JPH08242068A

JPH08242068A - 接着剤注出機

Info

Publication number: JPH08242068A
Application number: JP7459895A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Kawai; 良彦河合; Masahiko Nozaki; 昌彦野崎; Taku Nakagawa; 卓中川
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 1996-09-17
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JP2633816B2

Abstract

(57)【要約】【目的】立ち上げや温度の設定変更を短時間で行うこ
とができ、高速駆動が可能な接着剤の加熱及び冷却を行
なう接着剤注出機を提供する。【構成】容器内に充填された接着剤に注出のための圧
力を加える加圧手段３とを有するものであって、容器２
が、上下方向に独立して移動可能に保持され、容器２内
の接着剤が注出する注出部１３に位置するよう固設さ
れ、ペルチェ効果に基づく熱電変換素子によって構成さ
れた温度設定手段８を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板への電子部品の装
着等に際して装着のための接着剤を注出する接着剤注出
機に関し、特に、接着剤の適切な温度管理を迅速に行う
ことが可能な接着剤注出機に関する。

【０００２】

【従来の技術】チップ部品の製造に際し、基板上に電子
部品を接着剤で仮止した後、例えば半田浴の中へのドブ
漬け等が行われることがある。ところで、このようにし
て注出され、接着に作用する接着剤は、温度による影響
を大きく受ける。即ち、温度変化によって粘度が変化
し、注出量が変化してしまうという問題点が起る。従っ
て、注出量が適正量まで満たされない場合には、上記し
たような半田浴の中へのドブ漬けが行なわれると、基板
を入れた際に電子部品が外れてしまう等といったことが
起こり得た。そのため、このような温度変化に伴う接着
剤の粘性変化を防止する必要があり、接着剤注出機にお
いては接着剤の温度を管理する各種機構が設けられてい
る。そこで、そのような温度管理の可能な従来の接着剤
注出機について説明する。

【０００３】図７は、従来例の接着剤注出機の注出部を
示す断面図である。タンク５１は接着剤５２を貯蔵し、
その先端には塗布ノズル５３を取り付けている。タンク
５１は、ブロック５４とそれに固設のフレーム５５に保
持され、塗布ノズル５３はピン５６によって保持されて
いる。この状態にてタンク５１はＯリング５７によって
気密性を保たれており、一方塗布ノズル５３はフレーム
５５に固設の熱電対５８及び電子冷凍素子５９に密着し
ている。フレーム５５の中央部にて熱電対６０及び電子
冷凍素子６１が固設されている。各々の電子冷凍素子５
９，６１にはそれぞれ放熱フィン６２，６３が固設され
ており、それを空冷するよう接着剤塗布装置本体に送風
扇６４が固設されている。ブロック５４には圧縮空気を
送り込む配管６５が取り付けられ、また駆動部６６の動
作をヘッド部全体に伝えるロッド６７が固設されてい
る。

【０００４】このよな構成による接着注出機は、不図示
のプリント基板に対して次のように塗布動作を行なう。
先ず、図示しない圧縮空気吐出装置により配管６５を介
してタンク５１内に圧縮空気が一定時間送り込まれ、そ
れにより接着剤５２は塗布ノズル５３より一定量吐出さ
れる。ここで圧縮空気が断続的にタンク５１内に送られ
るため、タンク５１内の空気が空気圧縮による発熱、い
わゆるショット熱により暖められることや、装置の雰囲
気温度の変化等により接着剤５２の温度が上昇し、その
粘性やチキソ性が変化してくる。それを防ぐために本実
施例の接着剤塗布装置では、塗布ノズル５３に密着した
熱電対５８によりその温度を計測し、電子冷却素子５９
により加熱冷却を行い接着剤５２の温度を一定にしてい
る。また、電子冷凍素子５９に固設の放熱フィン６２に
対して送風扇６４より空冷し、電子冷凍素子５９の冷却
効果を高めている。接着剤５２の温度安定のためには、
前述のようにタンク５１の圧縮空気の発熱を抑えること
が重要であるので、フレーム５５に固設の電子冷凍素子
６１を熱電対６０を計測しながら加熱冷却を行い接着剤
５２の温度の安定化を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の接着剤注出機では次のような不都合があった。即
ち、従来例のものでは、上述のごとく電子冷凍素子５
９，６１のそれぞれが、塗布ノズル５３とタンク５１に
対して熱電対５８，６０を介してフレーム５５に固設さ
れている。そして、これによって塗布ノズル５３やタン
ク５１に密着した熱電対５８又は熱電対６０によりその
温度を計測し、電子冷却素子５９又は電子冷凍素子６１
により加熱冷却を行い接着剤５２の温度を一定にしてい
る。ところで、プリント基板等への接着剤塗布時には、
ブロック５４、タンク５１を上下あるいは旋回運動を行
なう。このようなとき電子冷凍素子５９，６１をタンク
５１や塗布ノズル５３に固設してしまったのでは、電子
冷凍素子５９，６１も同じように上下あるいは旋回運動
を行うこととなる。しかし、そうした場合、電子冷凍素
子５９，６１は、衝撃に比較的弱く破損を引き起こす可
能性が高く特に高速な駆動には使用できなかった。

【０００６】また、上記従来例の接着剤注出機では、フ
レーム５５全体を温調しているため熱容量が大きくなり
効率が非常に悪い。例えば、電源投入後から装置が立ち
上がるまで長い時間が必要となり、作業能率の低下を招
くこととなる。そして、上記したように高速駆動が不可
能なこととも相まって生産効率が非常に悪いという問題
があった。

【０００７】そこで、本発明は、その立ち上げや温度の
設定変更を短時間で行うことができ、高速駆動が可能な
接着剤の加熱及び冷却を行なう接着剤注出機を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の接着剤注出機
は、容器内に充填された接着剤を注出するための圧力を
加える加圧手段とを有する接着剤注出機において、前記
容器が、上下方向に独立して移動可能に保持され、前記
容器内の接着剤が注出する注出部に位置するよう固設さ
れ、ペルチェ効果に基づく熱電変換素子によって構成さ
れた温度設定手段を有するものである。また、本発明の
接着剤注出機は、容器先端部に設けた接着剤を注出する
ためのノズルと、前記ノズル部分の温度を検出するため
の温度センサと、前記ノズルの周りに位置するよう固設
され、前記熱電変換素子による当該ノズル内の接着剤の
加熱または冷却のための伝熱を行う温調ブロックと、前
記熱電変換素子に連設された放熱フィンとを有すること
が望ましい。また、本発明の接着剤注出機は、前記温度
センサからの検出信号に基づいて前記熱電変換素子に所
定方向の電流を流して、前記ノズル内の接着剤を加熱ま
たは冷却を自動制御する制御手段を有することが望まし
い。

【０００９】

【作用】本発明の接着剤注出機は、容器内に充填された
接着剤に対し加圧手段によって圧力を加え、その圧力に
よって接着剤が注出されるが、接着剤の温度変化によっ
てその粘性が変化してしまうため、適切な接着剤の温度
にするために温度設定手段が温度調節を行うに際し、そ
の温度設定手段を構成するペルチェ効果に基づく熱電変
換素子が、接着剤の温度が低い場合にはその接着剤が注
出する容器の注出部の加熱を、そして接着剤の温度が高
い場合には当該箇所の冷却を共に短時間で行う。また、
本発明の接着剤注出機は、接着剤の温度変化による粘性
の変化を防止するため、容器内の接着剤の温度を温度セ
ンサがその容器の注出部に存在する接着剤のみに限って
検出し、その検出結果に基づいてノズルの周りに配設さ
れた温調ブロックを、熱電変換素子が加熱または冷却を
行うことによって接着剤を短時間で加熱または冷却する
一方、熱電変換素子に発生する熱を放熱フィンによって
放熱する。また、本発明の接着剤注出機は、接着剤の温
度変化による粘性の変化を防止するため、温度センサか
らの検出信号に基づき制御手段が、前記熱電変換素子に
所定方向の電流を流し、前記ノズル内の接着剤を短時間
で加熱または冷却を行うことを制御する。

【００１０】

【実施例】次に本発明の接着剤注出機に係る一実施例に
ついて説明する。そこで、先ず本実施例の接着剤注出機
１の構成について説明する。図１は、接着剤注出機の概
念図である。接着剤が充填された容器２は、円筒形のシ
リンダ形状をなし、容器２の下部は断面が狭小になり、
下端先端部は更に狭くなった微小径のノズル１３が係設
されている。そして、容器２内部には、充填された接着
剤を上方から塞ぐようにフロート３が嵌挿され、また開
放された上端部には圧縮空気供給孔４ａが形成されたフ
タ４がかぶせられている。ところで、フロート３は容器
２内の接着剤に浮くものであり、容器２の内周面に摺接
するように気密に嵌挿されている。

【００１１】そして、ノズル１３は、ホルダ５によって
全体が覆われて容器２に固定されている。このホルダ５
には銅などの伝熱性のよい材料が使用される一方、ノズ
ル１３にはアルミやＳＵＳが使用される。これは、本来
ノズル１３にも伝熱性のよい銅を使用するのが好ましい
が、塗布される接着剤の成分によって銅が腐食されてし
まうため、腐食のおそれがなく伝熱性のよいものとして
アルミやＳＵＳが使用される。また、ホルダ５の周りに
は銅によって構成された温調ブロック６が設けられ、温
調ブロック６にはその温度の変化を検出する温度センサ
７が設けられている。これは、温調ブロック６を構成す
る銅が非常に伝熱性が高いことを利用し、ノズル１３先
端部を囲む温調ブロック６内の温度を短時間に設定する
ためである。

【００１２】更に、温調ブロック６には温度設定手段で
あるペルチェ素子８が固着され、温度センサ７及びペル
チェ素子８にはコントローラ９が接続されている。そし
て、コントローラ９を駆動するための直流電源１０が接
続されている。一方、ペルチェ素子８には、そのペルチ
ェ素子８からの熱を大気に放熱するための放熱フィン１
１が連設されている。また、放熱フィン１１に風を当て
て冷やすための軸流ファン１２が、更に外側に設けられ
ている。

【００１３】次に、このような接着剤注出機１の具体的
構成について更に詳細に説明する。図２は接着剤注出機
１の外観を示した側面図であり、図３は、図２における
Ａ−Ａ断面を示す図である。ところで、本実施例の接着
剤注出機１は、図２に示すように２つの接着剤注出機が
連設されており、可動時には２箇所で接着剤を塗布する
ことが可能なものである。接着剤注出機１は、図２に示
した外観図から分かるように、容器２にフタ４を介して
圧縮空気を供給するための供給パイプ２０が連設されて
いる。そして、容器２は接着剤注出機１が係設されてい
る基体２１に対し、上下に駆動できるように配設されて
いる。

【００１４】即ち、固定部材２５の外側には、つば２６
に対し垂直に固定ピン２７が固定されて、その固定ピン
２７の周りには、容器２を上下に移動させるためのガイ
ド部２９が形成されている。このガイド部２９は、固定
ピン２７をガイド２８が摺動するよう形成され、１つの
容器２に対し１つが対応して形成されている。一方、容
器２を挟んでガイド部２９に対して駆動部３０が構成さ
れている。この駆動部３０は、不図示の本体に支点３２
が係設された操作棒３３が、駆動伝達材３４にローラ３
５を介して固定部材２５に連設されている。そして、こ
の操作棒３３には、途中にカムローラ３６が形成され、
そのカムローラ３６に対応するように偏心カム３７が駆
動軸３７ａに不図示の駆動モータを連設して構成されて
いる。

【００１５】次に、容器２は、両側からスプリング２４
によって下方へ付勢されている。この容器２は、一定径
のシリンダ容器をなし、また下端部をからノズル１３に
かけて径が順に小さくなり、ノズル１３先端部では極め
て微小な径となっている。本実施例の接着剤吐出機１で
は、１回の塗布量が０．００１ｃｃとなるように形成さ
れている。また、容器２内へ供給される圧縮空気がフロ
ート３に有効に作用するように、フタ４で密閉されてい
る。スプリング２４の下端は、ホルダ５に固設された円
筒形の固定部材２５に係設されている。このスプリング
２４は、ノズル１３が基板に押しつけすぎないようにす
るものである。

【００１６】次に、基体２１の下端側には、温調ブロッ
ク６がホルダ５との距離をわずかに有して係設され、そ
の温調ブロック６からノズル１３の先端が少しだけ突出
するように配置されている。また、この温調ブロック６
の上端にはガイド３１が設けられ、その高さを調節でき
るようつば２６の摺動孔２６ａに係設されている。そし
て、温調ブロック６にはペルチェ素子８が固着され、そ
のペルチェ素子８には、放熱フィン１１が接続されてい
る。ここで、ペルチェ素子８とは、ペルチェ効果に基づ
く熱電変換素子であり、発熱と冷却の双方を１つで行な
うことが可能なものである。また、ペルチェ効果とは、
２種類の異なった金属又は半導体を２点で接合した閉回
路をつくって電流を流すと、接合点にジュール熱以外に
熱の発生又は吸収が起る現象をいう。従ってペルチェ素
子８は、所定方向から電流を流すと発熱現象により温調
ブロック６を加熱し、反対方向から電流を流すと吸熱現
象により温調ブロック６を冷却する。

【００１７】次に、このような構成を有する接着剤注出
機１の作用について説明する。先ず、この接着剤注出機
１では、容器２が下方はノズル１３の上端部に固定さ
れ、付勢されたフタ４によって上端が当接され密閉され
ている。そこへ供給パイプ２０によって供給孔４ａを介
して接着剤の入った容器２内へ圧縮空気が吸入される。
そのため容器２内のフロート３が上方から加圧され、そ
れにともなって接着剤も加圧される。このとき圧縮空気
による圧力は、図４に示すように、接着剤がノズル１３
の先端から落ちることなく、粘性によって所定量だけ盛
り上がる程度加えられる。

【００１８】そこで、接着剤注出機１を備えた基体２１
が所定方向に移動し、駆動部３０によって所定位置で容
器２が上下動する。即ち、偏心カム３７がその駆動軸３
７ａを中心に回転すると、その回転運動がカムローラ３
６へ伝達される。このとき偏心カム３７の回転運動は、
カムローラ３６へは往復運動として伝達され、カムロー
ラ３６が係設された操作棒３３は支点３２を中心に揺動
運動となる。そして、更に操作棒３３の揺動運動はロー
ラ３５を介して駆動伝達材３４を上下運動となり、従っ
て容器２及びその先端のノズル１３が上下運動すること
となる。このときガイド部２９では、ガイド２８がつば
２６に固定されている固定ピン２７に沿って上下に摺動
し、下動したときにノズル１３先端の垂れた接着剤が基
板に付着する。このようにして付着した接着剤は、基板
への電子部品の仮止め等に用いられるが、１回に使用さ
れる量、即ちノズル１３先端から注出される量は、上記
したように０．００１ｃｃと極めて微少であり、その誤
差は２０％以内に抑えられ常に安定して供給される。

【００１９】以上のようにして、基板上に接着剤が付着
されるが、温度設定について更に具体的に説明する。例
えば、冬の寒い日等のように気温の低い日には容器２内
の接着剤の温度も低下し、そのために接着剤の粘性が上
がり、通常供給されている圧縮空気による加圧量ではノ
ズル１３先端からの垂れ量が足りず、適切な量の接着剤
が基板上に塗布されないこととなる。そのため、温調ブ
ロック６に備えられた温度センサ７からの検出信号にも
とづき、コントローラ９によって直流電源１０からペル
チェ素子８の所定方向に電流が流される。すると、ペル
チェ素子８の発熱現象により温調ブロック６が加熱さ
れ、その熱によって温調ブロック６自体の温度が上げら
れる。温調ブロック６に発生した熱は、伝熱性のよいホ
ルダ５に伝わり更にノズル１３へ効率よく伝えられる。
その結果ノズル１３先端部の接着剤の温度上昇により粘
性が正常な状態になるよう制御される。

【００２０】一方、逆に温度が上がりすぎた場合には接
着剤の粘性が下がってしまい、通常の圧力ではノズル１
３から不必要に注出されてしまうこととなる。そこで、
本実施例の接着剤注出機１では、やはり温度センサ７が
温調ブロック６の温度の上がりすぎたことを検知し、先
とは逆にペルチェ素子８には反対方向から電流が流さ
れ、吸熱現象により温調ブロック６を介してノズル１３
内の接着剤が冷却される。そうすれば、ノズル１３での
接着剤の粘性が正常なものとなって適切な接着剤の塗布
が行われる。ところで、上記したようにペルチェ素子８
が温調ブロック６を加熱する場合は、ペルチェ素子８で
発生する熱を温調ブロック６が吸収するのでペルチェ素
子８が高温になることがなく問題ない。しかし、ペルチ
ェ素子８が温調ブロック６を冷却する場合には、ペルチ
ェ素子８が高温になってしまうので、放熱フィン１１及
び軸流ファン１２によりペルチェ素子８が冷却される。

【００２１】以上、本実施例の接着剤注出機１の構成及
びその作用について説明したが、本実施例のものでは、
ベルチェ素子８によってノズル１３先端部分でのみ温度
調節を行なうようにしたので、その立ち上げを短時間で
行うことが可能となった。即ち、接着剤の適正温度に対
する適切な粘性での塗布を行う状態へ短時間に設定する
ことができた。これを、従来例で使用したものと比較し
てみる。図５は、本実施例の接着剤注出機１と、従来の
ものとによって、接着剤の温度を約１０度程度下げた場
合の状態をしめしたグラフである。これからも分かるよ
うに、本実施例の接着剤吐出機１によれば１５分程度で
設定温度に達するものが、従来のものでは１時間近くも
の時間が必要であり、温度設定に要する時間が大幅に短
縮された。

【００２２】更に、本実施例の接着剤吐出機１による接
着剤の温度設定について見てみる。図６は、加熱または
冷却による接着剤の温度変化を示したグラフである。こ
れによれば、接着剤の温度を３０度から１６度にするの
に１０分、更に１６度から２５度、そして２５度から３
２度と温度を上昇させる場合には５分程度と極めて短時
間で接着剤の温度を設定することができた。また、基板
へ接着剤を塗布する際に、ベルチェ素子８は固定したま
まで容器２及びノズル１３を駆動させるようにしたた
め、素子の破損を引き起こすことなく長期にわたり高品
質な接着剤の塗布を行なう接着剤吐出機１を提供するこ
とができた。そして、ベルチェ素子８とは別に容器２及
びノズル１３を駆動させるようにしたため、高速での駆
動が可能となって作業能率の向上が図られた。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。例えば、上記実施例では軸流ファン１２を
用いて空冷式としたが、水冷式としてもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の接着剤注出機は、容器内の接着
剤が加圧されて注出されるものであって、接着剤の温度
変化による粘性の変化を一定の粘性にするため温度セン
サによって温度を検出し、温度設定手段がその検出結果
に基づいて接着剤を適切な温度にするが、前記容器が、
上下方向に独立して移動可能に保持され、前記温度設定
手段が、前記容器内の接着剤が注出する注出部に位置す
るよう固設された、ペルチェ効果に基づく熱電変換素子
によって構成されたものなので、立ち上げや温度の設定
変更を短時間で行うことができ、また高速駆動が可能な
小型の接着剤注出機を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる接着剤吐出機の概念
図である。

【図２】本発明の一実施例にかかる接着剤吐出機の側面
図である。

【図３】本発明の一実施例にかかる接着剤吐出機の断面
図である。

【図４】ノズル先端の接着剤の注出状況を示した断面図
である。

【図５】本発明の一実施例にかかる接着剤吐出機による
立ちあげ状況を示した図である。

【図６】本発明の一実施例にかかる接着剤吐出機による
立ちあげ状況を示した図である。

【図７】従来の接着剤吐出機を示す断面図である。

【符号の説明】

１接着剤吐出機２容器３フロート５ホルダ６温調ブロック７温度センサ８ペルチェ素子９コントローラ１０直流電源１１放熱フィン１２軸流ファン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器内に充填された接着剤を注出するた
めの圧力を加える加圧手段を有する接着剤注出機におい
て、前記容器が、上下方向に独立して移動可能に保持され、前記容器内の接着剤が注出する注出部に位置するよう固
設され、ペルチェ効果に基づく熱電変換素子によって構
成された温度設定手段を有することを特徴とする接着剤
注出機。
【請求項２】請求項１に記載の接着剤注出機におい
て、容器先端部に設けられた接着剤を注出するためのノズル
と、前記ノズル部分の温度を検出するための温度センサと、前記ノズルの周りに位置するよう固設され、前記熱電変
換素子による当該ノズル内の接着剤の加熱または冷却の
ための伝熱を行う温調ブロックと、前記熱電変換素子に連設された放熱フィンとを有するこ
とを特徴とする接着剤注出機。
【請求項３】請求項２に記載の接着剤注出機におい
て、前記温度センサからの検出信号に基づいて前記熱電変換
素子に所定方向の電流を流して、前記ノズル内の接着剤
を加熱または冷却を自動制御する制御手段を有すること
を特徴とする接着剤注出機。