(57)【要約】はんだペーストなどの粘性媒質の小滴を、電子回路基板などの基材に噴射する方法及びシステム。小滴の体積は、後から粘性媒質の小滴を噴射するために、噴射ノズルに供給される粘性媒質の量を調整することによって調節される。噴射される小滴の射出速度は、粘性媒質にインパクトを与える速度を調整することによって調節されるか、ほぼ一定に維持される。さらに、粘性媒質を噴射ノズル内に供給するために必要な供給時間を調節するため、例えば一定の供給時間を維持するために、送りねじなどによってノズルに粘性媒質を供給する速度を調節する。
2005532906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性媒質の小滴を基材に噴射する方法であって、
ノズル・スペース及びノズル出口を備える噴射ノズルを設ける段階と、
前記粘性媒質を前記ノズル・スペースに供給する段階と、
前記粘性媒質にインパクトを与える段階とを含み、それによって前記ノズル・スペースからの粘性媒質を小滴の形態で前記ノズル出口を通して前記基材に向かって噴射し、
供給段階が、
個々の各小滴を噴射する前に、制御された量の前記粘性媒質を前記ノズル・スペースに供給することと、
個々の各小滴の望ましい特定の量に従い、前記粘性媒質の制御された量を変更することとを含む方法。
【請求項２】
個々の各小滴を噴射する前の前記供給段階が、
前記個々の小滴の望ましい小滴体積に対応する所定の程度まで、前記ノズル・スペースが充填されるよう、粘性媒質を前記ノズル・スペースに供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記供給段階が、
前記噴射シーケンス内で連続する小滴を噴射する間の期間に、前記ノズル・スペースが前記所定の程度まで充填されるよう、前記噴射シーケンス内で前記ノズル・スペースへの粘性媒質の供給速度を調整することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ノズル・スペースが、前記ノズル出口とは反対側の端部から前記ノズル出口にある端部に向かって充填され、したがって望ましい小滴の体積に対応する量の粘性媒質で前記ノズル・スペースが部分的に充填されている場合、前記ノズル出口に最も近く配置された前記ノズル・スペースの部分に粘性媒質がない、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
噴射動作を休止する段階と、
前記休止中、及び前記休止後に噴射される最初の小滴を噴射することの前に、前記ノズル・スペースを粘性媒質で充填する段階と、
前記最初の小滴の前記噴射前に制御された量の粘性媒質を前記供給する前に、前記ノズル・スペース内の前記量の粘性媒質を予め設定された程度まで減少させる段階とを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
粘性媒質を入れる室を設ける段階を含み、前記室が、供給方向で見て前記ノズル・スペースの上流に配置され、さらに、
前記ノズル・スペース内に配置された予め設定された量の粘性媒質が、前記室内へ後退するように、前記室の体積を増加させることにより、前記ノズル・スペース内の粘性媒質の前記減少を提供する段階を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
さらに、
前記室の壁を構成するインパクト端面を提供する段階を含み、前記壁が、前記ノズル・スペースの反対側に配置され、さらに、
休止時に、前記インパクト端面をアイドル位置へと移動させる段階と、
前記インパクト端面を前記ノズル・スペースから離れる方向で前記アイドル位置からインパクト可能位置へと移動させることにより、前記室の容積の前記減少を提供する段階とを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
粘性媒質の偶発的な噴射が生成されないよう、前記アイドル位置への前記インパクト端面の前記移動が低速で実行される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記休止中の前記充填が、
前記最初の小滴の前記噴射前の所定の時間に、粘性媒質を供給するために供給装置を起動することによって前記ノズル・スペースを充填することを含む、請求項５から８までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記休止中の前記充填が、
最初の小滴の前記噴射前に制御された量の粘性媒質を前記供給することの前に、前記供給装置の出口端部で所定の供給圧力が獲得されるように、前記供給動作を制御し、前記所定の時間を選択する段階を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
制御かつ選択する前記段階が、
前記休止中に前記ノズル・スペースを粘性媒質で前記充填した結果、前記ノズル出口から流出する余分な粘性媒質を最小限に維持するように、供給動作を制御して、前記所定の時間を選択する段階を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
供給動作を制御する前記段階が、
最初の小滴の前記噴射前に制御された量の粘性媒質を前記供給することの前に、前記供給装置の出口端部で所定の供給圧力が獲得されるように、最初の小滴の前記噴射前の前記休止中に供給速度を制御する段階を含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
供給速度が、最初の小滴の前記噴射前に、引き続きの噴射シーケンス中より高くなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記休止中の前記充填が、
前記休止後の噴射シーケンスの所望の噴射頻度及び所望の小滴体積に適応して、前記所定の供給圧力を選択する段階を含む、請求項１０から１３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ノズル出口から粘性媒質の残滓を除去する段階を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記除去がさらに、
前記休止中に前記ノズル・スペースを粘性媒質で前記充填した結果として、前記ノズル出口から流出した余分な粘性媒質を除去する段階を含む、請求項５から１４までのいずれか一項に従属した場合に請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記除去が、
気体流が前記粘性媒質の残滓及び余分な粘性媒質を前記ノズル出口から運び去るように、前記ノズル出口を通り過ぎる前記気体流を提供する段階を含む、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記除去段階が、
前記気体流を生成する吸引力生成器を設ける段階を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記供給装置の前記供給動作を調整することによって、前記制御された量の前記変更を提供する段階を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記供給動作の前記調整が、
前記所望の小滴体積に関係なく、制御された量の前記粘性媒質の前記ノズル・スペースへの前記供給にかかる時間がほぼ一定であるよう、前記供給装置の前記供給速度を調整する段階を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記供給動作の前記調整が、
個々の各小滴を噴射する前に、前記供給の継続時間を調整する段階を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
粘性媒質の前記供給のために送りねじを使用する段階を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記インパクトが、
各噴射小滴の所望の射出速度が獲得されるように、インパクト特性を調整する段階を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記インパクト特性の前記調整が、
噴射すべき小滴の体積に関係なく、所定の射出速度が維持されるように、前記インパクト特性を調整することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記インパクト特性の前記調整が、
前記所定の射出速度が維持されるように、比較的小さい体積の小滴を噴射するためには、インパクト速度を増加させ、比較的大きい体積の小滴を噴射するためには、インパクト速度を減少させる段階を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
粘性媒質の小滴を基材に噴射するシステムであって、
粘性媒質の小滴を噴射する噴射ノズルを備え、噴射ノズルが、前記基材に面するノズル出口を備え、前記噴射ノズルの内部が、噴射される粘性媒質を受け取るよう配置されたノズル・スペースを画定し、さらに、
粘性媒質を前記噴射ノズルに供給する供給装置と、
前記粘性媒質にインパクトを与え、それによって小滴の形態で粘性媒質を前記ノズル・スペースから前記ノズル出口を通って前記基材へと噴射させるインパクト装置とを備え、
前記噴射装置がさらに、
その後の小滴噴射のために前記ノズル・スペースに供給される前記粘性媒質の前記量が、個々の各小滴の望ましい特定の体積に応じて変化するよう、前記供給装置を制御するよう配置構成された制御ユニットを備えるシステム。
【請求項２７】
前記供給速度の供給速度が調節可能であり、
噴射シーケンス内で連続する小滴を噴射する間の期間に、前記量の粘性媒質が前記ノズル・スペースに供給されるよう、前記噴射シーケンス内で供給速度を制御するために前記制御ユニットを配置する、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記所望の小滴体積に関係なく、制御された量の前記粘性媒質の前記ノズル・スペースへの前記供給にかかる時間がほぼ一定であるよう、前記供給速度を制御するために前記制御ユニットを配置する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記供給装置として送りねじを備える、請求項２６から２８までのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記インパクト装置のインパクト特性が調節可能であり、
噴射される各小滴の望ましい射出速度が獲得されるよう、前記インパクト特性を制御するために前記制御ユニットを配置する、請求項２６から２９までのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
さらに、粘性媒質を受け取る噴射室を備え、前記噴射室が前記ノズル・スペースと開放状態で連絡する、請求項２６から３０までのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記噴射室の容積が増加可能であり、したがって前記室の容積が増加すると、前記ノズル・スペース内に配置されたある量の粘性媒質が、前記噴射室へと引き込まれる、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記ノズル・スペースとは反対側の前記噴射室の一方壁が、前記インパクト装置のインパクト端面によって構成され、
前記粘性媒質の前記噴射室への前記引き込みが達成されるよう、前記インパクト端面を前記ノズル出口から後退させるために前記インパクト装置を配置する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記インパクト装置が、前記噴射室内の粘性媒質に前記インパクト端面でインパクトを与えるために配置され、それによって前記ノズル・スペースから前記ノズル出口を通って前記基材に向かう粘性媒質の噴射を生成する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記インパクト装置が圧電アクチュエータを含む、請求項２６から３４までのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３６】
前記インパクト装置が、電気歪み、磁気歪み、電磁又は形状記憶合金特性を有するアクチュエータを含む、請求項２６から３４までのいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３７】
さらに、気体流を生成する吸引力生成器、及び前記ノズル出口を通り過ぎるよう前記気体流を配向する配向要素を備える、請求項２６から３６までのいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概ね粘性媒質の小滴を基材に噴射する方法及びシステムに関する。特に、本発明は、小滴を基材に噴射し、その結果生じる基材上の小滴のサイズを変更することができる方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだペースト又は接着剤などの粘性媒質の小滴を電子回路基板などの基材に噴射し、したがってコンポーネント（部品）を上に装着する前に基材上に小滴を形成するためのシステム、装置及び方法が、当技術分野で知られている。このような噴射システムは概ね、噴射する前に少量の粘性媒質を収容するノズル・スペース、ノズル・スペースと連絡する噴射ノズル、小滴の形態でノズル・スペースから噴射ノズルを通して粘性媒質にインパクト（衝撃）を与え、これを噴射するインパクト装置、及び基材をノズル・スペースの供給する供給装置を備える。
【０００３】
生産速度は電子回路基板の製造の基本的要素であるので、粘性媒質の塗布は、「オン・ザ・フライ」で、つまり粘性媒質が付着すべき基材上の位置ごとに停止することなく実行することが好ましい。
【０００４】
はんだペーストなどを回路基板などの基材に塗布する場合は、基材上の異なる位置に付着させるために異なるサイズ又は区域を有することという要件が長らく存在している。噴射を使用する場合、１つの解決法は、幾つかの滴を相互に重ねて塗布し、したがって比較的大きい滴を形成することである。粘性媒質へのインパクトを制御することにより、噴射される小滴の体積を変化させ、それによって結果としての付着物のサイズを変化させることも示唆されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、基材上に噴射される小滴のサイズを変化させるという問題に対する代替解決法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上及びその他の目的は、独立請求項で定義する特徴を有する方法及びシステムを提供することによって本発明により達成される。好ましい実施例は従属請求項で定義される。
【０００７】
本明細書では、「粘性媒質」という用語は、はんだペースト、フラックス、接着剤、導電性接着剤、又はコンポーネントを基材上に固定するために使用する他の任意の種類の媒質、導電性インク、抵抗ペーストなどと解釈し、「付着」という用語は、１つ又は複数の噴射された小滴の結果として、基材上のある位置に塗布された粘性媒質の接続された量を指し、「付着サイズ」という用語は主に、付着物が覆う基板上の区域を指すが、小滴の体積が増加すると、概ね付着物の高さも増加することになり、「基材」という用語は、印刷回路基板（ＰＣＢ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）の基材、チップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）、クオッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、ウェハ、フリップチップなどと解釈するよう留意されたい。
【０００８】
「噴射」という用語は、「流体ウェッティング」などの接触配量プロセスと比較して、粘性媒質の小滴を形成して、噴射ノズルから基材へと発射するために流体ジェットを使用する非接触式配量プロセスと解釈されることも留意されたい。
【０００９】
したがって、本発明は、その後に自身から粘性媒質の小滴を噴射するために、ノズル・スペース又は他の適切な室へと供給される粘性媒質の量を調整することによって、噴射すべき小滴の体積を変化させるという有利な概念に基づく。これで、インパクト装置の調節又は調整、又は操作を必要とせずに、様々な体積の粘性媒質の小滴を噴射できることが判明した。同じ方法で作用する同じインパクト装置を有する場合、つまり同じ長さ、インパクトのストロークの加速及び粘性でも、噴射される小滴の体積を変更することができる。したがって、インパクト装置で粘性媒質にインパクトを与える場合に、ノズル・スペース内に存在する粘性媒質の量を調整することにより、小滴の体積を、したがって望ましい付着物のサイズを、高い精度で選択することができる。
【００１０】
本発明は、噴射を通して提供される小滴のサイズを変更するという既存の解決法に関して、幾つかの利点を提供する。最初に、幾つかの小滴を基材上の同じ位置に噴射するという解決法と比較して、付着物ごとに小滴と１つしか噴射しなくてよい。したがって、噴射は、「オン・ザ・フライ」で、つまり同じ位置に追加の小滴を噴射するために停止せずに実行することができる。或いは、噴射システム又は装置は、小滴ごとに所期の付着位置上を複数回通過する必要がない。
【００１１】
さらに、同じ位置に複数の小滴を噴射する場合は、小滴間で妥協しなければならず、これは体積代替部、つまり大きい小滴に関して良好な融通性を提供し、これは非常に大きい付着物で必要な小滴数が減少する。したがって、粘性媒質を基材に提供するために本発明を使用すると、小滴体積の融通性を向上させることができ、粘性媒質の塗布に必要な時間を大幅に削減することができて、したがって全体的な生産速度を向上させることができる。
【００１２】
第２に、粘性媒質へのインパクトを制御する解決法と比較する。示唆された解決法によると、これは、粘性媒質にインパクトを与える装置によって提供されるインパクトの深さ、つまりストロークの長さを適応することによって達成される。しかし、ストロークの長さの変化は、噴射される小滴の射出速度、つまりノズル出口を出る時の小滴の速度にも影響を及ぼす。したがって、小滴体積の変化を達成するためのストローク長さの変化は、噴射される小滴の射出速度を大幅に変化させる。実際、研究によると、射出速度に及ぼす影響は、小滴体積に及ぼす影響より大きい。
【００１３】
「オン・ザ・フライ」で噴射する場合、小滴が噴射される実際の瞬間には、噴射装置と基材との間に相対的運動がある。したがって、小滴の噴射時に噴射装置が有する位置は、その結果の小滴が、最終的に基材上の適正な位置になるよう、ノズルと基材間の相対的速度、ノズルと基材との間の高さ、つまり噴射方向での飛翔距離、及び噴射又は射出速度との関連で慎重に計算しなければならない。噴射速度に関して、これが速すぎる場合は、小滴が基板に当たった時に複数の比較的小さい小滴に分割され、速度が遅すぎると、位置決めの正確さが低下してしまう。
【００１４】
したがって、適正な噴射瞬間又は位置を精密に計算するために、射出速度の慎重な制御が非常に重要である。その結果、射出速度の変動は、噴射結果の品質に悪影響を及ぼす。基材と噴射装置との間の相対運動を減速させると、射出速度の変動の影響を低下させることができる。しかし、これは言うまでもなく、粘性媒質の塗布に必要な時間を増加させることになる。したがって、本発明は、粘性媒質へのインパクトを制御する既知の解決法と比較して、噴射結果の品質改善及び／又は生産速度の上昇を伴う粘性媒質の噴射を提供する。
【００１５】
本発明によると、噴射システムは、粘性媒質を噴射ノズルに向かって供給する供給装置を備え、噴射ノズルから粘性媒質の小滴を噴射することができる。噴射システムはさらに、粘性媒質の小滴がノズルを通って基材へと噴射されるよう、供給装置によって供給された粘性媒質にインパクトを与えるインパクト装置を備える。粘性媒質にインパクトを与えた後、インパクト装置は、その後に噴射すべき小滴のための粘性媒質の供給と干渉しないよう、インパクト可能位置へと即座に復帰することが好ましい。
【００１６】
次に、噴射ノズルは、基材に向かって噴射される小滴が通るノズル出口を備え、ノズル出口は、ノズルの一方端に配置される。小滴を噴射するためにシステムは言うまでもなく下方向ばかりでなく任意の方向に配向することができても、ノズル出口が配置されているノズルの端部分を、以下ではノズルの下部分と呼ぶ。さらに、ノズルは、ノズル出口と開放状態で連絡するノズル・スペースを画定する周囲の内壁を有する。ノズル出口とは反対側にあるノズルの部分は、以下ではノズルの上部分と呼ばれ、供給装置によって供給される粘性媒質を受け取るよう配置構成される。
【００１７】
本発明によると、ノズル・スペースは、個々の小滴を噴射する前に様々な程度まで粘性媒質で充填され、その程度は、噴射すべき小滴の体積に応じて調節され、これは付着物の所望のサイズによって決定される。小滴の体積が最大の場合は、ノズル・スペース全体を粘性媒質で充填する。
【００１８】
ノズル・スペースの充填は、上部分からノズル出口に向かって実行することが好ましい。つまり、ノズル・スペースを粘性媒質で部分的に充填すると、ノズル・スペースの下部分に粘性媒質がない。図面に関する以下の詳細な説明を参照されたい。したがって、本質的に空隙のない粘性媒質の量がノズル出口と供給装置との間に延在する。
【００１９】
さらに、ノズルは、ノズル・スペースが、又は少なくともその有意の部分がノズル出口に向かう方向でテーパ状になるよう構成することが好ましく、テーパは、円錐形、むしろ円錐台形の構成を有することがさらに好ましい。
【００２０】
本発明の好ましい実施例によると、供給速度、つまり供給装置によって粘性媒質を噴射ノズルに供給する速度は調節可能である。これにより、所望の体積の小滴を噴射するために適切な量の粘性媒質をノズル・スペースに供給するのに必要な時間を調整することができる。つまり、適切な量をノズル・スペースに供給するのに必要な時間を、その量に、したがって所望の小滴体積に関係なく基本的に一定のレベルに維持することができ、対応する噴射シーケンスを、所望に応じて一定の頻度に維持することができる。さらに、様々な噴射頻度に対応して、供給速度、及び適切な量の供給に必要な時間を調節することができる。
【００２１】
例示的実施例によると、小滴を噴射するためにノズル・スペースに供給される粘性媒質の制御された量は、供給動作の継続時間、つまり供給装置が粘性媒質をノズル・スペースに供給する期間を変動させることによって変動させる。これで、供給速度を基本的に一定に維持することができる。
【００２２】
供給速度は、供給圧力、つまり粘性媒質を供給方向に押しやる、粘性媒質が経験する圧力に影響を及ぼすことに留意されたい。したがって、供給圧力は、粘性媒質がノズル・スペースに流入する速度を調整する。特定の小滴ボリュームについて比較的高い頻度で噴射を提供しなければならない場合、適切な量をノズル・スペースに供給するために必要が時間を短縮しなければならない。したがって、小滴の体積を変化させずに噴射頻度を所望のように増加させるには、供給圧力を増加させる必要があり、その逆もある。それに対応して、噴射頻度を変化させずに、小滴の体積を所望のように増加させるには、供給圧力を増加させる必要がある。
【００２３】
また、本発明の好ましい実施例によると、噴射システムはさらに、噴射ノズルと供給装置の間に配置され、ノズル・スペースの上部分と開放状態で連絡する噴射室を備える。したがって、供給装置が粘性媒質をノズル・スペースに供給すると、粘性媒質は噴射室を介して供給される。この実施例によると、実際に噴射は、噴射室内の粘性媒質にインパクトを与えるインパクト装置の端面を有することによって提供される。その結果、インパクト効果は、噴射室内の粘性媒質を通して伝播し、ノズル・スペースに含まれる粘性媒質をノズル出口に通して基材に噴射させる。次に、噴射される粘性媒質小滴の体積は基本的に、ノズル・スペースに含まれる粘性媒質の体積に対応することが判明している。したがって、インパクト装置で粘性媒質にインパクトを与えた時にノズル・スペース内に存在する粘性媒質の量を調整することにより、小滴の体積、したがって所望の付着物のサイズを、高い精度で選択することができる。
【００２４】
当技術分野で頻繁に遭遇する１つの問題は、再現可能な状態で正確な小滴サイズを提供することである。特に、噴射シーケンスで噴射される１つ又は複数の第１小滴、つまり噴射シーケンスに先立つ休止の後の小滴は、その後の噴射シーケンスにおける後続小滴、又は所期の小滴サイズと比較して、異なるサイズを有する。その後の（１つ又は複数の）第１小滴の体積の正確さに悪影響を及ぼす休止の継続時間は、上述した供給圧力によって決定される。したがって、休止の前後の供給圧力が低い場合は、小滴の体積の正確さにこのようなマイナスの影響を及ぼすために休止に必要な時間が、供給圧力が高い場合より長くなる。
【００２５】
本発明の好ましい実施例によると、上述した問題は、休止後に第１滴を噴射する前に、噴射シーケンス内の連続する小滴の噴射における供給圧力に対応する供給圧力を提供することによって解決される。つまり、（１つ又は複数の）第１小滴の問題に遭遇しない噴射シーケンスの遅い時期における圧力である。これらの実施例によると、休止中に供給装置が起動され、したがって粘性媒質がノズル・スペースに供給されて、ノズル・スペースを完全に充填する。ノズル・スペースが充填されると、余分な粘性媒質、つまり前記スペースが対応できるより余分にノズル・スペースに供給される粘性媒質は、ノズル・スペースから流出する。所望の体積の小滴を噴射するために必要な量の粘性媒質をノズル・スペースに供給する前にノズル・スペース内に存在する粘性媒質の量は、予め設定された量だけ減少し、したがって減少後にノズル・スペース内に存在する粘性媒質の量は、予め決定又は設定された程度である。
【００２６】
休止中にノズル・スペースを充填するために供給装置を起動する時間、つまり休止後に第１小滴の噴射を開始する前の時間は、ノズル・スペース全体を確実に充填するように慎重に選択され、同時にノズル出口を通した余分な粘性媒質の望ましくない流れを可能な限り減少させる。時間は、選択された供給速度及び対応する供給圧力に関して計算することが好ましい。
【００２７】
本発明の実施例によると、噴射シーケンスの第１小滴の噴射に先立つ供給速度は、シーケンス内の連続する小滴の後続噴射中の供給速度に対して異なる。第１小滴の噴射前の供給速度を増加させることが好ましい。これは当然、所望の供給圧力を得ながらも供給動作の継続時間を低下させることができ、第１小滴を噴射するためにノズル・スペースを予め充填するのに必要な時間を短縮することができる。
【００２８】
しかし、第１小滴を噴射させるために所望の供給圧力をそれでも獲得するよう、供給速度を増加させ、供給継続時間を削減することによって、余分な粘性媒質のノズル・スペースからの望ましくない流出が減少することが判った。
【００２９】
本発明の好ましい実施例によると、休止中にノズル・スペースを充填する特にノズル出口から流出できる余分な粘性媒質を全て除去する。この実施例について、さらに以下で説明する。
【００３０】
ノズルと供給装置との間の噴射室を設ける実施例では、減少を、噴射室の容積を増加させるか、拡張することによって提供する。したがって、噴射室と開放状態で連絡し、噴射室とノズル・スペースとが完全に粘性媒質で充填される、つまり基本的に空隙がない状態であるため、拡張に対応する粘性媒質の量が、噴射室に引き込まれるか、後退する。したがって、拡張の直後にノズル・スペース内に存在する体積を、正確に予想するか、予め決定することができる。次に、適切な量の粘性媒質をノズル・スペースに供給し、上述した方法で粘性媒質にインパクトを与えることにより、噴射を再開する。
【００３１】
噴射ノズルとは反対側に配置された噴射室の壁は、インパクト装置のインパクト端面によって構成することが好ましく、端面は円形であることが好ましい。したがって、インパクト装置のインパクト端面は、噴射室の一方の壁を画定する。休止中に、及び休止後に（１つ又は複数の）第１小滴の噴射を準備する際に、ノズル・スペースの充填に関して、インパクト端面をアイドル位置にするか、アイドル位置になっている。これは、休止前の最終小滴の噴射直後に、つまり好ましくはノズル・スペースにほぼ粘性媒質がない時に、端面を迅速にアイドル位置にすることによって実行することができる。別の実施例によると、ノズル・スペース内に存在するかもしれない粘性媒質の意図的でない噴射を回避するよう、端面をゆっくりアイドル位置にする。
【００３２】
端面をアイドル位置へと移動させた後、インパクト装置の端面をノズルから離れる方向でアイドル位置からインパクト可能位置へと動作させることによって、噴射室の拡張を提供することができる。したがって、噴射室の拡張、及びその結果として粘性媒質がノズル・スペースから後退することは、噴射室を拡張する追加の手段又は要素を必要とせずに提供することができる。
【００３３】
インパクト装置をアイドル位置にすることについて上記で説明したことは、休止前の最終小滴を噴射した直後に、つまり、インパクト装置に、インパクト可能位置へと後退する時間がないよう、インパクト装置をアイドル位置へと移動するという代替方法、及び最初に装置をインパクトが可能な位置へと移動させ、次にアイドル位置へと移動させるという代替方法を含む。
【００３４】
噴射の正確さ、したがって基材上に提供される粘性媒質の品質に影響を及ぼす別の変数は、小滴を基材上に噴射する速度である。研究によると、小滴の体積を変更すると、噴射される小滴の射出速度が影響を受ける。本発明の好ましい実施例によると、噴射される小滴の射出速度は、インパクト装置のインパクト特徴を変更することによって制御する。これは、噴射される小滴の体積に関係なく、所定の射出速度を維持できるよう、インパクト装置のインパクト速度又はインパクト力を調整することによって提供される。次に、体積が比較的小さい小滴は、体積が比較的大きい小滴と比較して、射出速度が低くなることが判明している。したがって、インパクト速度又はインパクト力は、体積が比較的小さい小滴では増加させ、体積が比較的大きい小滴では低下させることが好ましい。
【００３５】
当業者には明白であるように、磁気歪み、電気歪み又は電磁アクチュエータ、又は形状記憶合金特性を有するアクチュエータなど、小滴の噴射を遂行するために使用できる様々なインパクト装置には、幾つかの選択肢がある。しかし、本発明の好ましい実施例によると、圧電アクチュエータを使用する。次に、インパクト速度又は力の上述した調整は、圧電アクチュエータに加える電圧を調整することによって遂行される。
【００３６】
空気圧手段、歯車で駆動するポンプ、ピストン・ポンプなど、本発明の範囲内で粘性媒質を供給する幾つかの異なる手段又は装置が想定可能であるが、本発明の好ましい実施例によると、供給装置は、回転式送りねじの形態で提供する。粘性媒質を噴射システムの噴射室又は噴射ノズルに供給するこのような送りねじは、参照により本明細書に援用する国際特許第９９／６４１６７号で開示されている。さらなる実施例が、共願のスウェーデン特許出願第０１０４２１０−５号で開示され、これも参照により本明細書に援用する。
【００３７】
このような回転式送りねじを使用すると、都合よく正確、迅速かつ単純な方法で粘性媒質のノズル・スペースへの供給を制御することが可能になる。回転式送りねじの回転運動は、粘性媒質を噴射ノズルに供給するために圧力装置を使用することと比較して、ノズル・スペースに近い回転式送りねじの出力端で粘性媒質の挙動に即座に影響し、圧力装置を使用すると、圧力波が媒質を通って圧力装置からノズルへと移動するのにかかる時間によって与えられる特定の時間遅延の後しか、噴射ノズルに影響しない。さらに、送りねじの供給出口を噴射ノズル又は噴射室のすぐ近くに配置することにより、粘性媒質の圧縮性が供給制御の正確さに悪影響を及ぼす体積が大幅に減少し、したがって圧縮性によって引き起こされる供給動作を正確に制御することの困難さに関するマイナスの効果を制限する。
【００３８】
本発明のさらなる好ましい実施例によると、ノズル出口から粘性媒質を除去する手段が提供される。これにより、ノズル出口に付着するような粘性媒質の残滓が除去される。したがって、ノズル出口に位置するある体積の粘性媒質残滓が、表面から離れ、代わりに噴射された小滴に付着し、これに組み込まれるなど、粘性媒質の残滓が、小滴の体積を変化させるよう、噴射される小滴と干渉するという問題は、効果的に回避される。さらに、噴射された小滴が「衝突」した場合に、粘性媒質の残滓が粘性媒質の飛散を引き起こすという危険がない。休止中にノズル・スペースを充填する場合に、余分な粘性媒質がノズル出口から流出できる実施例では、余分な粘性媒質は、設けられた除去手段によってノズル出口からも除去される。
【００３９】
本発明の実施例によると、ノズル出口を通り過ぎる気体流を設け、気体流の大きさ及び速度は、粘性媒質を気体流とともにノズル出口にある区域から移送するのに十分であることが好ましい。このような気体流を噴射システムに設けることは、共願の国際特許出願第ＰＣＴ／ＳＥ０２／００８０７号で開示され、これは参照により本明細書に援用する。
【００４０】
小滴の噴射中に気体流を設けると、幾つかの利点が得られる。第１に、小滴の噴射後にノズル出口表面に付着する粘性媒質の残滓があれば、これが全てノズル出口の近傍から即座に移送される。第２に、気体流は、小滴又は噴射物から分裂し、残滓としてノズル出口の表面に付着するような微量の粘性媒質を拾い上げ、ノズル出口から移送することができる。したがって、ノズル出口に粘性媒質の残滓が有害な量まで集積又は蓄積することが防止される。さらに、気体流は、上述した余分な粘性媒質もノズル出口から移送する。
【００４１】
気体流は、吸引力生成器によって、つまり真空エジェクタ又は他の任意の適切なタイプの吸引力生成器の形態で生成することが好ましい。吸引力生成器は、気体流の方向で見て、ノズル出口を囲む区域の下流に設けられる。
【００４２】
さらに、例示的実施例によると、噴射システムに壁を設け、壁はノズル出口から隔置され、ノズル出口で噴射される小滴の方向で見て、ノズル出口の下流に配置される。壁は、一例として、ノズル支持体の一部を構成することができるが、ノズルに対する支持機能を有せずに設けることができる。壁とノズル出口との間には、気体流の通路又はガイドとして作用し、ノズル出口を通り過ぎるスペースが形成される。壁は噴射路に配置されるので、壁にはノズル出口と同心の開口又はオリフィスを設ける。噴射された小滴は、これによってオリフィスを介して壁を通過することができる。壁のオリフィスは、ノズル出口に向かう気体流の入口としても機能することが好ましい。
【００４３】
本発明の例示的実施例によると、噴射システムは噴射アセンブリ（組立体）内に備えられ、これは基材に粘性媒質の付着物を提供するアセンブリを使用する機械に、着脱式に装着可能である。このようなアセンブリ・カセットは国際特許第００／６１２９７号で開示され、これは参照により本明細書に援用する。
【００４４】
機械に着脱式に装着可能であるので、アセンブリは、容器に交換可能で、粘性媒質を含む別個のユニットとして使用することができる。粘性媒質が枯渇した場合にアセンブリを交換するという明白な使用法とは別に、アセンブリはさらに、特定の体積範囲内で小滴を適用するのに特に適切であるような寸法にすることができる。付着物の直径を２倍に増加するために、小滴の体積増加は、付着物の高さが体積増加に影響される程度に応じて、４倍から８倍増加しなければならないことに留意されたい。したがって、例えばサイズが直径０．２５ｍｍから０．８ｍｍまで変化する粘性媒質の付着物を基材に提供すべき場合は、０．２５から０．５ｍｍの範囲の直径を有する付着物を基材に供給するために、１つのアセンブリを設け、０．４から０．８ｍｍの範囲の直径を有する付着物のために、他のアセンブリを設けることができる。
【００４５】
本発明のさらなる目的及び利点を、例示的実施例によって以下で検討する。
【００４６】
次に、本発明の好ましい実施例を、添付図面に関してさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００４７】
図１は、本発明により粘性媒質の小滴を基材２に噴射することにより、基材２に小滴を提供する機械１の実施例を示す。説明を容易にするために、粘性媒質ははんだペーストであると仮定し、これは上記で規定したように１つの代替物である。同じ理由で、基材２は電気回路基板として言及し、上述した気体流の気体は、空気として言及する。この実施例では、機械１はＸビーム３及びＸレール１６を介してＸビーム３に接続され、Ｘレール１６に沿って往復運動可能であり、それによってＸレール１６に対して直角に運動可能であるＸワゴン４を備えるタイプである。Ｙレール１７が機械１にしっかり装着される。一般的に、運動はリニア・モータ（図示せず）によって駆動される。
【００４８】
さらに、機械１は、機械１を通して基材２を搬送するコンベア１８、及び噴射を実行する場合に基材２をロックするロック装置１９を備える。
【００４９】
ロック装置８は、アセンブリ５をロック装置８に着脱式に装着できるようにするためにＸワゴン４に接続される。アセンブリ５は、インパクトを与えて基板２上に付着物を形成するはんだペーストの小滴を配量する、つまり噴射するよう配置構成される。
【００５０】
機械１は、現在ドッキング装置８によって担持されているアセンブリ５を置換することができるさらなるアセンブリ２２を支持する交換アセンブリ支持体２０も備える。
【００５１】
さらに、機械１は機械ビジョン装置７を備え、これはこの実施例ではカメラである。カメラ７は、基材２の位置及び回転を決定し、付着物を見ることによって配量プロセスの結果を点検するために使用される。
【００５２】
また、噴射機械１は、ここでは真空エジェクタ６の形態であり、Ｘワゴン４上に配置構成された吸引力生成器、及び圧縮された空気の供給源（図示せず）を備える。真空エジェクタ６、さらに圧縮空気の供給源は、この実施例ではドッキング装置８の入力ニップル９（図２参照）として示されている相補的な空気導管インタフェースに接続可能である空気導管インタフェースを介してドッキング装置８と連絡する。
【００５３】
当業者に理解されるように、噴射機械は、機械上で動作するソフトウェアを実行する制御ユニット（明示的には図示せず）を備える。
【００５４】
簡潔に言うと、噴射機械は以下のように働く。基板２は、基板２が配置されたコンベア１８によって噴射機械１へと供給される。基板２がＸワゴン４下の適正な位置になると、基板２はロック装置１９の助けで固定される。カメラ７によって認識マーカが探索され、このマーカは、基板２の表面上に予め配置され、その精密な位置を決定するために使用される。次に、Ｘワゴンを基板２上で所定の（予めプログラムされた）パターンで移動させ、所定の位置で噴射アセンブリ５を作動することにより、はんだペーストを所望の位置で基板２に塗布する。
【００５５】
図２から図３を参照し、次に本発明による噴射アセンブリ５の実施例について、さらに詳細に説明する。噴射アセンブリは、噴射アセンブリ５をドッキング装置のアセンブリ支持体１０に接続する保持手段を有するアセンブリ・ホルダ１１を備える（図２参照）。さらに、この実施例では噴射アセンブリ５がはんだペーストの供給を提供する供給容器１２、及びアセンブリ・ハウジング１５を備える。噴射アセンブリ５は、真空エジェクタ６及び圧縮空気の供給源と、ドッキング装置１０の入口４２を備える空気圧インタフェースを介して接続され、これは、出口４１を備える相補的な空気圧インタフェースと気密状態の係合関係でインタフェースをとるよう位置決めされる。出口４１は、ドッキング装置８の内部導管を介して上述した入口ニップル９に接続される。
【００５６】
次に図４を参照し、アセンブリ・ハウジング１５に囲まれた部品の内容及び機能について、さらに詳細に説明する。図４で見られるように、噴射アセンブリ５はインパクト装置を備え、これはこの実施例では、圧電アクチュエータ２１を備え、これは相互に重なってアクチュエータ部品２１ａを形成する幾つかの薄い圧電要素を備える。アクチュエータ部品２１ａの上部一方端は、アセンブリ・ハウジング１５にしっかり接続される。アセンブリはさらに、アセンブリ・ハウジング１５にしっかり接続されたブッシュ２５を備える。インパクト装置はさらに、アクチュエータ部品２１ａの下部の他方端にしっかり接続されたプランジャ２１ｂを備える。プランジャ２１ｂは、ブッシュ２５内のボアを通して滑動自在に拡張しながら、軸方向に動作可能である。アセンブリ・ハウジング１５に対してプランジャ２１を弾力的に平衡させ、アクチュエータ部品２１ａに予荷重を提供するために、カップ状ばね２４を設ける。排出制御ユニット（図示せず）は、圧電アクチュエータ２１に断続的に駆動電圧を加え、それによってこれを断続的に拡張させて、はんだパターンの印刷データに従ってアセンブリ・ハウジング１５に対してプランジャ２１ｂが往復運動する。
【００５７】
さらに、アセンブリは基本的にプレート形状の噴射ノズル２６を備え、これははんだペーストの小滴が噴射される基板２に対して、作用可能な状態で配向される。噴射ノズル２６内には、ノズル２６の上表面９２から下方向へとノズル２６の厚さの大部分を通して延在する第１円錐台形部分９１（図８参照）、及びノズル２６の底面９４から上方向に第１円錐台形部分９１の頂部の面まで延在する第２円錐台形部分９３を設ける。したがって、円錐台形部分９１、９３の頂部は、相互に向かって配向される。しかし、第２円錐台形部分９３の頂部の直径は、第１円錐台形部分の頂部の直径より大きく、したがってこれらは、ノズル２６の上面及び底面９２、９４と平行であるリング部分９５によって接続される。第１円錐台形部分９１の頂部は、基板２に向かって噴射される小滴が通るノズル出口２７を画定する。さらに、ノズル・スペース２８が第１円錐台形部分９１によって、つまりその内壁によって画定される。このように、ノズル出口２７はノズル２６の一方端である下部分９５に配置される。図８を参照されたい。ノズル２６の他方端である上部分９６、つまり第１円錐台形部分９１の基部は、ノズル・スペース２８を強制的に通過して、ノズル出口２７から出る粘性媒質を受けるように配置構成される。
【００５８】
プランジャ２１ｂは、ピストン・ボア３５を通って滑動自在かつ軸方向に動作自在で延在するピストン部分を備え、プランジャ２１ｂのピストン部分のインパクト端面３８は、ノズル２６付近に配置される。
【００５９】
噴射室３７は、プランジャ２１ｂの端面３８、ブッシュ２５の円筒形内壁、ノズル２６の上面９２、及びノズル・スペース２８の上端９６によって画定され、上面９２はインパクト端面３８の反対側に位置決めされる。したがって、噴射室３７は、ノズル・スペース２８の上部分と開放状態で連絡する。ノズル２６に向かうプランジャ２１ｂの軸方向の動作は、圧電アクチュエータ２１の断続的拡張によって引き起こされ、前記動作により、噴射室３７の容積が急速に減少し、したがってノズル・スペース２８が急速に減圧し、それに含まれるはんだペーストがノズル出口２７を通って噴射される。
【００６０】
はんだペーストは、供給容器１２（図２参照）から供給装置２３を介して噴射室３７に供給される。供給装置は、部分的に管状ボア３０内に設けられたモータ・シャフト２９を有する電気モータ（図示せず）を備え、これはアセンブリ・ハウジング１５を通って出口ポート３６まで延在する。出口ポート３６は、ハウジング１５内に設けた管状ボア３１、ブッシュ２５の半径方向に、その壁を通って延在する半径方向ボア３９、及びハウジング２５の内面に作成され、半径方向ボア３９の内端から噴射室３７へと下方向に延在する軸方向溝４０を介して、噴射室３７と連絡する。
【００６１】
モータ・シャフト２９の端部分は回転式送りねじ３２を形成し、これは管状ボア３０内に設けられ、それと同軸であり、出口ポート３６で終了する。回転式送りねじ３２の基本的部分はチューブ３３に囲まれ、これはエラストマなどで作成されて、管状ボア内に自身と同軸で配置され、回転式送りねじ３２のねじは、チューブ３３の最内面と滑動状態で接触する。チューブの代替物は、弾性のエラストマ製Ｏリングの列である。
【００６２】
上述した加圧空気の供給源（図示せず）から獲得された加圧空気を配置して、供給容器１２に含まれるはんだペーストに圧力を加え、それによって送りねじ３２のねじの開始部、つまり上端に設けた入口ポート３４にはんだペーストを供給する。供給制御ユニット（図示せず）によってモータに提供される電子制御信号により、モータ・シャフト２９が、したがって回転式送りねじ３２が所望の角度、つまり所望の回転速度で回転する。回転式送りねじ３２のねじとＯリング３３の内面との間に捕捉されたはんだペーストは、次にモータ・シャフト２９の回転運動に従って入口ポート３４からノズル・スペース２８へと、出口ポート３６、管状ボア３１、半径方向ボア３９、溝４０、及び噴射室３７を介して移動する。
【００６３】
図３及び図４で示すように、プレート、つまり壁１４を噴射方向で見てノズル出口２７の下、つまり下流に配置する。プレート１４には貫通穴１３を設け、噴射された小滴は、プレート１４に妨害されたり、悪影響を受けたりすることなくこれを通過することができる。その結果、穴１３はノズル出口２７と同心である。プレート１４はノズル出口２７から隔置される。プレート１４とノズル出口２７との間には、ノズル出口２７に、及びそれを通り過ぎて空気流室４４が形成され、これは例えば図８の矢印で示した空気流を生成するために、真空エジェクタ６と接続される通路又はガイドとして作用するスペースである。この実施例では、穴１３が、ノズル出口２７に向かって、これを通り過ぎる空気流の入口として作用する。
【００６４】
空気流導管４３は、空気流室４４と廃棄物容器５０（図５参照）との間に延在し、これは空気流室４４から真空エジェクタ６への流路に配置される。空気流導管４３は図４では見えない。紙面から出て延在するからである。廃棄物容器５０は、噴射アセンブリ５に着脱式に接続され、以下で詳細に説明するように、ノズル出口２７から生じる残滓はんだペーストの破片を収集する。廃棄物容器５０は、噴射アセンブリ５のインタフェースにて、廃棄物容器５０上に配置された対応するインタフェースを介して噴射アセンブリ５に接続される。廃棄物容器５０は、噴射アセンブリ５と真空エジェクタ６との間のインタフェース及び連絡を提供する。これによって真空エジェクタ６により精製された負圧又は真空が、噴射アセンブリ５へ、及び連絡用空気流導管４３及び空気流室４４へと搬送される。
【００６５】
廃棄物容器５０は、接続インタフェースから延在する空気導管５３を備える。空気導管５３は、分離壁５４上で収集スペース５５と連絡し、収集スペースは、ノズル出口２７から除去されたはんだペースト残滓を収集するために配置される。
【００６６】
収集室５５の頂部にて、細い空気導管５２は空気流を収集室５５からフィルタ５６へと案内する。フィルタ５６は従来通りのタイプであり、収集室５５に収集されないはんだペーストの破片があったら、それが真空エジェクタ６に到達するのを防止するために設けられる。フィルタ５６はさらに、出口導管５７と連絡する。
【００６７】
廃棄物容器５０は、廃棄物容器５０を排気するために従来通りのタイプの真空エジェクタ６に着脱式に接続される。真空エジェクタ６は、空気出口５７、コネクタ５８及び空気チューブ５９を介して廃棄物容器５０に接続される。真空エジェクタは噴射アセンブリ５及び／又は廃棄物容器５０から別個であると図示されているが、真空エジェクタ６、噴射アセンブリ５及び廃棄物容器５０の他の幾つかの配置又は組み合わせも、言うまでもなく本発明の範囲内で構想可能である。
【００６８】
使用時には、真空エジェクタ６が廃棄物容器５０を排気する。この排気は、図５の矢印で示すように、廃棄物容器を通る空気流を生成する。その結果、噴射アセンブリ５の空気流導管４３及び空気流室４４もインタフェースを介して排気される。したがって、空気は出口穴１３を通して吸引され、これによって噴射される小滴の方向とは反対方向に強力な空気流が生じる。この空気流はノズル出口２７を通過して、上述したような理由でノズル出口に付着しているようなはんだペーストの望ましくない残滓を除去する。
【００６９】
本発明のこの実施例によると、空気流を各小滴の噴射前、噴射中及び噴射後に設ける。しかし、より適切な場合、空気流は断続的に設けることができる。空気流路は、空気流の力のせいで噴射出口の近傍から除去されたはんだペーストの破片が収集室内へと搬送され、それによって破片が、又は少なくともその大部分が重力のせいで落下するよう構築される。引き続き空気流とともに細い導管５２へと入るはんだペーストの残滓は、フィルタ５６によって収集される。
【００７０】
支持プレート１４は代替的に１つ又は複数の追加の穴を備えることができる。当然、他の穴の位置決め及び設計は、強力な空気の流れがノズル出口２７に、又はそれを通り過ぎて設けられるようなものでなければならない。
【００７１】
小滴ごとに十分に制御され、個々に調節された量のはんだペーストを獲得するために、各噴射前にノズル・スペース２８の充填程度を設定する。様々な程度の充填が図６ａから図６ｃに図示され、これはノズル６０の代替実施例を同様に示し、これはなおノズル・スペースの大部分を画定する円錐台形部分６１を備える。しかし、第２円錐台形部分９３ではなく、円筒形部分６３を設ける。円筒形部分６３の上端は円錐６１の錐台の上端と一致し、円筒形部分６３の下端は、ノズル６０の底面６５で位置決めされる。この代替実施例では、ノズル出口６４が円筒形部分６３の下端によって画定される。
【００７２】
図６ａから図６ｃからは、ノズル・スペース６２がその上部分からノズル出口６４に向かって充填されることも明白である。したがって、ノズル・スペース６２が図６ａで示すように少々充填されると、これで比較的小さい小滴が噴射され、ノズル・スペースが図６ｃのように十分に充填されると、可能な限り最大の小滴が噴射される。
【００７３】
図７ａ及び図７ｂで示すように、休止後に最初の小滴を噴射する前、つまり噴射機械の始動時に、これらの図では７２で指定されているノズル・スペースの充填程度が適正であることを確認する。これは、最初に送りねじ３２によってはんだペーストをノズル・スペース７２に、図７ａで示すようにノズル・スペース７２を完全に充填するような程度まで供給することによって達成される。このプロセスでは、少量のはんだペーストもノズル出口７４から強制的に排出することができる。上述したような空気流によって獲得される吸引機能のおかげで、余分なはんだペーストがノズル７０の下に配置された基板へと落下するのが防止される。空気流は、図７ａの水平の矢印によって概略的に図示されている。説明を容易にするために、ノズル出口の下流にあるプレートは、図６ａから図６ｃばかりでなく図７ａから図７ｂでも省略されていることに留意されたい。このプロセス中に、プランジャ２１ｂはアイドル位置に保持される。
【００７４】
第２に、噴射室の容積は、アクチュエータ部品２１ａを制御してプランジャ２１ｂを後退させることによって増加する。プランジャ２１ｂが後退し、これによってその端面は、ノズル・スペース２８／７２を正確に所定の程度まで空にするよう所定の距離だけ移動する。図７ｂで示した実施例では、ノズル・スペース７２ははんだペーストがほぼ完全に空になっている。ここでノズル・スペース２８／７２の適切な充填程度が獲得されているので、噴射装置はインパクトの準備が整っている。これで、噴射状態に有意の変化が生じるための時間がないことを保証するために、小滴の噴射が基本的に即座に引き続いて生じる。
【００７５】
次に、噴射すべき小滴のサイズに関する情報に従って、はんだペーストをノズル・スペース２８に供給することにより、噴射シーケンスが開始する。供給が終了すると、プランジャ２１ｂのインパクト動作を獲得するよう、アクチュエータに通電され、この動作は、ノズル・スペース２８内に存在する量のはんだペーストがノズル出口２７から基板２上へと噴射されるような程度まで、噴射室３７の容積を急速に減少させる。この方法によると、ノズルにおける噴射状態が小滴の以前の噴射を存続させるには長すぎる不活動期間の後、第１小滴を噴射する時に既に正確かつ所定の量のはんだペーストを噴射することが可能である。
【００７６】
通常は、一連の小滴を連続的に噴射する。したがって、送りねじ３２を回転するステッパ・モータを、所定の周波数の信号で駆動する。その一例を図９ａで、特にその上の曲線で図示し、ここではパルス信号のパルスをステッパ・モータに加える。パルスごとに、既知の量のはんだペーストを噴射室内に供給する。下の曲線は、アクチュエータに与えられる制御信号を示す。制御信号が高い場合、プランジャ２１ｂはアイドル位置にあり、制御信号が低い場合、プランジャは準備完了位置にある。
【００７７】
図９ａは、初期化位相を示し、ここでは第１小滴を噴射する前の選択された期間、ここでは約２０ｍｓの間、パルス信号をステッパ・モータに与える。最初に、プランジャ２１ｂがアイドル位置にある間に、パルス信号の生成を開始する。グラフの２０ｍｓの時間に、ノズル・スペース２８からはんだペーストを引き出すために、プランジャ２１ｂを後退させるようアクチュエータ制御信号の電圧を変化させる。次に初期化が終了し、噴射シーケンスが開始する。したがって、図９ｂでさらに明白に示すように、幾つかのパルスを約２ｍｓの継続時間だけモータに加えてから、インパクト・パルスをアクチュエータ２１ａに加える。インパクト・パルスによって、プランジャがノズル・スペース２８に向かって迅速に移動し、これによって小滴が噴射される。インパクト・パルスの継続時間は非常に短く、つまりプランジャ２１ｂは次の小滴の噴射を実行するために準備完了位置へとほぼ即座に復帰する。説明を容易にするために、この実施例では３つの噴射パルスしか図示されていない。
【００７８】
図９ｂから見られるように、最終小滴が噴射され、プランジャが準備完了位置へと復帰した直後に、プランジャは迅速にアイドル位置へと移動する。噴射シーケンスの最終小滴の噴射が実行された後、送りねじの回転が停止され、その結果、さらなるはんだペーストが噴射室３７へと供給されないことに留意されたい。最終小滴の噴射後にはノズル・スペース２８へとはんだペーストが供給されていないので、プランジャ２１ｂをアイドル位置に移動させても、はんだペーストが偶発的に噴射されることがない。これは、装置をアイドル状態にするという１つの代替方法である。
【００７９】
さらに、及び本発明による方法の別の実施例によると、偶発的に噴射されるはんだペーストがないことをさらに確認するために、アイドル状態への遷移をゆっくり実行する。高速と低速との差を例示するために、高速運動は、例えば１０マイクロ秒のオーダーの継続時間を有することができ、低速運動は、数ミリ秒のオーダーの継続時間を有することができる。
【００８０】
さらに別の実施例によると、最終小滴の前記噴射が実行された後、及びアイドル位置へと再配置される前に、プランジャ２１ｂが準備完了位置へと後退しない。代わりに、プランジャ２１ｂは、最終小滴の噴射後に、即座にアイドル位置へと移動する。
【００８１】
プランジャ２１ｂがアイドル位置から後退する前、つまり噴射シーケンスの最初の小滴を噴射する前に送りねじを回転する期間は、ノズル出口２７を強制的に通るはんだペーストの量を最小限に抑えるために、過度であってはならない。残滓が全くないことが理想的である。これに対して、期間は変化可能であり、選択された供給速度、つまりステッパ・モータに与えられる駆動信号のパルス周波数、及び供給圧力の関数として決定される。供給圧力とは、出力ポート３６における圧力を意味する。供給圧力は供給速度にも関連する。供給速度／圧力を決定するのは、アイドル状態の期間に続く噴射シーケンスにおける所望の噴射頻度及び小滴のサイズである。
【００８２】
本発明のさらなる実施例では、図１０ａ及び図１０ｂで示すように、噴射シーケンスの最初の小滴を噴射する前の供給速度は、噴射シーケンス中の供給速度と異なる。図示の実施例では、送りねじを回転するステッパ・モータに加える駆動信号のパルス周波数は、最初の小滴の噴射前が、引き続く噴射シーケンス中より高い。それによって、所望かつ所定の供給圧力を獲得するのに必要な時間が短縮される。
【００８３】
本発明を、その例示的実施例を使用して以上で説明してきたが、請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって理解されるような変更、修正及び組み合わせを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】はんだペーストを塗布するために、本発明により噴射するシステムを備えた機械の一般的輪郭を示す斜視図である。
【図２】本発明のドッキング装置及び噴射アセンブリの実施例の上からの略図である。
【図３】図２で示したアセンブリの下側を示す略図である。
【図４】図２で示したアセンブリの切り取り部分を示す略図である。
【図５】本発明による廃棄物容器の実施例の略図である。
【図６ａ】本発明の方法の実施例による様々な程度のはんだペースト充填を示す。
【図６ｂ】本発明の方法の実施例による様々な程度のはんだペースト充填を示す。
【図６ｃ】本発明の方法の実施例による様々な程度のはんだペースト充填を示す。
【図７ａ】本発明の方法の実施例による作動原理を示す。
【図７ｂ】本発明の方法の実施例による作動原理を示す。
【図８】本発明によるノズルの実施例の略図である。
【図９ａ】本発明の方法の実施例による駆動信号を示すグラフである。
【図９ｂ】本発明の方法の実施例による駆動信号を示すグラフである。
【図１０ａ】本発明の方法の別の実施例による駆動信号を示すグラフである。
【図１０ｂ】本発明の方法の別の実施例による駆動信号を示すグラフである。
【図１】
2005532906.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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2005532906.tif 000009
【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【国際調査報告】
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