JP2011031301A - 流動体供給装置及び流動体供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流動体が容器内で圧力を受けてから吐出されるまでに時間がかかる場合であっても流動体の吐出量が調整可能な流動体供給装置及び流動体供給方法を提供すること。
【解決手段】はんだの供給を停止させる旨の制御信号が出力されると、モータ１２２のドライバは、モータ１２２が先ほどと逆の方向に回転するようにモータ１２２を駆動する。駆動プーリ１２３も逆回転し、これに連動して上下駆動プーリ１２６及び回転駆動プーリ１２５も逆回転する。これにより、相対的にピストン１０６と容器とが先ほどと逆回転しながら、ピストン１０６が容器から抜ける方向へ移動する。これにより、流動体の吐出量が適切に調整可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリント基板に塗布されるはんだ等の流動体を供給する流動体供給装置及び流動体供給方法に関する。

従来から、プリント基板のランド等にクリームはんだを塗布して、はんだパターンを形成するはんだ印刷機が知られている。このはんだ印刷機には、クリームはんだを供給するはんだ供給装置が組み込まれるが、例えば、はんだ供給装置として特許文献１に記載されているものがある（特許文献１の図２等参照）。

特許文献１に記載のはんだ供給装置では、供給アッセンブリが用いられる。供給アッセンブリは、はんだが収容された供給容器と、供給容器を収納し固定させる供給容器と、供給容器の開口部に嵌挿されるピストンを含む吐出アダプタからなる。また、このはんだ供給装置には、供給容器を押圧するための駆動機構が設けられている。

供給容器の開口部側が下を向くように、供給アッセンブリがはんだ供給装置に装着される。はんだ供給時には、上記の駆動機構により供給容器が押圧され、その供給容器に嵌挿されているピストンの方へ移動される。吐出アダプタは固定されており、従って供給容器が移動すると供給容器に固定された供給容器内に吐出アダプタが入り込むことになり、供給容器内のはんだに圧力がかかる。吐出アダプタには吐出口が設けられており、圧力を受けたはんだが、吐出口を介してプリント基板等に供給される。

特開２００４−３０６１０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のはんだ供給装置では、はんだがピストンにより圧力を受けてから、チューブからから吐出されるまでには時間がかかる。このため、はんだの吐出量を調整して供給するためには工夫が必要である。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、流動体が容器内で圧力を受けてから吐出されるまでに時間がかかる場合であっても流動体の吐出量が調整可能な流動体供給装置及び流動体供給方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る流動体供給装置は、ピストンと、ピストン支持部と、容器支持部と、駆動機構とを具備する。
前記ピストンは、貫通孔を有する。
前記ピストン支持部は、前記ピストンを支持する。
前記容器支持部は、前記ピストンの前記貫通孔を介して前記容器から前記流動体を吐出させるために前記容器内に前記ピストンが挿入されるように、かつ、前記流動体の吐出量を調整するために前記容器から前記ピストンが相対的に抜ける方向へ移動するように、前記容器支持部及び前記ピストン支持部のうち少なくとも一方を駆動する。

この流動体供給装置では、容器からピストンが抜ける方向へピストンが相対的に移動すると、容器内部の流動体が受ける圧力が小さくなる。従って、例えば流動体が吐出する途中でピストンを上記のように移動させ流動体の吐出を止めることで、流動体の吐出量を調整することができる。
例えば、次のような発明により、ピストンが移動する際の、ピストンの容器に対する抵抗は小さいので、簡単にピストンを上記のように移動させることができる。

前記駆動機構は、前記ピストンの前記貫通孔を介して前記容器から前記流動体を吐出させるために、前記容器と前記ピストンとが相対的に回転しながら前記容器内に前記ピストンが挿入されるように、前記容器支持部及び前記ピストン支持部のうち少なくとも一方を駆動することにより、次のような作用効果も得られる。すなわち、容器とピストンとが相対的に回転しながら、容器内にピストンが挿入されることにより、ピストンが挿入される際の、ピストンの容器に対する抵抗が小さくなる。従って、例えば出力が小さい小型のモータ等を備えた小型の駆動機構でも、確実にピストンを容器内に挿入することができ、確実に流動体を供給することができる。

前記ピストンは、前記ピストンの端部に設けられ、前記ピストンが挿入される方向に向けて、外周の径が大きくなるテーパ状の外周面を有するシール部材を含んでもよい。
ピストンが挿入される際の、ピストンの容器に対する抵抗が小さいので、上記のようなシール部材をピストンの端部に設けることができる。このシール部材により、容器内の流動体を十分にかき出し吐出させることができる。

前記流動体供給装置は、ノズルと、開閉機構とをさらに具備してもよい。
前記ノズルは、前記貫通孔と連通する内部流路を有する。
前記開閉機構は、前記内部流路を開閉することが可能である。

この流動体供給装置では、ノズルの内部流路を介して流動体が吐出される。流動体が吐出される際に開閉機構により内部流路が閉じられることで、ノズルから流動体が分離しやすくなる。また、所期のタイミングでノズルの内部流路を閉じることで、流動体の供給量を調整することができる。

前記ノズルは、前記流動体が吐出される方向に向けて、外周の径が小さくなるようなテーパ面を含む吐出端部を有してもよい。この場合、前記開閉機構は、前記吐出端部を押圧することで前記内部流路を閉じてもよい。
流動体が吐出される吐出端部が上記のテーパ面を有しているので、開閉機構により内部流路が閉じられる際に、ノズルから流動体が分離しやすくなる。

前記開閉機構は、一対の開閉部材を含んでもよい。
前記一対の開閉部材は、前記ノズルを押圧する押圧端部と、前記押圧端部に形成された切り欠きとを有し、前記ノズルを挟み込むように押圧する。

この流動体供給装置では、一対の開閉部材によりノズルが挟み込まれるように押圧され、ノズルの内部流路が閉じられる。一対の開閉部材の押圧端部には切り欠きが形成されており、内部流路が閉じられる際に、切り欠きの分だけノズルの変形が抑えられる。切り欠きの大きさは、内部流路が閉じられる範囲で適宜設定されてよい。

本発明の一形態に係る流動体供給方法は、貫通孔を有するピストンと、前記ピストンを支持するピストン支持部と、流動体が収容された容器を支持することが可能な容器支持部と、前記ピストンの前記貫通孔を介して前記容器から前記流動体を吐出させるために、前記容器内に前記ピストンが挿入されるように前記容器及び前記ピストンの少なくとも一方を駆動することが可能な駆動機構とを備えた流動体供給装置を用い、予め設定された流動体の供給量に対応する前記ピストンの前記容器内への挿入距離である設定挿入距離より大きい挿入距離となるように、前記駆動機構により前記ピストンを相対的に前記容器内へ挿入させることで、前記流動体を吐出させる。
そして、前記流動体供給装置を用い、前記設定挿入距離に対応する供給量で前記流動体の吐出が停止されるように、前記吐出が停止される前に、前記駆動機構により前記容器から前記ピストンが相対的に抜ける方向に前記容器及び前記ピストンの少なくとも一方が駆動される。

本発明の他の形態に係る流動体供給方法は、貫通孔を有するピストンと、前記ピストンを支持するピストン支持部と、流動体が収容された容器を支持することが可能な容器支持部と、前記容器及び前記ピストンの少なくとも一方を駆動して前記容器から前記流動体を吐出させる駆動機構とを備えた流動体供給装置を用い、前記容器内に前記ピストンが挿入されるように前記容器及び前記ピストンの少なくとも一方を駆動することにより、前記ピストンの前記貫通孔を介して前記容器から前記流動体を吐出させる。
そして、前記流動体の吐出が停止される前に、前記容器から前記ピストンが相対的に抜ける方向に前記容器支持部及び前記ピストン支持部のうち少なくとも一方が駆動される。

以上のように、本発明によれば、流動体が容器内で圧力を受けてから吐出されるまでに時間がかかる場合であっても流動体の吐出量が適切に調整可能となる。

本発明の一実施形態に係る流動体塗布装置の構成を示す模式的な図である。 図１に示す基板支持機構の構成を示す模式的な図である。 本実施形態の流動体供給装置及びスキージ機構を示す模式的な斜視図である。 図３に示す流動体供給装置及びスキージ機構の模式的な正面図である。 図３に示す流動体供給装置及びスキージ機構の模式的な側面図である。 図３に示す流動体供給装置及びスキージ機構の模式的な側面図である。 図３に示す流動体供給装置及びスキージ機構の模式的な上面図である。 本実施形態のピストンを示す模式的な断面図である。 ピストン支持部に固定されたピストンの、容器側の端部の反対側の端部を示した模式的な断面図である。 図９に示すノズル及び開閉部材を拡大して示した模式的な図である。 本実施形態のスキージを示す模式的な斜視図である。 図１１に示すスキージを上方から見た模式的な上面図である。 本実施形態の流動体塗布装置の制御システムの構成を示すブロック図である。 図１３に示すブロック図のうち、流動体供給装置及びスキージ機構の制御システム示したブロック図である。 本実施形態の流動体塗布装置の動作を示すフローチャートである。 容器内に挿入されたピストン及びシール部材を示す模式的な断面図である。 スキージによりはんだが塗布される際の、はんだの動きを模式的に示した上面図である。 本実施形態の流動体塗布装置の駆動機構の変形例を示した斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［流動体塗布装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る流動体塗布装置の構成を示す模式的な図である。流動体塗布装置１５０は、流動体としてはんだを、スクリーン１を介して基板２に供給するための装置である。流動体塗布装置１５０は、流動体供給装置１００と、スキージ機構１７０と、スクリーン１を固定する固定機構１０と、基板２を支持する基板支持機構２０とを有する。

固定機構１０は、スクリーン１の端部３を保持する複数のクランプ１１を有しており、このクランプ１１によりスクリーン１は固定される。スクリーン１は、流動体供給装置１００及びスキージ機構１７０の下側に、これらと対向するように固定される。またスクリーン１には図示しないパターン孔が形成されている。

図２は、基板支持機構２０の構成を示す模式的な図である。基板支持機構２０は、ステージ機構２１と、ステージ機構２１を移動させるステージ移動機構２２とを有する。ステージ機構２１は、搬送ベルト２３及び上下に移動可能な吸着ブロック機構２４を有する。吸着ブロック機構２４は、搬送ベルト２３により搬送された基板２を支持し、搬送ベルト２３よりも上方に基板２を移動させる。

ステージ移動機構２２は、ステージ機構２１を基板２の表面方向（図２で示すＸ方向及びＹ方向）に移動させ、また、ステージ機構２１を図２で示すＺ方向を軸として回転させる移動部２５を有する。また、ステージ移動機構２２はエアシリンダ２６を有し、このエアシリンダ２６によりステージ機構２１が上下方向（Ｚ方向）に移動される。また、ステージ移動機構２２は、移動部２５の周囲に設けられた複数のストッパ２７を有している。

図１に示すように、流動体塗布装置１５０は、カメラ部４とクリーニング部５とを有している。カメラ部４及びクリーニング部５は、ガイドレール６に沿ってそれぞれ移動可能な構造となっている。カメラ部４は基板２の位置決めのために、基板２上に設けられた図示しないアライメントマークを認識する。クリーニング部５にはクリーニングペーパー７が装着されており、このクリーニングペーパー７により、スクリーン１の下面（基板２側の面）がクリーニングされる。

［流動体供給装置の構成］
図３は、本実施形態の流動体供給装置１００及びスキージ機構１７０を示す模式的な斜視図である。図４〜図７は、図３に示す流動体供給装置１００及びスキージ機構１７０の、模式的な正面図（図４）、側面図（図５及び図６）及び上面図（図７）である。

流動体供給装置１００は、容器支持部１０４と、ピストン支持部１０２と、容器支持部１０４及びピストン支持部１０２を駆動する駆動機構１０３とを有する。

容器支持部１０４は、特開２００４−３０６１０２に記載された供給装置のように、容器（図１６の容器３０を参照）に収容されて市販されているはんだをその容器ごと保持することが可能に構成されている。具体的には、容器支持部１０４は、容器の底面（図では上部の面）及び側面を覆うような形状に形成されている。容器支持部１０４は、支持ブロック１０１の下部に配置され、支持ブロック１０１に対して回転可能に設けられている。

容器及び容器支持部１０４は、一方に開口が設けられた構造を有している。容器支持部１０４の開口に設けられたリング状の固定部材１０５により、容器は固定されており、容器支持部１０４が回転することにより、容器が容器支持部１０４と一体的に回転する。容器支持部１０４は、容器の開口が下側（基板２が配置される側）に向くように、支持ブロック１０１に支持される。容器支持部１０４は、容器の形状に合わせて形成され、例えばアルミニウム、ステンレス、又は鉄等の金属からなる。

ピストン支持部１０２は、支持ブロック１０１に下方から対向するピストン支持ブロック１１２上に固定される。ピストン支持部１０２には、容器内に挿入可能なピストン１０６が固定される。

図８は、ピストン１０６を示す模式的な断面図である。ピストン１０６には、容器に嵌め込まれる方向（図８に示すＺ方向）に、はんだの流路となる貫通孔１０６ｄが形成されている。貫通孔１０６ｄは、容器に嵌め込まれる端面１０９の略中心に位置するように形成される。

ピストン１０６の、容器に嵌め込まれる端部１０６ａには、端部１０６ａを囲むようにシール部材１０７が設けられており、このシール部材１０７が容器の内部に嵌め込まれる。ピストン１０６の端部１０６ａは、ピストン本体１０６ｂから取り外し可能となっており、ピストン本体１０６ｂ内部のネジ用孔１０６ｃに設けられたネジ１０８によりネジ止めされる。シール部材１０７は、ピストン本体１０６ｂ及び端部１０６ａに挟まれて固定される。

図８に示すようにシール部材１０７は、ピストン１０６が嵌め込まれる方向（Ｚ方向）に向けて外周の径が大きくなるようなテーパ状の外周面１１０を有している。シール部材１０７としては、例えばウレタンやシリコン等の弾性を有するものが用いられる。ピストン１０６としては、例えばアルミニウム、ステンレス、又は鉄等の金属が用いられる。ピストン１０６及びシール部材１０７は、容器の形状に合わせて形成される。なお、シール部材１０７として、例えばＯリングが用いられてもよい。また本実施形態では、ピストン１０６の端面１０９が平面状であるが、端面１０９が略中心に位置する貫通孔１０６ｄに向けて傾斜している凹状の形状であってもよい。

図９は、ピストン支持部１０２に固定されたピストン１０６の、端部１０６ａの反対側の端部を示した模式的な断面図である。端部１０６ａの反対側の端部１１１は、管状の形状となっている。この管状の端部１１１の内部が上記貫通孔１０６ｄの一部となる。ピストン支持部１０２には、この端部１１１を通す図示しない通し孔が形成されている。

端部１１１には、例えばシリコンゴム等からなるノズル１１３が装着されており、ノズル１１３の内部流路が貫通孔１０６ｄと連通している。ピストン１０６の貫通孔１０６ｄ及びノズル１１３の内部流路を介して、容器内のはんだが外部に吐出される。

図９に示すように、ピストン支持ブロック１１２の下側には、ノズル１１３を挟み込む開閉機構１１４が設けられている。開閉機構１１４は一対の開閉部材１１５ａ及び１１５ｂと、開閉部材１１５ａ及び１１５ｂに接続されたエアシリンダ１２０ａ及び１２０ｂとを有している。エアシリンダ１２０ａ及び１２０ｂにより開閉部材１１５ａ及び１１５ｂが閉じられ、図９（Ｂ）に示すようにノズル１１３が押圧される。これによりノズル１１３の内部流路が閉じられる。

ノズル１１３からはんだが吐出される際に、上記のようにノズル１１３の内部流路が閉じられることで、吐出されたはんだがノズル１１３から分離しやすくなる。また、所期のタイミングでノズル１１３の内部流路を閉じることで、はんだの供給量を調整することができる。また例えば、はんだが吐出されない間は内部流路が閉じられた状態にしておくことで、空気が容器内に入り込むことを防止することができる。これにより、はんだが酸化してしまうことを防ぐことができる。また、容器内に異物が混入することも防ぐことができる。

図１０は、ノズル１１３及び開閉部材１１５ａ及び１１５ｂを拡大して示した模式的な図である。図１０（Ａ）に示すように、ノズル１１３の、はんだが吐出される吐出端部１１６（図１０（Ａ）で破線で囲った部分）は、はんだが吐出される方向（Ｚ方向下向き）に向けて、外周の径が小さくなるようなテーパ面１１６ａを有する。このテーパ面１１６ａのすぐ上側の部分Ｐ（外周側面）が、開閉部材１１５ａ及び１１５ｂにより押圧されることで、さらにノズル１１３からはんだが分離しやすくなる。これは、テーパ面１１６ａが設けられることにより、ノズル１１３とはんだとの接触面積が小さくなることが要因であると考えられる。

図１０（Ｂ）は、一対の開閉部材１１５ａ及び１１５ｂを下側から見た図であり、開閉部材１１５ａ及び１１５ｂの間にノズル１１３及び内部流路１１６ｂが図示されている。図１０（Ｂ）に示すように、開閉部材１１５ａ及び１１５ｂの、ノズル１１３を押圧するそれぞれの押圧端部１１９ａ及び１１９ｂに切り欠き１２０ａ及び１２０ｂが形成されている。従って、ノズル１１３が開閉部材１１５ａ及び１１５ｂに押圧される際に（図９（Ｂ）参照）、切り欠き１２０ａ及び１２０ｂの分だけノズル１１３の変形が抑えられる。これにより、ノズル１１３の劣化、損傷を防止することができる。また、開閉部材１１５ａ及び１１５ｂにより何度も押圧されたノズル１１３が塑性変形してしまい、開閉部材１１５ａ及び１１５ｂが開いた状態でも内部流路１１６ｂが確保されないといったことを防止することができる。

切り欠き１２０ａ及び１２０ｂの大きさは、ノズル１１３が押圧される際に、内部流路１１６ｂが閉じられる範囲で適宜設定されてよい。図１０（Ｂ）では、切り欠き１２０ａ及び１２０ｂの形状は、矩形に形成されているが、これに限られず、円弧状、楕円の弧状に形成されていてもよい。

また、図３〜図６に示すように、ピストン１０６の側面には表面が平面状となるような平面部１０６ｅが形成されている。この平面部１０６ｅに例えばレーザ等を照射し、その反射を検知することで、ピストン１０６が適正に配置されているかを確認することができる。また、平面部１０６ｅにより、ピストン１０６の持ち運びが容易となる。

なお、図３〜図６では、ピストン１０６及びシール部材１０７を見やすくするために、ピストン１０６及びシール部材１０７が容器に嵌めこまれていない状態が図示されている。この状態から、容器支持部１０４及びピストン支持部１０２が駆動され、ピストン１０６が容器に嵌めこまれてもよい。あるいは、容器支持部１０４内に収容された容器内にピストン１０６が嵌めこまれ、その状態で容器支持部１０４及びピストン１０６が、支持ブロック１０１及びピストン支持部１０２にそれぞれ配置されてもよい。

駆動機構１０３は、モータ１２２と、モータ１２２の回転軸に設けられた駆動プーリ１２３と、駆動プーリ１２３とベルト１２４を介して接続された２つの従動プーリを有する。２つの従動プーリは、回転駆動プーリ１２５及び上下駆動プーリ１２６からなる。モータ１２２は、支持板１３２の下部に配置されるように支持板１３２により支持されている。支持板１３２は、直接または間接的に支持ブロック１０１に固定されている。モータ１２２の図示しない駆動軸は、支持板１３２を貫通して駆動プーリ１２３に接続されている。

図３〜図６に示すように、駆動プーリ１２３は支持板１３２上に配置される。回転駆動プーリ１２５及び上下駆動プーリ１２６は、支持ブロック１０１上に配置される。回転駆動プーリ１２５は、容器支持部１０４の上方に設けられ、回転駆動プーリ１２５の回転軸１２７が容器支持部１０４に接続されている。上下駆動プーリ１２６は、回転駆動プーリ１２５の後方側に配置され、上下駆動プーリ１２６の歯と回転駆動プーリ１２５の歯が噛み合っている。また、駆動プーリ１２３と回転駆動プーリ１２５との間に、ベルト１２４のたるみを防止するテンション部材１２８が設けられている。

上下駆動プーリ１２６の回転軸として送りネジ１２９が装着されており、この送りネジ１２９の上端はフレーム１３０に固定されている。フレーム１３０下部には例えば２つのガイド軸１３１が鉛直方向に接続されている。この２本のガイド軸１３１には、取り付け部１３２を介して、駆動機構１０３、支持板１３２、支持ブロック１０１及び容器が一体的に上下に移動可能に取り付けられている。すなわち、上下駆動プーリ１２６が回転すると、フレーム１３０に対して、駆動機構１０３、支持板１３２、支持ブロック１０１及び容器が一体的に上下に移動する。これにより、駆動機構１０３、支持板１３２、支持ブロック１０１及び容器は、ピストン１０６に対して一体的に上下に移動することになる。送りネジ１２９としては、例えば台形ネジが用いられてもよいし、ボールネジが用いられてもよい。

図３〜図７に示すように、本実施形態のスキージ機構１７０は、流動体供給装置１００の下部に取り付けられ、図１に示すガイドレール２８に沿って流動体供給装置１００と一体的に移動可能となっている。流動体供給装置１００及びスキージ機構１７０は、その背面側に設けられた接続部材１２１によりガイドレール２８に接続される。

スキージ機構１７０は、一対のスキージ１７１及び１７２を有しており、各スキージ１７１及び１７２には、エアシリンダ１７３及び１７４がそれぞれ接続されている。このエアシリンダ１７３及び１７４により、スキージ１７１及び１７２は、それぞれ上下に移動可能となっている。スキージ１７１及び１７２は同様な構成を有しているので、これらのうちスキージ１７１について説明する。

図１１は、スキージ１７１を示す模式的な斜視図である。スキージ１７１は、スキージ機構１７０に取り付けられる取り付け部１７５と、メインスキージ１７１ａと、メインスキージ１７１ａの両端に設けられた一対のサブスキージ１７１ｂとを有する。メインスキージ１７１ａとサブスキージ１７１ｂは、ばね部材１７６を介して接続されており、メインスキージ１７１ａに対してサブスキージ１７１ｂが上下に移動可能となっている。メインスキージ１７１ａのスクリーン１に当接されるスキージ面１７７ａは、スクリーン１に対して所定の角度傾斜している。また一対のサブスキージ１７１ｂの各スキージ面１７７ｂも、スクリーン１に対して所定の角度傾斜している。

図１２は、スキージ１７１を上方から見た模式的な上面図である。図１２では、説明の便宜上、メインスキージ１７１ａ及びサブスキージ１７１ｂとして、上記したスキージ面１７７ａ及び１７７ｂを図示している。図１２に示すように、一対のサブスキージ１７１ｂは、メインスキージ１７１ａの延在方向に対して、所定の角度α傾いて設けられている。またサブスキージ１７１ｂの外側の端１７８ｂは、メインスキージ１７１ａの両端１７８ａよりも外側に位置する。そしてサブスキージ１７１ｂの内側の端１７９ｂは、メインスキージ１７１ａの両端１７８ａよりも内側に位置する。

流動体供給装置１００又はスキージ機構１７０には、スクリーンに供給されたはんだが塗布される際のローリング径を計測する、図示しないローリング径検知センサが設けられる。ローリング径検知センサは、例えばレーザ又は超音波をはんだに向けて照射し、はんだ表面から反射した光又は超音波を検出し、これによりローリングされているはんだ表面の曲率半径を検知する。ローリング検知センサは、はんだのローリング径が計測できる位置であればどこに設けられてもよい。例えば、ローリング径検知センサがスキージ１７１と一体的に設けられ、スキージ１７２により塗布されているはんだのローリング径が計測されてもよい。

また流動体供給装置１００又はスキージ機構１７０には、ローリングされているはんだの表面の温度を測定する、図示しないはんだ温度検知センサが設けられる。はんだ温度検知センサは、ローリングされているはんだ表面から放射される赤外線を検知することで、はんだ表面の温度を測定する。このようなはんだ温度検知センサとしては、例えば非接触式のサーミスタや、複数の熱電対からなる非接触式のサーモバイル等が用いられる。はんだ温度検知センサは、はんだ表面の温度を検知することができる位置であればどこに設けられてもよい。例えば、上記のローリング径検知センサと同じ位置に、はんだ温度検知センサが設けられてもよい。

［流動体塗布装置の制御システム］
図１３は、流動体塗布装置１５０の制御システムの構成を示すブロック図である。図１４は、図１３に示すブロック図のうち、流動体供給装置１００及びスキージ機構１７０の制御システム示したブロック図である。

図１３及び図１４に示すように、上記で説明したステージ機構２１、ステージ移動機構２２、カメラ部４、流動体供給装置１００及びスキージ機構１７０は、コントローラ１３３によりその駆動が制御される。また本実施形態では、コントローラ１３３により、流動体塗布装置１５０が設置される室内の温度を調節する温度調節ユニット１３４も制御される。

なお、図１４には、温度調節ユニット１３４が有する温度調節器１３５が図示されており、この温度調節器１３５がコントローラ１３３により制御され、上記室内の温度が調節される。

例えば、上記コントローラ１３３及び各部のドライバは、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェア及びハードウェアの両方で実現されてもよい。ハードウェアは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＮＩＣ（Network Interface Card）、ＷＮＩＣ（Wireless NIC）等を含む。ソフトウェアを構成する各種プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶デバイスに格納される。コントローラ１３３は、流動体塗布装置１５０内に設けられていてもよいし、流動体塗布装置１５０とは別の機器内に設けられていてもよい。コントローラ１３３が別の機器内に設けられる場合、その別の機器から有線または無線により流動体塗布装置１５０に制御信号を出力するようにしてもよい。

［流動体塗布装置の動作］
本実施形態の流動体塗布装置１５０の動作を説明する。まずスクリーン１上にはんだを供給する流動体供給装置１００の動作を説明し、その後に流動体塗布装置１５０の全体動作を説明する。

［流動体供給装置の動作］
コントローラ１３３から、図３〜図７に示すモータ１２２のドライバに、はんだを供給する旨の制御信号が出力され、モータ１２２が回転する。これにより駆動プーリ１２３が回転し、駆動プーリ１２３の回転に連動して上下駆動プーリ１２６も回転し、容器が下方へ移動される。これにより、ピストン１０６が相対的に容器内で上方へ移動する。駆動プーリ１２３の回転に連動して、回転駆動プーリ１２５も回転するので、下方へ移動される容器は、回転駆動プーリ１２５により回転されながら下方へ移動する。従ってピストン１０６は、相対的に容器内で回転しながら上方へ移動する。これにより、容器内のはんだが圧力を受け、ピストン１０６の貫通孔１０６ｄを介してはんだが供給される。はんだは、図２で示すスキージ機構１７０のスキージ１７１及び１７２の間に供給される。

また、容器とピストン１０６とが相対的に回転しながら、容器内にピストン１０６が挿入されることにより、ピストン１０６の容器に対する抵抗が小さくなる。従って、モータ１２２として例えば出力が小さい小型のモータが用いられても、確実にピストン１０６を容器内に挿入することができる。これにより駆動機構１０３を小型にすることができ、かつ、確実にはんだを供給することができる。

また本実施形態では、はんだを他の容器に移し替えることなく、容器をそのまま用いることができる。これにより、流動体を塗布する際の作業性が向上する。また、はんだを移し変える際に用いられるへら等に付着したはんだは廃棄されるが、そのようなはんだの廃棄がないので、はんだの廃棄量を低減させることができる。

図１６は、容器内に挿入されたピストン１０６及びシール部材１０７を示す模式的な断面図である。一般的に容器３０の内部形状は、底に向かって開口面積が小さくなるような形状となっている。つまり、ピストン１０６が挿入されるにつれて、容器３０の内部の径は徐々に小さくなる。

ピストン１０６の端部１０６ａに設けられたシール部材１０７は、テーパ状の外周面１１０を有している。この外周面１１０は弾性を有しているので、径が小さくなる容器３０の内部形状に追従するように、外周面１１０が変形する。これにより、容器３０内のはんだ３１を十分にかき出し吐出させることができる。

このようなシール部材１０７が設けられるとピストン１０６の容器３０に対する抵抗は大きくなる場合がある。しかしながら、本実施形態の流動体供給装置１００では、ピストン１０６の容器３０に対する抵抗が小さいので、ピストン１０６の端部１０６ａに上記のようなシール部材１０７を設けることができる。

コントローラ１３３からモータ１２２のドライバに、はんだの供給を停止させる旨の制御信号が出力されると、モータ１２２のドライバは、モータ１２２が先ほどと逆の方向に回転するようにモータ１２２を駆動する。駆動プーリ１２３も逆回転し、これに連動して上下駆動プーリ１２６及び回転駆動プーリ１２５も逆回転する。これにより、相対的にピストン１０６と容器とが先ほどと逆回転しながら、ピストン１０６が容器から抜ける方向へ移動する。ピストン１０６が容器から抜ける方向へ移動すると、容器内のはんだが受ける圧力は小さくなる。

はんだがピストン１０６により圧力を受けてから、ノズル１１３から吐出されるまでには時間がかかる。従って、例えばピストン１０６が挿入される距離を多めに設定し、所期の供給量ではんだの吐出が停止されるタイミングに合わせてモータ１２２を逆回転させる。これにより、はんだの吐出にかかる時間を短縮することができる。このように、モータ１２２を駆動しピストン１０６を上下に移動させることで、はんだの吐出量を調整することができる。上述のように、ピストン１０６が移動する際の、ピストン１０６の容器に対する抵抗は小さいので、簡単にピストン１０６を上記のように移動させることができる。

また、コントローラ１３３が、はんだの供給を停止させる旨の制御信号を開閉機構１１４のドライバに出力すると、開閉機構１１４が駆動される。そうすると、所期のタイミングに合わせて、一対の開閉部材１１５ａ及び１１５ｂ（図９参照）によりノズル１１３が挟み込まれ、ノズル１１３の内部流路が閉じられる。これにより、吐出されたはんだがノズル１１３から分離される。

流動体塗布装置１５０の全体動作を説明する。図１５は、流動体塗布装置１５０の動作を示すフローチャートである。ステージ移動機構２２が駆動され、このステージ移動機構２２により、ステージ機構２１が図２に示すカメラ部４側に設けられた基板搬入部２９の方へ移動される。ステージ機構２１の搬送ベルト２３が駆動され、これにより基板搬入部２９から搬送ベルト２３に基板２が搬入される。その後、ステージ移動機構２２がステージ機構２１を所定の位置まで移動させると共に、搬送ベルト２３により基板２が吸着ブロック機構２４の上方の位置に移動される（ステップ１０１）。

吸着ブロック機構２４が上昇し基板２が保持される。吸着ブロック機構２４は図示しない真空ポンプに接続され、この真空ポンプが作動することで、基板２が吸着ブロック機構２４に吸着保持される。基板２は、吸着ブロック機構２４により搬送ベルト２３よりも上方に持ち上げられる。この際、図示しない基板固定部により基板２が固定され、基板２が吸着ブロック機構２４により押圧されることで、基板２のたわみや反りが矯正されてもよい。

吸着ブロック機構２４に保持された基板２の上方にカメラ部４が移動し、カメラ部４により基板２のアライメントマークが認識される（ステップ１０２）。このアライメントマークの位置情報がコントローラ１３３に送信され、この位置情報に基づいて、ステージ移動機構２２がステージ機構２１の位置を修正する。ステージ機構２１の位置が修正されると、ステージ移動機構２２のエアシリンダ２６が作動し、ステージ機構２１が上方へ移動される。ステージ移動機構２２のストッパ２７がステージ機構２１に当接し、基板２がスクリーン１の下面に当接される位置で、ステージ機構２１が停止する（ステップ１０３）。

本実施形態では、基板２がスクリーン１の下面に当接するように、ステージ機構２１が移動される。しかしながら、基板２がスクリーン１に対して間隔を開けて配置されるように、ステージ機構２１が移動されてもよい。この場合、例えばスクリーン１の下面にニードルノズル等が設けられることで、部品が実装された基板にニードルノズルを介してはんだを供給することができる。

コントローラ１３３によりエアシリンダ１７３及び１７４が駆動され、スキージ１７１及び１７２の一方が上方に移動され、他方はスクリーン１に当接される。そしてコントローラ１３３によりその駆動が制御されたスキージ機構１７０及び流動体供給装置１００が一体となって移動される。これによりスクリーン１上にはんだが塗布され、基板２上に所定のはんだパターンが印刷される（ステップ１０４）。

スキージ機構１７０が、図２で見て右側から左側へ移動する際には、スキージ１７２は上方に移動され、スキージ１７１がスクリーン１に当接される。そしてスキージ１７１によりはんだが塗布される。スキージ機構１７０が、図２でみて左側から右側へ移動する際には、スキージ１７１は上方へ移動され、スキージ１７２が下方へ移動されてスクリーン１に当接される。このスキージ１７２によりはんだが塗布される。

図１７は、スキージ１７１によりはんだが塗布される際の、はんだの動きを模式的に示した上面図である。図１７に示す破線の矢印の方向へスキージ１７１が移動すると、はんだはその方向にローリングされながらメインスキージ１７１ａによりスクリーン１上に移動される。この際、メインスキージ１７１ａの両端１７８ａの外側に、はんだがもれる場合がある（図１７に示す実線の矢印）。しかしながら、メインスキージ１７１ａの両端１７８ａには一対のサブスキージ１７１ｂが設けられており、このサブスキージ１７１ｂにより、横漏れしたはんだがメインスキージ１７１ａの背面側の中央に集められる。集められたはんだは、例えばスキージ機構１７０の移動方向が逆になった際に、スキージ１７１と逆のスキージ１７２により、スクリーン１上に塗布される。これにより、メインスキージ１７１ａからもれたはんだを有効に再利用することができ、はんだの廃棄量を低減させることができる。

また本実施形態では、流動体供給装置１００の小型化を実現することができるので、上記のように流動体供給装置１００とスキージ機構１７０とを一体的に移動させる移動機構を容易に実現することができる。流動体供給装置１００とスキージ機構１７０とが一体的に移動することで、はんだが塗布される際に効率よくはんだを供給することができる。また、スキージ１７１及び１７２の間に、はんだを供給することができるので、スキージ機構１７０のストロークを大きくすることなく効率よくはんだが塗布される。

本実施形態の流動体塗布装置１５０では、はんだが印刷される際に、温度調節ユニット１３４により、流動体塗布装置１５０が設置される室内の温度が調節される（ステップ１０５）。図１４に示すように、はんだ温度検知センサ１３６がはんだの表面の温度を測定し、その温度情報がコントローラ１３３に送信される。コントローラ１３３は、受信した温度情報に基づいて、室内の温度が高いと判断した場合、温度調節器１３５に空冷指令を出し室内の温度を下げる（ステップ１０６）。室内の温度が正常と判断した場合には、室内の温度は調節されない。このようにはんだ表面の温度を監視し、ローリングされて上昇したはんだ表面の温度に応じて、室内の温度が調整される。これにより、より精密なはんだの温度制御が可能となる。

また、はんだが印刷されている際に、ローリング径検知センサ１３７により、ローリング径が計測される（ステップ１０７）。そして、ローリング径が予め設定された基準を下回ったときに、その情報がローリング径情報としてコントローラ１３３に送信される。これにより、はんだが印刷される際の、はんだのローンリング径が監視される。ローリング径検知センサ１３７により、はんだが塗布されている間、常にはんだのローリング径が計測されてもよいし、所定のタイミングで計測されてもよい。

基板２へのはんだ印刷が完了すると、まずステージ移動機構２２によりステージ機構２１が下方へ移動され、基板２がステージ機構２１の搬送ベルト２３上に配置される。基板２は搬送ベルト２３により移動され、またステージ機構２１もステージ移動機構２２により、図２に示すクリーニング部５側に設けられた基板搬出部３２の方へ移動される。搬送ベルト２３から基板搬出部３２に基板２が移動され、基板搬出部３２により基板２が流動体塗布装置１５０の外部へ搬出される（ステップ１０８）。

本実施形態では、ステップ１０８で基板２が搬出される際に、コントローラ１３３に送信されたローリン径情報に基づいてはんだの供給が行われる（ステップ１０９）。図１４に示すように、ローリング径情報を受信したコントローラ１３３は、スクリーン１上のはんだの量が不足していると判断し、モータ１２２にはんだ供給指令を出しはんだを供給させる（ステップ１１０）。ローリング径検知センサ１３７からローリング径情報が送信されない場合は、スクリーン１上に必要な量のはんだがあると判断され、はんだは供給されない。

このように、はんだのローリング径が監視され、スクリーン１上に必要な量のはんだが供給されることで、はんだのローリング径が一定になる。そうするとスクリーン１のパターン孔に充填されるはんだの量が安定しはんだの印刷品質が向上する。また本実施形態では、基板２にはんだが印刷されている途中ではなくて、基板２が排出される際にはんだが供給されるので作業時間を短縮することができる。

図１５に示すように、スクリーン１上のはんだの量が不足していると判断され、はんだが供給される際に、モータ１２２により、容器内のはんだの量が検知される（ステップ１１１）。容器内のはんだの量は、容器に対するピストン１０６の挿入量により定まるので、ピストン１０６の挿入量がはんだ量情報として検知される。ピストン１０６の挿入量は、例えばモータ１２２としてサーボモータが用いられ、モータ１２２のパルス数やエンコーダ値の情報により検知される。このはんだ量情報に基づいて、図１４に示すように、モータ１２２からコントローラ１３３にケース交換信号が送信される。

ステップ１１２に示すように、コントローラ１３３がケース交換信号を受信し、容器内のはんだ量が不足していると判断した場合は、例えばブザーやディスプレイ等の表示によりそのことが知らされる。これにより、基板２が搬送された後に、手作業により容器が交換される（ステップ１１３）。モータ１２２からケース交換信号が送信されない場合は、容器内に十分の量のはんだがあると判断され、ブザーやディスプレイ等の表示は行われない。

なお、流動体塗布装置１５０を動作させるプログラム上では、ステップ１０１〜１０９が実行され、ステップ１０９でローリング径が不足と判断された後に、初めて流動体供給装置１００によりはんだが供給される。

本実施形態では、はんだの供給は駆動機構１０３により自動的に行われ、容器の交換は手動で行われる。従って流動体塗布装置１５０が停止するのは、主に容器が交換されるときであり、はんだが供給されるときには停止されない。これにより、流動体塗布装置１５０による作業時間が短縮される。また流動体塗布装置１５０の内部が外部にさらされるのも、主にケース交換のときなので、スクリーン１や基板２に異物が付着することを抑えることができる。

本実施形態では、流動体としてはんだが用いられた。しかしながら、流動体としてフラックス、ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）、ＮＣＰ（Non-Conductive Paste）、又は銅等の導電性ペースト等が用いられてもよい。

＜変形例＞
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。

例えば図１８は、流動体塗布装置１５０の駆動機構１０３の変形例を示した斜視図である。この駆動機構１０３では、モータの回転軸に設けられた駆動プーリ１２３と回転駆動プーリ１２５の２つがベルト１２４により接続されている。回転駆動プーリ１２５は、第１のプーリ１２５ａと第２のプーリ１２５ｂとを有しており、第１のプーリ１２５ａと駆動プーリ１２３とがベルト１２４を介して接続されている。これにより、駆動プーリ１２３と回転駆動プーリ１２５とが連動して回転する。

第１のプーリ１２５ａと第２のプーリ１２５ｂは共通の回転軸１２７を有しており、回転軸１２７は容器支持部１０４に接続されている。第２のプーリ１２５ｂの歯と、上下駆動プーリ１２６の歯は噛み合っており、これにより、回転駆動プーリ１２５と上下駆動プーリ１２６とが連動して回転する。上下駆動プーリ１２６は、上記した送りネジ１２９を回転軸として回転する。

このように、モータにより各プーリ１２３、１２５及び１２６が連動して回転するのであれば、各プーリ１２３、１２５及び１２６の構成は適宜設定されてよい。また駆動機構１０３として用いられるモータやプーリの数も限定されない。本実施形態では、１つのモータで各プーリ１２３、１２５及び１２６を回転させるので、駆動機構１０３の小型化に有利である。

あるいは、駆動機構１０３として、このようなベルト駆動ではなく、複数のギアにより駆動される構成でもよい。

上記で説明した実施形態では、容器支持部及び容器が回転する。しかしながら、支持ブロックに回転しないように容器支持部が固定され、ピストン支持部に支持されたピストンが回転してもよい。このような構成の流動体供給装置が用いられても、上記で説明した実施形態と同様の効果が得られる。

また、流動体供給装置又はスキージ機構に、容器からのはんだの吐出を検知する吐出センサが設けられてもよい。例えば図４に示すスキージ１７１にレーザ出射部が設けられ、スキージ１７２にレーザ入射部が設けられる。そしてスキージ１７１及び１７２の間にレーザが照射されることで、はんだの吐出が検知される。

例えば、購入した容器の中には空気が入っていることがある。その容器が初めて流動体供給装置に装着された場合、モータが回転しても、上記空気が排出されるだけで、はんだが吐出されない場合がある。従って、容器が初めて装着された際に、スクリーン上の所定の位置においてモータが回転し、吐出センサによりはんだの吐出が確認される。これにより、流動体供給装置が作動した際に、はんだが確実に供給される。

上記で説明した流動体塗布装置１５０の変形例として、スキージブロックを備えるものも考えられる。上記の流動体供給装置１００により、このスキージブロックにはんだが供給される。

１…スクリーン
２…基板
３０…容器
１００…流動体供給装置
１０２…ピストン支持部
１０３…駆動機構
１０４…容器支持部
１０６…ピストン
１０６ｄ…貫通孔
１０６ａ…ピストンの端部
１０７…シール部材
１１０…シール部材の外周面
１１３…ノズル
１１４…開閉機構
１１５ａ、１１５ｂ…開閉部材
１１６…吐出端部
１１６ａ…テーパ面
１１６ｂ…内部流路
１１９ａ、１１９ｂ…押圧端部
１２２…モータ
１２３…駆動プーリ
１２４…ベルト
１２５…回転駆動プーリ
１２６…上下駆動プーリ
１２７…回転駆動プーリの回転軸
１２９…送りネジ
１３０…フレーム
１５０…流動体塗布装置
１７０…スキージ機構
１７１、１７２…スキージ

Claims (6)

1. 貫通孔を有するピストンと、
   前記ピストンを支持するピストン支持部と、
   流動体が収容された容器を支持することが可能な容器支持部と、
   前記ピストンの前記貫通孔を介して前記容器から前記流動体を吐出させるために前記容器内に前記ピストンが挿入されるように、かつ、前記流動体の吐出量を調整するために前記容器から前記ピストンが相対的に抜ける方向へ移動するように、前記容器支持部及び前記ピストン支持部のうち少なくとも一方を駆動する駆動機構と
   を具備する流動体供給装置。
2. 請求項１に記載の流動体供給装置であって、
   前記ピストンは、前記ピストンの端部に設けられ、前記ピストンが挿入される方向に向けて外周の径が大きくなるテーパ状の外周面を有するシール部材を含む流動体供給装置。
3. 請求項１または２に記載の流動体供給装置であって、
   前記流動体がはんだである流動体供給装置。
4. 貫通孔を有するピストンと、前記ピストンを支持するピストン支持部と、流動体が収容された容器を支持することが可能な容器支持部と、前記ピストンの前記貫通孔を介して前記容器から前記流動体を吐出させるために、前記容器内に前記ピストンが挿入されるように前記容器及び前記ピストンの少なくとも一方を駆動することが可能な駆動機構とを備えた流動体供給装置を用い、予め設定された流動体の供給量に対応する前記ピストンの前記容器内への挿入距離である設定挿入距離より大きい挿入距離となるように、前記駆動機構により前記ピストンを相対的に前記容器内へ挿入させることで、前記流動体を吐出させ、
   前記流動体供給装置を用い、前記設定挿入距離に対応する供給量で前記流動体の吐出が停止されるように、前記吐出が停止される前に、前記駆動機構により前記容器から前記ピストンが相対的に抜ける方向に、前記容器及び前記ピストンの少なくとも一方を駆動する
   流動体供給方法。
5. 貫通孔を有するピストンと、前記ピストンを支持するピストン支持部と、流動体が収容された容器を支持することが可能な容器支持部と、前記容器及び前記ピストンの少なくとも一方を駆動して前記容器から前記流動体を吐出させる駆動機構とを備えた流動体供給装置を用い、前記容器内に前記ピストンが挿入されるように前記容器及び前記ピストンの少なくとも一方を駆動することにより、前記ピストンの前記貫通孔を介して前記容器から前記流動体を吐出させ、
   前記流動体の吐出が停止される前に、前記容器から前記ピストンが相対的に抜ける方向に前記容器支持部及び前記ピストン支持部のうち少なくとも一方を駆動する
   流動体供給方法。
6. 請求項４または５に記載の流動体供給方法であって、
   前記流動体がはんだである流動体供給方法。

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