JPH10277457A - 接着剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンジ内の接着剤を確実にしかも高速にノ
ズルから所定量吐出させることが可能な接着剤塗布装置
を提供する。 【解決手段】 シリンジ３１内の接着剤３４は、カム１
６の回転により往復動するピストン２３によりノズル２
５から所定量吐出されて基板の所定位置に塗布される。
このような構成では、接着剤の入ったシリンジへ空気加
圧力をパルス的に印加することがなく、常時加圧状態と
することができ、シリンジから流れる加圧された接着剤
をシリンジとは別に設けたピストンによる押し出し機構
により安定して所定量吐出させることが可能になる。ま
た、ピストンの往復動はカムにより制御されるので、カ
ム形状に応じて吐出量を制御することが可能になる。例
えば、カムに複数のカム形状を形成することで、所望の
塗布タイミングのタクトと、塗布量を制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着剤塗布装置、
更に詳細には、回路基板の所定位置に種々の大きさ、ま
たはピッチの電子部品を接着させる粘性のある液体状の
接着剤を塗布する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の接着剤塗布装置は、回路基板上
の所定の塗布点に自動的に接着剤を塗布するもので、そ
の塗布点に対応した位置に電子部品を自動的に装着する
部品実装システムに使用され、部品実装システムの一部
を構成している。接着剤塗布装置は、通常、基板を作業
位置に搬入し，搬出する搬送機構、接着剤の塗布作業を
行う塗布ヘッド部、この塗布ヘッド部を水平方向に自在
に移動させるＸＹ移動機構、前記塗布ヘッド部を上下動
させる上下駆動機構、塗布データ等に基づいて各機構を
制御して塗布動作を実行させる制御装置などから構成さ
れている。

【０００３】従来、この種の接着剤塗布装置として、例
えば、図７に示すようなエアパルス方式を採用した装置
が広く用いられている。この方式は、空気圧源から供給
され、エア供給コントローラー５からパイプ４を介して
供給される一定圧の空気を、接着剤の塗布毎に、シリン
ジ１内にパルス的に印加させ、シリンジ１内の圧力上昇
に対応して接着剤３をノズル２から吐出させるものであ
る。

【０００４】また、図８に図示したように、空気供給源
から供給されるエアーを介してプランジャ６を往復運動
させ、シリンジから供給される接着剤３をノズル８から
吐出する構成も知られている。この装置では、プランジ
ャ６は、空気圧により作動され、プランジャ６がスリー
ブ７に向かって移動したときに、加圧された接着剤をノ
ズル８より所定量を吐出させている。

【０００５】また、プランジャ６を空気圧でなく、電磁
界により開放させ、ばね移動手段により閉鎖させて往復
運動させる電磁式駆動方式も知られており、更に吐出ピ
ストンの他に複ピストンを設け、規定量の接着剤を引込
む動作を行う機構等も知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したエアーパルス
方式の接着剤塗布装置は、エアーパルスをシリンジに印
加しているので、空気加圧力の脈動によりノズルからの
吐出量がばらつく、という欠点がある。この現象は、タ
クトが短く吐出時間が短い程顕著に表れるため、所定圧
力への立上がりを早くするための回路を使用したり、シ
リンジ内の排気を強制的に行う、等の種々の対策を講じ
る必要がある。

【０００７】また、エアーパルス方式では、シリンジ内
の空間部Ａの容積が液体残量Ｈによって異なるため（図
７）、一定量の高圧エアーを供給した場合、空間部Ａ内
の圧力変化の度合が、残量Ｈによって大きく変化してし
まうので、水頭差によっても吐出量がばらつき、例え
ば、液体残量が少なくなることにより、塗布量が顕著に
減少する、という問題がある。そのために、吐出毎に液
体残量Ｈを検知し、吐出量が均一になるようにパルスの
時間幅を調整する等の方策がなされている。

【０００８】また、エアーパルス方式では、空気圧作動
弁の能力に負うところが大きく、タクトが短く吐出時間
が短くなると、空気圧作動弁のＯＮ／ＯＦＦする応答性
の制約を受けてしまう、という問題もある。

【０００９】いずれにしても、上記に示す対策を施して
も安定化とは程遠く、所定の吐出量を得るために、接着
剤温度、吐出ノズル温度等の他のパラメータも調整しな
ければならず、その困難さが問題となっている。

【００１０】一方、プランジャを往復動させてプランジ
ャの押し出しにより接着剤の吐出を行なう接着剤塗布装
置で、吐出ピストンの他に複ピストンを設け、規定量の
接着剤を引込む動作を行う方法では、吐出する接着剤の
粘度が非常に高いために、高速化に制約があり、吐出量
が多くなるに連れて、速度を落とさなければならない、
という欠点がある。

【００１１】また、空気圧を駆動源とするプランジャで
は、空気圧作動弁のＯＮ／ＯＦＦする応答性の制約があ
り、タクトが短く吐出時間が短くなると、定量塗布が困
難になる。また、電磁式にプランジャを往復動させる場
合には、電磁弁のＯＮ／ＯＦＦの応答性を高くするため
には、構造が非常に複雑になり、複数のディスペンサ装
置を隣合わせに取り付けたり、ディスペンサ装置列を形
成する等の多重配置が困難になる、という問題がある。

【００１２】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、シリンジ内の接着剤を確実にしかも高速に
ノズルから所定量吐出させることが可能な接着剤塗布装
置を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、シリンジ内の接着剤をノズルから所定量
吐出して基板の所定位置に塗布する接着剤塗布装置にお
いて、シリンジ内の接着剤を常時加圧する手段と、ピス
トンを往復動させる手段と、ピストンの復動時にシリン
ジから加圧されて供給される接着剤をピストンの往動時
に押し出しノズルから吐出させる手段とを備える構成を
採用している。

【００１４】このような構成では、接着剤の入ったシリ
ンジへ空気加圧力をパルス的に印加することがなく、常
時加圧状態とすることができ、シリンジから流れる加圧
された接着剤をシリンジとは別に設けたピストンによる
押し出し機構により安定して所定量吐出させることが可
能になる。

【００１５】また、本発明では、ピストンを往復動させ
る手段と、ピストンの復動時にシリンジから供給される
接着剤をピストンの往動時に押し出しノズルから吐出さ
せる手段と、ピストンの位置を検出する手段と、検出さ
れたピストンの位置に応じてシリンジ内の接着剤に印加
される圧力を制御する手段とを設ける構成も採用してい
る。

【００１６】この構成では、ピストン位置に応じてシリ
ンジ内の接着剤に印加される圧力を制御でき、例えば、
ピストン位置が非吐出状態にあるときは、印加圧力を低
減させ、ノズルからの不要な吐出を防止することができ
る。

【００１７】本発明では、ピストンの往復動はカムによ
り制御される。このカムの回転制御を行うことで、カム
形状に応じて吐出量を制御することが可能になる。例え
ば、カムに複数のカム形状を形成することで、所望の塗
布タイミングのタクトと、塗布量を制御できる。また、
ピストンが最大に変化する前にカムを逆回転させること
で吐出量を変化させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づき本発明を詳細に説明する。

【００１９】図１、図２には、シリンジ内の接着剤をノ
ズルから押し出すピストンの駆動機構が図示されてい
る。同図において、パルスモータあるいはサーボモータ
で構成されるモータ１１は、そのシャフト１３に固定さ
れたプーリー１２を回転させる。プーリー１２と駆動軸
１７のプーリー１５間にはタイミングベルト１４が張架
されており、モータ１１の回転が、軸受１９内のベアリ
ング１８と軸受ベース２８のベアリング１８’にて支持
されている駆動軸１７に伝達される。駆動軸１７には、
カム１６が固定されており、駆動軸１７が回転すると、
カム１６が回転する。

【００２０】カム１６の下方にはピストン２３を格納し
たポンプ体２４が配置されており、カム１６が回転する
と、ピストン２３の上端に固定したカムフォロワ２０並
びにカムならいばね２１により、ピストン２３が、直線
運動を行う。この場合、ピストン２３の高さ、即ちカム
１６角度位置は、シャフト１３に取付けたロータリーエ
ンコーダ３３により、検出できるように構成されてい
る。

【００２１】図２に示すように、シリンジ３１には接着
剤３４が充填されており、シリンジ３１には、後述する
機構により所定の圧力が印加されている。シリンジ内の
接着剤３４は、連結パイプ３２を介して、シリンダ室２
７に供給され、シリンダ室２７には、常時接着剤３４が
流れ込むようになっている。シリンダ室２７には、弁座
２６が設けられ、ピストン２３の先端は、モータ１１の
回転に従いピストンの上下動に応じて弁座に着座あるい
はそれから離れるように構成される。

【００２２】図４には、電気的な構成がブロック図とし
て図示されている。４０は、ピストン２３、弁座２６な
どから構成される吐出部であり、ピストン高さは、カム
１６の回転角度を検出するエンコーダ３３により検出さ
れ、その値がＩ／Ｏポート４１ａを介して制御装置４１
に入力される。制御装置４１は、データを一時保存する
ＲＡＭ４１ｂ、プログラム、固定データを記憶するＲＯ
Ｍ４１ｃ、全体の制御を司るＣＰＵ４１ｄを有してい
る。

【００２３】制御装置４１は、塗布データ等に基づいて
吐出部４０をＸＹ機構（不図示）を介して水平方向に自
在に移動させ、また、上下駆動機構（不図示）を介して
吐出部４０を上下動させ塗布動作を実行する。

【００２４】シリンジ３１には、電空レギュレータ４３
により調節されたエア源４２からの空気が電磁弁４４を
介して供給され、その供給圧が圧力センサー４５により
検出される。制御装置４１は、Ｉ／Ｏポート４１ａを介
して入力されるが圧力センサー４５の値に基づき、電空
レギュレータ４３を制御してシリンジ３１内の圧力を所
定の圧力に制御する。この圧力は、エンコーダ３３によ
り検出されるピストンの位置に従って行なわれる。

【００２５】なお、図４には入力装置４６が設けられ、
制御に必要な種々のデータをＩ／Ｏポート４１ａを介し
て制御装置に入力できるようになっている。

【００２６】次に、このような構成の接着剤塗布装置の
動作を説明する。

【００２７】モータ１１の回転により回転するカム１６
とカムフォロワ２０の接触により、カム１６の回転に応
じて、ピストン２３は、図５に図示したように、ピスト
ン２３の先端が弁座２６に緊密に接触する最下点位置Ｙ
1とピストンの先端が弁座２６から最大に離れる上死点
位置Ｙ2間を往復動する。

【００２８】カム回転角ゼロ位置では、ピストン２３は
最下点位置Ｙ1となり、ピストン２３と吐出孔を持つ弁
座２６は、図３（Ａ）に示したように密着するので、接
着剤３４は、ノズル２５から吐出されることはなく、非
吐出状態となる。

【００２９】一方、カム１６の回転に伴い、ピストン２
３が上昇するにつれてピストン２３の先端と弁座２６間
の隙間が拡大することにより接着剤３４は、シリンダ室
２７に流れ込む。カム１６が約９０度回転すると、ピス
トン２３は上昇して上死点位置Ｙ2に達し、図３（Ｂ）
に示したように接着剤供給完了状態となる。ピストン２
３のその後の下降に伴い、ピストンの押出し効果によ
り、シリンダ室に流れ込んだ接着剤３４は、ノズル２５
より吐出される。カム回転角が１８０°位置に戻ると、
ピストン２３と弁座２６が密着し、吐出は完了し、図３
（Ａ）に示した非吐出状態に戻る。

【００３０】なお、ピストンが復動して図３（Ａ）の状
態から（Ｂ）の状態へと変わると、接着剤はシリンジか
ら供給され、一方ピストンが往動すると（Ｂ）の状態か
ら（Ａ）の状態となり、接着剤はノズルから吐出され
る。

【００３１】このようにカム変位により、ピストンの上
昇、下降の一回のストロークが終了し、一回の吐出終了
となる。図５の示すカム形状特性をもつ実施形態では、
１８０゜で１サイクルとしたため、カム１回転で２回の
ストロークが終了する。このように、カム形状を変化さ
せることにより、所望する塗布タイミングのタクト、及
び塗布量を制御することが可能になる。

【００３２】なお、図１の実施形態ではロータリーエン
コーダ３３をシャフト１３に固定したが、カム１６を固
定している駆動軸１７に固定してもよい。

【００３３】また、前記ロータリーエンコーダ３３によ
り検出されるカム１６角度即ちピストン２３高さによ
り、接着剤３４の入ったシリンジ３１への空気加圧力を
変化させることが可能である。一例として、非吐出状態
の時は、空気加圧力を０にするなどして、接着剤の粘性
変化防止や、ノズルからの液ダレを防ぐことができる。
このことは、数個の吐出装置が連結されて、非吐出状態
にある吐出装置においても、同様である。

【００３４】さらに、所望する塗布タイミングのタク
ト、及び最大塗布量で想定して形成したストロークを持
つカム形状とすることで、電子部品の大小により塗布量
が異なるときも、前記カム１６の正逆回転を行うこと
で、接着剤塗布量を変化させることができる。例えば、
カムストロークが最大変位に達する前に逆転させ、非吐
出状態に戻すことにより塗布量を少なくすることができ
る。

【００３５】他の実施形態が図６に図示されている。こ
の例では、カム５０は、上記実施形態と同様モータ１１
により軸５１を中心に回転される。カム５０は、回転に
より異るカムストロークが実現されるようなカム形状を
有している。すなわち、（Ａ）に示すように、１８０度
のＡ区間５０ａでは、吐出量が少なくなるように、小さ
なストロークが実現されるようなカム形状に、また他の
１８０度のＢ区間５０ｂでは、吐出量が多量となるよう
に、大きなストロークが実現されるようなカム形状にな
っている。

【００３６】カムの回転は、各１８０度の回転区間Ａ、
Ｂで、（Ｂ）に図示したようなカムストロークが得られ
る。これは、回路基板に搭載する電子部品の大小によ
り、接着剤の塗布量を変更することに対応するものであ
り、区間Ａでは、小さな電子部品への塗布が行なわれ、
塗布カム形状５０ａが有効になって、塗布量が少なくな
る。一方、大きな部品に対しては、次の区間Ｂでのカム
形状５０ｂが有効になり、塗布量を増大させることがで
きる。このような制御は、従来では、小径あるいは大径
のノズルに交換することによって行なわれていたが、こ
の実施形態では、ノズルの交換が不要になる。

【００３７】このように、使用するノズルに対して、所
望する塗布タイミングのタクト，及び塗布量を得るため
に形成したカム線図により、電子部品の大小に応じて種
々の吐出量制御が可能になる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、接着剤の入ったシリン
ジへ空気加圧力をパルス的に印加することがなく、常時
加圧状態とすることができ、シリンジから流れる加圧状
態にある接着剤をシリンジとは別に設けたピストンによ
る押し出し機構により安定して所定量吐出させることが
可能になる。

【００３９】また、本発明では、ピストン位置に応じて
シリンジ内の接着剤に印加される圧力を制御でき、例え
ば、ピストン位置が非吐出状態にあるときは、印加圧力
を低減させ、ノズルからの不要な吐出を防止することが
できる。

【００４０】更に、本発明では、ピストンの往復動はカ
ムにより制御されるので、このカムの回転制御を行うこ
とで、カム形状に応じて吐出量を制御することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピストンの駆動機構を示す構成図である。

【図２】シリンジの接着剤をノズルから吐出させる構成
を示す構成図である。

【図３】接着剤の非吐出状態及び吐出状態を示す断面図
である。

【図４】塗布装置の全体の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】カムの回転量とピストンの変位量を示す線図で
ある。

【図６】他のカム形状とそのカム形状によるカムの回転
量とピストンの変位量を示す線図である。

【図７】従来の構成を示す構成図である。

【図８】従来の他の構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１１ モーター １６ カム ２３ ピストン ２５ ノズル ２７ シリンダ室 ３１ シリンジ ３３ エンコーダ ３４ 接着剤

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンジ内の接着剤をノズルから所定量
   吐出して基板の所定位置に塗布する接着剤塗布装置にお
   いて、 シリンジ内の接着剤を常時加圧する手段と、 ピストンを往復動させる手段と、 ピストンの復動時にシリンジから加圧されて供給される
   接着剤をピストンの往動時に押し出しノズルから吐出さ
   せる手段と、 を備えたことを特徴とする接着剤塗布装置。
2. 【請求項２】 シリンジ内の接着剤をノズルから所定量
   吐出して基板の所定位置に塗布する接着剤塗布装置にお
   いて、 ピストンを往復動させる手段と、 ピストンの復動時にシリンジから供給される接着剤をピ
   ストンの往動時に押し出しノズルから吐出させる手段
   と、 ピストンの位置を検出する手段と、 検出されたピストンの位置に応じてシリンジ内の接着剤
   に印加される圧力を制御する手段と、 を備えたことを特徴とする接着剤塗布装置。
3. 【請求項３】 前記ピストンが駆動源により回転される
   カムにより往復動されることを特徴とする請求項１また
   は２に記載の接着剤塗布装置。
4. 【請求項４】 シリンジ内の接着剤をノズルから所定量
   吐出して基板の所定位置に塗布する接着剤塗布装置にお
   いて、 駆動源により回転されるカムによりピストンを往復動さ
   せる手段と、 ピストンの復動時にシリンジから供給される接着剤をピ
   ストンの往動時に押し出しノズルから吐出させる手段と
   を有し、 前記カムの形状に応じて吐出量を制御することを特徴と
   する接着剤塗布装置。
5. 【請求項５】 カムに複数のカム形状を形成することを
   特徴とする請求項４に記載の接着剤塗布装置。
6. 【請求項６】 ピストンが最大に変化する前にカムを逆
   回転させることで吐出量を制御することを特徴とする請
   求項４または５に記載の接着剤塗布装置。
7. 【請求項７】 ピストンの位置を検出する手段を設け、
   検出されたピストンの位置に応じてシリンジ内の接着剤
   に印加される圧力を制御することを特徴とする請求項４
   から６までのいずれか１項に記載の接着剤塗布装置。