JPH10128208A - 液体定量塗布装置 - Google Patents

液体定量塗布装置

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JPH10128208A
JPH10128208A JP29229996A JP29229996A JPH10128208A JP H10128208 A JPH10128208 A JP H10128208A JP 29229996 A JP29229996 A JP 29229996A JP 29229996 A JP29229996 A JP 29229996A JP H10128208 A JPH10128208 A JP H10128208A
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徹 平松
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンジ内の液体の任意の残量を検知するこ
とが可能な液体定量塗布装置を提供する。 【解決手段】 シリンジ1へ加圧空気が供給されて接着
剤8が基板7上に定量塗布される。接着剤の残量を検査
するモードのときに、シリンジ内に所定の圧力が付与さ
れ、その後シリンジが排気されて圧力センサ9により大
気圧を検出するまでの排気時間が計測される。この排気
時間は接着剤のシリンジ内の残量に依存するので、演算
装置10はこの排気時間に基づいてシリンジ内の接着剤
の残量を演算する。このような構成では、圧力センサを
付加するだけでシリンジ内の接着剤残量を連続的にしか
も正確に求めることができ、接着剤残量から可能塗布点
数を求めたり、あるいは残量警告を出すタイミングを自
由に選ぶことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体定量塗布装
置、更に詳細には、表面実装部品の仮止め用接着剤等の
液体を基板上に定量塗布する液体定量塗布装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種の塗布装置は、エア供給源からシ
リンジへ加圧空気を供給してシリンジ内の接着剤をプリ
ント基板上に定量吐出し、実装部品を基板に仮止めする
ためのもので、例えばチップマウンタにおいて使用され
ている。
【0003】図1には、その1構成例がブロック図とし
て図示されており、符号1で示すものは、シリンジであ
って、このシリンジには接着剤8が密封されており、電
磁弁2及び減圧弁3を介して圧縮空気が供給される。減
圧弁3は圧縮空気の供給圧力を任意に調整し、また電磁
弁2は、制御装置5から信号に応答して供給管路を開閉
し、シリンジ1への圧縮空気を供給ないし遮断する。シ
リンジ1内には、接着剤に圧力を面で伝えるためのプラ
ンジャ16が配置されており、このプランジャの上面に
は、磁性体等の被検出物17が配置されている。この磁
性体は、接着剤8の使用に応じて下降し、所定量まで下
降すると、シリンジの外部に配置された磁気センサなど
の位置検出センサ4により検出され、制御装置にその信
号が入力されて接着剤の残量を検知することができる。
6は接着剤8を既定の塗布形状に塗布するためのノズル
であり、7は接着剤が塗布されるプリント基板である。
【0004】なお、図1において各装置ないし部材間の
実線は空圧管路を示し、一方点線は電気信号の伝達を示
している。
【0005】このような構成において、シリンジ1内に
封入された接着剤8は、制御装置5の信号により電磁弁
2が開かれると、減圧弁3により所定圧力に減圧されて
供給される圧縮空気の力によってノズル6から吐出さ
れ、所定時間後に電磁弁2が閉じることにより吐出が停
止される。この動作により所定量ずつ接着剤8が基板7
上に連続的に塗布されていく。ここで塗布を連続的に行
っていくと、シリンジ1内の接着剤8は減少し、それに
応じてプランジャ16及びその上に設置されている被検
出物17が下降し、所定残量になると位置検出センサ4
が被検出物を検出し接着剤8の残量が検知される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のこ
のような塗布装置は、位置検出センサが固定されている
ため、一定残量になるまでは位置検出センサが作動せ
ず、それ以外の残量を知るためには、センサ位置をメカ
ニカルに調整する必要があり、接着剤の任意の残量を検
知することが困難である、という問題がある。またシリ
ンジ内に液を補充する場合には、磁性体などの被検出物
を後から改めて作業者がプランジャ上に設置する手間が
必要になるなどの欠点があった。
【0007】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、シリンジ内の液体の任意の残量を検知することが
可能な液体定量塗布装置を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、シリンジへ加圧空気を供給してシ
リンジ内の液体を基板上に定量塗布する液体定量塗布装
置において、シリンジ内の圧力を検出する圧力検出手段
と、シリンジ内の加圧空気を排気する手段と、加圧空気
が所定圧力まで排気される排気時間に基づいてシリンジ
内の液残量を演算する手段とを備える構成を採用した。
【0009】本発明は、シリンジ内の排気時間が液残量
に依存することをその原理としている。この排気時間と
シリンジ内の水頭間には関数関係が存在するので、それ
に基づき液残量が演算される。この関数関係は、各水頭
値での排気時間を複数取得しその平均値をとることによ
り求めることができる。通常この関数は線形で近似可能
であり演算は簡単に行なわれる。また、排気時間に対す
るシリンジ内圧力の積分値を求めるようにしてもよい。
この積分値とシリンジ内の水頭間にも所定の関数関係が
存在しており、この関数から同様に液残量を求めること
もできる。
【0010】上記排気時間は、例えば、液体がシリンジ
から吐出しない程度にシリンジ内に加圧空気が供給さ
れ、その後この加圧空気が排気されて大気圧になるまで
の時間を計測することにより求められる。
【0011】好ましい実施形態では、前記演算された液
残量を一回当りの推定塗布量で割り算することにより可
能塗布点数が算出される。
【0012】本発明では、液残量の演算は通常の定量塗
布動作の前に、例えば基板搬送時の前に設定される残量
検出モードにおいて行なわれる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面に示す実施形態に基づい
て本発明を詳細に説明する。
【0014】図2には、本発明による液体定量塗布装置
の一実施形態が図示されており、同図において、シリン
ジ1に密封された接着剤8は、電磁弁2及び電空レギュ
レータ12を介して供給される圧縮空気により加圧され
る。電空レギュレータ12は制御装置5に接続されてお
り、残量検出時には制御装置の指令により接着剤8が突
出しない程度の低い圧力Pmに供給圧力を調整するする
ことができる。電磁弁2は、制御装置5から信号に応答
して供給管路を開閉し、シリンジ1への圧縮空気を供給
ないし遮断する。シリンジ1内に供給された空気圧はプ
ランジャ16を介して接着剤8に伝達され、それにより
接着剤はノズル6から吐出され、プリント基板7上に定
量塗布される。
【0015】図2の構成では、更にシリンジ内の圧縮空
気(加圧空気)の圧力を測定するための圧力検出センサ
9が設けられ、この圧力検出センサからの信号が制御装
置5に入力される。制御装置5には演算装置10が接続
され、後述するように、接着剤の残量を演算する。その
演算結果は、制御装置5に接続された表示装置11に表
示される。
【0016】以上の構成において、本装置は、通常の塗
布動作モードと残量検出モードを有しており、通常の塗
布動作モードでは、制御装置5の指令により電磁弁2が
開かれ、また電空レギュレータ12は、ノズル6から接
着剤が適量吐出されるような圧力に圧縮空気を減圧す
る。シリンジ内に供給される所与の空気圧により接着剤
はノズル6から吐出され、所定時間後に電磁弁2が閉じ
ることにより吐出が停止して所定量の接着剤8が基板7
上に塗布される。この動作が繰り返されて接着剤が順次
基板上に塗布されていく。
【0017】一方、残量検出モードは、通常の塗布動作
に先立ち、例えば基板搬送時ごとに行なわれる。この残
量検出モードでは、制御装置5の指令により電空レギュ
レータ12が制御され、圧縮空気は接着剤8がノズル6
から吐出しない程度の低い圧力Pmに調整される。この
ように低圧に調節された圧縮空気が電磁弁2を介してシ
リンジ1に供給される。このとき圧力検出センサ9より
シリンジ内の空気圧が検出され電圧信号に変換されて制
御装置5に入力される。
【0018】その状態が図3に図示されており、制御装
置5により電磁弁2は時点t1でオンにされ開放され
る。これによりシリンジ内の空気圧は、電空レギュレー
タ12で調節された圧力Pmまで上昇する。この時点t2
で電磁弁2はオフされ遮断される。電磁弁2が閉じる
と、シリンジ内の圧縮空気は電磁弁2を通じて大気中に
排出され、シリンジ内の圧力は減少し、時点t3で大気
圧と同等になる。制御装置5は、このとき電磁弁2が閉
じるタイミングt2から圧力センサ9の出力が0になる
(シリンジ1内の圧力が大気圧とほぼ同等になる)タイ
ミングt3までの時間(tex)を計測する。
【0019】この圧縮空気の排出時間(tex)は、供給
圧Pm、シリンジの空気が占める容積、管路の抵抗等で
決まり、供給圧Pmが一定であれば、シリンジ1内の接
着剤8の量によって規定される。すなわち接着剤8がプ
リント基板7に塗布されていくと、図4の(A)から
(B)に図示したように、シリンジ1内の接着剤8は減
少していく。このとき相対的に塗布時に供給される圧縮
空気が増大(シリンジ内の空気容積が増大)していき当
然それに伴い排出量も増える。従って空気の流れに対す
る管路の抵抗が流量によらず一定であれば、接着剤8が
水頭差d1からd2のように減少していくことにより圧縮
空気の排気時間は、図4の圧力特性曲線で示したよう
に、tex1からtex2のように長くなる。この排気時間te
xと水頭差の関係は、tex=f(d)の関数で表現さ
れ、チップマウンタで使用される接着剤の場合、ほぼ線
形な関数となる。演算装置10は、制御装置5で計測さ
れた排気時間より水頭差を演算し、シリンジ内の空気容
積を演算する。これにより接着剤8の残量を正確に知る
ことができる。
【0020】なお、電磁弁、レギュレータ等が動作時に
ばらつきが現れるので、それに対応して排気時間もばら
ついてしまう。従って、上記関数tex=f(d)を求め
る場合、各水頭差において排気時間を複数取得し、これ
らのデータをメモリに格納しておき、そのデータの平均
値処理を行ない、図示したような関数tex=f(d)を
設定するようにする。また、各データをメモリに格納す
る場合、新しいデータを取り込んだら一番古いデータを
捨てる、いわゆる先入先出しの格納形式を採用する。
【0021】また、図5に示すように排気時間による圧
力値の積分値=面積Sを算出することでシリンジ内の水
頭差をより明確に検知することもできる。例えば、排気
時間texnまでの圧力値の積分値Sn(n=1、2、…
…)は、シリンジ内の水頭値に依存しており、その間に
存在する関数関係を予め実験などで求めておくことによ
り、上記積分値から水頭値(ないし水頭差)、すなわち
液残量を求めることができる。
【0022】このように演算装置10は、計測された排
気時間に基づいてシリンジ1内の接着剤8の残量を演算
し、その残量を1回あたりの推定塗布量で割ることで可
能塗布点数を算出し、制御装置5は、これらの残量や可
能塗布点数を表示装置11に表示させる。また制御装置
5は、残量が予め任意に設定した下限値に達した場合に
は、警告音及び表示などの処理を行ない操作者にシリン
ジ交換を促すようにすることもできる。
【0023】なお、上述した例では、シリンジ内の圧力
がほぼ大気圧になるまでの時間を計測して排気時間を求
めたが、これに限定されず、Pmより所定圧力まで減圧
するまでの時間を計測して排気時間を求めるようにして
もよい。またPmより低い圧力から所定圧力値まで排気
される時間を排気時間とすることもできる。
【0024】また、電空レギュレータ12を使用せず、
図6に図示したように、圧縮空気をPmに減圧する減圧
弁14と、接着剤が適量吐出されるような圧力に減圧す
る減圧弁15を設け、これを4ポートの電磁弁13によ
り切り換え、残量検出モードのときは、減圧弁14から
の圧力を、また通常の塗布動作モードのときは減圧弁1
5からの圧力をシリンジにそれぞれ供給するようにして
もよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリンジ内の接着剤残量を連続的かつ正確に知ることが
でき、接着剤残量による可能塗布点数を求めたり、ある
いはユーザーにより残量警告を出すタイミングを自由に
選ぶことができる。
【0026】また、本発明では、シリンジ内の圧力を検
出する圧力センサを付加するだけなので塗布装置を機構
的に簡単なものにすることができ、作業者がシリンジ内
に後から磁性体などの被検知物を設置するなどの手間を
必要としない、等種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の液体定量塗布装置の概略構成を示す構成
図である。
【図2】本発明による液体定量塗布装置の概略構成を示
す構成図である。
【図3】シリンジ内の圧力変化特性を示した線図であ
る。
【図4】シリンジ内の排気特性からシリンジ内の液残量
を演算する原理を示した説明図である。
【図5】排気時間によるシリンジ内圧力の積分値から液
残量を演算する原理を示した説明図である。
【図6】残量検出モードと通常の塗布動作モード間でシ
リンジ内に供給される圧力を切り換える構成を示した構
成図である。
【符号の説明】
1 シリンジ 2 電磁弁 5 制御装置 6 ノズル 7 回路基板 8 接着剤 9 圧力センサ 10 演算装置 11 表示装置 12 電空レギュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 英司 東京都調布市国領町8丁目2番地の1 ジ ューキ株式会社内 (72)発明者 新庄 清彦 東京都調布市国領町8丁目2番地の1 ジ ューキ株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンジへ加圧空気を供給してシリンジ
    内の液体を基板上に定量塗布する液体定量塗布装置にお
    いて、 シリンジ内の圧力を検出する圧力検出手段と、 シリンジ内の加圧空気を排気する手段と、 加圧空気が所定圧力まで排気される排気時間に基づいて
    シリンジ内の液残量を演算する手段と、 を備えたことを特徴とする液体定量塗布装置。
  2. 【請求項2】 前記排気時間とシリンジ内の水頭間に存
    在する関数に基づき液残量を演算することを特徴とする
    請求項1に記載の液体定量塗布装置。
  3. 【請求項3】 前記関数は、各水頭値での排気時間を複
    数取得しその平均値をとることにより求められることを
    特徴とする請求項2に記載の液体定量塗布装置。
  4. 【請求項4】 前記排気時間に対するシリンジ内圧力の
    積分値を求め、この積分値からシリンジ内の液残量を求
    めることを特徴とする請求項1に記載の液体定量塗布装
    置。
  5. 【請求項5】 液体がシリンジから吐出しない程度に加
    圧空気が供給され、この加圧空気が排気されることを特
    徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の液
    体定量塗布装置。
  6. 【請求項6】 前記演算された液残量を一回当りの推定
    塗布量で割り算することにより可能塗布点数を算出する
    ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に
    記載の液体定量塗布装置。
  7. 【請求項7】 前記液残量の演算が定量塗布動作の前に
    行なわれることを特徴とする請求項1から6までのいず
    れか1項に記載の液体定量塗布装置。
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