JP2000308845A

JP2000308845A - 粘性流体塗布方法及び装置

Info

Publication number: JP2000308845A
Application number: JP11976399A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Terayama; 栄一郎寺山; Naoichi Chikahisa; 直一近久; Hachiro Nakatsuji; 八郎中逵; Shunji Hashimoto; 俊二橋本; Yuzuru Inaba; 譲稲葉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】基板に上反りがある場合でも塗布不良の発生
率を低減でき、良好な塗布品質、塗布位置精度が確保で
きる粘性流体塗布方法及び装置を提供する。【解決手段】基板５０を保持するＹ軸テーブル１と、
基板５０に対して上下動可能な粘性流体塗布用ディスペ
ンサ２９を備え、ディスペンサ２９の上下方向の動作に
より粘性流体を基板５０に塗布する粘性流体塗布装置に
おいて、上反りした基板５０に対して上方から押し下げ
て反りを矯正する上反り矯正シリンダ１７と、基板５０
裏面に装着された電子部品４９に接触しないように配置
され、基板５０を矯正された状態で保持する吸着パッド
２１手段とを設け、基板５０を矯正して吸着保持した状
態で粘性流体を塗布するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粘性流体の塗布を
行う粘性流体塗布装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の粘性流体塗布装置の構成につい
て、図１、図４、図５を参照して簡略に説明する。粘性
流体塗布装置の全体構成を示す図１において、１は電子
回路基板を所定の状態に保持できるように構成された保
持テーブルであり、Ｙ軸ロボット２に取付けられ、基板
を保持して前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能である。３
は水平面内でＹ軸ロボット２の移動方向と直交する方向
（Ｘ軸方向）に移動可能に配置されたＸ軸ロボットであ
り、粘性流体塗布装置のヘッド部４を保持し、これをＸ
軸方向に移動させることができる。ヘッド部４には、Ｘ
Ｙ面に垂直な上下方向（Ｚ軸方向）にそれぞれ移動可能
な複数本のディスペンサを備えている。５は保持テーブ
ル１への基板の搬入を行うローダー部、６は搬出を行う
アンローダー部である。

【０００３】ヘッド部４においては、図４に示すよう
に、正逆方向に回転するモータ２２の駆動力が、タイミ
ングベルト２３、タイミングプーリ２４を介してカム軸
２５を回転させるように構成されている。２９（２９
ａ、２９ｂ、２９ｃ）は３本のディスペンサであり、デ
ィスペンサ切り換え用シリンダ２８により任意にその１
つが選択できるように構成され、また各ディスペンサ２
９はそれぞれカム軸２５に固定されたディスペンサ上下
動作用のカム２６、アーム２７を備えている。

【０００４】図５に、ディスペンサ２９、カム２６、及
びアーム２７の周辺の概略構成を示す。アーム２７は回
転軸２７ａを中心として回動可能で、カム２６との接触
部にカムフォロア２７ｂを、切り換え用シリンダ２８と
接触する位置にローラ２７ｃを備えている。２７ｄは一
端がアーム２７の上面に固定され、他端が装置の上部の
固定部に固定された押圧ばねである。アーム２７の他端
にはストロークシャフト３１に締結されたローラガイド
３０が直結され、これによりアーム２７とディスペンサ
２９が結合されている。ディスペンサ２９の下端には粘
性流体３６が吐出されるノズル４０が設けられている。

【０００５】選択されていないディスペンサ２９に対し
ては、切替用シリンダ２８が図５の状態より左方向に前
進した位置にあって、アーム２７の下端のローラ２７ｃ
を押圧して、図５の状態よりもアーム２７がばね２７ｄ
の押圧力に抗して軸２７ａを中心として時計方向に回動
し、ディスペンサ２９を塗布を行わない上方位置まで上
昇させ、アーム２７のカムフォロア２７ｂとカム２６の
接触が外れるように構成されている。

【０００６】次に、以上の構成による塗布動作について
説明する。基板がローダー部５から保持テーブル１内に
搬送され、所定の位置に固定された後、モータ２２にて
カム２６が等速度で回転駆動され、アーム２７を介して
ディスペンサ２９が下降し、基板近くの所定の下死点位
置に下降し、ディスペンサ２９のノズル４０先端に吐出
された粘性流体が基板に転写され、塗布が行われる。そ
の後、ディスペンサ２９の下降時とは逆方向にモータ２
２、カム２６が等速回転駆動され、ディスペンサ２９が
設定された上死点位置に戻る。以降、塗布工程ごとに上
記の動作が繰り返され、塗布工程が終了した後、基板の
固定状態が解除され、基板はアンローダー部６を介して
搬出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の粘性流体塗布装置では、上反りした基板に
対して塗布を行うと、ディスペンサ２９の下降によりノ
ズル４０にて基板が押し下げられ、塗布後のノズル４０
の上昇により基板の押し下げが解放されて基板がバウン
ドし、粘性流体３６の糸引き、飛び散り等の塗布不良の
発生率が高く、良好な塗布品質、塗布位置精度が確保で
きないという問題がある。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、基板
に上反りがある場合でも塗布不良の発生率を低減でき、
良好な塗布品質、塗布位置精度が確保できる粘性流体塗
布方法及び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】本発明の粘性流体塗布方
法は、上反りした基板に対して上方から基板を押し下げ
て反りを矯正し、矯正された状態で基板を吸着保持し、
ディスペンサの上下方向の動作により粘性流体を基板に
塗布するものであり、基板の上反りに起因した塗布不良
を低減することができる。

【００１０】また、本発明の粘性流体塗布装置は、基板
を保持するテーブル部と、基板に対して上下動可能な粘
性流体塗布用ディスペンサを備え、ディスペンサの上下
方向の動作により粘性流体を基板に塗布する粘性流体塗
布装置において、上反りした基板に対して上方から基板
を押し下げて反りを矯正する手段と、基板裏面に装着さ
れた電子部品に接触しないように配置され、基板を矯正
された状態で保持する吸着手段とを設けたものであり、
上記方法を実施してその効果を奏することができる。

【００１１】また、吸着手段が、基板の種類及び裏面部
品の位置によって任意の位置に配置できる吸着パッドか
らなると、裏面に部品が配設されている任意の基板につ
いても基板を矯正した状態で保持して上記効果を奏する
ことができる。

【００１２】また、吸着手段が、複数の吸引穴を有し、
基板の裏面全面を吸引する吸着ブロックからなると、裏
面に部品が配置されていない基板を矯正した状態で安定
して基板を保持し、上記効果を奏することができる。

【００１３】また、吸着ブロックの吸引穴の内の任意の
吸引穴を閉塞可能とすると、穴のある基板に対しても真
空を逃がすことなく確実に保持し、上記効果を奏するこ
とができる。

【００１４】また、矯正手段が、基板と接触する位置を
任意に変更可能な押圧シリンダからなると、基板上面に
障害物、クリーム半田印刷部、基板回路構成物がある場
合でも、それらを避けて基板を押圧して矯正することが
でき、上記効果を奏することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の粘性流体塗布装置の第１の実施形態について図１〜図
７を参照しながら説明する。

【００１６】粘性流体塗布装置の全体構成を示す図１に
おいて、１は電子回路基板を所定の状態に保持できるよ
うに構成された保持テーブルであり、Ｙ軸ロボット２に
取付けられ、基板を保持して前後方向（Ｙ軸方向）に移
動可能である。３は水平面内でＹ軸ロボット２の移動方
向と直交する方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配置された
Ｘ軸ロボットであり、粘性流体塗布装置のヘッド部４を
保持し、これをＸ軸方向に移動させる。ヘッド部４に
は、ＸＹ面に垂直な上下方向（Ｚ軸方向）にそれぞれ移
動可能な複数本のディスペンサを備えている。５は保持
テーブル１への基板の搬入を行うローダー部、６は搬出
を行うアンローダー部である。

【００１７】図２に保持テーブル１及びローダー部５、
アンローダー部６の詳細を示す。保持テーブル１の左右
にローダー部５とアンローダー部６が配設されている。
ローダー部５は２本のレール８からなり、それぞれのレ
ール８に基板を運ぶベルト８ａが設けられている。アン
ローダー部６は２本のレール９からなり、それぞれのレ
ール９に基板を運ぶベルト９ａが設けられている。８
ｂ、９ｂはそれぞれベルト８ａ、９ａを駆動するモータ
である。

【００１８】ローダー部５の先端に設けられたセンサ７
が基板を検出すると、モータ８ｂが回転してベルト８ａ
が送られ、基板を保持テーブル１に搬送する。保持テー
ブル１にもレール１０が配設されるとともに、同様のベ
ルト１１が設けられており、モータ１３の作動によりベ
ルト１１が回転して基板はさらに搬送され、ストッパ１
２に当たって止まり、ストッパ１２下のセンサが基板を
検出後、ある一定時間後にモータ１３が停止するように
構成されている。

【００１９】その後、基板を固定するため、サポートプ
レート１４がその下のシリンダ（図示せず）の動作によ
って上昇し、サポートプレート１４上にある複数のサポ
ートピン１５によって基板を下方から支持する。サポー
トピン１５は容易に任意の位置に配置できるようにサポ
ートプレート１４にある複数の穴に差し込んで配置され
ている。上方からは、アッパーレール１６が下降して基
板の端部を押さえ、基板が所定の状態で保持される。

【００２０】ヘッド部４には、図３に示すように、基板
の上反りの矯正を行うための上反り矯正シリンダ１７が
備えられている。上反り矯正シリンダ１７の先端にはプ
レート１８が取付けられ、プレート１８には基板５０と
接触する数本のピン１９が設けられている。ピン１９は
基板５０との衝突時の衝撃を吸収できるようにばね２０
にて退入可能に所定突出位置に付勢されている。

【００２１】上反り矯正シリンダ１７は、あらかじめ設
定された基板５０上の任意の位置に対向位置するように
Ｙ軸ロボット２とＸ軸ロボット３の動作によって基板５
０に対して相対移動可能であり、あらゆる種類の基板５
０に対して上反りを矯正できるように構成されている。
そして、上反り矯正シリンダ１７が動作すると、先端の
ピン１９で基板５０が押さえられてその上反りが矯正さ
れる。

【００２２】また、基板５０の上反りを矯正した状態で
保持するため、基板５０を下方から吸着する複数の吸着
パッド２１がサポートプレート１４上に配設されてい
る。吸着パッド２１は、任意の基板５０の裏面の電子部
品４９の位置に関係なくこれらと干渉しないように、サ
ポートプレート１４上の任意の位置に配置できるように
構成されている。

【００２３】ヘッド部４は、図４に示すように、後述の
制御部（図６参照）からの制御信号に応じて正逆回転す
るモータ２２の駆動力が、タイミングプーリ（図示せ
ず）によってタイミングベルト２３を介してタイミング
プーリ２４に伝わり、タイミングプーリ２４に直結され
たカム軸２５を回転させる。モータ２２としては、直流
または交流のサーボモータを用いることもできるが、ス
テッピングモータを使用してもよい。モータ２２の回転
制御については後述する。

【００２４】２９はディスペンサであり、例えば大形部
品用、小型部品用、微小部品用の３本のディスペンサ２
９ａ、２９ｂ、２９ｃが設けられている。ノズルの形状
及び寸法が互いに異なっており、装着する部品の形状に
応じてこれら３本のディスペンサ２９ａ、２９ｂ、２９
ｃに個別に設けられたディスペンサ切替用シリンダ２８
により任意にその１つが選択できるように構成されてい
る。また、３本のディスペンサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ
は、それぞれカム軸２５に固定されたディスペンサ上下
動作用のカム２６とアーム２７を備えている。

【００２５】図５に、ディスペンサ２９、カム２６、及
びアーム２７の周辺の概略構成を示す。アーム２７は、
紙面に垂直な回転軸２７ａを中心として回動可能であ
り、カム２６との接触部にローラ状のカムフォロア２７
ｂを備え、さらに切替用シリンダ２８と接触する一端位
置にローラ２７ｃを備えている。２７ｄは一端がアーム
２７の上面に固定され、他端が装置の上部の固定部に固
定された押圧ばねである。アーム２７の他端にはローラ
ガイド３０が直結されており、ローラガイド３０はディ
スペンサ２９のストロークシャフト３１に連結され、こ
れによりアーム２７とディスペンサ２９とが結合されて
いる。

【００２６】ストロークシャフト３１には、圧縮空気が
通る経路３２が形成されており、その下部にはキャップ
３３が固定され、キャップ３３にはタンクホルダー３４
が固定されている。タンクホルダー３４は、粘性流体用
のタンク３５が脱着できるように前面部が上下に切断さ
れ、その内部にタンク３５が収容されている。３６は粘
性流体、例えば熱硬化型の接着剤であり、この粘性流体
３６の残量が目視できるように、タンク３５は樹脂製の
半透明体で構成されている。３７は粘性流体を硬化させ
る等の悪影響を及ぼさない樹脂製のフロートであり、外
周にステンレス製のリングが嵌合されている。３９はノ
ズルホルダで、ノズル４０及びタンク３５の先端部３８
を保持している。なお、４１は粘性流体３６の残量を検
出するためのセンサであり、フロート３７に嵌合してい
るリングがある一定距離接近すると動作し、警報を発す
るように構成されている。

【００２７】選択されていないディスペンサ２９に対し
ては、切替用シリンダ２８が図５の状態より左方向に前
進した位置にあって、アーム２７の下端のローラ２７ｃ
を押圧して、図５の状態よりもアーム２７がばね２７ｄ
の押圧力に抗して軸２７ａを中心として時計方向に回動
し、ディスペンサ２９を塗布を行わない上方位置まで上
昇させ、アーム２７のカムフォロア２７ｂとカム２６の
接触が外れるように構成されている。

【００２８】制御部からディスペンサ２９の選択指令が
出力されると、対応するディスペンサ切替用シリンダ２
８が後退し、ばね２７ｄの押圧力によりアーム２７が軸
２７ａを中心として反時計方向に回動してアーム２７の
カムフォロア２７ｂが対応するカム２６に接触する。こ
のとき、ディスペンサ２９は、アーム２７の反時計方向
の回動に伴って待機位置よりも多少引き下げられた高さ
に位置する。

【００２９】この状態で、モータ２２からの駆動力によ
りカム軸２５を介してカム２６が回動すると、アーム２
７のカムフォロア２７ｂがカム２６のカム面上を追従
し、そのカム形状に応じて対応するアーム２７が回転軸
２７ａを中心として回動し、対応するディスペンサ２９
が上下動作する。

【００３０】図６にカム２６を回転させるモータ２２の
回転制御を行う制御部の概略構成を示す。４３はモータ
２２の駆動部、４４は駆動部４３に制御信号を出力する
制御手段、４５は制御手段４４にモータ２２の制御条件
を設定入力するための選択入力部である。また、選択入
力部４５は、上反り矯正シリンダ１７が基板５０に対し
て接触する位置を任意に設定できるように構成されてい
る。

【００３１】制御手段４４は、一般的な情報処理機能の
他に、制御条件記録用のメモリ、設定入力を制御条件に
変換するための制御条件作成手段（プログラム）、記憶
されている制御条件とモータ２２に結合されたエンコー
ダからの回転位置・回転速度・回転加速度信号とから制
御信号を発生する手段を備えている。制御手段４４は、
上昇、下降速度、加速度の組合せを、例えば高速、中
速、低速など、数種類設定しておき、上昇、下降速度、
加速度などの動作パターンをその中から選択できるよう
に構成されている。選択されたパターンは上記メモリに
記憶するように構成されている。なお、上記ディスペン
サ２９の選択機能もこの制御部に備えてもよい。

【００３２】次に、以上の構成による塗布動作について
説明する。先ず、基板の搬送、固定工程であるが、ロー
ダー部５の先端にあるセンサ７が基板を検出すると、モ
ータ８ｂが回転してベルト８ａが回動し、基板が保持テ
ーブル１内に搬送される。保持テーブル１内に送られた
基板は、モータ１３の動作により回転するベルト１１に
よってさらに搬送され、ストッパ１２に当たって止ま
り、ストッパ１２の下にあるセンサ（図示せず）が基板
を検出してから、ある一定時間後にモータ１３が停止す
る。その後、基板を固定するため、サポートプレート１
４がシリンダの動作によって上昇し、サポートプレート
１４上にあるサポートピン１５によって基板を下方から
支持する。上方からはアッパーレール１６が基板の端部
を押さえつける。基板はサポートピン１５とアッパーレ
ール１６に上下から挟まれ、所定の位置に固定される。

【００３３】次に、上反りを矯正するため、上反り矯正
シリンダ１７をあらかじめ設定した基板５０上の任意の
位置までＹ軸ロボット２、Ｘ軸ロボット３の動作により
移動させ、その後上反り矯正シリンダ１７の動作により
先端のピン１９を基板５０に押さえつけて上反りを矯正
する。上反りを矯正した状態を保持するため、基板５０
の下方から吸着パッド２１により基板５０を吸着する。
吸着後、上反り矯正シリンダ１７の復帰動作によりピン
１９による基板５０の押さえ込みを解除し、塗布工程に
移る。

【００３４】塗布工程に先立ち、選択入力部４５から数
種類設定されている動作パターンの中から任意の１つを
選択し、ディスペンサ２９の上下死点の各高さを入力
し、制御手段４４のメモリに記憶しておく。これらの制
御条件は塗布する粘性流体の特性に応じて決定される。

【００３５】図７に、塗布工程におけるディスペンサ２
９の高さＨと時間ｔとの関係を示す。カム２６は当初θ
₀の角度位置にあり、ディスペンサ２９は上死点位置
（Ｈ＝Ｈ₀）にあるものとする。配管４２（図４参照）
を通して経路３２よりタンク３５内に圧縮空気が供給さ
れ、フロート３７が押圧されて粘性流体３６が押され、
タンク先端部３８を通ってノズルホルダ３９に保持され
ているノズル４０より粘性流体３６が吐出され、ノズル
４０先端に溜めておく。

【００３６】ディスペンサ２９の下降段階では、ｔ＝ｔ
₀で制御手段４４からの制御によりモータ２２がカム２
６を等速度で回転駆動すると、ディスペンサ２９は設定
された所定の速度Ｖで下降し、基板近くの所定の高さＨ
₁の下死点位置に下降したとき（ｔ＝ｔ₁）、モータ２
２の回転とディスペンサ２９の下降が停止される。下降
動作前にノズル４０先端に吐出しておいて粘性流体３６
はディスペンサ２９が下死点位置に下降したとき、基板
に転写され、塗布が行われる。

【００３７】その後、ディスペンサ２９の下降時とは逆
方向にモータ２２、カム２６が等速回転駆動され、ディ
スペンサ２９が設定された所定の速度Ｖで上昇し、カム
２６は元の角度位置θ₀まで回転して停止し、ディスペ
ンサ２９は上死点位置高さＨ ₀に戻る（ｔ＝ｔ₂）。以
降、塗布工程ごとに上記の動作が繰り返される。

【００３８】塗布工程終了後、サポートプレート１４下
のシリンダの動作によりサポートプレート１４は下降
し、基板は固定状態から開放される。その後モータ１３
の回転によりレール１０上の基板はアンローダー部６に
移動し、モータ９ｂの動作によって回転するベルト９ａ
で搬出される。

【００３９】（第２の実施形態）本実施形態において
は、上記第１の実施形態におけるサポートプレート１４
上に、図８に示すような吸着ブロック４６を配置し、吸
着ブロック４６に設けられた複数の吸引穴４７にて基板
の裏面全面を吸着するように構成している。

【００４０】このように構成することにより、基板をそ
の上反りを矯正した状態で保持するとともに、吸着ブロ
ック４６で基板を支持するので、サポートピン１５によ
る支持よりも基板を確実に固定でき、基板の上反りに起
因した塗布不良の発生率を低減することができる。

【００４１】（第３の実施形態）本実施形態において
は、上記第２の実施形態における吸着ブロック４６の吸
引穴４７にタップを形成し、任意の吸引穴４７に頭部の
ないボルトを螺合して塞げるように構成している。

【００４２】このように構成することにより、穴のある
基板も真空を逃がさずに吸着することができ、あらゆる
種類の基板に対して、上反りに起因した塗布不良の発生
率を低減させることができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の粘性流体塗布方法及び装置によ
れば、以上のように上反りした基板に対して上方から基
板を押し下げて反りを矯正し、矯正された状態で基板を
吸着保持し、ディスペンサの上下方向の動作により粘性
流体を基板に塗布することにより、基板の上反りに起因
した塗布不良を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の粘性流体塗布装置の
全体概略構成を示す斜視図である。

【図２】同実施形態におけるＹ軸テーブル、ローダー部
及びアンローダー部の構成を示す斜視図である。

【図３】同実施形態における基板上反り矯正手段の概略
構成を示す正面図である。

【図４】同実施形態におけるヘッド部の構成を示す斜視
図である。

【図５】同実施形態におけるディスペンサの昇降機構の
概略構成を示す縦断側面図である。

【図６】同実施形態における制御部の構成図である。

【図７】同実施形態におけるカム及びディスペンサの動
作説明図である。

【図８】本発明の第２の実施形態の粘性流体塗布装置に
おけるサポートプレート及び吸着ブロックを示す斜視図
である。

【符号の説明】

１保持テーブル２Ｙ軸ロボット３Ｘ軸ロボット４ヘッド部１４サポートプレート１５サポートピン１６アッパーレール１７上反り矯正シリンダ２１吸着パッド２９ディスペンサ４６吸着ブロック４７吸引穴４９電子部品５０基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中逵八郎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)発明者橋本俊二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)発明者稲葉譲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 AC71 AC86 DA06 DC21 EA31 4F041 AA05 BA04 4F042 AA06 DF09 DF34 5F031 CA04 GA51 HA13 HA14 LA07 LA15 MA26 PA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上反りした基板に対して上方から基板を
押し下げて反りを矯正し、矯正された状態で基板を吸着
保持し、ディスペンサの上下方向の動作により粘性流体
を基板に塗布することを特徴とする粘性流体塗布方法。
【請求項２】基板を保持するテーブル部と、基板に対
して上下動可能な粘性流体塗布用ディスペンサを備え、
ディスペンサの上下方向の動作により粘性流体を基板に
塗布する粘性流体塗布装置において、上反りした基板に
対して上方から基板を押し下げて反りを矯正する手段
と、基板裏面に装着された電子部品に接触しないように
配置され、基板を矯正された状態で保持する吸着手段と
を設けたことを特徴とする粘性流体塗布装置。
【請求項３】吸着手段が、基板の種類及び裏面部品の
位置によって任意の位置に配置できる吸着パッドからな
ることを特徴とする請求項２記載の粘性流体塗布装置。
【請求項４】吸着手段が、複数の吸引穴を有し、基板
の裏面全面を吸引する吸着ブロックからなることを特徴
とする請求項２記載の粘性流体塗布装置。
【請求項５】吸着ブロックの吸引穴の内の任意の吸引
穴を閉塞可能としたことを特徴とする請求項４記載の粘
性流体塗布装置。
【請求項６】矯正手段が、基板と接触する位置を任意
に変更可能な押圧シリンダからなることを特徴とする請
求項２〜５の何れかに記載の粘性流体塗布装置。