(57)【要約】【課題】ノズルの吐出停止後の液切れ性を高めるとともに、吐出停止後の液だれや空気の進入を抑制することができる液体定量吐出装置を提供すること。【解決手段】液体定量吐出装置１は、ディスペンサ１４のシリンジ３に接続される空気圧回路を備える。シリンジ３には、負圧用開閉弁７、負圧圧力制御弁９、逆止弁８を介して負圧発生装置５に接続され、管路２５には負圧が蓄積される。また、加圧用開閉弁６、加圧用圧力制御弁１１を介して空気圧源装置４に接続されている。液体の吐出時には加圧用開閉弁６が開放されシリンジ３内が加圧され、吐出が終了すると、負圧用開閉弁７が代わって開放され、シリンジ３が管路２５に蓄積された負圧により瞬時に負圧にされる。【選択図】      図１
2006192371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから吐出する液体を貯留するシリンジと、
当該シリンジに液体吐出用の加圧力を付与する空気圧源装置と、
前記シリンジに液体保持用の負圧を付与する負圧発生装置と、
前記シリンジと前記空気圧源装置との間に配設された管路を開閉する加圧用開閉弁と、
前記シリンジと前記負圧発生装置との間に配設された管路を開閉する負圧用開閉弁と、
前記負圧発生装置と前記負圧用開閉弁の間の管路に配置され、当該負圧用開閉弁側の管路の負圧を維持する逆止弁とを備え、
前記負圧用開閉弁と前記逆止弁との間の管路の圧力を所定圧力以下の負圧に維持することを特徴とする液体定量吐出装置。
【請求項２】
前記負圧用開閉弁に接続された管路と前記加圧用開閉弁に接続された管路とが連通されたことを特徴とする請求項１に記載の液体定量吐出装置。
【請求項３】
前記負圧用開閉弁と前記逆止弁との間に、負圧用圧力制御弁を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体定量吐出装置。
【請求項４】
前記加圧用開閉弁と前記空気圧源装置との間に加圧用圧力制御弁を備え、
前記加圧用圧力制御弁は電空レギュレータから構成されたことを特徴とする請求項３に記載の液体定量吐出装置。
【請求項５】
前記負圧用圧力制御弁は電空レギュレータから構成されたことを特徴とする請求項４に記載の液体定量吐出装置。
【請求項６】
前記負圧用圧力制御弁と前記逆止弁との間の管路に負圧検出装置を備え、
前記負圧発生装置は、当該負圧検出装置の検出する圧力の値に応じて制御されることを特徴とする請求項３に記載の液体定量吐出装置。
【請求項７】
前記負圧発生装置は、エジェクタ式真空発生器を備えて構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の液体定量吐出装置。
【請求項８】
前記負圧用開閉弁と及び前記加圧用開閉弁とのいずれにも連通されたシリンジ側の管路にシリンジ圧力検出装置が設けられたことを特徴とする請求項２乃至請求項７に記載の液体定量吐出装置。
【請求項９】
前記負圧用開閉弁と及び前記加圧用開閉弁とのいずれにも連通されたシリンジ側の管路に大気に解放する残圧用開閉弁が設けられたことを特徴とする請求項２乃至請求項８に記載の液体定量吐出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液体定量吐出装置の制御方法であって
制御装置が、
前記負圧発生装置を作動させて前記負圧用開閉弁と前記逆止弁との間の管路の圧力を所定圧力以下の負圧にするアキュームのステップと、
加圧用開閉弁を開放し、かつ負圧用開閉弁を閉止してシリンジを加圧しながら液体を吐出させる吐出のステップと、
前記吐出のステップが終了した時点で、加圧用開閉弁を閉止し、かつ負圧用開閉弁を開放してシリンジに負圧を付与する負圧付与のステップと
を実行することを特徴とする液体定量吐出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンダフィリング等の目的で液体を高い精度で定量吐出できる液体定量吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化薄型化の要求から、半導体チップ自体も小型化薄型化が要求されＣＳＰ(Chip Scale Package)が提案されてきた。また、半導体チップなどを基板に実装する場合にも、例えばピンのないＢＧＡ(Ball Grid Array )タイプ等の半導体チップのように下面をハンダボールなどで基板に固定するとともに、併せて電気的な接続をする場合がある。このようなタイプのものでは半導体チップを基板にほぼ密着した状態とすることができ、その厚みを小さくできた。また、外部との接点数もフリップ側に面状に配置できるため、多くの接点を密集できチップが大幅に小さくできた。しかしながら、高速演算処理の為、チップの温度が上昇し、接合部へ応力集中してしまうことから接続されたハンダボールの接続が不良となる場合も考えられる。一方、接合部にほこりや気体、液体等が進入し、接続部分の劣化やショートなどを引き起こすおそれもある。そのため、ディスペンサのノズルから吐出される接着材など（アンダフィル材）でこの間隙を充填するアンダフィリングがおこなわれている。
【０００３】
このアンダフィリングは、接着材の供給が少ないと十分に間隙に行き渡らず接着力の不足を生じたり、接合部にほこりや気体、液体等が進入し、接続部分の劣化やショートなどを引き起こしたりするおそれがある。一方、接着材の供給量が多すぎれば、充填すべき空間から溢れ出し、基板の予定しない部分に付着し、製品を損なうことがある。そのため、その吐出量は厳密にコントロールする必要がある。また、接着材は、用途により粘度が異なり、さらに温度によっても粘度が異なる。このとき、ディスペンサのノズルから液だれがあったりすれば、基板に予定しない接着材を付着させたり、規定量より多い接着材の過剰供給となる。一方、ノズルの先端から空気がノズル内に進入したりすると、接着材の供給不足を招くばかりか、クラックの原因となる気泡を生じることがある。そのため、シリンジ内の圧力を調整してこのような液だれや気泡を防止する必要があった。
【０００４】
このような背景の下、特許文献１に記載されたような液体吐出装置及び液体吐出方法が提案された。この液体吐出装置では、図４に示すように、シリンジ１０１と、そこに加圧力を供給する加圧気体供給手段１０２と、シリンジ１０１に液体保持用の負圧力を供給する負圧供給手段１０４と、これらの加圧気体供給手段１０２，負圧供給手段１０４をシリンジ１０１に選択的に連通させる二位置切換弁１０３とを備える。また、シリンジ１０１に、二位置切換弁１０３に並列配置した排圧切換弁１０８を介して吸圧手段１０９を接続したものである。そして、液体の吐出停止と同時に、シリンジ１０１の内圧の吸出しと、シリンジ１０１内への液体保持用負圧力の供給とを開始し、シリンジ１０１の内圧が所要の値まで低下したときに、シリンジ内圧の吸出しを停止することを特徴とする液体吐出方法である。この液体吐出装置及び液体吐出方法によれば、液体の吐出停止時の液切れ性を高めるとともに、吐出停止後の液垂れを防止し、さらに、吐出サイクルのサイクルタイムを短縮して作業能率を高めることができた。
【特許文献１】特開平１１−２９０７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シリンジ１０１の液体の吐出のために加圧した後、シリンジ１０１の吐出停止後の液切れ性を高めるとともに、吐出停止後の液だれを防止するためには、瞬時に圧力を変化させる必要がある。特許文献１の発明では、液体の吐出停止と同時に、シリンジ１０１の内圧の吸出しと、シリンジ１０１内への液体保持用負圧力の供給を負圧供給手段４により開始しても、正圧から負圧にするには一定の時間がかかる。そのため、吐出停止後に直ちに負圧をかけても遅れがでるおそれがあるという問題があった。
【０００６】
一方、過剰な負圧はノズルへ空気の進入を引き起こすおそれがあるという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑み、ノズルの吐出停止後の液切れ性を高めるとともに、吐出停止後の液だれや空気の進入を抑制することができる液体定量吐出装置及び液体定量吐出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の液体定量吐出装置では、ノズルから吐出する液体を貯留するシリンジと、当該シリンジに液体吐出用の加圧力を付与する空気圧源装置と、前記シリンジに液体保持用の負圧を付与する負圧発生装置と、前記シリンジと前記空気圧源装置との間に配設された管路を開閉する加圧用開閉弁と、前記シリンジと前記負圧発生装置との間に配設された管路を開閉する負圧用開閉弁と、前記負圧発生装置と前記負圧用開閉弁の間の管路に配置され、当該負圧用開閉弁側の管路の負圧を維持する逆止弁とを備え、前記負圧用開閉弁と前記逆止弁との間の管路の圧力を所定圧力以下の負圧に維持することを要旨とする。
【０００８】
この発明では、負圧発生装置を備え、ここで発生させた負圧を負圧用開閉弁と逆止弁との間の管路においてその圧力を所定圧力以下の負圧に維持することができる。そのため、負圧用開閉弁を開放するだけで直ちにシリンジに負圧を付与できるという効果がある。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の液体定量吐出装置において、前記負圧用開閉弁に接続された管路と前記加圧用開閉弁に接続された管路とが連通されたことを要旨とする。
【００１０】
この発明では、負圧用開閉弁と逆止弁との間の管路において維持している負圧により、加圧用開閉弁に接続された管路をも瞬時に負圧とすることができるという効果がある。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の液体定量吐出装置において、前記負圧用開閉弁と前記逆止弁との間に、負圧用圧力制御弁を備えたことを要旨とする。
【００１１】
この発明では、負圧用開閉弁と前記逆止弁との間に維持される負圧を調整することで、この負圧用圧力制御弁と逆止弁との間にアキューム効果で強い負圧が生じていても、負圧用圧力制御弁により過剰な負圧を抑制し負圧用開閉弁側の圧力を適正なものとすることができる。そのため、シリンジに適正な負圧を瞬時に付与することができるという効果がある。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の液体定量吐出装置において、前記加圧用開閉弁と前記空気圧源装置との間に加圧用圧力制御弁を備え、前記加圧用圧力制御弁は電空レギュレータから構成されたことを要旨とする。
【００１３】
この発明では、シリンジが液体を吐出する場合の加圧を適正なものとすることができ、過剰な圧力による液体の過剰供給などを有効に抑制することができるという効果がある。
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の液体定量吐出装置において、前記負圧用圧力制御弁は電空レギュレータから構成されたことを要旨とする。
【００１４】
この発明では、電空レギュレータにより負圧を制御するため、電圧制御による自動制御で負圧を精密に制御することができるという効果がある。
請求項６に記載の発明では、請求項３に記載の液体定量吐出装置において、前記負圧用圧力制御弁と前記逆止弁との間の管路に負圧検出装置を備え、前記負圧発生装置は、当該負圧検出装置の検出する圧力の値に応じて制御されることを要旨とする。
【００１５】
この発明では、前記負圧用圧力制御弁と前記逆止弁との間の管路において維持される負圧を直接監視し、必要に応じて負圧発生装置に負圧を発生させることができるため、効率的な制御ができるという効果がある。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、請求項１乃至請求項６に記載の液体定量吐出装置において、前記負圧発生装置は、エジェクタ式真空発生器を備えて構成されることを要旨とする。
この発明では、負圧発生装置が、コンパクトで効率の高いエジェクタ式真空発生器を備えて構成されるため、液体定量吐出装置自体をコンパクトに構成できるという効果がある。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、請求項２乃至請求項７に記載の液体定量吐出装置において、前記負圧用開閉弁と及び前記加圧用開閉弁とのいずれにも連通されたシリンジ３側の管路にシリンジ圧力検出装置が設けられたことを要旨とする。
【００１８】
この発明では、シリンジに最終的にかかる圧力が測定できるため、スクリュー式のディスペンスポンプ１５の場合、所望の圧力に到達してからスクリューを回転開始できるため、より精密な吐出制御を可能とすることができるという効果がある。
【００１９】
請求項９に記載の発明では、請求項２乃至請求項８に記載の液体定量吐出装置において、前記負圧用開閉弁と及び前記加圧用開閉弁とのいずれにも連通されたシリンジ側の管路に大気に解放する残圧用開閉弁が設けられたことを要旨とする。
【００２０】
この発明では、必要に応じて、シリンジの圧力を直ちに常圧に戻すことができるため、液体の補充や交換、各種メンテナンスが容易にできるという効果がある。
請求項１０に記載の発明では、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液体定量吐出装置の制御方法であって、制御装置が、前記負圧発生装置を作動させて前記負圧用開閉弁と前記逆止弁との間の管路の圧力を所定圧力以下の負圧にするアキュームのステップと、加圧用開閉弁を開放し、かつ負圧用開閉弁を閉止してシリンジを加圧しながら液体を吐出させる吐出のステップと、前記吐出のステップが終了した時点で、加圧用開閉弁を閉止し、かつ負圧用開閉弁を開放してシリンジに負圧を付与する負圧付与のステップとを実行する液体定量吐出装置の制御方法を要旨とする。
【００２１】
この発明では、液体を効率的に吐出するのに必要なシリンジへの加圧が終了後、直ちにシリンジに対して負圧を付与できるため、シリンジの吐出停止後の液切れ性を高めるとともに、吐出停止後の液だれや空気の進入を抑制することができるという効果がある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ノズルの吐出停止後の液切れ性を高めるとともに、吐出停止後の液だれや空気の進入を抑制することができる液体定量吐出装置及びその制御方法を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した液体定量吐出装置１を備えたディスペンス装置によるアンダフィリングの一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態のディスペンス装置における液体定量吐出装置１を示す実体図である。図２は、液体定量吐出装置１の空気圧回路の空気圧回路図である。
（ディスペンス装置）ディスペンス装置は、ワークＷにアンダフィル材である接着材ＡＬを供給するディスペンサ１４と、このディスペンサ１４に所定の空気圧を付与する空気圧回路２とからなる液体定量吐出装置１を備える。その外、図示しない接着材ＡＬの粘度をコントロールするための熱を付与するヒータユニット、ディスペンサ１４をワークＷまで移動するガントリーロボット、ワークＷを搬送する搬送コンベア等を備える。
【００２５】
ディスペンサ１４は、シリンジ３と、ディスペンスポンプ１５を備える。ディスペンスポンプ１５は、駆動モータを備えた塗布ポンプ本体１５ａ、スクリューポンプを備えたノズル１５ｂのほか、予熱装置、塗布量を検出するためのエンコーダ、駆動モータを回転させる駆動回路を備える。そして、制御装置１７からの制御信号に従って駆動モータを駆動して、所定量の接着材ＡＬをワークＷに塗布する。
【００２６】
本実施形態では、スクリューポンプを備えているため、比較的シリンジ内の圧力変化には影響を受けにくいといえるが、基本的には、接着材ＡＬの吐出時は、シリンジ内を正圧にし、吐出終了後直ちに負圧とする。吐出終了後もシリンジ内を正圧にしておけば、ノズルからの接着材ＡＬの液だれが生じ、ワークＷを損なうことがある。そこで、本実施形態では、接着材ＡＬの吐出終了後は直ちに所定の負圧をかけることでシリンジ３の吐出停止後の液切れ性を高めるとともに、吐出停止後の液だれや空気の進入を抑制している。但し、過大な負圧は、ノズル内への空気の進入を許し、接着材ＡＬの吐出量の不足や、ワーク内での気泡の発生を生じさせることがあるので、シリンジ内へ負圧をかける場合のタイミング、圧力設定、経過時間は厳密に制御される必要がある。
【００２７】
なお、本実施形態では、原点位置に密栓（図示略）が配置されており、待機状態のディスペンサ１４のノズルは、この密栓に当接され、先端部が蓋止される。この場合は、シリンジ３内の圧力は大気圧とされる。
【００２８】
（シリンジ及び周辺）図１に示すように、液体定量吐出装置１は、ディスペンサ１４のシリンジ３内の圧力を調整する空気圧回路２を備え、複数の管路２１〜２６により種々の機器を接続して構成されている。
【００２９】
（空気圧回路２）以下、空気圧回路２について説明する。空気圧回路２の管路２１には、シリンジ３に液体吐出用の加圧力を付与する空気圧源装置４が連結されている。管路２１には、加圧用圧力制御弁１１が接続されている。加圧用圧力制御弁１１の他のポートに接続された管路２２には、加圧用開閉弁６が接続され、管路２３を介してシリンジ３に接続される。
【００３０】
また、この空気圧源装置４には、負圧発生装置５の負圧発生用開閉弁１６にも異なる管路を介して接続され、この負圧発生用開閉弁１６を開放することで、負圧発生装置５内に高圧空気を流して負圧を発生させる。この負圧発生装置５で発生した負圧は、ここに接続された管路２４から、逆止弁８を介して管路２５の空気を排出して負圧を付与する。この管路２５の負圧はここに設けられた負圧検出装置１０により検出される。また、管路２５の他端には負圧用圧力制御弁９が接続され、さらに負圧用圧力制御弁９の他のポートに接続された管路２６を介して負圧用開閉弁７に接続される。負圧用開閉弁７は、加圧用開閉弁６が接続されている管路２３に接続される。さらに、この管路２３には、大気に解放する残圧用開閉弁１３が接続されている。つまり、シリンジ３、加圧用開閉弁６、負圧用開閉弁７、残圧用開閉弁１３は、管路２３を介して相互に連通している。そして、この管路２３にはシリンジ圧力検出装置１２が接続され、管路２３の圧力、即ちここに連通したシリンジ３の圧力が検出されている。
【００３１】
そして、センサとしても負圧検出装置１０、シリンジ圧力検出装置１２、アクチュエータとしての加圧用開閉弁６、負圧用開閉弁７、負圧用圧力制御弁９、加圧用圧力制御弁１１、残圧用開閉弁１３、負圧発生用開閉弁１６は、制御装置１７に、所定のインタフェイスを介して接続されている。
【００３２】
制御装置１７は、周知のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤを備えたコンピュータから構成されており、ＨＤＤに記憶されたプログラムに基づき入力されたセンサからの信号を処理し、アクチュエータを作動させ本実施形態の液体定量吐出装置の制御方法を実行する。
【００３３】
次に、これらの機器について、図２の空気圧回路図に沿って詳細に説明する。
空気圧源装置４は、たとえば、ディスペンス装置外の工場内などに設置されたコンプレッサ４１により構成され、空気を圧縮して高圧の空気を生成する。なお、図示しない空気タンクに蓄積され、圧縮空気が冷却されたり、ドレンが分離されたり、圧力変動や脈動が抑制される。また、メインラインフィルタやドライヤで圧縮空気中の不純物が除去される。
【００３４】
続いて、ディスペンス装置の接続される工場内の空気配管の使用端近傍にはＦＲＬ（Filter, Regulator, Lubricator ）ユニット４２に接続される。なお、本実施形態のＦＲＬユニット４２では、ディスペンス装置が無給油機器で構成されているため、ルブリケータはなく、圧力計と、リリーフ付き減圧弁であるレギュレータ、手動ドレン排出機付きフィルタにより構成されるフィルタからなる。
【００３５】
そして、圧力スイッチ付きセンサ４３により空気圧が監視され、ＦＲＬユニット４２のレギュレータにより概ね、０．５〜０．７ＭＰａに調整される。手動排出のオイルミストセパレータ４４で空気中のオイルミストが除去される。この空気圧源装置４は、デテント固定のレバー操作による３ポート２位置弁からなる開閉弁４５を備え、使用時には、レバー操作で位置を切り替え接続端と連通させて圧縮空気を通過させるとともに、レバーを戻す操作で、圧縮空気の管路を閉鎖するとともに、この使用端の残圧を大気に解放する。この際の音は消音器により消音されている。
【００３６】
この空気圧源装置４には、接続端が２つ設けられており、一方の接続端にはレギュレータ４６が接続され、概ね０．４ＭＰａに減圧される、また、他の接続端には、レギュレータ４７が接続され、およそ０．２ＭＰａにまで減圧される。
【００３７】
０．４ＭＰａに減圧された使用端には、液体定量吐出装置１の空気圧回路２の負圧発生用開閉弁１６が接続されている。この負圧発生用開閉弁１６は、電磁パイロット操作可能なノーマルクローズ３ポート２位置弁から構成される。この負圧発生用開閉弁１６を制御装置１７（図１）による電磁操作で開放すると、圧縮された空気が負圧発生装置５に流入する。
【００３８】
負圧発生装置５は、本実施形態では、エジェクタ式真空発生器により構成されている。このエジェクタ式真空発生器は、流入された圧縮空気がノズルから噴出されることで流体の圧力エネルギーを運動エネルギーに変換し、空気の流速が高められる。その空気をディフューザに通過させることで負圧を発生させるものである。ディフューザを通過した空気は、消音器を介して大気に解放される。
【００３９】
負圧発生装置５により発生された負圧は、負圧発生装置５の所定のポートに接続された管路２４内の圧力を低下させる。管路２４の他端には逆止弁８が設けられている。逆止弁８の他のポートには、管路２５が設けられる。この逆止弁８は、管路２５から管路２４の方向にしか空気を流さないため、負圧発生装置５により発生した負圧により管路２５の圧力は管路２４の負圧により低下する。この状態で仮に管路２４の圧力が上昇しても逆止弁８の機能により空気は管路２４から管路２５には流れることはなく、一旦低下した管路２５内の圧力は、再び上昇することはない。従ってこの管路２５は、負圧を蓄積するアキュムレータとしての機能を備える。また、この管路２５には、負圧検出装置（圧力計）１０が接続され、管路２５内の圧力が制御装置１７により監視される。制御装置１７では管路２５内の圧力を監視して、所定の圧力より低い場合は、負圧発生装置５の機能を停止するために、負圧発生用開閉弁１６を閉鎖する。一方、管路２５内の圧力が所定の圧力より高い場合は、負圧発生用開閉弁１６を開放して、負圧発生装置５を作動させて負圧を発生させる。
【００４０】
管路２５の他端には、負圧用圧力制御弁９が接続されている。この負圧用圧力制御弁９は、電空レギュレータから構成されている。電空レギュレータは、電気信号により圧力調節が可能で、制御装置１７により制御することが可能である。この電空レギュレータは、自らもコンピュータを備え、かつ圧力検出装置も備え、指定された圧力を維持するように自律的にフィードバック制御ができる。このため、管路２５に蓄積された負圧を利用して、管路２６内の圧力を常に指定された一定の圧力に自律的に調整する。
【００４１】
管路２６の他端には、負圧用開閉弁７に接続されている。また、負圧用開閉弁７の他のポートには管路２３が接続される。この負圧用開閉弁７は、電磁パイロット操作可能なノーマルクローズ３ポート２位置弁から構成される。この負圧用開閉弁７を制御装置１７（図１）による電磁操作で開放すると、一定圧の負圧に維持された管路２６の負圧により管路２３の圧力が負圧にされる。管路２３の空気が管路２６に流れ込み、管路２６の圧力が上昇すると負圧用圧力制御弁９が働き、管路２６の空気が管路２５に流入し、管路２６は一定の負圧を維持する。このとき管路２５は十分に低い負圧に維持されているため、管路２６の圧力が上昇しても、略瞬時に所定の負圧に維持される。管路２６の負圧が維持されることで、一旦負圧用開閉弁７が開放されれば、直ちに連通している管路２３も管路２６と同様の圧力の負圧とされる。また、管路２３は、シリンジ３と常時連通した状態になっている。したがって、このように所定の負圧に維持される管路２３により、シリンジ３内の圧力も所定の負圧に瞬時に調整される。
【００４２】
一方、０．２ＭＰａに減圧された使用端には、管路２１を介して空気圧回路２の加圧用圧力制御弁１１に接続されている。加圧用圧力制御弁１１の他のポートには管路２２が接続されている。この加圧用圧力制御弁１１も、電空レギュレータから構成されている。従って、負圧用圧力制御弁９と同様に制御装置１７による設定値に従って自律的に制御することが可能である。このため、レギュレータ４７により常時調整された管路２１の正圧を利用して、管路２２内の圧力を一定の正圧に調整する。
【００４３】
管路２２の他端には、加圧用開閉弁６に接続されている。また、加圧用開閉弁６の他のポートには管路２３が接続される。この加圧用開閉弁６は、電磁パイロット操作可能なノーマルクローズ３ポート２位置弁から構成される。この加圧用開閉弁６を制御装置１７（図１）による電磁操作で開放すると、一定圧に維持された管路２２の正圧により管路２３の圧力が正圧にされる。管路２２から空気が管路２３に流れ込み、管路２２の圧力が下降すると加圧用圧力制御弁１１が働き、管路２１の空気が管路２２に流入し、管路２２は一定の正圧に維持される。このとき管路２１は十分に高い正圧に維持されているため、管路２２の圧力が下降しても、略瞬時に所定の正圧に維持される。管路２２の正圧が維持されることで、一旦加圧用開閉弁６が開放されれば、直ちに連通している管路２３も管路２２と同様の圧力の正圧とされる。また、管路２３は、シリンジ３と常時連通した状態になっている。したがって、このように所定の正圧に維持される管路２３により、シリンジ３内の圧力も所定の正圧に瞬時に調整される。
【００４４】
管路２３には、シリンジ圧力検出装置（圧力計）１２が接続されており、管路２３、即ちシリンジ３内の圧力を常時監視して、制御装置１７に検出信号を送出している。
なお、管路２３には、残圧用開閉弁１３が接続されている。残圧用開閉弁１３は、電磁パイロット操作可能なノーマルオープン３ポート２位置弁から構成される。そして、ディスペンス工程中は制御装置により閉鎖されているが、ディスペンス工程が終了した場合にはソレノイドが切断され、リターンスプリングにより残圧用開閉弁１３が開放されシリンジ３内は大気圧に解放される。
【００４５】
次に、このように構成された本実施形態の液体定量吐出装置１の作用について図３のフローチャートに沿って説明する。
実施形態のシリンジ３は、ディスペンス装置において、アンダフィリング工程のために基板に実装される半導体チップの接着のための接着材ＡＬを貯留している。
【００４６】
（Ｓ１予熱工程）電源が投入されると（スタート）シリンジ３は、図示しない予熱機構により、所定温度まで予熱されて接着材ＡＬが所定の粘度に調整される。また、ディスペンスポンプ１５のハウジングの予熱、ヒータユニット（不図示）によりワークＷの予熱が行われる。
【００４７】
（Ｓ２アキューム工程）ここまでは、ディスペンサ１４は、作業原点に待機され、ノズル１５ｂは密栓により蓋止されている。このとき残圧用開閉弁１３は解放されておりシリンジ３内は大気圧とされている。
【００４８】
また、空気圧源装置４の開閉弁４５が開放され、空気圧回路２に圧縮空気が供給される。初期の状態では負圧検出装置１０により所定の負圧より高い状態となっていることが検出されるので、制御装置１７は、負圧発生用開閉弁１６を開放する。そうすると負圧発生装置５で負圧が発生し、管路２４，２５の内部を負圧にする。管路２５に負圧が蓄積されると負圧用圧力制御弁９は、管路２６内の圧力を監視しながら、管路２５の負圧を利用して管路２６内の圧力を制御装置１７から指定された所定の負圧となるように調整する。
【００４９】
一方、管路２１に圧縮空気が蓄積されるので、この圧縮空気を用いて、加圧用圧力制御弁１１が管路２２を制御装置１７により所定の圧力に調整をする。
（Ｓ３吐出工程）次に、各部の予熱、調圧が終了すると、ディスペンス工程が開始される。ディスペンサ１４は、制御装置１７に制御されてガントリーロボット（図示略）により接着材の吐出が必要な場所に移動される。
【００５０】
次に、制御装置１７によりディスペンスポンプ１５により所定量を吐出するように指令する。このときノズル１５ｂからの吐出の補助としてシリンジ３内を加圧するため、残圧用開閉弁１３を閉鎖し、加圧用開閉弁６を開放する。なお、このとき負圧用開閉弁７は閉鎖されている。このため、管路２３、即ちシリンジ３内の圧力は加圧用圧力制御弁１１により設定された圧力に維持される。
【００５１】
この状態から、ディスペンスポンプ１５を駆動して所定量の接着材ＡＬをワークＷの所定位置にノズル１５ｂから吐出する。スクリューポンプの回転をエンコーダで検出し正確な量の接着材ＡＬを吐出したらスクリューポンプを停止して吐出を終了する。
【００５２】
（Ｓ４負圧付与工程）このとき、スクリューポンプは停止しても、ノズル１５ｂの先端に付着した接着材ＡＬがノズル１５ｂ先端から落下する、いわゆる液だれを生じる場合がある。特に接着材ＡＬは用途によりいろいろな粘度のものが用いられるため、ノズル先端に付着しやすいものもある。そこで、本実施形態では、接着材ＡＬの吐出が完了した時点でシリンジ３内を負圧にして、ノズル先端に付着した接着材ＡＬをノズル開口部から引き戻すようにしている。
【００５３】
この手順を詳細に説明する。制御装置１７は、ディスペンスポンプ１５の回転をエンコーダにより検出し、吐出が終了したと判断したら、直ちに加圧用開閉弁６を閉鎖するとともに、負圧用開閉弁７を開放する。そうすると、加圧されていたシリンジ３とここに連通した管路２３から、加圧された空気が負圧用開閉弁７を通って負圧に維持された管路２６に流れ込む。そうすると管路２６の負圧は弱まる。管路２６の負圧が弱まると、負圧用圧力制御弁９により管路２５に蓄積された負圧を利用して管路２６の圧力を直ちに負圧に調整する。管路２５は、負圧が大きく蓄積されたアキュムレータとしての機能を有しているため、管路２６の圧力が上昇すると直ちに負圧を付与することができる。具体的には、シリンジ３内の空気は、所定の圧力になるまで、負圧用開閉弁７，負圧用圧力制御弁９を通過して速やかに管路２５に吸い込まれる。このとき管路２５内は十分に空気圧が低く維持されているため、シリンジ３内の空気圧は瞬時に負圧とされる。
【００５４】
以上のように、シリンジ３内の空気圧は、接着材ＡＬの吐出が完了すると直ちに加圧状態から負圧状態に状態が変更される。この場合、負圧の供給は管路２５に予め蓄積された強い負圧が利用されるため、タイムラグなく負圧を与えることができる。したがって、ノズル先端に付着した接着材ＡＬが滴下することを効果的に抑制することができる。さらに、管路２５には強い負圧が蓄積されているが、管路２６では負圧用圧力制御弁９により所定の圧力に調整されているため、シリンジ３に過剰な負圧を付与して、ノズル１５ｂ内に空気を進入させることもない。
【００５５】
続いて吐出工程（Ｓ３）を行うときは（Ｓ５；ＮＯ）、Ｓ２〜Ｓ４のステップを繰り返す。このとき管路２５に蓄積された負圧が弱まった場合には、負圧検出装置１０により検出され、負圧発生用開閉弁１６が開放され、管路２５が所定の空気圧になるまで負圧が蓄積される（Ｓ２）。
【００５６】
すべての吐出工程（Ｓ３）が終了したら（Ｓ５；ＹＥＳ）、終了処理を行う。
（Ｓ６終了処理）終了処理では、制御装置１７は、加熱を終了するとともに、ディスペンサ１４をガントリーロボットにより作業原点に移動させ、ここに設けてある密栓にノズル１５ｂをセットする。こうするとノズル１５ｂ先端は蓋止されて密封される。そして負圧用開閉弁７、加圧用開閉弁６，負圧発生用開閉弁１６はすべて閉鎖し、残圧用開閉弁１３を開放する。そうするとシリンジ３内は大気圧に解放されるが、密栓があるため液だれ等の問題は生じない。以上で、電源を切断して処理を終了する（エンド）。
【００５７】
上記実施形態の液体定量吐出装置では、以下のような効果を得ることができる。
（１）管路２５に常時大きな負圧が予め蓄積され、アキュムレータとして機能するため、負圧が必要になってから初めて負圧を生成し始めるような場合のタイムラグが生じず、直ちにシリンジ３内を負圧とすることができるという効果がある。
【００５８】
（２）また、シリンジ３には、管路２３を介し、加圧用開閉弁６と負圧用開閉弁７が連通して接続されているので、いずれかに切り替えることなくそれぞれ独立して操作でき、切り替えに起因する操作遅れなどが生じないという効果がある。
【００５９】
（３）特に、逆止弁８により、一旦管路２５に負圧が蓄積できればそのまま維持できるので、常時負圧発生装置５を作動させている必要がないという効果がある。
（４）さらに、管路２５に蓄積された負圧は、負圧用圧力制御弁９により、負圧が自律的に調整されるため、シリンジ３に過剰な負圧を付与することがなく、ノズル１５ｂ先端からの空気の吸い込みなどを防止することができるという効果がある。
【００６０】
（５）特に、負圧用圧力制御弁９は、電空レギュレータにより構成されているため、制御装置１７により精密な制御をすることができる。また、シリンジ圧力検出装置１２により、シリンジ３内の空気圧は常時監視しているため、変化があっても制御装置１７によりシリンジ３内の空気圧は最適な状態に自動的に調節できるという効果がある。
【００６１】
（６）なお、負圧検出装置１０により、アキュムレータとしての管路２５の負圧は常に制御装置１７に監視されている。そして、負圧が弱まれば、負圧発生装置５を作動させて所定の空気圧まで負圧を蓄積する。そのため、常時安定した負圧を供給できるとともに、負圧発生装置５を無駄に作動させることもないという効果がある。
【００６２】
（７）負圧発生装置５は、コンパクトで効率の高いエジェクタ式真空発生器を備えて構成されるため、液体定量吐出装置１自体をコンパクトに構成できるという効果がある。
（８）シリンジ圧力検出装置１２は、シリンジ３に連通した管路２３に配設され、制御装置１７はこのシリンジ圧力検出装置１２により常時シリンジ３内の空気圧を監視している。この発明では、シリンジに最終的にかかる圧力が測定できるため、スクリュー式のディスペンスポンプ１５の場合、所望の圧力に到達してからスクリューを回転開始できるため、より精密な吐出制御とすることができるという効果がある。
【００６３】
（９）なお、残圧用開閉弁１３を備え、ディスペンス工程にない場合は、シリンジ３内を大気圧に解放するとともに、作業原点でノズル１５ｂ先端を密栓で蓋止する。そのため、ディスペンス工程外では無用なエネルギーを使用することもない。
【００６４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  本実施形態では、管路２５の空間をアキュムレータとして機能させることで簡易な構成を得ているが、その長さや太さは必要とされる仕様により適宜選択される。また、大きな負圧が必要であれば、さらにタンク型のアキュムレータを備えることを妨げるものではない。
【００６５】
○  本実施形態では、アンダフィルディスペンスを例に液体定量吐出装置１を説明しているが、ディスペンサを用いる、ハンダドットディスペンス、ダム・アンド・フィルディスペンス、エンキャブシュレーションディスペンス、チップオンボード封止ディスペンス、導電性接着材ディスペンス、ＵＶ接着材ディスペンスなどに広く用いることができる。
【００６６】
○  アンダフィル材は、例えば熱硬化性の接着剤が好適に用いられるが、これに限定されず熱硬化性若しくは熱可塑性の樹脂などを用いてもよい。
○  負圧発生装置５は、エジェクタ式真空発生器により構成されているが、これに替えて真空ポンプによって構成されてもよい。
【００６７】
○  本実施形態では、スクリューポンプを採用しているが、圧力ポンプの場合は、なおシリンジ３内の圧力が重要であり、より厳密な制御を行う必要があるが、本実施形態の空気圧回路２によれば制御の遅れなく好適に適用できる。
【００６８】
○  また、シリンジ３や管路２５等の適正な空気圧は、目的により適宜変更されるのは言うまでもない。
○  加圧用開閉弁６と負圧用開閉弁７は、択一的に操作する必要はなく、空気の流れにより、同時に閉鎖したり、或いは同時に開放したりするようなオーバーラップする操作も採用しうるものである。このような操作は切替弁では困難であり、さらに効率的な操作が可能である。
【００６９】
○  なお、本発明は、アンダフィル材に限らず、液体を厳密に定量吐出する液体定量吐出装置であり、薬品の定量の供給などにも広く適用できるものである。
○  実施形態のフローチャートは作業の一例を示すものであり、本発明はその順序などに限定されない。
【００７０】
○  なお、本発明は特許請求の範囲を逸脱しない範囲で、当業者により省略され、追加され、変形され、改良されて実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施形態のディスペンス装置における液体定量吐出装置の実体図。
【図２】本実施形態のディスペンス装置における液体定量吐出装置の空気圧回路図。
【図３】本実施形態のディスペンス装置における液体定量吐出装置の制御方法を示すフローチャート図。
【図４】従来技術の液体吐出装置を示す空気圧回路図。
【符号の説明】
【００７２】
１…液体定量吐出装置、２…空気圧回路、３…シリンジ、４…空気圧源装置、５…負圧発生装置、６…加圧用開閉弁、７…負圧用開閉弁、８…逆止弁、９…負圧用圧力制御弁、１０…負圧検出装置、１１…加圧用圧力制御装置、１２…シリンジ圧力検出装置、１３…残圧用開閉弁、１４…ディスペンサ、１５…ディスペンスポンプ、１７…制御装置、２１，２２，２３，２４，２５，２６…管路。
【図１】
2006192371.tif 000003
【図２】
2006192371.tif 000004
【図３】
2006192371.tif 000005
【図４】
2006192371.tif 000006