JP2000015160A - 接着剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明の目的は、ノズルヘッドのエンドレ
スな回転を可能とし、更に、ノズルヘッドの回転による
リード線の移動がなく、リード線を整然と保つことの出
来る接着剤塗布装置を提供することである。 【解決手段】 基板上に接着剤を吐出するノズルを有す
るノズルヘッド１４と、該ノズルヘッド１４を前記基板
の垂線を中心としたθ回転方向に回転させるθ回転手段
１５，１６と、前記ノズルヘッド１４およびθ回転手段
１５，１６を保持する機枠１０とを備えた接着剤塗布装
置である。前記ノズルヘッド１４を固定することなく該
ノズルヘッド１４の周側面を囲むように前記機枠１０に
固定される金属ブロック６１と、該金属ブロック６１を
所定温度に制御するヒータ６２や温度センサ６３とを備
えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、プリン
ト基板の所定の箇所に接着剤を塗布する接着剤塗布装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】実装部品を基板上に表面実装する場合、
実装部品の仮止めのためにプリント基板上の所望の位置
に接着剤を塗布することがある。このような作業を行う
装置として、例えば、特開平５−１８５００４号公報に
開示の接着剤塗布装置がある。接着剤塗布装置は、一般
に、基板を搬送する基板搬送手段や、接着剤を微少量ず
つ吐出するディスペンサ、および、該ディスペンサをＸ
−Ｙ方向に移動するＸ−Ｙ移動機構等から構成され、搬
入された基板に対してディスペンサをＸ−Ｙ方向に移動
させて接着剤を吐出させていくことで、基板上の所望の
位置に接着剤を塗布する装置である。

【０００３】接着剤塗布装置に備わる一般的なディスペ
ンサは、接着剤の注入されたシリンジや、接着剤を吐出
するノズルが設けられたノズルヘッド、これらシリンジ
とノズルヘッドをＺ方向（鉛直方向）に昇降させる昇降
機構、並びに、ノズルヘッドをθ回転方向（基板の垂線
を中心とした回転方向）に回転させる回転機構等から構
成される。そして、ディスペンサがＸ−Ｙ方向に移動し
ている間にシリンジとノズルヘッドを上昇させておき、
接着剤を吐出する位置にきたらシリンジとノズルヘッド
を降下させて接着剤を吐出させる。また、ノズルヘッド
には２個のノズルが並んで設けられるのが一般であり、
上記回転機構により、このようなノズルヘッドをθ回転
方向に回転させて回転角度を制御することで、実装部品
の長手方向に並ぶ２点に接着剤を吐出する。この２点の
吐出により、実装部品をその長手方向の２箇所接着する
２点止めが行われ、１点止めに較べて確実な部品の固定
を図ることが出来る。

【０００４】図５には、従来のディスペンサの要部の分
解斜視図を示す。同図中、Ｐ２はシリンジ、Ｐ５は止め
具、Ｐ１５はシリンジＰ２を保持するブラケット、Ｐ２
０はＸ−Ｙテーブルに固定される機枠である。回転機構
や昇降機構は、機枠Ｐ２０の図示略の箇所に取り付けら
れており、軸受けＰ２０ａに支持されたブラケット軸Ｐ
１５ａを回転および昇降させることで、シリンジＰ２と
ノズルヘッドＰ４を回転および昇降させる。ところで、
接着剤を吐出する際には、接着剤を適度な温度に制御す
る必要がある。この温度制御により、接着剤が所定の粘
度に保たれてノズルから吐出される量を一定に保つこと
が出来る。また、吐出後の接着剤の硬化時間を適宜調整
すことも出来る。そこで、従来では、ノズルヘッドＰ４
を固定するノズルホルダＰ６にヒータＰ１０と温度セン
サＰ１１とを取り付けて、ノズルホルダＰ６ごとノズル
ヘッドＰ４を熱して温度制御することで、吐出される接
着剤の温度調整を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のディスペンサの温度制御機構は、ノズルホルダＰ６
を熱するヒータＰ１０や温度センサＰ１１がノズルヘッ
ドＰ４に対して固定的に取り付けられ、ヒータＰ１０や
温度センサＰ１１がノズルヘッドＰ４と共に回転する構
成であったため、ヒータＰ１０や温度センサＰ１１から
伸びるリード線がノズルヘッドＰ４の自由な回転を阻害
して、ノズルヘッドＰ４の回転可能な角度範囲が制限さ
れるといった課題を有していた。

【０００６】そのため、例えば、接着剤の塗布パターン
の流れ図である図６に示すように、接着剤の塗布パター
ンが、順次、θ回転方向の角度で「０°」〜「３００
°」〜「０°」と変更する場合では、先ず「０°」から
「３００°」に移行する際にノズルヘッドＰ４を「３０
０°」左回転させ、次いで「３００°」から「０°」に
移行する際にノズルヘッドＰ４を「３００°」右回転さ
せる必要があった。つまり、「３００°」から「０°」
に移行する際、「６０°」左回転でいければ回転量が少
なくなり回転時間の削減およびタクトアップを図れるの
であるが、上記ヒータＰ１０や温度センサＰ１１のリー
ド線が邪魔をして、この最短の回転制御を行うことが出
来なかった。

【０００７】また、上記従来のディスペンサの温度制御
機構では、ヒータＰ１０や温度センサＰ１１から伸びる
リード線がノズルヘッドＰ４と共に回転する構成であっ
たため、該リード線が他の機構に引っかかったりして断
線するなどの不具合を生じる場合もあった。

【０００８】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、ノズルヘッドのエンドレスな回転を可能とし、更
に、ノズルヘッドの回転によるリード線の移動がなく、
リード線を整然と保つことの出来る接着剤塗布装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、基板上に接着剤を吐出する
ノズルを有するノズルヘッドと、該ノズルヘッドを前記
基板の垂線を中心としたθ回転方向に回転させるθ回転
手段と、前記ノズルヘッドおよびθ回転手段を保持する
機枠とを備えた接着剤塗布装置において、前記ノズルヘ
ッドを固定することなく該ノズルヘッドの周側面を囲む
ように前記機枠に固定される熱伝達体と、該熱伝達体を
所定温度に制御する温度制御手段（ヒータや温度センサ
など）とを備えた構成とした。

【００１０】この請求項１記載の発明によれば、吐出さ
れる接着剤の温度制御を行う構成が、機枠に固定される
熱伝達体と該熱伝達体を温度制御する温度制御手段とか
らなり、ノズルヘッドの回転に伴って動くことがないの
で、該熱伝達体や温度制御手段によりノズルヘッドの回
転が阻害されることがなく、ノズルヘッドのエンドレス
な回転制御を行うことが出来る。従って、接着剤の様々
な塗布パターンに対し最小限の回転で対応することが可
能となり、延いては処理スピードの向上を図ることが出
来る。また、熱伝達体や温度制御手段（ヒータや温度セ
ンサなど）から伸びるリード線も、ノズルヘッドの回転
に伴って動くことがないので、これらリード線を整然と
保つことができ、他の機構にリード線を引っ掛けて断線
させるといった不具合を回避することが出来る。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の接
着剤塗布装置において、前記熱伝達体が金属ブロック
（例えば、アルミ、ステンレス、銅などのブロック）で
ある構成とした。

【００１２】この請求項２記載の発明によれば、ノズル
ヘッドの周側面を囲む熱伝達体として熱容量の大きい金
属ブロックを用いているので、熱伝達体がノズルヘッド
に直接接触しなくても、例えば放射によりノズルヘッド
を十分に温められ温度制御を行うことが出来る。また、
熱容量が大きいので温度も安定しばらつくことがなく、
安定した温度制御を行うことが出来る。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の接着剤塗布装置において、前記熱伝達体が断熱材を
介して前記機枠に取り付けられている構成とした。

【００１４】この請求項３記載の発明によれば、熱伝達
体の温度が機枠側に逃げないので、余分な電力消費が回
避され、且つ、安定した温度制御が出来る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図１〜図４の図面を参照しながら説明する。図１
は、本発明の実施の形態の接着剤塗布装置のディスペン
スヘッド１を示す斜視図、図２は、ディスペンスヘッド
１の要部を示す分解斜視図である。この実施の形態の接
着剤塗布装置は、ディスペンスヘッド１、該ディスペン
スヘッド１をＸ−Ｙ方向に移動するＸ−Ｙテーブル（図
示略）、および、プリント基板を搬送する搬送装置（図
示略）等を備えて構成される。ディスペンスヘッド１
は、上記Ｘ−Ｙテーブルに取り付けられており、搬送装
置により搬送されてきた基板１００上をＸ−Ｙ方向に移
動する。なお、Ｘ−Ｙテーブルと搬送装置については従
来周知な構成であるため詳細な説明は省略する。

【００１６】ディスペンスヘッド１は、上記Ｘ−Ｙテー
ブルに取り付けられる機枠１０、接着剤１２が貯留され
る複数のシリンジ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、各シリンジ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃを昇降運動させる昇降機構、各
シリンジ１１ａ，１１ｂ，１１ｃをＺ軸（Ｘ−Ｙ平面の
垂線）を中心としたθ回転方向に回転させる回転機構、
および、各シリンジ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに取り付け
られているノズルヘッド１４…の温度を制御する温度制
御手段等を備えている。

【００１７】各シリンジ１１ａ〜１１ｃには、上端部に
シリンジ内部にエアーを供給して空気圧で接着剤を吐き
出させるための空気供給口１３…、下端部には接着剤を
吐出する２個のノズルを有したノズルヘッド１４…が設
けられている。また、ノズルヘッド１４には、ノズルヘ
ッド１４の位置決め及び取付け向きを決定する嵌合部１
４ａが設けられている。機枠１０には、水平方向に張り
出したシリンジ支持部１０ａ…が設けられており、各シ
リンジ１１ａ〜１１ｃはそれぞれシリンジホルダ１５…
に収容され且つメタルブッシュ１６…を介してシリンジ
支持部１０ａ…に支持されている。シリンジホルダ１５
はシリンジ支持部１０ａに対してθ方向の回転とＺ方向
（Ｘ−Ｙ平面に直交する方向）の移動が可能な状態で支
持されている。シリンジホルダ１５の底部には、ノズル
ヘッド１４…の嵌合部１４ａと嵌合される嵌合穴１５ｂ
が設けられている。

【００１８】回転機構は、駆動源であるθ駆動サーボモ
ータ２０、回転軸（駆動軸）２２、第１ネジ歯車１７，
１７，１７、および、第２ネジ歯車２４，２４，２４等
から構成される。これらの内、第１ネジ歯車１７…と第
２ネジ歯車２４…とは、複数のシリンジ１１ａ〜１１ｃ
の各々に対応して１個ずつ備わっている。シリンジ支持
部１０ａの中断部には溝１０ｂが設けられており、この
溝１０ｂ中に第１ネジ歯車１７が摺動可能な状態に挿入
されている。第１ネジ歯車１７は、メタルブッシュ１６
を介してシリンジホルダ１５と係合されており、シリン
ジホルダ１５のθ方向の回転に対して係止し、Ｚ方向の
移動に対して可動な状態で係合している。θ駆動サーボ
モータ２０のモータ軸２０ａは、傘歯歯車２１，２３を
介して回転軸２２に連結されており、θ駆動サーボモー
タ２０の回転駆動が回転軸２２に伝達される。また、各
シリンジ１１ａ〜１１ｃに対応する１組の第１ネジ歯車
１７と第２ネジ歯車２４とは、互いに噛み合わされた状
態にあり、回転軸２２を中心とした第２ネジ歯車２４の
回転が伝達されて、Ｚ軸を中心とした第１ネジ歯車１７
の回転へと伝達される。そして、この第１ネジ歯車１７
の回転によりシリンジ１１ａ〜１１ｃがθ回転方向に回
転する。

【００１９】図３は、ノズルヘッドを昇降させる昇降機
構を主に示す側面図であり、（ａ）はノズルヘッドが下
がっている状態、（ｂ）はノズルヘッドが上がっている
状態である。昇降機構は、図１と図３に示すように、コ
ロ腕３１…、コロ腕軸３０、コロ３２…，３４…、Ｚ軸
駆動サーボモータ４０、カム軸４２、偏芯カム４４…、
クラッチ駆動モータ５０、クラッチ軸５２、クラッチ板
５４ａ，５４ｂ，５４ｃ等から構成される。コロ腕３１
の腕部３１ａ，３１ａにはコロ３２，３２が取り付けら
れており、このコロ３２，３２はシリンジホルダ１５の
コロ案内溝１５ａに摺動可能に係合されている。そし
て、コロ腕３１がコロ腕軸３０を中心に回動することで
一対の腕部３１ａ，３１ａがシリンジホルダ１５を上下
に昇降させる。

【００２０】Ｚ軸駆動サーボモータ４０は、シリンジホ
ルダ１５を昇降駆動させるモータである。該モータが所
定量回転することで傘歯歯車４１，４３を介して運動が
伝わりカム軸４２が回転する。そして、図３（ａ）に示
すように、カム軸４２の回転に伴い偏芯カム４４も回転
して、該偏芯カム４４がコロ３４を押したり戻したりし
てコロ腕３１を回動させる。クラッチ駆動モータ５０
は、複数のシリンジホルダ１５…の中から昇降駆動する
シリンジホルダ１５を選択するためのものである。クラ
ッチ駆動モータ５０は、歯車５１，５３を介してクラッ
チ軸５２に連結されており、クラッチ軸５２に固定され
たクラッチ板５４ａ〜５４ｃを回転させる。図３
（ａ），（ｂ）に示すように、クラッチ板５４ａ〜５４
ｃには、それぞれ切欠き部５４ａ１〜５４ａ３が形成さ
れており、コロ腕３１に設けられたコロ３５がクラッチ
板５４ａ〜５４ｃに当接して押し下げられるか、或い
は、コロ３５が切欠き部５４ａ１〜５４ａ３によりクラ
ッチ板５４ａ〜５４ｃに当接されず自由な状態にあるか
で、昇降駆動するシリンジホルダ１５…が選択される。

【００２１】すなわち、クラッチ板５４ａ〜５４ｃにコ
ロ３５が当接した状態では、コロ腕３１が大きく回動し
てシリンジホルダ１５を大きく引き上げられると共に偏
芯カム４４とコロ３４との間が大きく引き離される（図
３（ｂ））。それゆえ、偏芯カム４４が回転してもこの
運動がコロ３４やコロ腕３１に伝達されず昇降動作が行
われない。一方、クラッチ板５４ａ〜５４ｃの切欠き部
５４ａ１〜５４ａ３にコロ３５が逃げている状態では、
偏芯カム４４とコロ３４とが当接する（図３（ａ））。
それゆえ、偏芯カム４４の運動がコロ３４およびコロ腕
３１に伝達されて偏芯カム４４の回転によりシリンジホ
ルダ１５の昇降動作が行われる。クラッチ板５４ａ〜５
４ｃは、それぞれ角度をずらしてクラッチ軸５２に固定
されており、切欠き部５４ａ１〜５４ａ３にコロ３５が
逃げる状態をクラッチ板５４ａ〜５４ｃの中から択一的
に選択できる。

【００２２】接着剤の温度制御を行うため、図２と図３
に示すように、熱伝達体としてのヒータブロック６１
と、温度制御手段としての電熱器等のヒータ６２、サー
ミスタ又は熱伝対等の温度センサ６３および制御装置
（不図示）、並びに、断熱材６４等を備えている。制御
装置を除くこれら１組の温度制御手段が、ディスペンス
ヘッド１の複数のシリンジ１１ａ〜１１ｃに対応して複
数設けられている。ヒータブロック６１は、例えば、ア
ルミやステンレスなどの金属ブロックで、比較的に高い
熱伝導率と、ノズルヘッド１４に対して十分大きな熱容
量とを有し、シリンジ支持部１０ａの底面部に断熱材６
４を介してネジ６５，６５により止着される。

【００２３】ヒータブロック６１には、上記ヒータ６２
と温度センサ６３とが取り付けられており、温度センサ
６３からのセンサ出力を個別に制御装置（ＣＰＵ）で監
視し、必要によりそれぞれのヒータ６２の電流を制御し
て、各ヒータブロック６１の温度を一定に保つように電
流を制御する。ヒータブロック６１は、例えば、塗布す
る接着剤に適度な温度（例えば４０℃）と同温に制御さ
れる。ヒータ６２と温度センサ６３とから伸びるリード
線６２ａ，６３ａは、他の機構に引っかからないように
機枠１０に外面に沿わせて固定する。ヒータブロック６
１には、ノズルヘッド１４の周側面を囲む貫通孔６１ａ
が設けられている。この貫通孔６１ａは、ノズルヘッド
１４を挿入した場合に僅かなクリアランスが開く径をし
ており、ノズルヘッド１４に接触することなく放射によ
りノズルヘッド１４を温める。図３（ａ），（ｂ）に示
すように、シリンジホルダ１５の昇降に伴って、ノズル
ヘッド１４はヒータブロック６１の貫通孔６１ａを通っ
て上下動する。なお、ノズルヘッド１４が貫通孔６１ａ
に摺動されるように構成しても良い。

【００２４】次に、上記構成の接着剤塗布装置の動作に
ついて説明する。先ず、予め温度制御を行い、ヒータブ
ロック６１を所定の温度（例えば４０℃）に保持してお
く。この温度制御により、ノズルヘッド１４も温められ
てノズルヘッド１４や該ヘッド内部の接着剤の温度が適
温（例えば４０℃）に保たれる。そして、温度制御が安
定した後に、接着剤の塗布処理を開始する。すなわち、
搬送装置により基板１００を中央に搬送し、その後、予
め設定されたプログラムに従ってＸ−Ｙテーブルを移動
してディスペンスヘッド１を基板１００上の接着剤塗布
位置上方に移動する。更に、予め設定されたプログラム
に従って、θ駆動サーボモータ２０を所定量回転し、シ
リンジ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを所定量回転させて、所
定のノズルヘッド１４の向きを実装部品の長手方向に合
わせる。向きを合わせたら、上述の昇降機構により、該
向きを合わせたシリンジ１１ａ（１１ｂ，１１ｃ）を降
下させた後、シリンジ１１ａ（１１ｂ，１１ｃ）内にエ
アーを送ってノズルヘッド１４の２個のノズル穴から所
定量の接着剤を基板１００上に吐出する。そして、以上
のような処理を繰り返すことで、基板１００上の所望の
箇所に所望の方向を向いた２点の接着剤を塗布していく
ことが出来る。

【００２５】図４には、上記構成の接着剤塗布装置によ
り行われる接着剤の塗布パターンの流れ図を示す。同図
中、ｓは塗布された接着剤を示す。例えば、２点の接着
剤を塗布していく塗布パターンの向きが、図４に示すよ
うに、θ回転方向の角度で、順次「０°」〜「３００
°」〜「０°」と変化する場合では、先ず「０°」から
「３００°」に移行する際にノズルヘッド１４を「３０
０°」左回転させ、次いで「３００°」から「０°」に
移行する際にノズルヘッドＰ４を「６０°」左回転させ
ることで、この塗布パターンを実現できる。

【００２６】以上のように、この実施の形態の接着剤塗
布装置によれば、接着剤の温度制御を行う構成（ヒータ
ブロック６１、ヒータ６２、温度センサ６３）が、ノズ
ルヘッド１４の回転により動く構成でないので、ノズル
ヘッド１４のエンドレスな回転制御を行うことが出来
る。従って、接着剤の様々な塗布パターンに対し最小限
の回転で対応することが可能となり、処理スピードの向
上を図ることが出来る。また、ヒータ６２や温度センサ
６３から伸びるリード線６２ａ，６３ａも、ノズルヘッ
ド１４の回転に伴って動くことがないので、これらリー
ド線６２ａ，６３ａを整然と保つことができ、他の機構
にリード線６２ａ，６３ａを引っ掛けて断線してしまう
といった不具合を回避することが出来る。

【００２７】また、ノズルヘッド１４の周側面を囲む熱
伝達体として熱容量の大きいヒータブロック６１を用い
ているので、ノズルヘッド１４を十分に温められ、安定
した温度制御を行うことが出来る。また、断熱材６４を
介在させることでヒータブロック６１の温度が機枠１０
側に逃げないので、余分な電力消費が回避され、且つ、
安定した温度制御が出来る。

【００２８】なお、本発明は、この実施の形態の接着材
塗布装置に限られず、例えば、基板を搬送する搬送手段
やディスペンスヘッドをＸ−Ｙ方向に移動するＸ−Ｙテ
ーブル、ノズルヘッドを昇降させる昇降機構やノズルヘ
ッドを回転させる回転機構など、この実施の形態で具体
的に示した細部構造等は、発明の主旨を逸脱しない範囲
で適宜変更可能である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、接着剤の
温度制御を行う構成が、ノズルヘッドの回転に伴って動
くことがないので、ノズルヘッドのエンドレスな回転制
御を行うことが出来る。従って、接着剤の様々な塗布パ
ターンに対し最小限の回転で対応することが可能とな
り、処理スピードの向上を図ることが出来る。また、接
着剤の温度制御を行う構成から伸びるリード線も、ノズ
ルヘッドの回転に伴って動くことがないので、これらリ
ード線を整然と保つことができ、他の機構にリード線を
引っ掛けて断線してしまうといった不具合を回避するこ
とが出来る。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、ノズルヘッ
ドの周側面を囲む熱伝達体として熱容量の大きい金属ブ
ロックを用いているので、ノズルヘッドを十分に温めら
れ、安定した温度制御を行うことが出来る。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、熱伝達体の
温度が機枠側に逃げないので、余分な電力消費が回避さ
れ、且つ、安定した温度制御が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の接着剤塗布装置のディス
ペンスヘッドを示す斜視図である。

【図２】同、ディスペンスヘッドの要部を示す分解斜視
図である。

【図３】ノズルヘッドを昇降させる昇降機構を主に示す
側面図であり、（ａ）はノズルヘッドが下がっている状
態、（ｂ）はノズルヘッドが上がっている状態である。

【図４】図１のディスペンスヘッドにより行われる接着
剤の塗布パターンを示す流れ図である。

【図５】従来のディスペンサの要部を示す分解斜視図で
ある。

【図６】従来のディスペンサにより行われる接着剤の塗
布パターンを示す流れ図である。

【符号の説明】

１ ディスペンスヘッド １１ａ〜１１ｃ シリンジ １４… ノズルヘッド １７… 第１ネジ歯車 ２０ θ駆動サーボモータ（駆動部） ２２ 回転軸（駆動軸） ２４… 第２ネジ歯車 ６１… ヒータブロック ６２… ヒータ ６２ａ… リード線 ６３… 温度センサ ６３ａ… リード線 ６４… 断熱材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に接着剤を吐出するノズルヘッド
   と、 該ノズルヘッドを前記基板の垂線を中心としたθ回転方
   向に回転させるθ回転手段と、 前記ノズルヘッドおよびθ回転手段を保持する機枠とを
   備えた接着剤塗布装置において、 前記ノズルヘッドを固定することなく該ノズルヘッドの
   周側面を囲むように前記機枠に固定される熱伝達体と、 該熱伝達体を所定温度に制御する温度制御手段とを備え
   たことを特徴とする接着剤塗布装置。
2. 【請求項２】 前記熱伝達体は金属ブロックであること
   を特徴とする請求項１記載の接着剤塗布装置。
3. 【請求項３】 前記熱伝達体は断熱材を介して前記機枠
   に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の接着剤塗布装置。