JPH0973977A

JPH0973977A - 接着剤注出機

Info

Publication number: JPH0973977A
Application number: JP25461395A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Kawai; 良彦河合; Masahiko Nozaki; 昌彦野崎; Masayuki Arakawa; 昌幸荒川
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】大気の状態に影響されることなく、立ち上げ
や温度の設定変更を短時間で行うことができる接着剤注
出機を提供すること。【解決手段】本発明の接着剤注出機１は、容器２内に
充填された接着剤が圧力手段によって加圧され注出する
ものであって、容器２の注出部１３を囲むように配設さ
れ、ペルチェ効果に基づく熱電変換素子８によって注出
部１３内の接着剤へ加熱または冷却のための伝熱を行う
温調ブロック６が設けられ、その温調ブロック６の外部
との熱の出入りを遮断するよう温調ブロック６に覆着さ
れた断熱部材１４とを有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板への電子部品
の装着等に際して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、このような接
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
化してしまうといった問題点がある。従って、接着剤の
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機能をもった従来の接着剤
注出機について説明する。図７は、その従来の接着剤注
出機の注出部を示した断面図である。

【０００３】接着剤５２が貯蔵されたタンク５１は、そ
の先端に塗布ノズル５３が取り付けられている。このタ
ンク５１は、ブロック５４とフレーム５５に保持され、
Ｏリング５７によって気密性を保たれている。一方塗布
ノズル５３は、ピン５６によってブロック５３ａごと保
持され、そしてブロック５３ａには、熱電対５８及び電
子冷却素子５９が固着されている。また、フレーム５５
の中央部にも熱電対６０及び電子冷却素子６１が固設さ
れている。各々の電子冷却素子５９，６１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】このよう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接着剤の塗布動作
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内に圧縮空気が所定時間送り
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
ために接着剤塗布装置では、塗布ノズル５３に固着され
た熱電対５８によりその温度を計測し、電子冷却素子５
９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、電子冷却素子５９に固設の放熱フィン６２
を送風扇６４によって空冷し、電子冷却素子５９の冷却
効果を高めている。更に、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。そのため、フレーム５５に固設さ
れた電子冷却素子６１は、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却素子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５８，６０によりその温度を計
測し、電子冷却素子５９，６１により加熱冷却を行い接
着剤５２の温度を所定値に保っている。しかし、これで
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く、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。また、大気が比較的高湿度雰囲気のとき露点
以下で温度を制御した場合、ブロック５３ａに結露が生
じ得る。そして、結露が生じたまま基板上への接着剤の
付着が行なわれたのでは、結露による発熱で電子冷却素
子５９の吸熱量が相殺されて冷却能力不足となったり、
水滴が基板上に落下したりするなどの不都合が生じる。
更に、放熱フィン６２，６３を空冷するための送風扇６
４からの風がブロック５３ａやフレーム５５にも当り、
電子冷却素子５９，６１の冷却能力を低下させることと
なる。

【０００６】そこで、本発明は、大気の状態の影響を受
けることなく、立ち上げや温度の設定変更を短時間で行
うことができる接着剤注出機を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【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が圧力手段によって加圧
され注出するものであって、前記容器内の接着剤が注出
する注出部に対して設けられたペルチェ効果に基づく熱
電変換素子と、前記容器の注出部を囲むように配設さ
れ、前記熱電変換素子による当該注出部内の接着剤へ加
熱または冷却のための伝熱を行う温調ブロックと、前記
温調ブロックの外部との熱の出入りを遮断するよう当該
温調ブロックに覆着された断熱部材とを有することを特
徴とするものである。また、本発明の接着剤注出機は、
前記容器の注出部の温度を検出するための温度センサ
と、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、前記容器の注出部
内の接着剤の加熱または冷却を自動制御する制御手段
と、前記熱電変換素子の熱を大気へ放熱するための放熱
フィンと、前記放熱フィンを冷却するためのファンとを
有するものであることが望ましい。また、本発明の接着
剤注出機は、前記ファンからの風を拡散させることなく
前記放熱フィンへ導くための集風手段を有するものであ
ることが望ましい。

【０００８】本発明の接着剤注出機では、容器内に充填
された接着剤に対し加圧手段によって所定の圧力を加え
ると、その圧力に従って所定量の接着剤が注出される
が、接着剤の温度変化に伴う粘性変化より接着剤に加え
られる圧力に対する注出量が不安定になるため、接着剤
の温度を安定させる温度調節を行う。その際、熱の出入
りを遮断するよう断熱部材が覆着され、前記容器の注出
部を囲むように配設された温調ブロックを、ペルチェ効
果に基づく熱電変換素子によって加熱または冷却するこ
とにより、効率よく接着剤の温度を調節することができ
る。

【０００９】また、本発明の接着剤注出機は、温度セン
サが前記容器の注出部の温度を検出し、その温度センサ
からの検出信号に基づいて制御手段が熱電変換素子に対
して所定方向の電流を流して、容器の注出部内の接着剤
の加熱または冷却を行なう。そして、熱電変換素子が加
熱した場合には、ファンから放熱フィンへ風を送って空
冷する。また、本発明の接着剤注出機は、ファンから放
熱フィンへ風を送って放熱する場合、集風手段がファン
からの風を拡散させることなく放熱フィンへ導き、効率
良く熱電変換素子の熱を放熱する。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の接着剤注出機に係る
一実施の形態について説明する。そこで、先ず本実施の
形態の接着剤注出機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、下方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】そして、加熱あるいは冷却される温調ブロ
ック６が大気の影響を受けないように、断熱カバー１４
が温調ブロック６を覆うように設けられている。この断
熱カバー１４は、２．５ｍｍの厚さのポリエチレン断熱
材が温調ブロック６の周りに接着剤によって貼り付けら
れている。また、この断熱カバー１４の熱伝導率は、室
温２０℃の場合でＫ＝０．０３２（ｋｃａｌ／ｍ・Ｈ・
ｄｅｇ）である。

【００１３】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が直接固着され、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には、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１１が連設されている。また、
放熱フィン１１を空冷するための軸流ファン１２が、更
に外側に設けられている。そして、この軸流ファン１２
からの風を効率良く放熱フィン１１に当てるように、軸
流ファン１２から放熱フィン１１へかけて集風板１５が
配設されている。

【００１４】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、本実施の形態の
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。

【００１５】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。

【００１６】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、また下端部からノズル１３にかけて径
が除々に小さくなり、ノズル１３先端部では極めて微小
な径となっている。本実施の形態の接着剤吐出機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。

【００１７】基体２１の下端側には、断熱カバー１４に
覆われた温調ブロック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が設けられている。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。

【００１８】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は、容器２が付勢されたフタ４によって上方が密閉さ
れている。そこへ供給パイプ２０から供給孔４ａを介し
て容器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。

【００１９】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。

【００２０】以上のようにして、基板上に接着剤が付着
されるが、次に接着剤の温度設定について説明する。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するために接着剤の粘性が増し、
通常供給されている圧縮空気による加圧量ではノズル１
３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からの検出信号に基づき、
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良いホルダ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。

【００２１】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、
本実施の形態の接着剤注出機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、上記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。

【００２２】しかし、このとき大気が比較的高湿度雰囲
気で露点以下の温度で温調ブロック６を制御した場合に
は結露が生じ得る。そして、結露が生じたまま基板上へ
の接着剤の付着が行なったのでは、結露による発熱でペ
ルチェ素子８の吸熱量が相殺されて冷却能力不足となっ
たり、水滴が基板上に落下したりするなどの不都合が生
じる。しかし、本実施の形態では、断熱カバー１４が温
調ブロック６を覆っているので、接着剤の温度を露点以
下の温度で設定しても断熱カバー１４の表面温度が高く
なるため、結露の発生を防止した適切な接着剤の塗布が
行われる。

【００２３】ところで、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、その熱を放熱フィン１１へ伝熱し、それに軸
流ファン１２から風を送って冷却する。このとき、軸流
ファン１２から送られる風は、集風板１５によって導か
れ拡散することなく放熱フィン１１へ送られる。そのた
め、軸流ファン１２からの風を放熱フィン１１へ集め空
冷効果を高めると共に、温調ブロック６へ風が当たるの
を遮断して冷却能力が低下するを防止する。

【００２４】以上、本実施の形態の接着剤注出機１の構
成及びその作用について説明したが、本実施の形態のも
のでは、ペルチェ素子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、本実施の形態の接着剤注出機
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、本実施の形態の接着剤吐出機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。

【００２５】また、本実施の形態の接着剤注出機１で
は、温調ブロック６の周りに断熱カバー１４を貼り付け
たので、接着剤の温度を露点以下に設定した場合でも、
温調ブロック６に結露が生じることはない。そのため、
ペルチェ素子８の吸熱量が相殺されることがく効率良く
冷却が行なわれることに加え、断熱効果による冷却能力
が向上した。そこで、断熱カバー１４を備えた本実施の
形態の接着剤注出機１と断熱カバー１４の無いものを比
較してみる。図６は、両者の比較結果を示したグラフで
ある。この図からも分かるように、断熱カバー１４を貼
ることによって冷却能力は飛躍的に向上した。具体的に
は、本実施の形態における断熱カバー１４の場合には、
冷却能力が約６．５℃向上した。

【００２６】また、集風板１５を設けたことにより、軸
流ファン１２からの風が効率良く放熱フィン１１へ送ら
れるため、空冷効果が向上したことに加え、温調ブロッ
ク６及びペルチェ素子８側への風の流れが防止されたこ
とにより、冷却能力が向上することとなった。更に、基
板へ接着剤を塗布する際に、ペルチェ素子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、ペルチェ素子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。

【００２７】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
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、上記実施の形態では軸流ファ
ン１２を用いて空冷式としたが、水冷式としてもよい。
また、断熱カバー１４に厚さ２．５ｍｍのポリエチレン
断熱材を使用したが、更に別の断熱材を使用することに
問題はない。

【００２８】

【発明の効果】本発明の接着剤注出機は、接着剤が充填
された容器の注出部に設けられペルチェ効果に基づく熱
電変換素子を備えた温調ブロックが、外部との熱の出入
りを遮断するよう覆着された断熱部材を有するので、大
気の状態に影響されることなく接着剤注出機の立ち上げ
や温度の設定変更を短時間で行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる接着剤吐出機の
概念図である。

【図２】本発明の一実施の形態にかかる接着剤吐出機の
側面図である。

【図３】本発明の一実施の形態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】本発明の一実施の形態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】断熱カバーの有無による冷却能力の比較を示し
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１３ノズル１４断熱カバー１５集風板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器内に充填された接着剤が圧力手段に
よって加圧され注出する接着剤注出機において、前記容器内の接着剤が注出する注出部に対して設けられ
たペルチェ効果に基づく熱電変換素子と、前記容器の注出部を囲むように配設され、前記熱電変換
素子による当該注出部内の接着剤へ加熱または冷却のた
めの伝熱を行う温調ブロックと、前記温調ブロックの外部との熱の出入りを遮断するよう
当該温調ブロックに覆着された断熱部材とを有すること
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、前記容器の注出部の温度を検出するための温度センサ
と、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、前記容器の注出部内の
接着剤の加熱または冷却を自動制御する制御手段と、前記熱電変換素子の熱を大気へ放熱するための放熱フィ
ンと、前記放熱フィンを冷却するためのファンとを有すること
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、前記ファンからの風を拡散させることなく前記放熱フィ
ンへ導くための集風手段を有することを特徴とする接着
剤注出機。