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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-11
(45)【発行日】2023-12-19
(54)【発明の名称】塗布装置および塗布方法
(51)【国際特許分類】
B05C 11/10 20060101AFI20231212BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20231212BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20231212BHJP
B05D 7/00 20060101ALI20231212BHJP
【ＦＩ】
B05C11/10
B05C5/00 101
B05D1/26 Z
B05D7/00 H
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021557851
(86)(22)【出願日】2020-09-08
(86)【国際出願番号】 JP2020034013
(87)【国際公開番号】W WO2022054146
(87)【国際公開日】2022-03-17
【審査請求日】2022-12-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000237592
【氏名又は名称】株式会社デンソーテン
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】林 久樹
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 保幸
(72)【発明者】
【氏名】吉村 勝弘
(72)【発明者】
【氏名】安藤 善之
(72)【発明者】
【氏名】西岡 安夫
(72)【発明者】
【氏名】深谷 滋樹
【審査官】鏡 宣宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０８７１９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２６２１６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平９－１８７７０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－６６４０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－５６１１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平９－２３９２９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０５Ｃ １／００－２１／００
Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６
Ｂ０５Ｂ １／００－１７／０８
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に実装された電子部品に塗布液を噴射する液ノズル部と、前記液ノズル部に対して同心円状に配置され、前記基板に向かってエアを噴射するエアノズル部と、
前記液ノズル部による前記塗布液の噴射タイミングよりも前のタイミングで前記エアノズル部から前記エアの噴射を開始する噴射制御部と、
を備え、
前記エアノズル部は、
前記液ノズル部に向かって突出する複数の突出部を有すること
を特徴とする塗布装置。
【請求項2】
前記噴射制御部は、前記噴射タイミングを含む所定期間に亘って前記エアを噴射すること
を特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項3】
前記複数の突出部は、前記液ノズル部の周囲に沿って等間隔で配置されること
を特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項4】
前記エアノズル部へ前記エアを供給するエアポンプと、前記エアノズル部から吸気する負圧ポンプと、
前記エアノズル部の連通先である前記エアポンプおよび前記負圧ポンプを切り替える切替バルブと、をさらに備え、
前記噴射制御部は、
前記液ノズル部から前記塗布液を塗布する場合には、前記切替バルブを切り替えて、前記エアノズル部および前記エアポンプを連通させ、
前記液ノズル部を硬化防止剤に浸漬させる場合には、前記切替バルブを切り替えて、前記エアノズル部および前記負圧ポンプを連通させること
を特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の塗布装置。
【請求項5】
前記噴射制御部は、前記液ノズル部からの前記塗布液の噴射量に応じた噴射量の前記エアを噴射すること
を特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の塗布装置。
【請求項6】
基板に実装された電子部品に塗布液を噴射する液ノズル部と、前記液ノズル部に対して同心円状に配置され、前記基板に向かってエアを噴射するエアノズル部と、を備える塗布装置が実行する塗布方法であって、
前記液ノズル部による前記塗布液の噴射タイミングよりも前のタイミングで前記エアノズル部から前記エアの噴射を開始する噴射制御工程、
を含み、
前記エアノズル部は、
前記液ノズル部に向かって突出する複数の突出部を有すること
を特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、結露等の水分や異物等といった外乱作用から保護する目的で、プリント基板に実装された電子部品に対して局所的に防湿材をコーティング（塗布）する技術がある。この種の技術では、電子部品の周囲にエアカーテンを形成することで、防湿材等の塗布液の周囲への飛散を防ぐ技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－８７１９８号公報
【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、従来の技術において、エアカーテンを継続して形成し続けた場合、塗布液が乾燥して噴射ノズルの先端で固まることでノズル詰まりが発生するおそれがあった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、塗布液の飛散を抑えつつ、ノズル詰まりを抑制することができる塗布装置および塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る塗布装置は、液ノズル部と、エアノズル部と、噴射制御部とを備える。前記液ノズル部は、基板に実装された電子部品に塗布液を噴射する。前記エアノズル部は、前記液ノズル部に対して同心円状に配置され、前記基板に向かってエアを噴射する。前記噴射制御部は、前記液ノズル部による前記塗布液の噴射タイミングに同期したタイミングで前記エアノズル部から前記エアを噴射する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、塗布液の飛散を抑えつつ、ノズル詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する塗布装置および塗布方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。
【0010】
【0011】
【0012】
液ノズル部２は、筒状の部材であり、図示しない塗布液タンクから供給される塗布液２００を基板１００に実装された電子部品１１０へ噴射する。具体的には、液ノズル部２は、粒状の塗布液２００を電子部品１１０に対して滴下することで塗布する。
【0013】
なお、塗布液２００は、例えば、絶縁性の防湿材であり、電子部品１１０にコーティングすることで、電子部品１１０を結露等の水分や塵埃等の異物から保護するための部材である。
【0014】
エアノズル部３は、液ノズル部２に対して同心円状に配置される筒状の部材である。エアノズル部３は、塗布液２００の滴下経路の周囲にエアを噴射してエアカーテンを形成することで、塗布液２００が滴下時に周囲に飛散することを防止する。
【0015】
ここで、例えば、エアノズル部からエアを常時噴射してエアカーテンを形成し続けた場合、液ノズル部の先端において塗布液が乾燥して固まるおそれがあり、これにより、液ノズル部においてノズル詰まりが発生するおそれがあった。
【0016】
そこで、実施形態に係る塗布方法では、塗布液２００の噴射タイミングと同期したタイミングでエアノズル部３からエアを噴射することとした。つまり、実施形態に係る塗布方法では、塗布液２００の滴下タイミングに合わせて間欠的にエアを噴射してエアカーテンを形成する。
【0017】
この結果、エアノズル部３から噴射されるエアにより、液ノズル部２の先端において塗布液２００が乾燥して固まることを回避できる。また、塗布液２００の噴射タイミングと同期したタイミングでエアを噴射してエアカーテンを形成することで、塗布液２００の周囲への飛散も抑えられる。
【0018】
すなわち、実施形態に係る塗布方法によれば、塗布液２００の飛散を抑えつつ、ノズル詰まりを抑制することができる。
【0019】
なお、実施形態に係る塗布方法では、塗布液２００の噴射タイミングを含む前後所定期間に亘ってエアを噴射することができるが、かかる点の詳細については後述する。
【0020】
また、実施形態に係る塗布方法では、塗布液２００の硬化防止剤にエアノズル部３を浸漬する時には、エアノズル部３の接続先を後述するエアポンプ１１から負圧ポンプ１２へ切り替えることで、エアノズル部３から負圧ポンプ１２により硬化防止剤を吸引可能であるが、かかる点の詳細についても後述する。
【0021】
【0022】
【0023】
エアニップル４は、後述するエアポンプ１１および負圧ポンプ１２が接続される配管１４を連結する部材である。また、エアニップル４は、エアノズル部３に繋がる筐体５内部の配管に接続される。これにより、エアポンプ１１および負圧ポンプ１２に対してエアノズル部３が連通する。
【0024】
筐体５は、液ノズル部２、エアノズル部３およびエアニップル４が接続される部材である。塗布液タンク６は、筐体５に設けられ、塗布液２００を貯留する。また、塗布液タンク６は、液ノズル部２と連通することで、塗布液２００を液ノズル部２へ供給する。
【0025】
なお、液ノズル部２およびエアノズル部３は、筐体５に対して着脱可能に設けられる。これにより、液ノズル部２およびエアノズル部３の破損時の交換を容易化できる。
【0026】
【0027】
【0028】
具体的には、エアは、エアノズル部３の延伸方向に対して略直角の方向からエアニップル４を介して筐体５の配管に侵入する。そして、筐体５の配管に侵入したエアは、液ノズル部２の位置において、エアノズル部３の端部３１の方向と、エアノズル部３の先端の方向とに枝分かれする。
【0029】
ここで、エアノズル部３の端部３１は、筐体５により密閉されている。このため、エアノズル部３の端部３１の方向にエアが向かうことで、端部３１の方向に延在する配管にエアが充満する。その結果、エアノズル部３の端部３１の方向にエアは、エアノズル部３の先端の方向に向かう。
【0030】
すなわち、エアノズル部３の端部３１が密閉されていることで、液ノズル部２の全周を囲むように、エアノズル部３の先端からエアが噴射される。この結果、液ノズル部２から噴射される塗布液２００の全周を囲むようにしてエアカーテンが形成されるため、塗布液２００の周囲への飛散を高精度に抑制することができる。
【0031】
このように、エアノズル部３の端部３１が密閉されることで、エアが一方から侵入する構造であっても、エアノズル部３の先端の孔部全体から均一にエアを噴射することができる。
【0032】
【0033】
【0034】
図４に示すように、エアノズル部３は、液ノズル部２に対して同心円状に配置されている。そして、突出部３２は、エアノズル部３から液ノズル部２に向かって突出するとともに、先端が液ノズル部２に接している。
【0035】
また、突出部３２は、液ノズル部２の周囲に沿って等間隔で複数配置されている。図４に示す例では、突出部３２は、液ノズル部２の周囲に１２０度間隔で３つ配置される。これにより、液ノズル部２をエアノズル部３の中心に配置、すなわち、同心円状に高精度に配置することができる。
【0036】
また、突出部３２は、３箇所で液ノズル部２を支持して固定することで、液ノズル部２に外力が加わった場合であっても、液ノズル部２が曲がって破損することを抑制することができる。
【0037】
また、図４に示すように、等間隔に配置された複数の突出部３２の間はエアの通路３３となっている。換言すれば、複数の通路３３が等間隔で配置される。これにより、エアノズル部３の先端からエアを均一に噴射することができる。
【0038】
なお、図４では、突出部３２が３つである場合を示したが、複数の突出部３２が等間隔で配置されれば、突出部３２の数は、２つであっても４つ以上であってもよい。
【0039】
また、図２および図３に示すように、突出部３２は、エアノズル部３の先端側に寄せて配置されることが好ましい。これにより、液ノズル部２の先端部分に外力が加わった場合であっても、液ノズル部２が曲がって破損することを抑制することができる。
【0040】
次に、図５を用いて、実施形態に係る塗布装置１の機能構成について説明する。図５は、実施形態に係る塗布装置１の機能構成例を示す図である。図５に示すように、実施形態に係る塗布装置１は、噴射制御部１０と、エアポンプ１１と、負圧ポンプ１２と、切替バルブ１３と、配管１４とを備える。
【0041】
エアポンプ１１は、エアノズル部３へ圧縮した空気であるエアを供給する。負圧ポンプ１２は、エアノズル部３からエアを吸気する。切替バルブ１３は、エアノズル部３の連通先であるエアポンプ１１および負圧ポンプ１２を切り替える。配管１４は、切替バルブ１３およびエアニップル４の間を連結する。
【0042】
ここで、塗布装置１は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
【0043】
コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、噴射制御部１０として機能する。
【0044】
また、噴射制御部１０が実行する機能の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。
【0045】
また、ＲＡＭやフラッシュメモリは、記憶部であり、各種プログラムの情報等を記憶することができる。なお、塗布装置１は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
【0046】
噴射制御部１０は、エアノズル部３におけるエアの噴射および吸入の制御や、液ノズル部２における塗布液２００の噴射を制御する。具体的には、噴射制御部１０は、エアノズル部３からエアを噴射する場合、切替バルブ１３を切り替えることで、エアポンプ１１およびエアノズル部３を連通させる。
【0047】
また、噴射制御部１０は、エアノズル部３からエアを吸入する場合、切替バルブ１３を切り替えることで、負圧ポンプ１２およびエアノズル部３を連通させる。
【0048】
また、噴射制御部１０は、エアノズル部３からエアを噴射する場合、液ノズル部２による塗布液２００の噴射タイミングに同期したタイミングでエアノズル部３からエアを噴射する。かかる点について、図６を用いて詳細に説明する。
【0049】
図６は、噴射制御部１０によるエアの噴射制御を示す図である。図６では、時刻ｔ２が塗布液２００の噴射タイミングであることとする。図６に示すように、噴射制御部１０は、塗布液２００の噴射タイミングである時刻ｔ２を含む所定期間Ｄ１に亘ってエアを噴射する。
【0050】
具体的には、噴射制御部１０は、時刻ｔ２から所定期間Ｄ２遡った時刻ｔ１においてエアの噴射を開始し、時刻ｔ２から所定期間Ｄ３経過後の時刻ｔ３においてエアの噴射を終了する。
【0051】
これにより、時刻ｔ２よりも前の所定期間Ｄ２において形成されるエアカーテンにより、塗布液２００の噴射時の飛散（液ノズル部２の壁部に付着した残渣が先立って飛散する場合）を抑制でき、時刻ｔ２よりも後の所定期間Ｄ３において形成されるエアカーテンにより、塗布液２００の塗布後の電子部品１１０からの跳ね返りによる飛散を抑制することができる。
【0052】
なお、噴射制御部１０は、１噴射あたりの塗布液２００の噴射量を固定し、電子部品１１０が大きい場合には、電子部品１１０の大きさに応じた回数だけ固定量の塗布液２００を繰り返し噴射する。この場合、噴射制御部１０は、塗布液２００の噴射回数と同じ噴射回数だけエアを噴射する。
【0053】
つまり、１動作あたりのエア噴射量および塗布液噴射量を固定し、電子部品１１０への塗布面積（電子部品１１０の大きさ）に応じた回数だけ動作を行う。これにより、塗布液２００やエアの１動作あたりの噴射量を調整する必要がないため、処理負荷を軽減できる。
【0054】
なお、噴射制御部１０は、電子部品１１０の大きさに応じた噴射量の塗布液２００を一度に噴射することとしてもよい。かかる場合、噴射制御部１０は、塗布液２００の噴射量に応じて、エアを噴射する所定期間Ｄ１（あるいは、所定期間Ｄ２および所定期間Ｄ３のいずれか）の長さや、時間あたりのエア噴射量を可変させる。
【0055】
すなわち、噴射制御部１０は、液ノズル部２からの塗布液２００の噴射量に応じた噴射量のエアを噴射する。これにより、電子部品１１０が異なる大きさであっても塗布液２００の飛散を高精度に抑制することができる。
【0056】
また、噴射制御部１０は、基板１００の切替時において、液ノズル部２の先端を硬化防止剤に浸漬する際に、負圧ポンプ１２に連通させてエアノズル部３から吸気を行う。かかる点について、図７を用いて説明する。
【0057】
図７は、基板切替時の噴射制御部１０による制御処理を示す図である。図７の上段に示すように、噴射制御部１０は、電子部品１１０への塗布液２００の塗布時には、エアポンプ１１とエアノズル部３とを連通させることで、エアポンプ１１からエアノズル部３を介してエアを噴射する。
【0058】
そして、１つの基板１００に実装された塗布対象となる電子部品１１０すべてに塗布液２００の塗布が完了した場合、次の基板１００に切替が行われるとともに、塗布液２００の硬化を防止する目的で、液ノズル部２の先端を硬化防止剤３１０が入ったカップ３００に浸漬する。
【0059】
この基板切替時において、図７の中段に示すように、噴射制御部１０は、切替バルブ１３を切り替えて、負圧ポンプ１２とエアノズル部３とを連通させる。そして、噴射制御部１０は、負圧ポンプ１２を作動させることで、エアノズル部３から吸気を行い、硬化防止剤３１０をエアノズル部３の内部に吸引する。
【0060】
これにより、エアノズル部３の内部に異物が混入することを抑制できるとともに、エアノズル部３の内部に塗布液２００が付着していた場合であっても、硬化防止剤３１０により硬化を防止しつつ洗い流すことができる。つまり、エアノズル部３の内部や配管１４の内部を洗浄することができる。
【0061】
そして、エアノズル部３が次の基板１００の位置まで移動が完了した場合、図７の下段に示すように、噴射制御部１０は、切替バルブ１３を切り替えて、エアポンプ１１とエアノズル部３とを連通させる。
【0062】
そして、噴射制御部１０は、液ノズル部２が空カップ４００に挿入された状態で、所定回数だけエアを噴射するとともに、液ノズル部２から塗布液２００を噴射する。すなわち、噴射制御部１０は、硬化防止剤３１０が混入した塗布液２００を空カップ４００へ捨て打ちする捨て打ち処理を行う。これにより、硬化防止剤３１０を空カップ４００に排出できるため、次の基板１００における塗布液２００の塗布時に硬化防止剤３１０が混入することを防止できる。
【0063】
【0064】
図８に示すように、噴射制御部１０は、まず、塗布液２００の噴射タイミング（塗布タイミング）が到来するか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【0065】
噴射制御部１０は、塗布タイミングが到来する場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、塗布タイミングよりも所定期間前にエア噴射を開始する（ステップＳ１０２）。なお、噴射制御部１０は、塗布タイミングが到来していない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ステップＳ１０１を繰り返し実行する。
【0066】
つづいて、噴射制御部１０は、塗布タイミングにおいて塗布液２００を噴射する（ステップＳ１０３）。つづいて、噴射制御部１０は、塗布タイミングから所定期間後にエア噴射を終了する（ステップＳ１０４）。
【0067】
つづいて、噴射制御部１０は、次の基板１００への切替タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。噴射制御部１０は、次の基板１００への切替タイミングである場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、液ノズル部２を硬化防止剤３１０に浸漬する（ステップＳ１０６）。
【0068】
つづいて、噴射制御部１０は、切替バルブ１３を切り替えて負圧ポンプ１２とエアノズル部３とを連通させる（ステップＳ１０７）。つづいて、噴射制御部１０は、負圧ポンプ１２を作動させる（ステップＳ１０８）。
【0069】
つづいて、噴射制御部１０は、基板１００の切替が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。噴射制御部１０は、基板１００の切替が完了した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、切替バルブ１３を切り替えて、エアポンプ１１とエアノズル部３とを連通させる（ステップＳ１１０）。
【0070】
つづいて、噴射制御部１０は、上述した捨て打ち処理を実行し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。すなわち、次に、基板１００に実装された電子部品１１０への塗布液２００の塗布を開始する。
【0071】
一方、ステップＳ１０５において、噴射制御部１０は、基板１００の切替タイミングではない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、つまり、同一基板１００に実装された他の電子部品１１０に塗布液２００を塗布する場合、ステップＳ１０１を実行する。また、ステップＳ１０９において、噴射制御部１０は、基板１００の切替が完了していない場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０８を実行する。
【0072】
上述してきたように、実施形態に係る塗布装置１は、液ノズル部２と、エアノズル部３と、噴射制御部１０とを備える。液ノズル部２は、基板１００に実装された電子部品１１０に塗布液２００を噴射する。エアノズル部３は、液ノズル部２に対して同心円状に配置され、基板１００に向かってエアを噴射する。噴射制御部１０は、液ノズル部２による塗布液２００の噴射タイミングに同期したタイミングでエアノズル部３からエアを噴射する。これにより、塗布液２００の飛散を抑えつつ、液ノズル部２のノズル詰まりを抑制することができる。
【0073】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0074】
１ 塗布装置
２ 液ノズル部
３ エアノズル部
４ エアニップル
５ 筐体
６ 塗布液タンク
１０ 噴射制御部
１１ エアポンプ
１２ 負圧ポンプ
１３ 切替バルブ
１４ 配管
３１ 端部
３２ 突出部
３３ 通路
１００ 基板
１１０ 電子部品
２００ 塗布液
３００ カップ
３１０ 硬化防止剤
４００ 空カップ
２ 液ノズル部
３ エアノズル部
４ エアニップル
５ 筐体
６ 塗布液タンク
１０ 噴射制御部
１１ エアポンプ
１２ 負圧ポンプ
１３ 切替バルブ
１４ 配管
３１ 端部
３２ 突出部
３３ 通路
１００ 基板
１１０ 電子部品
２００ 塗布液
３００ カップ
３１０ 硬化防止剤
４００ 空カップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】