直後大半の接着剤２は基板近傍で切れが発生するが、図５（ｃ）に示すごとく、ノズル１近傍にも切れが発生した場合、図５（ｄ）に示すごとく、接着剤の一部が離脱し、基板面に飛び散り液飛びを生ずる。なお、図５において、４はノズル孔、５はプランジャー、９はシリンダーである。
【０００５】
本発明は、このような非接触方式による接着剤の塗布時に生ずる課題を解決するもので、接着剤を基板に供給する際に、塗布不良の発生が少なく、かつ安定して供給される接着剤供給方法と塗布装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、接着剤をノズル先端から噴射し非接触で回路基板に供給する接着剤の塗布方法において、接着剤の噴射終了直前にノズル近傍の接着剤をノズル孔内に吸引することを特徴とするものである。この本発明によれば、非接触で接着剤を基板に供給するにあたり、塗布不良が少なく、安定して接着剤を塗布することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、接着剤を充填したシリンダー内を移動自在に配設されたプランジャーの下面を前進させ前記シリンダーの先端に装着された噴射ノズルの面に任意の速度で衝突させて、接着剤を圧縮してノズル先端から噴射し、非接触で回路基板に供給する接着剤の塗布方法において、前記プランジャーの下面を前記ノズルの面に衝突させた後、前記接着剤の噴射終了直前に、前記プランジャーを後退させて前記ノズル先端近傍の接着剤をノズル孔内に吸引することを特徴とする接着剤の塗布方法である。また、請求項２に記載の発明は、接着剤を充填したシリンダーと、前記シリンダーの先端に装着された噴射ノズルと、前記ノズルの上方に位置し前記シリンダーの壁面を摺動することなく前記シリンダー内を移動自在に配設され前記ノズルの面方向への移動によりシリンダー内の接着剤を加圧するプランジャーと、前記プランジャーの駆動手段を備えた接着剤の塗布装置を用い、接着剤を回路基板に供給する接着剤の塗布方法において、前記プランジャーの下降動作により、前記接着剤を前記噴射ノズルから回路基板に噴射し、前記プランジャーの下降動作終了直前に前記プランジャーを上昇させて、前記ノズル先端近傍の接着剤を吸引し、ノズル先端近傍で噴射と逆の流れを発生させ、前記接着剤を非接触で回路基板に供給することを特徴とする接着剤の塗布方法である。このため、接着剤はノズル先端近傍のみで切断されるので、複数箇所での切れの発生を未然に防止し、液飛びの発生を防止することができる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、接着剤を充填したシリンダーと、前記シリンダーの先端に装着された噴射ノズルと、前記ノズルの上方に位置し前記シリンダーの壁面を摺動することなく前記シリンダー内を移動自在に配設され前記ノズルの面方向への移動によりシリンダー内の接着剤を加圧するプランジャーと、前記プランジャーの駆動手段を備えた接着剤の塗布装置において、前記プランジャーを下降動作し前記プランジャーの下面をノズルの面に衝突させ前記接着剤を回路基板に噴射し、前記接着剤の噴射終了直前に前記プランジャーを上昇させ前記ノズル先端近傍の接着剤をノズル孔内に吸引することを特徴とする接着剤の塗布装置で、請求項１記載の発明と同様に液飛びの発生を防止することができる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記プランジャーは中心プランジャーと前記中心プランジャーの外側に位置する外周プランジャーの二重構造を備え、前記中心プランジャーと前記外周プランジャーはそれぞれ独立して作動するように構成され、接着剤噴射時には、前記中心プランジャーと前記外周プランジャーを同時に下降して噴射ノズル面に衝突させ前記接着剤を回路基板に噴射し、前記接着剤の噴射終了直前に前記中心プランジャーのみを独立して上昇させることを特徴とする接着剤の塗布装置で、噴射に必要なプランジャー動作と吸引動作をそれぞれ独立して行うことにより、吸入動作のタイミングを任意に設定することができる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記中心プランジャーと前記外周プランジャーの駆動手段は、それぞれ独立に制御可能なリニアソレノイドで構成され、前記リニアソレノイドの位置と速度をリニアスケールにより検出制御し、前記各プランジャーを任意の速度、位置に独立に制御することを特徴とする接着剤の塗布装置であり、プランジャーを任意の速度、位置に制御することができる。
以下に本発明の第１の実施例について説明する。図１において、１は噴射ノズルで２は接着剤である。接着剤２はシリンダー９に設けた加圧手段によって圧力が高まり噴射ノズル１から吐出され、基板３上に塗布される。その際、噴射終了直前に接着剤２をノズル孔４内に吸引することにより、噴射と逆の流れを発生し、ノズル近傍で噴射された接着剤を切ることができる。その結果噴射停止によって自然に接着剤の切れを発生していた従来の方法に比べ、接着剤の切れ位置をノズル近傍の一箇所に制御でき、接着剤が複数箇所で切れて、離脱することによる液飛びの発生を防ぐことができる。
【００１１】
次に、本発明の接着剤の塗布方法に使用する接着剤の塗布装置について説明する。図２は接着剤を噴射するヘッドを示す断面図で、ヘッドはプランジャー５、プランジャーガイド６、タンク８から構成されている。プランジャー５はリニアソレノイド７ａに接続しており、任意の速度で噴射ノズル１面に衝突する構成となっている。プランジャー５が噴射ノズル１面に前進すると、シリンダー全体の接着剤が圧縮され、接着剤はシリンダー９の先端に取り付けられたノズル１のノズル孔４から噴射される。プランジャー５は噴射終了前にリニアソレノイド７ａによって後退し、図１（ｃ）に示すようにノズル先端近傍の接着剤２を吸入し、接着剤に噴射時と逆の流れを発生させ、接着剤をノズル孔４近傍の１箇所で切ることができ、従来方式のように、複数箇所切断により発生する液飛びを防止することができる。
【００１２】
次に、本発明の第２の実施例について図３に従い説明する。この実施例においては、プランジャーが中心プランジャー１１と外周プランジャー１２の二重構造となっており、それぞれ独立したリニアソレノイド７ａと７ｂにより作動される構成となっている。接着剤噴射時に中心プランジャー１１と外周プランジャー１２は同時に下降を開始し、噴射ノズル１の面に衝突するが、衝突直前に中心プランジャー１１のみが上昇し、ノズル先端部近傍の接着剤を吸入する。つまり、吸引動作は中心プランジャーで行うため、噴射の終了タイミングに合わせて中心プランジャーのみを独立して上昇させるため、より確実に接着剤を切ることができる。図２および図３のリニアソレノイド７ａと７ｂはコントローラー１０からの電流量で制御されており、リニアスケール１３でその位置と速度を常に検出し、コントローラー１０にフィードバックする構成となっている。そのため、プランジャーを任意の速度、位置に制御することが可能である。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば非接触で接着剤を噴射する塗布方式において、従来方式においては発生していた液飛び不良を大幅に低減できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非接触接着剤塗布方法の行程図である。
【図２】本発明の第１の実施例の塗布装置の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の塗布装置の断面図である。
【図４】従来の接着剤塗布装置の外観図である。
【図５】従来の非接触接着剤塗布方法の行程図である。
【符号の説明】
１  噴射ノズル
２  接着剤
３  基板
４  ノズル孔
５  プランジャー
６  プランジャーガイド
７  リニアソレノイド
８  タンク
９  シリンダー
１０  コントローラー
１１  中心プランジャー
１２  外周プランジャー
１３  位置センサー
１４  Ｘ移動ロボット
１５  Ｙ移動テーブル
１６  塗布ヘッド
１７  ノズル
１８  本体
１９  ロボット架台
２０  バレル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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