JP6763565B2

JP6763565B2 - フラックス塗布装置

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Publication number: JP6763565B2
Application number: JP2016128324A
Authority: JP
Inventors: 久樹林
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: CN107537732A; JP2018001187A; US10434592B2; CN107537732B; US20180001408A1

Description

本発明は、電子部品が実装される基板にフラックスを塗布する技術に関する。

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。そして、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。

フラックス液を塗布対象に均一に塗布するために、スプレーを用いてフラックス液を霧状にして噴射する方法が広く利用されている。一般にスプレーは、圧縮された液体をノズル先端の噴射口（オリフィス）から噴射し、液体を微小な粒子にすることで、霧状体を噴射する。

一方で、液体を霧状に噴射するためには、液体がノズル内に流入する圧力（噴射圧）が、所定の圧力以上でなければならない。そして、噴射口から噴射される霧状体の飛距離（到達距離）や広がり角度（スプレー角度）は、噴射圧に依存し、噴射圧が高いほど大きくなる。従って、一般的にスプレーを用いてフラックスを噴射する場合、噴射されるフラックス液の、到達距離、スプレー角度は、所定の値よりも小さくすることができない。

しかしながら、スプレーを用いてフラックスを基板のスルーホールに噴射して塗布する場合、スプレー距離が長すぎるためフラックスが塗布対象であるスルーホールを突き抜けて基板上の部品内部に侵入する可能性がある。また、スプレー角度が広すぎるため、広範囲に噴射されたフラックスが塗布対象ではない実装部品に意図せず付着する可能性がある。それらの場合、例えば、オーディオ製品の音量調整用ダイヤル等に使用されるロータリーエンコーダ等は、フラックスが部品内に侵入することで、動作不良が生じる虞がある。

そこで、スプレーを用いずに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として、例えば、特許文献１のフラックス塗布装置を用いる方法がある。同文献に記載のフラックス塗布装置は、ノズルに貯留したフラックスを、上方に向けた開口部から噴流させ、噴流させたフラックスの液面と基板を接触させることによって、基板にフラックスを塗布する。

特開２００５−２６２２４７号公報

特許文献１のフラックス塗布装置を用いる方法では、フラックスをノズルへ送る流路の途中部にポンプを設けて、フラックスを圧送することによりノズルからフラックスを噴流させている。このようにフラックスの流路にポンプを設けると、フラックスに脈動が生じ
るといった問題や、ポンプのインペラが固着するといった問題があった。

また、特許文献１のフラックス塗布装置を用いる方法では、ノズルから噴流した余剰フラックスがトレイで受け止められ、戻り配管を経てタンクへ戻される。このとき余剰フラックスをトレイからタンクへ自然落下させたのでは余剰フラックスがタンクへ戻るための時間がかかって次の噴流までの待ち時間が長くなってしまう。次の噴流までの待ち時間が長くなり過ぎると、製造工程における速度が低下する問題や、フラックスがトレイ内に滞留する時間が長くなり溶剤の揮発等によるフラックスの劣化が生じるといった問題がある。

そこで本発明は、フラックスを塗布する際に、ノズルから噴出した余剰のフラックスを速やかにタンクへ回収する技術の提供を課題とする。

本発明のフラックス塗布装置は、上述した課題を解決するため、
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、
前記メインタンクを正圧とした場合の気体圧で圧送される前記フラックスを通す送り管と、
前記送り管を介して送られた前記フラックスを噴出させるノズルと、
前記ノズルから噴出したフラックスを捕集するサブタンクと、
前記サブタンクと前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクを負圧とした場合の気体圧で前記フラックスを前記メインタンクへ戻す戻り管と
を備えた。

上記構成により、サブタンクで捕集した余剰のフラックスが自然落下によってメインタンクに戻るのを待つのではなく、メインタンク内を負圧にしてフラックスを吸い出すことで、サブタンクからフラックスを速やかに回収することができる。また、これにより、素早く次の塗布に備えることができるので、製造工程のスピードアップに貢献できる。更に、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。

本発明によれば、フラックスを塗布する際に、ノズルから噴出した余剰のフラックスを速やかにタンクへ回収する技術を提供することができる。

図１は、実施形態１に係るフラックス塗布装置の構成を示す図である。図２は、制御装置の機能ブロックを示す図である。図３は、制御装置のハードウェア構成を示す図である。図４は、塗布を開始させる処理の説明図である。図５は、塗布の終了を検出してフラックスの回収を開始させる処理の説明図である。図６は、フラックスの回収を終了させる処理の説明図である。図７は、実施形態２に係るフラックス塗布装置の構成を示す図である。図８は、実施形態２に係る制御装置が加圧を開始させる処理の説明図である。図９は、実施形態３に係る制御装置が加圧を開始させる処理の説明図である。

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１〉
〈装置構成〉
図１は、本実施形態に係るフラックス塗布装置１００の構成を示す図である。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、送り配管３１、戻り配管３２、開閉弁３３、配管３５、サブタンク４０、加減圧装置５０、制御装置６０、基台７０を備えている。

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。

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−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。

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。

送り配管３１の途中部には、チェック弁３６が設けられており、当該チェック弁３６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。

また、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。

このように、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良い。

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空気を送り出す装置（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へ空気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、送り出す空気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４〜１００ｋＰａとする。

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空気を吸い出す装置（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から空気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−８０〜−３００ｋＰａとする。なお、これらの圧力の数値は、絶対値で定めることもできるが、本実施形態では、絶対値ではなく、大気圧を基準とした相対値で定めている。

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。

制御装置６０は、開閉弁３３や加減圧装置５０と電気的に接続され、開閉弁３３の開閉や、加減圧装置５０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、加圧制御部６１、減圧制御部６２、塗布時間検出部６３、捕集量推定部６４を有している。

加圧制御部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。

減圧制御部６２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、メインタンク２０内を大気圧とすること等の制御を行う。

塗布時間検出部６３は、フラックスを噴出させた時間（以下、噴出時間とも称す）、即ちフラックスの噴出を開始してから終了するまでの時間を噴出時間として検出する。例えば、加減圧装置５０による加圧の開始時刻から終了時刻までの時間を検出する。

捕集量推定部６４は、噴出時間に基づいて、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。
捕集量推定部６４は、例えば負圧発生時間を式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。

負圧発生時間Ｔ＝０．１３×噴出時間ｔ＋１．７９
従って、噴出時間ｔが６０秒であれば、負圧発生時間Ｔは９．５９秒となる。

図３は、制御装置６０のハードウェア構成を示す図である。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、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、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、Digital Signal
Processor(DSP)、Graphics Processing Unit（GPU）、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，Application Specific Integrated Circuit（ASIC），プログラマブルロジックデバイス
（ＰＬＤ）を含む。ＰＬＤは、例えば、Field-Programmable Gate Array(FPGA)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、前記加圧制御部６１、減圧制御部６２、塗布時間検出部６３、捕集量推定部６４として機能する。

〈フラックスの塗布及び回収方法〉
次に本実施形態のフラックス塗布装置１００によるフラックスの塗布及び回収の方法について説明する。

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９０の下方に配置される。そして、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先端から上方に向けて噴出される。

このときフラックスは、噴き出す圧力によって、ノズル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から噴出したフラックスが、ノズル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。なお、ノズル１０から噴出し、対象物に塗布されなかったフラックス（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、ノズル１０の上部へ噴出した後、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。また、ノズル１０の上部へ噴出した後、ノズル１０の周囲へ飛散した余剰フラックスは、サブタンク４０の蓋部１２１上に落下し、蓋部１２１の傾斜に沿って中央の開口１２２へ向かって流れ、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９０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９０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、前記サブタンク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４は、制御装置６０が、塗布を開始させる処理の説明図、図５は、塗布の終了を検出してフラックスの回収を開始させる処理の説明図、図６は、フラックスの回収を終了させる処理の説明図である。

制御装置６０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、図４の処理を実行し、メインタンク２０を加圧する際の圧力の設定をメモリ６０２から読み出し（ステップＳ１０）、この圧力で加圧を行うように加減圧装置５０に制御信号を送信して加圧を開始させる（ステップＳ２０）。

次に、制御装置６０は、図５の処理を実行し、塗布が終了したか否かを判定し（ステップＳ３０）、塗布が終了したと判定した場合に（ステップＳ３０，Ｙｅｓ）、加減圧装置５０に加圧を停止させる（ステップＳ４０）。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完了したと判定する。なお、ステップＳ３０で塗布が終了していないと判定した場合（ステップＳ３０，Ｎｏ）、図５の処理を一旦終了させ、周期的に図５の処理を実行して塗布の終了を監視する。

ステップＳ４０で加圧を停止させた後、制御装置６０は、この加圧を行っていた時間（期間）、即ち噴出時間を取得する（ステップＳ５０）。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。

制御装置６０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を設定し（ステップＳ６０）、加減圧装置５０に減圧を開始させる（ステップＳ７０）。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。

この減圧を開始させた後、制御装置６０は、図６の処理を実行し、先ず、減圧を開始してからの経過時間ＴｘがＳ６０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（ステップＳ８０）。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（ステップＳ８０、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。

そして、ステップＳ８０で、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（ステップＳ８０、Ｙｅｓ）、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（ステップＳ９０）。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。

〈効果〉
上記のように、本実施形態のフラックス塗布装置によれば、メインタンク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る必要がないため、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、本実施形態のフラックス塗布装置によれば、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。

更に、本実施形態のフラックス塗布装置は、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エアーを吸い込み、最終的には負圧発生器へフラックスが逆流してしまう。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いて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。

〈実施形態２〉
前述のフラックス塗布装置１００は、メインタンク２０内を加圧することによって、フラックスを圧送するので、メインタンク２０内に収容されているフラックスの量が多く、空き容量が少ない場合と、フラックスの量が少なく、空き容量が多い場合とでは、圧送するフラックスが所定の流量に達するまでの時間が異なることになる。これは、メインタンク内の空き容量が多いと、この空間を圧縮するまでに時間がかかるために、圧送するフラックスが所定の流量に達するまでの時間が長くなるのに対し、メインタンク内の空き容量が少ないと、この空間を圧縮するまでの時間が短いために、圧送するフラックスが所定の流量に達するまでの時間も短いためである。そこで、本実施形態２のフラックス塗布装置２００は、メインタンク２０内のフラックスの液面高さに基づいてフラックスの圧送開始時の圧力を調整する構成としている。

図７は、実施形態２に係るフラックス塗布装置の構成を示す図である。本実施形態２は、前述の実施形態１と比べて、フラックスの圧送開始時の圧力を調整する構成が異なっており、その他の構成は、同じであるため、同一の要素には同符号を付す等して再度の説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態２のフラックス塗布装置２００は、配管３５の途中部に圧力センサ３７を備え、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。

そこで、制御装置６０の加圧制御部６１は、メインタンク２０内を加圧も減圧もしていない（大気圧）時の配管３５内の液圧Ｐｅに基づいて、メインタンク２０を加圧する際の初期圧を求める。この配管３５内の液圧Ｐｅと初期圧との関係は、予め関係式やデータテーブルを作成してメモリ６０２に記憶させておき、加圧制御部６１は、この関係式やデータテーブルに基づいて配管３５内の液圧Ｐｅと対応する初期圧を求める。例えば、式２に基づいて初期圧Ｐｓを求める。
初期圧Ｐｓ＝係数ｈ÷液圧Ｐｅ×係数ｗ・・・（式２）

必要な初期圧Ｐｓは、メインタンク２０や配管の寸法形状や、ノズル１０までの高さ、配管の流路抵抗等の様々な要因によって変わるため、実際に加圧を開始してから、規定の噴出量になるまでの時間を観測して、適宜係数ｈ、係数ｗを決めればよい。
具体的には、メインタンクの内容量が、内径φ７０ｍｍ×高さ２００ｍｍであり、メイ
ンタンク内を加圧も減圧もしていない（大気圧）時の液面高さＬが１４０ｍｍのときの配管３５内の液圧Ｐｅが、１．５１ｋｐａ、液面高さＬが１１０ｍｍのときの配管３５内の液圧Ｐｅが、１．２８ｋｐａとなる場合に、係数ｈを２．７、係数ｗを２．８とし、以下のように初期圧Ｐｓを求める。
２．７÷１．５１×２．８＝５．０ｋＰａ（液圧１．１５ｋＰａ時）
２．７÷１．２８×２．８＝５．９ｋＰａ（液圧１．２８ｋＰａ時）
このように、液圧が低いほど初期圧Ｐｓは高くなる。
メインタンク内を加圧も減圧もしていない（大気圧）時の液圧は、液面高さＬにほぼ比例する。つまり液圧が低いということはメインタンクの液面高さＬが低く、空き容量が大きいということであるので、初期圧Ｐｓを高く設定して、メインタンク内の空間を早く圧縮することで、圧送するフラックスが所定の流量に達するまでの時間を、液面高さＬが高く、空き容量が小さいときと同等にすることができる。このようにして、メインタンク２０内に貯留されている液面高さＬに関係なく、フラックスが所定の流量に達するまでの時間を一定にすることができる。

図８は、本実施形態２に係る制御装置６０が加圧を開始させる処理の説明図である。制御装置６０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、図８の処理を実行する。

まず、制御装置６０は、圧力センサ３７から配管３５内の液圧Ｐｅを取得する（ステップＳ１０）。なお、このときメインタンク２０内は加圧も減圧もされていない状態（大気圧）である。この液圧Ｐｅに基づいて初期圧Ｐｓを求める（ステップＳ１２）。次に、メインタンク２０を加圧する通常の圧力Ｐｎの設定をメモリ６０２から読み出す（ステップＳ１４）。
次に、制御装置６０は、この初期圧Ｐｓで加圧を行うように加減圧装置５０に制御信号を送信して加圧を開始させる（ステップＳ１６）。この初期圧によって、メインタンク２０内の空気が圧縮された後、制御装置６０は、加圧開始から所定時間ｔｓが経過したかを計測し、経過していなければ初期圧Ｐｓでの加圧を続け、経過していれば次のステップに進む（ステップＳ１８）。なお、所定時間ｔｓは加圧を開始してから所定の噴出量に達するまでの時間を実際に計測した結果から、たとえばＴｓ＝１秒などの値を予め設定しておくことができる。次のステップでは、ステップＳ１４で読み出した通常の圧力Ｐｎで加圧を行うように加減圧装置５０を制御する（ステップＳ２０Ａ）。ひとたびメインタンク内が加圧され、フラックスの噴出が始まると、以降は初期圧Ｐｓより低い圧力でも十分に、所定の流量のフラックスを噴出させ続けることができる。そこで、フラックスの噴出が所定の流量に達した後は、加圧力を初期圧より低いＰｎに制御して、所定量の噴出量を維持するようにする。なお、Ｐｎは実際のフラックスの噴出量を観測し、噴出量が所定の値となるように、たとえばＰｎ＝４ｋＰａなどの値を予め設定しておくことができる。
以上の制御により、液面高さＬが低い時には初期圧Ｐｓを高め、液面高さＬが高い時には初期圧Ｐｓを低くして、液面高さＬが変化した場合でも加圧を開始してから噴出量が所定値に達するまでの時間が一定となるように補正する。なお、図８のように加圧を開始した後の処理は、前述の図５、図６と同じである。

本実施形態２によれば、圧送開始時におけるメインタンク内の液面高さＬに応じて初期圧Ｐｓを制御することで、液面高さＬが低いときでも所定流量に達するまでの時間を短くすることができ、製造工程のスピードアップが図られる。

また、初期圧Ｐｓを制御することで、液面高さＬが変化した場合でも、加圧を開始してから噴出量が所定値に達するまでの時間が一定となるので、加圧時間から噴射時間ｔを正確に求めることができ、噴出時間ｔに基づいて算出された負圧発生時間Ｔにより、精度良く必要量のフラックスを回収できる。

〈変形例〉
以上の説明ではＰｎは一定の値としていたが、たとえばメインタンク２０の液面高さＬに応じてＰｎを可変するようにしてもよい。液面高さＬが変化すると、液面からノズルまでの落差（水頭）が変化するため、同じ圧力Ｐｎで加圧していても噴出量が変化することがある。そこで、液面高さＬに応じてＰｎを調整し、噴出量を一定に保つようにする。具体的には初期圧Ｐｓと同じように、Ｐｎもメインタンク内を加圧も減圧もしていない（大気圧）時の液圧に応じて、テーブルもしくは式に基づいて可変するようにすればよい。この場合テーブルに保存しておく値や式の係数も、初期圧Ｐｓと同様に、複数の液圧値に対する実際の噴出量の観測結果から、あらかじめ求めて設定しておくことができる。制御装置６０は、図８のステップＳ１４でＰｎを読み出す際、ステップＳ１０で求めた液圧Ｐｅに基づくＰｎをテーブルや式に基づいて読み出せばよい。

以上の制御により、液面高さＬが低い時には定常時の圧力Ｐｎを高め、液面高さＬが高い時には圧力Ｐｎを低くして、液面高さＬが変化した場合でも加圧を開始してから噴出量が所定値に達するまでの時間が一定となるように補正する。

〈実施形態３〉
前述の実施形態２では、液圧Ｐｅに応じて初期圧Ｐｓを調整する構成としたが、本実施形態３は、液圧Ｐｅが目標の圧力値になるまで所定の初期圧Ｐｓで加圧を行う構成とした。なお、その他の構成は、前述の実施形態２と同じであるため、同一の要素に同符号を付す等して再度の説明を省略する。

前述のように、メインタンク２０内の空き容量が多いと、加減圧装置５０による加圧を開始した際、空いた空間に存在する空気を圧縮するのに時間がかかり、フラックスが所定の流量に達するまでの時間が長くなるので、本実施形態３の制御装置６０は、高い初期圧Ｐｓで加圧を開始させて、空いた空間の圧縮にかかる時間を短縮させる。このとき、メインタンク２０内の空き容量が多いと、フラックスが所定の流量に達するまでの時間が大きく短縮されるのに対し、メインタンク２０内の空き容量が少ないと、フラックスが所定の流量に達するまでの時間の短縮は小さい。このため、高い初期圧Ｐｓで加圧を開始させると、メインタンク２０内の空き容量が異なってもフラックスが所定の流量に達するまでの時間の差異を少なくできる。ここで、初期圧Ｐｓは、定常時の圧力Ｐｎよりも高い圧力値であれば良く、要求仕様に応じて任意に設定して良い。例えば、初期圧Ｐｓは、加圧を開始してからフラックスが規定の流量になるまでの時間を圧力値毎に観測し、空き容量が多い場合と少ない場合とで、この時間の差異が無視できる程度に小さくなる圧力値に決定しても良い。

図９は、実施形態３に係る制御装置６０が加圧を開始させる処理の説明図である。まず、制御装置６０は、メインタンク２０を加圧する通常の圧力Ｐｎの設定をメモリ６０２から読み出す（ステップＳ１４）。

次に、制御装置６０は、所定の初期圧Ｐｓ（例えば、１５ｋＰａ）で加圧を行うように加減圧装置５０に制御信号を送信して加圧を開始させる（ステップＳ１６Ａ）。また、制御装置６０は、圧力センサ３７から配管３５内の液圧Ｐｅを取得する（ステップＳ１７）。次に、制御装置６０は、液圧Ｐｅが目標値（例えば、６ｋＰａ）に達したか否かを判定する（ステップＳ１８Ａ）。初期圧Ｐｓでメインタンク２０内の空いた空間が圧縮され、加減圧装置５０による加圧力がフラックスに伝わると、配管３５内の液圧Ｐｅが高まることになるので、この液圧Ｐｅが目標値（閾値）に達したか否かによって、空いた空間が充分に圧縮されたことを判別できる。ここで、制御装置６０は、液圧Ｐｅが目標値（閾値）に達していないと判定した場合(ステップＳ１８Ａ、Ｎｏ)、ステップＳ１７に戻って、初
期圧Ｐｓでの加圧を継続し、液圧Ｐｅが目標値（閾値）に達したと判定した場合には（ステップＳ１８Ａ、Ｙｅｓ）、次のステップに進む（ステップＳ１８）。

そして、制御装置６０は、ステップＳ１４で読み出した通常の圧力Ｐｎ（例えば、５ｋＰａ）で加圧を行うように加減圧装置５０を制御する（ステップＳ２０Ａ）。なお、通常の圧力Ｐｎで加圧を開始した後の処理は、前述の図５、図６と同じである。

以上のように、本実施形態３によれば、高い初期圧Ｐｓで加圧を開始させ、メインタンク２０内の空いた空間の空気を速やかに圧縮させることで、メインタンク２０内の空き容量が大きい場合、即ち、液面高さＬが低い場合でも、フラックスが所定流量に達するまでの時間を短くすることができ、製造工程のスピードアップに寄与する。

また、高い初期圧Ｐｓで加圧を開始することで、液面高さＬが変化した場合でも、加圧を開始してから噴出量が所定値に達するまでの時間が略一定となるので、加圧時間から噴射時間ｔを正確に求めることができ、噴出時間ｔに基づいて算出された負圧発生時間Ｔにより、精度良く必要量のフラックスを回収できる。

〈変形例〉
上記実施形態３のステップＳ２０Ａでは、圧力Ｐｎを一定の値としていたが、例えば、液圧Ｐｅが、定常時の目標値（例えば、５ｋＰａ）となるように加減圧装置５０による圧力Ｐｎを調整しても良い。これにより、メインタンク２０内の液面高さＬが変化した場合でも加圧を開始してから噴出量が所定値に達するまでの時間が一定となるように制御できる。

また、実施形態２の変形例と同様に、液面高さＬに応じて圧力Ｐｎを調整し、噴出量を一定に保つようにしても良い。具体的には、メインタンク２０内を加圧も減圧もしていない（大気圧）時の液圧Ｐｅに応じて、テーブルもしくは式に基づいて圧力Ｐｎを可変するように制御すればよい。この場合テーブルに保存しておく値や式の係数も、前述の変形例と同様に、複数の液圧値に対する実際の噴出量の観測結果から、予め求めて設定しておくことができる。例えば、制御装置６０は、図９の処理を開始した際、先ず、図８のステップＳ１０と同様に、メインタンク２０内が加圧も減圧もされていない状態（大気圧）で圧力センサ３７から配管３５内の液圧Ｐｅを取得し、ステップＳ１４で圧力Ｐｎを読み出す際、ステップ１０で求めた液圧Ｐｅに基づく圧力Ｐｎをテーブルや式に基づいて読み出せばよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、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チェック弁
３６加減圧配管
３７圧力センサ
４０サブタンク
５０加減圧装置
６０制御装置
６１加圧制御部
６２減圧制御部
６３塗布時間検出部
６４捕集量推定部
７０基台
９０プリント基板
１００，２００フラックス塗布装置
１２１蓋部
１２２開口

Claims

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、
前記メインタンクを正圧とした場合の気体圧で圧送される前記フラックスを通す送り管と、
前記送り管を介して送られた前記フラックスを噴出させるノズルと、
前記ノズルから噴出したフラックスを捕集するサブタンクと、
前記サブタンクと前記メインタンクとを連通し、前記メインタンクを負圧とした場合の気体圧で前記フラックスを前記メインタンクへ戻す戻り管と
を備えたフラックス塗布装置。
前記サブタンクに捕集された前記フラックスをメインタンクに回収する際、前記ノズルから前記フラックスを噴出させた時間に基づいて、前記サブタンク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前記メインタンク内を負圧とする時間を設定する制御部を備えた請求項１に記載のフラックス塗布装置。