JP2000200965A - 接着剤塗布方法、接着剤塗布ヘッド、及び接着剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルと回路基板とを非接触とした状態にて
接着剤を上記回路基板に供給するにあたり、高い塗布位
置精度と安定した塗布品質を有する、接着剤塗布方法、
接着剤塗布ヘッド、及び接着剤塗布装置を提供する。 【解決手段】 接着剤１１９を吐出孔１１４から吐出す
る押出部材１２０の一端面１２４を平面にして、上記押
出部材が上記吐出孔に向かって移動するとき上記吐出孔
内における上記接着剤の吐出圧力を上昇させる圧力上昇
保護部分１２６を上記一端面と該一端面に対向する対向
面との隙間に形成するようにした。よって、上記吐出圧
力が従来に比べて上昇し上記接着剤の塗布位置精度が向
上し安定した塗布品質を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子部品を
接着剤で例えば回路基板に仮固定し実装するために、上
記接着剤を上記回路基板へ塗布する接着剤塗布ヘッド、
及び該接着剤塗布ヘッドを備えた接着剤塗布装置、並び
に上記接着剤塗布ヘッド及び接着剤塗布装置にて実行さ
れる接着剤塗布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回路基板上に電子部品をはんだ付けする
一手法として、回路基板の接合電極間に接着剤を塗布し
て上記電子部品を装着後、上記接着剤を加熱硬化して上
記電子部品の仮固定を行い、最終的に溶融はんだを噴流
して上記電子部品と上記回路基板の接合電極との接合を
行うフローはんだ付け工法がある。該工法の内、接着剤
の塗布行程に使用される接着剤塗布装置について説明す
る。図２２に示す接着剤塗布装置１０は、当該接着剤塗
布装置１０へ回路基板１６を搬入、搬出する回路基板搬
送装置１７と、接着剤を収容したバレル１３を有し該バ
レル１３にエアーを供給することで上記接着剤が押し出
されるノズル１５を有する塗布ヘッド１４と、該塗布ヘ
ッド１４が取り付けられ回路基板１６の上方にてＸ方向
に塗布ヘッド１４を自在に移動させるＸ移動ロボット１
１と、該Ｘ移動ロボット１１が取り付けられ該Ｘ移動ロ
ボット１１を、上記Ｘ方向に対して平面上で直交するＹ
方向に移動させるＹ移動テーブル１２とを備える。

【０００３】このように構成される接着剤塗布装置１０
の動作を説明する。電気的に制御されたエアーバルブが
開き、バレル１３内にエアーが送り込まれると、バレル
１３の先端に取り付けられたノズル１５の先端からバレ
ル１３内の接着剤が押し出される。上記接着剤を塗布す
る位置は、Ｘ移動ロボット１１とＹ移動テーブル１２と
の移動量にて決定される。次に、塗布ヘッド１４が回路
基板１６側へ下降しノズル１５の先端と回路基板１６と
が接触して、ノズル１５の先端に押し出されている接着
剤が回路基板１６上に転写して塗布される。ここで接着
剤の塗布量は、ノズル１５の接着剤の排出孔径、バレル
１３へ供給するエアー圧力、エアーバルブの解放時間、
ノズル１５の先端部の温度などの条件で変更することが
可能である。接着剤を回路基板１６に塗布した後、塗布
ヘッド１４は直ちに上昇し、ＮＣプログラム上で指示さ
れた次のポイントへの位置決めが開始される。このよう
にして所定部分に接着剤の塗布を完了した回路基板１６
は次の電子部品装着行程へ移動し、部品装着、接着剤硬
化、及びはんだ付け行程を経て完成する。

【０００４】しかし、このような従来の接着剤塗布装置
１０では、ノズル１５の先端と回路基板１６とを接触さ
せて接着剤の塗布を行うため、塗布ヘッド１４の上下動
作時間が必要であり、さらなる高速化が望みにくい。
又、図２３に示すように、塗布ヘッド１５の上昇の際に
接着剤が糸状に伸び、回路基板１６上にひげ状１９に塗
布されたり、図２４に示すように、飛び散った液飛び部
分２０が不必要な箇所に付着するなど、塗布精度が悪化
する他、回路基板１６上の接合電極上に接着剤が付着
し、はんだ付け不良を発生する原因となっている。又、
接着剤の面からも塗布精度を改善するために粘度特性等
の改善がなされている。しかしながら上述のように、塗
布品質の面からも塗布速度の高速化は困難となってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、塗布ヘッド１４
の上述の上下動作をなくして高速化を可能にするため、
ノズル１５から接着剤を噴射することで回路基板１６に
非接触な状態にて接着剤を回路基板１６へ供給するジェ
ット方式が考案されている。このようなジェット方式の
塗布ヘッドは図２５に示すような構造を有する。図２５
に示す塗布ヘッド２０は、大別して、駆動装置の一部を
構成するエアーシリンダ２１と、押出部材２２と、筒状
体２３と、ノズル部材２４とを備える。上記押出部材２
２はプランジャーとしての棒状の部材にてなり、エアー
シリンダ２１によって駆動され、所定の移動速度及び移
動距離にて押出部材２２の軸方向に沿って移動する。筒
状体２３内にはバレル２５から接着剤２６が供給されて
いる。ノズル部材２４は、押出部材２２の延長線上に当
該押出部材２２の軸方向に沿って、接着剤２６を外部へ
排出するための吐出孔２７を備える。又、ノズル部材２
４の内面２４ａには、押出部材２２が上記内面２４ａへ
近接し当接したとき吐出孔２７から回路基板１６へ接着
剤２６を噴射するため、接着剤２６の圧力を高める凹状
の圧力室２８が図示するように吐出孔２７を中心にして
形成されている。又、押出部材２２の先端部分２２ａ、
つまり上記圧力室２８に当接する部分は、図示するよう
に球形状に成形されている。

【０００６】このように構成される塗布ヘッド２０で
は、押出部材２２はエアーシリンダ２１の駆動により押
出部材２２の先端部分２２ａが上記圧力室２８に向かっ
て移動し、図２６に示すように、先端部分２２ａの一部
分が圧力室２８に進入することで、圧力室２８の体積が
減少する。それにより圧力室２８内の圧力が高まり、圧
力室２８内の接着剤２６が排出孔２７を通って外部へ噴
射される。

【０００７】ところが上述した従来の塗布ヘッド２０で
は、押圧部材２２の先端部分２２ａが球形状であるの
で、圧力室２８と先端部分２２ａとの接触は、接触部分
２９における線接触になる。よって、上記先端部分２２
ａが圧力室２８に近接してきても、上記接触部分２９に
上記先端部分２２ａが接触するまで圧力室２８内の接着
剤２６は、排出孔２７を通して排出されることなく圧力
室２８から逃げることができ、圧力室２８内の圧力上昇
が起こりにくい。したがって吐出孔２７から排出される
接着剤２６の直進性が得られず、塗布位置の精度が悪
く、いわゆる糸引き等の不良が発生する他、接着剤２６
の粘性抵抗により噴射停止が発生する場合もある。さら
に、上記先端部分２２ａと接触部分２９との当接が繰り
返されることで、接触部分２９に変形が生じ使用経過に
より塗布条件に変化が生じる場合もある。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、ノズルと回路基板とを非接触とし
た状態にて接着剤を上記回路基板に供給するにあたり、
高い塗布位置精度と安定した塗布品質を有する、接着剤
塗布方法、接着剤塗布ヘッド、及び該接着剤塗布ヘッド
を備えた接着剤塗布装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様の接着
剤塗布方法は、電子部品を回路基板へ仮固定するための
接着剤を内部に収納するとともに該接着剤を吐出する吐
出孔を有する筒状体内を、該筒状体に非接触な状態で上
記接着剤押し出し用の押出部材を上記吐出孔に向かって
移動することで、上記筒状体の上記吐出孔に対して非接
触で対向して配置された上記回路基板へ上記吐出孔から
上記接着剤を吐出し塗布する接着剤塗布方法であって、
上記押出部材の一端面と上記筒状体における上記押出部
材の上記一端面に対向する対向面との隙間に、上記押出
部材が上記吐出孔に向かって移動するとき上記吐出孔内
における上記接着剤の吐出圧力を上昇させる圧力上昇保
護部分を形成して上記接着剤を上記吐出孔から上記回路
基板へ噴射させることを特徴とする。

【００１０】又、本発明の第２態様の接着剤塗布ヘッド
は、電子部品を回路基板へ仮固定するための接着剤を内
部に収納する筒状体を備え、該筒状体には、当該筒状体
の軸方向に沿って当該筒状体に非接触な状態で延在し上
記接着剤を押し出す円柱状の押出部材を内部に有すると
ともに上記押出部材と同軸上に位置し上記接着剤を吐出
する吐出孔を有し、上記軸方向へ上記押出部材を移動さ
せることで上記筒状体の上記吐出孔に対して非接触で対
向して配置された上記回路基板へ上記接着剤を吐出し塗
布する接着剤塗布ヘッドであって、上記吐出孔が形成さ
れた上記筒状体の内面は平面であり、上記押出部材にお
ける上記内面に対向する一端面は、上記押出部材の上記
一端面と上記内面との隙間に、上記押出部材が上記吐出
孔に向かって移動するとき上記吐出孔内における上記接
着剤の吐出圧力を上昇させて上記接着剤を上記吐出孔か
ら上記回路基板へ噴射させる圧力上昇保護部分を形成す
る平坦面であることを特徴とする。

【００１１】又、本発明の第３態様の接着剤塗布装置
は、上記第２態様の接着剤塗布ヘッドを備えたことを特
徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態及び実施例】第１実施形態；本発明
の実施形態における接着剤塗布ヘッド及び接着剤塗布装
置、並びに上記接着剤塗布ヘッド及び上記接着剤塗布装
置にて実行される接着剤塗布方法について、図を参照し
ながら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部分
については同じ符号を付している。図２には、本実施形
態における接着剤塗布装置１０１を示している。接着剤
塗布装置１０１の基本的な構成は、上述した従来の接着
剤塗布装置１０における構成と同様であるが、接着剤塗
布装置１０とは異なり接着剤塗布装置１０１にて特徴的
な部分は接着剤塗布ヘッド１１０及び制御装置３０１で
ある。よって、回路基板１６を搬送する搬送装置１７、
Ｘ移動ロボット１１及びＹ移動テーブル１２については
従来の接着剤塗布装置１０に備わるものと変わりない。
よってこれらのここでの説明は省略する。尚、本実施形
態にて特徴的な部分である上記接着剤塗布ヘッド１１０
は、Ｘ移動ロボット１１に装着されてＸ方向に自在に移
動可能であり、かつＸ移動ロボット１１がＹ移動テーブ
ルにてＹ方向に移動可能であることから、Ｙ方向にも自
在に移動可能である。

【００１３】接着剤塗布ヘッド１１０について説明す
る。図１に示すように、接着剤塗布ヘッド１１０は、大
別して、駆動装置の一部を構成するエアーシリンダ１３
１と、押出部材１２０と、筒状体１１８と、ノズル部材
１１５とを備える。上記押出部材１２０は、図３に示す
ようにプランジャーとしての円柱状の部材にてなり、そ
の軸方向に沿って滑動自在な状態にてプランジャーガイ
ド１１６に嵌合されかつプランジャーガイド１１６を貫
通し、該プランジャーガイド１１６にてその中央部分が
支持されている。又、プランジャーガイド１１６におい
て、上記押出部材１２０の一端部１２１側には上記筒状
体１１８が取り付けられ、上記押出部材１２０の他端部
１２２側にはエアーシリンダ１３１が取り付けられてい
る。上記押出部材１２０の一端部１２１は筒状体１１８
内に延在し、他端部１２２は上記エアーシリンダ１３１
のピストン１３２に固定される。尚、エアーシリンダ１
３１には、上記駆動装置の一部を構成するピストン駆動
装置１３３が接続され、制御装置３０１の制御により上
記ピストン駆動装置１３３が動作することで、エアーシ
リンダ１３１内へのエアーの供給及び排気が行われピス
トン１３２が押出部材１２０の軸方向に沿って移動す
る。よって、押出部材１２０はプランジャーガイド１１
６に支持、案内されながらその軸方向に、制御装置３０
１による制御に応じた移動速度及び移動距離にて移動す
る。尚、該移動速度及び移動距離は、使用する接着剤の
粘度、温度等によって変化させる必要があり、制御装置
３０１には上記接着剤の粘度、温度等の諸条件に応じた
上記移動速度及び移動距離に関する情報が記憶されてい
る。

【００１４】本実施形態では、押出部材１２０は、該押
出部材１２０の軸方向に対して直交方向において筒状体
１１８の中央部分に位置する。よって、押出部材１２０
の周囲面１２３と筒状体１１８の内面１１８ａとの間に
は、隙間１４１が形成される。又、筒状体１１８内に接
着剤１１９を充填するため、筒状体１１８には接着剤１
１９を収容したバレル１１３が連結されている。尚、バ
レル１１３には、収容する接着剤１１９を空気圧にて加
圧するための、電気的に動作制御可能なエアーバルブを
備えた加圧装置１１２が接続されている。

【００１５】又、筒状体１１８において、プランジャー
ガイド１１６とは反対側には、接着剤１１９を外部へ排
出するための吐出孔１１４を備えたノズル部材１１５が
筒状体１１８の底板として取り付けられている。上記吐
出孔１１４は、押出部材１２０と同軸上に当該押出部材
１２０の軸方向に沿って形成されている。又、筒状体１
１８の底面をなし押出部材１２０の一端面１２４に対向
する、ノズル部材１１５の内面１１５ａには、押出部材
１２０の上記一端面１２４が該内面１１５ａへ近接し当
接したとき吐出孔１１４から回路基板１６へ接着剤１１
９を噴射するため、少なくとも吐出孔１１４内における
接着剤１１９の圧力を高める凹状の圧力室１２５が図示
するように吐出孔１１４を中心にして形成されている。
又、上記ノズル部材１１５の内面１１５ａは、上記押出
部材１２０の一端面１２４に平行な平坦面にて形成され
ている。

【００１６】押出部材１２０の一端部１２１における上
記一端面１２４は、図３に示すように、該一端面１２４
とノズル部材１１５の内面１１５ａとの隙間１２７に、
押出部材１２０が上記吐出孔１１４に向かって移動する
とき少なくとも吐出孔１１４内における接着剤１１９の
吐出圧力を上昇させて接着剤１１９を吐出孔１１４から
回路基板１６へ噴射させる圧力上昇保護部分１２６を形
成する平坦面にて形成されている。よって、押出部材１
２０の一端面１２４とノズル部材１１５の内面１１５ａ
とは平行な位置関係にある。又、ノズル部材１１５の側
面部１１５ｂには、筒状体１１８の底面部分における接
着剤１１９の温度制御を可能するため、ノズル部材１１
５を覆って、制御装置３０１にて温度制御がなされる、
温度調節用の温度センサを備えたヒータ１１７が設けら
れている。

【００１７】筒状体１１８内の接着剤１１９を上記吐出
孔１１４から回路基板１６へ、ノズル部材１１５と回路
基板１６とを非接触な状態で吐出し塗布するためには、
まず、ノズル部材１１５の上記内面１１５ａに当接して
いる押出部材１２０をエアーシリンダ１３１によって反
吐出孔側へ、即ち図３に示す矢印I方向へ制御装置３０
１の制御による距離にて移動させる。該矢印I方向への
押出部材１２０の移動により、押出部材１２０の一端面
１２４とノズル部材１１５の内面１１５ａとの間におけ
る接着剤１１９には、乱流が生じこの部分の接着剤１１
９は撹拌される。所定位置まで押出部材１２０を矢印I
方向へ移動した後、制御装置３０１の制御により、押出
部材１２０の一端面１２４がノズル部材１１５の内面１
１５ａに当接するまで押出部材１２０を矢印II方向へ所
定の速度で移動させる。該移動により上記吐出孔１１４
は勿論のこと上記圧力室１２５内の接着剤１１９の圧力
が上昇し接着剤１１９が吐出孔１１４から噴射される。
この圧力上昇発生原理について以下に説明する。

【００１８】図４〜図６は、コンピュータによる流体解
析結果に基づき、上記圧力室１２５近傍部分における接
着剤１１９の流れ方向を矢印にて示し、その流速を上記
矢印の長さにて示している。図４に示すように、押出部
材１２０が矢印II方向に移動を開始すると、圧力室１２
５近傍部分に存在する接着剤１１９は、矢印１２８、１
２９にて示すように、上記隙間１４１へ流れる。このと
き、もちろん接着剤１１９は吐出孔１１４から吐出され
る方向にも力を受けるが、吐出孔１１４における圧力損
失の影響により吐出されることはない。図５に示すよう
に、押出部材１２０がさらに矢印II方向に進み、押出部
材１２０の一端面１２４が上記ノズル部材１１５の内面
１１５ａに当接する直前において、上記一端面１２４と
上記内面１１５ａとの隙間１２７における圧力損失によ
り該隙間１２７での接着剤１１９の流れは停止する。よ
って隙間１２７には、液体シールドの状態にある上記圧
力上昇保護部分１２６が形成される。したがって、これ
以後さらに押出部材１２０が上記内面１１５ａに当接す
るまで矢印II方向に進むことで、逃げ場を失った圧力室
１２５部分の接着剤１１９は、吐出孔１１４及び圧力室
１２５内に流れ込むことから、吐出孔１１４及び圧力室
１２５内の圧力は上昇する。そして該圧力上昇に従い、
図６に示すように吐出孔１１４から接着剤１１９が噴射
されることになる。

【００１９】このようなコンピュータによる流体解析結
果の上記圧力上昇のデータ及びグラフを図７に示す。図
７に示すグラフでは、横軸に上記隙間１２７の寸法を、
縦軸には上記吐出孔１１４及び圧力室１２５内の圧力を
示している。図７から明らかなように、上記隙間１２７
がほぼ０．２ｍｍになったころから、上記圧力が著しく
上昇している。又、図７に付記しているデータを見る
と、上記隙間１２７が０．０３ｍｍのとき、本実施形態
の押出部材１２０のように上記一端面１２４が平面であ
るとき上記圧力は１９１ａｔｍに達するが、一方、図２
５に示す先端部分２２ａが球状である従来の押出部材２
２の場合には上記圧力は４６ａｔｍまでしか上昇しな
い。

【００２０】このように平坦な一端面１２４を有する本
実施形態の押出部材１２０によれば、上記圧力上昇保護
部分１２６を形成することができ、吐出孔１１４及び圧
力室１２５内の圧力を従来に比べて高くすることができ
る。したがって、吐出孔１１４から噴射される接着剤１
１９の噴射速度が従来に比べて大きく、よって塗布位置
の精度が従来に比べて向上する。さらに又、平坦な一端
面１２４が平坦な上記内面１１５ａに当接することか
ら、従来のように圧力室１２５の形状が変形してくるこ
とはなく、塗布精度が経時的に変化することはない。

【００２１】次に、上記押出部材１２０を用いた実験結
果を以下に説明する。図８に示すグラフは、押出部材１
２０の直径が２．４ｍｍの場合において、図６に示す圧
力室１２５の直径１５３を変化させたときの塗布される
接着剤１１９の径寸法の変化を示している。図８から明
らかなように、圧力室１２５の直径１５３と塗布径とは
ほぼ比例関係を示している。図９に示すグラフは、図８
と同条件にて接着剤１１９の噴射圧力を測定した結果を
示している。尚、上記ノズル部材１１５の温度は、ヒー
タ１１７にて３１℃に加温されている。又、上記噴射圧
力測定用の装置構成を図１０に示す。該測定装置では、
上記圧力室１２５に対応して模擬的に圧力室部分５０１
を設け、吐出孔部分に圧力センサ５０２を設けている。
圧力センサ５０２には、アンプ５０３を介して測定圧力
を表示するオシロスコープ５０４が接続されている。
尚、圧力センサ５０２として共和電業社製、型番ＰＧＭ
−５０ＫＤを、アンプ５０３として同社製、型番ＣＤＶ
−７００Ａを用いた。上記噴射圧力測定の結果、図９に
示すように、圧力室部分５０１の直径寸法Ｄの増加に伴
い噴射圧力の上昇がみられた。これは圧力室部分５０１
の体積の増加に伴う圧縮比の増大に起因している。

【００２２】図１１は、圧力室１２５の直径寸法１５３
の変化に対する接着剤１１９の塗布位置の精度の関係を
示したもので、上記塗布位置精度の測定方法を図１２に
示す。尚、図１１は、押出部材１２０の直径が２．４ｍ
ｍの場合の測定結果を示している。図１１に示すよう
に、圧力室１２５の直径寸法１５３の増加に伴い塗布位
置精度の向上がみられた。

【００２３】又、上記流体解析によれば、図１３及び図
１４に示す測定結果が得られる。図１３には圧力室径と
塗布体積との関係が、図１４には圧力室径と液滴速度と
の関係が示されている。尚、これらの測定条件を図１５
に示している。又、このとき吐出孔１１４の長さＬ１は
１．４ｍｍ、吐出孔１１４の直径φｎは０．１５ｍｍで
あり、押出部材１２０の上記矢印II方向への移動速度は
６００ｍｍ／ｓ、吐出孔１１４部分における温度は３７
℃、吐出孔１１４の先端と回路基板１６との間の距離Ｌ
２は２．０ｍｍである。又、以上の上記流体解析に使用
した接着剤１１９は、松下電器社製、熱硬化性エポキシ
電子部品用接着剤の型番ＭＲ−８１２１を使用した。図
１４に示すように、押出部材１２０の直径寸法φｐの増
加によって吐出孔１１４から噴射される接着剤１１９の
液滴速度は増加する。これは押出部材１２０の直径寸法
が大きくなることで、上記圧力上昇保護部分１２６の領
域が拡大し、それにより噴射圧力が増加するためであ
る。又、押出部材１２０の直径寸法φｐが１．８ｍｍ、
２．０ｍｍの場合においては、圧力室１２５の直径寸法
φａが０．３ｍｍから１．４ｍｍまで増えるに伴い圧力
室１２５の体積が増加することから、上記液滴速度が増
加するが、その後は上記圧力上昇保護部分１２６の領域
が減少してくることから、圧力室１２５部分での接着剤
１１９の圧力が下がり上記液滴速度は低下する。

【００２４】このように、上記圧力上昇保護部分１２６
の領域が含まれる範囲であり、上記ノズル部材１１５の
内面１１５ａにおける上記圧力室１２５の周縁部と上記
押出部材１２０との当接範囲、つまり図１５に示す当接
範囲５１０の寸法、さらに換言すると上記押出部材１２
０の半径方向での寸法は、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ以
上であるのが好ましい。より高い液滴速度を得るために
は圧力室１２５の直径寸法φａが０．３ｍｍから１．４
ｍｍにおいて押出部材１２０の直径寸法φｐを２．４ｍ
ｍ以上とするのが好ましい。又、図１４に示すように、
接着剤１１９を噴射するために必要な噴射限としての液
滴速度が存在することから、上記噴射限以上の液滴速度
を得るには、圧力室１２５の直径寸法φａが１．０ｍｍ
〜１．５ｍｍにおいて押出部材１２０の直径寸法φｐを
２．０〜２．４ｍｍとするのが好ましく、押出部材１２
０の直径寸法φｐが１．８ｍｍの場合をも含むときに
は、圧力室１２５の直径寸法φａは１．０ｍｍ〜１．４
ｍｍであるのが好ましい。尚、必要とする接着剤１１９
の塗布位置精度である２００μｍは、すべての圧力室直
径寸法におけるテストの場合で満足している。又、図２
１に示すような、種々の粘度特性を有する他の型番のい
くつかの接着剤を使用しても上述のテストを実施した
が、これらの接着剤についても噴射可能であることを確
認している。

【００２５】このように構成される接着剤塗布ヘッド１
１０を備えた接着剤塗布装置１０１の動作について以下
に説明する。尚、以下の動作は制御装置３０１にてその
制御がなされ、制御装置３０１には、接着剤塗布ヘッド
１１０により接着剤１１９を塗布する回路基板１６上の
位置情報、使用する接着剤１１９の種類に応じた押出部
材１２０の移動速度情報等の情報が予め記憶されてい
る。尚、接着剤１１９の基本的な塗布動作は従来の上記
ジェット方式の接着剤塗布装置の動作と変わるところは
ない。即ち、搬送装置１７により当該接着剤塗布装置１
０１に搬入された回路基板１６に対して、制御装置３０
１の制御に従いＸ移動ロボット１１及びＹ移動テーブル
１２が動作して塗布位置の上方に接着剤塗布ヘッド１１
０の吐出孔１１４を配置する。そして、吐出孔１１４と
回路基板１６とが非接触な状態において、押出部材１２
０をエアーシリンダ１３１により矢印I方向に所定量移
動させた後、矢印II方向へ移動させノズル部材１１５の
内面１１５ａに押出部材１２０の一端面１２４を当接さ
せることで、上記一端面１２４の前面の接着剤１１９を
圧縮する。尚、矢印I及び矢印II方向への移動の際、ノ
ズル部材１１５の吐出孔１１４近傍における筒状体１１
８の内部における接着剤１１９では攪拌が行われ、図２
１にてロータ回転数と接着剤粘度との関係を示すよう
に、チキソトロピック性により一時的に接着剤１１９の
粘度が低下する。そして粘度の低下した接着剤１１９が
吐出孔１１４から回路基板１６へ向かって噴射され、噴
射された接着剤１１９は、吐出孔１１４の先端１１４ａ
と回路基板１６の間で分断され、回路基板１６上の上記
塗布位置へ噴射し塗布する。

【００２６】接着剤１１９の粘度の低下により、接着剤
１１９の噴射方向のバラツキが減少し、塗布位置精度の
向上と塗布形状の安定化が図れる。又、噴射完了時の接
着剤１１９の分断が吐出孔１１４の先端１１４ａの近傍
で発生し易くなるため、複数箇所の分断により引き起こ
される液飛び不良を低減することができる。又、上述し
たように、押出部材１２０の直径寸法、上記圧力室１２
５の内径寸法、上記吐出孔１１４の寸法について、上述
のように所望の塗布径を得るために所定の寸法に設計し
たことから、接着剤１１９を上記塗布径にて回路基板１
６へ塗布することができる。

【００２７】このようにして回路基板１６上のそれぞれ
の塗布位置に順次接着剤１１９が塗布される。塗布が終
了後、搬送装置１７により回路基板１６は次工程に搬送
されていき、新たな回路基板１６が当該接着剤塗布装置
１０１へ搬入されてくる。

【００２８】第２実施形態；上述の実施形態における接
着剤塗布ヘッド１１０のように、吐出孔１１４の先端１
１４ａと回路基板１６とを非接触な状態にて接着剤１１
９を回路基板１６へ塗布する接着剤塗布ヘッドでは、吐
出孔１１４の開口部の変形や吐出孔１１４の内壁面にお
ける表面粗さ、又は接着剤１１９の組成の不均一によ
り、吐出孔１１４から回路基板１６への接着剤１１９の
噴射方向にばらつきが生じやすく、塗布位置の精度や、
塗布形状に直接影響を及ぼす。この傾向は、吐出孔１１
４の先端１１４ａと回路基板１６との間の上記距離Ｌ２
に比例して増大する。そこで、以下の第２実施形態で
は、吐出孔１１４の開口部に工夫を加えることで、上記
塗布位置の精度や、塗布品質の改善を図ることができる
接着剤塗布ヘッド２１０について説明する。尚、接着剤
塗布ヘッド２１０が上記接着剤塗布ヘッド１１０と異な
る部分は、上述のように吐出孔に関する部分である。よ
ってその他の構成部分は、上記接着剤塗布ヘッド１１０
における構成と同じであり、又、動作も同じであるの
で、ここでの説明は省略する。又、図１６〜図２０にお
いて、上記接着剤塗布ヘッド１１０における構成と同じ
構成部分については同じ符号を付している。

【００２９】一般的に、接着剤を回路基板へ噴射して塗
布する接着剤塗布ヘッドでは、前回の塗布にて噴射した
接着剤の残りが表面張力により吐出孔の開口面部分に付
着する。このように付着した接着剤は、その粘度と表面
張力により次回の噴射時における抵抗となり、上記開口
面部分において不均一に付着しているようなときには、
接着剤の噴射方向にばらつきを生じたり、最悪の場合に
は噴射できなくなってしまう。上記開口面部分における
接着剤の付着量は、吐出孔の開口面の面積に比例する。
出願人の実験によれば、図１６を参照して、例えば、吐
出孔の開口径IIIが０．１５ｍｍであり、開口面の外周
径IVが０．３ｍｍであるノズル部材１１５の場合には、
約０．０１９ｍｍ³の付着があり、上記開口面の外周径I
Vが０．５ｍｍであるノズル部材１１５の場合には、約
０．０８７ｍｍ³の付着があった。よって、接着剤が付
着する部分の面積をできるだけ小さくするとともに、噴
射方向を一定にする必要がある。

【００３０】そこで第２実施形態では、上記吐出孔２１
４の先端部２１４ａには、上記接着剤１１９の吐出方向
に沿って、第１寸法Vを有する第１開口２１６及び上記
第１寸法を超える第２寸法VIを有する第２開口２１７を
形成している。図１７に示す接着剤塗布ヘッド２１０で
は、上記吐出孔２１４の先端部２１４ａには、上記第１
開口２１６及び上記第２開口２１７にて、上記先端部２
１４ａにおける吐出孔２１４の断面が円錐台形状となる
部分が形成される。尚、接着剤塗布ヘッド２１０におい
て、上述の実施形態における接着剤塗布ヘッド１１０の
構成部分と異なるところは、上記吐出孔２１４の先端部
２１４ａのみである。よって、同一の構成部分について
は同じ符号を付し、ここでの説明は省略する。実施例で
は、上記第１寸法Vは０．１５ｍｍ、上記第２寸法VIは
０．３１ｍｍである。又、図示する符号VIIにて示す部
分の寸法は０．０８ｍｍであり、図示する符号VIIIにて
示す部分の寸法は０．０８ｍｍである。このように上記
円錐台形状部分を設けることで、噴射される接着剤２１
９の噴射方向が図１９に示すように制限されることか
ら、噴射方向のばらつきを抑えることができる。よっ
て、従来に比べて高い塗布位置精度と安定した塗布品質
を得ることができる。

【００３１】このように構成される上記接着剤塗布ヘッ
ド２１０を用いて行った、接着剤１１９の塗布実験につ
いて以下に説明する。押出部材１２０の一端面１２４の
直径を２．４ｍｍ、接着剤１１９を松下電器産業製ＭＲ
−８１２１で、液粘度が２８Ｐa. s（３０℃、ロータ回
転数５回転／分）のものを使用し、バレル１１３におけ
る接着剤１１９の加圧圧力を０．２ｋｇ／ｃｍ２とし、
押出部材１２０の矢印II方向への移動速度を６００ｍｍ
／ｓとし、ヒータ１１７によるノズル部材１１５の温度
調節値を３１℃とし、上記第２開口２１７と回路基板１
６との間の上記距離Ｌ２を２．０ｍｍとして噴射テスト
を行った。その結果、上記第１開口２１６及び第２開口
２１７を形成していない接着剤塗布ヘッドの場合、接着
剤２１９が塗布された位置のばらつき幅が１２０μｍで
あったのに対して、該接着剤塗布ヘッド２１０の場合に
は６４μｍとなり、約１／２に改善された。又、接着剤
２１９の噴射方向のばらつきが原因で生じる、接着剤２
１９の飛び散り、及び上記第２開口２１７と回路基板１
６との間で接着剤２１９がつながるいわゆる糸引き現象
が約１／２．５に改善された。

【００３２】尚、上記吐出孔２１４の先端部２１４ａの
形状は、断面が上記円錐台形状に限定されるものではな
く、例えば、図１８に示す接着剤塗布ヘッド２３０のよ
うに断面が半円形形状であってもよい。接着剤塗布ヘッ
ド２３０において、符号IXにて示す上記第２開口２１７
に相当する部分の寸法は、０．３０ｍｍである。このよ
うに上記半円形形状部分を設けることで、噴射される接
着剤２１９の噴射方向が図２０に示すように制限される
ことから、噴射方向のばらつきを抑えることができる。
よって、従来に比べて高い塗布位置精度と安定した塗布
品質を得ることができる。このような接着剤塗布ヘッド
２３０を用いて、上記接着剤塗布ヘッド２１０について
行った上記実験と同一の実験を同一の実験条件にて行っ
た。その結果、上記第１開口２１６及び第２開口２１７
を形成していない接着剤塗布ヘッドに対して、該接着剤
塗布ヘッド２３０の場合には、接着剤２１９が塗布され
た位置のばらつき幅が約８５μｍとなり、約２／３に改
善された。又、接着剤２１９の飛び散り及びいわゆる糸
引き現象は約１／２に改善された。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様の
接着剤塗布方法、第２態様の接着剤塗布ヘッド、及び第
３態様の接着剤塗布装置によれば、吐出孔と回路基板と
が非接触な状態にて接着剤を上記吐出孔から上記回路基
板へ噴射する場合において、押出部材における吐出孔に
対向する一端面は、少なくとも上記吐出孔内における接
着剤圧力を上昇させる圧力上昇保護部分を形成する平坦
面にて構成したことから、上記押出部材が上記吐出孔に
向かって移動するとき上記吐出孔内における上記接着剤
の吐出圧力は上昇して該接着剤は吐出孔から噴射され
る。よって、上記回路基板への上記接着剤の塗布位置精
度が従来に比べて向上し、安定した塗布品質を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態における接着剤塗布ヘッド
の断面図である。

【図２】 図１に示す押出部材を備えた接着剤塗布装置
を示す斜視図である。

【図３】 押出部材と筒状体との間に形成される隙間及
び圧力上昇保護部分を説明するための断面図である。

【図４】 図１に示す押出部材が吐出孔に向かって移動
し始めたときの状態を示す断面図である。

【図５】 図１に示す押出部材が吐出孔に向かって移動
し圧力上昇保護部分が形成された状態を示す断面図であ
る。

【図６】 図１に示す押出部材が吐出孔まで移動し接着
剤が吐出された状態を示す断面図である。

【図７】 図１に示す、押出部材の一端面とノズル部材
の内面との隙間の寸法と吐出孔及び圧力室における圧力
との関係を示す図である。

【図８】 図１に示す圧力室の大きさと接着剤の塗布径
との関係を示す図である。

【図９】 図１に示す圧力室の大きさと接着剤の噴射圧
力との関係を示す図である。

【図１０】 上記図９に示す上記噴射圧力を測定するた
めの装置構成を示す図である。

【図１１】 図１に示す圧力室の大きさと接着剤の塗布
位置との関係を示すグラフである。

【図１２】 図１１における上記塗布位置の測定方法を
説明するための図である。

【図１３】 図１に示す圧力室の大きさと接着剤の塗布
体積との関係を示すグラフである。

【図１４】 図１に示す圧力室の大きさと接着剤の液滴
速度との関係を示すグラフである。

【図１５】 図１３及び図１４に示す関係を測定すると
きの測定条件を示す図である。

【図１６】 図１に示すノズル部材における吐出孔の先
端部分における寸法を示すための断面図である。

【図１７】 図１に示すノズル部材における吐出孔の先
端部分における他の実施形態の形状を示す断面図であ
る。

【図１８】 図１に示すノズル部材における吐出孔の先
端部分におけるさらに他の実施形態の形状を示す断面図
である。

【図１９】 図１７に示す形状を有する吐出孔の先端部
分から接着剤が噴射されるときの噴射方向を示す図であ
る。

【図２０】 図１８に示す形状を有する吐出孔の先端部
分から接着剤が噴射されるときの噴射方向を示す図であ
る。

【図２１】 接着剤の撹拌と粘度との関係を示すグラフ
である。

【図２２】 従来の接着剤塗布装置を示す斜視図であ
る。

【図２３】 従来の接着剤塗布装置に備わる接着剤塗布
ヘッドにて回路基板へ接着剤を塗布した状態を示す図で
ある。

【図２４】 従来の接着剤塗布装置に備わる接着剤塗布
ヘッドにて回路基板へ接着剤を塗布するときの液飛び状
態を示す図である。

【図２５】 従来の接着剤塗布装置に備わる接着剤塗布
ヘッドを示す図である。

【図２６】 図２５に示す押出部材の先端部分が圧力室
に当接したときの状態を示す図である。

【符号の説明】

１６…回路基板、１０１…接着剤塗布装置、１１０…接
着剤塗布ヘッド、１１４…吐出孔、１１５…ノズル部
材、１１７…ヒータ、１１８…筒状体、１１９…接着
剤、１２０…押出部材、１２４…一端面、１２６…圧力
上昇保護部分、１３１…エアーシリンダ、１３３…ピス
トン駆動装置、１４１…隙間、１８３…凹部、１８４…
凸部、１８７…凹部、１８８…凸部、１８９…凹部、１
９０…凸部、２１６…第１開口、２１７…第２開口、３
０１…制御装置。

フロントページの続き (72)発明者 桜井 康雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 壁下 朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大木 滋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 AC09 AC73 AC93 AC95 DA06 DB14 DC21 EA35 4F041 AA05 AB01 BA05 BA12 BA22 BA56 5E319 CD27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を回路基板（１６）へ仮固定す
   るための接着剤（１１９）を内部に収納するとともに該
   接着剤を吐出する吐出孔（１１４）を有する筒状体（１
   １８）内を、該筒状体に非接触な状態で上記接着剤押し
   出し用の押出部材（１２０）を上記吐出孔に向かって移
   動することで、上記筒状体の上記吐出孔に対して非接触
   で対向して配置された上記回路基板へ上記吐出孔から上
   記接着剤を吐出し塗布する接着剤塗布方法であって、 上記押出部材の一端面（１２４）と上記筒状体における
   上記押出部材の上記一端面に対向する対向面（１１５
   ａ）との隙間（１２７）に、上記押出部材が上記吐出孔
   に向かって移動するとき上記吐出孔内における上記接着
   剤の吐出圧力を上昇させる圧力上昇保護部分（１２６）
   を形成して上記接着剤を上記吐出孔から上記回路基板へ
   噴射させることを特徴とする接着剤塗布方法。
2. 【請求項２】 電子部品を回路基板（１６）へ仮固定す
   るための接着剤（１１９）を内部に収納する筒状体（１
   １８）を備え、該筒状体には、当該筒状体の軸方向に沿
   って当該筒状体に非接触な状態で延在し上記接着剤を押
   し出す円柱状の押出部材（１２０）を内部に有するとと
   もに上記押出部材と同軸上に位置し上記接着剤を吐出す
   る吐出孔（１１４）を有し、上記軸方向へ上記押出部材
   を移動させることで上記筒状体の上記吐出孔に対して非
   接触で対向して配置された上記回路基板へ上記接着剤を
   吐出し塗布する接着剤塗布ヘッドであって、 上記吐出孔が形成された上記筒状体の内面（１１５ａ）
   は平面であり、 上記押出部材における上記内面に対向する一端面（１２
   ４）は、上記押出部材の上記一端面と上記内面との隙間
   （１２７）に、上記押出部材が上記吐出孔に向かって移
   動するとき上記吐出孔内における上記接着剤の吐出圧力
   を上昇させて上記接着剤を上記吐出孔から上記回路基板
   へ噴射させる圧力上昇保護部分（１２６）を形成する平
   坦面であることを特徴とする接着剤塗布ヘッド。
3. 【請求項３】 上記内面部分には、上記吐出孔を中央に
   備え上記押圧部材に対して小径にてなる凹状の圧力室
   （１２５）が備わる、請求項２記載の接着剤塗布ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 上記内面における上記圧力室の周縁部と
   上記押出部材との当接範囲（５１０）における上記押出
   部材の半径方向寸法は０．２ｍｍ以上である、請求項３
   記載の接着剤塗布ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項２ないし４のいずれかに記載の接
   着剤塗布ヘッドを備えたことを特徴とする接着剤塗布装
   置。