JP3824470B2

JP3824470B2 - 粘性材料回収方法

Info

Publication number: JP3824470B2
Application number: JP2000123182A
Authority: JP
Inventors: 敏則三村; 大山内
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2020-04-24
Also published as: JP2001300388A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着剤やクリーム半田や導電ペーストなどの粘性材料を回路基板等の被塗布物上にスクリーンマスクを介して所定パターンで塗布した後スクリーンマスクから回収する粘性材料回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粘性材料塗布装置として、図１０（ａ）〜（ｅ）に示すように、接着剤やクリーム半田などの粘性材料４をスクリーンマスク５３を介して被塗布物５０である回路基板等のランド５１上に塗布するスクリーン印刷装置が一般的に知られている。
【０００３】
スクリーンマスク５３は被塗布物５０のランド５１に対応する所定パターンで配置された貫通穴からなる開口５２を有しており、（ａ）、（ｂ）に示すように、このスクリーンマスク５３に対して図示しないテーブル部により被塗布物５０を位置決めして接触させる。次に、（ｃ）に示すように、スクリーンマスク５３の一端に供給した粘性材料４をスキージ５４により所定方向に移動させることにより、開口５２内に粘性材料４を充填する。次に、（ｄ）に示すように、被塗布物５０をスクリーンマスク５３から離すことにより、（ｅ）に示すように、開口５２内の粘性材料４を被塗布物５０のランド５１上に転写させ、粘性材料４を被塗布物５０のランド５１上に塗布している。
【０００４】
また、特開平４−２８４２４９号公報においては、粘性材料を大気から遮断した状態で収容する閉鎖容器と、閉鎖容器と連通するとともにスクリーンマスクに実質的に密着する吐出口と、吐出口近傍で粘性材料の粘度を調整する攪拌ローラと、閉鎖容器内の粘性材料上に配置されたピストン上に気体圧を供給して粘性材料を押圧し、吐出口から粘性材料を吐出させる吐出圧供給手段とを備えた密閉スキージが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の粘性材料塗布装置では、スクリーンマスク５３上をスキージ５４を移動させて粘性材料４を開口５２に充填する方式であるため、また粘性材料４が常時空気に触れているため、粘性材料４の状態が変化し易く、安定した塗布ができなくなる恐れがあるという問題があり、またスキージ５４からはみ出した粘性材料４をスキージ５４内に掻き寄せなくてはならないという問題があった。
【０００６】
特に、一連の塗布動作が終了した時に、スキージ５４をスクリーンマスク５３から離間させた後、スクリーンマスク５３上に粘性材料４が残るため、その清掃に手間がかかるとともに、スクリーンマスク５３上に残った粘性材料４が無駄になるという問題があった。
【０００７】
一方、上記特開平４−２８４２４９号公報に開示された技術手段では、粘性材料を掻き寄せる必要がなく、また粘性材料４が空気に触れず状態が変化することも抑制でき、また一連の塗布動作が終了した時も、密閉スキージをスクリーンマスクから離間させると、殆どの粘性材料は吐出口内に収容された状態のまま回収されるが、スクリーンマスクに付着している粘性材料がスクリーンマスク側に残ってしまい、その清掃に手間がかかるという問題がある。そこで、この公報には、密閉スキージをスクリーンマスクから離間させる際に、スクリーンに平行な方向と直角な方向の成分をもって移動させる技術が開示されている。しかしながら、吐出口を構成するスキージ部材は、従来のスキージと同じ機能を持つように、スクリーンマスク側に向かって先広がりのハ字状に配設されているため、密閉スキージを上記のように移動させても、密閉スキージがスクリーンマスクから離間する直前にスクリーンマスクに付着していた粘性材料は、スキージ部材で充分にすくい取ることができず、やはりスクリーンマスク側に残ってしまうのは避けられず、その清掃に手間がかかるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、粘性材料が常時空気に触れるのを防止して安定して塗布することができ、また動作時に粘性材料がはみ出すことなく、かつ塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させる際に粘性材料がスクリーンマスクに殆ど残らず、スクリーンマスクの清掃の手間を不要にできて自動交換も実現可能となる粘性材料回収方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の粘性材料回収方法は、粘性材料の貯留室を有し、貯留室に連通して粘性材料の吐出口が設けられ、貯留室に粘性材料を供給する粘性材料供給手段が連結され、貯留室内の粘性材料に吐出圧を付与する吐出圧調整手段が設けられ、弾性を有する薄板からなる２枚のプレートが下方に向けて互いに接近してその先端に吐出口を設けた塗布ユニットを用い、被塗布物に対応した開口を有するスクリーンマスクと塗布ユニットの吐出口とを接触させ、貯留室の粘性材料に吐出圧を付与しながら塗布ユニットとスクリーンマスクを相対移動させ、被塗布物をスクリーンマスクに位置決めするテーブル部によって支持された被塗布物に粘性材料を塗布した後に、前記塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させる際に、前記テーブル部を前記スクリーンマスクの下面に当接させた後、塗布ユニットをスクリーンマスクに接触した状態でスクリーンマスクに沿って移動させ、吐出口のスクリーンマスクに接触する端縁で粘性材料を掻き取りながら、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させるものであり、塗布材料を積極的に収容するので粘性材料がスクリーンマスクに殆ど残らず、スクリーンマスクの清掃の手間を不要にできて自動交換を実現することも可能になる。
【００１２】
また、前記塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させる際に、前記テーブル部を前記スクリーンマスクの下面に当接させた後、貯留室の空間を拡張させて塗布材料を貯留室に収容しながら、かつ塗布ユニットをスクリーンマスクに押し付けた状態でスクリーンマスクに沿って移動させ、吐出口のスクリーンマスクに接触する端縁で粘性材料を掻き取りながら塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させると、さらに確実に粘性材料がスクリーンマスクに残らないようにできる。
【００１３】
また、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させた後、粘性材料を貯留室内に収容した状態をそのまま維持することにより、塗布ユニットの待機中に粘性材料が吐出口から垂れ落ちるのを効果的に防止できる。
【００１４】
また、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させた後、塗布ユニットの吐出口を閉鎖しておくことにより、粘性材料が吐出口で空気に触れて状態が変化するのを抑制できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の粘性材料塗布装置について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２３】
粘性材料塗布装置の塗布ヘッドの全体構成を図１に示す。図１において、塗布ヘッドは、材料供給部１、エア供給部２、塗布ユニット３から主構成されている。材料供給部１は、接着剤やクリーム半田等の粘性材料４がシリンジ状の収納タンク１ｂに収容されており、材料供給用の圧縮エアによってプランジャ１ａが作動して粘性材料４が加圧され、塗布ユニット３における粘性材料４の貯留室であるチャンバ３ａ内に粘性材料４が充満するように圧送される。
【００２４】
塗布ユニット３のチャンバ３ａと材料供給部１とはジョイント５によって連結されており、ジョイント５に設けられた供給通路５ａを通過して粘性材料４がチャンバ３ａ内に供給される。
【００２５】
チャンバ３ａの下部両側には、弾性を有する薄板からなる２枚のブレード６が、下方に向けて互いに接近してその先端間に１０ｍｍ程度の間隔があくようにブレード押え７によって取付けられており、２枚のブレード６間の開口により、粘性材料４を吐出する吐出口８が形成されている。ブレード６は、例えば０．１〜０．５ｍｍ程度の銅やステンレスや樹脂などの薄板にて構成されるが、特にポリイミドやポリアミド・イミド等の樹脂材料が好適である。
【００２６】
２枚のブレード６の両端にはストッパ９が配置されており、粘性材料４がチャンバ３ａから漏れるのを防いでおり、粘性材料４にかかる圧力によりストッパ９が外れないようにジョイント５により押さえられている。
【００２７】
チャンバ３ａの吐出口８とは反対側、即ちチャンバ３ａの上部には、吐出口８と対向させて、チャンバ３ａ内に一部が臨むように、くぼみを有したシートからなる袋１０がチャンバ３ａの長手方向に沿ってほぼ全長にわたって配設されており、チャンバ３ａとその上部を閉鎖するプレート３ｂとにより挟み込まれて固定されている。袋１０はエア供給部２からエアポート２ａを介してエアが供給及び排出されることにより、内部容積が増減するように構成されている。袋１０は、厚みが０．０３から１ｍｍ程度のウレタンエラストマーやポリエチレンやナイロン等の樹脂材にて構成され、より好ましい厚みは０．３から０．５ｍｍ程度である。ここで、袋１０の厚みは、供給されるエアの圧力にもよるが、薄すぎると破れる恐れがあり、また厚すぎると膨張収縮の応答性が悪くなる恐れがある。
【００２８】
チャンバ３ａ内に粘性材料を供給した後、袋１０にエアを供給すると、粘性材料４を所定の圧力で押すことができ、粘性材料４の塗布時の吐出圧を付与することができ、袋１０からエアを排出すると、瞬時に吐出圧を解除することができる。
【００２９】
袋１０のチャンバ３ａとプレート３ｂとで挟まれて固定されている部分において、袋１０の下面にエアを抜くためのエア抜きシート１１が配置されており、材料供給部１からチャンバ３ａ内に最初に粘性材料４が供給される際に、チャンバ３ａ内のエアがエア抜きシート１１から抜けるようになっている。
【００３０】
チャンバ３ａの中央は、袋１０が配設されず、この部分にチャンバ３ａ内の粘性材料４の圧力を検出するために圧力検出手段１２が設けられている。
【００３１】
次に、以上の構成の塗布ヘッドによりスクリーンマスク５３を介して被塗布物５０に粘性材料４を塗布する動作を所要回数繰り返した後、塗布ヘッドをスクリーンマスク５３から離間させて待機させる際に、粘性材料４をスクリーンマスク５３上に残さないように塗布ユニット３のチャンバ３ａ内に回収する方法について、図２〜図４を参照して説明する。
【００３２】
図２において、塗布工程が終了した状態で、図２（ａ）に示すように、塗布ユニット３のチャンバ３ａ内には粘性材料４が満たされており、吐出口８で粘性材料４はスクリーンマスク５３と接触している。この状態のまま塗布ユット３を上昇させると、スクリーンマスク５３上には粘性材料４が多く残ってしまう。なお、従来のスキージ５４を用いて塗布している場合は、全ての粘性材料４がスクリーンマスク５３上に残ることになる。
【００３３】
そこで、図２（ｂ）に示すように、袋１０をしぼませることにより、チャンバ３ａ内の粘性材料４の収容空間を吐出口８から離れる方向に拡張させ、吐出口８部分の粘性材料４をチャンバ３ａ内に移動・回収させる。その後、図２（ｃ）に示すように、塗布ユニット３をスクリーンマスク５３から離間するように上昇させる。なお、上記粘性材料４の回収速度、すなわちチャンバ３ａ内の粘性材料４の収容空間の拡張速度や、回収後の塗布ユニット３の上昇速度は、吐出口８の開口の大きさや塗布材料４の性状に応じて選定するのが好ましく、好適に設定することによりスクリーンマクス５３上への粘性材料４の残りを殆どなくすことができる。
【００３４】
このようにスクリーンマスク５３上の粘性材料４をチャンバ３ａ内に回収することにより、スクリーンマスク５３上に粘性材料４を殆ど残すことなく、塗布ユニット３をスクリーンマスク５３から離間させて待機させることができる。また、チャンバ３ａ内の収容空間を拡張する手段として、吐出圧調整手段である袋１０を兼用しているので、安価に構成でき、またチャンバ３ａに臨んだ状態でその長手方向に延設された袋１０を用いているので、吐出口８の全体にわたって確実に粘性材料４を収容することができる。
【００３５】
また、図２においては、チャンバ３ａ内の収容空間の拡張手段として、袋１０を用いた例を示したが、図３に示すように、チャンバ３ａ内に対して侵入・退出可能に配設された出退部材２０をシリンダ等の押引手段１３にてチャンバ３ａ内に押し込んで粘性材料４を加圧し、吐出口８から吐出させて塗布するようにした塗布ユニット３においても、同様に押引手段１３にて出退部材２０を退出させることにより、図３（ａ）の状態から図３（ｂ）に示すように、吐出口８の粘性材料４をチャンバ３ａ内に移動させて回収することができ、その後、図３（ｃ）に示すように、塗布ユニット３をスクリーンマスク５３から離間させても、粘性材料４をスクリーンマスク５３上に殆ど残すことはない。
【００３６】
また、図４に示すように、チャンバ３ａの上部に粘性材料４を収納した容器１４を設けて、貫通穴１４ａを介してチャンバ３ａ内と連通させ、容器１４の粘性材料４上に配置したプランジャ２１をシリンダ等の押引手段１５で押圧してチャンバ３ａ内に粘性材料４を供給するとともに吐出口８から吐出させて塗布するようにした塗布ユニット３においても、同様に押引手段１５にてプランジャ２１を引き込むことにより、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）に示すように、吐出口８の粘性材料４をチャンバ３ａ内に移動させて回収することができ、その後、図４（ｃ）に示すように、塗布ユニット３をスクリーンマスク５３から離間させても、粘性材料４をスクリーンマスク５３上に殆ど残すことはない。この例においては、チャンバ３ａ内と容器１４内が貫通穴１４ａが連通しており、それらの粘性材料４の収容空間を拡張して粘性材料４を回収するので、本例では本発明の貯留室はチャンバ３ａ及び容器１４にて構成されているものとする。
【００３７】
次に、塗布ユニット３をスクリーンマスク５３から離間させる際に、チャンバ３ａ内の粘性材料４を収容可能な空間を拡張することなく粘性材料４を回収し、スクリーンマスク５３上に粘性材料４を残さない方法を、図５を参照して説明する。
【００３８】
図５（ａ）において、図２（ａ）と同様に塗布ユニット３のチャンバ３ａの中には粘性材料４が満たされ、吐出口８で粘性材料４がスクリーンマスク５３と接している。ここで、袋１０を加圧しないままで、塗布ユニット３をスクリーンマスク５３に沿って水平方向に移動させると、吐出口８でスクリーンマスク５３に接している粘性材料４はスクリーンマスク５３に押さえつけられていないのでスクリーンマスク５３上をすべりながらブレード６で掻き取られ、この移動を行いつつ塗布ユニット３をスクリーンマスク５３から離間するように上昇させることにより、粘性材料４はスクリーンマスク５３上に残すことなくチャンバ３ａ内に回収される。
【００３９】
なお、図３、図４の構成の塗布ユニット３においても、同様に粘性材料４をスクリーンマスク５３上に殆ど残すことなく回収することができる。
【００４０】
また、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように上記２つの回収方法を併用することもできる。すなわち、図２〜図４で説明したように、チャンバ３ａ内の空間を拡張することによって吐出口８の粘性材料４をチャンバ３ａ内に回収した後、または回収しつつ、図５で説明したように、塗布ユニット３をスクリーンマスク５３に沿って水平方向に移動させると、粘性材料４をスクリーンマスク５３上により確実に残すことなく、回収することができる。
【００４１】
ここで、塗布ユニット３をスクリーンマスク５３に沿って水平方向に移動させる粘性材料４の回収方法において、移動させる前に塗布ユニット３をスクリーンマスク５３に対して押し付けると、ブレード６の掻き取り効果が増し、粘性材料４をより確実にチャンバ３ａ内に回収することができる。また、図示しない被塗布物を搬送し、スクリーンマスク５３に位置決めするテーブル部を、スクリーンマスク５３の下面に当接させておくと、上記回収動作によりスクリーンマスク５３が撓まないので好適である。
【００４２】
また、以上のようにして粘性材料４をチャンバ３ａ内に回収した塗布ユニット３がスクリーンマスク５３から上昇して待機している状態において、チャンバ３ａ内の粘性材料４を収容する空間を拡張したままにしておくと、長時間放置しておいても、粘性材料４が吐出口８から垂れるのを防ぐことができる。
【００４３】
また、粘性材料４の粘度が低い場合には、図７に示すように、塗布ユニット３のチャンバ３ａ内に回収した後、塗布ユニット３に吐出口８を覆うようにカバー１６を装着することによって、粘性材料４が吐出口８から垂れるのを防ぐことができる。
【００４４】
また、図８に示すように、粘性材料塗布装置のスクリーンマスク５３の側方上部に、塗布ユニット３をその吐出口８を密着状態で接触させて待機させておく、上面が平坦な受け台１７を設けてもよい。このような受け台１７を設けておくと、塗布ユニット３の吐出口８が完全に閉鎖され、粘性材料４が吐出口８で空気に触れて状態が変化するのを抑制でき、かつ再使用時には、塗布ユニット３を受け台１７の上面に沿って移動させることにより、受け台１７の上面に粘性材料４が残らず、かつ塗布ユニット３においてはその吐出口８まで粘性材料４が満たされた状態となっているため、直ちに塗布を開始することができ、生産性を向上できる。
【００４５】
また、以上の実施形態では、スクリーンマスク５３は移動させずに塗布ユニット３側を移動させる例についてのみ説明したが、逆に塗布ユニット３は移動させずに、スクリーンマスク５３や被塗布物５０を移動させるように構成しても、同様に作用してその効果を奏することができる。
【００４６】
また、以上の実施形態では、図９（ａ）に示すように、スクリーンマスク５３の下面に被塗布物５０を配置し、塗布ユニット３から吐出した粘性材料４をスクリーンマスク５３の開口５２を通して被塗布物５０のランド５１上に塗布して印刷する例を示したが、本発明は、図９（ｂ）に示すように、被塗布物５０に形成されている凹部又は貫通穴内に粘性材料４を充填塗布する場合にも適用でき、この場合も同様の効果を奏することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の粘性材料回収方法によれば、以上の説明から明らかなように、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させる際に、前記テーブル部を前記スクリーンマスクの下面に当接させた後、塗布ユニットをスクリーンマスクに接触した状態でスクリーンマスクに沿って移動させ、吐出口のスクリーンマスクに接触する端縁で粘性材料を掻き取りながら、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させることで、塗布材料を積極的に収容するので粘性材料がスクリーンマスクに殆ど残らず、スクリーンマスクの清掃の手間を不要にできて自動交換を実現することも可能になる。
【００５０】
また、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させる際に、前記テーブル部を前記スクリーンマスクの下面に当接させた後、貯留室の空間を拡張させて塗布材料を貯留室に収容しながら、かつ塗布ユニットをスクリーンマスクに押し付けた状態でスクリーンマスクに沿って移動させ、吐出口のスクリーンマスクに接触する端縁で粘性材料を掻き取りながら塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させると、さらに確実に粘性材料がスクリーンマスクに残らないようにできる。
【００５１】
また、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させた後、粘性材料を貯留室内に収容した状態をそのまま維持すると、塗布ユニットの待機中に粘性材料が吐出口から垂れ落ちるのを効果的に防止できる。
【００５２】
また、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させた後、塗布ユニットの吐出口を閉鎖するようにすると、粘性材料が吐出口で空気に触れて状態が変化するのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粘性材料塗布装置の一実施形態の全体構成を示す正面図である。
【図２】同実施形態における塗布ユニットのスクリーンマスクからの離間工程の第１の工程例の説明図である。
【図３】同実施形態における第１の離間工程の変形例の説明図である。
【図４】同実施形態における第１の離間工程の他の変形例の説明図である。
【図５】同実施形態における塗布ユニットのスクリーンマスクからの離間工程の第２の工程例の説明図である。
【図６】同実施形態における塗布ユニットのスクリーンマスクからの離間工程の第３の工程例の説明図である。
【図７】同実施形態における塗布ユニットの待機時の構成例を示す縦断面図である。
【図８】同実施形態における塗布ユニットの待機時の他の構成例を示す縦断面図である。
【図９】本発明の各実施形態の他の適用例の説明図である。
【図１０】従来例のスクリーン印刷方式の説明図である。
【符号の説明】
１材料供給部（粘性材料供給手段）
２エア供給部（吐出圧調整手段）
３塗布ユニット
３ａチャンバ（貯留室）
４粘性材料
６ブレード
８吐出口
１０袋（吐出圧調整手段兼拡張手段）
１６カバー
１７受け台
２０出退部材（吐出圧調整手段兼拡張手段）
２１プランジャ（吐出圧調整手段兼拡張手段）
５３スクリーンマスク

Claims

粘性材料の貯留室を有し、貯留室に連通して粘性材料の吐出口が設けられ、貯留室に粘性材料を供給する粘性材料供給手段が連結され、貯留室内の粘性材料に吐出圧を付与する吐出圧調整手段が設けられ、弾性を有する薄板からなる２枚のブレードが下方に向けて互いに接近してその先端に吐出口を設けた塗布ユニットを用い、被塗布物に対応した開口を有するスクリーンマスクと塗布ユニットの吐出口とを接触させ、貯留室の粘性材料に吐出圧を付与しながら塗布ユニットとスクリーンマスクを相対移動させ、被塗布物をスクリーンマスクに位置決めするテーブル部によって支持された被塗布物に粘性材料を塗布した後に、前記塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させる際に、前記テーブル部を前記スクリーンマスクの下面に当接させた後、塗布ユニットをスクリーンマスクに接触した状態でスクリーンマスクに沿って移動させ、吐出口のスクリーンマスクに接触する端縁で粘性材料を掻き取りながら、塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させることを特徴とする粘性材料回収方法。
粘性材料の貯留室を有し、貯留室に連通して粘性材料の吐出口が設けられ、貯留室に粘性材料を供給する粘性材料供給手段が連結され、貯留室内の粘性材料に吐出圧を付与する吐出圧調整手段が設けられ、弾性を有する薄板からなる２枚のブレードが下方に向けて互いに接近してその先端に吐出口を設けた塗布ユニットを用い、被塗布物に対応した開口を有するスクリーンマスクと塗布ユニットの吐出口とを接触させ、貯留室の粘性材料に吐出圧を付与しながら塗布ユニットとスクリーンマスクを相対移動させ、被塗布物をスクリーンマスクに位置決めするテーブル部によって支持された被塗布物に粘性材料を塗布した後に、前記塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させる際に、前記テーブル部を前記スクリーンマスクの下面に当接させた後、貯留室の空間を拡張させて塗布材料を貯留室に収容しながら、かつ塗布ユニットをスクリーンマスクに押し付けた状態でスクリーンマスクに沿って移動させ、吐出口のスクリーンマスクに接触する端縁で粘性材料を掻き取りながら塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させることを特徴とする粘性材料回収方法。
塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させた後、粘性材料を貯留室内に収容した状態をそのまま維持することを特徴とする請求項１又は２記載の粘性材料回収方法。
塗布ユニットをスクリーンマスクから離間させた後、塗布ユニットの吐出口を閉鎖しておくことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の粘性材料回収方法。