JP2018001189A - フラックス塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フラックス塗布時のフラックスの劣化を抑制する。
【解決手段】フラックスを噴出させて対象物に塗布するフラックス塗布装置であって、前記フラックスを収容するメインタンクと、前記メインタンクから送出される前記フラックスを通す配管と、多孔質フィルタを有する発泡管を含み、前記配管を介して供給された前記フラックスに前記発泡管の前記多孔質フィルタから気体を噴出して発泡フラックスを噴出するノズルと、を備え、前記ノズルは、前記発泡フラックスを排出するリリース孔を含む、フラックス塗布装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラックス塗布装置に関する。

従来、プリント基板の表面に形成されたランドやスルーホール等の金属部品と、基板に実装される半導体素子やコンデンサ等の実装部品のリード線とを通電可能に接合する方法として、はんだ付けが広く用いられている。はんだ付けの前工程として、フラックス液の塗布が行われる。フラックス液は、例えば、ロジン系やアクリル系樹脂と、アルコールや芳香族系の溶剤と、活性剤とを混合した液体である。プリント基板の金属部品と実装部品がはんだ付けによって接合される箇所にフラックス液がスプレー等によって予め均一に塗布されることによって、対象箇所に形成された酸化被膜が還元・除去される。その結果、クリーンな接合面が形成されるとともに、はんだと金属表面との濡れ性が向上し、接合が強固なものとなる。

実公昭６１−２１１７３号公報 特開平８−２２２８４２号公報 特開平７−２６６０３１号公報 実開昭６０−６０１５９号公報 実開平１−１１８８６１号公報 特開２００２−１００８５７号公報 特開平１１−１８６７０３号公報

プリント基板のスルーホールの内部にも必要量のフラックスを均一に塗布する方法がある。この方法では、例えば、フラックス塗布装置は、フラックスを貯留した槽内に、発泡管と呼ばれる多孔質フィルタを沈めて、発泡管に気体を打ち込むことでフラックスを発泡させて、プリント基板にフラックスを塗布する。

このフラックス塗布装置では、発泡によって槽内のフラックスを撹拌を繰り返すため、フラックスの濃度が不均一になる、槽内のフラックスが大気と接触して徐々に劣化するという問題がある。よって、フラックスの頻繁な交換が求められ、フラックスの消費量が多くなり、また、フラックスの排気量が多くなるという問題がある。また、槽で発泡させたフラックスにプリント基板を漬けるため、プリント基板に余分なフラックスが塗布される等の問題がある。

本発明は、フラックス塗布時のフラックスの劣化を抑制する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を採用する。
即ち、第１の態様は、
フラックスを噴出させて対象物に塗布するフラックス塗布装置であって、
前記フラックスを収容するメインタンクと、
前記メインタンクから送出される前記フラックスを通す配管と、
多孔質フィルタを有する発泡管を含み、前記配管を介して供給された前記フラックスに前記発泡管の前記多孔質フィルタから気体を噴出して発泡フラックスを噴出するノズルと、
を備え、
前記ノズルは、前記発泡フラックスを排出するリリース孔を含む、
フラックス塗布装置である。

本発明によれば、フラックス塗布時のフラックスの劣化を抑制する技術を提供することができる。

図１は、実施形態に係るフラックス塗布装置１００の構成例を示す図である。 図２は、制御装置６０の機能ブロックを示す図である。 図３は、制御装置６０のハードウェア構成を示す図である。 図４は、ノズル１０の構成例を示す図である。 図５は、制御装置６０が、フラックスの塗布の処理の動作フローを示す図である。 図６は、フラックスの回収を終了させる処理の動作フローを説明する図である。 図７は、ノズルにおける発泡フラックスの生成の例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

〈実施形態〉
（構成例）
図１は、本実施形態に係るフラックス塗布装置１００の構成例を示す図である。図１のように、フラックス塗布装置１００は、ノズル１０、メインタンク２０、比重計２１、送り配管３１、戻り配管３２、開閉弁３３、配管３５、加減圧配管３６、チェック弁３７、圧力センサ３８、フィルタ３９、サブタンク４０、加減圧装置５０、加減圧装置５１、制御装置６０、基台７０、流量計８０、流量計８１、発泡管１１０、ガス配管１１１を備えている。ここでは、図１の右方向を＋Ｘ方向、図１の紙面の表側から裏側への方向を＋Ｙ方向、図１の上方向を＋Ｚ方向とする。ＸＹ平面は、水平面であり、−Ｚ方向は、鉛直方向である。

ノズル１０は、筒状の部材であり、フラックスを吐出する開口（不図示）を有した先端部を上方へ向けて基台７０上に立設されている。また、ノズル１０の後端部には送り配管３１が接続されている。また、ノズル１０の中間部分には、発泡管１１０が接続されている。発泡管１１０には、気体を発泡管１１０に導入するガス配管１１１が接続されている。発泡管１１０からノズルの内部に発泡した気体が送り込まれ得る。

サブタンク４０は、フラックスを回収する開口を上方へ向けて設けられ、平面（図１のＸ−Ｙ面）視において、外径が円形状であり、その中央にノズル１０が設けられている。また、サブタンク４０の上部には、外周部から中央部に向かって下方へ傾斜したすり鉢状の蓋部１２１が設けられ、この蓋部１２１の中央部にフラックスを捕集する開口１２２が設けられている。

基台７０は、不図示の移動手段に、垂直方向（図１のＺ軸方向）の移動や、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の移動が可能に保持されてもよい。

メインタンク２０は、フラックスを収容するタンクであり、このフラックスを収容する内空が垂直方向に長手の円筒形状であり、上部に加減圧配管３６が接続され、下部に配管３５が接続されている。この他、メインタンク２０は、フラックスの充填口（不図示）などを有するが、フラックスを塗布する際、前記配管３５及び加減圧配管３６以外は密閉される。

比重計２１は、メインタンク２１内に設けられ、フラックス液の比重を測定する。フラックス液の比重は、具体的には時間経過とともに溶剤が揮発することによって、フラックスの濃度が濃くなると、フラックス液の品質に依存する。例えば、フラックス液の品質が劣化すると、比重が高くなる。比重計２１によって測定されたフラックス液の比重の情報は、制御装置６０で取得される。フラックス液の品質は、温度変化や経時変化などにより、変化する。

配管３５は、一端がメインタンク２０と接続され、他端が送り配管３１及び戻り配管３２と接続されている。換言すると、配管３５はメインタンク２０と反対側の端部で送り配管３１と戻り配管３２とに分岐している。

配管３５の途中部には、圧力センサ３８が備えられる。圧力センサ３８は、配管３５内のフラックスにかかる圧力（液圧）を測定している。メインタンク２０内が密閉されずに、大気圧となっている場合、配管３５内の液圧は、メインタンク２０内に収容されているフラックスの液面（上面）の高さＬに比例する。即ち、配管３５内の液圧が高ければ、液面の高さＬが高く、メインタンク２０内の空き容量が少ないと推定でき、配管３５内の液圧が低ければ、液面の高さＬが低く、メインタンク２０内の空き容量が多いと推定できる。

送り配管３１の途中部には、チェック弁３７が設けられており、当該チェック弁３７は、フラックスがメインタンク２０から圧送されノズル１０へ供給される際に開かれ、フラックスがノズル１０側へ圧送されていない場合には閉じて、フラックスがノズル１０側からメインタンク２０側へ逆流するのを防止する。

戻り配管３２の途中部には、開閉弁３３が設けられており、当該開閉弁３３は、フラックスをサブタンク４０から、戻り配管３２及び配管３５を介してメインタンク２０へ戻す際に開かれ、フラックスをメインタンク２０から、配管３５及び送り配管３１を介してノズル１０へ送る際に閉じられる。開閉弁３３は、例えば、制御装置６０の制御によって開閉を行う駆動部を備えた電磁弁である。なお、開閉弁３３は、電磁弁ではなく、フラックスがメインタンク２０から圧送されノズル１０へ供給される際にフラックスの圧力によって閉じられ、フラックスがノズル１０側からメインタンク２０側へ回収される際に開かれる逆止弁であってもよい。

また、戻り配管３２の途中部の、開閉弁３３とサブタンク４０との間には、フィルタ３９が設けられる。フィルタ３９は、サブタンク４０側からメインタンク２０側に回収されるフラックスに含まれる異物、不純物を除去する。

配管３５及び送り配管３１は、フラックスをメインタンク２０からノズル１０へ供給するための送り管３０Ａの一形態である。また、戻り配管３２及び配管３５は、フラックスをサブタンク４０からメインタンク２０へ戻すための戻り管３０Ｂの一形態である。

加減圧配管３６は、一端がメインタンク２０に接続され、他端が加減圧装置５０に接続されている。加減圧装置５０は、加減圧配管３６を介して、メインタンク２０へ気体を送ることで、メインタンク２０内を加圧する。また、加減圧装置５０は、加減圧配管３６を介して、メインタンク２０から気体を吸い出すことで、メインタンク２０内を減圧する。また、加減圧装置５０は、メインタンク２０内を加圧も減圧もしない状態、即ち、周囲環境と同じ圧力とすることもできる。例えば、メインタンク２０内と外部とを連通させることで、メインタンク２０内の圧力を大気圧とする。本実施形態では、この加減圧に用いる気体として空気を用いた例を説明するが、空気に限定されるものではなく、窒素等、他の気体を用いてもよい。

加減圧装置５０は、例えば、圧縮機や送風機、シリンジポンプ等の気体を送り出す装置（送風装置）を備え、この送風装置を動作させてメインタンク２０へ気体を送ることで加圧を行う。このとき加減圧装置５０は、送風装置の動作を調整することや、送り出す気体の流路に設けた圧力調整弁（不図示）を調整することでメインタンク２０内に所定の気体圧をかけることができる。この加圧により、加減圧装置５０は、例えば、メインタンク２０内の圧力を５０ｋＰａ〜１００ｋＰａとする。ここで、圧力の値は絶対値ではなく、大気圧との差を表す相対値である。よって、圧力が大気圧と一致する場合、圧力の値は０となる。

また、加減圧装置５０は、例えば、真空エジェクタや、真空ポンプ、真空ブロア、シリンジポンプ等の気体を吸い出す装置（真空発生器）を備え、この真空発生器を動作させてメインタンク２０から気体を吸いだすことで減圧を行う。このとき加減圧装置５０は、真空発生器の動作を調整することでメインタンク２０内を所定の負圧とすることができる。例えば、加減圧装置５０は、メインタンク２０内の圧力を−２００ｋＰａ〜−３００ｋＰａとする。メインタンク２０に供給される気体（ガス）は、例えば、空気である。また、気体を窒素とすることで、フラックス液の酸化を抑制することができる。

加減圧配管３６の途中部には、流量計８０が備えられる。流量計８０は、加減圧配管３６を流れる気体の量を測定する。

なお、本実施形態では、加減圧装置５０とメインタンク２０とを加減圧配管３６で接続し、加圧を行う経路と減圧を行う経路を一つとして、装置の簡素化を図った。但し、必ずしもこれに限定されるものではなく、加減圧装置５０とメインタンク２０との間に、加圧を行う配管と減圧を行う配管をそれぞれ接続してもよい。

ガス配管１１１は、一端がノズル１０の内部の発泡管１１０に接続され、他端が加減圧装置５１に接続されている。発泡管１１０は、多孔質フィルタを備える。多孔質フィルタは、気体が通り抜ける複数の微小な孔（例えば、径１μｍ〜１０μｍ程度）を含む。発泡管１１０は、多孔質フィルタを介して、ノズル１０の内部とガス配管１１１とを連通させている。発泡管１１０は、例えば、円筒形であり、円筒形の一端が多孔質フィルタによって塞がれ、他端が開放でありガス管１１１に接続される。発泡管１１０の円筒部分は、多孔質フィルタによって形成される。加減圧装置５１は、ガス管１１１を介して発泡管１１０に送られた気体が多孔質フィルタを通り抜けることによって、ノズル１０内のフラックスの内部に気泡を発生させる。

加減圧装置５１は、例えば、圧縮機や送風機、シリンジポンプ等の気体を送り出す装置（送風装置）を備え、この送風装置を動作させて発泡管１１０へ気体を送る。このとき加減圧装置５１は、送風装置の動作を調整することや、送り出す気体の流路に設けた圧力調整弁（不図示）を調整することで、発泡管１１０による気泡の発生（発泡）を制御することができる。発泡管１１０に供給される気体（ガス）は、例えば、空気である。また、気
体を窒素とすることで、フラックス液の酸化を抑制することができる。

ガス配管１１１の途中部には、流量計８１が備えられる。流量計８１は、ガス配管１１１を流れる気体の量を測定する。

制御装置６０は、開閉弁３３、圧力センサ３８、加減圧装置５０、加減圧装置５１、流量計８０、流量計８１と電気的に接続され、開閉弁３３の開閉、加減圧装置５０、加減圧装置５１による加圧及び減圧を制御する。

図２は、制御装置６０の機能ブロックを示す図である。制御装置６０は、図２に示すように、フラックス制御部６１、発泡制御部６２、流量検出部６３、液圧検出部６４、捕集制御部６５を有している。

フラックス制御部６１は、加減圧装置５０に対して制御信号を送信することで、メインタンク２０内を所定の気体圧（正圧）とするように加圧を開始させることや、加圧を停止させること等の制御を行う。また、フラックス制御部６１は、加減圧装置５０に対して制御信号を送信することで、メインタンク２０内を所定の負圧とするように減圧を開始させることや、減圧を停止させること等の制御を行う。さらに、フラックス制御部６１は、加減圧装置５０に対して制御信号を送信することで、メインタンク２０内を大気圧とすること等の制御を行う。

発泡制御部６２は、加減圧装置５１に対して制御信号を送信することで、発泡管１１０内を所定の気体圧（正圧）とするように加圧を開始させることや、加圧を停止させること等の制御を行う。

流量検出部６３は、加減圧配管３６に設けられる流量計８０から、加減圧配管３６に流れるガスの流量を取得する。流量検出部６３は、ガス配管１１１に設けられる流量計８１から、ガス配管３６に流れるガスの流量を取得する。

液圧検出部６４は、配管３５に設けられる圧力センサ３８から、配管３５に流れるフラックスの液圧を取得する。

捕集制御部６５は、フラックスの噴出時間、加減圧配管３６に流れるガスの流量、ガス管１１１に流れるガスの流量等に基づいて、サブタンク内に捕集されたフラックス量を推定し、この推定したフラックス量に基づいてメインタンク内を負圧とする時間（以下、負圧発生時間と称する）を設定する。減圧制御部６２は、メインタンク２０内を所定の負圧とするように減圧を開始させ、この減圧を開始してからの経過時間が負圧発生時間に達した時に減圧を停止させる。捕集制御部６５は、例えば負圧発生時間を次の式１から求める。
負圧発生時間Ｔ＝ｋ×噴出時間ｔ＋α ・・・（式１）

式１において、係数ｋは、ノズル１０の噴射口の径や、メインタンク２０にかけられる圧力（正圧）、フラックスの粘度などに基づいて設定されるフラックスの流量に関する値である。また、定数αは、フラックスの流路の長さや径、メインタンク２０の内容量などに基づいて設定される一度の回収で定常的に必要となる回収時間に関する値である。本実施形態では、係数ｋを０．１３、定数αを１．７９とした。

図３は、制御装置６０のハードウェア構成を示す図である。制御装置６０は、図３に示すように、例えば、ＣＰＵ６０１にバスを介して接続されたメモリ６０２，入力装置６０３，及び出力装置６０４を含む。

メモリ６０２は、主記憶装置と補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、ＣＰＵ６０１の作業領域，プログラムやデータの記憶領域，通信データのバッファ領域として使用される。主記憶装置は、例えば、Random Access Memory（ＲＡＭ），或いはＲＡＭとRead Only Memory（ＲＯＭ）との組み合わせで形成される。

補助記憶装置は、ＣＰＵ６０１によって実行されるプログラム，及びプログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。補助記憶装置は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、Solid State Drive（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ、Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory（ＥＥＰＲＯＭ）などである。また、補助記憶装置は、制御装置６０に対して着脱自在な可搬性記憶媒体を含む。

入力装置６０３は、制御装置６０に設定情報やデータを入力するために使用される。入力装置６０３は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル、ジャンパ、可変抵抗器などを含み得る。

出力装置６０４は、情報やデータを出力する。出力装置６０４は、例えばディスプレイ装置、記憶メディアへの書き込み装置、スピーカ、インジケータ、警告灯等である。

これらの構成は、必要に応じて、一部の構成の省略や、構成の追加を行うことができる。例えば、情報の出力が不要な場合、出力装置６０４を省略しても良い。また、他の装置と通信し、他の装置から設定情報等の入力を行う場合や、動作状況等の情報を他の装置へ送信する場合には、通信インターフェイスを追加しても良い。

ＣＰＵ６０１は、本実施形態において処理装置に相当する。ＣＰＵ６０１は、Micro Processor Unit（ＭＰＵ）、マイクロプロセッサ、プロセッサとも呼ばれる。ＣＰＵ６０１は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のＣＰＵがマルチコア構成を有していても良い。上記各部の少なくとも一部の処理は、ＣＰＵ以外のプロセッサ、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、数値演算プロセッサ、ベクトルプロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用プロセッサで行われても良い。また、上記各部の少なくとも一部の処理は、集積回路（ＩＣ）、その他のデジタル回路であっても良い。また、上記各部の少なくとも一部にアナログ回路が含まれても良い。集積回路は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブルロジ
ックデバイス（ＰＬＤ）を含む。ＰＬＤは、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含む。上記各部は、プロセッサと集積回路との組み合わせであっても良い。
組み合わせは、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit），ＳｏＣ（System-on-a-chip
），システムＬＳＩ，チップセットなどと呼ばれる。

ＣＰＵ６０１は、メモリ６０２に記憶されたプログラムを主記憶装置にロードして実行する。メモリ６０２には、オペレーティングシステムやファームウェアといったプログラムがインストールされている。

ＣＰＵ６０１は、プログラムを実行することによって、フラックス制御部６１、発泡制御部６２、流量検出部６３、液圧検出部６４、捕集制御部６５として機能する。

〈ノズルの構成例〉
図４は、ノズル１０の構成例を示す図である。ノズル１０は、フラックス導入部１３１、発泡部１３２、発泡フラックス運搬部１３３、先端部１３４を含む。フラックス導入部１３１は、円筒形であり、一端はメインタンク２０側（配管３１）に接続され、他端は発
泡部１３２に接続される。発泡部１３２は、発泡管１１０を包含している。発泡管１１０は、ガス管１１１に接続されている。発泡管１１０は、発泡部１３２に固定されている。発泡管１１０と発泡部１３２とは、例えば、発泡管１１０の外部と発泡部１３２の側面とに切られたネジにより固定され、発泡管１１０と発泡部１３２との間から、フラックス液が漏れないようにされる。

発泡フラックス運搬部１３３は、円筒形であり、一端は発泡部１３２に接続され、他端は先端部１３４に接続される。発泡フラックス運搬部１３３は、途中部の側壁にリリース孔１３５を含む。リリース孔１３５は、１つであっても複数であってもよい。発泡フラックス運搬部１３３からあふれた発泡フラックスが、リリース孔１３５から、排出される。発泡フラックス運搬部１３３は、円筒形の内部に絞り孔１３６を含む。絞り孔１３６は、円筒形内部で円筒を塞ぐようにされた、円筒の長手方向に直交する円筒の内径と同じ径の円盤の中央に、円筒の内部の径よりも小さい径の孔が空けられた形状である。絞り孔１３６は、先端部１３４とリリース孔１３５との間に設けられる。絞り孔１３６によって、先端部１３４に排出される発泡フラックスの量が制限される。また、絞り孔１３６によって、発泡フラックスの形状や高さを安定させることができる。フラックス導入部１３１と発泡フラックス運搬部１３３とは、同心であることが好ましい。

先端部１３４は、上方に向けてテーパ状に広がっており、一端は発泡フラックス運搬部１３３に接続され、他端は開放されている。先端部１３４に発泡フラックスが貯留される。先端部１３４は、存在しなくてもよい。

（フラックスの塗布）
ラックス塗布装置１００によるフラックスの塗布について説明する。

フラックス塗布装置１００のノズル１０は、フラックスを塗布する対象物であるプリント基板２００の下方に配置される。そして、加減圧装置５０によりメインタンク２０内が加圧され、フラックスがノズル１０へ圧送されると、フラックスがノズル１０内で上方に向けて押し出される。また、加減圧装置５１によりガス管１１１を介してノズル１０内に設けられる発泡管１１０にガスが送られる。発泡管１１１の微小な孔から、ノズル１０内のフラックスに気泡が送られ、ノズル１０内で発泡フラックスとなる。発泡フラックスは、ノズル１０の先端から、上方に向けて噴出される。また、ノズル１０において、基板側の先端と発泡管１１０との間にリリース孔が設けられ、余分な発泡フラックスが排出される。

発泡フラックスは、噴き出す圧力によって、ノズル１０の先端よりも高い位置に達し、その後、下方へ落下する。即ち、ノズル１０から噴出した発泡フラックスが、ノズル１０の先端から上方へ盛り上がるように噴流を形成するので、この発泡フラックスの噴流を対象物に接触させることで、対象物にフラックスを塗布する。噴出する発泡フラックスの高さ（ノズル１０の先端から外部に最も離れた発泡フラックスの位置までの距離（Ｚ方向））は、フラックス液の圧力、発泡管１１０内の圧力によって制御され得る。発泡フラックスの高さは、フラックス液の比重、フラックス液の圧力、発泡管１１０内の圧力に依存する。なお、ノズル１０の先端から噴出し、対象物に塗布されなかった発泡フラックス、及び、リリース孔から排出される発泡フラックス（以下、余剰フラックスとも称す）は、下方へ落下してサブタンク４０に捕集される。例えば、余剰フラックスは、ノズル１０の外壁に沿って下降し、開口１２２からサブタンク４０内へ収容される。

そして、プリント基板２００が不図示の搬送装置により所定の搬送方向Ｆへ搬送されると共に、ノズル１０が不図示の移動手段によってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動されて、所定の塗布位置に位置決めされ、上記塗布が繰り返される。なお、ノズル１０の移動手段に
ついては、公知の技術のため、詳細な説明は省略する。

一つのプリント基板２００における塗布が完了した場合、次のプリント基板が搬送されて、当該プリント基板の塗布を開始する位置へノズル１０が移動されるまでの間に、サブタンク４０に捕集されたフラックスをメインタンク２０へ回収する。

図５は、制御装置６０が、フラックスの塗布の処理の動作フローを示す図である。図６は、フラックスの回収を終了させる処理の動作フローを説明する図である。

図５の動作フローは、移動手段からノズル１０が所定の塗布位置に達したことを通知された場合に、実行される。

Ｓ１０１では、制御装置６０のフラックス制御部６１は、流量検出部６３から、加減圧配管３６に流れるガスの流量及びガス管１１１に流れるガスの流量を取得する。フラックス制御部６１は、比重計２１からフラックス液の比重を取得する。フラックス制御部６１は、フラックス液の比重、加減圧配管３６に流れるガスの流量、ガス管１１１に流れるガスの流量に基づいて、発泡フラックスの高さを所望の高さにするためのメインタンク２０に加圧する圧力を、決定する。また、制御装置６０の発泡制御部６２は、流量検出部６３から、加減圧配管３６に流れるガスの流量及びガス管１１１に流れるガスの流量を取得する。発泡制御部６１は、比重計２１からフラックス液の比重を取得する。発泡制御部６２は、フラックス液の比重、加減圧配管３６に流れるガスの流量、ガス管１１１に流れるガスの流量に基づいて、発泡フラックスの高さを所望の高さにするためのガス管１１１内を加圧する圧力を、決定する。発泡フラックスの高さは、フラックス液の比重が高いほど、低くなる。また、発泡フラックスの高さは、メインタンク２０の圧力（フラックス液の液圧）、発泡管１１０内の圧力が高いほど、高くなる。よって、制御装置６０は、フラックス液の比重を見ながら、メインタンク２０の圧力、発泡管１１０内の圧力を制御することで、発泡フラックスの高さを制御することができる。即ち、フラックス液の品質（物性値）によらず、発泡フラックスの高さを一定に制御することができる。また、制御装置６０は、フラックス液の比重が一定であるとすると、メインタンク２０の圧力、発泡管１１０内の圧力を制御することで、発泡フラックスの高さを制御することができる。発泡フラックスの高さが安定することで、発泡フラックスの泡の形状が安定する。泡の形状が安定することで、基板に均一にフラックスを塗布することができる。また、ここで、加減圧装置３６またはガス管１１１に流れるガスの流量が０である場合、制御装置６０は、異常が発生した（例えば、配管や発泡管などが詰まった等）と判断して、動作フローの処理を中止する。また、フラックス制御部６１は、液圧検出部６４から配管３５の液圧を検出し、液圧が所定値になるように、加減圧装置５０で加圧する圧力を決定してもよい。

Ｓ１０２では、制御装置６０のフラックス制御部６１は、Ｓ１０１で決定した圧力で加圧をするように加減圧装置５０に制御信号を送信して加圧を開始させる。また、制御装置６０の発泡制御部６２は、Ｓ１０１で決定した圧力で加圧するように加減圧装置５１に制御信号を送信して加圧を開始させる。

Ｓ１０３では、制御装置６０のフラックス制御部６１は、塗布が終了したか否かを判定する。この塗布完了の判定は、例えば、塗布を開始してからの経過時間が所定時間に達した場合や、移動手段からノズル１０が最後の塗布位置に達したことを通知された場合など、塗布を行ったことにより所定の動作状態に達したことを検出した場合に塗布を終了したと判定する。塗布が終了したと判定した場合に（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、処理がＳ１０４に進む。塗布が終了していないと判定した場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、処理がＳ１０１に戻る。

Ｓ１０４では、フラックス制御部６１は、加減圧装置５０に加圧を停止させる。このとき、発泡制御部６２は、加減圧装置５１に加圧を停止させずに、加圧を続行させる。発泡管への加圧を継続することで、発泡管１１０にフラックスが侵入することによる発泡管１１０の目詰りを防止する。

Ｓ１０５では、制御装置６０の捕集制御部６５は、加減圧装置５０からメインタンク２０に加圧を行っていた時間（期間）、即ち噴出時間を取得する。この噴出時間は、例えば、加減圧装置５０に加圧を開始させた時刻と加圧を停止させた時刻から算出される。

Ｓ１０６では、捕集制御部６５は、この噴出時間に基づいて、サブタンク４０内に捕集されたフラックス量を推定し、推定したフラックス量に基づいてメインタンク２０内を負圧とする負圧発生時間Ｔを設定する。

Ｓ１０７では、捕集制御部６５は、開閉弁３３を開く制御信号を開閉弁３３に送り、開閉弁３３を開く。さらに、捕集制御部６５は、加減圧装置５０に減圧を開始させる。即ち、メインタンク２０内を負圧とし、サブタンク４０内のフラックスを戻り配管３２及び配管３５を介してメインタンク２０へ回収する。

図６の動作フローは、図５の動作フローの後に実行される。
Ｓ２０１では、制御装置６０の捕集制御部６５は、減圧を開始してからの経過時間ＴｘがＳで設定した負圧発生時間Ｔに達したか否か、即ち回収が終了したか否かを判定する。この経過時間Ｔｘが、負圧発生時間Ｔに達していない（回収が終了していない）と判定した場合（Ｓ２０１；ＮＯ）、図６の処理を終了し、図６の処理を周期的に実行して回収の終了を監視する。経過時間Ｔｘが負圧発生時間Ｔに達した（回収が終了した）と判定した場合（Ｓ２０１、ＹＥＳ）、処理がＳ２０２に進む。

Ｓ２０２では、捕集制御部６５は、加減圧装置５０に減圧を停止させる旨の制御信号を送信して減圧を停止させ、メインタンク２０内を大気圧としてフラックスの回収を終了させる。なお、減圧を停止させただけではメインタンク２０内が、負圧に維持される場合、バキュームブレーカ等を用い、メインタンク２０内とメインタンク外とを連通させて、大気圧に戻すようにしてもよい。また、捕集制御部６５は、開閉弁３３を閉じる制御信号を開閉弁３３に送り、開閉弁３３を閉じる。開閉弁３３が閉じられることにより、フラックス塗布時に、メインタンク２０から直接サブタンク４０にフラックスが供給されない。

（実施形態の作用、効果）
フラックス塗布装置１００によれば、メインタンク２０を加圧又は減圧することで、フラックスの圧送又は回収を行うので、フラックスの流路にポンプを設けなくてもよいため、フラックスの脈動やインペラの固着といった問題が防止される。

また、フラックス塗布装置１００によれば、サブタンク４０で捕集した余剰フラックスが自然落下によってメインタンク２０に戻るのを待つのではなく、メインタンク２０内を負圧にして余剰フラックスを吸い出すことで、サブタンク４０から余剰フラックスを速やかに回収することができる。これにより素早く次の塗布に備えることができるため、製造工程のスピードアップに貢献できる。また、余剰フラックスのサブタンク内での滞留時間を短くすることができ、溶剤の揮発等によるフラックスの劣化を最小限に抑え、製造工程における信頼性を向上させることができる。

さらに、フラックス塗布装置１００は、余剰フラックスを回収するに当たり、ノズル１０からフラックスを噴出させていた時間（噴出時間）に基づいて、サブタンク４０内に捕集されたフラックス量を推定し、該推定したフラックス量に基づいて負圧の作用時間を制
御する。例えば、余剰フラックを回収する場合に、メインタンク２０内をいつまでも負圧にしていると回収タンク内からガスを吸い込み、最終的には負圧発生器へフラックスが逆流する。そこで、本実施形態では、サブタンク４０のフラックス残量に基づき最適な負圧の作用時間を設定でき、サブタンク４０のフラックス量を最小限としつつ、メインタンク２０への空気の巻き込みを防止することができる。なお、メインタンク２０への空気の巻き込みを防止する場合、センサ等を設けて空気を巻き込む前に負圧を停止させる方法も考えられるが、この場合、フラックスの泡等で誤動作する懸念がある。これに対し、本実施形態のフラックス塗布装置１００では、メインタンク２０を負圧にする時間を噴出時間に基づいて設定するので、センサを設ける必要がなく、簡易な構成で、精度良く必要量だけフラックスを回収することができる。

フラックス塗布装置１００は、流量計８０、流量計８１により、加減圧配管３６、ガス管１１１に流れるガスの流量を測ることで、加減圧配管３６、ガス管１１１内の圧力を監視して、加減圧装置５０、加減圧装置５１をフィードバック制御することで、常に、発泡フラックスの高さを一定に制御することができる。

フラックス塗布装置１００は、流量計８０、流量計８１により、加減圧配管３６、ガス管１１１に流れるガスの流量を測ることで、塗布中の配管の詰まり等を検出することで、基板への未塗布などの不良品の流出を防ぐことができる。

フラックス塗布装置１００では、塗布後のフラックスを回収する際に、フィルタ３９により異物、不純物を除去するため、常に、クリーンなフラックスを提供することができる。

フラックス塗布装置１００では、フラックスの循環を、ポンプの使用をすることなく、気体の圧力を用いて行っているため、ポンプの故障などが発生せず、メンテナンスの手間を低減することができる。

図７は、ノズルにおける発泡フラックスの生成の例を示す図である。メインタンク２０からのフラックスは、フラックス導入部１３１から導入され、ガス管１１１からの気体は、発泡部１３２の内部に固定される発泡管１１０から導入される。発泡部１３２において、フラックス導入部１３１から送り込まれたフラックス内に発泡管１１０の多孔質フィルタを通った微小な気体が導入され発泡フラックスが生成される。生成された発泡フラックスは、発泡フラックス運搬部１３３を通り、先端部１３４に貯留される。発泡フラックスの高さは、フラックス液の圧力、発泡管１１０の内部のガスの圧力、フラックス液の比重などに依存する。よって、先端部１３４に貯留される発泡フラックスが基板等に付着する量よりも、多くの発泡フラックスが生成されても、発泡フラックスの高さはほぼ変わらない。余剰の発泡フラックスは、リリース孔１３５により排出される。発泡フラックスの高さが維持されることで、基板に付着するフラックスの量を安定させることができる。また、リリース孔１３５が存在することで、基板にフラックスを塗布する際、先端部１３４が基板に接近し、先端部１３４に貯留される発泡フラックスに基板が押し付けられ、発泡フラックスに背圧がかかった場合でも、リリース孔１３５より圧力を逃がすため、基板上で発泡フラックスが広がることを抑制できる。フラックス塗布装置１００は、フラックスを塗布する箇所を狭くできるため、所望の位置にフラックスを塗布することができる。

発泡フラックスは、基板のスルーホールなどに付着すると、毛細管現象によりスルーホール全体を満たす。スルーホールに満たされた発泡フラックスの泡が抜けると発泡フラックスの体積が減り、適度な量のフラックスがスルーホールの表面に残る。これにより、塗布したフラックスが基板下へ雫として垂れることを抑制することができる。また、余剰の発泡フラックスがリリース孔１３５から排出されることによって、先端部１３４には、常
時、クリーンな発泡フラックスが供給される。

〈変形例〉
本実施形態では、フラックス塗布装置１００では、フラックスの循環を、ポンプの使用をすることなく、気体の圧力を用いて行っているため、ポンプの故障などが発生せず、メンテナンスの手間を低減することができる。ただし、本発明の他の実施形態では、必ずしもフラックスの循環にポンプを使用することを禁じるものではない。従来からあるフラックス塗布装置ではフラックスの循環にポンプを使用したものも多くある。そのような装置でも、ノズル部分を本発明のノズル１０および発泡管１１０と置換し、加減圧装置５１を付加することによって、設備をすべて更新することなく、最小限のコストで、本発明の発泡フラックス塗布装置と同等の作用と効果を有するものとすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１０ ノズル
２０ メインタンク
３１ 送り配管
３２ 戻り配管
３３ 開閉弁
３５ 配管
３６ 加減圧配管
３７ チェック弁
３８ 圧力センサ
４０ サブタンク
５０ 加減圧装置
５１ 加減圧装置
６０ 制御装置
６１ フラックス制御部
６２ 発泡制御部
６３ 流量検出部
６４ 液圧検出部
６５ 捕集制御部
７０ 基台
８０ 流量計
８１ 流量計
９０ プリント基板
１００ フラックス塗布装置
１１０ 発泡管
１１１ ガス管
１２１ 蓋部
１２２ 開口
１３１ フラックス導入部
１３２ 発泡部
１３３ 発泡フラックス運搬部
１３４ 先端部
１３５ リリース孔
１３６ 絞り孔

Claims (2)

1. フラックスを噴出させて対象物に塗布するフラックス塗布装置であって、
   前記フラックスを収容するメインタンクと、
   前記メインタンクから送出される前記フラックスを通す配管と、
   多孔質フィルタを有する発泡管を含み、前記配管を介して供給された前記フラックスに前記発泡管の前記多孔質フィルタから気体を噴出して発泡フラックスを噴出するノズルと、
   を備え、
   前記ノズルは、前記発泡フラックスを排出するリリース孔を含む、
   フラックス塗布装置。
2. 前記ノズルは、噴出される前記発泡フラックスを調整する絞り孔を含む、
   請求項１に記載のフラックス塗布装置。
   
   

Images