JPS63194393A - 電子回路基板の被膜形成方法及び装置 - Google Patents

電子回路基板の被膜形成方法及び装置

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JPS63194393A
JPS63194393A JP2693087A JP2693087A JPS63194393A JP S63194393 A JPS63194393 A JP S63194393A JP 2693087 A JP2693087 A JP 2693087A JP 2693087 A JP2693087 A JP 2693087A JP S63194393 A JPS63194393 A JP S63194393A
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circuit board
electronic circuit
film
resin
spraying
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星見 広
中坪 仁
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DENSHI GIKEN KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電子回路基板の被膜形成方法及び其の方法の実
施に使用する装置に関し、より具体的には多数の電子回
路部品が組込まれた回路基板上に溶融樹脂を無気噴射し
て絶縁被膜を形成する方法及び装置に関する。
(従来の技術) 従来、絶縁乃至は防湿等のために電子回路基板上にアク
リル系樹脂を塗布して被膜を形成することが行われてお
り、その手法としてはフィルムコート手法或いはエアス
プレィ手法が用いられている。フィルムコート手法では
米国ノードソン社のノードソンフィルムコート手法が良
く知られているが、この手法は第13図(b)に示す如
く、溶融樹脂をノズル200からフィルム状に噴射して
電子回路基板上にコーティングするものである。またエ
アスプレィ手法では、第13図(C)に示す如く、圧縮
空気によって溶融樹脂を霧化して噴射することによりコ
ーティングするものである(発明が解決しようとする問
題点) 然しなからフィルムコート手法の場合、溶融樹脂をフィ
ルム状にしてコーティングするので、フィルムを形成す
るのに樹脂を比較的大量に必要とする結果塗布膜(フィ
ルムコート)が比較的厚くなり、樹脂の浪費が生じると
共に塗布後いわゆる液ブレが生じていた。更に、フィル
ムの最大幅部が回路部品面高さに合致する如くノズル2
00を高さくZ)方向に制御する必要があるため、Z方
向の移動量を大きくとると噴射パターン幅が不均一とな
って塗布膜厚みが不均一になり、他方最小厚みで管理す
ると塗布膜が過度に厚くなって同様に液ブレが生じてい
た。
又、樹脂はノズルよりフィルム状に吐出されるため、第
13図(b)に示す如く、部品の凹凸部の境界付近でフ
ィルム膜の切れ201が生じてしまう、乃至は気泡20
2を内包してしまう等、コーティングが不十分な領域が
生じ易い不都合があった。更に、フィルム状に塗布する
ためICピン若しくはリード線等の中空支持部品の背面
には十分塗布することが出来ず、絶縁不良乃至は防湿不
良を起こす原因となっていた。そのためこれ等不都合に
対処するには一層の塗布膜厚さを必要として更に大量の
樹脂及び溶剤が必要となり、より一層液グレが発生し易
くなっていた。このように液ブレが発生すると、例えば
基板の裏面をも直ちにコーティングすることが出来ない
不都合があり、また基板を倒立せしめて占有スペースを
節約化しつつ乾燥を行うことが出来ず、従って乾燥場所
を広く必要とする不都合もあり、更には塗布膜が厚いと
乾燥時間が長くなる問題もあった。
一方エアスブレイ手法の場合、圧縮空気で溶融樹脂を霧
化噴射するために溶融樹脂の粘度を極度に下げる必要が
あり、その結果溶剤の消費量が多くなると共に一回の噴
射で塗布膜厚みが十分に得られない場合も生じ、乾燥、
噴射の各工程を何度も繰返して所望の厚さを得ねばなら
ない不都合があった。更に、ノズル先端に付着した樹脂
をエアで吹きとばす際に、いわゆる糸引きを生じ易く、
塗布面に凹凸を生じて、商品性が低下する等の不都合も
あった。特に、エアスプレィ手法の場合霧化噴射のため
LED (発光ダイオード)等コーティングをしてはな
らない箇所については予めマスク作業をしておく必要が
あり、余分な作業工程を必要とする問題があった。
従って本発明の目的は従来技術の上述の欠点を解消する
ことにあり、樹脂の噴射圧と粘度を適正に管理すること
により、液ブレの発生がなく、樹脂と溶剤の最小限の消
費量で回路基板の上面及び下面の両面について所望の厚
さのコーティングを行うことが出来るようにした電子回
路基板の被膜形成方法及び装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段及び作用)上記目的を達
成するために、第1の発明に係る電子回路基板の被膜形
成方法は、電子回路基板を所定位置に位置決めする工程
と、前記電子回路基板の上面側の一方の面に樹脂剤を無
気噴射する工程と、無気噴射後の電子回路基板を反転す
る工程と、反転後の電子回路基板の上面側の他方の面に
樹脂剤を無気噴射する工程と、この無気噴射後の電子回
路基板を乾燥する工程とから成る如く構成したものであ
る。
又、第2の発明の電子回路基板の被膜形成装置は、電子
回路基板を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前
記電子回路基板を反転する反転手段と、前記位置決め後
及び反転後の電子回路基板の一方の面側及び他方の面側
に樹脂剤を無気噴射する無気噴射手段と及び無気噴射後
の電子回路基板を乾燥する乾燥手段とから成る如く構成
したものである。
(実施例) 以下、添付図面に即して本発明の詳細な説明する。理解
の便宜上、第2発明たる装置を先に説明する。
第1図に本装置の全体構成を示す。図示の如く、本装置
は搬送部A、機種判別部B、第1噴射部C、転部D、第
2噴射部E、初期乾燥部F及び第2乾燥部Gからなる。
更に、本装置はコンビ二一夕よりなる制御ユニット10
を備えており、本装置は該制御ユニット10内に格納さ
れたプログラムに従って各部が制御指令を受けて動作す
る。以下説明する。
搬送部Aは、レール12及び搬送爪14からなり、自動
車の電子制御ユニット等の筐体に取付けられた電子回路
基板16(以下「基板」と略称する)を該レール12上
に載置して搬送爪14で押送する如く構成される。搬送
爪14は、後述の如<制御ユニット10の指令に応じて
、レール12下の休止位置から上昇してレール12上の
基板16を所定距離往動して押送し、次いで下降した後
復動して前記休止位置に復帰する如く構成される。尚、
この搬送爪14を駆動するモータ等の駆動手段は図示を
省略する。
機種判別部Bは光透過センサ部18よりなる。図示の如
く該センサ部18は、レール12の側方に設置されてお
り、光源(図示せず)よりの光を受光する3個のフォト
トランジスタ等の受光素子18a、18b、18cより
構成される。3個の受光素子は基板進行方向に並列させ
られており、基板を取付けた筐体の形状による透過光の
遮断状態によって出力を相違させ、信号線(図示せず)
を介して制御ユニット10に送出する。従って、制御ユ
ニッl−10は該出力より基板の種別を判別することが
出来る。
第1噴射部Cは、第3図(b)に良く示す如く、突当て
クランプ20及び抑えクランプ22を備え、両クランプ
20.22は、搬送爪14を介して移送されて来た基板
16を其の両側から押圧して所定位置に固定する如く構
成される。第5図は突当てクランプ20(抑えクランプ
22)の詳細を示しており、アウタケース20a (2
2a)及び其の内部に収容されたインナーケース20b
(22b)並びにインナーケースの先端に取着されたロ
ッド20c(22C)よりなり、制御ユニット10の指
令に応じて動力供給源(図示せず)より圧縮空気乃至は
油圧が送出されると、インナーケース20b (22b
)が前進してロッド22Cを、基板16を取付けた筐体
に当接させる如く構成される。尚、第1図は図示の便宜
のため簡略化して示した。
第1噴射部Cは更に噴射機構26を備える。
該噴射機構26は、基板進行方向に移動自在なX軸アー
ム28及び該アーム28に直交する如く取着され横断方
向に移動自在なY軸アーム30並びに該Y軸アーム30
に取着されたインジェクタ32からなる。インジェクタ
32は第1図に示す如(、圧送側パイプ34を介して樹
脂タンク3.6に接続されており、樹脂タンク36には
絶縁用のアクリル樹脂及びトルエン/キシレンからなる
溶剤の混合液が収容されている。樹脂タンク36とイン
ジェクタ32を連結する圧送側パイプ34には1、駆動
源38より圧縮空気等の駆動力を得て動作するポンプ4
0が介挿され、樹脂タンク36内の樹脂を所定圧力まで
加圧してインジェクタ32に圧送する。該圧送路にはサ
ージタンク41が設けられ、前記ポンプ40で発生する
液圧の脈動を除去し、−尾液圧の樹脂を供給する。更に
該圧送路にはヒータ42が介挿されて圧送樹脂の温度、
より具体的には粘度を設定値に管理すると共に、レギュ
レータ44が介挿されて液圧を一定に管理する。又、該
圧送側パイプ34と平行してインジェクタ32には戻り
側パイプ46が接続されており、溶融樹脂は両パイプラ
イン34.46を介してインジェクタ32を通って循環
する如く構成される。尚、符号48はフィルタを、符号
50は分配器を示す。又、レール12の下方には排気ダ
クト52が設けられ、溶融樹脂に含まれるトルエン等を
回収する。又、図示しないが、本装置においてレール1
2の上部はハウジングをもって覆われ外気と遮断されて
いるものである。
ここで、前記した噴射機構26について第6図乃至第1
0図を参照して更に説明すると、X軸アーム28は第7
図に示す如く、ねじ棒28aにボールねじ結合されたス
ライダ28bを備えており、スライダ28bは、該ねじ
棒がカップリング28cを介して連結されたサーボモー
タ28dにより回転させられることにより移動する。同
図に想像線で示す如く、X軸アームのスライダ28bに
Y軸アーム30が取着され、そのY軸アーム30のスラ
イダ30b上に前記したインジェクタ32が取付部材5
4を介して取着される。第8図はこのインジェクタ32
の詳細を示す断面図であり、其の内部にはピストン・ロ
ッド32aが収容されており、其の先端には弁32bが
設けられている。スプリング32cはピストン・ロッド
32aを介して弁32bを閉じ方向に付勢しており、電
磁弁32dが開いて空気供給源32eより圧縮空気が供
給されると弁32bは上方に押し上げられて循環樹脂が
通路32f内に導かれ、ノズル32gのキャッツアイ3
2hより噴射される。第9図は該ノズル32gの、第8
図において基ffi、16側から見た正面図である。キ
ャッツアイ32hは図示の如く長孔状に穿設されると共
に、その幅方向は中央付近において微小に径大に構成さ
れる。又、第10図は、其の噴射パターンを示す。
再び装置全体の説明に戻ると、反転部りは、第12図に
示す如き反転機構60を備える(第1図においては図示
の便宜のため省略した)。該反転機構60は、両側に対
抗配置された板体62゜62及び其の内側に機体から回
転自在で且つ同様に対抗配置された回転円板64.64
よりなる。
板体62及び回転円板64には図示の如(円形状及び1
字状の開口部が穿設され、回転円板側のI字状開口部の
適宜位置にはレール12aが架は渡される。尚、このレ
ール12aは、反転部りの前後のレール12とは切断さ
れて別体とされている。更に、該回転円板64の側方に
はプーリ66が設けられると共に、ベルト68が掛は渡
され、モータ70の回転に応じてブー1J66が回転す
ると其れに従ってレール12a上の基板16を回転させ
る如く構成される。尚、符号72はリミットスイッチを
、符号74.74は突起を示しており、回転時に所定位
置、即ち180度回転した位置で突起74がリミットス
イッチ72に接触して回転を停止させる如くなっている
。尚レール12a上の基板16は抑え手段(図示せず)
を介して両側から固定される。
第2噴射部Eは、前記した第1噴射部Cと略同−の構成
を備える。即ち、同様に突当てクランプ78.抑えクラ
ンプ80を備えると共に、X軸アーム82及びY軸アー
ム84並びにインジェクタ86を備え、インジェクタ8
6は圧送側パイプ88及び戻り側バイブ90に接続され
る。尚、符号92はフィルタを、符号94は排気ダクト
を示す。ここで、樹脂の帰還路について更に説明すると
、再噴射部の戻り側パイプ46.90は分配器50及び
フィルタ92を介して三方弁87に接続される。この三
方弁87により、帰還樹脂は通常時には分岐路89を通
ってポンプ40に戻って再び送り出されると共に、作業
停止時の液抜き時には分岐路91を通って樹脂タンク3
6に戻る。尚、装置休止時には、弁87は閉弁される。
分岐路89には背圧レギュレータ93が設けられ、帰還
樹脂の圧力を制御することにより、ノズルからの噴射圧
力を確保する。又、符号95は第1噴射部C用のレギュ
レータ44と同−構成及び同−設定圧のレギュレータを
示す。
初期乾燥部Fは、ヒータ96,96を備え、該ヒータ9
6,96は基板16上の適宜位置に設置され、基板16
に温風を吹き付けて塗布面を初期硬化させる如く構成さ
れる。又、ヒータ96゜96の背部にはファン97.9
7が設けられて新気を供給すると共に、温風はレール1
2の側方に設けられたブロア(図示せず)を介して吸引
される。
第2乾燥部Gは、ローラ100,100及び其の間に張
設された無端ベルト102から構成されるベルトコンベ
ア104を備えており、該無端ベルト102上には箱状
のカップ106が適宜個数取着される。該カップ106
は、其の内部に基板16を部分的に収容してベルトコン
ベア上部において基板16を倒立位置に保持する如く構
成される。尚、基板16を倒立せしめるのは其の搬送方
向の占有スペースを減少させるためである。又、ベルト
コンベア104の上部には、其の進行方向に渡ってファ
ン108a、108b、108c、108dが4個並列
させられると共に、ファン108aの下部にはヒータ1
10が設けられる。
尚、符号112はヒータ110の温度を制御するコント
ローラを、符号114は排気ダクトを示す続いて、本装
置の動作を説明しつつ第1発明たる被膜形成方法につい
て説明する。第2図は本装置の動作を制御する制御ユニ
ット10のフロー・チャートであり、第3図は第1発明
の実施例を示す工程図である。
第2図フロー・チャートに従って本装置の動作を説明す
ると、ステップ130において其の部品実装面側を上に
してレール上を搬送爪14によって搬送されて来た基板
16は、第3図(a)に示す如く、最初に光透過センサ
部18により機種判別を受ける。この場合、3対の受光
素子18a、18b、18cの出力は例えば第4図に示
す如くになり、この出力結果から基板を3種類判別する
ことが出来る。尚、図中“0”は受光素子の出力なし、
°“1°”は出力有りを示している。特に、受光素子1
8aの出力は、基板16の有無を判別することにも利用
される。
機種判別が終わると、続いてステップ132において基
板16は搬送爪14によって次に第1噴射部Cに押送さ
れる。第1噴射部Cにおいて基板16は突当てクランプ
20、抑えクランプ22によって搬送路と直交する方向
から押圧され、位置決めされる(ステップ134)。こ
の場合、基板16の後方には搬送爪14が当接している
ので、側方より両クランプのロッド20c (22c)
によって押圧されることにより所定位置に固定される。
尚、突出クランプ20の突出圧力は比較的大に、抑えク
ランプ22の其は比較的に小に設定する。而してこの場
合の固定位置は、ステップ130で判別された基板機種
に応じた制御ユニット10の格納プログラムによって決
定される。
次にステップ136において、基板16は、その部品面
側に噴射機構26を介して溶融樹脂が噴射される。この
場合、前記した樹脂タンク36内にはアクリル系樹脂と
溶剤(トルエン又はキシレン)が1対lの割合で混入さ
れ、ヒータ42の設定温度を50°Cとすることにより
、その粘度が23〜44CPSに設定されると共に、イ
ンジェクタ32からの噴射圧力は3〜5kg/cIIN
に設定されているので、インジェクタ32のキャッツア
イ32hより吐出される溶融樹脂は、第13図(a)に
示す如く、霧化状となって噴射される。本発明に係る形
成方法の場合、従来のエアスプレィ手法に比しては圧縮
空気の助けを借りることなく噴射するため其の噴射パタ
ーンは第10図に示した如(比較的狭小であってマスク
作業する必要がなく、又従来のフィルムコート手法に比
しては塗布膜厚みを比較的薄く出来ると共に、中空支持
部分の裏面側にも噴霧の廻込みにより十分塗布すること
が出来る。この場合、噴射機構26は制御ユニット10
の格納プログラムに従って移動し、インジェクタ32(
乃至ノズル32g)は第11図に示す如く、そのキャッ
ツアイ32hの長軸線を基板16の進行方向と平行に保
ちつつ、レール12と直交方向に往復動じながら基板進
行方向(乃至は後退方向)に移動し、基板16に対し適
宜設定された同一の高さ、例えば40mから溶融樹脂を
噴射する。尚、本実施例においてはノズルの高さ管理は
行っていないが、高さ方向を調節しても良いこと無給で
ある。この無気噴射の際には、ノズルの移動速度とピッ
チ p゛°(第11図)は、単位面積当りの塗布量の大
きさ、換言すればコーティング実効面積に応じて制御さ
れると共に、折返し部120においては噴射を停止する
。これは、前記移動路において重ね塗りを回避して樹脂
の無駄乃至は液ダレの発生等を防止するためである。
又、ノズルの移動速度及び送りピッチpは、部品の大き
さく高さ)が大きく及び集積密度が高い、又はcpu、
コネクタ等の如く絶縁、防湿のリークに対する重要度が
高い部品の有る位置等では速度を遅く又はピッチpを狭
くする。
続いて、第2図に示すステップ138において基板16
の部品面側の塗布完了を確認した後、次にステップ14
0において両クランプのロッド20c、22cを基板1
6から離して位置決め状態を解除する。続いて、基板1
6は搬送爪14によって進行方向に移送され、反転部り
の反転機構60内に搬送されて半回転され、その半田面
側を上方に向けられる(ステップ144,146)。
第3図(c)はこの状態を示す。即ち、無気噴射によっ
て必要最小限の厚みしかコーティングしないので、液ブ
レが生じることがなく、基板を直ちに反転させることが
出来るものである。
反転作業が終わると、反転機構60の停止に伴って搬送
爪14が上昇し、基板16を反転機構60内から取り出
して第2噴射部已に移送する(ステップ148)。この
位置において、前記した第1噴射部での動作と同一の動
作が行われ、位置決め及び噴射が行われる(ステップ1
50,152)。第3図(d)、はこの状態を示す。続
いて、この半田面側塗布完了が確認されると(ステップ
154)、両クランプ78.80が退避し、基板16の
位置決めが解除され(ステップ156)、基板16は初
期乾燥部Fへ移送される(ステップ158)。尚、塗布
順序は半田面側を先に、部品面側を後にしても良い。
この初期乾燥部Fでは、第3図(e)に示す様に、ファ
ン97及びヒータ96による外気取込みによる加熱乾燥
が行われ、塗布表面が初期硬化させられる(ステップ1
60)。
この初期乾燥が終わると、基板16は搬送爪14によっ
て第2乾燥部Gへ移送され、第3図(f)に示すように
、カップ106内に其の先端が挿入され、次いでベルト
102の移動により基板16は縦方向に倒立される(ス
テップ162)。
この状態において先ずヒータ110及びファン108a
により加熱された空気が送風されて基板は加熱乾燥され
る。次いで、3個のファン108b、108c、108
dにより順次常温乾燥させられる(ステップ164)。
尚、この第2乾燥部Gでの乾燥時間は、例えば13分間
である。前述の如(、無気噴射によって必要最小限の厚
みしかコーティングしないので、短時間初期乾燥するの
みで基板を長時間(13分間)倒立させても液ブレが生
じることがないものである。第3図(g)。
(h)にはこの状態を示す。最後に、第3図(i)に示
す如く、基板16をベルトコンベア上より取出して終了
する(ステップ166)。尚、カップ106の側面には
開口部を設けて通気性を上げると、乾燥を促進できて便
宜である。
尚、上記実施例では電子回路基板16の機種判別を第1
噴射部の前においてのみ行ったが、これに限られるもの
ではなく位置決め終了後の位置で実行しても良く、更に
は第2噴射部Eの前において再度位置決め終了後に実行
しても良く、其れにより一時的に作業が中断された後の
作業再開時において機種の再確認が可能となり、塗布が
誤ってなされることを回避できる。
(発明の効果) 本発明は上記の如く電子回路基板の上面側の一方の面に
樹脂剤を無気噴射すると共に反転して上面側の他方の面
に無気噴射する如く構成したので、塗布中に先に噴射し
た領域での液ブレの発生乃至は不要に厚いコーティング
等の不都合の発生がなく、最小限の樹脂と溶剤の消費量
で必要な厚さのコーティングを行うことが出来る。又、
塗布中に先に噴射した領域での液ダレがないことから基
板を直ちに反転させることが出来て其の裏面への噴射作
業も速やかに行うことが出来、更に塗布膜の厚さが不要
に厚くないために乾燥時間も最小で済み、乾燥工程ライ
ン長も短くて済む利点を備える。更には樹脂を噴霧化し
て塗布するので部品実装面に凹凸があっても其の側面部
乃至はICビン等の中空支持部分の裏面にも確実に塗布
することが出来、又噴射パターンが不要に拡散すること
がないためマスク作業が不要になる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は第2発明に係る電子回路基板の被膜形成装置の
全体構成を示す説明斜視図、第2図は該装置内の制御ユ
ニットの制御動作を示すフロー・チャート、第3図は第
1発明たる電子回路基板の被覆形成方法の実施例を示す
説明工程図、第4図は機種判別動作を示す光透過センサ
の出力図、第5図は突当てクランプ(抑えクランプ)の
構造を示す説明断面図、第6図は噴射機構の外形を示す
説明斜視図、第7図は其のX軸(Y軸)アームの説明断
面図、第8図はインジェクタの説明断面図、第9図は該
インジェクタのノズルの正面図、第10図は噴射パター
ンの説明図、第11図はノズルの移動軌跡を示す説明図
、第12図は反転機構の詳細を示す説明斜視図及び第1
3図(a)乃至(C)は従来技術と比較した本発明にお
ける無気噴射を示す説明図である。 10・・・制御ユニット、12.12a・・・レール、
14・・・搬送爪、16・・・電子回路基板、18・・
・光透過センサ部、26・・・噴射機構、32・・・イ
ンジェクタ、32g・・・ノズル、36・・・樹脂タン
ク、60・・・反転機構、64・・・回転円板、66・
・・プーリ、68・・・ベルト、70・・・サーボモー
タ、86・・・インジェクタ、96・・・ヒータ、10
4・・・ベルトコンベア、106・・・カップ、108
a、108b、108c、108d−ファン、110・
・・ヒータ、A・・・搬送部、B・・・機種判別部、C
・・・第1噴射部、D・・・反転部、E・・・第2噴射
部、F・・・初期乾燥部、G・・・第2乾燥部 手続主甫正書(自発) 昭和62年 7月28日

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) a、電子回路基板を所定位置に位置決めする工程と、 b、位置決めされた電子回路基板の上面側の一方の面に
    樹脂剤を無気噴射する工程と、 c、無気噴射後の電子回路基板を反転する工程とd、反
    転後の電子回路基板の上面側の他方の面に樹脂剤を無気
    噴射する工程と、 及び e、無気噴射後の電子回路基板を乾燥する工程とから成
    ることを特徴とする電子回路基板の被膜形成方法
  2. (2) a、電子回路基板を所定位置に位置決めする位置決め手
    段と、 b、前記回路基板を反転する反転手段と、 c、前記位置決め手段により位置決めされた電子回路基
    板の上面側の一方の面及び前記反転手段により反転され
    た該電子回路基板の上面側の他方の面に樹脂剤を無気噴
    射する無気噴射手段と、 及び d、無気噴射後の電子回路基板を乾燥する乾燥手段と、 から成ることを特徴とする電子回路基板の被膜形成装置
  3. (3) 前記無気噴射手段は、反転前の回路基板の一方
    の面を噴射する第1の無気噴射手段及び反転後の回路基
    板の他方の面を噴射する第2の無気噴射手段とからなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の電子回路
    基板の被膜形成装置。
  4. (4)前記反転手段は、対向配置された2枚の回転円板
    と及び該回転円板を駆動する駆動手段とから成ることを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の電子回路基板の
    被膜形成装置。
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