(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記開閉部材は、前記粘性流体を加圧すると前記吐出口を開放して前記粘性流体を吐出し、前記加圧を停止すると前記吐出口を閉鎖し該吐出された粘性流体を切断する弾性部材である、請求項1に記載の粘性流体補給器。
前記開閉部材は、低密度ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂のうちいずれかの材質で形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の粘性流体補給器。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、この装置では、切断線のほか、切断線を回転駆動するギヤやモータなどを備える必要があり、構成が複雑であった。したがって、はんだの補給装置において、構成をより簡素化することが求められていた。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、構成をより簡素化することができる粘性流体補給器、粘性流体補給装置及び開閉部材を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【0007】
本発明の粘性流体補給器は、
粘性流体を収容した収容部に形成された吐出口に配設され、前記粘性流体に加える圧力の変化により変形する開閉部材、を備えたものである。
【0008】
この粘性流体補給器では、粘性流体に加える圧力の変化により開閉部材が変形することで、粘性流体の吐出、切断を行う。このように、開閉部材によって粘性流体の吐出、切断を行うため、構成をより簡素化することができる。ここで、「粘性流体」としては、例えば、はんだや、導電性ペーストなどが挙げられる。
【0009】
本発明の粘性流体補給器において、前記開閉部材は、前記粘性流体を加圧すると前記吐出口を開放して前記粘性流体を吐出し、前記加圧を停止すると前記吐出口を閉鎖し吐出された粘性流体を切断する弾性部材であるものとしてもよい。こうすれば、弾性部材の弾性力を利用して、粘性流体の吐出、切断を行うことができ、構成をより簡素化することができる。
【0010】
本発明の粘性流体補給器において、前記開閉部材は、複数の切れ込みを有する切込部が形成された板状体であるものとしてもよい。こうすれば、板状体に切れ込みを形成するという簡単な構造によって、構成をより簡素化することができる。このとき、前記開閉部材は、直線の切れ込みが複数交わる形状の前記切込部が形成されているものとしてもよい。こうすれば、直線の切れ込みという簡単な構造によって、構成をより簡素化することができる。また、切込部をより形成しやすい。このとき、前記開閉部材は、3本又は4本の直線の切れ込みが該切れ込みの中心部の1点で交わる形状の前記切込部が形成されているものとしてもよい。この切込部では、粘性流体に加える圧力変化に対する応答性がよく、開閉部材の構成として、より好ましい。あるいは、前記開閉部材は、S字の切れ込みが複数交わる形状の前記切込部が形成されているものとしてもよい。こうしても、S字の切れ込みという構造によって、構成をより簡素化することができる。なお、S字形状とは、波形状をいうものとし、例えばS字を裏返した形状や複数のS字が連なる形状などをも含むものとする。
【0011】
本発明の粘性流体補給器において、前記開閉部材は、低密度ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂のうちいずれかの材質で形成されているものとしてもよい。これらの樹脂では、開閉部材の開閉の応答性がよく、より好ましい。
【0012】
本発明の粘性流体補給装置は、上述したいずれかの粘性流体補給器と、前記収容部に収容された粘性流体を加圧する加圧器と、を備えたものである。この装置では、粘性流体に加える圧力の変化により開閉部材が変形することで、粘性流体の吐出、切断を行うため、構成をより簡素化することができる。なお、この粘性流体補給装置は、上述したいずれかの構成を採用すれば、採用した構成に対応する効果が得られる。
【0013】
本発明の開閉部材は、粘性流体を収容した収容部に形成された吐出口に配設される開閉部材であって、前記粘性流体に加える圧力の変化により変形するものである。この開閉部材では、粘性流体に加える圧力の変化により変形することで、粘性流体の吐出、切断を行うため、構成をより簡素化することができる。なお、この開閉部材において、上述した粘性流体補給器のいずれかの態様を採用してもよい。
【発明を実施するための形態】
【0015】
次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態である実装処理システム20の構成の概略の一例を示す構成図である。
図2は、粘性流体補給装置40の構成の概略の一例を示す構成図である。
図3は、粘性流体補給器50の構成の概略の一例を示す構成図である。
図4は、開閉部材52の構成の概略の一例を示す構成図である。ここでは、粘性流体としてはんだを収容した粘性流体補給器50及び粘性流体補給装置40について説明する。実装処理システム20は、基板にはんだを印刷する印刷処理を実行する1以上の印刷装置21と、はんだが印刷された基板上に部品(電子部品など)を実装する複数の実装装置28とを備えている。この実装処理システム20は、ネットワークとしての図示しないLANに接続されており、このネットワークを介して、複数の実装処理システムを管理する図示しない実装管理サーバと通信を行う。実装処理システム20は、様々な部品を収容したリールなどを装着した複数の実装装置28が接続されており、基板を搬送すると共に部品を実装する実装ラインとして構成されている。なお、「実装」とは、部品を基板上に配置、装着、挿入、接合、接着することなどを含む。
【0016】
印刷装置21は、装置全体の制御を司る印刷機コントローラ22と、表示画面が表示され作業者による各種入力操作が可能な操作パネル23と、LANに接続された機器と通信を行う図示しない通信部と、を備えている。また、印刷装置21は、印刷処理を実行するユニットとして、基板の搬送及び固定を実行する搬送位置決め装置30と、基板にはんだを印刷するスキージ装置34と、基板上へはんだを補給する粘性流体補給装置40とを備えている。
【0017】
印刷機コントローラ22は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種処理プログラムなどを記憶したフラッシュメモリと、一時的にデータを記憶するRAMと、HDDなど大容量を有し各種のデータを書き換え可能に記憶する図示しない記憶部と、を備えている。この印刷機コントローラ22は、操作パネル23、搬送位置決め装置30、スキージ装置34、粘性流体補給装置40などにバス29によって電気的に接続されている。この印刷機コントローラ22は、搬送位置決め装置30やスキージ装置34、粘性流体補給装置40を制御する信号を出力したり、操作パネル23に表示データを出力したり、通信部を介して実装管理サーバなどの外部機器へ情報を送信したりする。また、この印刷機コントローラ22は、操作パネル23に入力されたデータなどを入力したり、通信部を介して実装管理サーバなどの外部機器から情報を受信したりする。記憶部には、印刷処理する基板の情報や、基板へ印刷処理を行う印刷処理プログラム、粘性流体補給装置40の制御プログラムなどが記憶されている。
【0018】
操作パネル23は、画面を表示する表示部24と、作業者からの入力操作を受け付ける操作部25とを備えている。表示部24は、液晶ディスプレイとして構成されており、印刷装置21の作動状態や設定状態を画面表示する。操作部25は、カーソルを上下左右に移動させるカーソルキー、入力をキャンセルするキャンセルキー,選択内容を決定する決定キーなどを備えており、作業者の指示をキー入力できるように構成されている。
【0019】
搬送位置決め装置30は、基板を搬入し、搬入した基板を位置決めして支持し、所定の配線パターンが形成されたスクリーン33(スクリーンマスク)に接触,離間させる装置である。この搬送位置決め装置30は、はんだを印刷する所定の印刷位置まで基板を搬送する基板搬送部31と、搬送された基板を印刷位置で固定する基板保持部32と、固定された基板上に配置され所定のパターンが形成されたスクリーン33と、を備えている。基板搬送部31は、例えば、ベルトコンベアにより基板を搬送する装置として構成されており、1対のサイドフレームの各々に設けられたガイド部材と、1対のサイドフレームの各々に設けられたコンベヤベルトと、コンベヤベルトを周回駆動させるベルト周回装置とを備えている。基板保持部32は、印刷位置に配設されており、例えば、基板を下方から支持する支持装置と、基板の縁部をクランプするクランプ装置とを備えている。スクリーン33は、所望の配線パターンが形成された、例えば金属の薄板であり、図示しないフレームに所定のテンションで固定されている。この搬送位置決め装置30は、図示しない撮像部や、昇降部を備えており、撮像部で撮像した画像データに基づいて基板の位置ずれを検出し、昇降部によりこの位置ずれを修正しつつ基板を基板保持部32ごと昇降させ、基板上にスクリーン33を位置決めする。
【0020】
スキージ装置34は、印刷ヘッド35と、印刷ヘッド35をY方向に移動可能なヘッド移動部36と、上下動可能に印刷ヘッド35に配設された複数のスキージ37とを備えている。なお、Y方向は、水平面内で直交する2軸のうち装置の前後方向をいい、Z軸は、垂直方向の軸をいう(
図1参照)。ヘッド移動部36には、粘性流体補給装置40が配設されており、この粘性流体補給装置40はスクリーン33上へはんだを供給する。この印刷ヘッド35は、図示しないシリンダ装置を備えており、このシリンダ装置に固定されたスキージ37をZ軸方向(垂直方向)に移動させる。ヘッド移動部36は、図示しないY方向スライダによって印刷ヘッド35をY方向に移動させる。ヘッド移動部36は、駆動源としての図示しない移動用モータを備えており、案内部材である図示しないガイドレールにスライダが案内されて、移動用モータの駆動によりY方向に印刷ヘッド35を移動させる。スキージ37は、所定方向(例えば
図1のX方向)に長い板状の部材であり、基板よりも長い長さに形成されている。ここでは、スキージ37は、
図1のX方向を長手方向とし、このX方向に直交するY方向に走査されるものとする。このスキージ37は、印刷ヘッド35のY方向への往復動に応じて2つのうち1つが選択的にスクリーン33に接触して用いられる。
【0021】
粘性流体補給装置40は、
図2に示すように、はんだを収容した粘性流体補給器50と、粘性流体補給器50を固定する補給器ホルダ43と、粘性流体補給器50の収容部51に収容されたはんだを加圧する加圧器44と、収容部51に収容されたはんだを減圧する減圧器45と、粘性流体補給器50への加圧及び減圧を切り替える電磁弁46と、を備えている。なお、
図2には、粘性流体補給器50の先端部分の拡大断面図も示した。補給器ホルダ43は、粘性流体補給器50を固定及び固定解除可能に構成されており、粘性流体補給装置40の本体上部に配設されている。加圧器44は、例えば加圧ポンプであり、粘性流体補給器50からはんだを吐出する際に、粘性流体補給器50の後端に正圧を供給する。この加圧器44の加圧力は、はんだの粘性に応じて適宜設定するが、例えば、0.1MPa以上0.5MPa以下の範囲とすることができる。減圧器45は、例えば減圧ポンプであり、はんだを吐出したあと粘性流体補給器50の後端に負圧を供給する。これにより、余分なはんだの吐出を抑制する。この減圧器45の減圧力は、はんだの粘性に応じて適宜設定するが、例えば、−40kPa以上−10kPa以下の範囲とすることができる。この粘性流体補給装置40では、図示しない回動部に補給器ホルダ43が配設されており、はんだを吐出しない待機時には、粘性流体補給器50を水平方向に保持し(
図2の点線参照)、はんだを吐出する補給時には、粘性流体補給器50を回動し、粘性流体補給器50を垂直方向に保持する。
【0022】
粘性流体補給器50は、
図2、3に示すように、はんだ60を収容する容器部分である収容部51と、吐出口53に配設された開閉部材52と、開閉部材52を収容部51に固定する固定部材56と、収容部51の内部を内壁57に沿って移動する押圧板58と、を備えている。収容部51は、先端に吐出口53が形成された円筒部材であり、その内部にはんだを収容している。この収容部51の後端には押圧板58が挿入されており、押圧板58が押圧されて内壁57に沿って吐出口53側に移動すると、押圧板58に押圧されたはんだが開閉部材52を介して吐出口53から吐出される。収容部51に収容されるはんだは、例えば、はんだの粉末にフラックスを加えて適当な粘度にしたクリーム状はんだとしてもよい。固定部材56は、中央に開口部を有するスクリューキャップであり、開閉部材52を挟み込んで開閉部材52を吐出口53の開口縁に固定する。この固定部材56は、収容部51に収容されたはんだが加圧されたときでも開閉部材52が外れない固定強度を有している。また、固定部材56は、収容部51に収容されたはんだが加圧されたときでも破損しない部材強度を有している。この固定部材56は、スクリューキャップとして構成されているものとして説明したが、開閉部材52を吐出口53に固定するものとすれば特にこれに限定されない。例えば、固定部材は、中央に開口部を有する円板であり、開閉部材52を挟み込んだ状態でネジにより吐出口53に固定されるものとしてもよい。なお、この粘性流体補給器50は、粘性流体補給装置40に装着された際には、収容部51の後端に加圧器44及び減圧器45が接続され、この加圧器44又は減圧器45により正圧又は負圧が供給される。
【0023】
開閉部材52は、はんだを収容した収容部51に形成された吐出口53に配設され、はんだに加える圧力の変化により変形する部材である。この開閉部材52は、はんだを加圧すると吐出口53を開放してはんだを吐出し、加圧を停止すると吐出口53を閉鎖し吐出されたはんだを切断する弾性部材である。この開閉部材52は、
図4に示すように、複数の切れ込みを有する切込部54が形成された板状体である。また、開閉部材52は、直線の切れ込みが複数交わる形状の切込部54が形成されている。具体的には、切込部54は、3本の直線の切れ込みがこの切れ込みの中心部の1点で交わる形状に形成されている。この切込部54により、開閉部材52の中央部分には、押圧されると変形する蓋部55が複数(ここでは6個)形成されている。ここでは、蓋部55は、その先端がすべて同じ角度に形成されているものとした。この開閉部材52は、固定部材56の内部にはめ込まれた状態で吐出口53に配設される。
【0024】
この開閉部材52は、低密度ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂のうちいずれかの材質で形成されているものとしてもよい。これらの樹脂では、開閉部材52の開閉の応答性がよい。また、開閉部材52は、例えば、ヤング率が0.1GPa以上0.5GPa以下の範囲の材料により形成されていることが好ましく、0.2GPa以上0.4GPa以下の範囲がより好ましい。開閉部材52のサイズは、粘性流体補給器50の大きさにもよるが、例えば、直径0.3cm〜1.5cmとしてもよいし、厚さ0.5mm〜6mmとしてもよい。また、切込部54の大きさ(蓋部55の大きさ)は、1回のはんだの吐出量に応じて適宜設定すればよく、例えば、切れ込みの長さを1mm〜5mmとしてもよい。このように形成された開閉部材52では、はんだの吐出及び切断を行うことができる。
【0025】
次に、こうして構成された本実施形態の実装処理システム20の動作、特に粘性流体補給装置40がスクリーン33にはんだを補給する処理について説明する。
図5は、粘性流体補給処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、印刷機コントローラ22の記憶部に記憶され、作業者により、印刷処理を実行する旨の入力が行われたのち、実行される。このルーチンが開始されると、印刷機コントローラ22は、まず、はんだの補給タイミングであるか否かを判定し(ステップS100)、補給タイミングでないときにはそのまま待機する。補給タイミングは、例えば、はんだを補給してからの時間及び印刷処理した処理基板数などに基づいて経験的に求められて印刷機コントローラ22に記憶されている。一方、ステップS100で補給タイミングであるときには、粘性流体補給器50を回動し、待機位置から補給位置へ粘性流体補給器50を移動させる(ステップS110)。次に、加圧器44により粘性流体補給器50への加圧処理を行い(ステップS120)、補給が完了したか否かを、例えば加圧時間などに基づいて判定する(ステップS130)。補給が完了していないときには、ステップS120以降の処理、即ち加圧処理を継続する一方、補給が完了したときには、減圧処理を実行する(ステップS140)。減圧処理は、例えば、予め定められた時間の間、粘性流体補給器50へ負圧を供給するものとしてもよい。この減圧処理により、粘性流体補給器50の残圧を抜くことができ、余分なはんだの漏れを防止することができる。
【0026】
ここで、粘性流体補給器50への加圧処理時の開閉部材52の動作について説明する。
図6は、粘性流体補給時の開閉部材52の説明図であり、
図6(a)が待機時、
図6(b)が加圧時、
図6(c)が加圧終了時の模式図である。
図6(a)に示すように、待機時には、蓋部55は閉じた状態である。次に、はんだの補給時において、加圧器44により粘性流体補給器50が加圧されると、押圧板58が吐出口53側に押圧され、収容部51に収容されたはんだが押圧板58により押圧される(
図3参照)。このとき、開閉部材52は、はんだに加える圧力の変化により変形する部材であるから、
図6(b)に示すように、押圧された蓋部55がはんだ60により押し広げられ、吐出口53を開放する。こうして、はんだ60は、開放された蓋部55から外部に吐出される。続いて、はんだの補給が完了すると、加圧器44による加圧が終了し、
図6(c)に示すように、蓋部55の弾性力により蓋部55が閉じ、吐出口53を閉鎖し、それに応じて、はんだ60が切断される。そして、減圧器45により粘性流体補給器50の内部が減圧されると、吐出口53が完全に閉じた待機状態に戻る(
図6(a))。
【0027】
続いて、印刷機コントローラ22は、粘性流体補給器50を待機位置へ回動させ(ステップS150)、粘性流体印刷処理が終了したか否かを、例えば、印刷済枚数が印刷予定枚数に到達したか否かに基づいて判定する(ステップS160)。粘性流体印刷処理が終了していないときには、上述したステップS100以降の処理を繰り返し実行する一方、粘性流体印刷処理が終了したときには、そのままこのルーチンを終了する。このように、開閉部材52の弾性力を利用して、はんだ60の吐出及び切断を行うのである。
【0028】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の収容部51が本発明の収容部に相当し、開閉部材52が開閉部材に相当し、吐出口53が吐出口に相当し、切込部54が切込部に相当する。
【0029】
以上説明した粘性流体補給器50によれば、はんだに加える圧力の変化により開閉部材52が変形することで、はんだの吐出、切断を行うため、例えば、切断線のほか切断線を回転駆動するギヤやモータなどを用いてはんだの切断を行うものなどに比して、粘性流体補給装置40などの構成をより簡素化することができる。また、開閉部材52は、はんだを加圧すると吐出口53を開放してはんだを吐出し、加圧を停止すると吐出口を閉鎖し吐出されたはんだを切断する弾性部材であるため、弾性部材の弾性力を利用して、はんだの吐出、切断を行うことができ、構成をより簡素化することができる。更に、開閉部材52は、複数の切れ込みを有する切込部が形成された板状体であるため、板状体に切れ込みを形成するという簡単な構造によって、構成をより簡素化することができる。更にまた、開閉部材52は、直線の切れ込みが複数交わる形状の切込部54が形成されているため、直線の切れ込みという簡単な構造によって、構成をより簡素化することができる。また、切込部をより形成しやすい。そして、開閉部材52は、3本の直線の切れ込みがこの切れ込みの中心部の1点で交わる形状の切込部54が形成されているため、はんだに加える圧力変化に対する応答性がよく、開閉部材の構成としてより好ましい。そしてまた、開閉部材52は、低密度ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂のうちいずれかの材質で形成されているため、これらの樹脂では、開閉部材の開閉の応答性がよく、より好ましい。そして更にまた、粘性流体補給装置40は、上記粘性流体補給器50を備えているから、粘性流体補給器50と同様に、構成をより簡素化することができる。
【0030】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【0031】
例えば、上述した実施形態では、はんだを加圧すると吐出口53を開放してはんだを吐出し、加圧を停止すると吐出口53を閉鎖し吐出されたはんだを切断する弾性部材である開閉部材52を備えるものとしたが、はんだに加える圧力の変化により変形する開閉部材であれば、特にこれに限定されない。例えば、加圧を停止し、且つ減圧すると吐出口を閉鎖するような部材としてもよい。また、上述した実施形態では、複数の切れ込みを有する切込部が形成された板状体である開閉部材52としたが、はんだに加える圧力の変化により変形する開閉部材であれば、特にこれに限定されない。例えば、同一形状の部材をパズルのように組み合わせ吐出口53を閉鎖する板状部材とすることにより、切込部を備えていないものとしてもよい。更に、上述した実施形態では、直線の切れ込みが複数交わる形状の切込部54が形成されている開閉部材52としたが、はんだに加える圧力の変化により変形する開閉部材であれば、特にこれに限定されない。例えば、切れ込みが曲線であってもよい。
【0032】
上述した実施形態では、3本の直線の切れ込みがこの切れ込みの中心部の1点で交わる形状の切込部54が形成されている開閉部材52としたが、
図7に示すように、特にこれに限定されない。
図7は、別の開閉部材52A〜52Dの説明図である。例えば、
図7(a)に示すように、3本の切れ込みが開閉部材の中央部で交わる切込部54Aが形成された開閉部材52Aとしてもよい。こうしても、3本の直線の切れ込みという構造によって、構成をより簡素化することができる。また、
図7(b)に示すように、2本の切れ込みがその切れ込みの中央部で交わる切込部54Bが形成された開閉部材52Bとしてもよい。こうしても、2本の直線の切れ込みという構造によって、構成をより簡素化することができる。また、
図7(c)に示すように、4本の直線の切れ込みがこの切れ込みの中央部で交わる切込部54Cが形成された開閉部材52Cとしてもよい。こうしても、4本の直線の切れ込みという構造によって、構成をより簡素化することができる。なお、開閉部材を作製し、はんだの吐出及び切断の実験を行ったところ、3本又は4本の直線の切れ込みがこの切れ込みの中心部の1点で交わる形状の切込部が形成されている開閉部材では、はんだの吐出及び切断性が高く、好ましい結果であった。あるいは、切込部54は、直線に限らず、
図7(d)に示すように、S字の切れ込みが複数交わる形状の切込部54Dが形成された開閉部材52Dとしてもよい。こうしても、S字の切れ込みという構造によって、構成をより簡素化することができる。ここでは、S字の切れ込みの中央でこの複数のS字の切れ込みが交わるものとした。なお、S字形状とは、波形状をいうものとし、例えばS字を裏返した形状も含むものとする。また、中央部で切れ込みが交わるとしたが、切れ込みの真の中央からずれて交わる切れ込みがあってもよい。
【0033】
上述した実施形態では、蓋部55の先端がすべて同じ角度に形成されているものとしたが、特にこれに限定されず、蓋部の先端のうち1以上がその他の蓋部の先端の角度と異なるものとしてもよい。こうしても、構成をより簡素化することができる。
【0034】
上述した実施形態では、低密度ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂のうちいずれかの材質で形成された開閉部材52としたが、特にこれに限定されず、他の樹脂を用いてもよいし、樹脂以外の材質を用いてもよい。
【0035】
上述した実施形態では、粘性流体補給器50として説明したが、特にこれに限定されず、例えば、開閉部材52を備えた印刷装置21としてもよいし、粘性流体としてのはんだを収容した収容部に形成された吐出口に配設されはんだに加える圧力の変化により変形する開閉部材としてもよい。
【0036】
上述した実施形態では、粘性流体補給器50から粘性流体としてのはんだを補給する例を説明したが、特にこれに限定されず、例えば、粘性流体補給器50から導電性ペーストなどその他の粘性流体を補給するものとしてもよい。即ち、他の粘性流体に粘性流体補給器50を適用することができる。粘性流体は、例えば、非ニュートン流体としてもよく、微粒子を溶剤に加えて混練したペーストなどが挙げられる。