JPH06103785B2 - 接着剤塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子部品等を基板上に固定するために基板面
に接着剤を塗布する接着剤塗布装置に関する。

（発明の概要） 本発明は、電子部品等を基板上に固定するために基板面
に接着剤を塗布する接着剤塗布装置であって、ノズル形
状の異なる複数個のディスペンサを選択可能にし、かつ
選択されたディスペンサを高速駆動して、基板面に種々
の塗布パターンで接着剤を高速塗布するようにしたもの
である。

（従来の技術） 従来、接着剤を塗布する方法や装置として、特公昭61-5
6638号に開示されている、突起部先端に予め接着剤を保
持せしめて基板上に移し換えるものが知られており、突
起部は小径のパイプで構成することもでき先端に定量で
かつ微小量接着剤が吐き出されて保持される。

特公昭62-23619号に開示されているのは、特公昭61-566
38号の構成の改良であり、ディスペンサ装置は、接着剤
を収容した容器の一方の出口に小径のパイプ等の吐出口
を設け、容器の他方の入口に圧力空気を吹き込むように
構成して、圧力空気の吹込みを制御することで、吐出口
からの接着剤の吐出の開閉や吐出量の制御をする構成で
あり、それより前に既に一般に公知の技術で、各種の接
着剤の供給とか塗布の作業に接着剤の供給装置として広
く知られ使われている。

プリント基板上に仮固定用の接着剤を塗布することに関
して、その後も、次のような提案が知られている。特開
昭61-171564号にはディスペンサの位置をアームで移動
することにより先端に異なるサイズのノズルを持ったデ
ィスペンサに切り換える構成が示される。また、特開昭
61-18196号には基板をX-Yテーブル上に載置し、ノズル
の異なる複数のディスペンサを基板上方に固定的に配置
し、特定のディスペンサを選択するようにした構成が開
示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、最近は面装着型電子部品の種類も多くなっ
て、仮固定の接着剤の塗布量や塗布パターンの種類も必
然的に多種にならざるを得ず、その上に塗布速度のより
一層の向上と塗布品質の安定が望まれるようになって来
ている。この場合、１個のディスペンサでは、接着剤収
容容器下端のノズルを交換する作業が必要であり、セッ
ト替えでは実施できても連続した作業時に迅速にノズル
交換を行うことはできない。また、特開昭61-171564号
や特開昭61-18196号のようにノズルの異なる複数のディ
スペンサを具備する場合であっても、ノズル交換や接着
剤塗布動作の高速化を図るにはさらに機構的な工夫が必
要となる。

そこで、本発明は、多種類の塗布パターンを用意して容
易に選択可能で、そのうえ安定で高速作業が可能な接着
剤塗布装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、基板を一定位置
に位置決め保持する基板保持部と、前記基板の上側にお
いてX-Yテーブルで移動自在に支持された移動ヘッド
と、該移動ヘッドに対して昇降自在かつ回転自在に配設
されたノズル形状の異なる複数個のディスペンサと、各
ディスペンサを選択的に昇降させるエアーシリンダと、
該エアーシリンダで選択されて下降状態となっている選
択されたディスペンサを昇降駆動するカム機構とを備
え、該選択されたディスペンサのノズルで前記基板に接
着剤を塗布する構成としている。

（作用） 本発明の接着剤塗布装置においては、異なるノズルを有
する接着剤塗布用のディスペンサを複数個搭載し、ディ
スペンサの選択はエアーシリンダで行い、基板面に接着
剤を塗布するためのディスペンサ昇降動作はカム機構で
実行している。このため、カムに予め加工するカム曲線
によって昇降時の運動加速度を規制することが可能で、
特にエアーシリンダのみで昇降させるような従来の機構
では得られない、予め予測可能な安定した運動が可能
で、接着剤を振り飛ばしたり、ノズルの先端が基板面に
到達しない、等の不安定を引き起こさないで高速動作を
実現できる。

また、ディスペンサの接着剤収容容器の中蓋に永久磁石
を設け、この永久磁石に応動するリードスイッチを容器
外側に設けて接着剤液面を検出する構成とすれば、低コ
ストで確実な液面検出動作が可能になる。

（実施例） 以下、本発明に係る接着剤塗布装置の実施例を図面に従
って説明する。

第１図乃至第８図において、基台１上に立設されたX-Y
テーブル２（Ｙテーブルは2A、Ｘテーブルは2B）に移動
ヘッド３が固定され、該移動ヘッド３に３個の昇降ブロ
ック４が上下（垂直）方向に移動自在に取り付けられて
いる。すなわち、各昇降ブロック４は第７図に示す上下
方向スライダ５で摺動自在に移動ヘッド３に取り付けら
れ、各昇降ブロック４と移動ヘッド３との間に配設され
た選択昇降用エアーシリンダ６により昇降される。

各昇降ブロック４にはそれぞれ回転ホルダ７が垂直軸を
中心として回転可能に取り付けられている。この回転ホ
ルダ７は、第７図に示すホルダ上端部の係合ピン８を介
し移動ヘッド側にて枢支された回転筒体９に係合して回
転駆動力のみを受けるようになっている。第６図及び第
８図のように、各回転筒体９の上部には歯車10が固定さ
れ、各歯車10は遊星歯車11を介して相互に噛み合い、回
転駆動用モータ12の回転軸に固着された歯車13の回転駆
動力を受けて同一方向に同一角度回転する。したがっ
て、各回転ホルダ７も同一方向に同一角度回転する。

各回転ホルダ７には接着剤塗布用ディスペンサ15が着脱
自在（又は交換可能）に取り付けられている。接着剤塗
布用ディスペンサ15は、第10図の如く、接着剤を収容す
る容器16と、該容器開口に交換可能なように嵌着されか
つ容器下部に螺着された袋ナット17で保持される接着剤
吐出用のノズル18と、容器16の上部開口を密閉する着脱
自在な上蓋19と、接着剤の液面を押し下げるための昇降
自在な中蓋20とから構成されている。

前記容器16はステンレス、銅合金、合成樹脂等の非磁性
材で構成されており、回転ホルダ７によって垂直方向に
支持され、貫通穴を持つ上蓋19には圧力空気を容器内部
に供給するためのパイプ21が着脱自在に接続されてい
る。該パイプ21はチューブを介して圧力空気源に接続さ
れる。中蓋20は容器内部に収容された接着剤25の液面に
接するように配設され、液面検出用の永久磁石26を有し
ている。また、中蓋20は容器から出し入れのためのつま
み部材27を備えている。前記永久磁石26に応動するリー
ドスイッチ28は中蓋20が下降位置となったときに作動す
るように容器16の下部に対向するように昇降ブロック４
側に配置されている。

第11図及び第12図は接着剤25を基板面に対して２点付け
する場合のノズル18の構成の１例であり、ノズル18の下
端は接着剤吐出口30を有する２本の細いパイプ31となっ
ている。

各回転ホルダ７にそれぞれ取り付けられる接着剤塗布用
ディスペンサ15は、互いに異なった形状の吐出口（塗布
パターン）のノズル18を備えるようになっており、例え
ば各ノズル18の先端が一直線上に配列されるように設定
する。

前記選択昇降用エアーシリンダ６により１個だけ選択さ
れて下降状態（しかも下降方向に付勢された状態）とな
った昇降ブロック４（すなわち、回転ホルダ７及びディ
スペンサ15）を基板面への接着剤塗布のために昇降駆動
するカム機構40は、第７図及び第９図に示す如く、移動
ヘッド３の背面側に配置されており、移動ヘッド３に枢
支された回転軸41に固着される円筒カム42と、該円筒カ
ム42のカム溝43に係合するローラー44を先端に枢着した
カムフォロア・アーム45と、該カムフォロア・アーム45
の後端が固定された揺動軸46と、各昇降ブロック４に対
応して揺動軸46に固着された昇降駆動用揺動アーム47と
を備えている。前記移動ヘッド３にはカム駆動用サーボ
モータ48が取り付けられ、該モータ48の回転軸に固着さ
れたプーリー49と前記回転軸41に固着されたプーリー50
との間にベルト51が巻掛けられて、これにより円筒カム
42が回転駆動されるようになっている。前記揺動軸46は
各ディスペンサ15と等距離となるように横方向（水平方
向）に移動ヘッド３にて枢支されており、前記円筒カム
42の回転に伴って所定角度範囲内の往復回転運動を繰り
返すもので、この揺動軸46の動きによって各揺動アーム
47の先端の当接ローラー52は上下に移動する。この当接
ローラー52が下面に当接することによって昇降駆動され
る昇降ブロック４は前記選択昇降用エアーシリンダ６に
より選択されて下降状態（しかも下降方向に付勢された
状態）となってる１個だけであり、他の非選択の昇降ブ
ロック４はエアーシリンダ６により上昇位置に保持され
るから揺動アーム47とは無関係な位置となっている。な
お、センサ55はローラー52の上限位置確認用、センサ56
はカムの原点確認用である。

基板トランスファ60は、第５図及び第13図の如く、装置
筐体61にあけられた基板搬入口62よりプリント基板70を
受け入れ、所定位置にて位置決め保持し、接着剤塗布動
作を完了したプリント基板70を基板搬出口63より排出す
る機能を持ち、第13図及び第14図に示す如く、基台１上
に立設された支持フレーム64に小プーリー65を枢支し、
小プーリー65及びトランスファ用モータで駆動される駆
動プーリー66間に丸ベルト67を張架し、丸ベルト67を矢
印Ｐ方向に走行させることにより丸ベルト上のプリント
基板70を移送する構成である。なお、支持フレーム64の
上縁にはプリント基板70の上面を規制する規制部材68が
固着されている。

基板トランスファ60において所定位置で停止されたプリ
ント基板70は、位置決めピン71を有する押し上げ板72に
より確実に位置決めされるようになっている。すなわ
ち、押し上げ板72はリニアスライド73によって昇降自在
に支持され、基台側に取り付けられたエアーシリンダ74
により上下駆動される。そして、エアーシリンダ74の伸
動時に位置決めピン71は所定位置で停止しているプリン
ト基板70側の位置決め穴75に嵌入する。

なお、X-Yテーブル２は最大サイズのプリント基板70が
位置決め保持された場合でもその基板面をカバーできる
移動範囲を持つ。

次に、上記実施例の全体的な動作を説明する。

第５図の基板搬入口62より基板トランスファ60上に供給
されたプリント基板70は、第13図矢印Ｐ方向の丸ベルト
67の走行により所定の停止位置に移送される。停止した
プリント基板70の位置決め穴75に上昇してきた位置決め
ピン71が嵌入してプリント基板70を位置決め保持する。

一方、NC制御により、次に必要とする塗布パターンに対
応するノズル18を持つ接着剤塗布用ディスペンサ15が１
個だけ選択されて選択昇降用エアーシリンダ６のロッド
の第15図矢印Ｑの如き伸動により下降状態（かつ下降方
向に付勢された状態）となり、第15図の如く選択された
ディスペンサ15を持つ昇降ブロック４の下面が昇降駆動
用揺動アーム47先端の当接ローラー52に当接する。この
とき、当接ローラー52は上昇限位置であり、ノズル18の
先端はプリント基板70の上面に到達していない。また、
このディスペンサ15の選択動作と並行して、ノズル18の
方向変換が必要な場合には第８図の回転駆動用パルスモ
ータ12をNC制御によって回転させ、回転ホルダ７、すな
わちノズル18を所要角度だけ回転させておく。

そして、NC制御によりX-Yテーブル２が作動し、指定さ
れたプリント基板面上の接着剤塗布座標上に選択された
ノズル18を移動させる。この場合、プリント基板70上の
所定の座標位置に対して基準になるノズル先端（もしく
はその他の基準点）と他のノズル先端は位置が異なるこ
とになるが、NC制御において基準になるノズル先端や基
準点に対する各ノズル先端の位置関係を予め入力してお
いて補正計算を実行させればよい。

選択されたノズル18が指定座標位置に到達すると、第７
図のカム駆動用サーボモータ48がNC制御により回転し、
円筒カム42が１回転する。この結果、揺動軸46が第16図
矢印Ｒのように回動し、揺動アーム47の先端の当接ロー
ラー52は下降して選択されたディスペンサ15のノズル18
先端の接着剤25がプリント基板面に接して所要量の接着
剤25が第17図の如く基板面の接続ランド80A,80B間に塗
布される（仮想線Ｓは部品装着位置を示す）。接着剤25
の塗布量は第10図に示す接着剤25を収容した容器16にチ
ューブ及びパイプ21を介して供給する圧力空気の量を加
減し（すなわち中蓋20を押し下げる圧力を加減し）ノズ
ル先端の接着剤吐出量を変化させることによって調整す
ることができる。

基板面への接着剤塗布後は円筒カム42の後半の回転に伴
う揺動アーム47の上昇位置への復帰によりノズル18の先
端も基板面から離れる。

次の塗布動作においてノズル18の変更が必要なければ、
同じノズルが引き続き基板面の塗布座標位置に移動して
接着剤塗布を実行する。

また、次の塗布動作においてノズル18の変更が必要であ
れば、選択昇降用エアーシリンダ６で別のノズル18を持
つディスペンサ15を下降状態とし、必要に応じてノズル
18の方向変換を実施すればよい。

接着剤塗布動作を繰り返し実行した結果、ディスペンサ
15の容器内の接着剤25が減少すると、接着剤液面の低下
にともなって中蓋20が下降位置となり、中蓋内の永久磁
石26の磁力により容器外部のリードスイッチ28が作動さ
れ、接着剤不足（補充時期）を知らせる。

なお、上記実施例では、各ノズル18の先端が一直線上に
配列するように設定したが、各ノズル18の先端を２次元
配置とすることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の接着剤塗布装置によれ
ば、次の効果を得ることができる。

（１）X-Yテーブルの移動ヘッドに接着剤塗布用ディス
ペンサを複数並べて搭載し、選択昇降用エアーシリンダ
で特定の１個のディスペンサを選択し、カム駆動により
ノズル昇降による接着剤塗布動作を制御したので、簡単
な構成で動作の確実なノズル選択式の装置が得られる。
各ノズルの位置の違いは、例えばNC制御による位置補正
計算により対応できる。

従来知られている特開昭61-171564号の選択式機構は、
ディスペンサの数が増す程選択動作の負担が増加して実
際には２種類の切り換えをする程度にしか構成し得な
い。

本発明の装置では、例えば10個のディスペンサの切り換
え構造としても、切り換えのための負担は特に増加しな
い特長がある。

（２）ノズルを昇降駆動するカム機構のカムに予め加工
するカム曲線によって、昇降時の運動加速度を規制する
ことが可能で、特にエアーシリンダのみで昇降させるよ
うな従来の機構では得られない、予測可能な安定した運
動が可能で、接着剤を振り飛ばしたり、ノズル先端が基
板面に到達しない、等の不安定を引き起こさないで高速
動作を実現できる。

（３）接着剤収容容器の中蓋に永久磁石を設け、容器外
にこれと応動するリードスイッチを設ける構成とすれ
ば、低コストで確実に接着剤液面低下を検知可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る接着剤塗布装置の実施例を示す要
部正面図、第２図は同要部側面図、第３図は実施例全体
構成の正面図、第４図は同側面図、第５図は同斜視図、
第６図は実施例における移動ヘッド側の構成を示す正面
図、第７図は同側断面図、第８図は同平面図、第９図は
カム機構部分を示す移動ヘッドの背面図、第10図は接着
剤塗布用デイスペンサの縦断面図、第11図はノズル部分
の縦断面図、第12図はノズル部分の要部底面図、第13図
は基板トランスファの片側部分の正面図、第14図は基板
トランスファの要部拡大横断面図、第15図及び第16図は
接着剤塗布動作を説明するための要部側面図、第17図は
基板面上の塗布パターンの１例を示す平面図である。 １……基台、２……X-Yテーブル、３……移動ヘッド、
４……昇降ブロック、６……選択昇降用エアーシリン
ダ、７……回転ホルダ、12……回転駆動用モータ、15…
…接着剤塗布用ディスペンサ、16……容器、18……ノズ
ル、20……中蓋、25……接着剤、26……永久磁石、28…
…リードスイッチ、40……カム機構、42……円筒カム、
43……カム溝、45……カムフォロア・アーム、47……昇
降駆動用揺動アーム、48……カム駆動用モータ、52……
当接ローラー、60……基板トランスファ、70……プリン
ト基板、71……位置決めピン、75位置決め穴。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を一定位置に位置決め保持する基板保
   持部と、前記基板の上側においてX-Yテーブルで移動自
   在に支持された移動ヘッドと、該移動ヘッドに対して昇
   降自在かつ回転自在に配設されたノズル形状の異なる複
   数個のディスペンサと、各ディスペンサを選択的に昇降
   させるエアーシリンダと、該エアーシリンダで選択され
   て下降状態となっている選択されたディスペンサを昇降
   駆動するカム機構とを備え、該選択されたディスペンサ
   のノズルで前記基板に接着剤を塗布することを特徴とす
   る接着剤塗布装置。
2. 【請求項２】前記ディスペンサの接着剤を収容した容器
   内の接着剤液面を押える中蓋に永久磁石を配置し、前記
   容器の外部に該永久磁石に応動する液面検出用リードス
   イッチを配置した請求項１記載の接着剤塗布装置。