JPH05168983A - 静電スプレー装置 - Google Patents

静電スプレー装置

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JPH05168983A
JPH05168983A JP4127979A JP12797992A JPH05168983A JP H05168983 A JPH05168983 A JP H05168983A JP 4127979 A JP4127979 A JP 4127979A JP 12797992 A JP12797992 A JP 12797992A JP H05168983 A JPH05168983 A JP H05168983A
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JP
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spray
paint
grounded
nozzle means
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JP4127979A
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Inventor
Robert R Wilkie
ロバート・アール・ウイルキー
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WR Grace and Co
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WR Grace and Co
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Publication date
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    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 たとえば回路板のような基板に対して、たと
えば、はんだマスクのような、塗膜を静電的に塗被する
ための方法と装置を提供する。 【構成】ａ．接地したコンベヤ系； ｂ．接地した基板を該コンベヤ系からつるすための導電
性手段； ｃ．該接地した基板の方向に塗被材料の帯電したスプレ
ーを提供するためのスプレーノズル手段、該スプレーは
該基板の主平面に対して垂直な対称の縦軸を有する；及
び ｄ．該塗被材料上の電荷とは反対の電荷を有し且つ該基
板を該コンベヤ系によつて受取り板と該スプレーノズル
手段の間で運ぶように位置した該受取り板、該受取り
板、基板及びスプレーノズル手段は該縦軸に沿つて相互
に対し位置的に転置することができる、 を包含することを特徴とする、接地した基板に対する塗
被材料の静電スプレー塗装のための装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明の分野は基板の静電塗装、すなわ
ち、スプレー、及び特に光重合できるはんだマスクによ
るプリント基板の静電塗装、すなわち、スプレーに関す
る。
【０００２】はんだマスクはエツチングの間にプリント
回路基板を保護するために用いられる光硬化できる重合
体組成物である。一般に、はんだマスクはメタクリル酸
ヒドロキシアルキルによつて部分的にエステル化したス
チレン−マレイン酸無水物共重合体、反応性単量体及び
多官能性エポキシドを含有している。適当なはんだマス
ク組成物は公開ヨーロツパ特許明細書第０ ３６６ ３３
３号中に開示してあり、その開示を参考のためにここに
編入する。
【０００３】単層、二層又は多層プリント基板ははんだ
マスクによつて一面又は両面を被覆することができる。
基板を塗装し、乾燥したのち、基板へのはんだ結合を行
なわせるべき区域の不透明像を含有する写真ネガを基板
表面上に置く。次いで基板とネガを紫外光にさらす。ネ
ガを透過する光ははんだマスク中の感光性重合体を架橋
する。露光後に、架橋しなかつた感光性重合体を洗い去
るために溶剤系中で“現像”する。基板に付着する架橋
した感光性重合体は、引続く処理工程の間、及び実際の
操作時に、下層の材料を保護する。洗浄と乾燥後に、基
板を溶融したはんだ中に浸漬する。はんだは、マスク組
成物によつて覆われていない基板区域に付着する。次い
ではんだ付けした接続点において基板に対して電子成分
を容易に取付けることができる。
【０００４】その開示を参考のために本明細書中に編入
せしめる、ウエーバーに対する米国特許第４,９４９,６
６５号は、プリント回路基板の両面を塗被するための装
置を開示している。この装置は、塗被すべき基板をその
中に置くための可動の輸送スライドを有するコンベヤを
包含する。かくして基板は塗工装置中を移動し、そこで
一面において塗料による塗被を受ける。次いで輸送スラ
イドをコンベヤ上で止めて回転させる。次いで輸送スラ
イドは塗工装置中にもどり、それによつて基板の第二の
面を第一の面を塗被した方法と同様にして塗被すること
ができる。次いで基板を乾燥器中に送り、そこで基板の
両面を均一に乾燥する。
【０００５】はんだマスクを基板に付与するための便宜
な一手段は静電スプレー塗装によるものである。静電場
を使用する装置はキスラーに対する米国特許第４,８２
６,７０３号に開示してあり、その開示を参考のために
ここに編入せしめる。塗膜アプリケーターとして導電性
ノズルを使用し、その中に塗被材料を望ましい速度で送
入する。静電場を生じさせて、それによつて塗料粒子を
荷電する。ウエブ基板は正に荷電される。第４,８２６,
７０３号の特許は、移動するウエブ表面上に電着させる
塗被材料の層の幅を調節すると共にその層の縁の厚さの
均一性を向上させることをも開示している。これは、電
源に接続してあり且つ塗膜アプリケーター及びそれから
間隔を置いたウエブ表面の間を移動する荷電した塗被材
料の両側に向い合う関係で取付けた一対の電極を設ける
ことによつて達成される。
【０００６】塗被を受ける基板に塗被粒子を向けるため
の電極の使用は、塗料のスプレーのために回転噴霧機ノ
ズルを用いる場合に特に有利である。回転噴霧機の特質
は塗料のスプレーパターンを局限するための手段を有し
ていず、塗料は広いパターンで推進される傾向があり、
それによつて基板を越えて塗被するというようなことで
ある。装置を塗膜（はんだマスク）についてきれいにし
なければならないから、これがかなりの作業中止時間を
もたらす。その上、基板上の被覆は不均一となる傾向が
あり且つ盛り上つたドーナツの形態で、すなわち、基板
の中心部分で外側の周辺よりも塗膜の厚さが薄くなる傾
向がある。
【０００７】基板の静電的な塗被におけるもう一つの問
題は一基板がスプレー区域を通り過ぎるときに起こる。
塗被すべき次の基板は先に塗被した基板から間隔を置い
てあり、それによつてすき間が生じ、第二の基板がスプ
レー区域に向つて移動する間にその中に塗被材料が吹付
けられる。基板は帯電した塗料粒子を吸引するから、第
一の基板がスプレー区域のあたりを通過し、第二の基板
がスプレー区域に近付くときに、塗料粒子は基板間の間
隙中を真直ぐには通り過ぎることがなく、むしろ基板を
取り囲み、ノズルには面していない基板の側面に付着す
る傾向がある。これが基板の両面に対して不均一な塗膜
を与えるので、きわめて望ましくない。
【０００８】
【発明の要約】基板の方向で特定のスプレーパターンで
帯電塗料粒子を集中させると共に塗被する基板の遠い側
から帯電塗料粒子を吸引し去らせるための装置及び方法
を提供する本発明によつて、従来の問題を解決すること
ができる。特に、本発明の方法及び装置は回路基板又は
金属箔のような基板に対して、はんだマスク又は一次レ
ジストのような塗膜を静電的に塗被する手段を提供す
る。接地したコンベヤ装置はコンベヤから基板をつるし
且つそれを接地するための導電性の手段を包含する。噴
霧スプレーノズルは接地した基板の方向で塗被材料の微
粒化した帯電粒子噴霧を提供する。スプレーを所望のパ
ターンに局限するために集中要素が設けてあり、また基
板に衝突しない帯電塗料粒子を吸引するために、スプレ
ーと反対の電荷を有している受取り背板が基板の後ろに
位置させてある。
【０００９】次いで図１を参照すると、この図はデビル
ビス社から市販している“エーロベル”（商品名）回転
噴霧機ＲＭＡ−５０１ノズル１０を示している。塗被材
料の静電塗装のための高速鐘形噴霧機であるノズル１０
は本発明と結び付けて使用するために適している。これ
はパターン制御を助けるために鐘の縁に空気環３２を有
している噴霧機鐘構成物３０を包含している。
【００１０】図２においては、塗料粒子上に電荷を付与
するために高圧電源１１Ａに接続させたノズル１０を示
している。ノズルヘツド１３の近くに集中要素１２が示
してあり、それは塗料粒子に付与することが望ましいも
のに相当する極性の電荷を要素１２に付与する可変電圧
源１１Ｂに接続している。集中要素１２は、スプレーパ
ターンの所望の特性に依存して、適当な形態のものとす
ることができる。金属箔基板を一次レジストで均一に塗
被するためには、深さが約４インチであり且つその中で
要素１２が実質的にノズル１０を取囲んでいる（しかし
物理的に接触してはいない）リング状の形態が好適であ
る。プリント基板をはんだマスクで均一に塗被するため
には、開いた、すなわち“Ｃ”字形の集中要素が好適で
ある。“Ｃ”字形の要素は約２７０度の弧を形成するこ
とが好ましい。“Ｃ”字形要素の開いた部分の位置は本
発明に対して限定的ではなく、所望のスプレー特性に適
合するように変えることができる。集中要素１２とノズ
ル１０は、スプレーパターン１４の幅を変えるために基
板１６に付近けたり離したりするように別々に又は共同
して移動させることができる。たとえば、集中要素１２
を基板１６から遠ざける場合には、スプレーパターン１
４は増大する、すなわち、広がる。
【００１１】たとえば、はんだマスク又は一次レジスト
のような、塗被材料は、何らかの適当な手段によつてノ
ズル１０にポンプで送入することができる。この分野の
熟練者であれば、ポンプの流速と圧力を鐘の回転速度と
共に変化させることができるということを了解するであ
ろう。プリント基板をはんだマスクにより塗被する実施
形態においては、はんだマスクは、前記の公開ヨーロツ
パ特許明細書第０ ３６６ ３３３号中で開示したものの
ような、メタクリル酸ヒドロアルキルによつて部分的に
エステル化したスチレン−マレイン酸無水物共重合体、
反応性単量体及びある種の多官能性エポキシドから成る
ことが好ましい。
【００１２】たとえば回路板又は金属箔のような、複数
の基板１６を、ノズル１０から縦方向に間隔を置いた選
択した経路に沿つて装置（図示してない）を運ぶことに
よつて運搬する。１８″×２４″の寸法を有する基板に
対しては、塗被する表面１５とノズルヘツド１３の間隔
は約４インチ乃至約１２インチであることが好ましく、
約８インチがもつとも好ましい。この分野の熟達者であ
れば、この間隔は限定的ではなく、所望の特定のスプレ
ーパターンならびにスプレーパターンの形成に係わるそ
の他の要因に依存するということを認識するであろう。
基板１６をつかむ保持手段２２は、接地したコンベヤ装
置であつてもよい接地に対して、針金のような導電性材
料によつて接続させてある。塗料粒子は帯電しているか
ら、接地した基板はシンクとして働らいて粒子を表面１
５に吸引する。
【００１３】スプレー区域を通り過ぎて基板１６が運ば
れるときに、反対表面１７が同様に帯電した塗料粒子を
吸引する。この時点で塗膜が反対表面１７上に堆積する
のを最低限とするためにノズル１０と背板１８の間に基
板１６を運ぶような具合に基板１６に対して縦に間隔を
置いた関係で受取り背板１８を位置させる。板１８に塗
料粒子の電荷と反対の電荷を与えるように板１８を電圧
源１８Ａに接続する。背板１８は電荷を消散させること
ができ且つ基板１６の処理に悪影響を及ぼすことがない
適当な導電性材料とすることができる。背板に対して適
当な表面はアルミニウム箔及びステンレス鋼を包含す
る。背板１８の帯電した表面はステンレス鋼から成るこ
とが好ましい。ステンレス鋼から成る背板は、それに衝
突するスプレー塗料をのちに容易にぬぐい去ることがで
き、集めたはんだマスクを再使用することができるとい
う理由で有利である。背板１８は何らかの適当な手段に
よつて基板１６の背後の位置に固定することができる。
背板１８は基板１６の表面１７から約１〜約４インチの
間隔を置くことが好ましく、３インチの間隔がもつとも
好ましい。
【００１４】好適実施形態においては、粒子と集中要素
を負に帯電させ、受取り背板１８を正に帯電させる。
【００１５】操作に当つては、接地した基板１６をスプ
レー区域へと運ぶ。それがスプレー区域に近付いたとき
に帯電したスプレー粒子は、基板１６のノズルに面する
表面１５と基板の反対表面の両者から吸引を受ける。し
かしながら図２中で点線で示しているように、表面１５
に衝突しないで基板１６を素通りする帯電粒子は、その
粒子と反対の電荷を有する受取り背板１８によつて吸引
され、そのため粒子は基板１６の反対表面１７上に付着
することはない。同様に、基板１６がスプレー区域を通
り過ぎるときに、帯電した背板１８が反対荷電の粒子を
吸引する働らきをして、やはり基板の反対面１７上への
塗被材料の堆積を最小限度とする。
【００１６】本発明は所望の塗料によつて基板を静電的
に塗被するための手段と方法を提供する。その上に、本
発明は、望ましくないことである基板の反対側への塗膜
の堆積の問題を克服する。
【００１７】本発明をその好適実施形態に関して説明し
たけれども、その他の実施形態もまた同様な結果をもた
らす。本発明の変更、修飾及び同効物は、この分野の熟
達者には自明のことであり、かかる変更、修飾及び同効
物は本発明の真の精神及び範囲内に入るものとして特許
請求の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明において使用することができるノ
ズルの遠近図である。
【図２】図２は本発明に従う装置の概念図である。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ．接地したコンベヤ系； ｂ．接地した基板を該コンベヤ系からつるすための導電
    性手段； ｃ．該接地した基板の方向に塗被材料の帯電したスプレ
    ーを提供するためのスプレーノズル手段、該スプレーは
    該基板の主平面に対して垂直な対称の縦軸を有する；及
    び ｄ．該塗被材料上の電荷とは反対の電荷を有し且つ該基
    板を該コンベヤ系によつて受取り板と該スプレーノズル
    手段の間で運ぶように位置した該受取り板、該受取り
    板、基板及びスプレーノズル手段は該縦軸に沿つて相互
    に対し位置的に転置することができる、 を包含することを特徴とする、接地した基板に対する塗
    被材料の静電スプレー塗装のための装置。
  2. 【請求項２】 さらに、該スプレーを望ましいスプレー
    パターンに集中するためのスプレー集中手段を包含し、
    該集中手段は該塗被材料と同一の電荷を有し且つ該スプ
    レーノズル手段を実質的に取囲んでいる請求の範囲第１
    項記載の装置。
  3. 【請求項３】 該集中手段は該スプレーノズル手段を完
    全に取囲む導電性の環から成る請求の範囲第２項記載の
    装置。
  4. 【請求項４】 該スプレーノズル手段は回転噴霧機スプ
    レーノズルから成る請求の範囲第１項記載の装置。
  5. 【請求項５】 該塗被材料ははんだマスクから成る請求
    の範囲第１項記載の装置。
  6. 【請求項６】 該塗被材料は一次レジストから成る請求
    の範囲第１項記載の装置。
  7. 【請求項７】 該塗被材料は負に帯電している請求の範
    囲第１項記載の装置。
  8. 【請求項８】 該背板はアルミニウム箔から成る請求の
    範囲第１項記載の装置。
  9. 【請求項９】 該背板はステンレス鋼から成る請求の範
    囲第１項記載の装置。
  10. 【請求項１０】 ａ．ノズル手段から帯電した塗料をス
    プレー区域に向けたスプレーパターンで吹付け； ｂ．該基板が該スプレー区域に近づき、入り且つ離れる
    ように該基板を該ノズル手段から縦に間隔を置いた経路
    で運び；且つ ｃ．該帯電した塗料を吸引するための受取り背板手段を
    備え、該背板手段は該基板を該ノズル手段と該背板の間
    で運ぶように該基板から縦に間隔を置き、それによつて
    該基板が該スプレー区域に近付き且つ離れるときに、該
    基板に衝突しない帯電した塗料が該背板手段に衝突す
    る、 ことを特徴とする多数の接地した、間隔を置いた基板を
    静電的に塗被するための方法。
  11. 【請求項１１】 該塗料ははんだマスクであり、該基板
    は回路基板である請求の範囲第１０項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 該塗料は一次レジストであり、該基板
    は金属箔を包含する請求の範囲第１０項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 該背板手段は該塗料上の該電荷とは反
    対の電荷を有する請求の範囲第１０項記載の方法。
  14. 【請求項１４】 該塗料は負に帯電している請求の範囲
    第１０項記載の方法。
  15. 【請求項１５】 さらに該スプレーパターンを局限する
    ためにスプレー集中手段をも備える請求の範囲第１０項
    記載の方法。
JP4127979A 1991-04-26 1992-04-22 静電スプレー装置 Pending JPH05168983A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/691,659 US5238709A (en) 1991-04-26 1991-04-26 Electrostatic spray coating method
US691659 1991-04-26

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JPH05168983A true JPH05168983A (ja) 1993-07-02

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JP4127979A Pending JPH05168983A (ja) 1991-04-26 1992-04-22 静電スプレー装置

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US (1) US5238709A (ja)
EP (1) EP0510938B1 (ja)
JP (1) JPH05168983A (ja)
KR (1) KR100263844B1 (ja)
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