JP2006116441A

JP2006116441A - ノズル清掃装置

Info

Publication number: JP2006116441A
Application number: JP2004307564A
Authority: JP
Inventors: Akio Igarashi; 章雄五十嵐; Hideo Nakamura; 中村　　秀男; Yoshiji Miyamoto; 芳次宮本
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】
保守が容易でかつ塗布装置の使用環境を汚染することのない、高粘度のペーストでも確実にノズルの先端を清掃する装置を実現する必要がある。
【解決手段】
そのため、本発明のノズル清掃装置は、上部にノズルの長さ以上の空間を設けたノズル清掃装置本体の上部をラテックスの薄膜で覆い、ラテックス薄膜をその張力を維持するように金具で固定し、ラテックス薄膜にノズルを押し込むことによって該薄膜をノズル表面に密着させてノズルに付着したペーストをラテックス薄膜表面に転写させることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明はペースト状の電子材料等を基板等に塗布し、描画するために用いられる塗布装置のノズルに付着したペーストを除去／清掃するに好適なノズル清掃装置に関する。

塗布装置（以下、ディスペンサと称する）はノズルによって接着剤やクリームはんだ等の電子材料ペーストを基板上に塗布し、所定形状を描画するための装置であり、その構成は各種の文献や特許情報によって広く開示されている。例えば、ディスペンサを用いて基板上にペーストを塗布し続けると、ペーストを吐き出すノズルの先端部及び外周部にペーストが付着して高品質の描画ができなくなることがよく知られている。そのために従来は、特許文献１に示すように、溶剤をしみこませたスポンジ状の材料でノズルの先端部及び外周部を挟んでしごくことによってノズルに付着したペーストを拭きとる方法が用いられていた。

特開平６−１１４３１４号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、スポンジ状の材料にペーストが蓄積するため、定期的にスポンジ状の材料を交換して洗浄する必要があり、保守に手間がかかるという問題があった。一方、汚れたノズル先端部及び外周部に高圧空気を吹き付けることによってノズルに付着したペーストを吹き飛ばして清掃する方法がとられることもあるが、この方法を用いるとペーストが飛散するため、ディスペンサ及びその周辺を汚染したり、また粘度の高いペーストの付着が除去しにくい等の問題がある。ディスペンサの多くはクリーンルームで使用されるため、ペーストによる環境の汚染は品質管理上大きな問題となることが多い。

上記の問題点に鑑み、本発明は、保守が容易でかつディスペンサの使用環境を汚染することのないノズル清掃装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のノズル清掃装置は、上部にノズルの長さ以上の空間を設けたノズル清掃装置本体の上部をラテックスの薄膜で覆い、該薄膜をその張力を維持するように金具で固定し、該薄膜にノズルを押し込むことによって該薄膜をノズル表面に密着させてノズルに付着したペーストを薄膜に転写させることを特徴とする。

本発明のノズル清掃装置を用いれば、ノズル清掃装置の保守が容易でかつディスペンサの使用環境を汚染することがない。

以下、図１乃至図６を用いて本発明のノズル清掃装置の実施例について詳細に説明する。図１は本発明のノズル清掃装置を適用した塗布装置（ディスペンサ）の概略構成を示す図である。

図１において、ディスペンサの架台1上には基板３を載置するためのテーブル２が設けてある。さらに、テーブル２の上方にはＹ軸方向（図の前後方向）に移動可能にＸ軸フレーム４が設けてある。Ｘ軸フレーム４は図示していないモータにより回転するボールネジ７によって、架台1に設けたリニアガイド６上をＹ軸方向に移動可能になっている。このＸ軸フレーム４には、このＸ軸方向（図の左右方向）に移動可能にＺ軸フレーム５が設けてある。Ｚ軸フレーム５はＸ軸フレーム４に対してＸ軸モータ１０を駆動してボールネジ９を回転することで、Ｘ軸フレーム４に設けたリニアガイド８に案内され、Ｘ軸方向に移動する。

Ｚ軸フレーム５にはＺ軸方向（図の上下方向）に移動可能にノズル台１１が設けてある。このノズル台１１にはペーストを内蔵したシリンジ１２が搭載されている。シリンジ１２内のペーストはノズル１３から基板３上に吐出される。ノズル台１１はＺ軸フレーム５に設けたＺ軸モータ１４を駆動してボールネジ１５を回転させることでＺ軸方向に、Ｚ軸フレーム５に設けたリニアガイド１８（図２参照）によって案内される。上記の様に構成することによってノズル１３はＸＹＺ３方向の任意の位置に移動して、基板３上にペーストを塗布／描画することが可能となっている。

さらに、架台１上にテーブル２の近傍にノズル清掃装置１６が設けてある。このノズル清掃装置１６の位置までノズル１３を移動させて、ノズル１３の先端部及び外周部に付着したペーストを剥離除去して清掃する。

図２はノズル清掃装置１６によってノズル１３を清掃している状況を示す概略図である。ノズル１３を清掃するときには、ディスペンサのＸＹ軸を駆動してノズル１３をノズル清掃装置１６の位置に移動させ、次に、Ｚ軸を駆動してノズル１３の先端をノズル清掃装置１６の上部に押し込むことによって清掃する。

図３に本発明のノズル清掃装置１６の側面図を示す。
図３において、ノズル清掃装置１６の上部を覆うように、手術用手袋の素材としてよく知られているラテックスを原料とした薄膜（以下ラテックス薄膜と称する）２２が設けてある。ラテックス薄膜２２の下部にはノズル１３の長さよりも深い空間部２１が設けられている。また、ラテックス薄膜２２は、金具２３によって固定されている。この金具２３をねじ２４によって締め上げることによって、ラテックス薄膜２２に所定の張力を与えて保持している。

図４はノズル清掃装置１６にノズル１３を押し込んでノズル１３を清掃している状態を示す概略図である。図５は図４の部分拡大図である。このようにノズル清掃装置１６の上面に張られたラテックス薄膜２２は極めて弾力性に富み、面圧が作用した部分のみが局部的に伸びる特徴を備えている。このため、図５に示すように、ラテックス薄膜２２の表面がノズル１３の先端から外周を包み込むように変形する。さらに、ラテックス薄膜２２は表面がペーストに対して親和性に富むため、ノズル１３の表面に付着したペーストが容易にラテックス薄膜２２の表面に転写される。なお、ノズル１３をラテックス薄膜２２に押し付けながら、回転又は微小振動を加えることでさらに清掃効率が向上する。そのため、ノズルを回転させたり微小振動を加える機構を付加する構成としておく。

なお、本発明のノズル清掃装置１６はその上面の広い範囲でノズルの清掃が可能であるため、従来のスポンジ状の材料を用いたノズル清掃装置に比べてノズルの清掃回数を大幅に増やせる特徴を持つ。また、汚れたノズル先端部及び外周部に高圧空気を吹き付けることによってノズルに付着したペーストを吹き飛ばして清掃する方法に比較して環境を汚染することが極めて少なくできる特徴を有する。

また、図示していない薄膜バースト監視装置として、ノズル清掃装置１６の上部の空間２１に所定圧（微小圧）の空気を送る配管を設ける。この配管に微小流量計を設けておいて、その計測結果を図示していない制御部に送り、そこでラテックス薄膜に穴が開いたか否かを判定する。制御部が穴が開いたと判定した場合は、表示装置や警報器にて操作者に通報できるようにすることで、ラテックス薄膜２２の交換を促し、作業の中断をなくすようにすることが可能である。なお制御部はこのバースト監視のみを行うのではなく、ノズルの吐出制御や各モータの駆動制御等も行う構成となっている。

図６は本発明のノズル清掃装置を複数設けたディスペンサを示す。図６に示すように、架台１のテーブル２の近傍に２つのノズル清掃装置１６，１６’を配置したものである。できればテーブル２を挟んで配置することで、清掃のためのノズルの移動を最小にすることが可能となる。また、２台のノズル清掃装置１６，１６’には、薄膜バースト監視装置を備えておく。制御部には、１方のラテックス薄膜２２に穴が開いたことを検知した場合、他方のノズル清掃装置でノズル清掃を実行するようにプログラムしておくことで、さらに生産効率を高めることが可能となる。なお、薄膜のバーストを監視する手段としては、先に述べたように、例えば、ノズル清掃装置本体２０の上部に設けた空間２１に微小の空気圧が作用するように配管を用いて空気を導くと共に、その配管に微小流量計を設けることによって薄膜のバーストを監視する方法等を用いることができる。その他の方法として、ノズルの位置合わせ用のカメラを用いて、清掃装置上部を撮像して、穴の有無を検出することも可能である。

以上のように本発明のノズル清掃装置は、装置上面を所定の張力でラテックス薄膜で覆う。そして、その内部に密閉空間を形成し、その密閉空間の上下方向の高さをノズルの長さより長くなるように構成する。この構成で、ノズルを空間内に埋め込むように押し下げることでノズル先端及びノズル周囲に付着しているペーストを親和性のあるラテックス薄膜に転写する。さらに、上部に張ったラテックス薄膜のバースト検出する検出機構を設けることで、ラテックス薄膜の交換時期を的確に把握して、塗布作業の中断を極力抑制するようにしたものである。さらに、２台のノズル清掃装置を設置することで作業の中断が殆どない塗布装置を実現できる効果もある。

本発明のノズル清掃装置を適用した塗布装置の概略構成を示す図である。本発明のノズル清掃装置上部にノズルを移動したときの状態を示す図である。本発明のノズル清掃装置の構造及び作用を示す側面図である。本発明のノズル清掃装置でノズルを清掃している状態を示す図である。図５のノズル先端部の拡大図である。複数のノズル清掃装置を備えた塗布装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１３…ノズル、１６…ノズル清掃装置、２０…ノズル清掃装置本体、２１…ノズル清掃装置本体の上部に設けた空間、２２…ラテックス薄膜、２３…金具。

Claims

上部にノズルの長さ以上の空間を設けたノズル清掃治具本体の上部をラテックス薄膜で覆い、前記ラテックス薄膜の所定の張力を作用させて保持し固定金具で固定し、前記ラテックス薄膜上にノズルを押し下げて、前記ノズルをラテックス薄膜表面に密着させることによってノズルに付着したペーストを薄膜に転写させることを特徴とするノズル清掃装置。
請求項１に記載のノズル清掃装置において、
前記ラテックス薄膜で覆われた下方の空間に微小圧の空気を導入する配管を設け、前記配管に流量計を設け、前記流量計の検出値に基づいて前記ラテックス薄膜に穴が開いたか否かを判定し、表示装置や警報器により通報するように指令する制御部を備えていることを特徴とするノズル清掃装置。