JPH0651144B2 - 液体付着装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 この発明は、電子素子を回路ボードに自動配置すること
に使用するためのシステム及び方法に関し、より詳しく
は、サーフィス・マウント（表面取付）素子の保持のた
めにそのようなボード上に自動的に接着剤を適用するた
めのシステム及び方法に関する。

Ｂ．従来技術 多数の素子を配置される回路ボードに関連する作業労働
が高コストであることなどの多くの要因により、電子製
造技術では、そのような素子をボード上に自動的に配置
するための技術が開発されてきた。素子配置技術は、数
秒間の間にボードに数百個の素子を搭載すると同時にそ
れらをよく知られたウェーブ・ソルダー技術などによっ
て所望の態様で電気的に接続するところまで進んでい
る。このようなものとして、例えば、最近になって現れ
つつあるサーフィス・マウント素子技術がある。

素子配置装置及び半田付けシステムは電子ボード及び回
路などのための全体的な製造処理における高速の生産能
力に著しい貢献をしてきているけれども、依然として製
造処理工程にボトルネックが存在して、上述の半田付け
や素子配置技術などの処理技術の進歩によって達成され
る正味の利得を相当に低下させている。

全体的な処理に甚大な影響を与えるものとして最近認識
されている処理として、素子配置作業の間に素子を電子
ボードまたはカードに素子を貼着するために、ボードま
たはカードに接着剤を適用することがある。この技術
は、組み込みのリード荒押し、折り返し、すえ込みなど
によって定位置に保持される慣用的なスルーホール素子
とは対照的に、それ自体を定位置に保持する内在的な手
段を欠くサーフィス・マウント素子の出現により特に重
要になってきたものである。

サーフィス・マウント素子がボードの底面にウェーブ半
田付けされるような、そのようなサーフィス・マウント
技術の典型的な適用技術においては、素子は、半田付け
期間にボードの低部に接着剤によって保持される。リフ
ロー半田処理などのアプリケーションでは、サーフィス
・マウント素子が、接着剤によって、半田付けの完了ま
でボードの上面に定位置保持される。素子が半田付けさ
れる半田ランドのわずかな非対称性または不規則性や、
振動や、摺動や、浮動などの幾つかの要因のため、製造
処理の間にボードの平坦な表面に正確で信頼性の高い接
着剤のドット・パターンを配置するための手段に対する
必要性が明らかになった。さらに、もしそのような処理
が電子カードまたはボードの製造処理の全体のボトルネ
ックとしないようにするためには、信頼性が高いのみな
らず、最近の素子の配置と半田付けを同時に実施する技
術に追従するように、極めて高速でそのような接着剤の
ドットを配置するシステムを提供する必要がある。

従って、慣用的な接着剤転送のための装置、すなわち接
着剤のドットを付着するための圧縮注射器をもつさまざ
まな装置は、直ちに惨めなほど不適当になってきた。そ
のような装置の欠点としては、サイズが大きいことと、
機構的に複雑であることがあり、それにより洗浄と保守
が困難になっているが、より重要には、同時に配置する
ことができるドットの数がかなり少なく制限されてしま
う、ということがある。

そのような制限のため、従来技術に改良が図られた。す
なわち、この新しい適用技術のためのスクリーン・プリ
ンティング技術である。そのためのシステムは、比較的
簡単で洗浄と保守が容易であるとともに、同時的なドッ
トの配置と均一なドット・サイズを与えるものであるけ
れども、それにも拘らず幾つかの欠点が存在するのであ
る。そのうちの最も重大な欠点は、スクリーン・プリン
ティングにさらされる表面が、実質的に障害物のない平
坦なものでなくてはならない、ということである。しか
し、このことは、最近の電子回路の設計構造の必要条件
としては非現実的である。というのは、最近の電子回路
の設計構造は、典型的には、サーフィス・マウント処理
の開始前に、多くの場合さまざまな高さの素子を予め植
設されてなるボードを使用するからである。例えば、異
なる処理によるピン及び孔をもつ素子や、トリム・ポッ
トや、可変コンザンサや、標準化されたＳＭＴ素子とは
異なる高さ寸法をもつ素子などのその他の素子の植設な
どの場合である。この問題に関連して、ボードの両面に
素子を植設するという慣例があり、このことが、反対の
面に異なる高さの素子を植設されている場合、スクリー
ニング処理にさらされるボードの一方の面の非植設平面
を支持することが困難である。

スクリーン・プリンティング技術にまつわるそのような
困難と欠点が、ピン転写処理として知られる接着剤塗布
のための第３の方法の出現を招いた。この処理において
は、処理すべきプリント回路ボードまたは基板毎に、ピ
ン・プレートまたはピン・アレイが製作される。そし
て、ピンは、作業物上の接着剤ドットの所望の位置に対
応する位置で、プレートの平面に位置決めされる。処理
の間、こうして製作されたピン・プレートが、ピンの先
端が接着剤の制御された薄い層にわずかに接触するよう
に瞬間的に配置され、これによりピンの先端に接着剤の
滴が付着する。それからピン・プレートとボードは任意
の機構で互いに接触するように付勢され、これにより、
ピン・プレートの複数のピンとボードの平坦面の瞬間的
な接触が図られる。そして、ピン・プレートを引き離す
と、接着剤のドットが、ピン・プレート上のピンの所定
の空間的関係に対応する所望のパターンでボードの平坦
面に付着する。そのとき、それが、ボードに接着される
べきサーフィス・マウント素子の所望の空間的位置決め
になっていることは勿論である。

そのようなピン転送技術は、数々の利点を有する。この
処理は、ほとんど保守を要することなく比較的簡単であ
って、接着剤の量を容易に制御できるものである。しか
し、それにも拘らず、そのようなシステムは依然として
重大な欠点を呈する。第１に、ＣＡＤ−ＣＡＭ装置など
の自動化されたツール及び製造機械の発展にもかかわら
ず、ピン・プレートの製造はコストが嵩み時間がかか
る。このとき、素子の構成の変化、及び異なる回路ボー
ド製品の位置決め毎にピン・プレートが用意されること
が理解されよう。よって、例えば、設計変更があると、
そのプレートの新しいピン・ボード全体の加工及びエッ
チングにより所望のパターンでピンを形成する必要が生
じてくる。第２に、場合によっては、非平坦システムに
適合するために、前述の圧縮注射システムが使用される
とはいえ、ピン転写システムもまた、主として平坦表面
に適合するものであるという、スクリーン・プリンティ
ングと同様の欠点をもつ。その１つの理由は、ピンは、
金属から成っているために実質的に可撓性ではなく、よ
って例えば、典型的には従来技術で一般的であるわずか
に湾曲したボードや、ピン及び回路ボードが接触すると
きに圧力を増大させるための手段による大きいボードに
よって呈される屈曲した、あるいは不規則な表面に適合
することができない。そのように不規則な表面に適合で
きないことは、不均一なドット配置をもたらし、最悪の
場合、いくつかのドットを全く配置できないことにもあ
る。ピン転写技術のさらなる欠点としては、処理に必要
な手作業の工程であり、従って、最近の迅速な製造ライ
ン技術に役立つものではない。

Ｃ．発明が解決しようとする課題 ボードに迅速且つ同時に配置することができ電気的に接
続することができる極めて小さい素子が多数であること
から、接着剤パターンを極めて正確に且つ同時に配置す
ることを可能ならしめる接着剤転写システムが強く要望
されていることが用意に理解されよう。さらに、異なる
製品に適合するように、接着剤パターンの空間的配置を
容易且つ経済的に実施することができるシステムが強く
要望される。またさらに、ボードの歪みや、大型のボー
ドや、他の素子を予め植設されたボードや、接着剤を付
着する面とは反対側のボード面に素子が予め植設されて
いることの問題などの不規則性としての表面の特性のさ
まざまな変化に適合することができるシステムが要望さ
れる。

本願発明の目的は、これらに対処することができる接着
剤転写技術を提供することにある。

Ｄ．課題を解決するための手段 本発明によれば、接着剤プレート・モジュールが、自動
的に、上方ピン・プレートと下方リフト・プレートの間
に周期的に介在配置された接着剤の層を確立する。この
ピン・プレートは、素子ボード上に配置すべき所望の接
着剤ドット・パターンに対応するパターンでプレート上
に配置された、複数の吊下がった状態に配置され解放可
能な転写ピンを支持する。このピンは、接着剤のドット
を受容するために接着層に接触する。リフト・プレート
は、接着剤のドット・パターンを植え付けるべき回路ボ
ードを支持する。また、ピン・プレートとリフト・プレ
ートを移動させて瞬間的に接触させ、以てピンが支持し
ている接着剤のドットを所望のパターンでボード表面に
転写するようにする手段も設けられている。搬送手段
が、接着剤転写の前にリフト・プレート上に未処理ボー
ドを配置し、そのあとボードを除去する。また、ボード
の歪みなどによって生じた、ピンと接着剤のドットを受
容する相関的ボード位置の間の不均一距離を補間するた
めの手段が設けられる。１つの実施例では、接着剤ドッ
ト塗着の前にボードを平坦化するために、ボードの一方
の側の表面に亙って瞬間的な対向クランプ力が加えられ
る。このピンは、ピン及びボード間の間隔の不規則性を
さらに補償するためにコンプライアンスを与えるべく、
ばね手段を具備している。ピンの適当な間隔と、クラン
プ力を与える手段によって、一方または両方の側に素子
を予め植設されたボードに対する接着剤の転写が容易な
らしめられる。

Ｅ．実施例 第１図及び第２図を参照すると、接着剤ドットの製品依
存的なパターンをプリント回路ボード上のランドにギャ
ング配置するための装置が示されている。この装置は、
搬送またはプレート・リフト・モジュール２と接着剤プ
レート・モジュール４を有する。モジュール４の並進接
着剤プレート６は、モジュール２と垂直方向に整合する
位置と整合から外れる位置とに周期的に移動し、以て、
プリント回路（ＰＣ）ボード８上への接着剤ドットの付
着の前後でモジュール２に横方向に進出し、またはそれ
から外れるように回路ボード８を支持する搬送装置の移
動とほぼ直交方向に移動する。

ピン・プレート１４は、予定のパターンに従って吊り下
げられて配置された複数の接着剤ドット・ピン（第９Ａ
図）をもつ。そのパターンは、ＰＣボード上に付着すべ
き所望の接着剤ドットのパターンに対応し、そのめいめ
いのドットは、植設されるときにＰＣボード８上に対応
する素子を保持するように意図されている。第１図は、
接着剤プレート・モジュール４へ引き戻されたプレート
６を示し、接着剤プレート・モジュール４でプレート６
の上面は、後述する方法で接着剤の層で周期的に被覆さ
れる。第２図は、モジュール２へと進入したプレート６
を示す。その箇所で、プレート６の上面上の積層された
接着剤がプレート１４によって支持される最下部によっ
て引き上げられ、回路ボード８の上面の対応位置に転写
される。

接着剤プレート６の上面からピンへ、そしてボード８の
上面接着剤が付着される工程（これについては後でより
詳細に説明する）に関連して、接着剤モジュール４は基
本的には回動接着剤リフト・アセリブリ１０と、貯留接
着剤ポット１２をもつ上述の並進接着剤プレート６と、
接着剤の薄膜を並進プレート６上に拡げるための接着剤
ナイフ部材９４からなる。さらに、ピン・プレート１４
と回路ボード８を周期的に瞬間的に接触するように配置
し、以てピン・プレート１４の下方のピンの先端から回
路ボード８の上方の表面への接着剤ドット転写を達成す
るためのモジュール状のフレーム・アセンブリ１６も設
けられている。

要約すると、フレーム・アセンブリ１６は搬送機構（後
で詳細に説明する）を支持し、これにより、接着剤ドッ
ト付着とその後の部品配置を要するプリント回路ボード
が搬送アセンブリへと導入されてピン・プレート１４と
垂直方向に整合するように引き込まれる（ピン・プレー
ト１４は、第９Ａ図に示す下方に延びる複数の接着剤ド
ット・ピンを支持することを思い出されたい）。接着剤
プレート・モジュール４に関連し、接着剤リフト・アセ
ンブリ１０と接着剤ポット１２をもつ機構は、ポット１
２からの接着剤の薄層を接着剤プレート６の上面に付着
させ、そこでプレート６は、ピン・プレート１４と回路
ボード８の間に垂直方向に整合するように位置決めされ
るまで右方向へ並進移動する（第１図参照）。次に、ピ
ン・プレート１４中のピンの下方突出端が、やはり後述
する機構的手段によって接着剤プレート６の上方接着剤
表面と瞬間的に接触するようになされる。次に接着剤プ
レート６は、第１図の左方向へ自動的に移動して、第２
図に示す位置から、第１図に示す接着剤プレート・モジ
ュール４内の包囲体へと戻る。上述の工程から、装置１
は、ピン・プレート１４のさまざまなピンが、回路ボー
ド８の、接着剤ドットを配置すべき上面の所望の位置上
で垂直方向に配置されるような条件にある。さらに、上
述の工程から、ピン・プレート１４上のピンの下方位置
が接着剤プレート６の上面との接触から接着剤ポットを
掬い上げたことが理解されよう。

次に、ピン・プレート１４と回路ボード８は、ピン・プ
レート１４上に支持されているピンの下方位置と回路ボ
ード８の間の瞬間的な接触をもたらすように相対的に垂
直方向に移動され、以てピンをして、ピンの下部に支持
されている接着剤ドットを所望のパターンで回路ボード
８の上面に付着させる。ピン・プレート１４と回路ボー
ド８は、次に相対的に垂直的に離間され、それにより、
搬送機構は、上述の作業によってたった今接着剤ドット
を所望のパターンに付着されたばかりのボード８を、紙
面の外側の方向に排出させる。この作業は、次の接着剤
のない未処理ボードが搬送機構上のアセンブリの反対側
の面に配置されるような所望の態様で反復することがで
きる。そして、その面から、ボード８が排出され搬送機
構がさらに動作すると、次の回路ボード８がピン・プレ
ート１４と垂直方向に整合する位置に持ってこられ、そ
こで回路ボード８に所望のパターンで接着剤ドットを付
着するように、処理が反復される。

第１５図を参照すると、ピン・プレート１４と下方リフ
ト・プレート１３４の、回路ボード８から接離する相対
的な移動をもたらすための装置が見て取れよう。ピン・
プレート１４は、フレーム・アセンブリ部材１６上で垂
直に摺動する上方ブラケット１７によって支持されてい
る。これらのブラケット１７とフレーム・アセンブリ１
６の間には空気シリンダ２１が相互接続されている。こ
のシリンダ２１を付勢すると、ブラケット１７がフレー
ム・アセンブリ１６の横軸方向で上下に移動され、以て
ブラケット１７によって支持されているピン・プレート
１４が所望の方向に並進移動される。このようにして、
下方プレート１３４を支持するブラケット１９がフレー
ム・アセンブリ１６上にも乗りかかる。空気シリンダ２
３は、付勢されたとき、下方プレート１３４を所望の垂
直方向に移動させる。

第３図を参照すると、接着剤プレート・モジュール４
は、長孔開口２２をもつ下方構造部材２０と、引出し滑
り溝２４及び２６と、空気シリンダ２８からなる。フレ
ームにネジ３２及び３４によって取り付けられた交差部
材３０は、ベアリング・ブロック３６及び３８を保持す
る。ワイヤ形状のリフタ・アーム４０は、ブロック３６
及び３８中で回転し、交差部材４４に取り付けられたシ
リンダ４２によって上げ下げされる。リフタ・アーム４
０には、ネジ４８及び５０によって取付ブロック４６が
取り付けられている。第４図は、ネジ５４及び５６によ
って取付ブロック４６に固定された板バネ５２をより明
確に図示するものである。複数のフィンガ６０からなる
接着剤フィンガ・アセンブリ５８は、後述する方法で接
着剤を持ち上げ分配するためのものである。接着剤フィ
ンガ・アセンブリ５８は、清掃を容易ならしめるため
に、取付ブロック４６をスナップ的に着脱させる。ブロ
ック４６上の上面６２上のピン６０は、アセンブリ５８
上の長孔６４及び溝６６とそれぞれ協働して、位置決め
を図るとともに、バネ５２が必要に応じて保持力を与え
る。

第３図及び第５図を参照すると、ほぼ平坦な接着剤プレ
ート６及び取り付けられた接着剤ポット１２は、慣用的
なロッドのない空気シリンダ２８に対する清掃の容易化
のために、離脱可能に取り付けられている。板バネ６８
は、ネジ７０及び７２によって空気シリンダ２８に取り
付けられている。ロック・ピン７４は、バネ６８に固定
的に取り付けられ、接着剤プレート６を空気シリンダ２
８に取り付けるために、接着剤ポット１２の底の孔７６
と嵌合する。プレート６の端にあるレール７８及び８０
は、空気シリンダ２８によって駆動されたときに、フレ
ーム・モジュール２０中の引出し滑り溝２４及び２６中
で摺動する。

第５図乃至第８図を参照して、並進移動平坦プレート６
に対する接着剤の塗着方法を説明する。第５図におい
て、プレート６は、空気シリンダ２８による矢印９０の
方向へ搬送／プレート上昇モジュール２（第２図）へと
延びるように図示されており、このとき複数のフィンガ
６０は空気シリンダ４２（第３図）によってポット１２
中の接着剤８２中へ降下される。ポット１２中の底のピ
ン８４は、可視下位レベル接着剤表示子として使用され
る。第６図において、アーム４０は、空気シリンダ４２
によって矢印８８の方向に回転され、以てプレート６の
上方へピン６０を上昇させるものとして図示されてい
る。

第７図を参照すると、プレート６は、第２、５及び６図
に示す位置から矢印９２の方向に第１図に示すようにモ
ジュール４へと後退されている。接着剤拡散ナイフ９４
は、回動アーム９６に固定され、回動アーム９６は、フ
レーム・モジュール２０の反対側にあるベアリング・ブ
ロック９８中で自由に回動する。回動アーム９６に剛性
的に取り付けられた弾性ブロック１００は、プレート６
の端１０２に摺動的に係合する（第１４図参照）。プレ
ート６が矢印９２の方向に移動されるとき、端１０２上
にもたれかかるブロック１００の摩擦力が回動アーム９
６とナイフ９４上の接着剤拡散エッジ１０４を時計方向
に回転させ、以てエッジ１０４をプレート６の表面１０
６の上方へ持ち上げる。そのような移動の間に、接着剤
８６はピン６０から接着剤プレート表面１０６へと落下
する。

第８図を参照すると、プレート６が、矢印１０８の方向
へ並進移動される様子が示されている。このことは、第
１図の位置から第２図の位置へと付勢されたときに生じ
る。そのような移動の間に、弾性ブロック１００は、プ
レート６の上面を擦って、ブロック１００がフレーム２
０に接触するまで回動アーム９６を反時計方向に回転さ
せる。このロック位置で、調節可能ナイフ９４上の接着
剤拡散プレート１０４と、プレート６上の接着剤プレー
ト表面１０６の間にはわずかの隙間がある。この隙間
は、プレート６が空気シリンダ２８によって矢印１０８
の方向へ並進移動されたときに表面１０６上に広がる接
着剤の厚さを制御するものである。このとき余剰の接着
剤は、床掃除的な動作によって接着剤ポットへと掃きも
どされ、装置１の次のサイクルで再使用されることにな
る。

第１４図において、弾性ブロック１００の機能がより明
確に図示されている。接着剤プレート６が右方へ移動さ
れつつあるとき、接着剤拡散ナイフ９４は反時計方向に
回転され、弾性ブロック１００が、停止部分をもつレー
ル７８に乗りかかるように押圧され、以てこの拡散ナイ
フの反時計方向のそれ以上の回転を阻止し、第１４図に
示すほぼ垂直な位置に拡散ナイフを維持する。このよう
にして、接着剤８６の均一な層または膜１０２が、接着
剤プレート６の上面に拡げられる。

第３図を参照すると、透明な上部カバー１１０が、作業
者の移動部分からの保護と、サイクルを観察する間の有
得べき接着剤の香煙からの環境的保護を与える。

さて、いままで、接着剤の薄い被膜がどのようにして並
進プレート６の平坦面１０６上に拡げられるかについて
の説明を行ってきたが、次に、この接着剤被膜の部分が
どのように取り上げられ、プリント回路ボード８のラン
ドに転写されるかについて説明する。第９図及び第１０
図を参照して、モールドされた接着剤転写ピン素子の詳
しい説明を与える。これらのピンは、回路ボード８上に
配置すべき所望のドットのパターンに対応するパターン
でピン・プレート１４から吊下がって配置されている。
先ず、第９Ａ図から、所与のピン１１２につき、主体１
１６から、複数のテーパをつけられた先端１１８をもつ
円筒部１１８と、端面１１４とが突出していることに注
意されたい。このピン形状は、（上述のようにプレート
６の上面１０６上に付着された）接着剤の薄膜から接着
剤の滴を拾い上げるとともに、この滴をボード８の上面
に解放するのを容易ならしめる。隣接ブロック１１６
は、モールドされた可撓性の長細いＯ型バネ部材１２２
であり、この部材１２２は、バネ的な動作によって、ピ
ン及び表面１１４の回路ボード８上への力を制限すると
ともに、（ボードなどの歪みによって生じた）ボード８
の表面の不規則性、あるいはピンの高さの小さい偏差に
対する許容度を与える。バネ部材１２２上には２つのラ
ッチ・フィンガ１２４及び１２６があり、これらは、平
坦ピン・プレート１４（第１０図参照）の長孔中でラッ
チし、複数のピン素子１１２を取り付けるための小さい
足跡手段を与える。

第９Ｂ図は、設置され以てピン・プレート１４によって
支持されているときの、ピン素子１１２が貫通するピン
・プレート１４の第１５図の９−９線に沿った断面図で
ある。この図において、複数の孔１６８がボード８の表
面の接着剤のドットの所望の位置に対応するパターンで
ピン・プレート１４を貫通して形成されている。また第
９Ｂ図には、点線で示すサーフィス・マウント素子１７
５などの素子との電気的接続を図るための表面上のラン
ド１７０を示す側面図が見て取れる。本発明に従えば、
参照番号１７２で示された接着剤のドットが、ピン素子
１１２の端部１１４がボード８の表面と接触したときに
ボード８の上面に配置されることになる。そして、その
後、さまざまな素子配置装置によって接着剤ドット１７
２上にサーフィス・マウント素子１７５が配置された時
に、サーフィス・マウント素子１７５は、そのリードと
ランド１７０の間の後の電気的接続のために、ボード８
に接着されることになる。

ボード８とピン・プレート１４とが矢印１７４で示すよ
うに互いに接近する方向に付勢される時、端面１１４に
接着する接着剤は、ボード８の上面に接触するようにな
される。第９Ｂ図は、端面１１４のピン・プレート１４
に対応する可撓的移動を与え、以て特定の端面１１４と
対応するプレート８の位置とのあいだの距離の偏差を補
償するという、ピン素子１１２のバネ部材１２２の機能
を示すものである。こうして、個々の端面１１４または
そこに配置された接着剤がプレート８と係合するとき、
矢印１７４によって示される追加的な相対移動が、所望
のすべてのピン素子１１２がプレート８の表面に係合し
てしまうまで、プレート表面上に対する損傷、または接
着剤の付着に対する悪影響を及ぼすことなく継続するこ
とができる。

第１０図は、第１図に示す搬送／プレート・リフト・モ
ジュール２の回路ボード部分の、第１５図９−９線断面
図である。ピン・プレート１４は、回路ボード８のラン
ドに対応する製造決定パターンとして複数の接着剤転写
ピン１１２を保持する。ボード８は、モータ手段（図示
しない）によって駆動される連続的な搬送ベルト１２８
及び１３０によって支持され輸送される。回路ボード８
は、ベルト１２８及び１３０から、下方リフト・プレー
ト１３４に固定された複数の支持ピン１３２によって上
昇させることができる。複数のピン１３２は、ボード８
の下面に既に組み付けられている素子１３６との垂直方
向の整合を避けるように位置決めされ、よってピン１３
２の先端１３８は、ボード８のための支持平面を与え
る。プレート１３４は、空気シリンダなどの図示しない
慣用的な方法で上げ下げ駆動される。

薄い接着剤の被膜１３６をもつ接着剤プレート６は、第
２図に示すように、ボード８とピン・プレート１４の間
に延在するものとして示されている。プレート１４は上
方リフト・プレート１４０に剛性的に固定されている。
プレート１４０には、複数の慣用的な空気シリンダ１４
２が取り付けられ、これは、対応するピン１３２上に垂
直方向に整合して配置されている。シリンダ１４２のシ
ャフト端１４４は、後述するが、対応するピン端１３８
に対してボード８を平坦化するために採用されている。
プレート１４０に固定された空気シリンダ１４６は、テ
ーパをつけられた整合ピン１４８をもち、これは、ボー
ド８をピン・プレート１４に整合させるために使用され
る。

第１１図を参照すると、上方リフト・プレート・アセン
ブリ１５０は、接着剤ピン１１２上の端部１１４（第９
Ａ図参照）がプレート６上の薄い接着剤膜上に停止する
まで、矢印１５２の方向に降下される。上方リフト・プ
レート・アセンブリ１５０には下方に押圧力が印加さ
れ、以てピン１１２のバネ部材１２２（第９Ａ図参照）
の部分的な屈曲が強制され、このことはすべてのピン
の、プレート６上の接着剤膜１０６への接触を補償す
る。プレート・アセンブリ１５０は次に上昇され、プレ
ート６が矢印１５４の方向に引込められる。以てこれに
より、接着剤はプレート６からピン１１２の端部に転写
されたことになる。

第１２図は、バックアップ・プレート１３４がボード８
を、矢印１５６の方向に搬送ベルト１２８及び１３０か
ら離隔して持ち上げ、上方プレート・アセンブリ１５０
が矢印１５６の方向に降下されて以てボード８がそれら
の間に挟みこまれている状態を示す。空気シリンダ１４
６上の整合ピン１４８は、ボード８の係合孔中に延在
し、以て、接着剤ピン１１２上の端部１１４がボード８
の予め選択したランドに到達するようになる前に予め選
択した水平位置にボード８を位置決めする。その後、ボ
ード８をピンの端１３８に対して平坦化するようにプラ
ンジャ端１４４を作用するべく空気シリンダ１４２が付
勢され、以て端部１４４と１３８が垂直方向に整合す
る。次にプレート・アセンブリ１５０が上昇され、下方
プレート１３４が降下され、以てボード８の選択された
ランドに接着剤の滴が残され、ボード８は、搬送ベルト
１２８及び１３０上にとどまる。ボード８は次に、搬送
ベルト１２８及び１３０によってアセンブリ１から運び
出され、やはり搬送ベルト１２８及び１３０によってア
センブリ１中に新しいボードが運び込まれ、こうして１
サイクルが完了する。第１３Ａ図には、第１３Ｃ図に示
す素子プレート８上に配置すべきサーフィス・マウント
素子８によって決定される空間的な配置に対応する空間
的な配置で設置された複数のピン素子１１２をもつピン
・プレート１４が図示されている。ピン・プレート１４
の上面図である第１３Ａ図において、複数のピン１１２
はプレート１４によって支持されているものとして示さ
れ、ここで個々のピン素子１１２のラッチ・フィンガ１
２４及び１２６の最上部が見えている。第１３Ｂ図は、
ボード１４によって支持される対応するピン素子１１２
によって形成されたテーパをつけられた先端１１８のパ
ターンを示す第１３Ａ図のピン・プレート１４の底面図
である。ここで、本発明の装置に従う接着剤付着操作に
おいては、ピン素子１１２の第１３Ｂ図に示されている
端面１１４に結局は、素子ボード８の上面への後の付着
のために接着剤ドットがロードされることを思い出され
たい。

第１３Ｃ図を参照すると、ボード８の上面に所望のパタ
ーンで接着剤ドット１６０を付着するためにピン・プレ
ート１４によって支持されているピン素子１１２の端面
１１４がボード８の上面に近接して付勢された後のボー
ド８の上面が示されている。このとき、ボード８の表面
に付着された接着剤ドット１６０の結果のパターンは、
単に所与のピン・プレート１４におけるピン素子１１２
の予定の空間的配置と、個々のピン素子１１２の端面１
１４の対応する空間的配置の関数であるにすぎない。さ
らに第１３Ｃ図を参照すると、サーフィス・マウント素
子１６２が影をつけて示され、これは、素子１６２を個
々のランド１６４に近接してボード８に接着させる接着
剤ドット１６０の機能を表している。参照番号１６６に
よって示されている導電経路は、所望のパターンでこれ
らのランド１６４に相互接続され、素子１６２が一旦個
々の接着剤ドット１６０上に配置されると、素子１６２
間のそのような相互接続が、これらの経路１６６により
与えられウェーブ・ソルダリングなどの慣用的な技術に
よって、その経路と対応するランド１６４の間の電気的
接続が完成される。

第１３Ｄ図においては、本発明に従いボード８上に接着
剤ドットを付着する前に、既に素子１７６を予め植設さ
れてなるボード８をもつ極度に簡易化された回路ボード
８が示されている。第１３Ｄ図の目的は、支持ピン１３
２の最上端によって形成される、ボード８の下面に対す
る均一な支持場を与えるべく位置１７８でボード８の下
位表面に接触し、以て予め取り付けられている素子１７
６によって形成された不規則性を回避するように支持ピ
ン１３２（第１０図）を、下位リフト・プレート１３４
上にパターンに従って配置してもよいことを図式的に示
すことにある。この特徴は、平坦面全体に亙ってボード
８に均一な下部支持を与えることによって、ボード８の
上面に複数の接着剤ドットの均一な配置を図るように、
ピン素子１１２の性能に著しく貢献する。このことは、
ピン素子１１２のすべての端面１１４を上部ボード表面
８と適切に接触させるために必要な追加的な力に反作用
を与える必要があるときに、特に有利である。そのよう
な条件は、すべての端面１４とボード８の上面上に対応
する対向位置の間の距離が異なるときに生じる（例え
ば、湾曲したボードなどの場合）。

第１３Ｃ図に戻ると、場合によっては、ボード８の上面
に、本発明に従い接着剤を付着させる前に参照番号１８
０で示すような素子を予め植設していてもよいことが示
されている。支持ピン１３２が素子１７６に適合するた
めにリフト・プレート１３４上に配置されていてもよい
ような上記場合と同様に、ピン素子１１２は、前以て設
置されている素子１８０と端面１１４との接触を回避す
るように、ピン・プレート１１４に同様に所望のように
配置してもよい。

尚、特定の実施例について詳細に説明する前に、本発明
の装置の動作のステップの全体的な要約を与えておくの
が好都合であろう。第２図の動作状態にある装置の場
合、接着剤フィンガ６０が接着剤ポット１２内の下方に
配置され、接着剤プレート６が右方の搬送プレート／リ
フト・モジュール中へ配置されていることを思い出され
たい。ここで空気シリンダ２８を付勢すると、接着剤プ
レート６がこれによって搬送プレート／リフト・モジュ
ール２から運び出されて第２図の動作位置から第１図の
位置へと左方へ移動される。そのような左方への移動の
間に、フィンガ６０の下方で、接着剤の塊８６（第６
図）がプレート６の上面に滴下される。その後、素子ボ
ード８が搬送プレート／リフト・モジュールの側面に挿
入され、ベルト１２８及び１３０によってピン・プレー
ト１４と下方プレート１３４の間の位置に搬入される。
そのような左方向への移動の間に、第７図に示すよう
に、接着剤拡散ナイフ９４が垂直位置からわずかに外れ
て時計方向に回転する。空気シリンダ２８を再度付勢す
ると、接着剤プレート６が第１図に示す位置から第２図
に示す位置へ右方向へ移動する。そのような動作の間
に、接着剤拡散ナイフ９４が第８図に示す垂直位置へと
移動し、このとき接着剤拡散端部１０４が接着剤プレー
ト表面１０６の上面１０２に接触し、以て接着剤プレー
ト６の上面で、前以て付着された幾分不規則な接着剤の
雫が均一な層に拡散されることを思い出されたい。接着
剤プレート６の右方への移動が第２図に示すように完了
すると、第１５図の空気シリンダ２１が作動されて、プ
レート・アセンブリ１５０が第１１図に示す位置から第
１０図に示す位置へと下方へ移動され、以て対応するピ
ン素子１１２の端面１１４が、接着剤ドットを受領する
ように接着剤プレート６の上面の均一な接着剤被膜１３
６に接触する。それから空気シリンダ２１が再度作動さ
れて、プレート・アセンブリ１５０を第１０図に示す位
置に上昇させる。空気シリンダ２８が次に作動されて、
接着剤プレート６を搬送／プレート・リフト・モジュー
ル２から搬出するように、再び左に移動させる。接着剤
プレート６が最初に右側に移動して接着剤をその移動の
最終時点で付着した時、接着剤フィンガは接着剤ポット
１２中へと復帰し、次のサイクルの準備のためにフィン
ガ６０に接着剤を補給することになる。

接着剤ドットは、これにより、ピン１１２に転送された
ことになる。それから第１５図に示す空気シリンダ２３
が作動して下方リフト・プレート１３４及びそれによっ
て支持されている支持ピン１３２を上方の、素子ボード
８の下面と係合する位置まで移動させる。同様に、第１
２図の空気シリンダ１４２もまた作動されて、上方リフ
ト・プレートを下方へ付勢する。次に空気シリンダ１４
６が整合ピン１４８をボード８の孔と係合させ、これに
より、端面１１４の端上の接着剤がボード８の上面に接
触する前に、ボード８が位置決めされる。空気シリンダ
１４２は、それからさらに、端面１１４を素子ボード８
の方へ一層近付けるように端面１１４を付勢し、これに
より、接着剤ドットがボード８の上面に所望のパターン
で付着される。このとき、ピン・プレート１４を付勢す
る空気シリンダ１４２の力と、支持ピン１３２によって
与えられる支持によるサンドイッチ的な効果が、支持ピ
ン１３２に対してボード８を平坦化し、以て端面１１４
から接着剤ドットを受容するためのより均一な平坦面を
与えることを思い出されたい。アセンブリ１５０の下方
への移動は、ピン１１２のバネ部材１２２を押圧し、ボ
ード８に対するピンの従動を可能ならしめる。次に、空
気シリンダ２１及び２３の付勢に応答してそれぞれ、上
方プレート・アセンブリ１５０が上昇されるとともに下
方リフト・プレート１３４が降下され、ボード８には選
択されたランド上に接着剤ドットが残される。ボード８
は、それからベルト１２８及び１３０上に搬出され、次
の接着剤転写サイクルのために新しいボードが搬入され
る。

上記では、両面サーフィス・マウント処理に使用するた
めの接着剤ドットの付着に関連する特定の実施例が説明
されているが、本願発明は、それには限定されず、当業
者に知られている様式のさまざまな調節及び適合化を必
要とする幅広い実施例及び適用技術に本発明を適用する
ことができることを理解されたい。例えば、この発明
は、接着剤の配置に限定されるように意図されているの
ではなく、半田ペーストなどの所望の流体材料を所望の
パターンで配置することも視座に入れている。同様に、
本発明は、平面にサーフィス・マウント素子を固定する
ことが要望される実施例のみならず、後の物品の配置に
連携されるかどうかに拘らず平面上に単に流体のパター
ンを配置するような使用例をも考慮している。また、さ
まざまなステップの動作タイミングや、隙間や許容誤差
の調節を、特定の実施例の必要条件に適合するように容
易に変更できることも明らかである。例えば、所望に応
じて接着剤層の厚さを変更するために、接着剤ナイフ９
４の隙間を調節できることが望ましい。同様に、プレー
ト８の上面に隣接する端面１１４の接触によってもたら
される垂直の偏向の量を、ピン素子１１２の材料組成、
バネ部材１２２の厚さなどの調整によって偏向できるよ
うにすることが望ましい。

さらに、本発明のピンは、多くの代替実施例を可能なら
しめるものであり、第９Ａ図に示す態様に限定されるも
のではないことを理解されたい。例えば、第９Ａ図の実
施例において、２つの円柱１２０とされに対応する端面
１１４が図示されている。しかし、適用技術によって
は、ピン素子１１２からの突出を形成する接着剤ドット
が１つだけの方が望ましいこともあり、別の適用技術で
は、３つ以上の突出部を形成することが望ましいことも
ある、ということも本発明は視座に入れている。同様
に、長さ方向に沿ってコンプライアンスを与えるという
この発明のピン１１２の重要な特徴は、中空の部分を含
むバネ部材１２２によって与えられているけれども、本
発明は、それと等価な機能を与える別の設計構造も考慮
している。１つの例としては、バネ部材１２２は、ゴム
などの固体可撓性部材から構成するようにしてピン素子
１１２の中間部分を与えるようにしてもよい。またさら
に、第９Ｃ図に示すように、ピン１１２は、ピン・チッ
プ１１４がプリント回路ボード８に接触するときに、矢
印１９２の方向に所望のコンプライアンスまたは柔軟性
を与えるように、２つまたはそれ以上のフィンガ１９
０、または十分に薄い壁厚のディスク形状の半径方向外
方突出部分を有していてもよい。

平面上にサーフィス・マウント素子を固定することが要
望されるような慣用的な適用技術の場合、次に示す表
が、素子の配置の一貫的な首尾よい結果を与えると思わ
れるパラメータを示すものである。

表 接着剤 Amicon D-124 Uniset ピン・コンプ ライアンス 0.008-0.011 接着剤の深さ 調節可能0.020-0.040″ (0.058-1.016mm) 公称0.038″(0.965mm) 温度範囲 20℃-25.5℃ 接着剤への ピン挿入時間 1-20秒 公称1-3秒 Ｆ．発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、ボードの歪み
や、大型のボードや、他の素子を予め植設されたボード
や、接着剤を付着する面とは反対側のボード面に素子が
予め植設されていることの問題などの不規則性としての
表面の特性のさまざまな変化に適合することができる、
柔軟性に富む接着剤塗着システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の動作状態にある、本発明の装置の概要
図、 第２図は、第２の動作状態にある、本発明の装置の概要
図、 第３図は、第１図の装置の接着剤プレート・モジュール
部分の分解斜視図、 第４図は、第３図のフレーム・モジュールの一部を示す
分解斜視図、 第５図は、第１の動作状態にある接着剤プレート・モジ
ュールの一部を示す側断面図、 第６図は、第２の動作モードにある接着剤プレート・モ
ジュールの一部の側断面図、 第７図は、第１の動作状態にある接着剤プレート・モジ
ュールの接着剤拡散アセンブリを示す側断面図、 第８図は、第３の状態にある接着剤プレート・モジュー
ルの一部の側断面図、 第９Ａ図は、ピン素子の斜視図、 第９Ｂ図は、ピン・プレートに挿入された状態のピン素
子の側面図、 第９Ｃ図は、ピン１２２の別の実施例を示す図、 第１０図は、搬送／プレート・リフト・モジュールの側
面図、 第１１図は、ピンが接着剤プレートに接触する期間の搬
送／プレート・リフト・モジュールの側面図、 第１２図は、第１の動作モードにおける搬送／プレート
・リフト・モジュールの側面図、 第１３Ａ及び第１３Ｂ図は、それぞれ、ピン・プレート
の平面図及び底面図、 第１３Ｃ及び第１３Ｄ図はそれぞれ、プリント回路ボー
ドの平面図及び底面図、 第１４図は、別の動作状態における接着剤拡散アセンブ
リを示す側面図、 第１５図は、搬送／プレート・リフト・モジュールの分
解斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴアーロン・ユージン・ホワイトヘツド アメリカ合衆国テキサス州オウスチン、メ サ・ドライブ8815番地 (56)参考文献 特開 昭59−130561（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路基板の表面に液体をピン転写する液体
   付着装置であって、 (a)プレートと、 (b)上記プレート上に液体の層を付着させるための手段
   と、 (c)予め選択されたコンプライアンスをもつ複数の液体
   付着ピンを支持するピン・プレートと、 (d)上記液体の層と上記ピンとを瞬間的に接触させるた
   めの手段と、 (e)上記回路基板の表面と上記ピンとを瞬間的に接触さ
   せるための手段と、 (f)上記回路基板を両側からクランプして上記回路基板
   の表面を平坦化させる複数のクランプ手段と を有することを特徴とする液体付着装置。
2. 【請求項２】回路基板の表面に、予定のパターンで液体
   をピン転写するための方法において、 (a)上記液体の層を形成する段階と、 (b)上記層に上記複数のピンを接触させる段階と、 (c)上記回路基板を上記ピンと整合する位置まで搬送す
   る段階と、 (d)上記回路基板の表面に亙る複数の位置に、上記回路
   基板の表面を平坦化させる対向クランプ力を与える段階
   と、 (e)上記回路基板の表面を上記ピンと瞬間的に接触させ
   る段階と を有することを特徴とする液体付着方法。