JPH0456248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粘稠材計量配置装置に関する。

微小電子部品をプリント回路上に迅速に配置す
るためには、回路板上の導電性ランド部（盛上り
部）間のプリント回路上に非導電性粘稠材料（接
着剤）を計量配置する装置（デイスペンサー）が
必要である。微小電子部品は、この粘稠材上に配
置されて、導電性ランド部間の板上に接着するこ
とになる。次いでこの回路板は液型ハンダ付け機
で処理されて、電子部品と導電性ランド部との間
を電気的に接続する。

粘稠材計量配置用の既存の装置については、極
く微少量の粘稠なペースト状材料を1/4秒以内の
短時間中に信頼性の高い正確度で計量・配置し、
自動装置中に組込まれても、この装置内の他の可
動部の修繕に要する時間以上の装置休止を起さな
いことが要求されるのは明からである。また、こ
れら要求条件の総ては、電子部品配置用装置自身
の機械的、電気的能力によつて充足する必要があ
る。

液滴を規定位置に配置する方法は、大きく分け
て転送法と直接配置法の２つになる。転送方法の
例としては、ゴム製インクスタンプがあり、液体
は配置器に付着した後、所要の位置に配置され
る。しかし、プリント回路板に粘稠材をこの方法
によつて配置するような既存の装置は、その使用
に融通性がなく、特定の使用に適するように別箇
に設計、製作する必要があり、一般に、プログラ
ム作業系統内に組込むことができないのが普通で
ある。

基体上に液体を直接に配置するには、液体をそ
の貯槽から開口部を有する配置器に流して、これ
によつて配置する。液体を貯槽から管路を通して
配置器に流すには、圧縮空気によるか、または貯
槽容量を機械的に低下させるような移送手段を取
る。

圧縮空気によつて液体を移送する場合にも、２
つの方法があり、簡単な方法では、液体を流す時
には貯槽を加圧し、配置器によつて所要量の液体
が配置されると貯槽を減圧する。これを行う装置
を比較的低粘度の液体に適用する場合には、減圧
する時に貯槽内を軽度の真空（吸い返し）にし
て、重力や毛管作用によつて配置器から液体が誤
つて落ちる（よだれ）のを防いでいる事があり、
このような場合には、配置器開口部に中空鈍端の
細い管を使うのが普通である。

空気圧を使つて液体を配置する別の方法では、
装置を使用する時間中液体貯槽を継続的に加圧し
続け、貯槽と配置器との中間に設けたバルブによ
つて、液体放出を調整している。このバルブは手
動または、空気圧、水圧その他各種の動力伝送系
統で作動されるが、流体とこのバルブ内腔部を通
して送る必要があり、この液体が粘稠で硬化し易
い時には、バルブが清掃される間は作動すること
ができなくなる。

機械的手段によつて貯槽容量を小さくして液体
を動かす場合には、液体に作動するプランジヤー
を使うか、または、貯槽を押し縮めることにな
る。

しかし、上記のような先行技術による何れの装
置を使つても、極小型電子部品の配置などで要求
される規定短時間毎の高度の繰返し性と信頼性を
もつて、ペースト状粘稠材料の微小量を計量する
ことはできない。上記のバルブを使用する装置で
は、配置器出口用に中空のニードルを設け、この
ニードル先端を超えて粘稠材を突出させて、ニー
ドル出口をプリント回路板基体に近ずけて、微小
量の粘稠材を所要の位置に配置しようとしてい
る。理論上は、突出した材料がニードル出口の平
面でその本体と別れ、ニードルが遠ざかれば、基
体上に残ることになる。しかし実際においては、
ニードルが基体に触れると、液体をニードル出口
内に引込み返す傾向があつて、ニードルが基体か
ら離れた後に、その出口内で液体が分れて、ニー
ドル先端に空〓を残し、この空〓が次回の操作で
も十分には充たされなくて、液体の配置が行われ
なくなることがある。また、これとは逆に、ニー
ドルと基体とが接触すると、過剰量の粘稠材がニ
ードル出口内に押し戻されて、粘稠材とニードル
内壁との間の粘着力が大きくなり、これが粘稠材
の基体えの附着力と表面張力に打勝つて、基体え
の配置ができなくなることもある。粘稠材小滴が
ニードル内腔径よりある程度大きい場合には、こ
れら諸問題の一部は克服されるが、微小量の液体
を計量、配置する時には、液滴の大きさは、ニー
ドルとほぼ同じであり、このため、中空ニードル
式配置器はこの目的には不満足である。

本発明の目的は、プリント回路板等の基体上に
微小量の高粘稠性ペーストを正確に計量し出す装
置を提供することにある。

本発明の次の目的は、支持体に保持された外側
シリンダーを有し、かつ粘稠材計量装置を基体に
近ずけたり遠ざけたりして、この基体上に微小量
の粘稠材を配置する粘稠材計量配置装置を提供す
ることにある。

本発明のさらにその上の目的は、粘稠材の圧力
や粘度に影響されることなく、基体上にこの粘稠
材を直線的に配置する粘稠材計量装置を提供する
ことにある。

本発明の上記諸目的は、以下に説明する計量配
置装置によつて達成される。

本発明は、粘稠材料の細粒（小滴）を基体上に
迅速に配置するための粘稠材計量配置装置に関
し、この装置には、粘稠材供給源から送られる一
定圧力下の粘稠材を受取るようになつている粘稠
材計量装置を有する支持ハウジングが備えられて
いる。この計量装置は、粘稠材を受取つて、これ
を基体上に直線状に配置する機構を備えており、
また、支持ハウジング中の、上記機構を包含する
計量配置機構が、この計量機構と連動して、この
機構を基体に近ずけたり離したりするようになつ
ている。すなわち、本発明による基体上に粘稠材
の細粒を迅速に分配する粘稠材計量分配装置は、
先端が開口して計量室を構成するボアを有する計
量部材と、該計量部材のボア内に進入位置と退避
位置との間で摺動自在なように配置された計量ピ
ンと、計量ピンを進入位置と退避位置とに選択的
に動かす計量ピン駆動手段と、計量ピンが退避位
置にあるとき計量部材のボアに開口する粘稠材供
給路と、粘稠材供給路に粘稠材を供給することに
より、計量ピンが退避位置に退避したとき粘稠材
が計量部材のボア内に導入されるようにする粘稠
材供給手段と、を備えた粘稠材計量手段を有す
る。また、この装置は、粘稠材計量手段の計量部
材を、ボアの先端が基体に近接する位置と、基体
から離れる位置との間で動かすための計量手段移
動手段を備える。

さらに本発明の他の態様による粘稠材計量分配
装置は、支持ハウジングと、該支持ハウジング内
に形成されたシリンダと、該シリンダ内を摺動す
る複動式ピストンと、該ピストンに取り付けられ
該ピストンとともに動かされるスリーブと、この
スリーブ内に摺動自在に配置された計量ピストン
と、該スリーブに設けられ、軸方向のボアを有す
る非湿潤グランドと、非湿潤グランドのボア内を
摺動するように配置され、計量ピストンとともに
可動な計量ピンと、複動式ピストンの両側のシリ
ンダ内の室に第１の流体圧力を選択的に供給して
複動式ピストンを上下に移動させる第１流体圧力
供給手段と、計量ピストンおよび該計量ピンを上
下方向に動かすように前記スリーブ内の室に第２
の流体圧力を供給する第２流体圧力供給手段と、
計量ピンが上方に動かされたとき計量ピンの下方
の非湿潤グランド内のボアに開口する粘稠材供給
手段と、からなる。そして、この装置は、複動式
ピストンを上方に位置させた状態で計量ピンを上
方に動かして粘稠材供給手段を非湿潤グランド内
のボアに開口させて粘稠材をボア内に導入し、計
量ピンを下降させて該粘稠材を非湿潤グランドの
先端に押し出し、次いで複動式ピストンを下降さ
せることにより非湿潤グランドの先端を基体に接
近させてこの先端に押し出された粘稠材を基体に
付着させるように構成される。

先ず最初に、この粘稠材計量配置装置の静止
時、すなわち非作動時の状態を示した添付第１図
に沿つて説明する。この装置は、プリント回路板
上の導電性ランド部間に微小量の粘稠材を計量、
配置して、極小型の電子部品をこの回路板に固定
するために開発されたものであるが、微小量の材
料を基体上に迅速に配置する必要のある他の用途
にも利用することができる事が、以下の説明によ
つて明かになるであろう。

計量配置装置１０が、機器フレーム（図示され
ていない）上の支持ハウジング１２に支持されて
いる。小型部品配置機構の場合には、この計量配
置装置は、プリント回路板１４上の導電性ランド
部間に粘稠材小滴Ｄを配置することになつてい
る。支持ハウジング１２には、円筒状段付き空
所、すなわち内腔１６があつて、粘稠材配置用シ
リンダー１８と計量用シリンダー２０とを、収容
しており、この両シリンダーは粘稠材を受取つ
て、回路板上に配置する時に、これに近づいたり
遠ざかつたりする往復運動ができるようになつて
いる。

配置用シリンダー１８には、その下端にねじ付
キヤツプ２４と、その上端にピストン２６が備え
られている。また、スリーブ下部軸受２８が締付
けピン３０によつて、内腔１６内に設けられてい
て、内側および外側シール３２および３４を備え
ている。スリーブ上部軸受３６も１対の締付けピ
ン３８によつて内腔１６内に設けられていて、Ｏ
−リング４０によつて内腔１６中でシールされて
いる。

ピストン２６はＯ−リング４２によつて内腔７
６中でシールされており、締付けナツト４６によ
つてこのピストンに固定されている管状ハウジン
グ４４を支持している。スリーブ軸受３６中のシ
ール４８は管状ハウジング４４を取囲んで、ピス
トン２６上に気密室を形成している。内腔１６の
他端はキヤツプ５０と環状シール５２によつて密
封されている。

計量シリンダー２０には、スリーブ２２の内腔
５６内のピストン５４があつて、このピストン５
４には中央ランド５８と両端ランド６０および６
２があつて、シール６４，６６を保持している。
ピストン５４の下端ランド６０は粘稠材計量ピン
６８を支持している。

内腔５６中には、この壁に密接しているキヤツ
プ７２によつて非湿潤性グランド７０が固定され
ており、このグランド７０には肩部７４があつ
て、ねじ切りキヤツプ２４に接している。図で見
るように、計量ピン６８はグランド７０の内腔を
下方に貫通していて、この内腔壁に密接する堅強
な部材である。グランド７０の下端７８には先端
部としてノズル部材８０がねじ着けられている。

粘稠材は、グランド７０中の摺り合せ部８４に
連絡する軟弾性供給管８２によつて計量ピン６８
の所に送られる。このすり合せ部には開口部８６
があつて内腔７６に導通しており、この内腔中を
計量ピン６８が摺動する。

粘稠材供給管８２は、給気系統９０によつて加
圧されている粘稠材貯槽８８に連絡している。空
気圧調節装置９２は貯槽８８に適宜な気圧を加え
続けて、粘稠材を適宜な速度で計量シリンダに供
給する。粘稠材供給系統には遮断バルブ９４も設
けられている。

配置用シリンダー１８は、ピストン２６の背面
で内腔１６に導通している給気管９６，９７によ
つて上下に摺動される。計量シリンダー内のピス
トン５４は空気管１００に通じており、この空気
管は、スリーブ２２中の開口部１０１を通つて、
ピストン５４の下端に導通している。管状ハウジ
ング４４中には、軟弾性給気管１０４に導通する
開口部１０２があつて、この全装置の作動中には
規定順序に従つてピストン５４の上端に空気圧を
かける。この詳細は以上の説明で述べることにす
る。

図１に示した装置の静止状態から、これを作動
する時には、粘稠材供給管８２と給気管１００に
加圧して、ピストン５４と計量ロツド、すなわち
ピン６８とを押し上げて図２に示す位置とし、こ
の際粘稠材はグランド７０の内腔７６中に入る。
グランド７０は、この粘稠材によつて湿らされな
いような非湿潤性の材料、例えば四ふつ化エチレ
ン（テフロン）等から成つている。

この作動開始後は、粘稠材貯槽は常時加圧され
ている。内腔７６中に入る粘稠材の量は、この粘
稠材の流動特性と粘度および、その流路のこの粘
稠材に帯する流れ抵抗、貯槽内圧力、ならびに計
量ピン６８の引上げによる内腔７６内向けの開口
部８６の開放時間長さに左右される。ピストン５
４と計量ピン６８が上昇して、内腔７６中に粘稠
材の所要量が進入すると、給気管１０４を加圧し
てピン６８を内腔７６中に押し下げて、粘稠材を
その本体から内腔７６と開口部８６との交差面で
切り離す。この後は、開口部８６はピン６８によ
つて封鎖されて、これ以上の粘稠材は内腔７６中
には入らない。この時の配置装置の位置と、粘稠
材小粒Ｄの配置装置出口におけるピン６８末端に
ある状態とは図３に示されている。グランドが非
湿潤性であり、ピン６８が内腔７６に密接してい
るため、粘稠材の受入れから配置装置出口に至る
間においては、粘稠材は全然失われることがな
い。

次に図４には、計量配分装置が押下げられて、
基体１４上に粘稠材を配置している所を示してい
る。空気管９８と同じく１０４が加圧されると、
配置用シリンダー１８とスレーブ２２とが支持ハ
ウジング中を下方に押下げられて、配置装置の出
口ノズル８０が基体に接触し、粘稠材粒子がピン
６８と基体面との間に押出される。また、これに
よつて、粘稠材小滴が押し広げられて、基体との
接着が強くなるが、これは、この液滴の基体との
接触面が、ピン６８との接触面より大きいためで
ある。上記の過程中で粘稠材がグランド７０に接
触しても、このグランドが非湿潤性であるため、
これに付着することはない。

計量配置装置の作動を続ける時には、図２およ
び図３の示した作業を繰返す。すなわち、図４に
見るように、粘稠材粒子が配置された後、空気管
９６，１００が稼働されて、配置装置と計量ピン
とを、図２に示す粘稠材受入れの位置に戻す。こ
の戻しストロークでは、バンパー（緩衝器）１０
６，１０８が、それぞれ、ピストン２６，５４の
底打ち衝撃を吸収、緩和する。

計量配置装置、特に空気管と粘稠材貯槽加圧源
との上記の操作はすべて、当該機器、こゝでは小
電子部品配置機中の他の要素のそれぞれの作動を
プログラム化した電算機の指令によつて管理され
る。

さらに、Uvitex（ユビテツクス）O.B.等の光沢
剤を粘稠材中に混入すると、目視による作業監視
を助けることも認められる。この粘稠材小滴は暗
色光の下では際出つて見えるため、次の、粘稠材
配置作業において、配置されてあつた筈の前回の
粘稠材粒子の不在を検知することができる。ま
た、基体上の液粒による明るい模様を数値的に読
み取れば、自動検出も可能となる。

このように、上記の粘稠材配置装置は、グラン
ド７０の内腔７６からの粘稠材小滴を基体１４上
に迅速にかつ直線上に配置する。内腔７６中に流
入する粘稠材の量は、この材料の流動特性と粘度
および流入経路の流動抵抗、粘稠材貯槽内の気圧
ならびに、出口８６と内腔７６との導通継続時間
によつて定まる。粘稠材の性状、流動系の抵抗お
よび貯槽圧力は個々のシステム構成については一
定であるから、給液管８２の出口８６が開いてい
る時間長を統制すれば（計量ピン６８の急速作動
によつて）、内腔７６中に入る粘稠材の量が規制
され、従つて、基体上えの粘稠材の配置量が定め
られる。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明による粘稠材計量配置装置の作
動していない時の側面図を示す。図２は、図１に
示す装置中で計量ピンが引上げられて、計量ずみ
粘稠材が受入れられる時の側面図である。図３
は、上記装置中で粘稠材受入れ後に、計量ピンが
その最低点に達した時の側面図であり、図４は配
置装置がその最低位置に達して、基体上に粘稠材
小滴を配置する時の側面図である。 ８８……粘稠材貯槽、８６……粘稠材の内腔７
６えの入口、７６……計量ピン６８を摺動させる
グランド７０の内腔、２２……スリーブ、７０…
…非湿潤性グランド、２６……配置用ピストン、
５４……計量用ピストン、D″……粘稠材小滴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体上に粘稠材の細粒を迅速に分配する粘稠
   材計量分配装置において、 (a) 先端が開口して計量室を構成するボアを有す
   る計量部材と、 (b) 前記計量部材の前記ボア内に進入位置と退避
   位置との間で摺動自在なように配置された計量
   ピンと、 (c) 前記計量ピンを前記進入位置と前記退避位置
   とに選択的に動かす計量ピン駆動手段と、 (d) 前記計量ピンが前記退避位置にあるとき前記
   計量部材の前記ボアに開口する粘稠材供給路
   と、 (e) 前記粘稠材供給路に粘稠材を供給することに
   より、前記計量ピンが前記退避位置に退避した
   とき粘稠材が前記計量部材の前記ボア内に導入
   されるようにする粘稠材供給手段と、 を備えた粘稠材計量手段と、 前記粘稠材計量手段の前記計量部材を、前記ボ
   アの先端が前記基体に近接する位置と、前記基体
   から離れる位置との間で動かすための計量手段移
   動手段とからなることを特徴とする、粘稠材計量
   分配装置。 ２ 前記計量部材に取付けられた非潤滑グランド
   を有し、前記計量ピンは該グランドを通過するよ
   うに構成されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ３ 基体上に粘稠材の細粒を迅速に分配する粘稠
   材計量分配装置において、 (a) 支持ハウジングと、 (b) 前記支持ハウジング内に形成されたシリンダ
   と、 (c) 前記シリンダ内に摺動する複動式ピストン
   と、 (d) 前記ピストンに取り付けられ該ピストンとと
   もに動かされるスリーブと、 (e) 前記スリーブ内に摺動自在に配置された計量
   ピストンと、 (f) 前記スリーブに設けられ、軸方向のボアを有
   する非湿潤グランドと、 (g) 前記非湿潤グランドの前記ボア内を摺動する
   ように配置され、前記計量ピストンとともに可
   動な計量ピンと、 (h) 前記複動式ピストンの両側の前記シリンダ内
   の室に第１の流体圧力を選択的に供給して前記
   複動式ピストンを上下に移動させる第１流体圧
   力供給手段と、 (i) 前記計量ピストンおよび前記計量ピンを上下
   方向に動かすように前記スリーブ内の室に第２
   の流体圧力を供給する第２流体圧力供給手段
   と、 (j) 前記計量ピンが上方に動かされたとき前記計
   量ピンの下方の前記非湿潤グランド内の前記ボ
   アに開口する粘稠材供給手段と、 からなり、 前記複動式ピストンを上方に位置させた状態で
   前記計量ピンを上方に動かして前記粘稠材供給手
   段を前記非湿潤グランド内の前記ボアに開口させ
   て前記粘稠材を前記ボア内に導入し、前記計量ピ
   ンを下降させて該粘稠材を前記非湿潤グランドの
   先端に押し出し、次いで前記複動式ピストンを下
   降させることにより前記非湿潤グランドの先端を
   前記基体に接近させてこの先端に押し出された前
   記粘稠材を前記基体に付着させることを特徴とす
   る粘稠材計量分配装置。 ４ 前記粘稠材供給源は恒圧の粘稠材のリザーバ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の装置。