(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペースト収納筒を備え、このペースト収納筒の先端部に設けたノズルを複数の電子部品を固着する基板に対向させ、この基板上の該電子部品を固着する位置毎にはんだペーストを塗布するペースト塗布機において、
電子部品の各パターンに必要なペースト吐出量に応じた設定圧力値が予め記憶されている記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記設定圧力値から前記基板上に固着する電子部品のパターンに対する設定圧力値を選択する選択手段と、
前記ペースト収納筒に前記選択された設定圧力値の圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
前記ペースト収納筒内でのペースト吐出圧力を検知する検知手段と
を備え、この検知手段によって検知された前記ペースト吐出圧力が前記選択された設定圧力値に達した時、前記ペーストの塗布を開始することを特徴とするペースト塗布機。
【請求項２】
請求項１に記載のペースト塗布機において、
前記検知手段によって検知された前記ペースト吐出圧力が前記選択されて設定圧力値に達した時から所定時間、前記ペーストの塗布を行うことを特徴とするペースト塗布機。
【請求項３】
請求項２に記載のペースト塗布機において、
前記ペーストの塗布を、前記ノズルと前記基板を水平方向または垂直方向に相対移動させて行うことを特徴とするペースト塗布機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペースト収納筒の先端に設けられるノズルからプリント回路基板等上にはんだペーストを連続的に吐出するペースト塗布機に係わり、特に、はんだペーストの塗布処理を適正かつ迅速に行い、生産性を向上させたペースト塗布機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリント基板の電子回路は抵抗、コンデンサ等の様々な電子部品から構成されており、電子部品の種類により電子回路のパターン形状も異なり、それに電子部品を固着するために必要なはんだペーストの単位時間当たりの量（吐出量）も異なっている。これに対して、従来のペースト塗布機では、吐出されるはんだペーストの吐出量は、吐出圧力（塗布圧力）により決定され、その吐出圧力の設定は正圧源に接続されているレギュレータにより行い、設定された吐出圧力の圧縮空気を電磁弁を介してペースト収納筒に供給し、ペースト収納筒の先端に設けたノズルから基板上にはんだペーストを吐出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のペースト塗布機では、ペースト収納筒内部の圧力がレギュレータで設定された吐出圧力（以下、設定圧力という）に到達するまでに僅かであるが時間を要し、特に設定圧力が低圧から高圧になる場合、つまり設定圧力の差が大きい場合には、ペースト収納筒内の圧力が設定圧力に到達するまでの到達時間が長くなってしまう。そのため、プリント基板上ではんだペーストの所要量（以下、所要量という）が少ない電子部品と所要量が多い電子部品が混在しているような場合、所要量が少ない電子部品のパターンにはんだペーストを吐出した直後に所要量が多い電子部品のパターンにはんだペーストを吐出した時、急激に吐出量が変化し、なおかつ高速で断続的に吐出を行うため、ペースト収納筒内の圧力がはんだペーストの所要量に相当する吐出圧力に到達しないまま吐出されてしまい、所望の塗布形状が得られないという問題があった。
従来、このような問題を解決するために、はんだペーストの吐出（塗布）はペースト収納筒内の圧力を設定圧力まで到達させてから行う必要があることから、はんだペーストの吐出はペースト収納筒内の圧力が確実に設定圧力に到達してから行うようにしている。ペースト収納筒内の圧力が大気圧から最大設定圧力に到達するまでの最大到達時間にさらに余裕時間を加えた設定圧力待機時間を設定していた。しかし、この設定圧力待機時間には前記の余裕時間が含まれるため、吐出（塗布）回数が増加するにつれて余裕時間分が増加し、その分、生産に要する時間が増加し、生産効率を低下させるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、はんだペーストの塗布処理を適正かつ迅速に行うことにより、生産効率を向上させるとともに、所望の塗布形状が得られるペースト塗布機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、次のような手段を採用した。
【０００６】
ペースト収納筒を備え、このペースト収納筒の先端部に設けたノズルを複数の電子部品を固着する基板に対向させ、この基板上の該電子部品を固着する位置毎にはんだペーストを塗布するペースト塗布機において、電子部品の各パターンに必要なペースト吐出量に応じた設定圧力値が予め記憶されている記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記設定圧力値から前記基板上に固着する電子部品のパターンに対する設定圧力値を選択する選択手段と、前記ペースト収納筒に選択された前記設定圧力値の圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、前記ペースト収納筒内でのペースト吐出圧力を検知する検知手段とを備え、この検知手段によって検知された前記ペースト吐出圧力が前記選択された設定圧力値に達した時、前記ペーストの塗布を開始することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項１に記載のペースト塗布機において、前記検知手段によって検知された前記ペースト吐出圧力が前記選択された設定圧力値に達した時から所定時間、前記ペーストの塗布を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載のペースト塗布機において、前記ペーストの塗布を、前記ノズルと前記基板を水平方向または垂直方向に相対移動させて行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図１から図５を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るペースト塗布機を示す斜視図である。
【００１１】
同図において、１００はペースト塗布機、１は架台、２はＸ軸テーブル、３，５，１０，１８はサーボモータ、４はＹ軸テーブル、６は基板吸着台、７はプリント基板、８は支持フレーム、９はＺ軸テーブル、１１は保持アーム、１２はペースト収納筒、１３はノズル、１４は制御装置、１５はデータ入力装置、１７はモニタ、１９は外部記憶装置である。
【００１２】
ペースト塗布機１００の架台１上には、Ｘ軸テーブル２が設けられ、サーボモータ３により、Ｘ軸テーブル２上に設置されたＹ軸テーブル４が矢印で示すＸ軸方向に駆動される。また、Ｙ軸テーブル４のサーボモータ５により、その上に設置された基板吸着台６が矢印で示すＹ軸方向に駆動される。プリント基板７は、基板吸着台６に真空吸着され得るようになっており、基板吸着台６の下には基板吸着台６を所定の方向に回転させるサーボモータ１８が設けられている。また、架台１に設置された支持フレーム８にはＺ軸テーブル９が支持され、Ｚ軸テーブル９のサーボモータ１０により、保持アーム１１で保持されたペースト収納筒１２が矢印で示すＺ軸方向に駆動される。ペースト収納筒１２の下端部には、ノズル１３が設けられている。
【００１３】
図２は、図１に示すペースト塗布機における制御系統および空圧系統を示すブロック図である。なお、同図において、図１に示す符号と同符号の箇所は同じ箇所を示す。
【００１４】
ここで、制御装置１４は、マイクロコンピュータ（以下、マイクロコンという）１４ａと、外部インターフェース１４ｂと、モータコントローラ１４ｃと、サーボモータ３，５，１０，１８の各ドライバ１４ｃａ〜１４ｃｄと、サーボモータ３，５，１０，１８のそれぞれのエンコーダ１４ｃ１〜１４ｃ４と、Ｄ／Ａ変換器１４ｄと、Ａ／Ｄ変換器１４ｅとから構成され、また、空圧回路３０は、正圧源３１と、レギュレータ３２と、Ｄ／Ａ変換器１４ｄからの出力で図示していないリレーをＯＮ，ＯＦＦさせることにより開閉される電磁弁３３と、ペースト収納筒１２内の圧縮空気圧を測定する圧力検出センサ３４と、配管３５とから構成される。Ｐはノズル１３から吐出されプリント基板７の表面に塗布されたはんだペーストである。
【００１５】
マイクロコン１４ａは、図示していない主演算部やはんだペーストの塗布などの各種の処理を行うソフト処理プログラムが格納されたＲＯＭと、主演算部での処理結果や外部インターフェース１４ｂおよびモータコントローラ１４ｃからの入力データを格納するＲＡＭと、外部インターフェース１４ｂおよびモータコントローラ１４ｃとデータをやりとりする入出力部などを備えている。
【００１６】
データ入力装置１５は塗布に関する設定値などのデータの入力ためのものであり、モニタ１７はペースト塗布機１００における設定値や運転状況などを表示するためのものであり、また、外部記憶装置１９はペースト塗布機１００の電源立ち上げ時にマイクロコン１４ａのＲＡＭに格納する各種設定値を記憶しているものである。
ここで、制御装置１４からの指令は、ドライバ１４ｃａ〜１４ｃｄを介して各サーボモータ３，５，１０，１８に伝達され、それらを駆動し、それらの回転量（駆動操作量）はエンコーダ１４ｃ１〜１４ｃ４で検出され、ドライバ１４ｃａ〜１４ｃｄにフィードバックされる。
【００１７】
また、制御装置１４からの指令は、Ｄ／Ａ変換器１４ｄを介して電磁弁３３に伝達され、電磁弁３３では入力された電気信号に応じて閉閉し、供給された圧縮空気をペースト収納筒１２への供給を可能にしたり、または大気開放したりする。ペースト収納筒１２への圧縮空気の供給は、圧縮空気を内蔵している正圧源３１から放出された圧縮空気が、制御装置１４からの指令により、レギュレータ３２で所定の圧縮空気圧に調整され電磁弁３３，配管３５を介してペースト収納筒１２に供給される。
【００１８】
なお  、本実施形態では、電磁弁３３はＤ／Ａ変換器１４ｄからの出力でリレーをＯＮ，ＯＦＦさせることにより開閉しているが、外部インターフェース１４ｂからの出力でリレーをＯＮ，ＯＦＦさせることにより開閉させてもよい。
【００１９】
ここで、ペースト塗布機の処理動作の概要を図１および図２を用いて説明する。
【００２０】
はじめに、制御装置１４からの指令により、サーボモータ３，５を任意量回転させると、それに伴ってプリント基板７の所望位置がノズル１３の先端開孔部と対向するように位置する。次いで、Ｚ軸テーブル９のサーボモータ１０により、ペースト収納筒１２をプリント基板７の方に下降させ、ノズル１３の先端開孔部とプリント基板７とが所望の間隔になったところで、レギュレータ３２により圧縮空気圧を設定し、電磁弁３３を開けて圧縮空気をペースト収納筒１２に印加してはんだペーストをノズル１３から吐出させ、プリント基板７上にはんだペーストＰを塗布する。塗布後、電磁弁３３を閉じてペースト収納筒１２への圧縮空気の供給を止めて吐出を終了し、ペースト収納筒１２内部に残留した圧縮空気を電磁弁３３を介して大気へ開放する。ペースト塗布終了後、Ｚ軸テーブル９でペースト収納筒１２を所定位置まで上昇させ塗布動作が完了する。
【００２１】
次に、本実施形態に係るペースト塗布機の塗布処理の処理手順を図３および図４を用いて説明する。
【００２２】
図３は塗布処理の処理手順を示すフローチャートであり、図４は塗布処理におけるペースト収納筒内の吐出圧力、電磁弁の開閉、およびノズルに対する基板の相対移動の時間的経緯を示す図である。
【００２３】
はじめに、ステップ１において、レギュレータ３２に対してはんだペーストの設定圧力の設定を行なう。ここで、レギュレータ３２によって設定される圧力値（以下、設定圧力値という）は、制御装置１４によって、外部記憶装置１９に電子部品の各パターンに必要なペースト吐出量に応じて記憶されている設定圧力値から所定の設定圧力値が選択され、それがレギュレータ３２に指令されて、正圧源３１からペースト収納筒１２に供給される圧縮空気が所定の設定圧力に設定されたものである。次に、ステップ２において、図４の時刻ｔ１において、電磁弁３３を開けて、圧力検出センサ３４を通して圧縮空気をペースト収納筒１２に供給するとともに、その直後から制御装置１４に備えられる監視タイマーによりカウントを開始する。また、同時に、ステップ３において、圧力検出センサ３４によってペースト収納筒１２の圧縮空気圧（以下、吐出圧力という）の検出を開始する。検出結果はＡ／Ｄ変換器１４ｅを介して制御装置１４にフィードバックされる。次に、ステップ４において、制御装置１４のマイクロコン１４ａは吐出圧力が設定圧力Ｐに達したか否かを判定する。設定圧力Ｐに達していなければ、ステップ５において、監視タイマーのカウントを継続し、達していれば、ステップ６の処理に移行する。ここで、図４に示すように、設定圧力Ｐに到達した時刻をｔ２とする時、監視タイマーのカウント開始時刻ｔ１と到達時刻ｔ２との差時間Ｔ０は設定圧力に到達するまでに要した時間であり、これは電磁弁３３を開けてからペースト収納筒１２内部の圧力がレギュレータ３２での設定圧力Ｐに到達するまでに要した時間となる。次いで、ステップ６において、また図４に示すように、吐出圧力が設定圧力Ｐに到達したら、所要量のはんだペーストを塗布するために、時刻ｔ２を基点として、予め外部記憶装置１９に記憶されていた所定の塗布時間の間はんだペーストを吐出し、塗布を行う。つまり、ノズル１３に対してプリント基板７が載置された基板吸着台６を塗布時間分だけプリント基板７に対して水平に相対動作させ、基板上に所要のはんだペーストを吐出して所望の塗布形状を得る。その後、ステップ７において、塗布を終了するために電磁弁３３を閉じて、圧縮空気のペースト収納筒１２への流入を停止する。
【００２４】
なお、プリント基板７上に異なる面積のパッドがあって、分量の異なるはんだペーストを吐出する場合、設定圧力に達した後のプリント基板７とノズル１３の相対移動は、プリント基板７に対して垂直な動き、つまり、ノズル１３がプリント基板７から徐々に吐出分量に応じて垂直に離れていく動作としてもよい。
【００２５】
次に、最も設定圧力が小さい塗布処理から最も設定圧力が大きい塗布処理への移行時の設定圧力到達時間について図５を用いて説明する。
【００２６】
同図の波形Ａ，Ｂに示すように、所要量が少ない電子部品のパターンに必要な吐出量に相当する低圧の設定圧力Ｐｍｉｎでの塗布が済んでから、所要量が多い電子部品のパターンに必要な吐出量に相当する高圧の設定圧力Ｐｍａｘで塗布を行う場合、つまり、設定圧力に大きな差があるはんだペーストの塗布を行う場合、大気圧（時刻ｔｂ１）から設定圧力Ｐｍａｘ（時刻ｔｂ２）に到達するまでの設定圧力の最大到達時間はＴｂ１として示される。
【００２７】
従って、本実施形態によれば、設定圧力待機時間は最大で上記の設定圧力最大到達時間となり、従来、設定圧力待機時間に必要とされていた余裕時間を設ける必要がなくなり、はんだペーストの塗布処理に要した処理時間を短縮化することができ、生産性を向上させることができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、ペースト収納筒１２内の設定圧力待機時間における圧力変化を把握することにより、はんだペーストが無くなった時やノズルが詰まった時などの圧力変化と通常の塗布における圧力変化を比較することにより、事前に塗布時の不具合を確認することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、はんだペーストを所望の塗布形状を描画できるとともに、はんだペーストの塗布処理に要する時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るペースト塗布機を示す斜視図である。
【図２】図１に示すペースト塗布機における制御系統および空圧系統を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係るペースト塗布機の塗布処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係るペースト塗布機の塗布処理におけるペースト収納筒内の吐出圧力、電磁弁の開閉、およびノズルに対する基板の相対移動の時間的経緯を示す図である。
【図５】  最も設定圧力が小さい塗布処理から最も設定圧力が大きい塗布処理への移行時における設定圧力到達時間を説明するための図である。
【符号の説明】
１  架台
２  Ｘ軸テーブル
３，５，１０，１８  サーボモータ
４  Ｙ軸テーブル
６  基板吸着台
７  プリント基板
８  支持フレーム
９  Ｚ軸テーブル
１１  保持アーム
１２  ペースト収納筒
１３  ノズル
１４  制御装置
１５  データ入力装置
１７  モニタ
１９  外部記憶装置
３０  空圧回路
３１  正圧源
３２  レギュレータ
３３  電磁弁
３４  圧力検出センサ
３５  配管
１００  ペースト塗布機
【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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