JP3153529B2 - 電気又は電子回路基板の塗装装置及び該装置を用いた塗装方法 - Google Patents

電気又は電子回路基板の塗装装置及び該装置を用いた塗装方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば種々の電子
部品が装着されるプリント回路基板などの電気又は電子
回路基板の塗装装置及び該装置を用いた電気又は電子回
路基板の塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば抵抗器、コンデンサあるいはトラ
ンジスタ等のチップ化された電子部品（チップ部品）を
予め回路配線パターンが形成されたプリント回路基板上
の所定位置に装着し半田付けにて接続するための前処理
として、プリント回路基板の表裏両面にフォトソルダー
レジストからなる塗布剤によるコーティング処理を施し
ている。
【０００３】一般に、電気又は電子回路基板への液状コ
ーティング材料の塗布方法には、例えばスクリーン印刷
方式、カーテンコータ方式、ロールコータ方式、スプレ
イコータ方式、静電気を利用した回転霧化方式、あるい
は電解メッキによる電着方式（ＥＤ方式）等がある。
【０００４】このような各種の塗布方式は、被塗装体で
あるプリント回路基板の塗布面の表面状態や外形寸法、
形状、生産スピード、生産工程、あるいはコーティング
材料の粘度、種類及びコスト等を考慮して、用途別に使
い分けられていることは周知のとおりである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の塗布方式、すなわち、スクリーン印刷方式は、
印刷版の上に液状コーティング材料であるインキを供給
し、スキージにて印圧を付加しながらコーティングして
なるものであるが、塗布作業にはある程度の熟練した高
度の技術を要し、しかも、専用の版の製作及び管理が必
要となるばかりでなく、回路基板へのコーティング処理
が主に片面のみであるために、生産性にも劣るという問
題がある。
【０００６】カーテンコータ方式は、自由滴下している
液状コーティング材料のカーテン内に回路基板を通すこ
とによりコーティングしてなるものであり、特に、平滑
な塗布面を有する回路基板への塗布には好適であるが、
高価な電子部品等の液状コーティング材料を大量に必要
とするために、コスト的に問題がある。
【０００７】ロールコータ方式は、２つ以上の互いに向
かい合うローラに液状コーティング材料を予め付着さ
せ、それらのローラ間に回路基板を圧着回転させながら
転写塗布することによりコーティングしてなるものであ
り、上記したカーテンコータ方式と同様に、特に、平滑
な塗布面を有する回路基板への塗布には好適であるが、
凹凸面を有する回路基板への塗布には限界がある。
【０００８】スプレイコータ方式には、例えばエアスプ
レイ方式やエアレススプレイ方式等があり、また、これ
らの方式には、スプレイ粒子に対し静電電圧を印加させ
て回路基板をアース物体とした静電塗装方式がある。こ
のようなスプレイコータ方式は、構造が簡単であるた
め、現在でも広い分野で利用されており、特に、平滑な
塗布面を有する回路基板のみならず、凹凸面を有する回
路基板への塗布にも良好である。
【０００９】しかしながら、上記のスプレイコータ方式
にあっては、回路基板に付着せずに飛散した塗料粒子
や、オーバースプレイされた塗料などの回収及び再利用
が困難であるために、塗着効率に劣り、高価な電子部品
等の液状コーティング材料を塗布する方法としてコスト
的に問題がある。
【００１０】しかも、飛散した塗料粒子が塗布ブースの
内壁に付着すると、その付着した塗料粒子が硬化拡大化
して、回路基板へ落下する恐れが発生し、回路基板の塗
布面を傷付け易いことから、品質上にも問題が生じ、こ
のため、塗布ブースの内容積もミスト対策上において拡
大傾向になり、装置全体も大型化する。
【００１１】また、回路基板の表面または裏面の片面づ
つの塗布処理が基本であり、回路基板の両面塗布処理を
行う場合には、装置内部に回路基板の反転機構、回転機
構、Ｕターン機構等を設置するか、後工程にて同様な再
処理を行う必要があり、生産性においても問題がある。
【００１２】静電気を利用した回転霧化方式は、所謂
「ベル型静電塗装」と称され、複雑な形状をした導電性
を有する回路基板への塗布に好適であり、例えば自動車
部品等の塗装に広く利用され、また、例えばプリント回
路基板などの板状の回路基板の塗布装置にも利用されて
いる。
【００１３】しかしながら、上記した回転霧化方式は、
装置内にて回路基板の表裏両面の塗布が行えるものの、
上述したスプレイ方式と同様に、装置内部に回路基板の
反転機構、回転機構、Ｕターン機構等を設置する必要が
あるために、塗布ブース内の塗布スペースの内容積を大
きくしなければならず、必然的に装置全体の大型化が免
れない。
【００１４】電着方式（ＥＤ方式）は、電着液槽に回路
基板を順次浸漬させながら搬送して行くことにより、そ
の表面に塗膜を生成させてなるものであり、塗布面が凹
凸を有する回路基板は云うまでもなく、複雑な形状のも
のでも均一な塗膜が得られるために、広く利用されてい
るが、プリント回路基板などの板状の回路基板の塗布装
置としては、大型で高価なものとなり、生産コスト面で
問題があり、これによって、高付加価値のある製品への
利用に限られてしまう。
【００１５】ところで、板状の回路基板の塗布工程、例
えばプリント回路基板への液状コーティング材料の塗布
工程においては、特に、回路配線パターン形成後のプリ
ント回路基板の表裏両面にフォトソルダーレジストを塗
布する場合、塗布面の凹凸によるエッジ部へのレジスト
インキのカバーリングが問題であり、より均一な塗着面
を形成することが重要となる。
【００１６】このようなプリント回路基板の表裏両面に
両面コーティング処理を行う場合、従来では、基板の一
方の面に液状コーティング材料の片面塗布を行って一度
仮乾燥を行った後、基板を反転させ、再度他方の面に液
状コーティング材料を塗布して仮乾燥させることにより
行っているのが現状である。
【００１７】このため、従来では、プリント回路基板へ
の液状コーティング材料の塗布工程において仮乾燥の後
工程を少なくとも二度行う必要があり、生産性を低下さ
せるばかりでなく、プリント回路基板の表面側と裏面側
とでは乾燥時間が異なることから、品質管理上、その乾
燥条件の許容範囲が、両面同時処理と比較した場合に縮
小する。
【００１８】しかも、プリント回路基板のような電子部
品の装着に使用される塗布剤は高価であるために、それ
を塗布する場合には、回路基板への塗布剤の塗着効率が
高く維持できるようにして経済性を高め、また、装置自
体も簡単な機構、構造でもって小型化及び設置スペース
の縮小化を図ることにより、生産性を高めることが望ま
しい。
【００１９】本発明は、上記した事情に鑑みてなされた
もので、簡単な機構、構造でもって小型化及び設置スペ
ースの縮小化を図り、生産性及び経済性を高めることが
できるようにした電気又は電子回路基板の塗装装置及び
該装置を用いた塗装方法を提供することを目的とするも
のである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明は次の構成を有する。本発明は、電気又は
電子回路基板を被塗装体とした塗装装置において、架台
と、該架台上に設置され、かつ、上部に設けた開口部か
ら内部の塗布スペースに前記回路基板が出入り可能な塗
布ブースと、前記塗布ブースの塗布スペースの前後に対
向する内壁に、それぞれ水平方向に配列された複数のス
プレイノズルを有するノズルユニットが噴射方向を相対
向して設置された対のノズルユニットと、該ノズルユニ
ットのスプレイノズルが繋がる分岐マニホールドに、加
圧状態の塗布剤を分岐して供給する塗布剤噴射供給手段
と、該塗布剤噴射供給手段にて供給された塗布剤が前記
各々のスプレイノズルから前記回路基板の表裏両塗布面
に向けて噴射する前記相対向するノズルユニット間であ
って前記塗布ブース内の塗布スペースに、前記回路基板
をハンガー部材に着脱可能に吊支して上下方向に出入り
自在に搬送する回路基板搬送制御手段とを備え、前記回
路基板搬送制御手段は、前記回路基板を、その表裏両塗
布面が前記相対向するノズルユニットに対面するように
吊支して前記塗布ブース上部に設けた開口部から出入り
可能に搬送させると共に、前記各々のスプレイノズルの
配列方向と直交する上下方向を搬送方向として移動可能
に制御するものであり、前記塗布ブース内の塗布スペー
ス下部に連通する排気手段を設けてなることを特徴とす
る電気又は電子回路基板の塗装装置である。
【００２１】本発明において、前記ノズルユニットは、
２個以上のスプレイノズルが配列可能な幅寸法を有し、
かつこれら各々のスプレイノズルから噴射される塗布剤
の塗布範囲が少なくとも前記回路基板の塗布面の幅寸法
に対応して連続することができる。
【００２２】本発明において、前記塗布ブース内の塗布
スペースは、前記回路基板の最大外形寸法に近似させて
塗布機能を損なわない最小限の内容積を有することがで
きる。
【００２３】本発明において、前記塗布ブース内の塗布
スペースから排液口を介して外部に排出される前記塗布
剤が回収可能な塗布剤回収手段を設けてなることができ
る。
【００２４】本発明は、塗布ブース内の塗布スペースに
相対向させて設置した一対のノズルユニット間に電気又
は電子回路基板の被塗装体を吊支して位置決め搬送し、
該回路基板の表裏両塗布面に前記ノズルユニットに配列
された複数のスプレイノズルから塗布剤を噴射塗布する
とともに、前記回路基板を前記各々のスプレイノズルの
配列方向と直交する上下方向に移動させるようにした、
前記の塗装装置を用いた電気又は電子回路基板の塗装方
法とすることができる。
【００２５】また、本発明においては、前記ノズルユニ
ットの各々のスプレイノズルを水平方向に等間隔で横一
列に配列する一方、前記回路基板を垂直方向に往復移動
させることができる。
【００２６】すなわち、本発明は、上記の構成を採用す
ることにより、塗布ブース内の塗布スペースに相対向さ
せて設置した一対のノズルユニット間に電気又は電子回
路基板の被塗装体を吊支して位置決め搬送し、前記回路
基板の表裏両塗布面にノズルユニットに水平方向に例え
ば一列に配列された複数のスプレイノズルから塗布剤を
噴射塗布するとともに、回路基板を各々のスプレイノズ
ルの配列方向と直交する上下方向に移動させるので、ス
プレイコーティング方式の採用によって熟練した高度の
技術を要することなく塗布作業が容易に行うことが可能
になるとともに、従前のような装置内部に回路基板の反
転機構、回転機構、Ｕターン機構等を設置する必要なく
回路基板の表裏両塗布面への塗布剤のコーティング処理
が同時に行え、装置全体の小型化が図れる。
【００２７】また、塗布ブース内の塗布スペースの下部
に連通する排気手段を設けてなるものにするので、その
吸気作用にて被板状塗装体が出入り可能な塗布ブースの
上部開口部から塗布剤の粒子が外部に飛散することがな
く、塗布剤が周囲に汚れを及ぼすことを防止できる。そ
れと共に、塗布ブース内の溶剤雰囲気濃度を低下させる
ことが可能になる。
【００２８】また、例えばノズルユニットが２個以上の
スプレイノズルが配列可能な幅寸法を有するとともに、
これら各々のスプレイノズルから噴射される塗布剤の塗
布範囲が少なくとも電気又は電子回路基板の塗布面の幅
寸法に対応して連続させてなる一方、塗布ブース内の塗
布スペースが前記回路基板の最大外形寸法に近似させて
塗布機能を損なわない最小限の内容積を有するものにす
れば、塗布ブースの内容積の縮小化が可能になり、従前
のような装置内部への前記回路基板の反転機構、回転機
構、Ｕターン機構等の設置不要による装置全体の小型化
と共に設置スペースの縮小化が図れる。
【００２９】さらに、塗布ブース内の塗布スペースから
排液口を介して外部に排出される塗布剤が回収可能な塗
布剤回収手段を設けてなるものにすれば、塗布剤の再利
用が可能になり、塗布剤の回路基板への塗着効率が高め
られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【００３１】図１及び図２は、本発明に係る塗装装置の
実施形態の全体構成を概略的に示すものであり、符号１
は架台、２は該架台１上に設置した塗布ブース、３は該
塗布ブース２内の塗布スペース、４，４は該塗布スペー
ス３の前後両内壁３ａ，３ａに相対向させて設置した一
対のノズルユニットである。
【００３２】塗布ブース２内の塗布スペース３は、被塗
装体としてのプリント回路基板１００の最大外形寸法に
近似させて塗布機能を損なわない最小限の内容積を有す
る角箱型の形態からなる。
【００３３】一方、各々のノズルユニット４は、二流体
ノズルまたはエアレスノズル等のスプレイノズル５を、
例えば５００ｍｍの幅寸法に対して左右水平方向に等間
隔で２個以上（図示の実施形態では４個）横一列に配列
してなる形態を有する。それと共に、各々のスプレイノ
ズル５から噴射される塗布剤、例えば回路配線パターン
形成後のプリント回路基板１００の表裏両塗布面１００
ａ，１００ｂに塗布されるフォトソルダーレジストのよ
うな液状コーティング材料Ａが、少なくともプリント回
路基板１００の塗布面の幅寸法に対応して連続するよう
な塗布範囲を形成している。
【００３４】また、ノズルユニット４の各々のスプレイ
ノズル５には、圧送チューブ６がそれぞれ接続され、こ
れら圧送チューブ６は、液状コーティング材料Ａが収容
された加圧タンク７に、圧送管８及びエアオペレーショ
ンバルブ９を介して分岐させて連結されている。すなわ
ち、オペレーションバルブ９から出た圧送チューブ６
は、分岐マニホール６ａに繋がり、この分岐マニホール
ド６ａにより複数のチューブに枝分かれして各々のスプ
レイノズル５に繋がる。この枝分かれしたチューブに
は、レギュレータ６ｂを設けており、これにより、各々
のスプレイノズル５から噴射させる液状コーティング材
料の流量を一定にするようにしている。
【００３５】加圧タンク７内は、空気または窒素ガス等
の圧縮気体Ｐにて加圧され、その加圧状態を圧力ゲージ
１０にて把握可能になっているとともに、制御盤（コン
トロールパネル）１１の操作でエアオペレーションバル
ブ９を開弁することにより、相対向するノズルユニット
４の各々のスプレイノズル５から液状コーティング材料
Ａを噴射させるようになっているもので、これらの圧送
チューブ６、加圧タンク７、圧送管８、エアオペレーシ
ョンバルブ９、圧力ゲージ１０及び制御盤（コントロー
ルパネル）１１にて塗布剤噴射供給手段を構成してい
る。なお、この実施形態では、加圧タンク７に圧縮気体
Ｐを導入して収容した液状コーティング材料を圧送して
いるが、ノズルユニットに液状コーティング材料を圧送
できる構造であれば、加圧タンクを使用せずに圧送ポン
プを有する加圧ユニットを使用することができる。
【００３６】一方、塗布ブース２の上部２ａには、最大
外形寸法のプリント回路基板１００に対応した間口幅を
有する開口部１２が設けられ、この開口部１２には、プ
リント回路基板１００が出入り自在になっている。
【００３７】すなわち、プリント回路基板１００は、塗
装体搬送制御手段を構成するハンガー部材１３にクラン
プ１４を介して着脱可能に吊支されて、各々のスプレイ
ノズル５の配列方向と直交する方向を搬送方向Ｘとして
上下垂直方向に往復移動可能に搬送制御され、塗布処理
時、塗布ブース２の上面に設けた開口部１２から塗布ス
ペース３内の相対向するノズルユニット４，４間の略中
間部位に向け搬送することによって、その表裏両塗布面
１００ａ，１００ｂを相対向するノズルユニット４，４
の各々のスプレイノズル５に対面させて位置決めされる
ようになっているものである。
【００３８】この場合、塗布ブース２の塗布スペース３
内でのプリント回路基板１００は、プリント回路基板１
００の上または下端がノズルユニット４，４の各々のス
プレイノズル５の配列位置に対応するように位置決めさ
れるもので、位置決め後、プリント回路基板１００を下
降または上昇させて、その昇降動作のタイミングに合わ
せてノズルユニット４，４の各々のスプレイノズル５か
ら液状コーティング材料Ａを噴射させ、これによって、
プリント回路基板１００の表裏両塗布面１００ａ，１０
０ｂへのスプレイコーティングが同時に行われるように
なっている。
【００３９】また、塗布ブース２の下部２ｂには、ホッ
パー型の形態からなる排液口１５が設けられ、この排液
口１５の下方に対応する架台１上には、回収タンク１６
が設置されている。この回収タンク１６には、塗布ブー
ス２内の塗布スペース３で噴射されて排液口１５を介し
て外部に排出される余剰な液状コーティング材料Ａが貯
溜されて回収され、これによって、塗布処理後の余剰な
液状コーティング材料Ａの再利用を可能にしている。
【００４０】さらに、塗布ブース２には、排気ブロワ１
７に接続された排気ダクト１８が塗布スペース３下部に
連通して臨み、排気ブロワ１７の作動による吸気作用に
て、塗布ブース２の開口部１２から外部に飛散しようと
する液状コーティング材料Ａのインキ粒子を引き込むよ
うになっているとともに、その排気作用によって、塗布
処理時における塗布スペース３内の溶剤雰囲気濃度を低
下させるようになっているものである。
【００４１】なお、本発明は、上記した各実施形態に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変更実施可能なことは云うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、塗布ブース内の塗布スペースに相対向させて設置し
た一対のノズルユニット間に被塗装体の電気又電子回路
基板を吊支して位置決め搬送し、該回路基板の表裏両塗
布面にノズルユニットに水平方向に配列された複数のス
プレイノズルから塗布剤を噴射塗布するとともに、板状
塗装体を各々のスプレイノズルの配列方向と直交する上
下方向に移動させてなることから、スプレイコーティン
グ方式の採用によって熟練した高度の技術を要すること
なく塗布作業が容易に行うことができ、しかも、従前の
ような装置内部に回路基板の反転機構、回転機構、Ｕタ
ーン機構等を設置する必要がなく、簡単な機構、構造で
もって回路基板の表裏両塗布面への塗布剤のコーティン
グ処理が同時に行うことができ、生産性を高めることが
できるとともに、装置全体の小型化を図ることができ
る。
【００４３】また、ノズルユニットが２個以上のスプレ
イノズルが配列可能な幅寸法を有するとともに、これら
各々のスプレイノズルから噴射される塗布剤の塗布範囲
が少なくとも回路基板の塗布面の幅寸法に対応して連続
させてなる一方、塗布ブース内の塗布スペースが回路基
板の最大外形寸法に近似させて塗布機能を損なわない最
小限の内容積を有することから、塗布ブースの内容積の
縮小化が可能になるために、従前のような装置内部への
回路基板の反転機構、回転機構、Ｕターン機構等の設置
不要になるので、装置全体の小型化と共に設置スペース
の縮小化を図ることができる。
【００４４】さらに、塗布ブース内の塗布スペースから
排液口を介して外部に排出される塗布剤が回収可能な塗
布剤回収手段を設けてなることから、塗布剤の再利用が
可能になるために、塗布剤の回路基板への塗着効率を高
めることができるとともに、経済性の向上を図ることが
できる。
【００４５】さらにまた、塗布ブース内の塗布スペース
下部に連通する排気手段を設けてなることから、その吸
気作用にて回路基板が出入り可能な塗布ブースの上部開
口部から塗布剤の粒子が外部に飛散することがないため
に、塗布剤による周囲の汚染を防止することができると
ともに、塗布ブース内の溶剤雰囲気濃度を低下させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗装装置の実施形態を示す概略的
説明図である。
【図２】同じく概略的断面図である。
【符号の説明】
１ 架台 ２ 塗布ブース ３ 塗布スペース ４ ノズルユニット ５ スプレイノズル ６ 圧送チューブ ７ 加圧タンク ８ 圧送管 ９ エアオペレーションバルブ １０ 圧力ゲージ １１ 制御盤（コントロールパネル） １２ 開口部 １３ ハンガー部材 １４ クランプ １５ 排液口 １６ 回収タンク １７ 排気ブロワ １８ 排気ダクト １００ プリント回路基板 １００ａ 塗布面 １００ｂ 塗布面 Ａ 塗布剤（液状コーティング材料） Ｐ 圧縮気体 Ｘ 搬送方向

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気又は電子回路基板を被塗装体とした
    塗装装置において、 架台と、 該架台上に設置され、かつ、上部に設けた開口部から内
    部の塗布スペースに前記回路基板が出入り可能な塗布ブ
    ースと、 前記塗布ブースの塗布スペースの前後に対向する内壁
    に、それぞれ水平方向に配列された複数のスプレイノズ
    ルを有するノズルユニットが噴射方向を相対向して設置
    された対のノズルユニットと、 該ノズルユニットのスプレイノズルが繋がる分岐マニホ
    ールドに、加圧状態の塗布剤を分岐して供給する塗布剤
    噴射供給手段と、 該塗布剤噴射供給手段にて供給された塗布剤が前記各々
    のスプレイノズルから前記回路基板の表裏両塗布面に向
    けて噴射する前記相対向するノズルユニット間であって
    前記塗布ブース内の塗布スペースに、前記回路基板をハ
    ンガー部材に着脱可能に吊支して上下方向に出入り自在
    に搬送する回路基板搬送制御手段とを備え、 前記回路基板搬送制御手段は、前記回路基板を、その表
    裏両塗布面が前記相対向するノズルユニットに対面する
    ように吊支して前記塗布ブース上部に設けた開口部から
    出入り可能に搬送させると共に、前記各々のスプレイノ
    ズルの配列方向と直交する上下方向を搬送方向として移
    動可能に制御するものであり、前記塗布ブース内の塗布スペース下部に連通する排気手
    段を設けて なることを特徴とする電気又は電子回路基板
    の塗装装置。
  2. 【請求項２】 前記ノズルユニットは、２個以上のスプ
    レイノズルが配列可能な幅寸法を有し、かつこれら各々
    のスプレイノズルから噴射される塗布剤の塗布範囲が少
    なくとも前記回路基板の塗布面の幅寸法に対応して連続
    することを特徴とする請求項１に記載の電気又は電子回
    路基板の塗装装置。
  3. 【請求項３】 前記塗布ブース内の塗布スペースは、前
    記回路基板の最大外形寸法に近似させて塗布機能を損な
    わない最小限の内容積を有することを特徴とする請求項
    １に記載の電気又は電子回路基板の塗装装置。
  4. 【請求項４】 前記塗布ブース内の塗布スペースから排
    液口を介して外部に排出される前記塗布剤が回収可能な
    塗布剤回収手段を設けてなることを特徴とする請求項１
    または３に記載の電気又は電子回路基板の塗装装置。
  5. 【請求項５】 塗布ブース内の塗布スペースに相対向さ
    せて設置した一対のノズルユニット間に電気又は電子回
    路基板を吊支して位置決め搬送し、該回路基板の表裏両
    塗布面に前記ノズルユニットに配列された複数のスプレ
    イノズルから塗布剤を噴射塗布するとともに、前記回路
    基板を前記各々のスプレイノズルの配列方向と直交する
    上下方向に移動させることを特徴とする請求項１ないし
    ４のうちのいずれか１項記載の塗装装置を用いた電気又
    は電子回路基板の塗装方法。
  6. 【請求項６】 前記ノズルユニットの各々のスプレイノ
    ズルを水平方向に等間隔で横一列に配列する一方、前記
    回路基板を垂直方向に往復移動させてなることを特徴と
    する請求項５に記載の電気又は電子回路基板の塗装方
    法。
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