JP2005238048A - 塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板等の平板状被塗物にソルダーレジスト等の塗材をスプレー塗装する方法であって、詳しくは余剰ミストによる不具合を解消し、膜厚均一性が向上した塗装方法を提供する。
【解決手段】平板状被塗物面上に、スプレー塗装による各塗装パターンが塗り重なって連続膜を形成するように、塗材を間欠スプレー塗装する塗装方法であって、近接する三つの塗装パターンの各中心が三角形の頂点部を構成するように間欠スプレーを行なうことを特徴とする塗装方法。隣接する２つの塗装パターンは、いずれも２０〜８５％の塗り重なりを有することが望ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、プリント基板等の平板状被塗物にソルダーレジスト等の塗材をスプレー塗装する方法に関し、詳しくは余剰ミストによる不具合を解消し、膜厚均一性が向上した塗装方法に関する。

プリント基板の製造工程の１つに、形成された配線上にハンダの付着を防止する目的で、エポキシ樹脂等を主成分とするソルダーレジストを塗布する工程がある。

このソルダーレジストの塗布方法には、スプレーを用いて塗布するスプレー塗装、ローラーを用いて塗布するローラー塗装、スクリーン印刷法を用いて塗布するスクリーンコート、さらにはカーテンコート等があり、プリント基板の形態等に応じて使い分けられている。スプレー塗装は、プリント基板の貫通スルーホールが埋まらないのでスルーホール断線を防ぐ等のメリットがあり、スクリーンコート等に比較しても歩留まりが向上する。しかしながらスプレー塗装では噴霧ダストの飛散等によって塗着効率が低くなるという問題があった。そこでスプレー塗装を行なう場合には、その塗着効率を高めるために静電塗装が行われており、本出願人も種々提案している（例えば特許文献１参照）。

特開平４−７８４５９号公報

しかしながら上述のように静電スプレー塗装を行なうと、印加によって形成された電界による余剰ミストが発生しブース内の清掃頻度を高める必要があったり、片面塗装時に裏まわりに余剰ミストが塗着したり、膜厚分布が不均一となる部位が生じる等の問題があった。

本発明の目的は、プリント基板等の平板状被塗物にソルダーレジスト等の塗材をスプレー塗装する際に発生していた余剰ミストによる不具合を解消し、膜厚均一性を向上させた塗装方法を提供することにある。

本発明は、
１．平板状被塗物面上に、スプレー塗装による各塗装パターンが塗り重なって連続膜を形成するように、塗材を間欠スプレー塗装する塗装方法であって、近接する三つの塗装パターンの各中心が三角形の頂点部を構成するように間欠スプレーを行なうことを特徴とする塗装方法、
２．隣接する２つの塗装パターンが、いずれも２０〜８５％の塗り重なりを有する１項記載の塗装方法、
３．スプレーノズルが被塗面上を略水平方向に往復移動する間に、三角形の各頂点部を構成するように塗装パターンが形成されるようスプレーノズルの移動軌跡を制御してなる１又は２項記載の塗装方法、
４．１回目の塗装時に形成される塗装パターンによって構成される三角形の辺の中点に相当する位置に対して、２回目以降の塗装によって塗装パターンが形成されるようにスプレーノズルの移動軌跡を制御してなる１又は２項記載の塗装方法、
５．間欠スプレーが、内部混合型もしくは外部混合型の２流体ノズルを用いて行われる１項記載の塗装方法、
６．２個以上のスプレーノズルを用いてなる１項記載の塗装方法、
７．塗装距離が、１〜１０ｃｍである１項記載の塗装方法、
８．塗材の粘度が、１〜２，０００ｍＰａ・ｓである１項記載の塗装方法、
９．塗材がソルダーレジストである１項記載の塗装方法、
に関する。

本発明方法によれば、プリント基板等の平板状被塗物にソルダーレジスト等の塗材をスプレー塗装する際に発生していた余剰ミストによる不具合を解消し、膜厚均一性を向上させることができ、また必要な部分のみへの塗装が可能であり、例えばプリント基板などでは片面のみの塗装や貫通スルーホールも埋めることなく塗装できる。

本発明方法が適用される被塗物としては、平板形状をした被塗物であれば特に制限なく使用でき、例えば、銅板、鉄板、アルミニウム板、亜鉛メッキ鋼板、ブリキ板などの金属板；ガラス板；プラスチック板；銅を積層したガラス−エポキシ基板、電気的絶縁板上に導電性パターンを形成した配線基板などの金属積層絶縁板などを挙げることができる。

本発明方法に使用される塗材は、水系、有機溶剤系のいずれの塗料であってもよく、プリント配線基板用のソルダーレジスト、エッチングレジストなどのレジスト剤も包含するものである。特に塗材としてはソルダーレジストが好適に使用される。

該塗材の粘度は、温度２０℃でブルックフィールド型粘度計（Ｂ型粘度計）にて測定した場合、回転数６０ｒｐｍの条件で、１〜２，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５０〜１，０００ｍＰａ・ｓの範囲内にあることが、得られる塗膜の膜厚制御や塗装外観（仕上がり性）の点から適当である。

本発明方法は、上記平板状被塗物面上に上記塗材を間欠スプレー塗装して、その塗装パターンが塗り重なって連続膜を形成するものであり、該連続膜の膜厚均一性を向上させるために、近接する三つの塗装パターンの各中心が三角形の頂点部を構成するように、間欠スプレー塗装が行なわれる。その際、隣接する２つの塗装パターンは、いずれも２０〜８５％、好ましくは４０〜７５％の塗り重なりを有することが、形成される連続膜の膜厚均一性の点から好適である。ここで塗り重なりとは、隣接する２つの塗装パターンの上面からみた各面積に占める重なり部分の面積の割合である。本発明において間欠スプレー塗装（パルス塗装）は、予め設定されたエアスプレーの吐出時間及び吐出間隔に従って、塗材の吐出と霧化エアの噴出とを制御するパルス信号（ＯＮ／ＯＦＦ）をスプレーノズルに対して与えて塗装を行なうものであり、該間欠スプレー塗装では連続してスプレーする場合に比べて風速が小さく空気抵抗が大きいので乱流発生等が少なく、余剰ミストの発生を効果的に抑制できる。さらに余剰ミスト防止等の点からは、霧化エアの噴出ＯＮのタイミングが、塗材の吐出開始と同時もしくは吐出開始より若干早めに始まって塗材の吐出終了後一定時間後まで続くことが好適であり、この動作が断続的に繰り返されるものである。

該間欠スプレー塗装では、スプレーノズルが１つ、又は２つ以上配設された塗装装置を用いて行われ、該スプレーノズルとしては、通常、内部混合型もしくは外部混合型の２流体ノズルを用いて行われる。その際、エアスプレーが非静電塗装であることが、形成される連続膜の膜厚均一性や片面塗装時の裏まわりへの余剰ミスト塗着防止等の点から望ましい。

スプレー塗装時の塗装距離は、１〜１０ｃｍ、好ましくは３〜７ｃｍの範囲内であることが塗装パターン幅の制御や吐出ミストの跳ね返り抑止の点から望ましい。

スプレーノズルにおける１回の塗材の吐出時間や霧化エアの噴出時間は、塗材粘度、塗装膜厚、吐出圧力、霧化圧力、塗装距離などによって適宜設定でき、塗材の吐出時間は、通常、約１５〜２，０００ミリ秒、好ましくは２０〜１００ミリ秒の範囲内、霧化エアの噴出時間は、該塗材の吐出開始前約０〜４０ミリ秒から、塗材の吐出終了後約１０〜１００ミリ秒までの時間であることが望ましい。

次に、本発明方法における塗り重ねの一実施形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明方法に用いる塗装装置の一実施形態を示す説明図であり、図２及び図３は、本発明方法における塗り重ねの一実施形態を示す説明図である。

本発明方法に用いる塗装装置は、１つのスプレーノズルを具備する場合には、例えば図１に示すように、２軸ロボットに設置されたスプレーノズルが、被塗物面上を略水平方向で往復移動しながら、間欠スプレー塗装できるものが使用可能である。

本発明方法では間欠スプレー塗装が、図２に示すように、近接する三つの塗装パターンの各中心がほぼ正三角形の頂点部を構成するように行なわれれば特に制限なく、スプレーガンの移動軌跡を制御可能であり、例えば図１に示すような、１つのスプレーノズルが被塗面上を略水平方向に往復移動する間に、該正三角形の各頂点部を構成するように塗装パターンが形成されるようスプレーノズルの移動軌跡を制御して間欠スプレー塗装を行なうことができる。近接する三つの塗装パターンの各中心で構成される三角形は、図２の正三角形に限られるものではなく、Ａ：Ｂが１：４〜４：１の範囲内にほぼ入るように制御された三角形であることが望ましい。

図２のように、近接する三つの塗装パターンの各中心がほぼ正三角形の頂点部を構成するように間欠スプレー塗装を行なうことによって、スプレーノズルの移動方向に対して塗装パターンが全て同一方向及び６０度方向（１２０度方向）に塗り重なって、連続膜の膜厚均一性を向上させることが可能である。

また本発明方法では、塗材の粘度が低い場合などタレ発生抑止の点から、図１に示すような塗装装置を用いた場合には、特に１回目の塗装時に形成される塗装パターンによって構成される正三角形の辺の中点に相当する位置に対して、２回目以降の塗装によって塗装パターンが形成されるようにスプレーノズルの移動軌跡を制御して間欠スプレー塗装を行なうことが好適である。これによってタレなど発生することなく、近接する三つの塗装パターンの各中心がほぼ正三角形の頂点部を構成するように、各塗装パターンを塗り重ねることが可能である。

具体例を図３に示す。１回目の塗装時において、●印の所が塗装パターンの中心となるように、スプレーノズルを被塗面上の略水平方向に往復移動させて間欠スプレー塗装を行なう。次いで２回目の塗装時には、１回目の塗装時に形成される塗装パターンによって構成される正三角形の一辺の中点に相当する位置である▲印の所が塗装パターンの中心となるように、スプレーノズルが被塗面上を略水平方向に往復移動させて間欠スプレー塗装を行ない、次いで３回目の塗装時には、１回目の塗装時に形成される塗装パターンによって構成される正三角形の２回目とは別の一辺の中点に相当する位置である□印の所が塗装パターンの中心となるように、スプレーノズルが被塗面上を略水平方向に往復移動させて間欠スプレー塗装を行なう。最後、４回目の塗装時には、１回目の塗装時に形成される塗装パターンによって構成される正三角形の残った一辺の中点に相当する位置である◆印の所が塗装パターンの中心となるように、スプレーノズルが被塗面上を略水平方向に往復移動させて間欠スプレー塗装を行なうものである。

本発明方法において、複数のスプレーノズルを配した塗装装置を用いる場合には、各スプレーノズル間の間隔が、通常、５０〜５００ｍｍの範囲内にあることが好適である。各スプレーノズルの配置は、隣り合う３個のノズルが正三角形を形成する位置にするなど、等間隔とすることが好ましい。

本発明方法に用いる塗装装置の一実施形態を示す説明図である。 本発明方法における塗り重ねの一実施形態を示す説明図である。 本発明方法における塗り重ねの別の一実施形態を示す説明図である。

Claims (9)

1. 平板状被塗物面上に、スプレー塗装による各塗装パターンが塗り重なって連続膜を形成するように、塗材を間欠スプレー塗装する塗装方法であって、近接する三つの塗装パターンの各中心が三角形の頂点部を構成するように間欠スプレーを行なうことを特徴とする塗装方法。
2. 隣接する２つの塗装パターンが、いずれも２０〜８５％の塗り重なりを有する請求項１記載の塗装方法。
3. スプレーノズルが被塗面上を略水平方向に往復移動する間に、三角形の各頂点部を構成するように塗装パターンが形成されるようスプレーノズルの移動軌跡を制御してなる請求項１又は２記載の塗装方法。
4. １回目の塗装時に形成される塗装パターンによって構成される三角形の辺の中点に相当する位置に対して、２回目以降の塗装によって塗装パターンが形成されるようにスプレーノズルの移動軌跡を制御してなる請求項１又は２記載の塗装方法。
5. 間欠スプレーが、内部混合型もしくは外部混合型の２流体ノズルを用いて行われる請求項１記載の塗装方法。
6. ２個以上のスプレーノズルを用いてなる請求項１記載の塗装方法。
7. 塗装距離が、１〜１０ｃｍである請求項１記載の塗装方法。
8. 塗材の粘度が、１〜２，０００ｍＰａ・ｓである請求項１記載の塗装方法。
9. 塗材がソルダーレジストである請求項１記載の塗装方法。
   
   

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