JPH1098255A

JPH1098255A - プリント回路へのハンダ・フラックス塗布方法及び制御システム

Info

Publication number: JPH1098255A
Application number: JP9170820A
Authority: JP
Inventors: Patrick T Hogan; ティー．ホーガンパトリック; Kenneth Zalewski; ザレウスキケネス; John Byers; ピー．バイヤーズジョン; James Powell; パウエルジェイムズ; Drew Roberts; ロバーツドゥルー; Richard Christyson; ジー．クリスティソンリチャード
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1998-04-14
Also published as: EP0815999A1; CA2207860A1; US6265017B1; KR980007896A; EP0815999B1; DE69724194D1; DE69724194T2; US5938848A

Abstract

(57)【要約】【課題】コーティング室を通過する回路基板の速度に
無関係に回路基板に一様なハンダ・フラックス・コーテ
ィングを塗布するシステム及び方法を提供する。【解決手段】第１実施例は制御システムを具備し、こ
の制御システムは、コーティング室を通過する回路基板
の速度に無関係に一つの回路基板又は複数の異なった長
さの回路基板にフラックスの一様なコーティングを塗布
するように、スプレガンを操作する。第２実施例では、
制御システムはパルス・パターンでスプレガンをパルス
状にオン及びオフして、一つの回路基板の複数のゾーン
を異なった長さ及び厚さのスプレ・パターンでコーティ
ングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント回路基板の
製造分野に係り、特に回路部品のリード線を基板にハン
ダ付けする前にスプレガンによってハンダ・フラックス
を回路基板に塗布する方法及びその制御システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】回路基板の生産工程は典型的には、回路
基板をコンベア・ラインに塔載する工程とそれらの回路
基板をコンベア・ラインによって或るステーションに搬
送する工程とを含み、このステーションにおいて、電気
部品のリード線が機械によって又は手動操作によって回
路基板の貫通孔に挿入される。その後にこれらの基板は
縁保持式コンベアに運ばれ、このコンベアは基板をフラ
ックス塗布ステーションに運ぶ。このフラックス塗布ス
テーションにおいて、ハンダ・フラックスが回路基板に
塗布され、これによってその後に電気部品のリード線が
基板の金属化領域にハンダ付けされ、高品位のハンダ結
合が形成される。基板は、フラックス塗布ステーション
を通過後に、予熱ゾーンに運ばれて、フラックスから溶
剤を除去すると共に、基板を予熱してハンダ流動波との
接触による熱衝撃をできるだけ小さくする。基板は流動
ハンダ機に搬送されて、ここにおいて、ハンダ流動波上
を移動される。ハンダは電気部品のリード線が挿入され
たスルーホール内に引き揚げられて、基板の金属化部分
とリード線とがハンダ結合される。基板は、流動ハンダ
機を退出した後に、洗浄機に送られ、必要に応じてフラ
ックスから残渣が除去される。フラックス塗布の有効性
や塗布されるフラックスの種類やハンダ付け後の基板の
洗浄の必要性やハンダ・フラックス塗布用のコーティン
グ室の洗浄の必要性は、夫々、本発明が取扱うべき問題
である。

【０００３】米国特許第５，４１５，３３７号は、本発
明の出願人であるオハイオ州ウエストレイクのノードソ
ンコーポレーションに譲渡されたもので、本明細書の
一部として組み込まれるものであるが、この米国特許第
５，４１５，３３７号に記載されているように、低固形
分（ｌｏｗ−ｓｏｌｉｄ）フラックス又は「洗浄不要
（ｎｏ−ｃｌｅａｎ）フラックス」は、少量の、例えば
重量パーセントで約１％〜約５％の固形分（活性剤及び
ビヒクル）と残りの液体溶剤、例えばイソプロピル・ア
ルコールとを含有し、このような洗浄不要フラックス
は、ハンダ付け後の回路基板の洗浄が不要であるため回
路基板製造メーカによって、ますます多く使用されるよ
うになってきている。洗浄不要フラックス内の固形分は
少量であるので、基板に残存する残渣の量は、従来のロ
ジン・ベースのフラックスの場合の残渣の量に比べて、
大幅に減少する。このような少固形分、洗浄不要フラッ
クスは、その名前が暗示するようにハンダ付け後の回路
基板のフラックス洗浄が不要であるので、特に好まし
く、大幅なコスト削減をもたらす。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】米国特許第５，４１
５，３３７号に記載された制御システムを使用して洗浄
不要フラックスを塗布した場合には、いくつかの問題が
存在する。即ち、そのコントローラは、基板の長さが変
った場合や基板が２以上のスプレ形状を必要とした場合
やコンベアの速度が変化した場合やパレットに多数の基
板が塔載された場合や基板の選定部分にスプレする場合
にはそれらをプログラムするのが難しい。

【０００５】米国特許第５，４１５，３３７号に記載さ
れた制御システムの問題は、その制御システムが必ずし
も複数の基板に対してスプレ・サイクルを始めるわけで
はないか、又は基板が適正位置にない時にスプレ・サイ
クルを始めることがある点である。後者の問題はコーテ
ィング室でオーバースプレを発生させる。このオーバー
スプレはフラックス・コーティング材料の無駄を招来す
ると共に、オーバースプレによってコーティンク室及び
コンベアがフラックス・コーティング材料で被覆され、
この被覆の洗浄が困難かつ時間を要する作業となる。ま
た、オーバースプレは、回路基板の位置を検出して制御
システムに伝える制御センサを、正常動作不能状態にし
てしまう。このような事態は、基板が適正位置に存在し
ない時にスプレがオンされるので、好ましくない。これ
は、オーバースプレを一層助長しかつ汚染の増大を招
き、洗浄を一掃頻繁に行う必要が生ずるので、問題を悪
化させるものである。システムを洗浄する時には必ずラ
イン全体を停止しなければならず、回路基板の製造コス
トの増大を招く。

【０００６】従って、回路基板の長さやコンベア・ライ
ンの速度に無関係にハンダ・フラックスの一様なコーテ
ィングを基板全体に塗布できるように、ハンダ・フラッ
クス、特に低固形分フラックスを回路基板に塗布するス
プレガンを制御できるプログラム容易なコントローラが
必要である。更に、長さ及び厚さの異なったコーティン
グを単基板の異なったゾーンに塗布するようにガンを制
御できるコントローラが必要である。

【０００７】そこで、本発明の目的は、公知のシステム
の問題や制限を解消する回路基板へのフラックス・コー
ティングの塗布システム及び方法を提供することであ
る。

【０００８】本発明の別の目的は、コーティング室を通
過する回路基板の速度に無関係に回路基板に一様なハン
ダ・フラックス・コーティングを塗布するシステム及び
方法を提供することである。

【０００９】更に別の目的は、コンベア・ラインを下流
側に移動する複数の異なった長さの回路基板にハンダ・
フラックスの一様コーティングを塗布するシステム及び
方法を提供することである。

【００１０】更に別の目的は、フラックス・コーティン
グを回路基板にパルス状のパターンで塗布するシステム
及び方法であって、スプレガンをパルス状にオン及びオ
フすることにより、回路基板の複数のゾーンを異なった
スプレ・パターンでコーティングするシステム及び方法
を提供することである。

【００１１】本発明の第１実施例によると、回路基板の
ような基材へのコーティング材料の塗布を制御する制御
システム、及びこの制御システムを作動する方法は、基
材を走行方向に搬送するコンベアを具備する。スプレガ
ンは、コーティング材料のスプレ・パターンを放出す
る。エンコーダはコンベアに隣接配置され、コンベアの
走行距離に対応したエンコーダ・パルス信号を出力す
る。センサは、コンベアに隣接しかつスプレガンの上流
側に第１距離離れて配置され、コンベアに保持される基
材の長さを検出して、基材の先縁と後縁との間の第２距
離に対応する長さ信号を出力する。コントローラは、ス
プレガンとエンコーダとセンサとに作動的に接続され、
センサからの長さ信号に応じて作動され、或る時間間隔
の間及び或る走行距離に対してスプレガンをパルス状に
オンにする一連のトリガー信号を繰返し出力して、コン
ベアの速度又は基板の長さに無関係に材料の比較的一様
なコーティングを基材に塗布する。

【００１２】本発明の第２実施例では、制御システム及
びこの制御システムを作動する方法はコントローラを具
備し、このコントローラは、或る時間間隔の間及び或る
走行距離に対してスプレガンをパルス状にオンする一連
のトリガー信号を繰返し出力して、基材の異なった領域
に異なった割合で材料のコーティングを塗布する。

【００１３】本発明の現時点の好適実施例の構造や動作
や利点は、添付の図面を参照した以下の説明から更に明
らかになるであろう。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１において、概略的に示された
システム１０は回路基板１２のような基材にフラックス
・コーティング材を塗布するものである。このシステム
１０はコンベア１４を具備し、このコンベア１４は、回
路基板１２を矢印１８に示す走行方向に搬送してフラッ
クス・コーティング室１６内を通過させる。スプレガン
２０は、ノズル２２を有し、コーティング室１６内に配
置され、ノズル２２から液体スプレ・パターン２４を放
出する。制御システム２６はスプレガン２０に作動的に
接続されており、回路基板１２がコーティング室１６内
を所定距離だけ移動するに応じて、ガン２０を間欠的に
パルス状にオン・オフして回路基板１２の下面のオーバ
ーラップ部分をコーティングする。オーバースプレ収集
システム２８は、コーティング室１６内に配置され、オ
ーバースプレされたフラックスを収集すると共に、収集
したフラックスを通気孔３０を介してコーティング室１
６から排出する。

【００１５】先行技術と同様に、フラックス・コーティ
ング室１６はアッセンブリ・ステーション（不図示）と
コーティング室１６の直ぐ下流側に位置する予熱ステー
ション（不図示）との間に位置する。尚、このアッセン
ブリ・ステーションにおいて、回路部品５４は、そのリ
ード線３９が図２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示された
ように基板１２を貫通するスルーホール４１内に挿入さ
れるように、回路基板１２上に取付けられる。また予熱
ステーションにおいては、ハンダ・フラックスでコーテ
ィングされた回路基板が所定の温度にまで加熱され、こ
の加熱によって、基板が公知の流動ハンダ機（不図示）
を通過する時に生ずる大きな熱勾配による損傷を防止す
る。

【００１６】フラックス・コーティング室１６は前壁３
２と後壁３４とを有し、これらの前壁３２と後壁３４は
夫々入口開口３６と出口開口３８とを有し、コンベア１
４はこれらの入口開口３６と出口開口３８とを通過す
る。コンベア１４は、走行方向１８に移動する離間した
同一平面上のコンベア・チェーン４０（一方のチェーン
のみ図示されている）を具備する。各チェーン４０は等
間隔のタブ４２を複数個有し、各タブ４２はその底部に
指状突起４４を有する。これらの指状突起４４はそのチ
ェーンから内方向に突出して、他方のチェーン（不図
示）に保持されたタブ（不図示）の指状突起の方へ向い
ている。指状突起４４は回路基板１２の両側の縁に係合
する。両チェーン４０は可変速の電気モータ（不図示）
によって一緒に駆動される。両チェーン４０が矢印１８
の方向に駆動されると、各回路基板１２はフラックス・
コーティング室１６内に運ばれて、スプレガン２０のノ
ズル２２によって吐出される液体スプレ・パターン２４
でスプレされる。各回路基板１２は、出口開口３８を介
してフラックス室１６を退出した後に、予熱室（不図
示）内に搬送され、それからハンダ付け用のハンダ流動
波（不図示）に送られる。

【００１７】図１、図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）にお
いて、公知の回路基板１２は、夫々先端４６と後端４８
とを有する絶縁材料、即ちエポキシ樹脂のシートから成
る。複数のスルーホール４１が基板１２の同一平面の上
面（５０）と下面（５２）との間に延在している。各ス
ルーホール４１は金属層４３で被覆され、この金属層４
３は両面５０，５２に設けられた一対の離間の金属化領
域（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄａｒｅａｓ）（不図示）に
接合されている。表面５０及び５２の一方又は両方には
金属路（不図示）が設けられ、これらの金属路は選択的
に金属化領域を接続している。

【００１８】回路部品５４は回路基板１２の上面５０に
取付けられるが、この取付けは、リード線３９をスルー
ホール４１に挿入して、各スルーホール内において各リ
ード線と金属層との間の機械的かつ電気的結合を確実に
するようにリード線を所定位置にハンダ付けすることに
よって、行われる。このハンダ付けは、自動機によって
行われることが好ましく、例えば、回路基板１２を流動
ハンダ付け機（不図示）の溶融ハンダ流動波の上を通過
させ、これによって、ハンダ流動波が基板の下面５２に
接触し、湿潤力（ｗｅｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅ）によっ
て各スルーホール４１内に引き揚げられて、リード線３
９が基板に結合される。

【００１９】ハンダ付けの前に、ハンダ・フラックスが
回路基板１２の下面５２に塗布され、これによって、そ
の後のハンダ付け作業において、ハンダがリード線３９
とスルーホール４１内の金属層と金属化領域とに充分に
濡れる。リード線３９と基板１２との間を機械的及び電
気的にしっかりと結合する為には、フラックスは、リー
ド線が予め所定位置に位置決めされた後にスルーホール
４１内にスプレされることが好ましい。

【００２０】本発明の基本的な特長は、コーティング室
１６内に配置されたスプレガン２０を使用して、ハンダ
・フラックス、好ましくは低固形分（ｌｏｗ−ｓｏｌｉ
ｄ）又は洗浄不要（ｎｏ−ｃｌｅａｎ）フラックスのよ
うなコーティング材料を塗布するものである。本発明は
フラックス材料の塗布に関するが、その他の種類の液体
コーティング材料の塗布も本発明の範囲内である。スプ
レガン２０は、オン／オフ装置であり、開時間が同一で
あれば同一量のハンダ・フラックスをスプレする。スプ
レガン２０は、本発明の出願人であるオハイオ州ウエス
トレイクのノードソンコーポレーションが製造するＮ
ｏｒｄｓｏｎＣｒｏｓｓ−Ｃｕｔ（商標）ノズル付き
のＮｏｒｄｓｏｎＭｏｄｅｌＡ７Ａガンを使用する
ことができる。スプレガン２０は、エアレス霧化と称さ
れるスプレ・コーティング法を使用する。この方法によ
ると、ノズルオリフィスの上流側の液体は、ノズルオリ
フィスから周囲圧の空気中に放出後に膨脹するように、
流体静力学的に加圧され、この加圧によって、液体流は
膨脹して液圧力のみによって霧化される。スプレガン２
０は、ガン取付け固定物（不図示）に取付けられ、回路
基板１２の下面５２に対してガンノズル２２の中心を合
せたり、その距離を変えることができる。

【００２１】本発明の別の態様は、ハンダ・フラックス
を基板１２の下面５２にパルス状に放出して、コーティ
ングを基板の下面５２に過度のオーバースプレなしに均
一に塗布することである。高圧スプレにパルス状スプレ
を組み合わせることによって、スプレが回路基板１２の
スルーホール４１内に充分に入り込むことができる。な
ぜならば、基板が移動しかつガン２０が固定であるの
で、フラックスは複数の角度から基板１２の各スルーホ
ールに衝突する為である。

【００２２】図１に示したように、基板１２が矢印１８
の方向に移動される。この基板１２には、制御システム
２６によって制御されるスプレガン２０からのハンダ・
フラックスがスプレされる。制御システム２６はセンサ
５６を具備し、このセンサ５６はライン５８によってコ
ントローラ６０に接続されている。センサ５６とスプレ
ガン２０のノズル２２との間の第１の距離がコントロー
ラ６０にプログラムされる。より典型的には、上述の第
１の距離はセンサ５６とスプレ・パターン２４の前縁２
４Ａとの間で設定される。回路基板１２の先端４６がセ
ンサ５６の下を通過した時に、そのセンサ５６が作動さ
れ、この作動は、基板の走行方向１８への移動により、
基板の後端４８がセンサを通過するまで続けられる。セ
ンサ５６は、基板１２の長さに等しい第２の距離に対応
した長さ信号をライン５８を介してコントローラ６０に
出力する。センサ５６は、スプレガン２０の位置よりも
上流側に位置しているので、スプレガン２０からのオー
バースプレがセンサをコーティングすることが防止され
る。制御システム２６はエンコーダ６２を具備し、この
エンコーダ６２はコンベア１４に隣接して配置され、好
ましくはコンベア１４に直接接続される。エンコーダ６
２はコンベア１４の走行距離に対応したエンコーダ・パ
ルス（ｅｐ）信号をライン６４を介してコントローラ６
０に出力する。

【００２３】本発明の第１の実施例にあっては、コント
ローラ６０は、コンピュータ６６のような公知の手段か
らライン６８を介してパルス・プログラム（ｐｕｌｓｉ
ｎｇｐｒｏｇｒａｍ）にアクセスする。このパルス・プ
ログラムによって、オペレータはセンサ５６とノズル２
２との間の距離を入力する。必要に応じて、その距離
は、センサ５６とスプレ・パターン２４の前縁２４Ａが
基板１２の下面に接触する位置との間の距離とすること
もできる。また、オペレータは、スプレガン２０をパル
ス状にオンする選定時間間隔と、スプレガンがパルス状
にオンされた時とその後に再びパルス状にオンされる時
とから回路基板１２上の位置間隔の距離に対応した所定
数のエンコーダ・パルス信号とを入力する。この所定数
のエンコーダ・パルス信号は、スプレガンがパルス状に
オンされる時はいつも計数される。

【００２４】第１実施例の動作の際に、センサ５６とス
プレ・パターン２４の前縁２４Ａとの間の上記第１距離
と上記選定の時間間隔と上記所定数のエンコーダ・パル
ス信号とが上述のようにパルス・プログラムに入力され
た後に、制御システム２６は、回路基板１２がコンベア
１４によってセンサ５６の下まで移動された時に、作動
される。センサ５６は、その時に作動され、コンベア１
４により搬送された回路基板１２の長さを検知して、回
路基板の先縁４６と後縁４８との間の第２距離に対応し
た長さ信号をライン５８に出力する。この長さ信号はコ
ントローラ６０に入力され、このコントローラ６０はそ
の長さ信号に応じて、これにより、回路基板１２の先縁
４６が上記第１距離だけ移動した後に上記選定時間間隔
だけスプレガン２０をパルス状にオンするトリガー信号
を出力する。その後にスプレガン２０がパルス状にオン
される時から計数される所定数のエンコーダ・パルス信
号に対応した距離だけ、回路基板１２が走行した後に、
コントローラ６０は上記選定の時間間隔の為の別のトリ
ガー信号を出力し、回路基板１２はこの後者のトリガー
信号の時から計数される所定数のエンコーダ・パルス信
号に対応する距離だけ移動する。このような一連のトリ
ガー信号は、回路基板１２がセンサ５６によって出力さ
れる長さ信号に対応する距離だけ移動するまで、繰り返
し発生され、上記距離の移動後に、コントローラ６０は
次の回路基板がセンサ５６の下を通過するまで、トリガ
ー信号の出力を停止する。次の回路基板がセンサ５６の
下を通過すると、上述のシークエンスが繰り返される。

【００２５】本発明の独特の態様は、制御システム２６
の特長に関する、即ち回路基板１２がコンベア１４の速
度や回路基板の長さに無関係に単位長さ当り同体積のハ
ンダ・フラックスでコーティングされることである。こ
の点は、任意の距離及び時間を用いた以下の二例を比較
することによって理解されるであろう。

【００２６】本発明の第１実施例に関する例１では、コ
ンベア１４は１００エンコーダ・パルス／秒（ｅｐ／ｓ
ｅｃ）で移動するように設定される。エンコーダ６２
は、１００エンコーダ・パルス（ｅｐ）毎にコンベア１
４が１インチ（２５．４ｍｍ）移動するように構成され
ている。図２の（Ａ）及び図７の（Ａ）に示したよう
に、回路基板１２の先縁４６がセンサ５６から、スプレ
・パターン２４の前縁２４Ａが基板下面５２に接触する
位置までの第１距離、例えば６００ｅｐ（６インチ（１
５２．４ｍｍ））移動した後に、スプレガン２０は選定
時間間隔５０ミリ秒（０．０５０秒）間パルス状にオン
される。こうして、基板が０．０５インチ（１．２７ｍ
ｍ）移動する間、スプレが０．０５０秒行われる。スプ
レ・パターン２４の幅、即ち側縁２４Ａと２４Ｂとの間
の幅は、典型的には約１．５インチ（３８．１ｍｍ）で
ある。尚、スプレ・パターン２４は図示の目的の為に、
幅広く示されている。こうして、この例では回路基板１
２の下面に塗布されるコーティングの幅は、１．５５イ
ンチ（３９．３７ｍｍ）である。ガンが最初にパルス状
にオンされる時の位置から、回路基板１２が５０ｅｐ
（０．５インチ（１２．７ｍｍ））に等しい距離だけ移
動した後に、スプレガン２０は再び０．０５秒間パルス
状にオンされ、このサイクル即ちシークエンスが５０ｅ
ｐ毎に繰返される。このように、次のスプレ・パルスが
パルス状にオンされて、１．５インチ（３８．１ｍｍ）
プラス基板走行の０．０５インチ（１．２７ｍｍ）の第
２部分がコーティングされ、この第２部分は第１部分に
オーバーラップする。スプレ・パルスの側縁は幅が約
１．５インチ（３８．１ｍｍ）であり、かつ第２のスプ
レ・パルスが第１スプレ・パルスの開始点から０．５イ
ンチ（１２．７ｍｍ）の所で０．０５０秒間作動される
ので、第１及び第２の部分は約１．０インチ（２５．４
ｍｍ）だけオーバーラップする。

【００２７】本発明の第１実施例に関する例２において
は、図７の（Ｂ）に示したように、コンベア１４は２０
０ｅｐ／秒で移動するように設定される。エンコーダ６
２は前述と同様に、コンベア１４が１００エンコーダ・
パルス（ｅｐ）毎に１インチ（２５．４ｍｍ）だけ移動
するように、構成される。スプレガン２０は、回路基板
１２の先縁４６がセンサ５６からスプレ・パターン２４
の前縁２４Ａまでの第１の距離、例えば６００ｅｐ（６
インチ（１５２．４ｍｍ））移動した後に、選定時間間
隔の５０ミリ秒（０．０５０秒）間パルス状にオンされ
る。こうして、スプレは基板が０．１０インチ（２．５
４ｍｍ）移動する間オンされている。スプレ・パターン
２４の幅、即ち側縁２４Ａ及び２４Ｂの間の幅は、典型
的には約１．５インチ（３８．１ｍｍ）である。従っ
て、この例における回路基板１２の下面に塗布されるコ
ーティングの幅は１．６インチ（４０．６４ｍｍ）であ
る。ガンが最初にパルス状にオンされた時の位置から回
路基板１２が５０ｅｐ（０．５０インチ（１２．７ｍ
ｍ））に等しい距離だけ移動した後に、スプレガン２０
は０．０５０秒間再びパルス状にオンされ、そしてこの
サイクル又はシークエンスは５０ｅｐ毎に繰返される。
こうして、次のスプレ・パルスが再びパルス状にオンさ
れ、１．５インチ（３８．１ｍｍ）プラス基板走行の
０．１０インチ（２．５４ｍｍ）からなる第２部分がコ
ーティングされ、この第２部分は第１部分にオーバーラ
ップする。スプレ・パルスの側縁は幅が約１．５インチ
（３８．１ｍｍ）であり、かつ第２のスプレ・パルスが
第１のスプレ・パルスの開始から０．５インチ（１２．
７ｍｍ）の所で０．０５０秒間作動されるので、第１及
び第２の部分は、やはり、約１．０インチ（２５．４ｍ
ｍ）だけオーバーラップする。

【００２８】米国特許第５，４１５，３３７号に記載さ
れたような公知のコントローラを使用すると、コントロ
ーラは、選定数のエンコーダ・パルスに対してスプレガ
ン２０をパルス状にオンするトリガー信号を出力し、そ
れからエンコーダ１２８からの或る数の計数値に対して
スプレガンをオフにトリガーする。これは予めプログラ
ムされた距離の間続行される。この公知の制御システム
は、コンベアの速度に応じて、単位長さ当り異なった体
積のハンダ・フラックスで回路基板１２をコーティング
する。これは、上述の第１実施例の説明の際に使用した
ものと同様の任意の距離及び時間を用いた以下の二例を
比較することによって、理解されるであろう。

【００２９】公知のコントローラに関する第３例におい
て、図７の（Ｃ）に示したように、エンコーダは、コン
ベアが１００エンコーダ・パルス（ｅｐ）当り１インチ
（２５．４ｍｍ）移動するように構成され、コンベア
は、例えば１００ｅｐ／秒、即ち１インチ（２５．４ｍ
ｍ）／秒のような所望速度で移動するように設定され
る。この速度ではエンコーダは０．０１インチ（０．２
５４ｍｍ）のコンベア移動に対して１個のエンコーダ・
パルスを発生する。ガンは、５ｅｐ即ち０．０５インチ
（１２．７ｍｍ）のコンベア移動の間、パルス状に開放
される。ガンの開放時間間隔は０．０５０秒である。そ
れから、コントローラは５０ｅｐ、即ち０．５インチ
（１２．７ｍｍ）の基板移動の間、ガンを閉止する。側
縁２４Ａと２４Ｂとの間のスプレ・パターンの幅は１．
５インチ（３８．１ｍｍ）である。こうして、この例で
は回路基板１２の下面の第１部分に塗布されるコーティ
ングの幅は１．５５インチ（３９．３７ｍｍ）になる。
ガンがパルス状にオフされた時の位置から５０ｅｐ
（０．５インチ（１２．７ｍｍ））に等しい距離だけ回
路基板１２が移動した後に、スプレガン２０は再び、５
ｅｐ、即ち０．０５インチ（１．２７ｍｍ）のコンベア
移動の間パルス状にオンされ、１．５インチ（３８．１
ｍｍ）プラス基板走行の０．０５インチ（１．２７ｍ
ｍ）からなる第２部分がコーティングされ、この第２部
分は第１部分にオーバーラップする。その後に、ガンは
５０ｅｐの間パルス状にオフされ、このサイクル即ちシ
ークエンスは、基板の端がセンサによって検知されるま
で繰返される。スプレ・パルスの側縁は幅が約１．５イ
ンチ（３８．１ｍｍ）であり、かつ第１スプレ・パルス
の開始後に第２スプレ・パルスが０．０５インチ（１．
２７ｍｍ）の間、作動されるので、第１及び第２部分は
やはり約１．０インチ（２５．４ｍｍ）だけオーバーラ
ップするであろう。

【００３０】公知のコントローラに関する第４の例にお
いて、図７の（Ｄ）に示したようにエンコーダは、コン
ベアが１００エンコーダ・パルス（ｅｐ）当り１インチ
（２５．４ｍｍ）移動するように、構成され、コンベア
は例えば２００ｅｐ／秒、即ち２インチ（５０．８ｍ
ｍ）／秒のような所望の速度で移動するように設定され
る。こうして、エンコーダは０．０１インチ（０．２５
４ｍｍ）のコンベア移動当り１エンコーダ・パルスを発
生する。ガンは、５ｅｐ、即ち０．０５インチ（１．２
７ｍｍ）のコンベア移動の間、パルス状に開放される。
しかしながら、ガンは、例３の０．０５０秒に対して、
０．０２５秒の間のみオンにされる。同一時間内でガン
から吐出されるハンダ・フラックスの体積は変わらない
ので、例４では半分の体積のハンダが、例３の場合と同
一の基板長さにコーティングされる。尚、例３では例４
の基板速度の半分で移動されている。この公知のコント
ローラは、５０ｅｐ、即ち０．５インチ（１２．７ｍ
ｍ）の基板移動の間ガンを閉止することによって、シー
クエンスを続行する。側縁２４Ａと２４Ｂとの間のスプ
レ・パターンの幅は、１．５インチ（３８．１ｍｍ）で
ある。こうして、この例では回路基板１２の下面の第１
部分に塗布されるコーティングの幅は１．５５インチ
（３９．３７ｍｍ）となる。ガンがパルス状にオフされ
た時の位置から５０ｅｐ（０．５インチ（１２．７ｍ
ｍ））に等しい距離だけ回路基板１２が移動した後に、
スプレガン２０は、５ｅｐ、即ち０．０５インチ（１．
２７ｍｍ）のコンベア移動の間、再びパルス状にオンさ
れ、１．５インチ（３８．１ｍｍ）でプラス基板走行の
０．０５インチ（１．２７ｍｍ）の第２部分がコーティ
ングされ、この第２部分は第１部分にオーバーラップす
る。その後に、ガンは５０ｅｐの間、パルス状にオフさ
れ、このサイクル、即ちシークエンスは予めプログラム
された距離の終端まで繰返される。スプレ・パルスの側
縁は幅が約１．５インチ（３８．１ｍｍ）であり、かつ
第２スプレ・パルスが第１スプレ・パルスの開始後０．
０５インチ（１．２７ｍｍ）の間作動されるので、第１
及び第２の部分はやはり約１．０インチ（２５．４ｍ
ｍ）だけオーバーラップするであろう。しかしながら、
コンベアの速度が増大しているので、基板の下面にはた
った半分の量のハンダ・フラックスがコーティングされ
ることになる。

【００３１】第１実施例の別の態様は、スプレガンのパ
ルス状オンの前に回路基板が走行する付加距離を表す先
導距離を、エンコーダ・パルスの所定数の形でパルス・
プログラムにプログラムできる点である。この特長は、
基板１２の先縁４６よりも前の部分をスプレしてオーバ
ースプレとなることがないように、スプレ・パターンの
幅を考慮できるので有用である。またこの特長は、図３
に示したようにいくつかの回路基板１２がパレット７０
上に保持された場合に有用である。パレット７０は前レ
ール７２と後レール７４とを有し、複数の回路基板１２
は前レール７２と後レール７４との間に互いに隣接配置
されている。前レール７２をスプレしないようにする為
に、先導距離がパルス・プログラムにプログラムされ、
これによって、パレット７０の前レールがセンサ５６と
ノズル２２との間の所定距離プラス前レール７２の幅に
等しい数のエンコーダ・パルスだけ移動するまで、ガン
はパルス状にオンされない。更に、このパルス・プログ
ラムは、後レール７４の幅を表す遅れ距離を所望数のエ
ンコーダ・パルスの形で含むこともできる。後レール７
４をスプレしないようにする為に、遅れ距離がパルス・
プログラムにプログラムされ、これによって、パレット
７０が回路基板１２の先縁４６と後縁４８との間の第２
距離から遅れ距離を減算した距離だけ移動した時には、
ガンはパルス状にオンされない。

【００３２】第１実施例の別の特長は、最小トリガー距
離をエンコーダ・パルスに設けることである。センサ５
６が最小トリガー距離に対してオン又はオフした場合に
は、その信号は無視されコントローラ６０の制御機能に
影響を及ぼさない。例えば回路基板１２が最小トリガー
距離よりも小さい長さの開領域を有する場合には、後縁
の存在を示すであろうセンサ５６からの信号は、最小ト
リガー距離よりも小さく、コントローラ６０を作動させ
ない。

【００３３】本発明の第２の実施例によると、コントロ
ーラ６０は、コンピュータ６６のような公知の手段から
ライン６８を介して、パターン制御モードでパルス・プ
ログラムにアクセスする。パターン制御モードのパルス
・プログラムにより、オペレータは回路基板にスプレさ
れる夫々異なったパルス・パターン（ガンがパルス状に
オンされる時間間隔及び各ゾーンの長さに対する所定数
のエンコーダ・パルス信号）を有する複数のゾーンのパ
ルス・パターンを入力することができる。パルス・パタ
ーンがスプレされた後に、そのパルス・パターンは基板
の端まで繰返される。典型的分野ではパルス・パターン
はパターン制御モードのパルス・プログラムにプログラ
ムされた２又は３の異なったゾーンを有するが、必要に
応じてパルス・パターンを追加ゾーンにプログラムする
ことも本発明の範囲内である。また、パターン制御モー
ドのパルス・プログラムによって、オペレータは図４に
示したように、回路基板１２’の先縁４６’と後縁４
８’との間の第２距離に対応する所定数のエンコーダ・
パルス信号を入力することができる。尚、本明細書にお
いて、「’」付きの数字は「’」の付かない同一の数字
によって表される構成部材と実質的に同一の構成部材を
表している。

【００３４】第２実施例の動作の際には、センサ５６と
ノズル２２又はスプレ・パターン２４の前縁２４Ａとの
間の第１距離と、選定パルスオンの時間間隔と、パルス
・パターンの図４に示したような各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃに
対する所定数のエンコーダ・パルス信号とを上述のよう
にパルス・プログラムに入力した後に、制御システム２
６は、コンベア１４が回路基板１２’をセンサ５６の下
まで移動させると、作動される。その時、センサ５６が
作動され、コンベア１４に保持された回路基板１２’の
先縁４６’を検出してセンサ信号をライン５８に出力す
る。このセンサ信号はコントローラ６０に入力され、コ
ントローラ６０はこのセンサ信号に応じて、第１ゾーン
Ａの長さに対応する第１の所定数のエンコータ・パルス
に対して回路基板１２’の移動中にスプレガン２０を第
１の時間間隔の間パルス状にオンにする第１のトリガー
信号を出力すると共に、その後に第２ゾーンＢの長さに
対応する第２の所定数のエンコーダ・パルスに対して回
路基板の移動中にスプレガン２０を第２の時間間隔の間
パルス状にオンする第２のトリガー信号を出力し、更に
その後に、第３ゾーンＣの長さに対応する第３の所定数
のエンコーダ・パルスに対して回路基板の移動中にスプ
レガン２０を第３の時間間隔の間パルス状にオンする第
３のトリガー信号を出力する。その後に、プログラム
は、このシークエンスを繰返し、センサ５６の所を通過
する次の回路基板の為のパルス・パターンを使用する。

【００３５】第２実施例の別の態様は、スプレガン２０
がパルス状にオンされる前に回路基板１２’が走行する
付加距離を表す先導距離を所定数のエンコーダ・パルス
の形でパルス・プログラムにプログラムできるものであ
る。この特長は、基板１２’の先縁４６’よりも前をス
プレしてオーバースプレとなることがないようにスプレ
・パターンの幅を考慮できるので有用である。また、こ
の特長は、いくつかの回路基板１２’が図５に示したよ
うにパレット７０’に保持されている場合にも有用であ
る。パレット７０’は前レール７２’と後レール７４’
とを有し、複数の回路基板１２’は前レール７２’と後
レール７４’との間に互いに隣接配置されている。前レ
ール７２’をスプレしないように、先導距離がパターン
制御モードのパルス・プログラムにプログラムされ、こ
れによってスプレガンは、センサ５６からノズル２２ま
での所定距離プラス前レールの幅に等しい数のエンコー
ダ・パルスだけパレット７０’の前レール７２’が移動
するまで、パルス状にオンされることはない。更に、パ
ターン制御モードのパルス・プログラムは、後レール７
４’の幅を表す遅れ距離を所望数のエンコーダ・パルス
の形で有することもできる。後レール７４’をスプレし
ない為に、この遅れ距離がパルス・プログラムにプログ
ラムされ、これによって、パレット７０’が回路距離１
２’の先縁４６’と後縁４８’との間の第２距離から遅
れ距離を減算した距離だけ移動した時にはガンはパルス
状にオンされない。

【００３６】パターン制御モードのパルス・プログラム
の別の特長は、エンコーダ・パルスに最小トリガー距離
を設定することである。センサ５６がこの最小トリガー
距離に対してオン又はオフした場合、その信号は無視さ
れ、コントローラ６０の制御機能に影響を及ぼさない。
例えば、図６に示したように回路基板１２’の後縁４
８’と隣接する回路基板の先縁４６’との間に隙間空間
７６が存在するように回路基板１２’がパレット７０’
に塔載された場合には、コントローラは、隙間空間の長
さが最小トリガー距離よりも小さいので，ガンをパルス
状にオンすることをやめない。別の例では、後レール７
４’の幅が最小トリガー距離よりも小さい時にはセンサ
５６からの信号は最小トリガー距離よりも小さくなり、
コントローラ６０を作動させない。

【００３７】以上から明らかなように、本発明によると
前述した目的や手段や利点を充足する回路基板へのフラ
ックス・コーティング塗布システム及び方法が提供され
る。一実施例によると、制御システムは、スプレガンを
制御して、コーティング室を通る回路基板の移動速度に
無関係に一枚の回路基板又は複数の異なった長さの回路
基板に一様なフラックス・コーティングを塗布する。第
２の実施例では、制御システムは、パルス・パターンで
スプレガンをパルス状にオン及びオフして、回路基板の
複数のゾーンを、異なった長さ及び厚さのフラックスの
スプレ・パターンで、コーティングする。

【００３８】本発明はその実施例と組合わせて説明して
来たが、上述の教示に基づき多くの代替例や変更例や変
化例が存在することは当業者には明らかであろう。従っ
て、本発明は添付の特許請求の範囲及び精神内の代替例
や変更例や変化例を全て包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従い、コーティング室を通過するコン
ベアによって搬送される回路基板に、改良型コントロー
ラによって操作されるエアレス形スプレガンによりフラ
ックス・コーティングを塗布するシステムを示した概略
的側面図である。

【図２】ガンの連続する三つのオン・パルスにおいて、
断面図の回路基板の下面に対するスプレガンの位置を示
す図である。

【図３】パレットに保持された複数の回路基板を示した
平面図である。

【図４】異なった量のスプレを受ける異なった長さの三
つのゾーンを有する回路基板であってパルス・パターン
によってスプレされる回路基板を示す平面図である。

【図５】各回路基板が一つのパルス・パターンでスプレ
されるように複数の回路基板が一つのパレットに保持さ
れ、異なった長さの三つのゾーンが異なった量のスプレ
を受ける状態を示した平面図である。

【図６】複数の回路基板が、その２個の基板の間に隙間
空間を生ずるように、一つのパレットに保持された状態
を示した平面図である。

【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明についてスプレガ
ンの作動をエンコーダに関連させてプロットした図であ
り、（Ｃ）及び（Ｄ）は、公知のコントローラについて
スプレガンの作動をエンコーダに関連させてプロットし
た図である。

【符号の説明】

１２基材１４コンベア２０スプレガン２４スプレ・パターン４６先縁４８後縁５６センサ６０コントローラ６２エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョンピー．バイヤーズアメリカ合衆国．44012 オハイオ，エイヴォンレイク，ムーアウッドアヴェニュー 408 (72)発明者ジェイムズパウエルアメリカ合衆国．44060 オハイオ，メンター，バーハーバーレーン 7715 (72)発明者ドゥルーロバーツアメリカ合衆国．44077 オハイオ，コンコルド，トールウッドコート 10627 (72)発明者リチャードジー．クリスティソンアメリカ合衆国．44107 オハイオ，レイクウッド，レイクアヴェニュー 16919

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材へのコーティング材料の塗布を制御
する制御システムであって、上記基材を走行方向に搬送するコンベアと、コーティング材料のスプレ・パターンを放出するスプレ
ガンと、上記コンベアに隣接配置され、上記コンベアの走行距離
に対応したエンコーダ・パルス信号を出力するエンコー
ダと、上記コンベアに隣接しかつ上記スプレガンの上流側に第
１距離離れて配置され、上記コンベアに保持された上記
基材の長さを検出して、上記基材の先縁と後縁との間の
第２距離に対応する長さ信号を出力するセンサと、上記スプレガンと上記エンコーダと上記センサとに作動
的に接続されたコントローラと、を具備し、上記コントローラは、上記センサからの上記長さ信号に
応じて作動され、上記基材の先縁が上記第１距離を移動
した後であって、上記スプレガンがパルス状にオンされ
る時から計数される所定数のエンコーダ・パルスに対応
する第３距離だけ上記基材が走行する毎に、上記スプレ
ガンを選定時間間隔の間パルス状にオンする一連のトリ
ガー信号を出力することを特徴とする制御システム。
【請求項２】上記コントローラは、上記基材が上記第
２距離を移動した後に上記スプレガンをパルス状にオフ
することを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】上記コントローラは、上記基材が上記第
１距離及び付加の先導距離を移動した後に、上記スプレ
ガンをパルス状にオンすることを特徴とする請求項２に
記載の制御システム。
【請求項４】上記コントローラは、上記基材が上記第
２距離から付加の遅れ距離を減じた距離を移動した後
に、上記スプレガンをパルス状にオフすることを特徴と
する請求項３に記載の制御システム。
【請求項５】上記コーティング材料はフラックス・コ
ーティング液体であり、上記基材は回路基板であること
を特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項６】基材へのコーティング材料の塗布を制御
する制御システムであって、上記基材を走行方向に搬送するコンベアと、コーティング材料のスプレ・パターンを放出するスプレ
ガンと、上記コンベアに隣接配置され、上記コンベアの走行距離
に対応したエンコーダ・パルス信号を出力するエンコー
ダと、上記コンベアに隣接しかつ上記スプレガンの上流側に第
１の長さ距離だけ離れて配置され、上記コンベアに保持
された上記基材を検出して上記基材の先縁に対応したセ
ンサ信号を出力するセンサと、上記スプレガンと上記エンコーダと上記センサとに作動
的に接続されたコントローラと、を具備し、上記コントローラは、上記センサからの上記センサ信号
に応じて作動され、上記基材の先縁が上記第１長さ距離
を移動した後に繰返しの一連の少なくとも２パターンの
トリガー信号を出力し、上記少なくとも２パターンのト
リガー信号は、上記基材が第１数のエンコーダ・パルス
信号に対応する第１距離を走行する時に始まる第１の時
間間隔の間上記スプレガンをパルス状にオンにし、それ
から上記基材が上記第１数のエンコーダ・パルスの最終
パルスから計数される第２数のエンコーダ・パルス信号
に対応する第２距離を走行する時に第２の時間間隔の間
上記スプレガンをパルス状にオンすることを特徴とする
制御システム。
【請求項７】上記コントローラは、上記センサが上記
基材の後縁を検出することに応じて、上記スプレガンを
パルス状にオフすることを特徴とする請求項６に記載の
制御システム。
【請求項８】上記コントローラによって出力される上
記繰返しのシークエンスは、上記基材の先縁が上記第１
長さ距離を移動した後の少なくとも第３パターンのトリ
ガー信号を含み、上記少なくとも第３パターンのトリガ
ー信号は、上記基材が第１数のエンコーダ・パルス信号
に対応する第１距離を走行する時に始まる第１の時間間
隔の間、上記スプレガンをパルス状にオンし、その後、
上記基材が上記第１数のエンコーダ・パルスの最後のパ
ルスから計数される第２数のエンコーダ・パルス信号に
対応する第２距離を走行する時に上記スプレガンを第２
の時間間隔の間パルス状にオンし、その後に、上記基材
が上記第２数のエンコーダ・パルスの最後のパルスから
計数される第３数のエンコーダ・パルス信号に対応する
第３距離を走行する時に上記スプレガンを第３の時間間
隔の間パルス状にオンすることを特徴とする請求項７に
記載の制御システム。
【請求項９】上記コントローラは、上記基材が上記第
１長さ距離及び付加の先導距離を移動した後に、上記ス
プレガンをパルス状にオンすることを特徴とする請求項
７に記載の制御システム。
【請求項１０】上記コントローラは、上記基材が上記
第２長さ距離から付加の遅れ距離を減じた距離を移動し
た後に上記スプレガンをパルス状にオフすることを特徴
とする請求項９に記載の制御システム。