JP6682059B2

JP6682059B2 - 塗布方法

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Publication number: JP6682059B2
Application number: JP2015002152A
Authority: JP
Inventors: 松永　正文; 正文松永
Original assignee: Mtek Smart Corp
Current assignee: Mtek Smart Corp
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2035-01-08
Also published as: JP2016123964A; WO2016111095A1

Description

本発明はＬＥＤなどの被塗物に蛍光体などの塗材を塗布する方法及び装置に関する。
本発明の塗布とは、被塗物に対し粉粒体、溶融体、液体などの流体の連続的又は断続的なスプレイ、インクジェット、霧化（含む繊維化）施与、静電霧化（含む繊維化）施与等の粒子や繊維で被塗物に塗布する工法を含みマイクロカーテン施与も含む。
マイクロカーテンとはエアレススプレイノズル等で液体などをスプレイする際、霧になる前の液膜の部分を使用して被塗物に塗布する方法であって被塗物を通り過ぎて距離が広がると霧状に変化する。
また霧化（繊維化）施与とはスプレイによる粒子化も含むが、液体や溶融体などを超音波、エレクトロスピニングなどのスピン、回転体の遠心力、メルトブローン装置などで粒子や繊維をつくり被塗物に塗布する工法を指す。

従来、塗装などの工程でスプレイなどの塗布作業を行う場合、被塗物以外の箇所まで粒子が飛散し付着してしまう現象（業界ではオーバースプレイと呼ぶ）があったため被塗物のハンドリングが難しく、特に薄板タイプ（枚葉）の被塗物の片面をスプレイで全面塗布した後、下流に移動させるためなどの自動化が難しかった。塗材が液体であって凹凸の無い薄板の被塗物はロールコートやカーテンコートで対応できるが凹凸のある被塗物に均一に塗布するにはスプレイなどを応用するしか方法がなかった。

特許文献１にはブース内を移動する被塗装体であるプリント基板に略直行して移動するスプレイノズルで塗布剤を噴射し未着の塗布剤を被塗装体の直下に塗布剤受けパレットを設けオーバースプレイした未着塗布剤を回収し再利用する塗布装置が開示されている。

特許文献２は本出願人により出願された塗布方法あるいは装置であって、吸気、排気機構を備えたブース内で被塗物載置ユニット上のＬＥＤなどの被塗物に蛍光体とバインダーと溶剤からなるスラーリー等の液体を塗布器で塗布する方法や装置が開示されている。

特許文献１の詳細の説明でも述べられているように通常の被塗装体のスプレイによる片面塗布では裏面に異物が付着して裏面を接触搬送する場合搬送が難しかった。また仮に特許文献１の方法を採用しても塗布剤受けパレットの底面までの深さが深いと例えば２５０ｍｍ以上になると回収されるまでの間にスプレイ流に乱流が起きて被塗装体の裏面に付着しやすくなり、一方回収パレットの底面とノズルの距離が短いと例えば１５０ｍｍ以下になると、スプレイ流が底面に塗着された瞬間リバウンドが起きて裏面により多く付着しやすい傾向にあった。それを防止するために回収パレット付近の排気スピードを上げると噴霧パターンにまで影響しスプレイ粒子が排気に取られて被塗装体の塗布分布が悪くなり塗着効率が悪くるのが塗装業界の常識であった。

特許文献２ではパルス的スプレイを行うことでＡ４サイズの被塗物に塗布するに当たり塗着効率を９０％以上にすることが可能である画期的な工法であったが、被塗物端面ぎりぎりに均一に塗布する際は被塗物載置ユニットである加熱テーブルにスプレイパターンをはみ出して塗布する必要があり、テーブルへの付着を防止する目的でアルミホイルなどをテーブルの少なくとも被塗物外に敷き、スプレイパターンを被塗物よりはみ出させて塗布していた。そして塗材が付着したアルミホイルなどは定期的にオペレーターが交換し廃棄していた。

特開２００６−３４６６０６ＷＯ２０１１／０８３８４１

一般塗装分野のスプレイによる塗布では前述のごとく被塗物が枚葉形状のプレートや厚みのある立体的なあるいは複合材からなるような場合であって、被塗物をベルトコンベヤやチエーンコンベヤなどに乗せて移動させスプレイ機器とで相対移動させて塗装する際、塗材をコンベヤや被塗物の裏面に付着させずに全面を均一にコートすることは極めて難しかった。またベルトコンベヤの幅を被塗物より広くしベルトコンベヤに直接被塗物の裏面を接触させて、被塗物の裏面に付着させないよう被塗物全面に均一に塗布すると、被塗物からはみ出した塗布パターンがベルトコンベヤに付着するのでその除去に多くの時間を費やしていた。そのため特許文献１のように被塗装体の裏面を４本のクランクハンドの先端のツメで支えて搬送していた。この方法では排気スピードや塗布方法を工夫し、例えばＨＶＬＰ（ハイボリュームロープレッシャー）などのエアスプレイなどで低圧で大きな粒子にして塗布する方法や、溶媒などで低固形分になるまで希釈するなどして超低圧霧化方式などのノウハウを駆使して被塗物の裏面付着は防ぐことができたと考える。しかしこの方法では被塗装体に剛性があれば問題ないが、４点以上で支えてもたわみが発生する薄板やフィルムなどの被塗装体には不適であった。一方一般スプレイ塗装分野では被塗物をハンガーなどでつりさげて塗装するしか方法がなく完全な自動化が図れなかった。仮に特許文献１に類似する方法で平板形状の被塗装物を塗装する場合オペレーターにより裏面などの付着状況を確認しながら後工程へのハンドリングを行うしか方法がなかった。

本発明は前述の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は自動的に被塗物の所望する箇所に例えば粉体や熱可塑性樹脂などの溶融体、あるいは常温で液状の塗材を例えばスプレイし仮に一般的なエア圧で霧化させるエアスプレイ方式などを用いたしても所望する箇所を均一に塗布し塗布後の被塗物のマガジンラックなどへの収納あるいは乾燥（ＢＡＫＩＮＧ）工程までの一連の流れを自動化させることである。特にＬＥＤ基板などの付加価値の高い被塗物に蛍光体をスプレイなどにより塗布する場合であっても自動塗布かつ下流への自動搬送、例えば被塗物のマガジンラックなどへの収納あるいはベーキング工程まで自動化できる一連の製造方法および装置を提供することである。

本発明は、少なくとも排気手段を備えた塗布ブース内に組み込まれた塗布器（Applicator or Dispenser）で塗材(Coating Material)を被塗物(Substrate)に塗布する(Apply)方法であって、トレイにトレイよりサイズの小さい被塗物を位置決めして載置する第一の工程と、塗布ブース外のトレイ載置位置でテーブルに自動的に前記トレイを位置決めして載置する第二の工程と、前記テーブルは塗布ブース内と外部との遮蔽機構を開にして塗布ブース内に自動的に移動し、前記遮蔽機構を閉にする第三の工程と、塗布器と前記テーブルは相対移動して塗布パターンが前記トレイをはみ出さないように塗材を前記被塗物に１層または多層に積層塗布する第四の工程と、塗布終了後前記テーブルは前記遮蔽機構を開にしてブース外のトレイ載置位置に移動する第五の工程と、前記テーブル上の被塗物を載置したトレイは自動機により自動的にテーブルから取り外され自動的に下流に移動することを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明は複数の被塗物が予めトレイに位置決めし載置されたものであって、トレイの面積を複数の被塗物の面積の合計より大とし、前記トレイがテーブルに位置決めし載置されることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明は予めトレイ上の被塗物の上に外形寸法がトレイと同じサイズか、よりサイズの大きいマスクが位置決めされて載置されることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明は前記テーブル上の被塗物を載置したトレイのテーブルへの自動載置手段の上流にローダー機構が設けられ、前記テーブルが加熱テーブルであって、熱伝導により加熱された被塗物に前記塗布ブース内で塗材を塗布し被塗物上の塗材の揮発分を９５パーセント以上揮発させた後、前記テーブルを塗布ブース外に移動し、トレイの自動取り外し手段の下流にアンローダー機構が設けられ前記ローダー及びアンローダー機構は兼用装置であることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明はローダー機構の上流、アンローダー機構の下流に被塗物用トレイのマガジンラックが設置され被塗物が載置されたトレイの出し入れが前記マガジンラックの同じ棚に自動的に行われることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明はトレイ載置位置、塗布ブース、オーブンの順に配置する第一の工程と、テーブルは吸着機能を持ち前記テーブルに吸着されたトレイ上の被塗物にマスクがセットされ、塗布ブースに移動したテーブル上の被塗物に塗布器で塗布を行う第二の工程と、塗布終了後、前記テーブルはトレイ載置位置まで移動し、自動機でマスクのみを外す第三の工程と、前記テーブルはトレイ上の被塗物を載置したまま塗布ブースを通り越しオーブンまで移動し、トレイの吸着を停止して少なくとも被塗物上の塗膜の硬化を促進させた後、トレイの吸着を開始してブースを通り抜けて被塗物載置位置まで移動する第四の工程と、前記マスクを前記被塗物に再載置し、前記テーブルを前記塗布ブースに移動させ、前記塗布器で被塗物に塗材を積層する第五の工程からなることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明は複数の塗布装置（COATER）の出入り口を直列に配置し、被塗物を載置したトレイは自動的に各塗布装置入口まで搬送され、前記被塗物を載置したトレイは自動機で塗布装置のトレイ載置位置のテーブル上まで移動し位置決めしてテーブルに載置され、前記テーブルは塗布ブース内に移動し、塗布器で被塗物に塗材を塗布し、前記テーブルは前記トレイ載置位置まで移動し、前記自動機で被塗物を塗布装置入口まで移動させ、コンベヤまたは別の自動機で、前記塗布装置と下流の塗布装置の間の、塗材を乾燥または硬化を促進させるオーブンに移動して被塗物の乾燥または硬化を促進させた後、更に下流の塗布装置で被塗物に塗布器で塗材を塗り重ねし下流のオーブンで乾燥または硬化を促進させることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明はトレイに載置した被塗物の上にマスクをセットし吸着機能を備えたテーブルで少なくともトレイ及び被塗物を吸着し、前記テーブルは塗布ブースに移動して塗布作業を行い、塗布終了後塗布装置入口まで搬送された被塗物のマスクは取り外されて前記トレイ及び被塗物のみをオーブンに移動し乾燥または硬化を促進させることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明は取り外されたマスクは自動機または別コンベヤで搬送され下流の塗布装置の入り口で再度被塗物の上にセットされることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明はトレイに少なくとも１つの被塗物を位置決めして載置し、更に被塗物の上にマスクを位置決めして載置し、マスクの外形寸法がトレイと同じか大であって、かつ面積がトレイ＞被塗物（単数または複数の合計）の序列であって、トレイは自動機で加熱吸着機能を持つテーブルに位置決めして載置され、前記テーブルは塗布ブースに移動してテーブルと塗布器は相対移動して塗材をマスクからはみ出さないように被塗物に塗布し、前記テーブル上のトレイは自動的に下流に移動することを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明は塗材が溶媒を含んだスラーリー（ＳＬＵＲＲＹ）であってマスクに付着したスラーリーを溶媒で溶解させて回収し、溶媒を揮発させた後新たに溶媒を加えてスラーリーにし再利用することを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明は被塗物がLEDまたはＬＥＤ用部材であって、塗材が蛍光体とシリコーンバインダーと溶媒からなる、または蛍光体と溶媒からなるスラーリー（ＳＬＵＲＲＹ）であって、塗布がスプレイ塗布方式であることを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明は少なくとも排気手段を備えた塗布ブース内に組み込まれた塗布器で塗材を被塗物に塗布する方法であって、トレイの上に単数または複数の被塗物を位置決めして載置し、更に被塗物の上に前記被塗物よりサイズの大きいマスクを位置決めし載置して被塗物アッセンブリーとする第一の工程と、前記被塗物アッセンブリーはコンベヤにより塗布ブース内と外部との遮蔽機構を開にして塗布ブース内に自動的に移動し、前記遮蔽機構を閉にする第二の工程と、塗布器と前記被塗物アッセンブリーは相対移動して塗布パターンが前記マスクをはみ出さないように被塗物に塗材を少なくとも１層塗布する第三の工程と、塗布終了後、前記塗布アッセンブリーは前記遮蔽機構または反対側の遮蔽機構を開にしてブース外へ移動し更に下流に移動することを特徴とする塗布方法を提供する。

本発明はマガジンラックに収納された被塗物をローダーから塗布ブースに搬送して塗布ブース内の塗布器で塗材を自動的に塗布し塗布ブースからアンローダーに搬送してアンローダーでマガジンラックに被塗物を収納する装置であって、被塗物をトレイに位置決めして載置し、前記被塗物が載置されたトレイをマガジンラックに収納する第一の工程と、前記マガジンラックをローダー・アンローダー兼用装置にセットする第二の工程と、前記トレイをコンベヤに押し出し前記コンベヤの移動方向の所定の位置で自動機によりトレイを持ち上げ移動して塗布ブースの外にあるトレイ載置位置で加熱・吸着テーブルに位置決めして載置する第三の工程と、前記テーブルはブース内にシャッターを開にして移動しシャッターを閉にする第四の工程と、前記テーブル上の被塗物は塗布器と相対移動し前記塗布器で塗材を少なくとも１層塗布する第五の工程と、塗布終了後前記テーブルは前記シャッターを開にして前記トレイ載置位置まで移動し、前記トレイは前記自動機で持ち上げられコンベヤまで移動して該コンベヤ上に配置され、前記トレイはコンベヤで移動しながらアンローダーでマガジンラックに収納することを特徴とする塗布システムを提供する。

本発明の塗布方法および装置によれば被塗物より広い面積のトレイに所望する被塗物を載置しトレイより狭い面積に塗布する。更にはトレイと同じサイズかより外形寸法が大きいマスクを被塗物にセットして塗布できる。そうすることによってたとえ塗布がエアスプレイ式であっても塗材をマスクよりはみ出させずに塗布できる。特に例えばインパクトパルス方式などのエアも塗材もパルス的に行うスプレイで粒子に３０度以内好ましくは２０度以内の角度の方向性と所望するスピードをもたせば良く、また粒子の飛散が全くないエアレススプレイノズルなどを使用し例えば０．１乃至０．５ＭＰａの低圧で液膜を形成し液膜の部分で塗布するマイクロカーテン装置を使用すれば、トレイに被塗物は吸着されているので被塗物への塗材の裏周りはなく、マスクをセットした場合はマスクより狭い面積に飛散することなく塗布できるので塗材がトレイの裏面に付着することもない。

被塗物は形状、サイズを問うものでないが、半導体基板、ＬＥＤセラミック基板やウェハーレベルＬＥＤなどの枚葉タイプやフィルムなどがハンドリングの面から好ましく、トレイはその材質、形状、重量等を問わないがフラット状パネルであってもよく、浅い底の丸や四角形等の盆のようなトレイであってもよい。いずれの形状であっても、被塗物を位置決めするためのピンを設けたり被塗物形状にザグリ加工してセットし、被塗物がトレイ上で動かないようにするなどの工夫をすることが肝要である。その場合であってもテーブルが真空吸着できる構造であってトレイのみならずトレイに加工された孔を通して被塗物を吸着するとより精度の高い位置決めと固定ができるし、テーブルが加熱されていると被塗物への熱伝導速度が速いので好適である。

テーブルに設けられたピンに対しトレイに予め加工された孔が入って位置決めができるようにすることが望ましく、テーブルが加熱テーブルの場合、トレイに加工された複数の孔を通してテーブルに真空吸着させると固定だけでなく熱伝導の面から好適である。熱伝熱を良好にするためとコストの面からトレイ材質は銅、アルミニューム、真鍮などから選択しそれらへ熱伝導、導電性の備わった銀、ニッケルメッキ等が好ましく、被塗物が半導体関連製品あるいは半製品などの付加価値が高い場合はステンレススティール、それより熱伝導度が高い、窒化アルミニューム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナなどのセラミックスを使用してもよい。更にトレイ上の被塗物を加熱テーブルに載置したあとすぐ塗布を行いたい場合は熱伝導性の良い前記材料等を選択したトレイを可能な限り薄く、例えば１ｍｍ以下にして、強力にテーブルに吸着させると良い。

位置決めをより精度良く行うにはトレイと被塗物の線膨張係数は同等程度のものを使用することが好ましく、テーブルをアルミニュームや銅あるいはそれらの系統で製作し表面に導電性のあるニッケルメッキなどの処理を行う場合はトレイもアルミニュームや銅あるいはそれらの系統にしてブース内での安全性や被塗物を静電気から保護する面からも導電性のある金、銀やニッケルメッキなどの表面処理を行うと良い。仮にテーブルやトレイにフッ素系やセラミックス系による表面皮膜処理を所望する場合はピンや孔部は接地できるように被膜ができないようにするかそれを剥離すると良い。

マスクは被塗物と一緒に吸着してもよいが重石の役目をさせる場合は比重の高い例えばアルミニュームの２倍以上のステンレススティールや鉄、ばね鋼などの厚板例えば２ｍｍ以上にしてフッ素系やセラミックス被膜処理などを行うと良く、マスクに付着した塗材を回収する場合はコンタミの心配がないセラミックスなどの材質にして剥離性を高めた表面にすることが好ましい。マスクを厚くすると被塗物に対してスプレイ等をする場合影ができやすいため、被塗面に近い部位はシャープエッジになるように、またその影響が出ないような例えば４５度以下の角度で加工すると良い。

本発明では前記被塗物より広い面積のトレイやマスクを使用し、塗材が飛散しにくい塗布器で塗材を塗布できるのでトレイやマスクのハンドリングが容易になるので塗布の上流、下流とも自動化が図れる。

トレイとマスクは同じサイズにすると脱着の面で自動機の構造を簡単にできるのでイニシャルコスト的に有利であるがトレイの側面に塗材が少しでも付着するとベーキング工程で硬化され剥離に余分な時間がかかるのでマスクをトレイより広めにすることがより好ましい。
通常熱硬化タイプのシリコーン系バインダーなどを使用した場合、テーブル温度が６０℃以下で長時間放置しない場合は硬化が促進されにくいのでマスクに付着した塗材は溶剤を使用すると超音波洗浄器で簡単に溶解洗浄できて固形分を回収し再利用が可能であるが、硬化または硬化が促進すると剥離は難しくなる。再利用したい場合はバインダーとプロセスを十分吟味する必要がある。
塗材が粉体の場合はテーブルを加温する必要がなく、塗布装置は例えば特開平−２８９９５５を応用して粉体が飛び散らないようにストライプ状に塗布し、粉体の供給方法はエジェクター方式でも良いが、例えばＵＳ５６１５８３０Ａを使用するなどして積層し、トレイやマスクに付着した粉体は吸引して除去して再利用することができる。粉体が熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂からなるものであれば加熱してレベリングさせ造膜することができるしバインダーを含まない場合は粉体層の上からバインダーを塗布しセットすることができる。

上記のように本発明によれば被塗物の面積の合計より面積の広いトレイに被塗物を位置決めして載置しその上にマスクを同じく位置決めして載置する。被塗物やマスクは搬送中動かないようにトレイに設けたピンにそれぞれの位置合わせ孔が入り込むようにすると良い。そうすることにより予めセットしたトレイ、被塗物、マスクの３層を一つのワークとしてハンドリングするとより簡単に自動化が図れる。

このような方法や装置を採用することにより従来は不可能と考えられていたスプレイによる塗布であっても自動的に塗布とベーキングが行え、さらにマスクに付着した塗材の回収再利用まで可能にすることができる。

本発明の実施の形態に係る装置の略正面断面図である。本発明の実施の形態に係る細部の略正面断面図である。本発明の実施の形態に係るテーブル（吸着）平面図である。本発明の実施の形態に係るトレイの平面図である。本発明の実施の形態に係るトレイ上の被塗物の平面図である。本発明の実施の形態に係るマスクの平面図である。本発明の実施の形態に係るテーブル、トレイ、被塗物、マスクの側面の断面図である。本発明の実施の形態に係る略平面図である。本発明の実施の形態に係る略正面断面図である。本発明の別の実施の形態に係わる自動塗布装置の略正面断面図である。本発明の実施の形態に係るマスクの平面図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は発明の理解を容易にするための一例にすぎず本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加、置換、変形等を施すことを排除するものではない。

図面は本発明の好適な実施の形態を概略的に示している。

図１において被塗物アッセンブリー１１はマガジンラック１０２に収納されてアンローダー兼ローダー装置１０１にセットされ、被塗物の下流への移動や塗布後の収納に合わせてマガジンラック１０２は昇降する。被塗物アッセンブリーはプッシャー（プッシュ／プル機構）１０３で押されてコンベヤ１０６で移動する。コンベヤ上の被塗物アッセンブリーはハンドリング装置である自動機１０４で持ち上げられる着脱個所で停止させる。被塗物アッセンブリー１１は自動機のツメ１０５で持ち上げられテーブル５の上部の被塗物アッセンブリー載置位置まで移動しテーブル５に載置される。テーブルは加熱または必要により冷却してもよく、位置再現性を保つには載置後、被塗物を吸着できる構造にした方が好適である。テーブル上の被塗物アッセンブリー１１は塗布ブース１１１内に遮蔽機構１１６を開にしてテーブルと連結したＹ軸１１４により移動する。テーブル５と同時にＹ軸１１４で移動する遮蔽ベルト１１５はブース１１１と塗布装置の下部を遮蔽する構造になっている。ブースと外部を遮蔽する機構１１６は閉になり、被塗物はＹ軸と直交するＸ軸１１３に連結された塗布器１１２と、Ｙ軸が移動することで塗布される。塗布器１１２はスプレイ装置で良い。更にパルス的スプレイ装置が塗着効率の面から好適である。テーブル５はまた塗布ブース１１１とブース下部を遮蔽するベルト１１５と一緒に同期移動するので吸気フィルター１９０の上流の吸気口１７０、図示しない排気フィルター下流の排気口１６０を除けば、ほぼ密閉系なので排気口の下流に接続された図示しない排気装置で吸引するので塗布器１１２がスプレイ装置であってもスプレイ粒子が塗布ブース外や塗布装置１１０の他の箇所に流出し悪影響を与えることはない。所望する数の塗布層に塗布された被塗物アッセンブリー内の被塗物は、被塗物アッセンブリーの載置ポジションまで移動し自動機のツメ１１５で被塗物アッセンブリーごと持ち上げられコンベヤ１０６上に移動してコンベヤに載置される。塗材が溶媒などの揮発分を含む場合は塗布後の被塗物をブース外に移動させるに当たり、揮発分の９５パーセント以上好ましくは１００パーセント揮発させてから移動させるべきである。塗布膜の揮発を促進させるためにテーブルは加熱テーブルが好ましく、さりとて塗膜に溶媒蒸気等による突沸などの問題を生じさせないように被塗物の温度を７５℃以下に加温するようにテーブル温度設定をすることが好ましい。被塗物アッセンブリーはコンベヤと同期して動くフック移動装置１０７のフック１０８により正確にベルトやチエーンなどのコンベヤでマガジンラックに移動させられる。プッシャー１０３はプッシュ、プル兼用機構にしても良い。尚、被塗物アッセンブリー１１は代わりにトレイの上に被塗物を載置しマスクが無い状態にしても良い。

図２は塗布後の被塗物をコンベヤ１０６からマガジンラックに移動させるためのメカニズムである。フック１０８はマガジンラックに移動する時に起き上がり、塗布装置１１０方面に移動する時は倒される構造にする必要がある。

図３はテーブル５の詳細図であってトレイや被塗物等の為の吸着孔３１が加工されており、トレイなどを位置決めするためのピン４１が設けられている。ピンは市販のノックピンでも良いが、円錐形上に加工してあるとテーブルが加温されトレイが室温であっても、仮に自動機に多少のバラつきがあってもトレイの載置が容易である。

図４はトレイ３３であって図３のテーブルの位置決めピン４１との位置決めピン用孔４２が加工されている。また被塗物用吸着孔３２が加工され、被塗物位置決めピン５２も設けてある。またトレイを脱着搬送する際の位置決めするためのツメ２０５をフィットさせるための凹部８５も加工されている。

図５はトレイ３３に被塗物５０を載置したものであって、トレイの被塗物用位置決め用ピン５２で被塗物５０は位置決めされている。更にマスクを吸着させるために被塗物の孔５１を利用してトレイの同位置に孔加工してもよい（図４の吸着用穴８６）。

図６は図５の被塗物５０を覆っているマスク１２である。図３のテーブルのトレイ位置決め用ピン４１は図５のトレイの位置決め孔４２を通過しマスクの位置決め孔４３まで達している。マスクの厚みの半分まで孔加工して位置決めピンの長さを短くすれば、位置決め孔を貫通させなくすることもできる。またマスクは図５の被塗物５０のマスク用吸着孔５１で吸着することができる。図４の被塗物用位置決めピン５２が長い場合はマスクの裏側の相対する位置に貫通しない穴や溝加工をすると良い。マスクの塗布の為の開口４８は図５の被塗物５０の有効塗布面積で良く、被塗物より面積が小である。

図７はテーブル５にトレイ３３、被塗物５０、マスク１２が順に位置決めして載置されている。トレイ、被塗物、マスクを被塗物アッセンブリー１１として以下に説明する。

図８は複数の塗布装置１の入り口が乾燥ライン用ベルトコンベヤ１０で連結されている。ベルトコンベヤはチエーンコンベヤでも良い。トレイ、被塗物、マスクの被塗物アッセンブリー１１はアンローダー７からベルトコンベヤ１０で移送されて塗布器入口でロボットなどの自動機６によりテーブル５への被塗物アッセンブリーの載置位置まで移送されテーブル５のピン４１で位置決めされ載置される。テーブルは塗布ブース２出入口の遮蔽手段１１６を開にして塗布ブース内に入り図示しない塗布器と相対移動し塗材が被塗物に塗布される。塗布ブースへの吸気は吸気口から吸入し、ブース下部の図示しない排気口から排出される。吸気は自然吸気でも良く、強制的に給気し排気（ブースへの気流のPush& Pull）してもよい。また塗布量を一定にしたい場合は塗布重量測定室で自動的に塗布重量を測定し安定していることを確認してから塗布を開始すると品質的に安定する。塗布された被塗物アッセンブリーは塗布装置１の入口のコンベヤベルト１０まで自動機６で搬送されトレイ１２のみが外されコンベヤラインと並行して動く別のコンベヤベルトに搬送されて下流の塗布機のラインまで移動する。トレイ３３上の被塗物５０はコンベヤベルト１０で下流のベーキングオーブン９に運ばれＩＲや熱風で塗材の硬化が促進される。所定時間の後ベーキングオーブンから次の塗布機入口へ移動したトレイ上の被塗物５０に第一の塗布機で使用したマスクが載置され、塗布機内のブースに運ばれて塗材が積層される。なお最初の塗布で使用したマスクは回収し新しいマスクを使用しても良い。次の被塗物アッセンブリーも順次自動的に搬送塗布を行える。

図９は図１の応用タイプであって塗布ブース２１１で被塗物への塗布終了後、テーブル５の被塗物アッセンブリー載置位置まで移動した被塗物アッセンブリー１１のマスクのみを自動脱着装置２０５で持ち上げ、トレイ上の被塗物はベーキング手段２００の下まで移動しテーブルのトレイ吸着を停止して被塗物を加熱する。所望する時間加熱した後、テーブルにトレイを吸着し塗布ブースを通過して被塗物載置位置まで移動し被塗物に前記マスクを再度載置する。そして再度ブース２１１へ移動して塗材を積層する。マスクをベーキング手段で加熱しないのでマスクへ付着した塗材を超音波洗浄装置で剥離し回収再利用することができる。

図１０は一般的な塗布装置であってローダー３０１から被塗物はトレイに載置され搬送され塗布ブース３１１内の塗布器３１２で被塗物に塗材を塗布する。この方式では被塗物をテーブルに載置して加熱しないのでトレイに載置した被塗物はベルトコンベヤ３３０やチエーンなどに乗せて運ばれる。そのため流れ作業的に先入れ先出し方式が採用され塗布後はアンローダー３０２のマガジンラックなどに収納される。

図１１は特殊マスクである。例えばリードフレームタイプＬＥＤやセラミックス基板タイプＬＥＤはＬＥＤチップのみに蛍光体を塗布したらよく不必要な個所に塗布することは経済性だけでなくイエローリングの発生などの性能低下になることさえある。このようなＬＥＤの搭載密度が高い基板にはフィルムや金属系の薄板をエッチング等により作成したマスクを基板に吸着させたり粘着剤等を介してラミネートして最終的には図６のようなマスクを使用しても良いがＬＥＤがマルチチップの集合体からなるＬＥＤなどには必要な個所のみに開口部４８‘を設けたマスクを使用しマスクに付着した蛍光体を回収し再利用することが合理的である。開口部はＬＥＤの形状に合わせて丸や楕円、多角形にしても良い。

本発明では塗布器がエアスプレイあるいは塗材を粒子製造装置で粒子化した後ジェット流で粒子を搬送し塗布する場合、ＬＥＤ基板などの被塗物の表面でのそれらのパターン幅は１乃至１５ｍｍ程度になるように、かつリバウンドを防ぐ目的からもスプレイ角度は２０度以下にすることが好ましい。
またトレイやマスクは被塗物の端面からそれらの端面までは塗布パターンの１．５倍以上、好ましくは２倍以上に広くすることによって特に前述のインパクトパルス工法やマイクロカーテン工法を使用するとトレイなどからスプレイ粒子がはみ出すことはない。

また本発明の塗布方法をＰＥＦＣなどの燃料電池電極形成に応用することができる。塗材を燃料電池電極触媒とし、被塗物をＧＤＬ（ガスディフュージョンレイヤー）や電解質膜とすることができる。とくに電極触媒が触媒と電解質溶液と溶媒からなるスラーリー（ＳＬＵＲＲＹ）を溶媒や水分で瞬間的に変形する電解質膜にスプレイ塗布する場合、電解質膜を加熱吸着しながら薄膜で積層塗布することが重要であり、触媒は高価だけでなく発火のリスクがあるためトレイやマスク以外にスプレイ粒子を飛散させないようにすることが肝要である。

本発明によればスプレイ工法を用いても被塗物を載置したトレイからはみ出すほど塗布する必要がないので、トレイや被塗物への裏周りがないため自動化を図ることができる。またマスクを使用することにより例えば付加価値の高いＬＥＤを高品位に保ちながらマスク上の高価な蛍光体を回収して再利用するので大幅なコスト低減ができる。

１，１１０，２１０，３１０塗布装置
２，１１１，２１１，３１１塗布ブース
３，１７０吸気口
４塗布重量計測装置
５テーブル
６，１０４，２０４自動機
７，１０１，２０１，３０１ローダー
８，３０２アンローダー
９オーブン
１０ラインコンベヤ
１１被塗物アッセンブリー
１２マスク
１５使用済みマスクアンローダー
３１吸着孔（トレイ用）
３２吸着孔（被塗物用）
３３トレイ
４１位置決め用ピン
４２位置決め孔（トレイ）
４３位置決め孔（マスク）
４８，４８‘ マスク開口（被塗物有効塗布部）
５０被塗物
５１被塗物孔部（マスク吸着孔）
５２被塗物用ノックピン
８５凹部
８６マスク吸着孔
９０，１１５ブース下部遮蔽ベルト
１０２，２０２マガジンラック
１０３，２０３プッシュ／プル機構
１０５，２０５ツメ
１０６，２０６コンベヤ（Ｌ／ＵＬ用）
１０７，２０７フック移動装置
１０８フック
１１１，２１１，３１１塗布ブース
１１２，２１２，３１２塗布器
１１３，２１３，３１３Ｘ軸
１１４，２１４，３１４Ｙ軸
１１６，２１６，３１６遮蔽機構
１６０排気口
１８０ダンパー
１９０吸気フィルター
２００ベーキング手段

Claims

少なくとも排気手段を備えた塗布ブース内に組み込まれた塗布器で塗材を被塗物に塗布する方法であって、複数の被塗物を予めトレイの面積が複数の被塗物の面積の合計より大とするトレイに位置決めし載置する第一の工程と、塗布ブース外のトレイ載置位置でテーブルにトレイをハンドリングする装置である自動機で自動的に前記トレイを位置決めして載置する第二の工程と、前記テーブルは塗布ブース内と外部との遮蔽機構を開にして塗布ブース内にテーブル移動装置で自動的に移動し、前記遮蔽機構を閉にする第三の工程と、塗布器と前記テーブルは相対移動して塗布パターンが前記トレイをはみ出さないように塗材を被塗物に１層または多層に積層塗布する第四の工程と、塗布終了後前記テーブルは前記遮蔽機構を開にしてブース外のトレイ載置位置に前記テーブル移動装置で移動する第五の工程と、前記テーブル上の被塗物を載置したトレイは前記自動機であるトレイをハンドリングする装置により自動的にテーブルから取り外され前記トレイをハンドリングする装置で自動的に下流に移動することを特徴とする塗布方法。
少なくとも排気手段を備えた塗布ブース内に組み込まれた塗布器で塗材を被塗物に塗布する方法であって、トレイにトレイよりサイズの小さい被塗物を位置決めして載置し、前記被塗物の上にトレイと同じかトレイより大きいサイズのマスクを位置決めして被塗物アッセンブリーにする第一の工程と、塗布ブース外の前記被塗物アッセンブリーの載置位置で、テーブルに前記被塗物アッセンブリーをハンドリングする装置である自動機で自動的に前記トレイを位置決めして載置する第二の工程と、前記テーブルは塗布ブース内と外部との遮蔽機構を開にして塗布ブース内にテーブル移動装置で自動的に移動し、前記遮蔽機構を閉にする第三の工程と、塗布器と前記テーブルは相対移動して塗布パターンが前記マスクをはみ出さないように塗材を被塗物に１層または多層に積層塗布する第四の工程と、塗布終了後前記テーブルは前記遮蔽機構を開にしてブース外の被塗物アッセンブリー載置位置に前記テーブル移動装置で移動する第五の工程と、前記テーブル上の被塗物アッセンブリーは該被塗物アッセンブリーをハンドリングする装置である自動機により自動的にテーブルから取り外され前記被塗物アッセンブリーをハンドリングする装置で自動的に下流に移動することを特徴とする塗布方法。
塗布装置の上流で、予めトレイ上の被塗物の上に外形寸法がトレイと同じサイズか、よりサイズの大きいマスクが位置決めされて載置されることを特徴とする請求項１または２の塗布方法。
少なくとも被塗物を載置したトレイのテーブルへの自動載置手段の上流に、少なくとも被塗物を載置したトレイが収納されたマガジンラックが設けられ、前記マガジンラックに収納された少なくとも被塗物が載置されたトレイがローダーの機能をもつプッシュ機構で押し出され移動し、トレイをハンドリングする装置で前記少なくとも被塗物を載置したトレイがトレイ載置位置で前記テーブルに載置され、前記テーブルが加熱テーブルであって、熱伝導により加熱された被塗物に前記塗布ブース内で塗材を塗布器で塗布し、被塗物上の塗材の揮発分を９５パーセント以上揮発させた後、前記テーブルを塗布ブース外にテーブル移動装置で移動し、前記トレイ載置位置でテーブル上の少なくとも被塗物が載置されたトレイを、トレイのハンドリング装置である自動取り外し手段で取り外し下流に移動させ、アンローダー機構であるフックの移動により前記少なくとも被塗物が載置されたトレイはマガジンラックの前記押し出された同じ棚に収納するために、前記マガジンラックからの少なくとも被塗物が載置されたトレイの出し入れは同一装置で行われることを特徴とする請求項１乃至３の塗布方法。
少なくとも排気手段を備えた塗布ブース内に組み込まれた塗布器で、テーブル上のトレイにトレイよりサイズの小さい被塗物を位置決めして載置されているトレイ上の被塗物に塗材を塗布する方法であって、前記テーブルへのトレイ載置位置、塗布ブース、オーブンの順に配置する第一の工程と、前記テーブルは吸着機能を持ち前記テーブルに吸着されたトレイ上の被塗物に外形寸法がトレイと同じサイズか大きいサイズのマスクがセットされ、前記塗布ブースにテーブル移動装置により移動したテーブル上の被塗物に塗布器で塗布を行う第二の工程と、塗布終了後、前記テーブルはトレイ載置位置まで前記トレイ移動装置により移動し、トレイハンドリング装置である自動機でマスクのみを外す第三の工程と、前記テーブルはトレイ上の被塗物を載置したままテーブル移動装置で塗布ブースを通り越しオーブンまで移動し、吸着を停止して少なくとも被塗物上の塗膜の硬化を促進させた後、吸着を開始してブースを通り抜けてトレイ載置位置まで前記移動装置で移動する第四の工程と、前記マスクを前記被塗物に前記自動機で再載置し、前記テーブルを前記塗布ブースに移動させ前記塗布器で被塗物に塗材を積層する第五の工程からなることを特徴とする塗布方法。
複数の塗布装置は並列に配置され、前記複数の塗布装置への被塗物の入り口は一つのコンベヤラインに連結され、トレイにトレイよりサイズの小さい被塗物を位置決めして載置されているトレイはコンベヤラインで自動的に各塗布装置入口まで搬送され、前記被塗物を載置したトレイはトレイハンドリング装置である自動機で塗布装置のトレイ載置位置のテーブル上まで移動し位置決めしてテーブルに載置され、前記テーブルは塗布ブース内にテーブル移動装置で移動し、塗布器で被塗物に塗材を塗布し、前記テーブルはトレイ載置位置までテーブル移動装置で移動し、前記トレイハンドリング装置である自動機でトレイを塗布装置入り口まで移動させ、コンベヤまたは別のトレイハンドリング装置である自動機で、前記塗布装置入り口と下流の塗布装置入り口の間のオーブンに移動して被塗物の硬化または硬化を促進させた後、前記下流の塗布装置入り口まで移動し、前記下流の塗布装置で被塗物に塗布器で塗材を塗り重ねし下流のオーブンで硬化または硬化を促進させることを特徴とする塗布方法。
前記トレイに載置した前記被塗物の上にトレイと外形寸法が同じか大きいサイズのマスクをセットし、吸着機能を備えたテーブルで少なくともトレイ及び被塗物を吸着し、前記テーブルは塗布ブースにテーブル移動装置で移動して塗布作業を行い、塗布終了後塗布装置入口までトレイのハンドリング装置で搬送された被塗物上の前記マスクは取り外されて前記トレイ及び被塗物のみを前記コンベアラインでオーブンに移動し乾燥または硬化を促進させることを特徴とする請求項６の塗布方法。
取り外された前記マスクは別コンベヤで搬送され下流の塗布装置の入り口で再度被塗物の上に被塗物ハンドリング装置またはトレイハンドリング装置によりセットされることを特徴とする請求項７の塗布方法。
被塗物がＬＥＤまたはＬＥＤ用部材であって、塗材が蛍光体とシリコーンバインダーと溶媒、または蛍光体と溶媒からなるスラーリーであって、塗布がスプレイ塗布方式であることを特徴とする請求項１乃至３の塗布方法。
少なくとも排気手段を備えた塗布ブース内に組み込まれた塗布器で塗材を被塗物に塗布する方法であって、トレイの上に単数または複数の被塗物を位置決めして載置し、更に被塗物の上に前記被塗物よりサイズの大きいマスクを位置決めし載置して被塗物アッセンブリーとする第一の工程と、前記被塗物アッセンブリーはコンベヤにより塗布ブース内と外部との遮蔽機構を開にして塗布ブース内に自動的に移動し、前記遮蔽機構を閉にする第二の工程と、塗布器と前記被塗物アッセンブリーは相対移動して塗布パターンが前記マスクをはみ出さないように被塗物に塗材を少なくとも１層塗布する第三の工程と、塗布終了後、前記被塗物アッセンブリーは前記遮蔽機構または反対側の遮蔽機構を開にしてブース外へ移動し更に下流に移動することを特徴とする塗布方法。