JP2016221421A - 液体塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用する部品点数を抑えながら、被覆対象物の表面に液体を均一な厚さに塗布し、液体塗布装置を長期間使用しても、均一さが継続する液体塗布装置を提供する。【解決手段】長尺状の被覆対象物を液体に浸漬して被覆対象物の表面に液体を塗布する浸漬塗布手段と、浸漬塗布手段により液体を塗布されて液体の液面に対して垂直に引き上げられる被覆対象物を、所定の速度で搬送する搬送手段と、被覆対象物を浸漬塗布手段に投入する側を上流側、被覆対象物を浸漬塗布手段から排出する側を下流側としたとき、浸漬塗布手段より上流側に設けられ、搬送手段で搬送される被覆対象物に所定の負荷を与える負荷手段と、液体を塗布された被覆対象物を乾燥させる乾燥手段と、乾燥された被覆対象物を冷却する冷却手段と、被覆対象物の搬送速度を計測する搬送速度計測手段と、この搬送速度計測手段の計測結果に基づき搬送手段を制御する制御手段とを備える液体塗布装置。【選択図】図１

Description

本発明は、長尺状に成形された金属、樹脂等からなる母材の表面に、浸漬によって液体を塗布する液体塗布装置、この液体塗布装置を用いて液体塗布された被覆部材に関する。具体的には、母材として長尺状に成形されたはんだの表面にフラックスを塗布する液体塗布装置、この液体塗布装置を用いてフラックスが塗布されたはんだに適用可能である。また、母材が金属、樹脂等からなり、その表面に塗料等の液体を塗布するのに適用可能である。

長尺状に成形された金属、樹脂等からなる母材の表面に、浸漬によって液体を塗布する液体塗布装置、この液体塗布装置を用いて液体塗布された被覆部材の一例として、はんだ付けに用いられるフラックスの塗布装置、及び、このフラックス塗布装置を用いてフラックス塗布されたはんだを例として以下に説明する。はんだ付けに用いられるフラックスは、はんだ付け処理工程の前処理としてフラックス塗布工程を経て塗布される。フラックスは、はんだ及びはんだ付け対象の金属表面に存在する金属酸化物を化学的に除去すること、はんだ付け処理時の加熱による再酸化を防止すること、はんだの表面張力を小さくして濡れ性を良くすること等の作用効果を有する。はんだ付け処理後は、はんだとはんだ付け対象の金属との間に金属間化合物を形成させて、強固な接合が得られる。

また、長尺状に成形されたはんだの表面にフラックスが塗布された、フラックスコートプリフォームはんだが提案されている。はんだ付けに用いられるフラックスは、はんだ付け時の加熱による再酸化を防止し、はんだの表面張力を小さくして濡れ性を良くする効果がある。フラックスコートプリフォームはんだは、はんだ付け前に予めフラックスがコートされているので、はんだ付け時のフラックス塗布工程を削除することができる。また、フラックスコートプリフォームはんだは、長尺状のため、ペレット、ワッシャー、ディスクなど目的の形状に加工することで、様々な実装工程への応用を可能とする。

このような、フラックスコートプリフォームはんだにおいて、塗布されるフラックスは、はんだの表面にほぼ均一に塗る必要がある。これは、フラックスが不均一だと、はんだ付け不良の原因となるからである。特許文献１には、半田線の表面に半田付け直前にフラックスを塗布することを前提として、溶融フラックスを入れた槽中に半田線を通過させ、該半田線に付着したフラックスの塗布量をダイスで調節し、ローラーで引抜くフラックス塗布装置が開示されている。

特開昭５４−０７５４５２号公報

しかし、従来のフラックス塗布装置によれば、以下の欠点があった。
１．フラックス塗布装置を長期間使用すると、フラックス塗布量を調整する部材（ダイス）にフラックスが付着して固形化し、均一な厚さにフラックスを塗布できなくなる。
２．はんだに塗布するフラックスの膜厚を変更したい場合、フラックス塗布量を調整する部材（ダイス）自体を交換する必要がある。

そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、はんだの表面にフラックスを均一な厚さに塗布すること、更にフラックス塗布装置を長期間使用しても、均一さが継続することを目的とする。

上述の課題を解決するために採った本発明の技術手段は、次の通りである。
（１）長尺状の被覆対象物を液体に浸漬して被覆対象物の表面に液体を塗布する浸漬塗布手段と、浸漬塗布手段により液体を塗布されて液体の液面に対して垂直に引き上げられる被覆対象物を、所定の速度で搬送する搬送手段と、被覆対象物を浸漬塗布手段に投入する側を上流側、被覆対象物を浸漬塗布手段から排出する側を下流側としたとき、浸漬塗布手段より上流側に設けられ、搬送手段で搬送される被覆対象物に所定の負荷を与える負荷手段と、液体を塗布された被覆対象物を乾燥させる乾燥手段と、乾燥された被覆対象物を冷却する冷却手段と、被覆対象物の搬送速度を計測する搬送速度計測手段と、この搬送速度計測手段の計測結果に基づいて搬送手段を制御する制御手段とを備える液体塗布装置。

（２）前記搬送手段は、前記被覆対象物を繰り出す繰り出し手段を備え、この繰り出し手段は前記負荷手段を備える前記（１）に記載の液体塗布装置。

（３）搬送手段は、前記被覆対象物を巻き取る巻き取り手段を備え、この巻き取り手段は前記被覆対象物の搬送速度を一定となるように前記被覆対象物を巻き取る前記（１）または（２）に記載のフラックス塗布装置。

（４）搬送手段は、１以上の搬送ローラーを有し、搬送ローラーは、被覆対象物を挟む２つのローラー部材を有し、ローラー部材が、被覆対象物の両幅端を挟持する前記（１）から（３）のいずれかに記載のフラックス塗布装置。

（５）少なくとも浸漬塗布手段、乾燥手段、冷却手段は、液体塗布室内に収納されて、液体塗布室は、乾燥手段の外かつ液体塗布室内の熱気を排出する排気手段を更に備える前記（１）から（４）のいずれかに記載の液体塗布装置。

（６）巻き取り手段により被覆対象物を巻き取る際に、層間紙を供給する層間紙供給手段を更に備える前記（３）に記載の液体塗布装置。

（７）前記（１）から（５）のいずれかに記載の液体塗布装置によって形成される被覆部材。

（８）被覆対象物ははんだであり、塗布する液体がフラックスである前記（１）から（６）のいずれかに記載の液体塗布装置。

（９）前記（８）に記載の液体塗布装置によって形成されるはんだ。

本発明に係る液体塗布装置によれば、被覆対象物に液体を均一な薄い膜厚で塗布することができる。液体を均一で薄く塗布するための特別な部材を不要とするため、液体塗布装置の製造コストを低減することができる。被膜対象物に塗布する液体の膜厚を変更したい場合にも、部材の配置変更や部材自体の変更を不要とする。この液体塗布装置を長期間使用してもこの効果が得られるので、高信頼性の液体塗布を行うことができるようになる。

本発明の液体塗布装置によって形成されるはんだによれば、フラックスが均一な薄さで塗布される。均一な薄さでフラックス塗布が可能となるため、はんだ付け性の良好なはんだを製造できるようになる。

本発明に係る液体塗布装置としてのフラックス塗布装置１００の構成例を示す概略平面図である。 Ａ〜Ｃは、搬送ローラー４２の構成例を示す平面図、搬送ローラー４２の動作例を示す右側面図及び軸受部材４７の構成例を示す側面図である。 Ａ及びＢは、搬送ローラー４４の構成例を示す平面図及び搬送ローラー４４の変形例としての搬送ローラー４４’の構成例を示す平面図である。 フラックス塗布装置１００の制御系の構成例を示すブロック図である。 Ａ及びＢは、はんだ９の構成例を示す断面図及び形成例を示す工程図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る液体塗布装置の例として、フラックス塗布装置１００及びフラックス塗布装置１００によって形成されるフラックスコートプリフォームはんだの実施の形態について説明する。

［フラックス塗布装置１００の構成例］
図１に示すフラックス塗布装置１００は、一例として所定の幅を有する長尺状に成形された被覆対象物であるはんだの表面に、均一膜厚で液体のフラックス３を塗布する装置である。はんだの搬送方向に対して、長尺状に成形されたはんだを繰り出し（供給）、フラックス槽３０に投入する側、すなわち、図中左側が上流である。一方、フラックス槽３０から排出し、はんだを巻き取る側、すなわち、右側が下流である。はんだは、上流から下流に搬送される。

フラックス塗布装置１００は、はんだ供給部１、はんだ９ａにフラックス３（図中梨地）を塗布する液体塗布室２、フラックス３塗布後のはんだ９を搬送する搬送部４、はんだ９の搬送速度を計測するレーザ・センサ６３、搬送されたはんだ９を巻き取る巻取り部６、及びフラックス塗布装置１００の各動作を制御する制御部５を備える。フラックス塗布装置１００には、フラックス３塗布後のはんだ９の膜厚を測定する膜厚計４０を設けてもよい。はんだ９ａは、はんだ供給部１で供給され、液体塗布室２内でフラックス３を塗布されてはんだ９となり、レーザ・センサ６３、搬送部４を経由して巻取り部６で巻き取られる。本例では、このはんだ９、９ａの搬送を行う部材を搬送手段とする。

はんだ供給部１は、例えば、ロール状にはんだ９ａが巻きつけられた繰り出しローラー１１を有する。

繰り出しローラー１１は、はんだ９ａが繰り出される際にはんだ９ａにはんだの搬送方向逆側に負荷（バックテンション）を掛ける手段であり、所定の速度で搬送されるはんだ９ａ、９に所定のテンションを付与するためのものである。
そのために、繰り出しローラー１１には予め設定されたトルクが付与されており、一例として公知のパウダーブレーキを用いることができる。また、繰り出しローラー１１には、金属ローラーや、耐熱性のゴムローラー、炭素ローラー、樹脂ローラー等のローラー部材を使用することができる。なお、本例の場合、繰り出しローラー１１はそれ自体では駆動源を持たずに、搬送手段の他の駆動源によって従動されつつ、パウダーブレーキ等の手段によってはんだ９ａにバックテンションを付与するものであるが、図１に示すように、繰り出しモーター１１ａで駆動するようにしても良い。そのように構成した場合には、繰り出しローラー１１に巻きつけられたはんだ９ａを繰り出しローラー１１に対するはんだ９ａの巻径（巻量）に拘わらず周速度一定で繰り出すように予めプログラムされるとともに、後述するレーザ・センサ６３ではんだ９、９ａの搬送速度を測定し、一定の搬送速度または所定のバックテンションをはんだ９、９ａに付与するために一定の搬送速度より若干遅い搬送速度となるように後述する制御手段により、はんだ９ａの繰り出し速度を繰り出しモーター１１ａに命令するようにすれば良い。

はんだ９、９ａの搬送速度が変わると、はんだ９ａに塗布されるフラックス３の量が変わるため、搬送速度にムラがあると、はんだ９ａに均一の厚さでフラックス３が塗布されない。例えば、はんだ９ａの搬送速度が速くなると、フラックス３がはんだ９ａに厚く塗布される。また、はんだ９ａの搬送速度が遅くなると、フラックス３がはんだ９ａに薄く塗布される。すなわち、はんだ９ａに均一のフラックス３を塗布するには、はんだ９、９ａを定速で搬送する必要がある。

制御部５が、レーザ・センサ６３ではんだ９、９ａの搬送速度を測定し、一定の搬送速度となるようにはんだ９ａの繰り出しローラー１１のトルクを制御するようしても良い。

液体塗布室２は、筐体を成している。液体塗布室２の上流側（図中左）の壁の下方には、はんだ９ａを搬入するための搬入口３８を設ける。液体塗布室２の下流側（図中右）の壁の上方は、搬出口３９を設ける。搬出口３９を境にした液体塗布室２の内外にかけて、はんだ９を搬送部４に搬出するための搬送ローラー４１を設ける。液体塗布室２の内部には、はんだ９の通る順（図中の下から上）に、フラックス槽３０、加熱乾燥炉２０、遮熱エアカーテン２４、排気口２５、クーラー２６、はんだ用温度センサ２７、室内温度センサ２８及びはんだ用の引き上げローラー３７を備える。液体塗布室２の外部には、操作部１４、表示装置１５等のユーザ・インタフェースを備える。

フラックス槽３０には、有機酸等の活性剤成分と溶剤（イソプロピル・アルコール等）等を含む液状のフラックス３が入れられる。フラックス槽３０は、はんだ９ａをフラックス３に浸漬してはんだ９ａの表面にフラックス３を塗布する浸漬塗布手段であって、本例の場合、その断面は、長方形の下２角を左右対称な斜辺で切り落とした六角形をしている。この形状としたのは、フラックス槽３０内に貯留するフラックス３の量を削減するためであるが、これに限らず、長方形や正方形であってもよい。

フラックス槽３０には、図示しないチラー及びヒーターが接続される。チラーとヒーターの稼動が制御されることにより、フラックス３の温度は、一例として常温の２５℃程度に保たれる。フラックス３の温度が変化すると、粘度が変化するので、はんだ９ａへのフラックス塗布量が変化してしまい、はんだ９ａに塗布するフラックス３が不均一な膜厚となる。フラックス３を２５℃程度の一定温度に保つのは、これを防ぐためである。フラックス３の温度を一定に保つことで、フラックス３を安定した状態で貯留することができる。

また、フラックス３の揮発性成分が揮発すると比重が変化する。この比重の変化によってもはんだ９ａへの塗布量が変化してしまい、はんだ９ａに塗布するフラックス３が不均一な膜厚となる原因となるから、フラックス槽３０内のフラックス３の比重管理も重要である。

この例で、フラックス槽３０の上部には、上蓋３２が設けられており、上蓋３２には、開口部３３、３４が設けられる。開口部３３は、はんだ９ａのフラックス槽３０への入口部を構成し、開口部３４は、はんだ９のフラックス槽３０への出口部を構成する。

上蓋３２の左上には、従動式の搬送ローラー３１が設けられる。搬送ローラー３１は、はんだ９ａがフラックス槽３０に進入する際に上蓋３２やフラックス槽３０等に接触しないように、はんだ９ａの進行方向を変える。

フラックス槽３０の内部には、はんだ９の搬送に従動する搬送ローラー３６が設けられる。軸受部材３６ａが、フラックス槽３０の上蓋３２から懸垂する形態で設けられ、搬送ローラー３６を軸支する。搬送ローラー３６は、フラックス槽３０に浸漬したはんだ９の搬送方向を、下方向から上方向にＵターンさせる。搬送ローラー３６によって上向きに搬送方向を変えられたはんだ９は、接点３６ｂから搬送ローラー３６から離れる。

引き上げローラー３７は、液体塗布室２内の天井部から軸受部材３７ａが懸垂する形態で設けられる。引き上げローラー３７は、はんだ９の搬送に従動するローラーである。引き上げローラー３７は、フラックス槽３０に浸漬したはんだ９を垂直に引き上げるため、搬送ローラー３６の上部に設けられる。接点３６ｂから搬送ローラー３６を離れたはんだ９は、引き上げローラー３７との接点３７ｂから引き上げられる。接点３７ｂは、接点３６ｂの鉛直上向きに位置する。

搬送ローラー３６と引き上げローラー３７は、浸漬塗布手段であるフラックス槽３０に浸漬し、フラックス３を塗布されたはんだ９をフラックス３の液面に対して垂直に引き上げる。

加熱乾燥炉２０は、フラックス３を塗布されたはんだ９を加熱・乾燥する乾燥手段である。加熱乾燥炉２０は、フラックス槽３０の上方に設けられる縦長の筐体であり、加熱乾燥炉２０の天井部と底部の中心には、はんだ９の通路孔２０ａ、２０ｂを有する。フラックス３を塗布されたはんだ９は、通路孔２０ｂから加熱乾燥炉２０内に進入し、加熱乾燥炉２０内で加熱・乾燥され、通路孔２０ａから排出される。

加熱乾燥炉２０の加熱温度は、フラックス３に含まれる溶剤を揮発させるために９０〜１１０℃に保たれる。加熱乾燥炉２０の筐体の壁内には、図示しない断熱材が備えられる。この断熱材により、熱を逃さず、効率良くはんだ９を加熱乾燥することができる。

加熱乾燥炉２０は、ダクト２２を介して液体塗布室２の外に設置されたヒーター２１と接続している。ヒーター２１は、ダクト２２を介して熱風を加熱乾燥炉２０に送る。熱風がはんだ９に直接当たってフラックス３の膜厚を変えないようにするため、ダクト２２の吹出口には、防風壁２３が取り付けられている。

遮熱エアカーテン２４は、加熱乾燥炉２０から排出する熱気及び揮発した溶剤を遮って、遮熱エアカーテン２４よりも上部へ流れることを防止する。遮熱エアカーテン２４は、加熱乾燥炉２０の上方に、はんだ９の通路を中心として左右に設けられる。遮熱エアカーテン２４は、通路孔２０ａから出る加熱された気体に向けて（図中白抜き矢印の方向）空気を送る。この気圧は、一例として380L/min、0.56MPa程度である。

クーラー２６は、加熱乾燥されたはんだ９を冷却する冷却手段であって、遮熱エアカーテン２４の上方にはんだ９の通路を中心として左右に１つずつ設けられる。クーラー２６には、ヒートポンプ式のクーラーやボルテックスクーラー等が使用される。クーラー２６は、搬送されるはんだ９（図中黒矢印の方向）に風を送り、加熱された状態のはんだ９を（例えば４０℃以下に）冷却する。クーラー２６の風圧は、一例として250L/Min、0.2MPa程度である。このようにフラックス３を加熱乾燥し、冷却する工程を経ることで、はんだ９ａに塗布されたフラックス３が他の部材へ付着したり固着したりすることがなくなる。そのため、はんだ９ａへのフラックス塗布を安定して継続することができる。

排気口２５は、乾燥手段である加熱乾燥炉２０の外かつ液体塗布室２内の熱気を排出する排気手段である。排気口２５は、排気用の孔が液体塗布室２の上下３箇所に設けられ、液体塗布室２の外に連通する。排気口２５は、筐体の液体塗布室２内でかつ加熱乾燥炉２０の外の熱気や揮発した溶剤等を、液体塗布室２外に排出するために設けられる。排気口２５は、図示しないファン及びファンを回転させるモーターを備える。モーターが回転制御されるとファンが回転して、液体塗布室２内の熱気や揮発した溶剤等が吸い出される。排気口２５には、防火ダンパーを備えても良い。排気口２５は、３箇所に限られないが、複数箇所設けられることにより、加熱乾燥炉２０内の気体の循環を促し、温度を均一に保つことができる。

はんだ用温度センサ２７は、非接触型のセンサであって、液体塗布室２内のクーラー２６の上方に設けられる。はんだ用温度センサ２７は、冷却後のはんだ９の表面温度を測定する。例えば、はんだ９の表面温度が４０℃以上の場合、はんだ用温度センサ２７は、制御部５に警報信号Ｓ２７を送る。

室内温度センサ２８は、液体塗布室２内の上部に設けられる。室内温度センサ２８は、液体塗布室２内の温度を測定する。例えば、液体塗布室２内の温度が６０℃以上の場合、室内温度センサ２８は、制御部５に警報信号Ｓ２８を送る。

操作部１４は図示しないテンキーやタッチパネル等の入力部を有する。操作部１４は、フラックス塗布装置１００におけるフラックス３の膜厚制御条件等を設定するためものである。膜厚制御条件には、はんだ９ａ及びフラックス３の夫々の組成、大きさ、温度等が含まれる。

搬送ローラー４１は、はんだ９の搬送に従動する従動ローラーである。搬送ローラー４１は、液体塗布室２の搬出口３９から液体塗布室２の内外にかけて図示しない軸受部材に軸支されて設けられる。本例の搬送ローラー４１には、上下２つのローラー部材を設ける構成としているがこれに限られない。上下２つのローラー部材として、後述するローラー部材４５、４６を利用することができる。

搬送部４は、フラックス塗布されたはんだ９を搬送する。搬送部４は、上下２つのローラー部材を有する搬送ローラー４２、４３と、１つのローラー部材を有する搬送ローラー４４を備える。本例では、搬送ローラー４２、４３、４４は従動ローラーとするが、モーター駆動されても良い。モーター駆動される場合には、はんだ９の定速搬送を行うための搬送ローラーとして使用しても良い。さらに、搬送部４に備える搬送ローラーの個数及び各搬送ローラーのローラー部材の個数は、これに限られない。

搬送ローラー４２、４３は、上下のローラー部材がはんだ９の両幅端を挟持して、はんだ９の搬送速度に合わせて回転する従動ローラーである。

図２Ａ〜図２Ｃを参照して、上下２つのローラー部材を有する搬送ローラー４２の構成例及び動作例を説明する。本例における搬送ローラー４１、４３も同じ構成となされる。図２Ａに示す搬送ローラー４２は、上下のローラー部材４５、４６で、はんだ９の両幅端を挟んで、はんだ９を搬送するものである。

ローラー部材４５は、フランジ４５ａ、４５ｂ及び回転軸４２ａを有する。ローラー部材４６は、その左右端に大フランジ４６ａ、４６ｂを有する。ローラー部材４６の大フランジ４６ａ、４６ｂの内側には、大フランジ４６ａ、４６ｂよりも小さい小フランジ４６ｃ、４６ｄを有する。

ローラー部材４５、４６及び回転軸４２ａ、４２ｂの直径は任意である。ローラー部材４５、４６の全幅ｗ１は同一であることが好ましい。フランジ４５ａの端からフランジ４５ｂの端までの幅ｗ２は、小フランジ４６ｃの端から小フランジ４６ｄの端までの幅と同じことが好ましい。フランジ４５ａ、４５ｂの幅ｗ３は、小フランジ４６ｃ、４６ｄの幅と同じことが好ましい。これによって、フランジ４５ａと小フランジ４６ｃとが噛合い、フランジ４５ｂと小フランジ４６ｄと噛合う。そのため、フランジ４５ａと小フランジ４６ｃとがはんだ９の幅の一端を挟持し、フランジ４５ｂと小フランジ４６ｄとがはんだ９の幅の他端を挟持しながらはんだ９を搬送するようになる。

搬送ローラー４２の軸受部材４７は、矩形の上下に支持凸部４７’、４７”を有する形状である。支持凸部４７’は、孔４７ａを有する。軸受部材４７は、その側面の上下に２箇所、貫通孔４７ｂ、４７ｃを有する。貫通孔４７ｂ、４７ｃは、ローラー部材４５、４６の回転軸４２ａ、４２ｂを貫通させるためのものである。図２Ｃに示す貫通孔４７ｂは縦長の角丸長方形である。貫通孔４７ｂの幅ｗ４は回転軸４２ａより一周り大きい。貫通孔４７ｂの縦の長さは、ローラー部材４５がローラー部材４６に対して離接方向に移動できる任意の長さにすることができる。軸受部材４７の底部には、台等に軸受部材４７を取り付けるためのネジ孔４７ｄを設ける。貫通孔４７ｃの直径φは、ローラー部材４６の回転軸４２ｂよりも一周り大きい。

軸受部材４８は軸受部材４７と同形状の部材を左右反転して配置したものであって、矩形の上下に支持凸部４８’、４８”を有する。支持凸部４８’は、孔４８ａを有する。軸受部材４８は、その側面の上下２箇所に貫通孔４８ｂ、４８ｃを有する。貫通孔４８ｂ、４８ｃは、ローラー部材４５、４６の回転軸４２ａ、４２ｂを貫通させるためのものである。軸受部材４８の底部には、台等に軸受部材４８を取り付けるためのネジ孔４８ｄを設ける。

ローラー部材４５の回転軸４２ａの両端は、その半径方向にネジ孔４２ｃ、４２ｄを有する。ネジ４５ｃは、軸受部材４７の孔４７ａを通って回転軸４２ａのネジ孔４２ｃに締結される。支持凸部４７’と回転軸４２ａとの間のネジ４５ｃがバネ４２ｅ内に入れられる。ネジ４５ｄは、軸受部材４８の孔４８ａを通って回転軸４２ａのネジ孔４２ｄに締結される。支持凸部４８’と回転軸４２ａとの間のネジ４５ｄがバネ４２ｆ内に入れられる。これにより、ローラー部材４５が、ネジ４５ｃ、４５ｄ、バネ４２ｅ、４２ｆを腕にして懸垂する形態で設けられる。

図２Ｂにおいて、はんだ９がローラー部材４５、４６の間を通過するとき、はんだ９の幅方向の一端がローラー部材４５のフランジ４５ｂとローラー部材４６の小フランジ４６ｄとの間に挟持される。はんだ９が左から右に（図中黒矢印方向）搬送され、ローラー部材４６の円周外を通って上から下に搬送されるとき、はんだ９の搬送に伴って、図中矢印に示すようにローラー部材４５が反時計回りに、ローラー部材４６が時計回りに回転する。

図２Ａにおいて、はんだ９がローラー部材４５、４６の間を通過するとき、はんだ９の厚さと同じだけローラー部材４５が持ち上げられる。ローラー部材４５が持ち上げられた分、バネ４２ｅ、４２ｆがローラー部材４５に下向きの弾性力を与える。これによって、搬送するはんだ９を弾性的に挟持しながら、はんだ９を搬送することができるようになる。更に、１つの円柱状のローラーで搬送するときと比べて、搬送中にローラーが触れるはんだ９の面積が小さくなるため、はんだ９の伸びや変形を防ぎ、品質維持しながら搬送することができる。

図１に示す搬送ローラー４４は、はんだ９の搬送に従動するローラーである。図３Ａに示す搬送ローラー４４は、ローラー部材４６と同一形状で、円柱状のローラー本体４４ａ、大フランジ４４ｂ、４４ｃ、各大フランジの内側の小フランジ４４ｄ、４４ｅ、回転軸４４ｆを備える。搬送ローラー４４の回転軸４４ｆは、軸受部材４９ａ、４９ｂの回転軸挿入用の孔４９ｃ、４９ｄに挿通される。軸受部材４９ａ、４９ｂは、矩形の底部に支持凸部４９ａ’、４９ｂ’を有する。支持凸部４９ａ’、４９ｂ’のネジ孔４９ｅ、４９ｆは、軸受部材４９ａ、４９ｂを台などに取り付けるために設けられる。

搬送ローラー４４は、小フランジ４４ｄ、４４ｅ上にはんだ９の両幅端を乗せてはんだ９を搬送するため、搬送中にローラーが触れるはんだ９の面積を小さくする。これにより、はんだ９を、品質を維持した状態で搬送することができる。

図３Ｂに示す搬送ローラー４４の変形例としての搬送ローラー４４’は、ローラー本体４４ａ’、フランジ４４ｂ’、４４ｃ’、回転軸４４ｆ’を備え、図示しない軸受部材に軸支される。ローラー本体４４ａ’は、略砂時計状を有する。すなわちローラー本体４４ａ’は、両端部が広く中心に行くほど次第に径が小さくなり、中間部分の径が最も小さい形状となっている。

搬送ローラー４４’は、搬送ローラー４４’上にはんだ９の両幅端を乗せてはんだ９を搬送する。そのため、ローラー本体４４ａ’に触れるはんだ９の面積が小さくなる。これにより、はんだ９の品質を維持した状態ではんだ９を搬送することができる。更に、図３Ａに示した小フランジ４４ｄ、４４ｅ上にはんだ９を乗せる構成の搬送ローラー４４とは異なり、ローラー本体４４ａ’の形状を工夫してはんだ９に触れる面積を少なくした。このため、小フランジ４４ｄ、４４ｅの幅と関係なく、ローラー本体４４ａ’の全長よりも狭いあらゆる幅のはんだ９を搬送することができるようになった。搬送ローラー４４、４４’の構成は、搬送ローラー３１、３６、速度検知ローラー６４、引き上げローラー３７にも利用することができる。

図１に示すように、巻取り器６６の上流に、搬送速度を計測するレーザ・センサ６３、及び速度検知ローラー６４が搬送されるはんだ９を挟みこむようにして備えられる。

レーザ・センサ６３は、はんだ９の搬送速度ｖを計測する搬送速度計測手段であり、計測結果としてパルス信号を制御手段に送信する非接触型のセンサである。速度検知ローラー６４は、レーザ・センサ６３の下部に設けられ、はんだ９の搬送に従動して回転する。速度検知ローラー６４は、その円周上の１点にレーザ・センサ６３からのレーザ光を反射する反射体６４ａを設ける。

速度検知ローラー６４の回転に伴って反射体６４ａがレーザ・センサ６３から照射されたレーザ光を反射する。レーザ・センサ６３は、反射光がレーザ・センサ６３に入射したことを検知して、制御部５にパルス信号として伝える。制御部５は、受信したパルス信号の回数から、１分毎の速度検知ローラー６４の回転数を計算する。制御部５は、この１分毎の回転数からはんだ９の搬送速度ｖ’を計算する。制御部５は、この情報に基づいて巻取り器６６の回転速度を制御し、はんだ９を均一な搬送速度ｖで搬送させる。はんだ９が一定の搬送速度ｖで垂直に引き上げられることにより、はんだ９ａとフラックス３との間に界面張力が働くため、はんだ９ａの表裏に搬送速度ｖに応じた均一膜厚のフラックス３が残留する。

図１に示す巻取り部６は、はんだ９の巻取り器６６、巻取り器６６に取り付けられて巻取り器６６を回転させる巻取りモーター６６ａ、層間紙供給ローラー６５を備える。

巻取り器６６は、はんだ９を搬送速度ｖで搬送するように回転して巻き取る。巻取り器６６は、フラックス槽３０の上流側で繰り出しローラー１１により所定の負荷を与えられた状態でフラックス槽３０から引き上げられたはんだ９を巻き取る。これにより、安定したはんだ９の搬送速度ｖが実現する。

より詳しくは、巻取りモーター６６ａが制御部５に接続して回転駆動され、巻取りモーター６６ａの回転速度が制御されることにより、巻取り器６６が、巻取りモーター６６ａの回転と連動して、所定の速度ではんだ９を巻き取るように回転する。

層間紙供給ローラー６５は、はんだ９の搬送に従動して回転する。巻取り器６６がはんだ９を巻き取る際、層間紙６７は、巻き取ったはんだ９同士が触れないように、はんだ９に挟まれる位置に供給される。層間紙６７には、はんだ９と同一幅の長尺状の紙が使用される。

本例における繰り出しローラー１１は、フラックス槽３０よりも上流側に設けられ、巻取り手段の巻取り器６６と協働してはんだに搬送方向に沿った所定の負荷を与える負荷手段である。繰り出しローラー１１及び巻取り器６６が、協働してはんだ９、９ａに負荷を与えることで張力を与えて、フラックス３を塗布されたはんだ９を、一定の搬送速度ｖで垂直に引き上げる。搬送速度ｖで垂直に引き上げられたはんだ９には、フラックス３が均一な膜厚で被覆する。

なお、本例において、繰り出しローラー１１を負荷手段としたが、繰り出しローラー１１と別に負荷手段を設けてもよい。その場合、負荷手段は、液体塗布室２内の温度変化や湿度変化の影響を受けないように、液体塗布室２の外に設けられることが好ましいが、フラックス槽３０よりも上流側であれば液体塗布室２の中に設けられていてもよい。

［はんだ９の搬送速度制御について］
続いて、図４を参照して、フラックス塗布装置１００の制御手段の構成及び制御ステップについて説明する。制御部５は、搬送手段を制御してはんだ９の搬送速度を制御するために、操作部１４、表示装置１５、巻取りモーター６６ａ、レーザ・センサ６３、速度検知ローラー６４等に接続する。

制御部５は、システム全体を制御するために、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ部を有する。ＲＯＭには、例えば、フラックス塗布装置１００の全体を制御するためのシステム・プログラムが格納される。

制御部５は、はんだ９を垂直に引き上げ、且つフラックス３の組成に対応した搬送速度ｖを制御する。これにより、はんだ９から一定にフラックス３の余剰分を落とし、はんだ９へのフラックス３の膜厚を制御するようになされる。

作業者は、操作部１４で膜厚制御条件等を入力する。制御部５は、入力された膜厚制御条件に基づき、はんだ９の搬送速度ｖの搬送速度制御データを生成する。

制御部５は、搬送速度制御データに基づいて、巻取りモーター６６ａ、レーザ・センサ６３、速度検知ローラー６４、等の入出力を制御する。以下、搬送速度制御データに基づく搬送速度ｖの制御ステップである。

制御部５は、はんだ９ａが所定の速度で繰り出されるように、巻取りモーター６６ａを回転させる。巻取り器６６に巻きつけられるはんだ９は巻取り器６６に対するはんだ９の巻径（巻量）に拘わらず周速度一定で巻き取るように予めプログラムされるとともに、後述するレーザ・センサ６３ではんだ９、９ａの搬送速度を測定し、一定の搬送速度となるように後述する制御手段により、はんだ９の巻き取り速度を巻取りモーター６６ａに命令する。

繰り出しローラー１１が、繰り出しモーター１１ａの回転に連動して、所定の速度ではんだ９ａを繰り出す。制御部５は、はんだ９ａの厚みから、繰り出しローラー１１が一回転する毎に減る、最外周のはんだ９ａの長さを演算する。これにより、繰り出しローラー１１の回転によるはんだ９ａの繰り出し速度が、一定となる。

制御部５は、巻取り器６６内に装備された巻取りモーター６６ａを回転させる。巻取り器６６と繰り出しローラー１１とが協働して、はんだ９に所定の負荷を与えることで張力を与えながら回転する。はんだ９に所定の張力が加わることで、フラックス槽３０に浸漬したはんだ９は、搬送速度ｖ（ｖ＝７００[mm/min]）を維持しながらフラックス槽３０から引き上げられる。はんだ９の搬送速度ｖは、繰り出しローラー１１からフラックス槽３０を経由して巻取り器６６に巻き取られるまで一定となされる。

制御部５は、はんだ９、９ａの搬送速度をレーザ・センサ６３で検知し、搬送速度が遅くなった場合には、巻取りモーター６６ａの回転速度を速くする。また、搬送速度が速くなった場合、巻取りモーター６６ａの回転を遅くする。

制御部５は、レーザ・センサ６３及び速度検知ローラー６４から得られたパルス信号に基づいて、速度検知ローラー６４の１分毎の回転数を計算し、この回転数に基づいて、はんだ９の実際の搬送速度ｖ’を計算する。計算したはんだ９の搬送速度ｖ’を搬送速度ｖ＝７００[mm/min]に維持するように、制御部５は、巻取りモーター６６ａの回転速度を調整する。これにより、一例として片面１０μｍの薄い均一な膜厚のフラックス３をはんだ９ａに塗布することができる。

また、制御部５は、温度制御も行う。制御部５は、フラックス槽３０に装備された図示しない温度調整装置を駆動し、フラックス槽内のフラックス３の温度を一定（例えば２５℃）に維持する。

制御部５は、加熱乾燥炉２０に接続されたヒーター２１を駆動する。ヒーター２１は、加熱乾燥炉２０内の温度を９０〜１１０℃となるように加熱・乾燥する。

制御部５は、遮熱エアカーテン２４を駆動し、通路孔２０ａから出る加熱された気体の方向に空気を吹き付けて、加熱乾燥炉２０からの熱風及び揮発した溶剤が液体塗布室２に拡がらないようにする。

制御部５は、排気口２５に設けられる図示しないファンを駆動し、排気口２５が加熱乾燥炉２０から液体塗布室２内に出た熱気を液体塗布室２外へ排出させる。

制御部５は、排気口２５のファン（図示せず）を駆動し、排気口２５のファンと接続するモーターを回転させる。モーターが回転制御されるとファンが回転し、液体塗布室２内の熱気が、排気口２５に吸い込まれる。

制御部５は、クーラー２６を駆動し、加熱乾燥後のはんだ９に冷風を吹き付けて冷却させる。このとき、クーラー２６によってはんだ９を４０℃以下に冷却することが好ましい。

制御部５は、はんだ用温度センサ２７に接続される。はんだ用温度センサ２７は、はんだ９の温度を常時測定する。はんだ９が一定温度（例えば４０℃）を超えた場合、はんだ用温度センサ２７は、制御部５に警報信号Ｓ２７を送る。制御部５が警報信号Ｓ２７を受け取ると、制御部５は、はんだ９の温度が一定温度に下がるまで巻取りモーター６６ａ等の回転を停止させる。

制御部５は、液体塗布室２の室内温度センサ２８に接続される。室内温度センサ２８は、液体塗布室２内の温度を常時測定する。液体塗布室２内が一定温度（例えば６０℃）を超えた場合、室内温度センサ２８は、制御部５に警報信号Ｓ２８を送る。制御部５が警報信号Ｓ２８を受け取ると、制御部５は、液体塗布室２の温度が一定温度に下がるまでヒーター２１及びはんだ９の搬送を停止させる。また、液体塗布室２内の温度が一定温度に下がるまで、液体塗布室２の扉（図示せず）を開かないようにする。

上述した制御ステップの順序はこれに限られず、制御部５は、複数の制御ステップを同時に実行してもよい。なお、制御部５内又は外に記憶装置を設け、膜厚制御条件や制御データ等を記憶してもよい。

図１に示す非接触型の膜厚計４０を利用して、リアルタイムにはんだ９へのフラックス３の塗布量(膜厚量)を検知し、フラックス３の塗布量検知に基づくフィードバック制御により膜厚制御を実行してもよい。フィードバック制御によれば、はんだ９へのフラックス３の膜厚が多い場合は、はんだ９の搬送速度ｖを遅く設定してはんだ９に塗布するフラックス３を減らす。反対に、はんだ９へのフラックス３の膜厚が少ない場合は、はんだ９の搬送速度ｖを速く設定してはんだ９に塗布するフラックス３を多くする。

［はんだ９の構成例］
続いて、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、フラックス塗布されたはんだ９の構成例について説明する。図５Ａに示すはんだ９は、所定の幅ｔ（ｔ＝約１５ｍｍ〜４０ｍｍ）、図示しない所定の厚み（約０．２５ｍｍ）のフラックス塗布前のはんだ９ａと、そのはんだ９ａの表裏を被覆する膜厚Δｔのフラックス３とを備えている。

図５Ｂに示すはんだ９は、フラックス塗布装置１００において、フラックス３の膜厚が制御されてなるものである。フラックス３は、所定の温度（例えば２５℃）でフラックス槽３０に入れられる。はんだ９ａは、所定の速度で搬送され、フラックス槽３０内に浸漬される。フラックス槽３０内に浸漬したはんだ９ａは、フラックス槽３０から図中二点鎖線で示すフラックス３の液面に対して垂直（図中黒矢印方向）に搬送速度ｖで引き上げられる。一定の搬送速度ｖで垂直に引き上げられることにより、はんだ９ａとフラックス３との間に界面張力が働くため、はんだ９ａの表裏に搬送速度ｖに応じた均一膜厚のフラックス３が残留する。垂直に引き上げられたはんだ９は、加熱乾燥工程、冷却工程を経る。更にはんだ９の温度及びフラックス３の膜厚が測定されて搬送され、巻き取られることで完成する。フラックス塗布装置１００では、はんだ９、９ａの搬送速度ｖを制御することができるため、均一な膜厚のフラックス３で被覆されたはんだ９を製造することができる。

このように実施形態としてのフラックス塗布装置１００によれば、フラックス槽３０から引き上げられたはんだ９ａの表面に、フラックス３を均一な膜厚で塗布するものであって、フラックス槽３０、繰り出しローラー１１、引き上げローラー３７、加熱乾燥炉２０、遮熱エアカーテン２４、クーラー２６、搬送ローラー３１、３６、３７、４１、４２〜４４、レーザ・センサ６３、速度検知ローラー６４、巻取り器６６を備えるものである。

この構成によって、はんだ９、９ａを均一な搬送速度ｖで搬送することができるので、はんだ９ａを被覆するフラックス３の膜厚を均一かつ１０μｍ厚以下に制御できるようになった。これにより、従来方式に比べて膜厚の極めて薄いフラックス塗布を実現できるようになった。また、余剰のフラックス３を削ぎ落とすための特別な部材が不要となるため、生産コストの低減化、メンテナンスの容易化を図ることができた。

また、実施形態としてのはんだ９は、フラックス３が入ったフラックス槽３０から垂直に引き上げられ、かつ均一な搬送速度ｖで搬送される。

これにより、はんだ９に被覆するフラックス３の膜厚が一定になされる。従来方式に比べて、はんだ９に、コート面の安定性及び平坦性に優れた膜厚の薄いフラックス３を塗布することができる。

本例のフラックス塗布装置１００は、はんだ９を１条製造する場合について説明したが、２条以上のはんだ９を同時に製造する構成となされてもよい。その場合、一度に多くのはんだ９を製造できるようになるので、稼働コストを減らすことが出来るようになる。

なお、はんだ９を、繰り出しローラー１１で負荷を与えられた状態で制御部５の制御によって所定の速度で搬送するために、引き上げローラー３７、搬送ローラー３１、３６、４１〜４４は、従動ローラーでなく、制御部５に接続する図示しないモーターを設け、所望の搬送速度ｖに応じて一定の速度で回転制御されるてもよい。フラックス槽３０は、貯留するフラックス３の液量を制御するフラックスコントローラーやフラックス３を貯留するサブタンクに接続されてもよく、フラックス槽３０に貯留されるフラックス３の成分及び量が一定となされてもよい。

本実施形態では、はんだ９ａにフラックス３を塗布するフラックス塗布装置１００として液体塗布装置を例示したが、はんだ９ａを金属や樹脂などの母材に、フラックス３を塗料などの液体に置き換えて、長尺状の金属や樹脂からなる母材の表面に塗料などの液体を塗布する液体塗布装置としてもよい。この場合も、液体塗布装置の構成は同一とすることができ、長尺状の金属や樹脂などの母材が、負荷をかけられながら均一な搬送速度ｖで搬送され、塗料などの液体の液面に対して垂直に引き上げられるため、金属屋樹脂などの母材の表面に均一な塗料などの被覆部材を製造することができる。

本発明は、はんだにフラックスを均一な膜厚に塗布するフラックス塗布装置、当該フラックス塗布装置によって形成されるはんだ、母材表面に塗料など液体を塗布する塗布装置及び当該塗布装置によって形成される被覆部材に適用して極めて好適である。

１ はんだ供給部
２ 液体塗布室
４ 搬送部
５ 制御部
６ 巻取り部
１１ 繰り出しローラー
１３ 繰り出しバッファ・センサ
１４ 操作部
１５ 表示装置
２０ 加熱乾燥炉
２１ ヒーター
２４ 遮熱エアカーテン
２５ 排気口
２６ クーラー
２７ はんだ用温度センサ
２８ 室内温度センサ
３０ フラックス槽
６３ レーザ・センサ
６４ 速度検知ローラー
６６ 巻取り器
１００ フラックス塗布装置

本発明は、長尺状に成形された金属、樹脂等からなる母材の表面に、浸漬によって液体を塗布する液体塗布装置に関する。具体的には、母材として長尺状に成形されたはんだの表面にフラックスを塗布する液体塗布装置に適用可能である。また、母材が金属、樹脂等からなり、その表面に塗料等の液体を塗布するのに適用可能である。

上述の課題を解決するために採った本発明の技術手段は、次の通りである。
（１）長尺状の被覆対象物を液体に浸漬して被覆対象物の表面に液体を塗布する浸漬塗布手段と、浸漬塗布手段により液体を塗布されて液体の液面に対して垂直に引き上げられる被覆対象物を、所定の速度で搬送する搬送手段と、被覆対象物を浸漬塗布手段に投入する側を上流側、被覆対象物を浸漬塗布手段から排出する側を下流側としたとき、浸漬塗布手段より上流側に設けられ、搬送手段で搬送される被覆対象物に所定の負荷を与える負荷手段と、液体を塗布された被覆対象物を乾燥させる乾燥手段と、乾燥された被覆対象物を冷却する冷却手段と、被覆対象物の搬送速度を計測する搬送速度計測手段と、この搬送速度計測手段の計測結果に基づいて搬送手段を制御する制御手段とを備え、少なくとも浸漬塗布手段、乾燥手段、冷却手段は、液体塗布室内に収納されて、液体塗布室は、液体塗布室の外に連通し、かつ液体塗布室内の熱気を液体塗布室の外に排出する排気手段を更に備える液体塗布装置。

（３）搬送手段は、前記被覆対象物を巻き取る巻き取り手段を備え、この巻き取り手段は前記被覆対象物の搬送速度を一定となるように前記被覆対象物を巻き取る前記（１）または（２）に記載の液体塗布装置。

（４）搬送手段は、１以上の搬送ローラーを有し、搬送ローラーは、被覆対象物を挟む２つのローラー部材を有し、ローラー部材が、被覆対象物の両幅端を挟持する前記（１）から（３）のいずれかに記載の液体塗布装置。

（５）巻き取り手段により被覆対象物を巻き取る際に、層間紙を供給する層間紙供給手段を更に備える前記（３）に記載の液体塗布装置。

（６）被覆対象物ははんだであり、塗布する液体がフラックスである前記（１）から（５）のいずれかに記載の液体塗布装置。

本発明は、はんだにフラックスを均一な膜厚に塗布するフラックス塗布装置及び母材表面に塗料など液体を塗布する塗布装置に適用して極めて好適である。

Claims (9)

1. 長尺状の被覆対象物を液体に浸漬して前記被覆対象物の表面に前記液体を塗布する浸漬塗布手段と、
   前記浸漬塗布手段により液体を塗布されて液体の液面に対して垂直に引き上げられる前記被覆対象物を、所定の速度で搬送する搬送手段と、
   被覆対象物を前記浸漬塗布手段に投入する側を上流側、被覆対象物を前記浸漬塗布手段から排出する側を下流側としたとき、前記浸漬塗布手段より上流側に設けられ、前記搬送手段で搬送される被覆対象物に所定の負荷を与える負荷手段と、
   前記液体を塗布された被覆対象物を乾燥させる乾燥手段と、
   乾燥された前記被覆対象物を冷却する冷却手段と、
   前記被覆対象物の搬送速度を計測する搬送速度計測手段と、
   この搬送速度計測手段の計測結果に基づき前記搬送手段を制御する制御手段と
   を備える液体塗布装置。
2. 前記搬送手段は、
   前記被覆対象物を繰り出す繰り出し手段を備え、
   この繰り出し手段は前記負荷手段を備える請求項１に記載の液体塗布装置。
3. 前記搬送手段は、
   前記被覆対象物を巻き取る巻き取り手段を備え、
   この巻き取り手段は前記被覆対象物の搬送速度を一定となるように前記被覆対象物を巻き取る請求項１または２に記載の液体塗布装置。
4. 前記搬送手段は、
   １以上の搬送ローラーを有し、
   前記搬送ローラーは、前記被覆対象物を挟む２つのローラー部材を有し、
   前記ローラー部材が、前記被覆対象物の両幅端を挟持する請求項１〜３のいずれかに記載の液体塗布装置。
5. 少なくとも前記浸漬塗布手段、前記乾燥手段、前記冷却手段は、
   液体塗布室内に収納されて、
   前記液体塗布室は、
   前記乾燥手段の外かつ前記液体塗布室内の熱気を排出する排気手段を更に備える請求項１〜４のいずれかに記載の液体塗布装置。
6. 前記搬送手段は、巻き取り手段を備え、この巻き取り手段により前記はんだを巻き取る際に、層間紙を供給する層間紙供給手段を更に備える請求項３に記載の液体塗布装置。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の液体塗布装置によって形成される被覆部材。
8. 前記被覆対象物ははんだであり、塗布する前記液体がフラックスである
   請求項１から６のいずれかに記載のフラックス塗布装置。
9. 請求項８に記載のフラックス塗布装置によって形成されるはんだ。

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