JP2005246139A - 流動材料塗布方法、流動材料塗布装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】各回の吐出量を正確に制御し、定量の塗布量を被塗布部材に塗布することができる流動材料塗布方法、流動材料塗布装置および電子機器を提供する。
【解決手段】吐出手段３０によって液状はんだを吐出ノズル２１から定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させる吐出工程と、移動手段４０によって吐出ノズル２１と回路基板１とを互いに接近する方向へ相対移動させ、吐出ノズル２１の先端に付着した液状はんだを回路基板１に塗布する塗布工程と、吐出ノズルの先端の液状はんだが被塗布部材に塗布された後に、掻取手段６０によって吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った液状はんだを掻き取る掻取工程とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流動材料塗布方法、流動材料塗布装置、および、その方法により作られた電子機器に関する。

電子部品を基板に実装するには、はんだが利用されている。基板にはんだを塗布するには、電子部品の微細化のために、マスクを使ったスクリーン印刷方式が採用されてきた。近年、微細化と同時に他品種少量化も求められるようになり、より汎用性の高いディスペンサでのはんだの微細塗布が求められるようになっている。
しかしながら、エアー式ディスペンサなどの液体吐出装置において、いわゆる、クリームはんだなどの高粘度液体を吐出する場合、液体のもつチクソトロピー性や液体に含まれる揮発成分の蒸発によって粘度が変化し、これが吐出量の安定性を妨げる要因になっていた。具体的には、時間の経過により粘度が上昇し吐出量が少しずつ減少したり、ディスペンサノズルのクリーニング後にはんだの充填を行うと、一気に粘度が低下し吐出量が増加するなどの現象がみられる。また、揮発成分の蒸発においては、ディスペンサノズルの体積が小さいほど粘度変化も速く、安定塗布には不利な状況となる。

これに対し、従来から知られている対処法は、水平な基板上に塗布した液滴の画像を真上から画像認識装置を用いて測定し、吐出時の入力値（吐出時間や吐出圧力）と比較し、目的の面積になるよう入力値を修正する方法がある（特許文献１参照）。また、前記手法で液滴の面積ではなく、体積を測定する方法もある。
また、塗布した液滴ではなく、吐出ノズルから吐出された液滴の体積を測定する方法も知られている（特許文献２参照）。これは、流動材料を基板などへ塗布した後、ノズルに残った流動材料の体積を測定し、続いて、吐出後のノズルに付いている流動材料の体積を測定し、吐出時間の単位時間あたりの吐出体積を導くことで、次に吐出する流動材料の体積を制御しようとするものである。

特許第３１１１５２５号 特開２００１−３２７９０５号公報

特許文献１に記載された方法には、次のような課題がある。ノズルに付いている液滴が何らかの原因で基板側に十分塗布されずノズルに多く残ってしまった場合、基板に塗布された液滴が少ないと判断されるから、次回吐出時の吐出量を増加させるように補正されてしまう。そして、次の吐出の際には増加させた液とノズルに残っていた液が足し合わされる結果、塗布される液が極端に多くなってしまう。更に、塗布された多すぎる液滴を計測すれば、当然多すぎると判断され、本来なら減少させる必要がないのに、次の吐出量を少なく補正してしまうことになる。

特許文献２に記載された方法には、次のような課題がある。基板への塗布後と吐出後の液滴の体積を横から撮影した画像を元に算出する際に、液滴が歪な状態になるため、体積を正確に測定できない。とくに、液体の粘度が高い場合、基板などへの塗布後にノズルに残っている液滴は歪になりやすく、正しい体積が測定できない。

本発明の目的は、各回の吐出量を正確に制御し、定量の塗布量を被塗布部材に塗布することができる流動材料塗布方法、流動材料塗布装置および電子機器を提供することである。

本発明の流動材料塗布方法は、液体材料を含む流動材料を被塗布部材に塗布する流動材料塗布方法であって、前記流動材料を吐出ノズルから定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させる吐出工程と、前記吐出ノズルと被塗布部材とを互いに接近する方向へ相対移動させ、前記吐出ノズルの先端に付着している流動材料を被塗布部材に塗布する塗布工程と、前記塗布工程によって前記吐出ノズルの先端に付着している流動材料が被塗布部材に塗布された後に、前記吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取る掻取工程とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、吐出工程において、流動材料を吐出ノズルから定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させたのち、塗布工程において、吐出ノズルと被塗布部材とを互いに接近する方向へ相対移動させ、吐出ノズルの先端に付着している流動材料を被塗布部材に塗布させる。次に、掻取工程において、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取ったのち、吐出工程において、流動材料を吐出ノズルから定量ずつ吐出させる動作を繰り返す。
つまり、吐出工程の前工程として、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取るようにしたので、吐出ノズルの先端開口部の液面を常に同じ状態に保つことができるから、次に吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出した流動材料の形状、つまり、流動材料の液滴形状も毎回同じ形状（略半球形に近い形状）に保つことができる。従って、毎回同じ吐出量に正確に制御できるから、定量の塗布量を被塗布部材に塗布することができる。

本発明の流動材料塗布方法において、前記掻取工程では、前記吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を、前記吐出ノズルの先端開口部と同一面の位置で掻き取ることが好ましい。
この発明によれば、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を、吐出ノズルの先端開口部と同一面の位置で掻き取るようにしたので、吐出ノズルの先端開口部の液面状態を毎回安定して同じ状態に保ちやすく、しかも、吐出ノズルの先端開口部から吐出した状態で残っていないから、吐出ノズルの外部環境の影響を受けにくく、安定した吐出量の制御が期待できる。

本発明の流動材料塗布方法において、前記吐出工程によって前記吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出された流動材料の液滴を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像された液滴撮像データを基に、前記吐出工程における吐出量を修正する吐出量修正工程とを備えることが好ましい。
この発明によれば、吐出工程において、流動材料を吐出ノズルから定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させたのち、吐出ノズルの先端に付着している流動材料の液滴を撮像し、この液滴撮像データを基に、吐出工程における吐出量を修正するようにしたので、たとえば、流動材料の性状変化などの要因によって吐出量が変動した場合でも、吐出量を予め設定した吐出量に正確に制御できる。
一般に、粘性を有する流動材料は、温度変化などによって粘度が変化したり、あるいは、内部に含む揮発成分の蒸発などにより粘度が変化する場合がある。流動材料に粘度変化が生じると、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取ることで、吐出ノズルの先端開口部の液面状態を毎回安定して同じ状態に保つことができたとしても、各回の吐出量を同じに保つことができない場合が生じる。このような場合でも、吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出された流動材料の液滴を撮像し、この液滴撮像データを基に、吐出工程における吐出量を修正するようにしたので、吐出量を予め設定した吐出量に正確に修正できる。

本発明の流動材料塗布方法において、前記吐出量修正工程は、前記撮像工程で撮像された液滴撮像データから前記液滴の体積を求め、この体積データが予め設定記憶された設定体積データになるように前記吐出工程における吐出時間を修正することが好ましい。
この発明によれば、撮像工程で撮像された液滴撮像データから液滴の体積を求め、この体積データが予め設定記憶した設定体積データになるように、吐出工程における吐出時間を修正するようにしたので、吐出量を正確に修正できる。たとえば、体積データが設定体積データより小さい場合は吐出時間を長く、逆に、体積データが設定体積データより大きい場合は吐出時間を短くすることにより、吐出量を正確に修正できる。とくに、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取ってから、次の流動材料を吐出ノズルから吐出するようにしたので、吐出ノズルから吐出された流動材料の液滴形状を略半球形に近い形状にでき、このため、体積測定も容易にかつ正確に行うことができる。

本発明の流動材料塗布装置は、前記被塗布部材に対向して配置された吐出ノズルを有し、内部に前記流動材料を収容した収容手段と、前記収容手段に収容された流動材料を前記吐出ノズルから定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させる吐出手段と、前記被塗布部材と前記吐出ノズルとを互いに接近する方向および離間する方向へ相対移動させるとともに、接近時に前記吐出ノズルの先端に付着している流動材料を被塗布部材に塗布させる移動手段と、前記吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取る掻取手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、吐出手段によって、収容手段に収容された流動材料を吐出ノズルから定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させたのち、移動手段によって、吐出ノズルと被塗布部材とを互いに接近する方向へ相対移動させ、吐出ノズルの先端に付着している流動材料を被塗布部材に塗布させる。次に、掻取手段によって、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取ったのち、再び、吐出手段によって、収容手段に収容された流動材料を吐出ノズルから定量ずつ吐出させる動作を繰り返す。
つまり、吐出動作の前工程として、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取るようにしたので、吐出ノズルの先端開口部の液面を常に同じ状態に保つことができるから、次に吐出ノズルの先端に付着した状態で吐出した流動材料の形状、つまり、流動材料の液滴形状も毎回同じ形状（略半球形に近い形状）に保つことができる。従って、毎回同じ吐出量に正確に制御できるから、定量の塗布量を被塗布部材に塗布することができる。

本発明の流動材料塗布装置において、前記掻取手段は、前記吐出ノズルの先端開口部に跨る長さを有する掻取部材と、この掻取部材を前記吐出ノズルの先端開口部に接触させた状態で前記吐出ノズルの吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させる往復移動機構とを備る構成が好ましい。
この発明によれば、吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させた流動材料を被塗布部材に塗布させたのち、掻取部材を吐出ノズルの先端開口部に接触させた状態で吐出ノズルの吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させる。すると、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料が、吐出ノズルの先端開口部と同一面の位置に掻き取られる。従って、吐出ノズルの先端開口部の液面状態を毎回安定して同じ状態に保ちやすく、しかも、吐出ノズルの先端開口部から吐出した状態で残っていないから、吐出ノズルの外部環境の影響を受けにくく、安定した吐出量の制御が期待できる。

本発明の流動材料塗布装置において、前記吐出ノズルは、前記移動手段によって前記被塗布部材に対して接近する方向および離間する方向へ移動可能に設けられたホルダ部材に保持されるとともに、前記ホルダ部材の前記被塗布部材と対向する面と一致した位置から前記被塗布部材に対して接近する方向へ突出可能に設けられ、前記ホルダ部材の前記被塗布部材と対向する面には、前記吐出ノズル位置を挟んで前記掻取部材が往復移動する両端側に向かうに従って前記被塗布部材から次第に離れる方向へ傾斜する傾斜面が形成されていることが好ましい。
この発明によれば、吐出ノズルの先端がホルダ部材の被塗布部材と対向する面と一致した位置において、掻取部材を往復移動させると、掻取部材は、ホルダ部材の両端側の傾斜面に接触しながらホルダ部材の中央位置に向かい吐出ノズル位置を通過するため、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を、吐出ノズルの先端開口部と同一面の位置に掻き取ることができる。しかも、吐出ノズルは、ホルダ部材の被塗布部材と対向する面と一致した位置から被塗布部材に対して接近する方向へ突出可能であるから、流動材料の塗布時に、ホルダ部材から突出し、正確に被塗布部材に流動材料を塗布させることができる。

本発明の流動材料塗布装置において、前記吐出手段によって前記吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出された流動材料の液滴を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された液滴撮像データを基に、前記吐出手段における吐出量を修正する制御手段とを備える構成が好ましい。
この発明によれば、流動材料を吐出ノズルから定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させたのち、吐出ノズルの先端に付着している流動材料の液滴を撮像し、この液滴撮像データを基に、吐出手段における吐出量を修正するようにしたので、たとえば、流動材料の性状変化などの要因によって吐出量が変動した場合でも、吐出量を予め設定した吐出量に正確に修正できる。

本発明の流動材料塗布装置において、前記制御手段は、前記撮像手段によって撮像された液滴撮像データから前記液滴の体積を求め、この体積データが予め設定記憶された設定体積データになるように前記吐出手段における吐出時間を修正することが好ましい。
この発明によれば、撮像手段によって撮像された液滴撮像データから流動材料の液滴体積を求め、この体積データが予め設定記憶された設定体積データになるように、吐出手段における吐出時間を修正するようにしたので、吐出量を正確に制御できる。とくに、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取ってから、次の流動材料を吐出ノズルから吐出するようにしたので、吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出された流動材料の形状を略半球形に近い形状にでき、このため、体積測定も容易にかつ正確に行うことができる。

本発明の流動材料塗布装置において、前記吐出ノズルの近傍には加熱手段が設けられているとともに、前記収容手段の外周には冷却手段が設けられている構成が好ましい。
この発明によれば、吐出ノズルの近傍には加熱手段が設けられているから、吐出ノズルから吐出される流動材料の粘度を安定して一定の状態に保つことができるため、安定した吐出状態が期待できる。しかも、収容手段の外周には冷却手段が設けられているから、流動材料の性状が変化するのを防ぐことができる。その結果、その部分の流動材料が吐出ノズルへ送られてきても、加熱手段で加熱されて所定粘度に保たれたまま吐出ノズルから吐出されるから、流動材料の性状を維持しつつ、安定した吐出動作を実現できる。

本発明の電子機器は、上述したいずれかの流動材料塗布方法によって製造されたことを特徴とする。
この発明の電子機器によれば、上述した方法で記載した効果を享受できるから、安定した品質を確保できる。

本発明の流動材料塗布方法および流動材料塗布装置によれば、各回の吐出量を正確に制御でき、定量の塗布量を被塗布部材に塗布することができるとともに、その方法により作られた電子機器によれば、安定した品質を確保できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜図１、図２＞
図１は本実施形態の流動材料塗布装置の斜視図、図２はその断面図である。
本実施形態の流動材料塗布装置は、被塗布部材である帯状の回路基板１を搬送する搬送手段１０と、吐出ノズル２１を有し、かつ内部に粘性を有した流動材料である、はんだフラックスを含んだ液状はんだを収容した収容手段としての収容容器２０と、この収容容器２０に収容された液状はんだを吐出ノズル２１から定量ずつかつ吐出ノズル２１の先端に付着した状態に吐出させる吐出手段３０と、吐出ノズル２１（収容容器２０）と回路基板１とを互いに接近する方向および離間する方向へ相対移動させる移動手段４０と、吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った液状はんだを掻き取る掻取手段６０と、吐出手段３０によって吐出ノズル２１の先端開口部から吐出された液状はんだの液滴を撮像する撮像手段７０と、収容容器２０を挟んで撮像手段７０とは反対側に配置された照明手段８０と、撮像手段７０によって撮像された液滴撮像データを基に、吐出手段３０による液状はんだの吐出量を制御する制御手段９０とを備えている。

搬送手段１０は、回路基板１の幅方向両側をガイドするガイド部材１１と、回路基板１の一端側（図１の右側）を巻取り状態で保持し送り出す送出機構（図示省略）と、回路基板１の他端側（図１の左側）を一定ピッチで間欠的に巻き取る巻取機構（図示省略）とを備えて構成されている。回路基板１を挟んで吐出ノズル２１と対向する位置には、バックアップ部材１２が昇降機構１３を介して上下方向へ昇降可能に配置されている。なお、ここで用いる回路基板１は、時計用の電子部品をはんだで固定するための基板である。

移動手段４０は、ベース４１に対して回路基板１の搬送方向と平行な方向（Ｘ方向）へ移動可能に設けられたＸテーブル４２と、このＸテーブル４２に回路基板１の搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）へ移動可能に設けられたＹテーブル４３と、このＹテーブル４３に立設されたコラム４４と、このコラム４４のガイドレール４５に沿って上下方向（Ｚ方向）へ移動可能に設けられたＺスライダ４６とから構成されている。
Ｚスライダ４６は、コラム４４のガイドレール４５に沿って上下（Ｚ方向）へ移動可能に設けられた第１ホルダ部材５１と、この第１ホルダ部材５１に対して上下（Ｚ方向）へ移動可能に設けられた第２ホルダ部材５２とから構成されている。第１ホルダ部材５１は、垂直部５１Ａと、この垂直部５１Ａの上端から直角に突出形成された上水平部５１Ｂと、垂直部５１Ａの下端から上水平部５１Ｂと平行に突出形成された下水平部５１Ｃとを有するコ字形形状に構成されている。垂直部５１Ａには、第２ホルダ部材５２を上下方向（Ｚ方向）へガイドするガイドレール５３が設けられている。上水平部５１Ｂには、第２ホルダ部材５２を上昇限位置において停止させるストッパねじ５４が螺合されている。下水平部５１Ｃには、収容容器２０の吐出ノズル２１が摺動可能に嵌合するノズル嵌合孔５５が形成されているとともに、被塗布部材である回路基板１と対向する面（下面）には、吐出ノズル位置を挟んで掻取部材６１（後述する）が往復移動する両端側（図２で左右側）に向かうに従って回路基板１から次第に離れる方向へ傾斜する傾斜面５６が形成されている。
なお、Ｘテーブル４２、Ｙテーブル４３、Ｚスライダ４６の第１、第２ホルダ部材５１，５２をそれぞれの方向へ移動させる駆動機構および駆動源については、図示省略されている。

収容容器２０は、Ｚスライダ４６を介して移動手段４０に取り付けられた吐出ノズル２１と、この吐出ノズル２１の接続口に接続口金２４を介して交換可能に差込嵌合されたシリンジ２２とから構成されている。
吐出ノズル２１は、第１ホルダ部材５１のノズル嵌合孔５５に摺動可能に嵌合されているとともに、接続口金２４は、第２ホルダ部材５２に止めねじ５７を介して保持されている。従って、吐出ノズル２１は、移動手段４０によって回路基板１に対して接近する方向および離間する方向へ移動可能に設けられた第１ホルダ部材５１に保持されているとともに、第１ホルダ部材５２の下面（回路基板１と対向する面）と一致した位置から回路基板１に対して接近する方向へ突出可能に設けられている。吐出ノズル２１の近傍、つまり、接続口金２４を保持した第２ホルダ部材５２には加熱手段としての加熱ヒータ５８と温度センサ５９とがそれぞれ隣接して設けられている。
シリンジ２２は、内部にピストンが摺動可能に収納された円筒形状に形成され、かつ、上端開口部には吐出手段３０が接続されている。吐出ノズル２１より離れたシリンジ２２の外周部分（中間部から下部に跨る部分）には、冷却手段２３が設けられている。

吐出手段３０は、シリンジ２２の上端開口部に蓋３１を介して連結されたエアー供給チューブ３２と、このエアー供給チューブ３２にエアーを供給するエアー源であるコンプレッサ（図示省略）とから構成されている。コンプレッサによってエアー供給チューブ３２にエアーを間欠的に送り込むと、シリンジ２２内の液状はんだが吐出ノズル２１から定量ずつ吐出される。

掻取手段６０は、板状の掻取部材６１と、この掻取部材６１を吐出ノズル２１の先端開口部に接触させた状態で吐出ノズル２１の吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させる往復移動機構６２とから構成されている。
掻取部材６１は、ステンレスまたは樹脂によって形成されているとともに、吐出ノズル２１の先端開口部の直径に跨る長さを有し、上部が上端へ向かうに従って次第に厚みが薄くなるテーパ刃状に形成されている。
往復移動機構６２は、ベース６３上に設けられたガイドレール６４と、このガイドレール６４を介してＹ方向へ移動可能に設けられ先端に掻取部材６１を上向きで垂直に固定したスライドプレート６５から構成されている。

撮像手段７０は、吐出手段３０によって吐出ノズル２１の先端開口部から吐出された液状はんだの液滴形状を撮影するもので、ここでは、ＣＣＤカメラによって構成されている。
照明手段８０は、吐出手段３０によって吐出ノズル２１の先端開口部から吐出された液状はんだの液滴にコントラストを与え、撮像手段７０による画像を鮮明にするために用いられている。

制御手段９０は、撮像手段７０によって撮像された液滴の液滴撮像データを基に、吐出手段３０による液状はんだの吐出量を制御するもので、撮像手段７０によって撮像された液滴撮像データから吐出ノズル２１の先端開口部から吐出された液状はんだの液滴体積を求め、この体積データが予め設定記憶された設定体積データになるように吐出手段３０における吐出時間を制御する。

＜図３＞
図３は、液状はんだの吐出・塗布・掻取手順（工程）を示している。
図３（Ａ）は、液状はんだを回路基板１に塗布した後の状態（塗布工程後の状態）を示している。塗布工程後の状態では、吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った液状はんだの形状が歪な状態になる場合がある。
図３（Ｂ）は、掻取工程を示している。掻取部材６１を吐出ノズル２１の吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させる。この際、吐出ノズル２１の先端と第１ホルダ部材５１の下面とが同一面の位置になっているから、掻取部材６１を吐出ノズル２１の先端開口部に接触した状態で吐出ノズル２１の吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させることができる。これにより、吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った液状はんだが、吐出ノズル２１の先端開口部と同一面の位置に掻き取られる。なお、この動作によって掻き取られ掻取部材６１に付着した液状はんだについては、ある程度の量になった段階で、適宜な手段（たとえば、真空吸引など）により除去するとよい。

図３（Ｃ）は、液状はんだを吐出ノズル２１から定量ずつかつ吐出ノズル２１の先端に付着した状態に吐出させる吐出工程を示している。図３（Ｂ）の状態から吐出動作を行うと、吐出ノズル２１の先端開口部から液状はんだが略半球状に吐出される。この状態において、撮像手段７０によって吐出ノズル２１の液滴形状を撮像する（撮像工程）。制御手段９０では、撮像された液滴撮像データから吐出ノズル２１の先端に付着している液状はんだの液滴体積を求め、この体積データが予め設定記憶された設定体積データになるような、吐出手段３０における吐出時間を求める。
図３（Ｄ）は、塗布工程を示している。移動手段４０を介して吐出ノズル２１（収容容器２０）を回路基板１に接近する方向へ相対移動させるとともに、吐出ノズル２１を第１ホルダ部材５１から突出させて、吐出ノズル２１の先端に付着している液状はんだを回路基板１に塗布させる。吐出ノズル２１が第１ホルダ部材５１から突出することにより、通常のディスペンサと同様に良好な塗布が実現できる。

図３（Ｅ）は、上昇行程を示している。図３（Ｄ）の状態から、吐出ノズル２１および収容容器２０を上昇、つまり、回路基板１から離れる方向へ上昇させると、図３（Ａ）の状態になる。
図３（Ｆ）（Ｇ）は、掻取工程および吐出工程を示している。これは、図３（Ｂ）（Ｃ）の状態である。図３（Ｇ）の吐出工程では、前記図３（Ｃ）において求めた吐出時間に基づいて吐出動作（求めた吐出時間だけ吐出動作）を行う。つまり、吐出量修正工程を実行する。

＜図４＞
図４は、体積計算の方法と吐出量補正の方法を示している。
まず、ステップ（以下ＳＴという）１において、掻取動作を行ったのち、吐出動作（ＳＴ２）を行う。このときの吐出時間ｔ_２を前回の吐出時間ｔ_１として記憶したのち（ＳＴ３）、液滴体積測定を行う（ＳＴ４）。
続いて、測定した体積（吐出量）Ｖ_１が目標とする設定体積Ｖ_２の許容範囲に入っているか否かを判定し（ＳＴ５）、体積（吐出量）Ｖ_１が設定体積Ｖ_２の許容範囲内であれば、吐出された液状はんだを回路基板１へ塗布する（ＳＴ６）。体積（吐出量）Ｖ_１が設定体積Ｖ_２の許容範囲を超えていれば、捨て塗布、つまり、吐出された液状はんだを廃棄する（ＳＴ７）
最後に、次回の吐出量が設定体積Ｖ_２となるように、次回の吐出時間ｔ_２を求める（ＳＴ８）。つまり、
ｔ_２＝ｔ_１（Ｖ_１／Ｖ_２）
から求める。こののち、再びＳＴ１へ戻る動作を繰り返す。

＜図５＞
図５は、吐出ノズル２１の先端に付着した状態に吐出された液滴の体積計算方法と、吐出量補正を示している。図５（Ａ）に示すように、吐出ノズル２１の先端に付着した状態に吐出された液状はんだの形状を撮像手段７０で撮像し、その液滴形状、つまり、吐出ノズル２１の先端開口部から半球頂点までの寸法ｈを測定し、次の式（１）により体積Ｖ_１を求め、続いて、式（２）により目標の設定体積（吐出量）Ｖ_２にするための次回の吐出時間（修正吐出時間）ｔ_２を求める。
Ｖ_１＝πｈ（３ａ^２＋ｈ^２）／６ ……（１）
ｔ_２＝ｔ_１／（Ｖ_１／Ｖ_２） ……（２）
ただし、ｔ_１：前回の吐出時間、Ｖ_１：前回の吐出量（吐出体積）
ｔ_２：次回の吐出時間、Ｖ_２：目標の吐出量（設定体積）
ａ：吐出ノズルの先端開口部半径
なお、図５（Ｂ）は、撮像手段７０で画像を取り込む画像計測範囲を示している。画像計測範囲の上辺と吐出ノズル２１の先端開口部とを一致させてある。このようにすると、寸法ｈを測定する際に、画像内での液滴下限（半球頂点）の座標からそのまま寸法ｈを計算でき、不要な座標測定や演算を実施しなくても済む利点がある。また、必要のない画素要素を画面から省くことで誤判定を防止する効果もある。

＜実施形態の作用効果＞
（１）吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った液状はんだを掻き取る掻取手段６０を設けたので、吐出動作の前に、吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った液状はんだを掻き取ることができる。そのため、吐出ノズル２１の先端開口部の液面を常に同じ状態に保つことができるから、次に吐出した液状はんだの形状、つまり、液状はんだの液滴形状も毎回同じ形状（略半球形に近い形状）に保つことができる。従って、毎回同じ吐出量に正確に制御できるから、定量の塗布量を被塗布部材に塗布することができる。

（２）掻取手段６０は、掻取部材６１と、この掻取部材６１を吐出ノズル２１の先端開口部に接触させた状態で吐出ノズル２１の吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させる往復移動機構６２とを備える構成としたので、吐出ノズル２１から吐出された液状はんだを回路基板１に塗布させたのち、掻取部材６１を吐出ノズル２１の先端開口部に接触した状態で吐出ノズル２１の吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させると、吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った液状はんだが、吐出ノズル２１の先端開口部と同一面の位置に掻き取られる。従って、吐出ノズル２１の先端開口部の液面状態を毎回安定して同じ状態に保ちやすく、しかも、吐出ノズル２１の先端開口部から吐出した状態で残っていないから、吐出ノズル２１の外部環境の影響を受けにくく、安定した吐出量の制御が期待できる。

（３）吐出ノズル２１は、第１ホルダ部材５１に保持されるとともに、第１ホルダ部材５１の回路基板１と対向する面と一致した位置から回路基板１に対して接近する方向へ突出可能に設けられているから、吐出ノズル２１が第１ホルダ部材５１の回路基板１と対向する面と一致した位置において、掻取部材６１を往復移動させると、掻取部材６１は、第１ホルダ部材５１の両端側の傾斜面５６に接触しながら第１ホルダ部材５１の中央位置に向かい吐出ノズル２１位置を通過するため、吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った液状はんだを、吐出ノズル２１の先端開口部と同一面の位置に掻き取ることができる。しかも、吐出ノズル２１は、第１ホルダ部材５１の回路基板１と対向する面と一致した位置から回路基板１に対して接近する方向へ突出可能であるから、液状はんだの塗布時に、第１ホルダ部材５１から突出し、正確に回路基板１に液状はんだを塗布させることができる。

（４）吐出手段３０によって吐出ノズル２１の先端開口部から吐出された液状はんだの液滴を撮像する撮像手段７０と、撮像手段７０によって撮像された液滴撮像データを基に、吐出手段３０による液状はんだの吐出量を修正する制御手段９０とを備えているから、液状はんだを吐出ノズル２１から定量ずつかつ吐出ノズル２１の先端に付着した状態で吐出させたのち、吐出ノズル２１の先端に付着している液状はんだの液滴を撮像し、この液滴撮像データを基に、吐出手段３０における吐出量を修正することができる。そのため、たとえば、液状はんだの性状変化などの要因によって吐出量が変動した場合でも、吐出量を予め設定した吐出量に正確に修正できる。

（５）制御手段９０は、撮像手段７０によって撮像された液滴撮像データから液状はんだの液滴体積を求め、この体積データが予め設定記憶された設定体積データになるように、吐出手段３０における吐出時間を修正するようにしたので、吐出量を正確に修正できる。とくに、吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った液状はんだを掻き取ってから、次の液状はんだを吐出ノズル２１から吐出するようにしたので、液状はんだの形状を略半球形に近い形状にでき、このため、体積測定も容易にかつ正確に行うことができる。

（６）吐出ノズル２１の近傍には加熱ヒータ５８が設けられているから、吐出ノズル２１から吐出される液状はんだの粘度を安定して一定の状態に保つことができるため、安定した吐出状態が期待できる。しかも、シリンジ２２の外周には冷却手段２３が設けられているから、液状はんだの性状が変化するのを防ぐことができる。その結果、その部分の液状はんだが吐出ノズル２１へ送られてきても、加熱ヒータ５８で加熱された所定粘度に保たれたまま吐出ノズル２１から吐出されるから、液状はんだの性状を維持しつつ、安定した吐出動作を実現できる。

（７）吐出ノズル２１を有する収容手段２０を移動手段４０によって三次元方向、つまり、回路基板１の搬送方向と平行なＸ方向、および、回路基板１の搬送方向と直交するＹおよびＺ方向へ移動可能に構成したので、吐出ノズル２１の位置を三次元方向へ移動調整することができる。従って、吐出ノズル２１から吐出された液状はんだを回路基板１の所望位置に正確に塗布させることができる。
（８）上述したいずれかの流動材料塗布方法によって電子機器を製造すれば、この電子機器では、上述した方法で記載した効果を享受できるとともに、安定した品質を確保できる。

＜変形例＞
本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
たとえば、前記実施形態では、収容手段を収容容器２０で構成したが、これに限らず、他の構成でもよい。具体的には、吐出ノズル２１に流動材料供給チューブを接続し、このチューブを通じて流動材料を吐出ノズル２１から定量ずつ吐出させるようにしてもよい。
また、吐出手段３０としては、前記実施形態で述べた、チューブ３１およびエアー源（図示省略）に限らず、流動材料を吐出ノズル２１から定量ずつ吐出できるものであれば、他の構成でもよい。たとえば、シリンジ２２内のピストンに、エアーまたは油圧駆動のシリンダを連結し、このシリンダを間欠駆動させて、シリンジ２２内の液状はんだ（流動材料）を定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させるようにしてもよい。

また、移動手段４０としては、前記実施形態で述べた三次元移動機構に限られない。たとえば、被塗布部材である回路基板１に対して、接近および離間する方向（Ｚ方向）へのみ移動可能な機構であってもよい。さらに、吐出ノズル２１（収容容器２０）側が被塗布部材である回路基板１に対して接近および離間する構成に限らず、被塗布部材である回路基板１側が吐出ノズル２１（収容容器２０）側に対して接近および離間する構成でもよく、あるいは、両者、つまり、被塗布部材である回路基板１と吐出ノズル２１（収容容器２０）とが共に移動する構成でもよい。

また、掻取手段６０としては、前記実施形態で述べた構成に限られない。たとえば、板状の掻取部材が一端側を旋回支点として旋回しながら、吐出ノズル２１の先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取る構成でもよい。さらに、掻取部材６１は、必ずしも直線板状の部材に限らず、湾曲した形状や中央部で折れ曲がったＶ字形状であってもよい。

また、制御手段９０は、前記実施形態では、液状はんだ（流動材料）の液滴画像を撮像し、その液滴撮像データから液滴の寸法ｈ（吐出ノズルの先端開口部から液滴下限までの寸法ｈ）を求め、この寸法ｈから液滴体積を求めるようにしたが、ある積分法により体積を求めるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、液状はんだを回路基板１に塗布する例について説明したが、本発明は、これに限らず、接着剤などを被塗布部材に塗布する方法および装置などにも利用することができる。
また、図４において、捨て塗布ＳＴ７を省略して、掻取動作のみを行うようにしてもよい。
また、前記実施形態の流動材料塗布装置によって製造される電子機器としては、電子部品をはんだによって固定した回路基板を内蔵した機器、あるいは、部材同士を接着剤で固定した構成を内蔵した機器などを含み、たとえば、時計、計測機器、遊技機器など電子機器と総称されるすべてを含む。

本発明の一実施形態にかかる流動材料塗布装置を示す斜視図。 同上実施形態の断面図。 同上実施形態の動作（工程）を示す図。 同上実施形態の修正動作を示すフローチャート。 同上実施形態の修正動作を説明するための図。

符号の説明

１…回路基板（被塗布部材）、２０…収容容器（収容手段）、２１…吐出ノズル、２３…冷却手段、３０…吐出手段、４０…移動手段、５１…第１ホルダ部材、５２…第２ホルダ部材、５６…傾斜面、５８…加熱ヒータ（加熱手段）、６０…掻取手段、６１…掻取部材、６２…往復移動機構、７０…撮像手段、９０…制御手段。

Claims (11)

1. 液体材料を含む流動材料を被塗布部材に塗布する流動材料塗布方法であって、
   前記流動材料を吐出ノズルから定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させる吐出工程と、
   前記吐出ノズルと被塗布部材とを互いに接近する方向へ相対移動させ、前記吐出ノズルの先端に付着している流動材料を被塗布部材に塗布する塗布工程と、
   前記塗布工程によって前記吐出ノズルの先端に付着している流動材料が被塗布部材に塗布された後に、前記吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取る掻取工程とを備えたことを特徴とする流動材料塗布方法。
2. 請求項１に記載の流動材料塗布方法において、
   前記掻取工程では、前記吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を、前記吐出ノズルの先端開口部と同一面の位置で掻き取ることを特徴とする流動材料塗布方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の流動材料塗布方法において、
   前記吐出工程によって前記吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出された流動材料の液滴を撮像する撮像工程と、
   前記撮像工程で撮像された液滴撮像データを基に、前記吐出工程における吐出量を修正する吐出量修正工程とを備えたことを特徴とする流動材料塗布方法。
4. 請求項３に記載の流動材料塗布方法において、
   前記吐出量修正工程は、前記撮像工程で撮像された液滴撮像データから前記液滴の体積を求め、この体積データが予め設定記憶された設定体積データになるように前記吐出工程における吐出時間を修正することを特徴とする流動材料塗布方法。
5. 液体材料を含む流動材料を被塗布部材に塗布する流動材料塗布装置において、
   前記被塗布部材に対向して配置された吐出ノズルを有し、内部に前記流動材料を収容した収容手段と、
   前記収容手段に収容された流動材料を前記吐出ノズルから定量ずつかつ吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出させる吐出手段と、
   前記被塗布部材と前記吐出ノズルとを互いに接近する方向および離間する方向へ相対移動させるとともに、接近時に前記吐出ノズルの先端に付着している流動材料を被塗布部材に塗布させる移動手段と、
   前記吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取る掻取手段とを備えたことを特徴とする流動材料塗布装置。
6. 請求項５に記載の流動材料塗布装置において、
   前記掻取手段は、前記吐出ノズルの先端開口部に跨る長さを有する掻取部材と、この掻取部材を前記吐出ノズルの先端開口部に接触させた状態で前記吐出ノズルの吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させる往復移動機構とを備えたことを特徴とする流動材料塗布装置。
7. 請求項６に記載の流動材料塗布装置において、
   前記吐出ノズルは、前記移動手段によって前記被塗布部材に対して接近する方向および離間する方向へ移動可能に設けられたホルダ部材に保持されるとともに、前記ホルダ部材の前記被塗布部材と対向する面と一致した位置から前記被塗布部材に対して接近する方向へ突出可能に設けられ、
   前記ホルダ部材の前記被塗布部材と対向する面には、前記吐出ノズル位置を挟んで前記掻取部材が往復移動する両端側に向かうに従って前記被塗布部材から次第に離れる方向へ傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする流動材料塗布装置。
8. 請求項５〜請求項７のいずれかに記載の流動材料塗布装置において、
   前記吐出手段によって前記吐出ノズルの先端に付着した状態に吐出された流動材料の液滴を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮像された液滴撮像データを基に、前記吐出手段における吐出量を修正する制御手段とを備えたことを特徴とする流動材料塗布装置。
9. 請求項８に記載の流動材料塗布装置において、
   前記制御手段は、前記撮像手段によって撮像された液滴撮像データから前記液滴の体積を求め、この体積データが予め設定記憶された設定体積データになるように前記吐出手段における吐出時間を修正することを特徴とする流動材料塗布装置。
10. 請求項５〜請求項９のいずれかに記載の流動材料塗布装置において、
    前記吐出ノズルの近傍には加熱手段が設けられているとともに、前記収容手段の外周には冷却手段が設けられていることを特徴とする流動材料塗布装置。
11. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の流動材料塗布方法によって製造されたことを特徴とする電子機器。
    

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