(57)【要約】【課題】本発明は、溶融金属の吐出量が安定した溶融金属吐出装置および溶融金属吐出方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係る溶融金属吐出装置は、溶融した溶融金属２を吐出して、吐出した溶融金属２により部品の接合を行う溶融金属吐出装置であって、内部に溶融金属２を収納する筒状のシリンジ５と、シリンジ５内部を摺動して溶融金属２を押圧するシャフト４と、シリンジ５の周囲に設けられ、溶融金属２を加熱して溶融状態を保つヒーター（シリンジ保温ヒーター６）と、を備え、シリンジ５は、シャフト４が摺動するシャフト摺動部５ａと、シャフト摺動部５ａよりも内径が小さく、先端の開口部から溶融金属２を吐出するノズル５ｂと、を備え、シリンジ５を、ノズル５ｂの延在方向を回転中心として回転させる回転機構２０をさらに備え、ノズル５ｂの内壁には、溶融金属２をはじくコーティング５ｃが施されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した溶融金属を吐出して、吐出した当該溶融金属により部品の接合を行う溶融金属吐出装置であって、
内部に前記溶融金属を収納する筒状のシリンジと、
前記シリンジ内部を摺動して前記溶融金属を押圧するシャフトと、
前記シリンジの周囲に設けられ、前記溶融金属を加熱して溶融状態を保つヒーターと、
を備え、
前記シリンジは、前記シャフトが摺動するシャフト摺動部と、当該シャフト摺動部よりも内径が小さく、先端の開口部から前記溶融金属を吐出するノズルと、を備え、
前記シリンジを、前記ノズルの延在方向を回転中心として回転させる回転機構をさらに備え、
前記ノズルの内壁には、前記溶融金属をはじくコーティングが施されている、
溶融金属吐出装置。
【請求項２】
ガスを前記ノズル内側に吹き付けるためのガス配管をさらに備える、
請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項３】
前記ノズルの延在方向に沿った前記ノズルの断面は、開口部に向かって先細りの形状であり、
前記シャフトの先端は先細りの形状であり、
前記シャフトの先端は、前記ノズルに隙間なく嵌合する、
請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項４】
前記ノズルに埋め込まれたノズル用ヒーターをさらに備える、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項５】
前記ノズルの内壁には微細な凹凸が設けられ、
前記凹凸に前記溶融金属をはじくコーティングが施されている、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項６】
溶融した溶融金属を吐出して、吐出した当該溶融金属により部品の接合を行う溶融金属吐出装置を用いた溶融金属吐出方法であって、
溶融金属吐出装置は、
内部に前記溶融金属を収納する筒状のシリンジと、
前記シリンジ内部を摺動して前記溶融金属を押圧するシャフトと、
前記シリンジの周囲に設けられ、前記溶融金属を加熱して溶融状態を保つヒーターと、
を備え、
前記シリンジは、前記シャフトが摺動するシャフト摺動部と、当該シャフト摺動部よりも内径が小さく、先端の開口部から前記溶融金属を吐出するノズルと、を備え、
前記シリンジを、前記ノズルの延在方向を回転中心として回転させる回転機構をさらに備え、
前記ノズルの内側表面には、前記溶融金属をはじくコーティングが施されており、
溶融金属吐出方法は、
（ａ）前記ノズル内部に前記溶融金属が保持された状態において、前記回転機構により前記シリンジおよび前記シャフトを回転させる工程と、
（ｂ）前記シャフトを前記ノズル方向へ向けて摺動させて前記ノズルの開口部から前記溶融金属を押し出す工程と、
を備え、
前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）を同時に行うことを特徴とする、
溶融金属吐出方法。
【請求項７】
前記溶融金属吐出装置は、
ガスを前記ノズル内側に吹き付けるためのガス配管をさらに備え、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後に、前記ガス配管を通じて、前記不活性ガスを前記ノズル内側に吹き付ける工程をさらに備える、
請求項６に記載の溶融金属吐出方法。
【請求項８】
前記溶融金属吐出装置において、
前記ノズルの延在方向に沿った前記ノズルの断面は、開口部に向かって先細りの形状であり、
前記シャフトの先端は先細りの形状であり、
前記シャフトの先端は、前記ノズルに隙間なく嵌合し、
前記工程（ｂ）において、前記シャフト先端を前記ノズルに嵌合させる、
請求項６に記載の溶融金属吐出方法。
【請求項９】
前記溶融金属吐出装置は、
前記ノズルに埋め込まれたノズル用ヒーターをさらに備え、
前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）において、前記ノズル用ヒーターを作動させる、
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の溶融金属吐出方法。
【請求項１０】
前記溶融金属吐出装置において、
前記ノズルの内側表面には微細な凹凸が設けられ、
前記凹凸に前記溶融金属をはじくコーティングが施されている、
請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の溶融金属吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融金属塗布装置および溶融金属吐出装置に関し、特に、溶融した金属を吐出して、吐出した金属により部品の接合を行う溶融金属吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子（例えばＳｉチップ、ＳｉＣチップ等）の電極に溶融金属を塗布して、ベース板、銅等のリードフレーム等と接合する用途として、溶融金属吐出装置が用いられている。一般的な溶融金属吐出装置は、例えばガラス製のシリンジとシャフトを備える。シリンジの先端を溶融した金属に浸した状態でシャフトを引き上げることにより、シリンジ内を負圧にして溶融金属を吸い込む。そして、シリンジの先端を所定の位置に移動させた後、シャフトを押し下げる事によりシリンジ内を加圧して、溶融金属を吐出する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
近年、ＳｉチップからＳｉＣチップへの移行に伴い、半導体素子の小型化が進んでいる。半導体素子が小型化することにより、接合部分の面積も小さくなる。接合部分の小面積化に伴い、一か所当たりの接合に要する溶融金属の量も少なくなる。つまり、一回当たりの溶融金属の吐出量（溶融金属の供給量）をより安定化することが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の溶融金属吐出装置は、ガラス製のシリンジ先端部までシャフトを挿入することができなかった。そのため、溶融金属を押し出す際に、シリンジ先端部に溶融金属が残る場合があり、一回当たりの吐出量が安定しない問題があった。
【０００６】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、一回当たりの溶融金属の吐出量が安定した溶融金属吐出装置および溶融金属吐出方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る溶融金属吐出装置は、溶融した溶融金属を吐出して、吐出した溶融金属により部品の接合を行う溶融金属吐出装置であって、内部に溶融金属を収納する筒状のシリンジと、シリンジ内部を摺動して溶融金属を押圧するシャフトと、シリンジの周囲に設けられ、溶融金属を加熱して溶融状態を保つヒーターと、を備え、シリンジは、シャフトが摺動するシャフト摺動部と、シャフト摺動部よりも内径が小さく、先端の開口部から溶融金属を吐出するノズルと、を備え、シリンジを、ノズルの延在方向を回転中心として回転させる回転機構をさらに備え、ノズルの内壁には、溶融金属をはじくコーティングが施されている。
【０００８】
また、本発明に係る溶融金属吐出方法は、溶融した溶融金属を吐出して、吐出した溶融金属により部品の接合を行う溶融金属吐出装置を用いた溶融金属吐出方法であって、溶融金属吐出装置は、内部に溶融金属を収納する筒状のシリンジと、シリンジ内部を摺動して溶融金属を押圧するシャフトと、シリンジの周囲に設けられ、溶融金属を加熱して溶融状態を保つヒーターと、を備え、シリンジは、シャフトが摺動するシャフト摺動部と、シャフト摺動部よりも内径が小さく、先端の開口部から溶融金属を吐出するノズルと、を備え、シリンジを、ノズルの延在方向を回転中心として回転させる回転機構をさらに備え、ノズルの内側表面には、溶融金属をはじくコーティングが施されており、溶融金属吐出方法は、（ａ）ノズル内部に溶融金属が保持された状態において、回転機構によりシリンジおよびシャフトを回転させる工程と、（ｂ）シャフトをノズル方向へ向けて摺動させてノズルの開口部から溶融金属を押し出す工程と、を備え、工程（ａ）と工程（ｂ）を同時に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る溶融金属吐出装置および溶融金属吐出方法によれば、シリンジ先端のノズル内部に、溶融金属をはじくコーティングを施したため、シリンジと溶融金属との接触面積を減らすことが可能である。溶融金属を吐出する際に、ノズルを回転機構により回転させることによって、ノズルと溶融金属との接触抵抗が減る。ノズルと溶融金属との接触抵抗を減らした状態で、シャフトを下降させてシリンジ内部を加圧することで、溶融金属をシリンジ内に残さず吐出することが可能となる。よって、溶融金属の吐出量のばらつきが小さくなるため、溶融金属の吐出量を精度良く制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る溶融金属吐出装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る溶融金属吐出装置と接合部の関係を説明する図である。
【図３】実施の形態１に係る溶融金属吐出装置の吐出動作を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る溶融金属吐出装置の吸入動作を説明する図である。
【図５】実施の形態２に係る溶融金属吐出装置の構成を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る溶融金属吐出装置の別の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る溶融金属吐出装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態４に係る溶融金属吐出装置のノズルの構成を示す図である。
【図９】実施の形態５に係る溶融金属吐出装置のノズルの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１における溶融金属吐出装置１００の概略構成を示す図である。溶融金属吐出装置１００は、吐出機構部５０と、回転制御部９と、シャフト制御部１０と、移動制御部１４と温度制御部１２を備える。なお、以下、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示すものとする。吐出機構部５０は、シリンジ５と、シャフト４と、シリンジ保温ヒーター６と、回転機構２０と、アクチュエーター３０と、移動機構４０を備える。
【００１２】
筒状のシリンジ５は、シャフト摺動部５ａとノズル５ｂから構成される。ノズル５ｂの内径はシャフト摺動部５ａの内径よりも小さい。ノズル５ｂは、溶融金属２を吸入してシリンジ５内部に収納する。また、ノズル５ｂは、シリンジ５内部に収納されている溶融金属２を吐出する。円柱形状のシャフト４は、シリンジ５のシャフト摺動部５ａの内側に沿って摺動することで、シリンジ５の内部圧力を変化させる。シャフト４の先端近くには溝４ｂが形成され、溝４ｂにはシール材４ａが埋め込まれている。シリンジ保温ヒーター６は、シリンジ５を囲む円筒状のブロックに内蔵されている。なお、図１において、図の見易さのためにシリンジ保温ヒーター６の左側の記載を省略している。
【００１３】
温度センサを含む温度制御部１２は、シリンジ保温ヒーター６の制御を行い、シリンジ５の温度を所定の温度範囲内に保つ。なお、シリンジ保温ヒーター６の代わりに、放射、誘導加熱、対流熱伝達等の手段によってシリンジ５を加熱するようにしても良い。
【００１４】
シャフト制御部１０は、アクチュエーター３０を制御して、シャフト４をシリンジ５の摺動部５ａに沿って図１の矢印Ａ１，Ａ２の方向に摺動させる。ここで、アクチュエーター３０は、実際はシャフト４に取り付けられるが、図１では概念的に示されている。
【００１５】
回転制御部９は、回転機構２０（例えばモーター）を制御して、シリンジ５をノズル５ｂの延在方向を回転中心として図１の矢印Ａ３（または矢印Ａ３と反対）の方向に回転させる。シリンジ５が回転することにより、シリンジ５の摺動部５ａ内側に配置されたシャフト４もシャフト摺動部５ａの回転に従動して回転する。ここで、回転機構２０は、実際はシリンジ５に取り付けられるが、図１では概念的に示されている。
【００１６】
移動制御部１４は、移動機構４０を制御して、吐出機構部５０を、例えば互いに直行するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に任意に移動させる。ここで、移動機構４０は、実際は吐出機構部５０に取り付けられるが、図１では概念的に示されている。
【００１７】
溶融金属２の材料は、接合用のろう材として好ましく用いることが出来る材料である。溶融金属は、例えばＳｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、またはこれらを主成分とする混合物、あるいはこれらの１種類以上を含む合金類である。
【００１８】
シリンジ５の材質としては、例えば溶融金属２がＳｎまたはＰｂを主成分とするはんだの場合、ガラス、ステンレスなどが好ましい。
【００１９】
本実施の形態では、ノズル５ｂ内壁に、溶融金属２をはじくコーティング５ｃを施す。このコーティング５ｃは、例えば、セラミックスやフッ素樹脂などによる撥水コーティングである。また、モリブデン、ジルコニアなど、溶融金属２をはじく材料によりコーティング５ｃを施してもよい。ノズル５ｂ内壁にコーティング５ｃを施すことにより、溶融金属２（はんだ）がノズル５ｂに、付着し難くなる。よって、溶融したはんだが、ノズル５ｂに残ることを抑制することができる。
【００２０】
シリンジ５の材料として、例えばガラス等の熱を伝えにくい材料を用いた場合には、シリンジ５にシリンジ保温ヒーター６を直接取り付けてシリンジ５を加熱する。これにより、シリンジ５内部の溶融金属２を溶融状態に効率よく維持できる。
【００２１】
シリンジ５の構造について具体的に説明する。シリンジ５には上下２カ所の開口がある。シャフト摺動部５ａの上側の開口からシャフト４が挿入され、下側の開口（ノズル５ｂの先端）から溶融金属２が吸入および吐出される。シャフト４の外径はシリンジ５のシャフト摺動部５ａの内径より小さいので、両者の間には隙間が存在する。この隙間の大きさは、シャフト４がシャフト摺動部５ａ内部をスムーズに摺動できるように設計される。シリンジ５の気密は、シール材４ａにより保たれる。
【００２２】
シャフト４とシリンジ５の材質を同じにすることにより、シャフト４とシリンジ５を加熱した場合であっても、シャフト４とシリンジ５の摺動部分の間隔を一定に保つことができる。この間隔は０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の範囲とする。つまり、シリンジ５の内径（即ちシャフト摺動部５ａの内径）に対して、シャフト４の直径を上記値だけ小さく設計する。この寸法関係にすることで、溶融金属２で形成されたシール材４ａも溝４ｂに安定的に収まり、シリンジ５の気密を安定的に保持することが可能である。仮に、シャフト４とシリンジ５の隙間に溶融金属２の酸化膜が入り込んだとしても、酸化膜は脆いため、シャフト４の摺動抵抗は大きな影響を受けない。但し、隙間が上述した値より小さいと、酸化膜が隙間に引っかかり、摺動抵抗が大きくなる。
【００２３】
＜吐出動作＞
図２を用いて、溶融金属吐出装置１００を用いた、半導体チップ１５のリードフレーム１６への接合方法について説明する。図２に示すように、シリンジ５内部には溶融金属２が収納されている。この状態で、図１に示した移動機構４０により、吐出機構部５０を目的位置（即ち、リードフレーム１６の穴１６ａの上部）まで移動させる。そして、アクチュエーター３０を作動させることによりシャフト４を矢印Ａ１の方向に下降させる。それと同時に、回転機構２０により、シリンジ５をノズル５ｂの延在方向を回転中心として１回転させる（矢印Ａ３）。この動作により、ノズル５ｂ先端の開口から溶融金属２が吐出される。吐出された溶融金属２ａは、リードフレーム１６に設けられた穴１６ａを通して半導体チップ１５に塗布される。吐出された溶融金属２ａが冷えて凝固することにより、半導体チップ１５とリードフレーム１６とが接合される。
【００２４】
図３（ａ）および図３（ｂ）を用いて、溶融金属吐出装置１００の吐出動作を詳しく説明する。まず、シャフト制御部１０は、アクチュエーター３０の動作を制御して、図３（ａ）中の矢印Ａ１の方向にシャフト４を降下させる。シャフト４が押し下げられるとシリンジ５内部の圧力が高まるため、ノズル５ｂに溶融金属２が押し込まれる。ノズル５ｂ内壁には溶融金属２をはじくコーティング５ｃが施されている。よって、図３（ａ）に示すように、ノズル５ｂ内の溶融金属２ｂはコーティング５ｃによりはじかれて、表面張力により球形となる。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、回転制御部９は回転機構２０の動作を制御して、矢印Ａ３の方向（または矢印Ａ３と反対の方向）にシリンジ５を回転させる。それと同時に、シャフト制御部１０はアクチュエーター３０の動作を制御して、シャフト４をさらに下降させる（矢印Ａ１の方向）。ノズル５ｂが回転することによって、球形の溶融金属２ｂは回転せずにノズル５ｂ内に保持されるため、結果として、ノズル５ｂ内壁と球形の溶融金属２ｂとの接触抵抗がさらに減る。この状態でシャフト４を押し下げてシリンジ５内部を加圧することにより、ノズル５ｂ内の球形の溶融金属２ｂはノズル５ｂ先端の開口から吐出される。このとき、ノズル５ｂ内壁と球形の溶融金属２ｂとの接触抵抗が減少しているため、ノズル５ｂ内に保持されていた溶融金属２ｂはすべて吐出される。
【００２６】
なお、溶融金属２の酸化を抑制するために、溶融金属吐出装置および接合対象物（半導体チップ１５およびリードフレーム１６）は、非酸化性ガス雰囲気中におかれている。ここで、非酸化性ガスとは、例えば窒素、アルゴン等の不活性ガス、または水素等の還元性ガス、またはそれらの混合ガスである。
【００２７】
＜吸入動作＞
図４を用いて、溶融金属吐出装置１００の溶融金属２の吸入動作について説明する。貯留槽１には溶融金属２が貯留されている。温度制御部１１は、貯留ヒーター３を制御して、貯留槽１内の溶融金属２を所定の温度範囲内に保つ。溶融金属吐出装置１００、貯留槽１および接合対象物（半導体チップ１５およびリードフレーム１６）は、雰囲気炉内に配置されている。雰囲気炉の内部は、非酸化性ガスで満たされている。雰囲気炉は、貯留槽１を低酸素雰囲気にして、溶融金属２の酸化を抑制する。
【００２８】
まず、雰囲気炉およびシリンジ５の内部を、予め窒素ガスなどの非酸化性ガスで充満させておく。貯留槽１にはろう材としての溶融金属２が貯留されている。溶融金属２は、貯留ヒーター３により所定の温度に保持されている。シリンジ５は、シリンジ保温ヒーター６により接合金属の融点以上の温度に加熱されている。シャフト４とシリンジ５の温度は溶融金属２の融点以上に保たれているため、貯留槽１の溶融金属２は溶融した状態でシリンジ５に収納される。シャフト４はシリンジ５のシャフト摺動部５ａの底部にまで押し込まれた状態にある。
【００２９】
次に、図１に示した移動機構４０により、シリンジ５を含む吐出機構部５０を移動させて、シリンジ５のノズル５ｂを貯留槽１に貯留されている溶融金属２に浸す。そして、シャフト制御部１０は、アクチュエーター２０を制御してシャフト４を矢印Ａ２方向に上昇させる。すると、シリンジ５の内部が減圧されるため、貯留槽１に貯留されている溶融金属２が、ノズル５ｂを通ってシリンジ５内部に吸入される。
【００３０】
シリンジ５内部に吸入する溶融金属２の量は、塗布対象物の接合に必要な量である。吸入量は、シャフト４の上昇するストロークの長さで増減することができる。また、吐出量は、シャフト４の下降するストロークの長さで増減することができる。溶融金属２を複数の箇所に塗布する場合は、予め塗布に必要な合計量の溶融金属２を吸入しておく。最初の塗布箇所にシリンジ５を移動させ、塗布に必要な量に対応したストローク分だけシャフト４を下降させて、溶融金属２を吐出する。そして、次の塗布箇所にシリンジ５を移動させ、同様の動作で溶融金属２を吐出する。この動作を順次繰り返すことで、多点塗布は容易に実施できる。上記一連の動作を自動制御によって行うことは容易である。
【００３１】
上記のように本実施の形態１によれば、貯留槽１と、吐出機構部５０とを分離して構成した。さらに、溶融金属２を補給する吸入口と、溶融金属２を吐出する吐出口とをひとつのノズル５ｂで構成した。シャフト４を上昇させることにより、シリンジ５の内部圧力は外部の圧力よりも低下する。この圧力の低下により、溶融金属２をノズル５ｂから吸入してシリンジ５の内部空間に収納する。シャフト４を下降させることにより、シリンジ５の内部圧力は外部の圧力よりも上昇する。この圧力の上昇により、シリンジ５内の溶融金属２を塗布対象物に向けて吐出する。このように、本実施の形態１の溶融金属吐出装置１００は、構成が簡単であり、安価に提供することが出来る。
【００３２】
本実施の形態１において、貯留槽１は、吐出機構部５０とは分離して配置されるため、吐出機構部５０をコンパクトで軽量に構成することが出来る。移動機構４０により、吐出機構部５０は高速に移動するので、生産性の高い処理が可能となる。さらに、非酸化性雰囲気下で任意の位置に、任意の量の溶融金属２を塗布できるため、高品質な接合を得ることが出来る。
【００３３】
また、シャフト４およびシリンジ５の溶融金属２と接触する面を、溶融金属２と化学反応を生じない材質、例えば、不導体化した酸化膜を持つ金属、セラミックス、ガラス等で構成する。これにより、溶融金属２に余計な成分が混入しないため、吸引した時と同様の成分状態で溶融金属２を塗布することができる。よって、溶融金属２により接合した接合部の劣化を防止できる。
【００３４】
また、溶融金属２が接触する気体を、非酸化性ガスとしたことにより、溶融金属２の表面の酸化を防止できる。溶融金属２の表面が酸化すると、ノズル５ｂからその酸化膜も吐出される。これにより、酸化膜が接合部に混入し、接合品質が劣化する。これに対して、本実施の形態１では、上記構成によりそのような懸念がなく、高品質な接合が得られる。さらに、シャフト４とシリンジ５を同一の材質とした場合には、シリンジ保温ヒーター６で加熱しても、シャフト４とシリンジ５の隙間が一定に保たれる。これにより、シリンジ５内部の気密の確保が図られる。隙間が一定に保たれることにより、シャフト４の摺動抵抗が増大することがないため、溶融金属２の吐出量を高精度に制御することができる。
【００３５】
なお、溶融金属２のシリンジ５内部への供給方法は、ノズル５ｂから吸い上げる方法に加え、シャフト摺動部５ａ上部の開口からシリンジ５内に充填する方法でも良い。
【００３６】
＜効果＞
本実施の形態１における溶融金属吐出装置１００は、溶融した溶融金属２を吐出して、吐出した溶融金属２により部品の接合を行う溶融金属吐出装置１００であって、内部に溶融金属２を収納する筒状のシリンジ５と、シリンジ５内部を摺動して溶融金属２を押圧するシャフト４と、シリンジ５の周囲に設けられ、溶融金属２を加熱して溶融状態を保つヒーター（シリンジ保温ヒーター６）と、を備え、シリンジ５は、シャフト４が摺動するシャフト摺動部５ａと、シャフト摺動部５ａよりも内径が小さく、先端の開口部から溶融金属２を吐出するノズル５ｂと、を備え、シリンジ５を、ノズル５ｂの延在方向を回転中心として回転させる回転機構２０をさらに備え、ノズル５ｂの内壁には、溶融金属２をはじくコーティング５ｃが施されている。
【００３７】
本実施の形態１における溶融金属吐出装置１００において、シリンジ５先端部（即ちノズル５ｂ）に溶融金属２をはじくコーティング５ｃを施した。これにより、ノズル５ｂ内部に保持された溶融金属２の形状は表面張力により球状となるため、シリンジ５と溶融金属２との接触面積を減らすことが可能である。溶融金属２を吐出する際に、ノズル５ｂを回転させることにより、球状の溶融金属２はノズル５ｂ内に保持され、結果、ノズル５ｂ内壁と溶融金属２との接触抵抗が減る。ノズル５ｂと溶融金属２との接触抵抗を減らした状態で、シャフト４を下降させシリンジ内部を加圧して、溶融金属２を吐出する。以上の動作により、ノズル５ｂ内の溶融金属２が吐出される。本実施の形態１における溶融金属吐出装置１００は、ノズル５ｂ内に溶融金属２が残留することを抑制可能なため、溶融金属２の吐出量のばらつきが小さくなる。よって、溶融金属２の吐出量を精度良く制御することができる。
【００３８】
また、本実施の形態１における溶融金属吐出方法は、溶融した溶融金属２を吐出して、吐出した溶融金属２により部品の接合を行う溶融金属吐出装置１００を用いた溶融金属吐出方法であって、溶融金属吐出装置１００は、内部に溶融金属２を収納する筒状のシリンジ５と、シリンジ５内部を摺動して溶融金属２を押圧するシャフト４と、シリンジ５の周囲に設けられ、溶融金属を加熱して溶融状態を保つヒーター（シリンジ保温ヒーター６）と、を備え、シリンジ５は、シャフト４が摺動するシャフト摺動部５ａと、シャフト摺動部５ａよりも内径が小さく、先端の開口部から溶融金属を吐出するノズル５ｂと、を備え、シリンジ５を、ノズル５ｂの延在方向を回転中心として回転させる回転機構２０をさらに備え、ノズル５ｂの内側表面には、溶融金属２をはじくコーティング５ｃが施されており、溶融金属吐出方法は、（ａ）ノズル５ｂ内部に溶融金属２が保持された状態において、回転機構２０によりシリンジ５およびシャフト４を回転させる工程と、（ｂ）シャフト４をノズル５ｂ方向へ向けて摺動させてノズル５ｂの開口部から溶融金属２を押し出す工程と、を備え、工程（ａ）と工程（ｂ）を同時に行うことを特徴とする。
【００３９】
従って、溶融金属２を吐出する際に、ノズル５ｂを回転させることにより、球状の溶融金属２はノズル５ｂ内に保持され、結果、ノズル５ｂ内壁と溶融金属２との接触抵抗がさらに減る。ノズル５ｂと溶融金属２との接触抵抗を減らした状態で、シャフト４を下降させシリンジ内部を加圧して、溶融金属２を吐出する。以上の動作により、ノズル５ｂ内の溶融金属２が吐出される。本実施の形態１における溶融金属吐出方法は、ノズル５ｂ内に溶融金属２が残留することを抑制可能なため、溶融金属２の吐出量のばらつきが小さくなる。よって、溶融金属２の吐出量を精度良く制御することができる。
【００４０】
＜実施の形態２＞
＜構成＞
図５は、本実施の形態２における溶融金属吐出装置２００の構成を示す図である。本実施の形態２では、実施の形態１の溶融金属吐出装置１００（図１）に対して、シャフト４内にガス配管７をさらに設ける。ガス配管７は図示しないガスタンクに接続されており、ガスタンクには窒素ガス等の不活性ガスが充填されている。ガス配管７を通じて、ノズル５ｂ内部に不活性ガスを注入可能な構成である。その他の構成は実施の形態１と同じため、説明を省略する。なお、図５においては、図１における回転機構２０、アクチュエーター３０、移動機構４０、回転制御部９、シャフト制御部１０、移動制御部１４、温度制御部１２は図示を省略する。これは、図６から図８も同様である。
【００４１】
＜動作＞
本実施の形態２における溶融金属吐出装置２００では、ガス配管７がシャフト４内に設けられているため、不活性ガスはガス配管７を通るときにシリンジ保温ヒーター６によって加熱される。シャフト４を下降させてノズル５ｂ内の溶融金属２を吐出する際に、ガス配管７からノズル５ｂ内部に加熱された不活性ガスを吹き付ける。不活性ガスの圧力により、溶融金属２がノズル５ｂの開口部から押し出される。よって、ノズル５ｂ内部に溶融金属２が残留することをより確実に防止することが可能である。また、不活性ガスは加熱されているため、溶融金属２を冷却して固化させることはない。
【００４２】
図６に、本実施の形態２における別の溶融金属吐出装置２００Ａの構成を示す。図６に示すように、ガス配管７をシャフト４内に設けるのではなく、シリンジ５の外部に設けてノズル５ｂに接続してもよい。ガス配管７は、不活性ガスを加熱するためにシリンジ保温ヒーター６に接触して設けられる。
【００４３】
＜効果＞
本実施の形態２における溶融金属吐出装置は、ガス（即ち不活性ガス）をノズル５ｂ内側に吹き付けるためのガス配管７をさらに備える。
【００４４】
よって、本実施の形態２の溶融金属吐出装置２００，２００Ａのように、シャフト４をシリンジ５の先端（即ちノズル５ｂ）まで挿入することができずデッドボリュームが生じる構造であっても、溶融金属２を吐出する際に、ガス配管７を通じてノズル５ｂ内部に不活性ガスを吹き付けることにより、ノズル５ｂ内部に溶融金属２が残留することを防止することが可能である。
【００４５】
また、本実施の形態２における溶融金属吐出方法は、シャフト４をノズル５ｂ方向へ向けて摺動させてノズル５ｂの開口部から溶融金属２を押し出す工程の後に、ガス配管７を通じて、不活性ガスをノズル５ｂ内側に吹き付ける工程をさらに備える。
【００４６】
従って、本実施の形態２では、シャフト４を押し下げて溶融金属２をノズル５ｂから吐出した後、さらに、不活性ガスをノズル５ｂ内側に吹き付ける。これにより、ノズル５ｂ内に溶融金属２が残留している場合であっても、確実にノズル５ｂから溶融金属を排出することが可能である。
【００４７】
＜実施の形態３＞
＜構成＞
図７（ａ），（ｂ）は、本実施の形態３における溶融金属吐出装置３００の構成を示す図である。図７（ａ）はシャフト４を上昇させた状態、図７（ｂ）はシャフト４をノズル５ｂ先端まで下降させた状態である。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、ノズル５ｂの延在方向に沿ったノズル５ｂの内部の断面は、開口部に向かって先細りの形状である。具体的には、例えばノズル５ｂ内部の形状は円錐形である。また、シャフト４の先端は、先細りの形状である。図７（ｂ）に示すように、シャフト４の先端は、ノズル５ｂ内部に隙間なく嵌合する形状とする。なお、ノズル５ｂ内部の形状は円錐形の他に、三角錐、四角錐などでもよい。その他の構成は実施の形態１と同じため、説明を省略する。
【００４９】
＜動作＞
シャフト４を下降させてノズル５ｂ内の溶融金属２を吐出する際に、シャフト４先端をノズル５ｂに嵌合させる。これにより、ノズル５ｂ内部とシャフト４の間に空間が無くなるため、ノズル５ｂ内部の溶融金属２がすべて吐出される。つまり、ノズル５ｂ内部に溶融金属２が残留することを確実に防止することが可能である。
【００５０】
＜効果＞
本実施の形態３における溶融金属吐出装置３００において、ノズル５ｂの延在方向に沿ったノズル５ｂの断面は、開口部に向かって先細りの形状であり、シャフト４の先端は先細りの形状であり、シャフト４の先端は、ノズル５ｂに隙間なく嵌合する。
【００５１】
従って、溶融金属２を吐出する際に、シャフト４の先端をノズル５ｂに隙間なく嵌合させることができるため、ノズル５ｂとシャフト４との間にデッドボリュームが存在しない。よって、ノズル５ｂ内部に溶融金属２が残らないため、一回当たりの吐出量を高精度に制御することが可能となる。
【００５２】
また、本実施の形態３における前記溶融金属吐出方法においては、シャフト４をノズル５ｂ方向へ向けて摺動させてノズル５ｂの開口部から溶融金属２を押し出す工程において、シャフト４先端をノズル５ｂに嵌合させる。
【００５３】
従って、シャフト４を押し下げて溶融金属２を吐出する際に、シャフト４の先端をノズル５ｂに隙間なく嵌合させることにより、ノズル５ｂに溶融金属２が残留することがない。ノズル５ｂ内部に溶融金属２が残らないため、一回当たりの吐出量を高精度に制御することが可能となる。
【００５４】
＜実施の形態４＞
＜構成＞
図８は、本実施の形態４における溶融金属吐出装置４００のノズル５ｂの構成を示す図である。本実施の形態４において、ノズル５ｂにはノズル用ヒーター１３が埋め込まれている。それ以外の構成は実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。
【００５５】
＜動作＞
本実施の形態における溶融金属吐出装置４００においては、ノズル用ヒーター１３によりノズル５ｂが加熱されるため、ノズル５ｂ内部の溶融金属２は確実に溶融した状態で保持される。このため、溶融金属２の粘度が冷却により低下することによる、凝集およびノズル５ｂ内壁への付着が生じることがない。よって、ノズル５ｂ内部に溶融金属２が残留することなく、全て吐出される。
【００５６】
また、本実施の形態４では、ノズル用ヒーター１３をノズル５ｂに埋め込んで設けたため、ノズル５ｂの形状は実施の形態１と同様である。よって、溶融金属２を吸引する際にヒーター１３が吸引を妨げることはない。
【００５７】
＜効果＞
本実施の形態４における溶融金属吐出装置４００は、ノズル５ｂに埋め込まれたノズル用ヒーター１３をさらに備える。
【００５８】
従って、ノズル５ｂ内部に保持された溶融金属２をノズル用ヒーター１３で加熱して確実に溶融状態に保つことが可能となる。これにより、溶融金属２が冷えることによる、凝集およびノズル５ｂ内壁への付着を抑制可能である。よって、ノズル５ｂ内部に溶融金属２が残ることをより確実に防止することができる。
【００５９】
＜実施の形態５＞
図９は、本実施の形態における溶融金属吐出装置のノズル５ｂの断面図である。この断面図は、図１の線分ＡＢで示した位置における断面に相当する。実施の形態１においてはノズル５ｂ内部にコーティング５ｃを施した。一方、本実施の形態５では、ノズル５ｂ内壁に微細な凹凸５ｂｓを設け、その上にコーティング５ｃを施す。その他の構成は実施の形態１と同じため、説明を省略する。本実施の形態において、ノズル５ｂ内壁に設ける微細な凹凸５ｂｓは、例えばノズル５ｂ内壁を適切な粗さの研磨剤で研磨することにより形成される。また、微細な凹凸５ｂｓは、フッ化水素酸等を用いた化学的研磨により形成してもよい。
【００６０】
＜効果＞
本実施の形態５における溶融金属吐出装置において、ノズル５ｂの内壁には微細な凹凸５ｂｓが設けられる。微細な凹凸５ｂｓに対して、溶融した金属をはじくコーティング５ｃが施されている。
【００６１】
従って、ノズル５ｂの内壁に微細な凹凸５ｂｓを設け、その上にコーティング５ｃを施すことにより、溶融金属２をロータス効果により強力にはじくことが可能である。よって、ノズル５ｂ内部に溶融金属２が残留することをより確実に防止することが可能である。
【００６２】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  貯留槽、２，２ａ，２ｂ  溶融金属、３  貯留ヒーター、４  シャフト、４ａ  シール材、４ｂ  溝、５  シリンジ、５ａ  シャフト摺動部、５ｂ  ノズル、５ｂｓ  凹凸、５ｃ  コーティング、６  シリンジ保温ヒーター、７  ガス配管、９  回転制御部、１０  シャフト制御部、１１，１２  温度制御部、１３  ノズル用ヒーター、１４  移動制御部、１５  半導体チップ、１６  リードフレーム、１６ａ  穴、２０  回転機構、３０  アクチュエーター、４０  移動機構、５０  吐出機構部、１００，２００，２００Ａ，３００，４００  溶融金属吐出装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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