JP4001537B2 - 粘性材料塗布方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、表面実装により回路基板上に電子部品を実装し固定するために回路基板上の電子部品実装位置あるいはその近辺に粘性材料を正確な位置及び量にて効率的に塗布する粘性材料塗布方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
回路基板上への大型部品の固定、凹凸のある基板への半田ペーストの塗布、実装後の部品と基板との間へのアンダーフィルの注入、及び実装部品を覆うコーティング剤の塗布等を行うとき、ディスペンサを用いた溶剤塗布が主流となってきている。さらに、部品実装密度の高密度化に伴い、溶剤塗布の高精度化が要求され、又、部品実装ラインにおけるサイクルタイムの向上に伴い、効率の良い高速な溶剤塗布が要求されている。該要求に応えるため、上記ディスペンサの移動を高速化しかつ連続塗布を行う描画塗布動作方法が実施されている。
【0003】
以下に基本的な塗布方法について溶剤自動塗布機の例を用いて、図12を参照しながら説明する。吐出ユニット1は、溶剤9を収納するタンク2と、吐出ノズル6と、溶剤9を吐出ノズル6に送る吐出ネジ3と、管4と、吐出ネジ3を回転させるモータ5とを備えて構成される。吐出ユニット1は、生産動作時にX軸方向に移動するXロボット7に搭載され、生産基板は、生産動作時にY軸方向に移動するYテーブル8に保持される。
このような溶剤自動塗布機において、吐出ネジ3を用いた溶剤9の吐出方法について説明する。吐出用ネジ3が挿入されている管4へ空気圧等を用いてタンク2から溶剤9を供給する。次にモータ5にて吐出用ネジ3を一定方向へ所定回転数で回転させ、溶剤9を吐出ノズル6へ送り込み、吐出ノズル6の先端から所定量の溶剤9を吐出させる。そして吐出した溶剤9をプリント基板へ塗布する(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
又、図13は、溶剤の塗布動作について回路基板上における溶剤の塗布位置を示した生産プログラムであり、該生産プログラムに記された順番で回路基板上に溶剤が描画塗布される。該描画塗布動作では、塗布動作を行う前に吐出ノズルを有する塗布ヘッドは、当該塗布装置の原点に位置するものとする。上記生産プログラムでは、上記塗布ヘッドの移動先位置、移動速度、及び上記移動先位置までの塗布方法を設定できるものとする。まず、ブロック1では、X座標100mm、Y座標100mmの位置へ移動速度400mm/sにて、上記塗布ヘッドを移動するようにプログラムされている。ブロック2では、X座標100mm、Y座標150mmの位置へ移動速度10mm/sで描画塗布を行いながら上記塗布ヘッドを移動するようにプログラムされている。ブロック3、4についても同様に、(X,Y)=(150、150)、(X,Y)=(150,100)の各位置へ移動速度10mm/sにて描画塗布を行いながら上記塗布ヘッドを移動するようにプログラムされている。ブロック5では、塗布動作を終了し、X座標0mm、Y座標0mmの位置へ移動速度400mm/sで上記塗布ヘッドを移動するようにプログラムされている。このような生産プログラムを用いた塗布動作を図に示すと、図14のようになる。実線は、溶剤が塗布された状態を表している。この塗布動作方法を用いることで、上記塗布ヘッドにて溶剤を吐出させながら高速に連続した塗布動作を行うことができる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−135927号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の描画塗布動作では、図14に示す溶剤の塗布状態のように、描画中において吐出ノズルの移動方向が変わる位置、つまりブロック2からブロック3へ移る位置11−1、及びブロック3からブロック4へ移る位置11−2では、塗布ヘッドが描画移動中に比べてより長時間、同位置に停止するため、描画図形のコーナ部に塗布される溶剤の量が多くなってしまう。このように溶剤量が多くなることで、高密度基板における塗布では、隣の部品やランド部まで溶剤が塗布されてしまうという問題点があった。尚、上記高密度基板とは、隣接する電子部品の端面間距離において、例えば2.0mm以下にて部品実装されるような基板である。
【0007】
更に、従来の描画塗布動作では、図14に示すように、溶剤を点状に吐出する場合と異なり大量に溶剤を吐出するため、描画塗布終了後の移動、つまり、ブロック4が終了してブロック5の位置へ上記塗布ヘッドを移動する場合、図14に示すような糸引き現象10が発生する。該糸引き現象10とは、溶剤塗布後、吐出ノズルに付着している溶剤が吐出ノズルの移動に伴い移動方向へ引っ張られ、糸を引くように伸びる現象である。該糸引き現象10の発生によっても、高密度基板における塗布動作では、隣の部品やランド部まで溶剤が塗布されるという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、粘性材料の塗布を高品質にて行う粘性材料塗布方法及び装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第1態様の粘性材料塗布方法は、生産プログラムに従って、粘性材料を連続してノズルから吐出しながら上記ノズルと被塗布材とを相対的に移動させて上記被塗布材へ線状に上記粘性材料を塗布する塗布動作を行い、
上記生産プログラムが最終ブロックに達したときには、制御装置に予め記憶した、上記粘性材料毎に温度及び粘度の関係を示す情報と、上記粘性材料を上記ノズル内へ吸引するか否かの判断基準値とに基づいて、上記粘性材料の粘度が安定領域を超えているか否かを判断し、超えているときには上記塗布動作の終了時付近にて上記粘性材料を上記ノズル内へ吸引して上記粘性材料の塗布量を調整する、
ことを特徴とする。
【0010】
又、上記粘性材料の上記ノズル内への吸引を行ったときには、該吸引後、新たな塗布動作を開始する前に、上記ノズルから上記粘性材料を吐出させて試し塗布動作を行うこともできる。
【0011】
又、上記塗布量の調整動作は、上記第1塗布動作から次の新たな第2塗布動作への移行点に対して時間的若しくは位置的に手前である塗布量調整点から上記ノズルにおける上記粘性材料の吐出量調整を開始し、かつ上記移行点に到達したときには上記粘性材料の吐出量を上記第2塗布動作における吐出量にすることで行うこともできる。
【0012】
又、上記塗布量調整点における上記粘性材料の吐出量調整は、該吐出量をゼロにしてもよい。
【0013】
又、上記塗布量の調整動作は、上記第1塗布動作から次の新たな第2塗布動作への移行点に対して時間的若しくは位置的に手前である塗布量調整点から、上記ノズルと上記被塗布材との相対的な移動速度を上記第1塗布動作における第1速度に比して高速化し、かつ上記移行点に到達したときには上記相対的な移動速度を上記第2塗布動作における第2速度とすることもできる。
【0014】
さらに、本発明の第2態様の粘性材料塗布装置は、粘性材料を吐出するノズルと、
上記ノズルから上記粘性材料を連続して吐出させて被塗布材へ線状に上記粘性材料を塗布する吐出装置と、
上記ノズルと上記被塗布材とを相対的に移動させる移動装置と、
記憶部及び塗布量調整部を有する制御装置と、
を備え、
上記記憶部は、上記被塗布材への上記粘性材料の塗布位置及び塗布条件を含む複数の塗布動作制御用の生産プログラム、上記粘性材料毎に温度及び粘度の関係を示す情報、並びに、上記粘性材料を上記ノズル内へ吸引するか否かの判断基準値を格納し、
上記塗布量調整部は、上記生産プログラムが最終ブロックに達したときには、上記温度及び粘度の関係を示す情報と上記判断基準値とに基づいて、上記粘性材料の粘度が安定領域を超えているか否かを判断し、超えているときには、塗布動作の終了時付近にて上記吐出装置に対して上記粘性材料を上記ノズル内へ吸引する動作制御を行い、上記粘性材料の塗布量を調整する、
ことを特徴とする。
【0016】
又、上記第2態様において、上記粘性材料の上記ノズル内への吸引を行ったときには、該吸引後、新たな塗布動作を開始する前に、上記塗布量調整部は、上記吐出装置に対して上記ノズルから上記粘性材料を吐出させて試し塗布動作を行うように構成してもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態である粘性材料塗布方法及び装置について、図を参照しながら以下に詳しく説明する。ここで、上記粘性材料塗布方法は、上記粘性材料塗布装置にて実行される粘性材料の塗布方法である。又、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。又、粘性材料とは、大気圧下において吐出動作により後述の吐出ノズル106から吐出が可能となり吐出動作を行わないときには吐出ノズル106から吐出されない程度の粘度を有する材料であり、例えば電子部品を回路基板に仮止めするための接着剤、電子部品及び回路基板の電極間を電気的に接続するためのクリーム半田、電子部品封止用の封止剤、等が該当する。又、粘性材料が塗布される被塗布材の一例として、本実施形態では回路基板121を例に採るが、回路基板に限定されるものではない。尚、以下の説明では、上記粘性材料として、上記接着剤を例に採る。したがって、以下の説明では、回路基板に上記接着剤を塗布する場合を例に採るが、勿論、該形態に限定されるものではなく、後述の吐出ユニット115を用いて後述の粘性材料塗布方法が実行可能であれば、その形態は問わない。
【0018】
まず、上記粘性材料塗布装置について説明する。図3に示す本実施形態の粘性材料塗布装置100は、基本的には、吐出装置101、ノズル移動装置107、基板移動装置108、及び制御装置180を備え、さらに基板搬送装置120を備えている。
上記吐出装置101は、本実施形態では3組の吐出ユニット115を備えるとともに、吐出ユニット115の下記吐出部110を昇降させる昇降用駆動部を有する。各吐出ユニット115には、粘性材料109を収納し粘性材料109への加圧手段を有する収納部102と、収納部102から供給管104を介して供給された粘性材料109の吐出を行う吐出部110とが備わる。該吐出部110では、下端部に吐出ノズル106を設けたシリンダ111内に吐出ネジ103がその軸周りに回転可能に挿入され、例えばモータを有する駆動部105にて吐出ネジ103が回転される。このように構成される吐出ユニット115を有する吐出装置101では、収納部102からシリンダ111内へ粘性材料109が供給され、駆動部105にて吐出ネジ103を回転させることで、ネジ溝に存在する粘性材料109が吐出ノズル106側へ移送され、吐出ノズル106から吐出される。よって、粘性材料109の吐出動作及びその吐出量は、吐出ネジ103の回転を制御することで制御可能である。
【0019】
上記ノズル移動装置107は、上述の吐出装置101をX軸方向に移動させる装置であり、例えばボールネジ機構を有する。
上記基板移動装置108は、上記吐出装置101にて粘性材料109が塗布される回路基板121を載置し保持するテーブル108−1と、該テーブル108−1をY軸方向に移動させる、例えばモータ及びボールネジ機構を有する駆動部108−2とを備える。
上記ノズル移動装置107及び基板移動装置108にて移動装置を構成し、両者を作動させることで回路基板121の所定位置に粘性材料109を連続して線状に塗布することができる。尚、本実施形態では、吐出装置101及び回路基板121の少なくとも一方を移動させているが、該形態に限定されるものではない。要するに、所定位置に粘性材料109を塗布するために、吐出装置101及び回路基板121を相対的に移動させる構造を採ることができる。
基板搬送装置120は、当該粘性材料塗布装置100における回路基板121の搬入及び搬出を行う装置であり、公知の機構を有する。又、基板搬送装置120及び基板移動装置108は、回路基板121を相互に移載可能な構造を有する。
【0020】
上記制御装置180は、以下に詳しく説明する粘性材料塗布方法を実行するための動作制御を行い、図3に示すように、記憶部181と塗布量調整部182とを備える。記憶部181には、回路基板121への粘性材料109の塗布位置及び塗布条件を含む複数の塗布動作を制御する、例えば図4、図6、図8、図10に示すような情報を含む生産プログラム170−1、170−2、170−3、170−4を格納する。各生産プログラム170−1〜170−4には、上記吐出ユニット115におけるそれぞれの動作(図内では「ブロック」と記載)毎に、吐出ユニット115の移動位置の情報171、吐出ユニット115の移動速度の情報172、吐出ユニット115の動作種類を示す情報173、及び塗布量調整用の情報174が含まれている。例えば図4に示す生産プログラム170−1では、例えば第2動作(ブロック番号2)において、吐出ユニット115の吐出ノズル106を、X座標100、Y座標150の目的位置まで、10mm/sの移動速度にて描画を行い、該描画動作の終了部分では10msにて粘性材料109の吐出を停止する、という情報が含まれている。尚、説明を簡略化するため、生産プログラム170−1〜170−4のいずれも、移動位置情報171は同じに設定している。生産プログラム170−1〜170−4の移動位置情報171によれば、図14に示す場合と同様に、コ字状に描画されるのがわかる。
勿論、上述の4つの生産プログラム170−1〜170−4は一例であり、生産プログラムの数及びその内容は、上述の4つの内容に限定されるものではない。
【0021】
さらに又、記憶部181には、当該粘性材料塗布方法を実行するための、図1及び図2にてフローチャートで示される動作制御用のプログラム160−1、160−2を格納している。尚、本実施形態では、上記粘性材料塗布方法を実行するための上記プログラム160−1、160−2を記憶部181に予め格納しているが、該形態に限定されず、例えばCD−ROM等の記録媒体に記録された上記プログラム160−1、160−2を読取装置にて読み出して記憶部181に記憶してもよいし、さらには、通信回線を介して上記プログラム160−1、160−2をダウンロードして記憶部181に記憶してもよい。
上記塗布量調整部182は、上記生産プログラム170−1〜170−4に従って実行される一つの塗布動作の終了時付近にて粘性材料109の塗布量を調整する。詳しくは以下で説明する。
【0022】
このように構成される粘性材料塗布装置100における動作、即ち、当該粘性材料塗布装置100にて実行される粘性材料塗布方法について、以下に説明する。上述のように上記粘性材料塗布方法は、制御装置180、特に塗布量調整部182にて動作制御がなされる。
図1に示される、上記粘性材料塗布方法を実行するための動作制御用プログラム160−1に含まれる塗布量調整動作は、粘性材料109の第1塗布動作の終了付近において粘性材料109の塗布量を調整する制御であり、より詳しくは上記第1塗布動作から次の第2塗布動作に移る箇所における、従来の問題点として存在する粘性材料109の多量塗布を防止するための制御動作である。各ステップ毎に以下に説明する。
【0023】
ステップ(図内では「S」にて示す)101では、上記生産プログラム170−1〜170−4の内、実行すべき所望の生産プログラムから、線状に粘性材料109を塗布するための情報、つまり上記移動位置情報171及び移動速度情報172を取得する。
次のステップ102では、上記所望の生産プログラムから、吐出ノズル106の移動方向が変化する箇所、つまり例えば生産プログラム170−1では、ブロック番号2からブロック番号3に、及びブロック番号3からブロック番号4に切り替わる、以下の説明で例えば符号152にて示す動作変更箇所付近において、吐出ノズル106からの粘性材料109の塗布量を調整するための上記塗布量調整用情報174を取得する。
【0024】
次のステップ103では、上記所望の生産プログラムより取得した塗布情報を基に描画塗布動作を開始する。次のステップ104では、上記塗布量調整用情報174に基づき、上記動作変更箇所よりも手前に位置する、以下の説明で例えば符号153にて示す塗布量調整位置に吐出ノズル106が到達したか否かを判断する。到達したときには、次のステップ105へ進み、未到達のときにはステップ103を実行する。ステップ105では、上記塗布量調整用情報174に基づいて、時間的若しくは位置的に上記塗布量調整位置から上記動作変更箇所までの間にて、塗布量の調整動作を行う。
【0025】
上記ステップ105にて実行される上記塗布量調整動作について、図5、図7、図9を参照しながら以下に説明する。尚、吐出ノズル106から回路基板121へ粘性材料109を塗布するためには、吐出装置101に備わる上記昇降用駆動部を作動させて回路基板121に吐出ノズル106の先端を近接させる動作が実行される。しかしながら以下の説明では、上記塗布量調整動作に重点を置き、上述の昇降動作のような諸動作に関する説明は省略する。又、各図に記載する、及び以下の説明内で記載する各数値は、好ましい一例であり、これらの値に限定する意味ではない。
図5は、図4に示す生産プログラム170−1にて描画塗布動作を行うときの、制御装置180から、吐出ユニット115の駆動部105、ノズル移動装置107、及び基板移動装置108に対する制御信号の送出タイミングを示している。又、生産プログラム170−1では、上記動作変更箇所付近、詳しくは、上記塗布量調整位置から上記動作変更箇所までの吐出ノズル106の移動に相当する時間にて、粘性材料109の吐出を停止することで塗布量の調整動作が行われる。
【0026】
図4に示す生産プログラム170−1のブロック番号1に対応する図5におけるブロック1では、ノズル移動装置107及び基板移動装置108に対して動作制御を行い、吐出ユニット115における吐出ノズル106、及びテーブル108−1における回路基板121が原点である吐出待機位置から描画動作開始位置151へ移動することを示している。尚、上記描画動作開始位置151は、図4のブロック番号1に示すようにX座標及びY座標がともに100mmの位置である。
生産プログラム170−1のブロック番号2に対応するブロック2では、上記描画動作開始位置151に配置された吐出ノズル106及び回路基板121に対して、吐出ユニット115の駆動部105、及び基板移動装置108の駆動部108−2に対して動作制御を行う。即ち、テーブル108−1のみをY軸方向へ第1動作変更箇所152まで移動しながら、駆動部105による吐出ネジ103の回転により、描画動作開始位置151から粘性材料109の吐出を開始し、ブロック2における目的位置である第1動作変更箇所152に到達する10ms手前に相当する第1塗布量調整位置153まで吐出を続行し、第1塗布量調整位置153から第1動作変更箇所152までの上記10msは、吐出を停止する。
【0027】
次に、生産プログラム170−1のブロック番号3に対応するブロック3では、第1動作変更箇所152に配置された吐出ノズル106及び回路基板121に対して、吐出ユニット115の駆動部105、及びノズル移動装置107に対して動作制御を行う。即ち、回路基板121を移動させることなく吐出ユニット115のみをX軸方向へ第2動作変更箇所154まで移動しながら、第1動作変更箇所152から粘性材料109の吐出を再開し、ブロック3における目的位置である第2動作変更箇所154に到達する10ms手前に相当する第2塗布量調整位置155まで吐出を続行し、第2塗布量調整位置155から第2動作変更箇所154までの上記10msは、吐出を停止する。
【0028】
次に、生産プログラム170−1のブロック番号4に対応するブロック4では、第2動作変更箇所154に配置された吐出ノズル106及び回路基板121に対して、吐出ユニット115の駆動部105、及び基板移動装置108の駆動部108−2に対して動作制御を行う。即ち、吐出ユニット115を移動させることなく回路基板121のみをY軸方向へ第3動作変更箇所156まで移動しながら、第2動作変更箇所154から粘性材料109の吐出を再開し、ブロック4における目的位置である上記第3動作変更箇所156まで吐出を続行し、第3動作変更箇所156に吐出ノズル106が到達した時点で吐出を停止する。該ブロック4にて描画動作は終了することから、ブロック4では、上記ブロック2、3にて実行したような、粘性材料109の吐出一時停止制御は、実行されない。
【0029】
次に、生産プログラム170−1のブロック番号5に対応するブロック5では、ノズル移動装置107及び基板移動装置108に対して動作制御を行い、吐出ユニット115及び回路基板121を、第3動作変更箇所156から上記吐出待機位置へ戻す。このとき、勿論、吐出ノズル106からの粘性材料109の吐出は実行されない。
【0030】
上述したように生産プログラム170−1による図5に示す動作制御の実行によれば、描画動作を変更するため吐出ノズル106及び回路基板121のX,Y軸方向における相対的移動を一旦停止するときには、上記一旦停止動作の手前から粘性材料109の吐出を中止する。したがって、吐出ノズル106が回路基板121に対して一旦停止したときでも、該一旦停止箇所、つまり上述の第1動作変更箇所152及び第2動作変更箇所154における粘性材料109の塗布量が他の描画箇所に比して著しく増加することは無くなる。よって、従来の粘性材料塗布動作に比べてより高い塗布品質を得ることができ、その結果、高密度基板における塗布であっても、隣の部品やランド部まで粘性材料109が塗布されてしまうという事態を防止することができる。
【0031】
次に、図6に示す生産プログラム170−2にて実行される、制御装置180から、吐出ユニット115の駆動部105、ノズル移動装置107、及び基板移動装置108に対する制御による粘性材料塗布方法について、図7を参照して説明する。
生産プログラム170−1では、上述したように塗布量調整位置153、155から動作変更箇所152、154までの時間は、吐出ノズル106からの粘性材料109の吐出を完全に停止させた。これに対し生産プログラム170−2では、吐出ノズル106からの粘性材料109の吐出を完全に停止せず、その代わりに、塗布量調整位置から動作変更箇所までの時間を生産プログラム170−1の場合に比べて長くすることで、生産プログラム170−1の場合と同様の効果を得ようとするものである。このように生産プログラム170−2による塗布方法は、生産プログラム170−1の場合の変形例に相当する。よって、以下には、両者の相違点のみについて説明を行う。
【0032】
図7に示すように、ブロック2では、目的位置である第1動作変更箇所152に到達する20ms手前に相当する第3塗布量調整位置157まで粘性材料109の吐出を続行し、第3塗布量調整位置157から第1動作変更箇所152までの上記20msは、吐出ユニット115の駆動部105を動作制御して吐出ネジ103の回転数を制御して、描画動作開始位置151から第3塗布量調整位置157までの塗布量の50%若しくはほぼ50%の塗布量とする。該ブロック2と同様に、ブロック3においても、第2動作変更箇所154に到達する20ms手前に相当する第4塗布量調整位置158から上記第2動作変更箇所154までの時間は、上記50%若しくはほぼ50%の塗布量とする。
このような生産プログラム170−2による塗布量調整方法によっても、上記生産プログラム170−1の場合と同じ効果を得ることができる。
【0033】
次に、図8に示す生産プログラム170−3にて実行される、制御装置180から、吐出ユニット115の駆動部105、ノズル移動装置107、及び基板移動装置108に対する制御による粘性材料塗布方法について、図9を参照して説明する。
生産プログラム170−1、170−2では、塗布量調整のため、上述のように吐出ユニット115の駆動部105に対して動作制御を行ったが、生産プログラム170−3では、駆動部105については描画動作開始位置151から第3動作変更箇所156まで塗布量制御用の動作は行わず、これに対し、動作変更箇所152、154の手前にて、基板移動装置108及びノズル移動装置107の動作制御を行い吐出ノズル106及び回路基板121の移動速度を変化させる。尚、この変形例においても、生産プログラム170−1、170−2と、生産プログラム170−3との相違点のみを以下に説明する。
【0034】
図9に示すように、吐出ユニット115の駆動部105に対しては、描画動作開始位置151から第3動作変更箇所156まで一定の制御信号を供給する。よって、吐出ネジ103は、描画動作開始位置151から第3動作変更箇所156まで定速で回転し、吐出ノズル106からは、等量の粘性材料109が吐出される。
ブロック2では、ノズル移動装置107に対して動作させず、基板移動装置108に対して、描画動作開始位置151から上記第1動作変更箇所152に到達する20ms手前に相当する第5塗布量調整位置141まで10mm/sの第1速度143にてテーブル108−1をY軸方向に移動させる。そして第5塗布量調整位置141から第1動作変更箇所152まで20mm/sの第2速度144にてテーブル108−1をY軸方向に移動させる。
【0035】
ブロック3では、基板移動装置108に対しては動作させず、ノズル移動装置107に対して、第1動作変更箇所152から上記第2動作変更箇所154に到達する20ms手前に相当する第6塗布量調整位置142まで10mm/sの第1速度145にて吐出ユニット115をX軸方向に移動させる。そして第6塗布量調整位置142から第2動作変更箇所154まで20mm/sの第2速度146にて吐出ユニット115をX軸方向に移動させる。
尚、テーブル108−1及び吐出ユニット115は、駆動開始から上記速度に到達するまでには、若干のタイムラグが存在する。
【0036】
上述したような生産プログラム170−3による粘性材料塗布方法によれば、描画動作を変更するため吐出ノズル106及び回路基板121のX,Y軸方向における相対的移動を一旦停止するときには、上記一旦停止動作の手前から回路基板121と吐出ノズル106との相対的な移動速度を上げるようにした。したがって、このような高速移動期間では、単位長さ当たりに塗布される粘性材料109の量は、他の描画箇所に比して減少することから、吐出ノズル106が回路基板121に対して一旦停止したときでも、該一旦停止箇所、つまり上述の第1動作変更箇所152及び第2動作変更箇所154における粘性材料109の塗布量が他の描画箇所に比して著しく増加することは無くなる。よって、従来の粘性材料塗布動作に比べてより高い塗布品質を得ることができ、その結果、高密度基板における塗布であっても、隣の部品やランド部まで粘性材料109が塗布されてしまうという事態を防止することができる。
【0037】
次に、図10に示す生産プログラム170−4にて実行される、制御装置180から、吐出ユニット115の駆動部105、ノズル移動装置107、及び基板移動装置108に対する制御による粘性材料塗布方法について、図2及び図11を参照して説明する。
生産プログラム170−4は、最終ブロックにおいて塗布動作が終了するとき、上記糸引き現象10の発生を防止するための塗布量調整方法を有する粘性材料塗布方法を実行するプログラムである。尚、図11に示すように生産プログラム170−4は、上記糸引き現象発生防止用の塗布量調整動作に重点を置いた形態であるが、上述の生産プログラム170−1〜170−3にて説明した動作変更箇所152、154付近における塗布量調整動作をさらに含めることも勿論可能である。その場合、図1に示すステップ105の次に、図2に示すステップ111以下の工程を実行すればよい。
【0038】
上述するように、生産プログラム170−4では、最終ブロックにおいて塗布動作が終了するときの糸引き現象発生防止用の塗布量調整動作及び該塗布量調整動作に関連する動作が特徴部分であるので、該特徴部分について以下に詳しく説明する。
図2に示す塗布方法動作制御用プログラム160−2において、ステップ101、103では、上述した各動作が実行される。ステップ103の次に動作するステップ110では、各ブロック2〜4において目的位置つまり上記動作変更箇所に到達したか否かを判断し、ステップ111では最終ブロックか否かを判断する。最終ブロックに達するまでステップ101、103、110、111が繰り返される。最終ブロックに達したときには、ステップ112にて、粘性材料109の粘度が安定領域を超えているか否かが判断され、超えているときには次のステップ113へ進み、吸引処理が実行される。
【0039】
上記ステップ112について詳しく説明する。上記糸引き現象10の発生の有無は、粘性材料109の粘度と関係している。粘性材料109の粘度は、粘性材料109の材質、使用温度等によって変化する。よって、予め、制御装置180の記憶部181に、使用する粘性材料109毎に、温度と粘度との関係を示す情報を格納し、かつ上記吸引動作を行うか否かの判断基準値を設定しておく。該判断基準値としては、粘性材料109の例えば粘度を採用でき、一例としては100Pa・sである。よって、上記粘性材料109の例えば粘度が上記判断基準値以下であるとき、つまり粘性材料109が上記安定領域を超えているときには、上記ステップ113へ進み吸引処理を実行し、一方、上記粘度が上記判断基準値を超えるとき、つまり粘性材料109が上記安定領域内にあるときには、上記糸引き現象は生じ難いと判断されるので、上記ステップ113の吸引動作は実行しない。
【0040】
ステップ113の前後の動作について詳しく説明する。
上記描画動作開始位置151から上記第3動作変更箇所156までについて、ノズル移動装置107及び基板移動装置108に対する動作制御は、上述した生産プログラム170−1、170−2における動作制御と同じである。又、吐出ユニット115の駆動部105に対しても、描画動作開始位置151から第3動作変更箇所156まで一定の制御信号を供給する。よって、吐出ネジ103は、描画動作開始位置151から第3動作変更箇所156まで定速で回転し、吐出ノズル106からは、等量の粘性材料109が吐出される。
【0041】
さらに最終ブロックに相当するブロック4が終了とき、即ち、第3動作変更箇所156に吐出ノズル106が到達した時点から、その20ms経過時に相当する第7塗布量調整位置131まで、上記ステップ113において、駆動部105に対して吐出ネジ103を逆回転させ、かつその回転速度を、描画動作開始位置151から上記第3動作変更箇所156までの回転速度の50%又はほぼ50%に制御する。よって、第3動作変更箇所156から第7塗布量調整位置131までの間、粘性材料109は吐出ノズル106内へ引き込まれ、吐出することはない。尚、上述のようにブロック4における動作は既に終了しているので、第3動作変更箇所156から第7塗布量調整位置131までの間、回路基板121及び吐出ユニット115はX,Y方向に移動しない。
【0042】
又、吸引動作用の、吐出ネジ103の逆回転時間、回転速度の各値は、一例であり、上記値に限定するものではない。又、上記逆回転時間、回転速度の各値は、各粘性材料109毎に設定された値を予め記憶部181に格納しておいてもよいし、各粘性材料109毎に設けた近似計算式にて求めても良い。該近似計算式としては、例えば、ΔV=f(ρ×t)がある。ここで、ΔVは、吐出ネジ103の回転数、ρは粘性材料109の粘度であり、tは粘性材料109の温度である。fは関数であることを表す。
【0043】
第3動作変更箇所156から第7塗布量調整位置131までの20msが終了した時点で、次のブロック5へ進み、吐出ユニット115及びテーブル108−1を上記吐出待機位置へ移動させる。
【0044】
上述したように生産プログラム170−4によれば、吐出ネジ103の上記逆回転動作による粘性材料109の吸引動作により、吐出ユニット115が上記吐出待機位置へ移動する前に、吐出ノズル106の先端における粘性材料109と、回路基板121に塗布された粘性材料109とは分離される。よって、粘性材料109を線状に塗布する描画塗布動作において、描画塗布動作終了後における吐出ユニット115の移動に起因して粘性材料109の糸引きが発生するのを防止することができ、安定した描画塗布動作を行うことができる。したがって、従来の粘性材料塗布動作に比べてより高い塗布品質を得ることができ、その結果、高密度基板における塗布であっても、隣の部品やランド部まで粘性材料109が塗布されてしまうという事態を防止することができる。
【0045】
一方、上記吸引動作を行うことで、粘性材料109は、吐出ノズル106の先端よりも吐出ノズル106内部へ吸い込まれてしまう可能性がある。このような場合、次の塗布動作の開始時点において、吐出ノズル106の先端まで粘性材料109が移送されるのに時間を要し、塗布開始箇所に十分な量の粘性材料109が塗布されない状態が生じる場合も考えられる。そこで、このような塗布量不足現象の発生を未然に防止するため、ステップ113にて上記吸引動作を行ったときには、次のステップ114にて、粘性材料109の試し打ち動作を行う。該試し打ち動作は、次の塗布動作が実行される前の任意の時点で実行され、図11に符号132にて示すように、吐出ノズル106から粘性材料109が吐出されるように吐出ネジ103を正回転させて、粘性材料109を吐出ノズル106の先端から吐出させる。又、このとき、吐出ユニット115をノズル移動装置107にて移動させて、図3に示すように粘性材料塗布装置100の適宜な場所に設置することができる試し打ちステージ113へ吐出させた粘性材料109を塗布するようにしてもよい。
このようにステップ114を設けることで、塗布開始箇所における上記塗布量不足現象の発生を未然に防止することができ、高い塗布品質を得ることができる。
【0046】
上述した各生産プログラム170−1〜170−4ではいずれの場合も、塗布量調整位置153、155、157、158、141、142、131は、動作変更箇所152、154、156に対して時間にて設定しているが、制御装置180では吐出ユニット115及びテーブル108−1の移動量を把握していることから、距離にて設定することも可能である。
上述したように、各生産プログラム170−1〜170−4によれば、粘性材料109の塗布を従来に比べて高品質にて行うことができる。よって、例えばアンダーフィル処理を行う場合において、電子部品の端面間距離が例えば2.0mm以下1.0mmを超えるようなときであっても、隣接する電子部品間において粘性材料109が悪影響を与えるような塗布を防止することができる。
【0047】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の第1態様の粘性材料塗布方法、及び第2態様の粘性材料塗布装置によれば、吐出装置、移動装置、及び制御装置を備え、粘性材料を連続してノズルから吐出しながら被塗布材へ線状に上記粘性材料を塗布する第1塗布動作の終了時付近にて上記粘性材料の塗布量を調整するようにした。よって、上記終了時付近における粘性材料の塗布量が増加することなく均一な塗布が可能となる。よって、従来に比べて高品質な塗布を行うことができる。
【0048】
又、被塗布材への塗布動作を終了するときには、粘性材料をノズル内へ吸引するようにしたことから、いわゆる糸引き現象の発生を防止することができる。よって、従来に比べて高品質な塗布を行うことができる。
【0049】
さらに、上記ノズル内への粘性材料の吸引動作を行ったときには、新たな塗布動作を開始する前に、試し塗布動作を行うようにしたことから、新たな塗布動作の開始時点にて塗布量が不足するという現象の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の粘性材料塗布方法における動作を示すフローチャートである。
【図2】 図1に示す粘性材料塗布方法の変形例における動作を示すフローチャートである。
【図3】 図1及び図2に示す粘性材料塗布方法を実行する粘性材料塗布装置を示す図である。
【図4】 図1に示す粘性材料塗布方法を実行するための生産プログラムの一例を説明するための図である。
【図5】 図4に示す生産プログラムを実行したときの各被制御部分の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図6】 図1に示す粘性材料塗布方法を実行するための生産プログラムの他の例を説明するための図である。
【図7】 図6に示す生産プログラムを実行したときの各被制御部分の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図8】 図1に示す粘性材料塗布方法を実行するための生産プログラムのさらに別の例を説明するための図である。
【図9】 図8に示す生産プログラムを実行したときの各被制御部分の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図10】 図2に示す粘性材料塗布方法を実行するための生産プログラムの一例を説明するための図である。
【図11】 図10に示す生産プログラムを実行したときの各被制御部分の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図12】 従来の粘性材料塗布装置を示す図である。
【図13】 図12に示される粘性材料塗布装置にて実行される粘性材料塗布方法の動作を説明するための図である。
【図14】 図13に示される粘性材料塗布方法にて塗布された粘性材料を示す図である。
【符号の説明】
100…粘性材料塗布装置、101…吐出装置、106…吐出ノズル、
107…ノズル移動装置、108…基板移動装置、109…粘性材料、
121…回路基板、131…第7塗布量調整位置、
141…第5塗布量調整位置、142…第6塗布量調整位置、
143…第1速度、144…第2速度、145…第1速度、
146…第2速度、152…第1動作変更箇所、
153…第1塗布量調整位置、154…第2動作変更箇所、
155…第2塗布量調整位置、156…第3動作変更箇所、
157…第3塗布量調整位置、158…第4塗布量調整位置、
180…制御装置、181…記憶部、182…塗布量調整部。
Claims (4)
- 生産プログラムに従って、粘性材料(109)を連続してノズル(106)から吐出しながら上記ノズルと被塗布材(121)とを相対的に移動させて上記被塗布材へ線状に上記粘性材料を塗布する塗布動作を行い、
上記生産プログラムが最終ブロックに達したときには、制御装置に予め記憶した、上記粘性材料毎に温度及び粘度の関係を示す情報と、上記粘性材料を上記ノズル内へ吸引するか否かの判断基準値とに基づいて、上記粘性材料の粘度が安定領域を超えているか否かを判断し、超えているときには上記塗布動作の終了時付近にて上記粘性材料を上記ノズル内へ吸引して上記粘性材料の塗布量を調整する、
ことを特徴とする粘性材料塗布方法。 - 上記粘性材料の上記ノズル内への吸引を行ったときには、該吸引後、新たな塗布動作を開始する前に、上記ノズルから上記粘性材料を吐出させて試し塗布動作を行う、請求項1記載の粘性材料塗布方法。
- 粘性材料(109)を吐出するノズル(106)と、
上記ノズルから上記粘性材料を連続して吐出させて被塗布材(121)へ線状に上記粘性材料を塗布する吐出装置(101)と、
上記ノズルと上記被塗布材とを相対的に移動させる移動装置(107、108)と、
記憶部(181)及び塗布量調整部(182)を有する制御装置(180)と、
を備え、
上記記憶部は、上記被塗布材への上記粘性材料の塗布位置及び塗布条件を含む複数の塗布動作制御用の生産プログラム、上記粘性材料毎に温度及び粘度の関係を示す情報、並びに、上記粘性材料を上記ノズル内へ吸引するか否かの判断基準値を格納し、
上記塗布量調整部は、上記生産プログラムが最終ブロックに達したときには、上記温度及び粘度の関係を示す情報と上記判断基準値とに基づいて、上記粘性材料の粘度が安定領域を超えているか否かを判断し、超えているときには、塗布動作の終了時付近にて上記吐出装置に対して上記粘性材料を上記ノズル内へ吸引する動作制御を行い、上記粘性材料の塗布量を調整する、
ことを特徴とする粘性材料塗布装置。 - 上記粘性材料の上記ノズル内への吸引を行ったときには、該吸引後、新たな塗布動作を開始する前に、上記塗布量調整部は、上記吐出装置に対して上記ノズルから上記粘性材料を吐出させて試し塗布動作を行う、請求項3記載の粘性材料塗布装置。
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