JP2014053347A - 転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フラックス等の転写装置において、転写槽内の流動物の温度を適正温度範囲内に調整できるようにする。
【解決手段】転写槽１３内のフラックス等の流動物を加熱及び冷却可能な加熱冷却装置２０を設け、転写槽１３の温度が適正温度範囲よりも低い場合は、外部から供給される正圧エアを加熱冷却装置２０の熱交換器３１で加熱して温風を発生させ、この温風を転写槽１３の下面に当てて転写槽１３を加熱することで、転写槽１３内の流動物の温度を適正温度範囲内に上昇させる。転写槽１３の温度が適正温度範囲よりも高い場合は、外部から供給される正圧エアを加熱冷却装置２０の熱交換器３１で冷却して冷風を発生させ、この冷風を転写槽１３の下面に当てて転写槽１３を冷却することで転写槽１３内の流動物の温度を適正温度範囲内に低下させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、フラックスや半田等を部品に転写する転写装置に関する発明である。

転写装置としては、特許文献１（特開２００３−２９８２９１号公報）や特許文献２（特開２０１０−７４０２９号公報）に記載されているように、転写槽内にフラックスや半田等を溜めて、吸着ノズルに吸着した部品を転写槽内に溜めたフラックスや半田等に浸して、該部品にフラックスや半田等を転写するようにしたものがある。

また、上記特許文献２では、電子部品の電極部にフラックスを転写する前にフラックスをヒータで雰囲気温度よりも高い温度に加温しておき、電子部品の電極部にヒータで加温したフラックスを転写した後に、電子部品のフラックス転写側の面の熱画像をサーモグラフィカメラにより撮影し、撮影した熱画像の中から雰囲気温度よりも温度の高い部分をフラックスと認識してフラックスの転写状態を検査するようにしている。

特開２００３−２９８２９１号公報 特開２０１０−７４０２９号公報

ところで、転写槽内のフラックス等は、温度によって粘度が変化して転写状態が変化するという特性があるため、良好な転写状態を得るには、フラックス等の温度（粘度）が転写に適した適正温度範囲内（適正粘度範囲内）であることが好ましい。

しかし、上記特許文献１の転写装置は、転写槽内のフラックス等の温度を調整する機能が無いため、転写槽内のフラックス等の温度が工場内の雰囲気温度（室温）によって左右されてしまい、雰囲気温度がフラックス等の適正温度範囲から外れていると、転写槽内のフラックス等の温度が適正温度範囲から外れてしまい、フラックス等の転写状態が悪化する原因となる。

一方、上記特許文献２の転写装置は、転写槽内のフラックス等の温度をヒータで雰囲気温度よりも高い温度に加温することができるが、雰囲気温度よりも低い温度に冷やすことができないため、雰囲気温度がフラックス等の適正温度範囲よりも高い場合に、フラックス等の温度が適正温度範囲よりも高くなって、転写状態が悪化してしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、雰囲気温度がフラックス等の流動物の転写に適した適正温度範囲より低くても高くても、転写槽内の流動物の温度を適正温度範囲内に調整することができ、雰囲気温度に左右されずに流動物を良好に転写することができる転写装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、フラックス、半田、導体ペースト、接着剤のいずれかの流動物を溜める転写槽を備え、該転写槽内の流動物を部品に転写する転写装置において、転写槽内の流動物を加熱する機能及び冷却する機能を有する加熱冷却手段と、加熱冷却手段を制御して転写槽内の流動物の温度を調整する温度制御手段とを備えた構成としたものである。この構成では、加熱冷却手段を制御して転写槽内の流動物を加熱又は冷却して流動物の温度を調整することができるため、雰囲気温度が流動物の転写に適した適正温度範囲より低くても高くても、転写槽内の流動物の温度を適正温度範囲内に調整することができ、雰囲気温度に左右されずに流動物を良好に転写することができる。

また、請求項２のように、加熱冷却手段は、転写槽に温風を当てて転写槽を加熱することで転写槽内の流動物を加熱するように構成しても良い。このようにすれば、温風により転写槽を均一に加熱して転写槽内の流動物を均一に加熱することができる。

この場合、請求項３のように、加熱冷却手段は、外部から供給される正圧エア（圧縮エア）を加熱器で加熱して温風を発生させるように構成すると良い。このようにすれば、外部（例えば工場のコンプレッサ）から供給される正圧エアを利用して温風を発生させることができるため、温風発生用の送風機等を新たに設ける必要がなく、加熱冷却手段を小型化・低コスト化することができる。

また、請求項４のように、加熱冷却手段は、転写槽に冷風を当てて転写槽を冷却することで転写槽内の流動物を冷却するように構成しても良い。このようにすれば、冷風により転写槽を均一に冷却して転写槽内の流動物を均一に冷却することができる。

この場合、請求項５のように、加熱冷却手段は、外部から供給される正圧エアを冷却器で冷却して冷風を発生させるように構成すると良い。このようにすれば、外部（例えば工場のコンプレッサ）から供給される正圧エアを利用して冷風を発生させることができるため、冷風発生用の送風機等を新たに設ける必要がなく、加熱冷却手段を小型化・低コスト化することができる。

また、請求項６のように、転写槽の温度又は転写槽内の流動物の温度を検出する温度センサと、転写槽内の流動物の目標温度を設定する目標温度設定手段とを設け、温度制御手段は、温度センサで検出した温度と目標温度設定手段で設定した目標温度とに基づいて加熱冷却手段を制御して転写槽内の流動物の温度を調整するようにしても良い。このようにすれば、使用する流動物の種類によって適正温度範囲が変わっても、その適正温度を目標温度として設定することで、転写槽内の流動物の温度をその流動物に応じた適正温度範囲内に精度良く調整することができる。

図１は本発明の一実施例における転写装置の概略構成を示す図である。 図２は転写装置の加熱冷却システムの概略構成を示す図である。 図３は温度制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
図１に示すように、部品実装機１０のセット台１１には、転写装置１２が着脱可能にセットされている。この転写装置１２には、フラックス、半田、導体ペースト、接着剤のいずれかの流動物を溜める金属製（例えば鉄製）の転写槽１３と、この転写槽１３を載せるターンテーブル１４が設けられ、ターンテーブル１４がモータ（図示せず）等によって回転駆動されることで、ターンテーブル１４と一体的に転写槽１３が回転するようになっている。

また、転写槽１３の上方には、転写槽１３内の流動物を膜状に広げるスキージング動作を行うスキージ（図示せず）が配置され、転写槽１３の下方（ターンテーブル１４の周囲）には、転写槽１３からこぼれた流動物を受け溜める受け皿１５が配置されている。

部品実装機１０の稼働中は、吸着ノズル１７に吸着した電子部品１８下面の電極部１９（バンプ、端子）を転写槽１３の底面に接触又は近接させる高さ位置まで下降させることで、各電極部１９を転写槽１３内の流動物に浸して各電極部１９に流動物を転写するようになっている。

また、図２に示すように、転写槽１３の下方又は側方（近傍）には、転写槽１３内の流動物を加熱する機能と冷却する機能を有する加熱冷却装置２０（加熱冷却手段）が配置されている。この加熱冷却装置２０は、高熱伝導性の熱交換器３１を熱電素子３２によって加熱／冷却する構成であり、熱交換器３１の入口には、転写装置１２の外部（例えば工場のコンプレッサ）から供給される正圧エア（圧縮エア）を導入するエア通路２１が接続され、このエア通路２１の途中に開閉弁２２が設けられている。熱交換器３１の出口には、該熱交換器３１から流出した正圧エアを転写槽１３の下面に向かって吹き出すダクト部２３が接続されている。転写槽１３を載せるターンテーブル１４には、温風や冷風を通過させる開口部２５が形成されている。

加熱冷却装置２０は、熱電素子３２に流す電流の方向を反転させることで、熱交換器３１が正圧エアを加熱する加熱器（放熱器）として機能する加熱モードと、熱交換器３１が正圧エアを冷却する冷却器（吸熱器）として機能する冷却モードとを切り換えるようになっている。熱電素子３２の外側の面には、放熱／吸熱を促進するヒートシンク３３が設けられている。

また、転写槽１３の外周面の近傍には、転写槽１３の温度を検出する非接触型の温度センサ２６が設けられ、この温度センサ２６の出力信号が温度制御装置２８（温度制御手段）に入力され、転写槽１３の温度を検出することで転写槽１３内の流動物の温度を検出するようになっている。温度制御装置２８には、転写槽１３内の流動物の目標温度（例えば使用する流動物の種類に応じた適正温度範囲内の温度）を設定する操作スイッチや操作パネル等の目標温度設定部２７（目標温度設定手段）が設けられている。この温度制御装置２８は、温度センサ２６で検出した転写槽１３の温度（転写槽１３内の流動物の温度の情報）と目標温度設定部２７で設定した目標温度とに基づいて加熱冷却装置２０の熱電素子３２に流す電流値を制御して転写槽１３の温度を調整することで転写槽１３内の流動物の温度を調整する。

例えば、転写槽１３の温度が目標温度よりも低い場合には、加熱冷却装置２０を加熱モードに切り換えて、外部から供給される正圧エアを熱交換器３１で加熱して温風を発生させ、この温風を転写槽１３の下面に当てて転写槽１３を加熱することで転写槽１３内の流動物を加熱する。これにより、転写槽１３の温度を目標温度付近まで上昇させて、転写槽１３内の流動物の温度を目標温度付近まで上昇させる。

一方、転写槽１３の温度が目標温度よりも高い場合には、加熱冷却装置２０を冷却モードに切り換えて、外部から供給される正圧エアを熱交換器３１で冷却して冷風を発生させ、この冷風を転写槽１３の下面に当てて転写槽１３を冷却することで転写槽１３内の流動物を冷却する。これにより、転写槽１３の温度を目標温度付近まで低下させて、転写槽１３内の流動物の温度を目標温度付近まで低下させる。

以上説明した本実施例の温度制御は、温度制御装置２８により図３の温度制御プログラムに従って次のように実行される。
図３に示す温度制御プログラムは、温度制御装置２８の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう温度制御手段として機能する。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、温度センサ２６で検出した転写槽１３の温度と目標温度設定部２７で設定した目標温度を読み込んだ後、ステップ１０２に進み、転写槽１３の温度と目標温度との差ΔＴの絶対値が所定値以下であるか否かを判定することで、転写槽１３の温度が目標温度付近であるか否かを判定する。

このステップ１０２で、転写槽１３の温度と目標温度との差ΔＴの絶対値が所定値よりも大きいと判定された場合には、転写槽１３の温度が目標温度付近ではないと判断して、ステップ１０３に進み、転写槽１３の温度が目標温度よりも低いか否かを判定する。

このステップ１０３で、転写槽１３の温度が目標温度よりも低いと判定された場合には、ステップ１０４に進み、加熱冷却装置２０を加熱モードに切り換えると共に開閉弁２２を開弁して、外部から供給される正圧エアを熱交換器３１で加熱して温風を発生させ、この温風を転写槽１３の下面に当てて転写槽１３を加熱することで転写槽１３内の流動物を加熱する。これにより、転写槽１３の温度を目標温度付近まで上昇させて、転写槽１３内の流動物の温度を目標温度付近まで上昇させる。この際、転写槽１３の温度と目標温度との差ΔＴに応じて熱電素子３２の電流値や開閉弁２２の開度を変化させて熱交換器３１の加熱量（放熱量）や正圧エアの流量を変化させて、温風の温度や流量を変化させるようにしても良い。

一方、上記ステップ１０３で、転写槽１３の温度が目標温度よりも高いと判定された場合には、ステップ１０５に進み、加熱冷却装置２０を冷却モードに切り換えると共に開閉弁２２を開弁して、外部から供給される正圧エアを熱交換器３１で冷却して冷風を発生させ、この冷風を転写槽１３の下面に当てて転写槽１３を冷却することで転写槽１３内の流動物を冷却する。これにより、転写槽１３の温度を目標温度付近まで低下させて、転写槽１３内の流動物の温度を目標温度付近まで低下させる。この際、転写槽１３の温度と目標温度との差ΔＴに応じて熱電素子３２の電流値や開閉弁２２の開度を変化させて熱交換器３１の冷却量（吸熱量）や正圧エアの流量を変化させて、冷風の温度や流量を変化させるようにしても良い。

その後、上記ステップ１０２で、転写槽１３の温度と目標温度との差ΔＴの絶対値が所定値以下であると判定された場合には、転写槽１３の温度が目標温度付近である（つまり転写槽１３内の流動物の温度が目標温度付近である）と判断して、ステップ１０６に進み、加熱冷却装置２０による加熱／冷却を停止すると共に開閉弁２２を閉弁する。

以上説明した本実施例では、転写槽１３内の流動物を加熱する機能と冷却する機能を有する加熱冷却装置２０と、この加熱冷却装置２０を制御して転写槽１３内の流動物の温度を調整する温度制御装置２８とを設けた構成としたので、加熱冷却装置２０を制御して転写槽１３内の流動物を加熱又は冷却して流動物の温度を調整することが可能となり、雰囲気温度が流動物の転写に適した適正温度範囲より低くても高くても、転写槽１３内の流動物の温度を適正温度範囲内に調整することができ、雰囲気温度に左右されずに流動物を良好に転写することができる。

また、本実施例では、転写槽１３に温風又は冷風を当てて転写槽１３を加熱又は冷却することで転写槽１３内の流動物を加熱又は冷却するようにしたので、転写槽１３を均一に加熱又は冷却して転写槽１３内の流動物を均一に加熱又は冷却することができる。

更に、本実施例では、外部（例えば工場のコンプレッサ）から供給される正圧エアを熱交換器３１で加熱又は冷却して温風又は冷風を発生させるようにしたので、外部から供給される正圧エアを利用して温風や冷風を発生させることができ、温風や冷風発生用の送風機等を新たに設ける必要がなく、加熱冷却装置２０を小型化・低コスト化することができる。

また、本実施例では、転写槽１３の温度を検出する温度センサ２６と、転写槽１３内の流動物の目標温度を設定する目標温度設定部２７とを設け、転写槽１３の温度が目標温度よりも低い場合には、転写槽１３を加熱して、転写槽１３の温度を目標温度付近まで上昇させて、転写槽１３内の流動物の温度を目標温度付近まで上昇させ、転写槽１３の温度が目標温度よりも高い場合には、転写槽１３を冷却して、転写槽１３の温度を目標温度付近まで低下させて、転写槽１３内の流動物の温度を目標温度付近まで低下させるようにしたので、使用する流動物の種類によって適正温度範囲が変わっても、その適正温度を目標温度として設定することで、転写槽１３内の流動物の温度をその流動物に応じた適正温度範囲内に精度良く調整することができる。

尚、加熱冷却装置２０は、熱電素子３２を用いた構成に限定されず、適宜変更しても良く、例えば、ヒートポンプを用いて、このヒートポンプの熱媒体の循環による熱移動の方向を切り換えることで、正圧エアと熱交換する熱交換器の加熱（放熱）と冷却（吸熱）とを切り替えるようにしても良い。

また、本実施例では、転写槽１３の温度を検出する温度センサ２６を設けるようにしたが、転写槽１３内の流動物の温度を検出する温度センサを設けるようにしても良い。

また、本実施例では、転写槽１３を回転させてスキージングする回転方式の転写装置を例示して説明したが、転写槽を固定してスキージを水平方向に直線移動させたり、或は、スキージを固定して転写槽を水平方向に直線移動させる直動方式の転写装置に本発明を適用して実施しても良い。

その他、本発明は、本実施例のような部品実装機１０のセット台１１に着脱方向にセットする転写装置１２に限定されず、部品実装ライン中に部品実装機と並べて配置するフラックス等の転写装置に適用しても良く、また、温度制御方法（加熱冷却装置２０の制御方法）を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１２…転写装置、１３…転写槽、１４…ターンテーブル、２０…加熱冷却装置（加熱冷却手段）、２１…エア通路、２２…開閉弁、２３…送風通路、２６…温度センサ、２７…目標温度設定部（目標温度設定手段）、２８…温度制御装置（温度制御手段）、３１…熱交換器（加熱器，冷却器）、３２…熱電素子、３３…ヒートシンク

Claims (6)

1. フラックス、半田、導体ペースト、接着剤のいずれかの流動物を溜める転写槽を備え、該転写槽内の流動物を部品に転写する転写装置において、
   前記転写槽内の流動物を加熱する機能及び冷却する機能を有する加熱冷却手段と、
   前記加熱冷却手段を制御して前記転写槽内の流動物の温度を調整する温度制御手段と
   を備えていることを特徴とする転写装置。
2. 前記加熱冷却手段は、前記転写槽に温風を当てて前記転写槽を加熱することで前記転写槽内の流動物を加熱するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記加熱冷却手段は、外部から供給される正圧エアを加熱器で加熱して前記温風を発生させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の転写装置。
4. 前記加熱冷却手段は、前記転写槽に冷風を当てて前記転写槽を冷却することで前記転写槽内の流動物を冷却するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転写装置。
5. 前記加熱冷却手段は、外部から供給される正圧エアを冷却器で冷却して前記冷風を発生させるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の転写装置。
6. 前記転写槽の温度又は前記転写槽内の流動物の温度を検出する温度センサと、
   前記転写槽内の流動物の目標温度を設定する目標温度設定手段とを備え、
   前記温度制御手段は、前記温度センサで検出した温度と前記目標温度設定手段で設定した目標温度とに基づいて前記加熱冷却手段を制御して前記転写槽内の流動物の温度を調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の転写装置。

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