(57)【要約】  流体吐出装置の流体吐出量が微小になるにしたがい、吐出してもマスク中に流体が充填されない不具合が発生する事があった。  流体をワーク中に充填するためには、吐出部分のワークの空気を流体で置換する必要があり、事前にワーク中の空気を抜く事により吐出した流体がワーク中に充填される。吐出ヘッドの一端には、ワーク上のマスク中の空気を吸引するための吸引口と流体を吐出するための吐出ノズルが形成されている流体吐出装置を用いる。
2016114275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品のワーク上のマスク中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、
流体を収容可能なタンクと吐出ヘッドからなるヘッド部を有し、前記吐出ヘッドの一端には、ワーク上のマスク中の空気を吸引するための吸引口と流体を吐出するための吐出ノズルが形成されており、かつ吸引口は、吐出ヘッドの進行方向に設置されており、
流体吐出準備時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触するまで該ワークに対して接近移動し、流体吐出時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触した状態で吸引口よりマスク中の空気を吸引した後、マスク中に流体を吐出することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体吐出装置において、前記吐出ヘッドには、吐出ノズルおよび吸引口の形状としてスリット状の開口部を有することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の流体吐出装置において、
前記吐出ヘッドの上部には、圧力供給手段と接続する延長管路および減圧供給手段と接続する吸引延長管路が設置されており、それぞれが圧力発生源および真空発生装置に接続されている事を特徴とする流体吐出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の流体吐出装置において、
該流体吐出装置の稼働中に前記タンク内に追加の流体を供給するための流体供給装置を備える事を特徴とする流体吐出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の流体吐出装置を用い、ヘッドの先端には吸引口と流体吐出ノズルを有しているヘッドから流体を吐出させてワークに流体を塗布する流体塗布装置を用いて、まずワーク中の吐出部分の空気を脱気した後で流体を吐出する、流体の吐出方法。
【請求項６】
電子部品のワーク上に塗布体を形成するための流体塗布装置であって、
流体を収容可能なタンクと、一端に設けたノズルとを備える吐出ヘッドにして、ワークの上方に位置づけられるように構成されており、
塗布体形成準備時には、前記ノズルが前記ワークに接触するまで該ワークに対して接近移動し、塗布体形成時には、前記ノズルが前記ワークに接触した状態で前記タンク内の流体を前記ノズルから射出させながら該ワークに対して水平移動し、塗布体の形成が終了して前記ノズルからの流体の射出が停止せしめられた後は、前記ワークに対して離反移動する吐出ヘッドと、
前記タンク内の流体を所望の温度に保つためのヒータユニットと、
前記タンク内に第１の圧力を供給し、該タンク内の流体を前記ノズルの開口から前記ワーク上へと射出させるための第１の圧力供給手段と、
前記タンク内に第２の圧力を供給し、該タンク内の流体を前記ノズルの前記開口から射出させずに前記タンク内に保持するための第２の圧力供給手段と、
前記タンク内の圧力を監視するための圧力センサと、
前記圧力センサからの信号に基づき、前記タンク内に供給されるべき圧力を制御するための制御装置と、
を備える流体塗布装置。
【請求項７】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記吐出ヘッドは、前記ノズルが前記ワークの上方に位置づけられるように構成されており、
前記第１の圧力が正圧であり、前記第２の圧力が負圧であり、前記第１の圧力供給手段が正圧供給源を有し、前記第２の圧力供給手段が負圧供給源を有している、流体塗布装置。
【請求項８】
請求項７に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置が、前記タンク内の流体の量に関するデータを入力されるようになされている、流体塗布装置。
【請求項９】
請求項８に記載の流体塗布装置において、
該流体塗布装置の稼働中に前記タンク内に追加のはんだを供給するためのはんだ供給装置をさらに備える、流体塗布装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記吐出ヘッドは、前記ノズルが前記ワークの下方に位置づけられるように構成されており、
前記第１の圧力が正圧であり、前記第２の圧力が大気圧または正圧であり、前記第１の圧力供給手段および前記第２の圧力供給手段が共通の正圧供給源を有している、流体塗布装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置が、前記タンク内の流体の量に関するデータを入力されるようになされている、流体塗布装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の流体塗布装置において、
該流体塗布装置の稼働中に前記タンク内に追加のはんだを供給するためのはんだ供給装置をさらに備える、流体塗布装置。
【請求項１３】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置は、前記吐出ヘッドの位置を感知し、前記吐出ヘッドが前記ワークに対して下降して規定の位置に達したときに、前記吐出ヘッドの前記タンク内に前記第１の圧力を供給するように前記第１圧力供給手段を制御するように構成される、流体塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板および半導体等の電子部品のワーク上に溶融はんだや接着剤等の流体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器のプリント基板への半導体等の電子部品の実装や半導体等の電子部品の組み立てには、はんだや接着剤が用いられている。【０００３】
特に、セラミックスなどで形成された電子部品はそのままでははんだ付けできない。そこで、電子部品のワークの表面にメッキ皮膜からなるパッドを設け、該パッドの上にはんだバンプ（こぶ）を形成する。その後、バンプを介したはんだ付けが行われる。【０００４】
はんだバンプ形成方法として従来多く用いられているのは、はんだペーストを用いる方法である。印刷機やディスペンサではんだペーストをワークのメッキ皮膜上に塗布した後、はんだペーストをリフロー加熱して溶融させ、バンプを形成させる。この方法は、コストが安い。しかしながら、印刷には印刷できる限界があり、微細な回路パターンに対応したバンプは形成できない。【０００５】
はんだボールを利用したバンプ形成方法もある。電子部品のワーク上に微細なはんだボールを搭載し、これをリフロー加熱することによりバンプを形成させる。この方法は、微細な回路パターンに対応したバンプを形成することができる。しかしながら、はんだボール自体のコストが高いため、全体として高コストとなる。【０００６】
低コストで微細回路パターンに対応できるバンプを形成する方法として、溶融はんだを吐出してはんだバンプを形成する、所謂、溶融はんだ法が注目されている。溶融はんだ法においては、溶融はんだを収容する容器のノズル開口部から水平方向に走査するようにして複数箇所への溶融はんだの供給を効率よくしたはんだ付着装置が知られている（特願平２−０１５６９８号公報）。【０００７】
また、作業終了後にノズルヘッドを冷却した後、ノズルヘッドをマスクから持ち上げる機構を有するバンプ形成装置も知られている。（ＷＯ２０１３／０５８２９９Ａ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−０１５６９８号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１３／０５８２９９Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
溶融はんだを利用したはんだバンプ形成装置や接着剤の塗布装置などの流体吐出装置では、プリント基板やシリコンウエハ等のワークに吐出する量を微小にコントロールするために、特許文献２のようなワーク上にマスクを用いるのが一般的である。流体吐出時のマスクは、ポリイミドフィルムのようなプラスチックスや金属のシートや板に穴を空けたものをワークの上に載せても用いても良いし、プリント基板やシリコンウエハ等のワーク上にレジストで直接形成しても良い。しかし、これらの装置では流体吐出装置の流体吐出量が微小になるにしたがい、吐出してもマスク中に流体が充填されない不具合が発生する事が問題となっていた。特に、マスクの厚みを厚くして、形成するはんだバンプの高さを高くするとこの不具合が多く発生した。【００１０】
本発明の課題の一つは、微細パターンの流体の塗布においても、吐出量をコントロールするためのマスク中に完全に充填する事が可能な流体塗布装置を実現するものである。【００１１】
また、上記ＩＭＳ法を利用したはんだバンプ形成装置においては、はんだバンプ形成後の溶融はんだの垂れ落ちが問題となっていた。ヘッドをワーク上から持ち上げるときにノズルから余剰の溶融はんだがワーク上へ不用意に垂れ落ちたり糸を引いたりして、好ましくないブリッジを形成するおそれがあったからである。【００１２】
これに対して出願人は、ヘッドを持ち上げる前に冷却用ユニットによってヘッド自体を強制冷却し、ヘッドを持ち上げてもノズルから垂れ落ちない温度にまでヘッド内の溶融はんだの温度を降下させる発明の特許文献２を提案した。【００１３】
しかしながらこの手法は時間がかかるのが欠点だった。すなわち、溶融はんだの温度を降下させるのに時間を要し、且つ、次作業のために溶融はんだの温度を上昇させるのにまた時間を要した。そのため、電子部品のワークの搬入、ワークの予備加熱、ヘッド内の溶融はんだの加熱、はんだバンプ形成作業、ヘッド内の溶融はんだの冷却、ワークの搬出の各工程をサイクリックに行う場合、ヘッド内の溶融はんだの温度制御に要する時間が効率上の最大のネックとなっていた。【００１４】
そこで本発明の課題の他の一つは、溶融はんだの垂れ落ちという問題に対して、これを解消する迅速な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、流体吐出装置の流体吐出量が微小になるにしたがい、ワーク上に載置されたマスクの開口が小さくなり、ワークの吐出部分に流体を充填することが困難になること、流体をワーク中に充填するためには、吐出部分のワークの空気を流体で置換する必要があること、事前にワーク中の空気を除去する事により吐出した流体がワーク中に充填されること、を見いだし、本発明を完成させた。【００１６】
本発明は、電子部品のワーク上のマスク中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、流体を収容可能なタンクと吐出ヘッドからなるヘッド部を有し、前記吐出ヘッドの一端には、ワーク上のマスク中の空気を吸引するための吸引口と流体を吐出するための吐出ノズルが形成されており、かつ吸引口は、吐出ヘッドの進行方向に設置されており、
流体吐出準備時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触するまで該ワークに対して接近移動し、流体吐出時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触した状態で吸引口よりマスク中の空気を吸引した後、マスク中に流体を吐出することを特徴とする流体吐出装置である。【００１７】
また、本発明はヘッドの先端には吸引口と流体吐出ノズルを有しているヘッドから流体を吐出させてワークに流体を塗布する流体塗布装置を用いて、まずワーク中の吐出部分の空気を脱気した後で流体を吐出する、流体の吐出方法である。【００１８】
流体の吐出装置として一般的なのはディスペンサーであるが、ディスペンサーは流体に圧力を加える事で針状のニードルから流体を吐出する。ディスペンサーの吐出量は、針状のニードルの径によって決まり、ニードルの径が小さくなるほど吐出量が微細になる。ところが、半導体のシリコンチップへのバンプ形成のように、吐出する流体の径が0.1mmより小さい微細な量となるとディスペンサーで正確な量を吐出することが不可能となる。そのために、ワークの吐出部分をマスクで小さく仕切って、そのマスクの上に流体を吐出する方法が取られている。また、マスクを使用しないで流体を吐出すると流体が平面に広がり、隣の電極部と接してしまう。これが特許文献２の方法で、密閉された空間に流体を吐出するのでマスクの厚みが薄く、マスク中で空気の排出が行われるような条件で流体で吐出すると、空気と流体の置き換わりが起きて、問題なく流体を吐出できる。しかし、マスクの厚みが吐出する径の１／２を超えてしまうと、マスク中で空気の排出が行われず、空気が邪魔をするために吐出する流体がマスク中に充填されない。【００１９】
ところが、流体を充填する直前に吐出するマスク中の空気を脱気すると、空気と流体の置換が行われる必要がないために、吐出された流体はそのままマスク中の吐出部分に充填されて、充填もれのない安定した流体の吐出が可能となる。【００２０】
また、本発明者らは、ＩＭＳ法を利用したはんだバンプ形成装置等の流体吐出装置は、そのヘッドを冷却しなくとも吐出するために流体に加えられる圧力を調整する事でノズルから余剰の流体が漏れることを防止できる事、そのためには加圧と負圧を切り替える事が効果的であること、を見いだし本発明を完成させた。【００２１】
本発明は、ワークに対して離反移動する吐出ヘッドと、タンク内の溶融はんだを所望の温度に保つためのヒータユニットと、タンク内に第１の圧力を供給し、タンク内の溶融はんだをノズルの開口からワーク上へと射出させるための第１の圧力供給手段と、タンク内に第２の圧力を供給し、タンク内の溶融はんだをノズルの開口から射出させずにタンク内に保持するための第２の圧力供給手段と、タンク内の圧力を監視するための圧力センサと、圧力センサからの信号に基づき、タンク内に供給されるべき圧力を制御するための制御装置とを備える流体塗布装置、である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の流体の吐出装置を用いる事で、ディスペンサーでの吐出が不可能な微細な径の流体の吐出であっても安定した吐出を得る事ができる。特に、はんだの高さが要求されるために吐出する径に比較して厚いマスクを用いるときであっても、充填の不具合なしに微細な吐出量の流体を吐出することが可能となる。したがって、従来のワーク中の微細なマスク中への流体塗布で発生していた膨大な修正は無くなり、生産性が飛躍的に向上する。【００２３】
また、本発明によれば、溶融はんだを収容する吐出ヘッドの位置を感知して、規定の位置に達したときに正圧側、負圧側のバルブを開閉して、ヘッドのタンク内に供給される圧力を正圧側、負圧側に変化させている。タンク内の圧力を圧力センサによって監視しながら、該圧力センサからの信号に基づいて該タンク内に供給されるべき圧力を制御している。溶融はんだを収容する吐出ヘッドの規定の位置までの移動時は、バルブが負圧側になっており、タンク内には上向きの圧力が加わり、吐出ヘッドが規定の位置に達してワーク上にはんだバンプを形成するときには、バルブを正圧側に切り替えて、下向きの圧力を加える事で溶融はんだをノズル開口から射出させる。溶融はんだを吐出後にワークからヘッドを離すときには再度バルブを負圧側に切り替えて、溶融はんだをタンク内に確実に引っ込めるようにする。このような状態の切り替えは圧力制御によって瞬時に確実に行うことができる。したがって、溶融はんだの垂れ落ちの問題は確実に解消できるとともに、従来のはんだバンプ形成のためのサイクル工程において溶融はんだの冷却工程がもたらしていた多大な待機時間は大幅に削減され、生産性が飛躍的に向上する。【００２４】
なお、上記特開平２−０１５６９８号公報に開示の技術においても、ヘッドのタンク内に供給されるべき圧力を制御することにより溶融はんだをノズルから射出させたりタンク内に引っ込めたりしてはんだの位置を維持しているが、かかる圧力制御は２つの接触型センサからの信号に基づいて行われている。したがって、操作の迅速性、その流体に対する作用においても本発明に比べて格段に劣るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による流体塗布装置の吐出状態を示す概略図である。
【図２】本発明による流体塗布装置の一実施形態の構成の概略図である。
【図３】本発明による流体塗布装置の一実施形態の構成の概略図である。
【図４】本発明による流体塗布装置の他の実施形態における吐出ヘッドを示す側面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
まず、流体塗布装置のヘッド部１の構成を説明する。図１が本発明によるヘッド部１を示す図である。ヘッド部１は、溶融はんだ等を収容可能な流体タンク２と下端に設けた吐出ヘッド３を備える。溶融はんだなど温度コントロールが必要な流体に用いるときは、流体タンク２の腹部にヒーター４を巻き付けるなど、加熱手段を取り付けることもできる。吐出ヘッド３には、ヘッド下端に設けた流体吐出ノズル５と吸引口６を有し、吸引口６は流体吐出ノズル５よりも進行方向に向かって先に吸引工程が実施できるように取り付けられている。
【００２７】
本発明の吐出ヘッド３のノズル開口の形状としては、丸状、スリット状およびその他の公知のものを採用することができる。特に、ノズル開口の形状としてスリット状を用いると複数のワーク上に同時に流体を吐出することが可能となる。
【００２８】
また、吐出ヘッド３に取り付けられた吸引口６の形状も丸状、スリット状およびその他の公知のものを採用することができるが、開口の形状として幅の狭いスリット状を用いることで、吸引力を高めて、マスク８内の空気を確実に脱気することが可能である。本発明でのスリットの幅は、0.1〜20mmが望ましい。。
【００２９】
次に、全体の構成を説明する。図２に示すように本発明の流体塗布装置は、全体として流体を塗布させるべき電子部品のワーク７に対して接近および離反するように上下方向に移動可能であるとともに、水平方向にも移動可能である。吐出ヘッド３は、流体吐出時には、流体吐出ノズル５がワーク７に接触する位置まで下降する。流体吐出ノズル５とワーク７との接触状態が維持されたまま液体吐出ヘッド３は水平に移動する。液体吐出ヘッド３の水平移動中に流体吐出ノズル５の開口から流体が吐出され、ワーク７上には流体が塗布される。流体の塗布が終了すると、液体吐出ヘッド３はワーク７から離れるように持ち上げられる。
【００３０】
流体吐出装置１は、タンク２内の流体を所望の温度に保つためのヒータ４を備える。ヒータ４は、タンク２の壁部に内蔵されたものとすることができる。ヒータ４は、タンク２内の溶融はんだ等の流体９の塗布条件に最適な粘度を保つのに適切な温度に加熱されるよう、管理制御されている。
【００３１】
さらに、本発明の吐出ヘッド３の部分にヒータ４を取り付けても良い。吐出ヘッドにヒータを取り付けることで、流体の流動性を向上させ流体の目詰まりを防止し、また吸引するマスク内の空気を加熱する事で、脱気し易くなる。
【００３２】
流体吐出装置１は、タンク２から延長管路１０を通して、流体連通可能な圧力供給手段１１とつながっており、吸引口６から続く吸引管延長管路１２を通して、流体連通可能な減圧供給手段１３とつながっている。
【００３３】
圧力供給手段１１は、例えば０．０６ないし０．１ＭＰａ（これに限定されない）の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源１４を有している。圧力発生源１４は、ゲート弁１５および３方弁２３を介してタンク２内へ圧力を供給する。タンク２内に保持されていた溶融はんだは、圧力発生源１４からの正圧を受けて流体吐出ノズル５の開口から射出される。
【００３４】
減圧供給手段１３は、真空発生装置であるマイクロエジェクタ１６を有している。真空発生装置１６は、例えばレギュレータ１７および絞り弁１８を介して、０．４ＭＰａ（これに限定されない）の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源１９と連結され、吸引管延長管路１２を介して吸引口６へ負圧を供給する。
【００３５】
流体吐出装置は、圧力センサ２０と制御装置２１とを有する。圧力センサ２０は、タンク２内と流体連通する延長管路１０に設けられた３方弁２３に連結し、タンク２内の圧力を監視する。タンク２内の圧力を示す信号は、圧力センサ２０から制御装置２１に送られる。
【００３６】
制御装置２１は、作業工程の進捗に合わせて圧力発生源１４、真空発生装置１６，レギュレータ１７，圧力発生源１９および各弁を操作し、タンク２内に圧力を供給する。供給すべき適切な圧力値は、圧力センサ２０からの信号に基づいて決定される。
【００３７】
タンク２内の溶融はんだを流体吐出ノズル５の開口から射出する場合、タンク２内と圧力センサ２０とが流体連通するように操作される。タンク２内に供給される正圧の大きさは、例えば圧力発生源１４にて発生される圧力値を制御装置２１によって調整することによって変化させることができる。あるいは、圧力供給手段１１に設けた調整弁（図示せず）を制御装置２１が調整することによって圧力値を変化させてもよい。
【００３８】
溶融はんだ等の流体を流体吐出ノズル５の開口から射出させたりタンク２内に保持したりするためにタンク２内に供給されるべき適切な圧力値は、タンク２内に収容されている溶融はんだの量（重量）によっても左右される。したがって、制御装置２１は、タンク２内の流体量に関するデータを入力されるようにしてもよい。この場合、制御装置２１は、タンク２内の流体量のデータから、流体の射出またはタンク内保持のために適切なタンク内圧力値を計算することができる。さらに、制御装置２１は、該適切なタンク内圧力値と圧力センサ２０からの信号が示す実際のタンク内圧力値とを比較し、適切なタンク内圧力が得られるよう、圧力発生源１４および各弁を調整することができる。
【００３９】
また、タンク２内の流体量の変動による、上記適切なタンク内圧力値の変動をできるだけ少なくするため、流体供給装置２２をタンク２に連結させて設けてもよい。流体供給装置２２は、流体吐出装置の稼働中にタンク２内の溶融はんだが消費されたとき、タンク２内の流体量が常にほぼ一定となるように追加の流体を自動供給することができる。
【００４０】
タンク２内の流体の量を知るためには、公知のいかなる手法を利用することも可能である。
【００４１】
処理した製品数などから、タンク２内の溶融はんだの量を推測することができ、該タンク内の流体量に対応する上記適切なタンク内圧力値を経験により知ることができる場合には、制御装置２１は圧力センサ２０からの信号のみに基づいてタンク２内に供給されるべき圧力を制御することができる。
【００４２】
最後に、本発明の流体吐出装置の動作を説明する。本発明の吐出ヘッド３は、ワーク７から離れた定位置に固定されているが、流体吐出時には、吐出ヘッド３が上下方向、水平方向にも移動して、吐出ヘッド３はワーク７上のマスク８の吐出部分に接触する位置まで下降する。本発明では、必ず流体９を吐出中の吐出ヘッド３が吸引ノズル６が設置されている方から先に水平に移動し、ワーク７上のマスク８の開口部の空気を減圧してから、吐出ノズル５で流体を吐出するように、吐出ヘッド３は移動する。圧力発生源１４から供給された圧力は、ゲート弁１５を介してタンク２内へ圧力を供給する。タンク２内に保持されていた流体９は、圧力発生源１４からの圧力を受けて吐出ノズル５の開口から射出される。吐出ヘッド３は、ワーク７のマスク８の上をなぞって、水平に移動して、決められた範囲の流体の塗布を完了する。
【００４３】
＜第２実施形態＞
図３に示すように、本発明による流体塗布装置は、吐出ヘッド１０１を備える。吐出ヘッド１０１は、流体（例えば溶融はんだ、この例に限定されない）を収容可能なタンク１０２と、下端に設けたノズル１０３とを有する。ノズル１０３の下面には、タンク１０２の内部の流体を射出するための開口が形成されている。ノズル開口の形状としては、スリットおよびその他の公知のものを採用することができる。
【００４４】
吐出ヘッド１０１は、全体として、塗布体（例えば、はんだバンプ）を形成されるべき電子部品のワーク１０４に対して接近および離反するように上下方向に移動可能であるとともに、水平方向にも移動可能である。吐出ヘッド１０１は、塗布体形成時には、ノズル１０３がワーク１０４に接触する位置まで下降する。ノズル１０３とワーク１０４との接触状態が維持されたまま吐出ヘッド１０１は水平に移動する。吐出ヘッド１０１の水平移動中にノズル１０３の開口から流体が射出され、ワーク１０４上に塗布体が形成される。塗布体の形成が終了すると、吐出ヘッド１０１はワーク１０４から離れるように持ち上げられる。
【００４５】
流体塗布装置は、タンク１０２内の流体を所望の温度に保つためのヒータユニット（図示せず）を備える。ヒータユニットは、吐出ヘッドの壁部に内蔵されたものとすることができる。ヒータユニットは、タンク１０２内の流体がバンプ形成に最適な粘度を保つのに適切な温度に加熱されるよう、管理制御されている。
【００４６】
流体塗布装置は、吐出ヘッド１０１のタンク１０２内と流体連通可能な第１の圧力供給手段１０５および第２の圧力供給手段１０６を備えている。
【００４７】
第１の圧力供給手段１０５は、例えば０．０６ないし０．１ＭＰａ（これに限定されない）の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源（正圧供給源）１０７を有している。正圧供給源１０７は、ゲート弁１０８および３方弁１０９を介してタンク１０２内へ正圧を供給する。タンク１０２内に保持されていた流体は、正圧供給源１０７からの正圧を受けてノズル１０３の開口から射出される。
【００４８】
第２の圧力供給手段１０６は、真空発生装置であるマイクロエジェクタ（負圧供給源）１１０を有している。負圧供給源１１０は、レギュレータ１１１および絞り弁１１２を介して、例えば０．４ＭＰａ（これに限定されない）の圧力の窒素ガスを発生させる圧力発生源１１３と連結され、バルブ１０９および共通管路１１４を介してタンク１０２内へ負圧を供給する。ノズル１０３の開口から射出されようとしていた流体は、負圧供給源１１０からの負圧を受けてタンク１０２内またはノズル１０３内に保持される。
【００４９】
流体塗布装置は、圧力センサ１１５と制御装置１１６とを有する。圧力センサ１１５は、タンク１０２内と流体連通する延長管路１１７に設けられた３方弁１１８に連結し、タンク１０２内の圧力を監視する。タンク１０２内の圧力を示す信号は、圧力センサ１１５から制御装置１１６に送られる。
【００５０】
制御装置１１６は、作業工程の進捗に合わせて溶融はんだを収容する吐出ヘッドの位置を感知して、規定の位置に達したときにバルブ１０９で経路１０５側を開放して、正圧供給源１０７、負圧供給源１１０，レギュレータ１１１，圧力発生源１１３および各弁を操作し、タンク１０２内に圧力を供給する。供給すべき適切な圧力値は、圧力センサ１１５からの信号に基づいて決定される。
【００５１】
タンク１０２内の流体をノズル１０３の開口から射出する場合、バルブ１０９は、第１の圧力供給手段１０５と共通管路１１４との間の流体連通のみを許可するように操作される。ゲート弁１０８は開けられ、延長管路１１７に設けられたゲート弁１１９は閉じられる。３方弁１１８は、タンク１０２内と圧力センサ１１５とが流体連通するように操作される。タンク１０２内に供給される正圧の大きさは、例えば正圧供給源１０７にて発生される圧力値を制御装置１１６によって調整することによって変化させることができる。あるいは、第１の圧力供給手段１０５に設けた調整弁（図示せず）を制御装置１１６が調整することによって圧力値を変化させてもよい。
【００５２】
吐出ヘッドの規定の位置までの移動時や流体の吐出が終了して、吐出ヘッドをマスク上から移動するときのように、流体をノズル１０３の開口から射出させず、タンク１０２またはノズル１０３内に保持する場合、バルブ１０９は、第２の圧力供給手段１０６と共通管路１１４との間の流体連通のみを許可するように操作される。負圧供給源１１０は、レギュレータ１１１および絞り弁１１２を介して圧力発生源１１３からの圧力を受けて負圧を発生させる。タンク１０２内に供給される負圧の大きさは、例えばレギュレータ１１１または絞り弁１１２を制御装置１１６が調整することによって変化させることができる。
【００５３】
流体をノズル１０３の開口から射出させたりタンク１０２内に保持したりするためにタンク１０２内に供給されるべき適切な圧力値は、タンク１０２内に収容されている流体の量（重量）によっても左右される。したがって、制御装置１１６は、タンク１０２内の流体の量に関するデータを入力されるようにしてもよい。この場合、制御装置１１６は、タンク１０２内の流体量のデータから、流体の射出またはタンク内保持のために適切なタンク内圧力値を計算することができる。さらに、制御装置１１６は、該適切なタンク内圧力値と圧力センサ１１５からの信号が示す実際のタンク内圧力値とを比較し、適切なタンク内圧力が得られるよう、正圧供給源１０７および各弁を調整することができる。
【００５４】
また、タンク１０２内の流体量の変動による、上記適切なタンク内圧力値の変動をできるだけ少なくするため、はんだ供給装置をタンク１０２に連結させて設けてもよい。はんだ供給装置１２０は、流体塗布装置の稼働中にタンク１０２内の流体が消費されたとき、タンク１０２内の流体量が常にほぼ一定となるように追加のはんだを自動供給することができる。
【００５５】
タンク１０２内の流体の量を知るためには、公知のいかなる手法を利用することも可能である。
【００５６】
処理した製品数などから、タンク１０２内の流体の量を推測することができ、該タンク内流体量に対応する上記適切なタンク内圧力値を経験により知ることができる場合には、制御装置１１６は圧力センサ１１５からの信号のみに基づいてタンク１０２内に供給されるべき圧力を制御することができる。
【００５７】
つぎに、本発明の第２の実施形態の流体吐出装置の動作を説明する。本発明の吐出ヘッド１０１は、ワーク１０４から離れた定位置に固定されているが、吐出ヘッド１０１の移動時には、バルブ１０９により、第２の圧力供給手段１０６側の経路が開放されている。
【００５８】
吐出ヘッド１０１の流体吐出時には、吐出ヘッド１０１が上下方向、水平方向にも移動して、吐出ヘッド１０１はワーク１０４上のマスクの吐出部分に接触する位置まで下降する。吐出ヘッド１０１が移動して、ワーク１０４上のマスクの吐出部から離れ、直ぐにマスクの吐出部に移動可能な規定位置に達すると、バルブ１０９が切り替わり、第１の圧力供給手段１０５側の経路が開放される。本発明では、必ず流体を吐出中の吐出ヘッド１０１が吸引ノズルが設置されている方から先に水平に移動し、ワーク１０４上のマスクの開口部の空気を減圧してから、吐出ノズル１０３で流体を吐出するように、吐出ヘッド１０１は移動する。圧力発生源１０７から供給された圧力は、ゲート弁１０８を介してタンク１０２内へ圧力を供給する。タンク１０２内に保持されていた流体は、圧力発生源１０７からの圧力を受けて吐出ノズル１０３の開口から射出される。吐出ヘッド１０１は、ワーク１０４のマスクの上をなぞって、水平に移動して、決められた範囲の流体の塗布を完了する。
【００５９】
吐出ヘッド１０１がマスク上を移動して、規定の位置に達すると、今度はバルブ１０９が第２の圧力供給手段１０６側の経路に切り替わり、吐出へッド１０３に加わる圧力は負圧に切り替わり、はんだを上方向に引き上げるために、はんだの漏れがない。
【００６０】
図４は、本発明による流体塗布装置の別の実施形態を示す。図３の実施形態と異なる点は、図３ではインジェクション１０１のノズル１０３がワーク１０４の上方に位置づけられるように構成されているのに対し、図４ではノズル１０３がワーク１０４の下方に位置づけられていることである。また、吐出ヘッド１０１全体の形状も、図３では「Ｉ」型をしているのに対し、図４では「Ｕ」型の連通管の形状をしている。
【００６１】
図４の実施形態の第１の特徴は、ノズル１０３がワーク１０４の下方に配置されているので、ノズル１０３からワーク１０４上への流体の垂れ落ちの問題とは無縁であることである。
【００６２】
第２の特徴は、流体１２１をタンク１０２内に引っ込めようとするときに、流体１２１の自重を利用することができるので、負圧供給源が必要ないということである。流体１２１をノズル１０３の開口から射出させたりタンク１０２内に保持したりするために、図３の実施形態では正圧供給源１０７を有する第１の圧力供給手段１０５と負圧供給源１１０を有する第２の圧力供給手段１０６とを必要としたが、図４の実施形態では第１の圧力供給手段１０５と第２の圧力供給手段１０６とが共通の正圧供給源１２２を有することができる。換言すれば、図４の実施形態では、一つの正圧供給源１２２を有する単一の圧力供給手段があればよい。
【００６３】
図４は、大気圧状態であるタンク１０２内のノズル１０３における流体の液面１２３がノズル１０３の上端のわずか下方に位置している状態を示している。塗布体形成時には、ゲート弁１０８は開かれ、正圧供給源１２２により適切な値の圧力がタンク１０２内に供給される。ノズル１０３の開口からは流体１２１が射出され、ワーク１０４上に塗布体が形成される。作業が終了すると、ゲート弁１０８は閉じられ、ゲート弁１１９が開かれてタンク１０２内は大気圧に戻り、流体１２１は自重によりタンク１０２内に引っ込められる。
【００６４】
タンク１０２内の流体１２１が消費され、タンク１０２内が大気圧状態のときのヘッド１０３内における流体の液面１２３が下がってきた場合、作業待機中であってもタンク１０２内に正圧を供給し、液面１２３を図４に示す位置に保つようにすることができる。
【００６５】
タンク１０２内の流体１２１の量が常にほぼ一定となり、タンク１０２内が大気圧になったときのヘッド１０３における流体の液面１２３が常に一定の高さになるよう、はんだ供給装置１２０を利用して、消費された量のはんだをタンク１０２内に自動的に供給するようにしてもよい。
【００６６】
図４の実施形態においても、タンク１０２内に供給されるべき圧力の制御は、圧力センサ１１５からの信号に基づいて制御装置１１６によって行われる。タンク１０２内の流体の量等、タンク１０２内への供給圧力の制御に必要なデータは、すべて制御装置１１６に入力される。
【符号の説明】
【００６７】
１  ヘッド部
２  タンク
３  吐出ヘッド
４  ヒーター
５  吐出ノズル
６  吸引口
７  ワーク
８  マスク
９  流体
１０  延長管路
１１  圧力供給手段
１２  吸引管延長管路
１３  減圧供給手段
１４  圧力発生源
１５  ゲート弁
１６  真空発生装置
１７  レギュレータ
１８  絞り弁
１９  圧力発生源
２０  圧力センサ
２１  制御装置
２２  流体供給装置
１０１  吐出ヘッド
１０２  タンク
１０３  ノズル
１０４  ワーク
１０５  第１の圧力供給手段
１０６  第２の圧力供給手段
１０７  圧力発生源（正圧供給源）
１０８  ゲート弁
１０９  バルブ
１１０  マイクロエジェクタ（負圧供給源）
１１１  レギュレータ
１１２  絞り弁
１１３  圧力発生源
１１４  共通管路
１１５  圧力センサ
１１６  制御装置
１１７  延長管路
１１８  ３方弁
１１９  ゲート弁
１２０  はんだ供給装置
１２１  流体
１２２  正圧供給源
１２３  流体の液面。
【図１】
2016114275.tif 000003
【図２】
2016114275.tif 000004
【図３】
2016114275.tif 000005
【図４】
2016114275.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月27日(2016.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品のワーク上のマスク中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、
流体を収容可能なタンクと吐出ヘッドを含むヘッド部を有し、前記吐出ヘッドの一端には、ワーク上のマスク中の空気を吸引するための吸引口と流体を吐出するための吐出ノズルが形成されており、かつ吸引口は、吐出ヘッドの進行方向に設置されており、
前記ヘッド部はさらに、前記タンク内の流体を所望の温度に保つためのヒータユニットを有し、
流体吐出準備時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触するまで該ワークに対して接近移動し、流体吐出時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触した状態で前記吸引口よりマスク中の空気を吸引した後、マスク中に流体を吐出することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体吐出装置において、前記吐出ヘッドには、吐出ノズルおよび吸引口の形状としてスリット状の開口部を有することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の流体吐出装置において、
前記吐出ヘッドの上部には、圧力供給手段と接続する延長管路および減圧供給手段と接続する吸引延長管路が設置されており、それぞれが圧力発生源および真空発生装置に接続されている事を特徴とする流体吐出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の流体吐出装置において、
該流体吐出装置の稼働中に前記タンク内に追加の流体を供給するための流体供給装置を備える事を特徴とする流体吐出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の流体吐出装置を用い、ヘッドの先端には吸引口と流体吐出ノズルを有しているヘッドから流体を吐出させてワークに流体を塗布する流体塗布装置を用いて、まずワーク中の吐出部分の空気を脱気した後で流体を吐出する、流体の吐出方法。
【請求項６】
電子部品のワーク上に塗布体を形成するための流体塗布装置であって、
流体を収容可能なタンクと、一端に設けたノズルとを備える吐出ヘッドにして、ワークの上方に位置づけられるように構成されており、
塗布体形成準備時には、前記ノズルが前記ワークに接触するまで該ワークに対して接近移動し、塗布体形成時には、前記ノズルが前記ワークに接触した状態で前記タンク内の流体を前記ノズルから射出させながら該ワークに対して水平移動し、塗布体の形成が終了して前記ノズルからの流体の射出が停止せしめられた後は、前記ワークに対して離反移動する吐出ヘッドと、
前記タンク内の流体を所望の温度に保つためのヒータユニットと、
前記タンク内に第１の圧力を供給し、該タンク内の流体を前記ノズルの開口から前記ワーク上へと射出させるための第１の圧力供給手段と、
前記タンク内に第２の圧力を供給し、該タンク内の流体を前記ノズルの前記開口から射出させずに前記タンク内に保持するための第２の圧力供給手段と、
前記タンク内の圧力を監視するための圧力センサと、
前記圧力センサからの信号に基づき、前記タンク内に供給されるべき圧力を制御するための制御装置と、
を備える流体塗布装置。
【請求項７】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記吐出ヘッドは、前記ノズルが前記ワークの上方に位置づけられるように構成されており、
前記第１の圧力が正圧であり、前記第２の圧力が負圧であり、前記第１の圧力供給手段が正圧供給源を有し、前記第２の圧力供給手段が負圧供給源を有している、流体塗布装置。
【請求項８】
請求項７に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置が、前記タンク内の流体の量に関するデータを入力されるようになされている、流体塗布装置。
【請求項９】
請求項８に記載の流体塗布装置において、
該流体塗布装置の稼働中に前記タンク内に追加のはんだを供給するためのはんだ供給装置をさらに備える、流体塗布装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記吐出ヘッドは、前記ノズルが前記ワークの下方に位置づけられるように構成されており、
前記第１の圧力が正圧であり、前記第２の圧力が大気圧または正圧であり、前記第１の圧力供給手段および前記第２の圧力供給手段が共通の正圧供給源を有している、流体塗布装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置が、前記タンク内の流体の量に関するデータを入力されるようになされている、流体塗布装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の流体塗布装置において、
該流体塗布装置の稼働中に前記タンク内に追加のはんだを供給するためのはんだ供給装置をさらに備える、流体塗布装置。
【請求項１３】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置は、前記吐出ヘッドの位置を感知し、前記吐出ヘッドが前記ワークに対して下降して規定の位置に達したときに、前記吐出ヘッドの前記タンク内に前記第１の圧力を供給するように前記第１圧力供給手段を制御するように構成される、流体塗布装置。
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月3日(2017.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品のワーク上のマスク中に流体を塗布するための流体吐出装置であって、
流体を収容可能なタンクと吐出ヘッドを含むヘッド部を有し、前記吐出ヘッドの一端には、ワーク上のマスク中の空気を吸引するための吸引口と流体を吐出するための吐出ノズルが形成されており、かつ吸引口は、吐出ヘッドの進行方向に設置されており、
前記ヘッド部はさらに、前記タンク内の流体を所望の温度に保つためのヒータユニットを有し、
流体吐出準備時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触するまで該ワークに対して接近移動し、流体吐出時には、前記吐出ヘッドが前記ワークに接触した状態で前記吸引口よりマスク中の空気を吸引した後、マスク中に流体を吐出することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体吐出装置において、前記吐出ヘッドには、吐出ノズルおよび吸引口の形状としてスリット状の開口部を有することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の流体吐出装置において、
前記吐出ヘッドの上部には、圧力供給手段と接続する延長管路および減圧供給手段と接続する吸引延長管路が設置されており、それぞれが圧力発生源および真空発生装置に接続されている事を特徴とする流体吐出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の流体吐出装置において、
該流体吐出装置の稼働中に前記タンク内に追加の流体を供給するための流体供給装置を備える事を特徴とする流体吐出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の流体吐出装置を用い、ヘッドの先端には吸引口と流体吐出ノズルを有しているヘッドから流体を吐出させてワークに流体を塗布する流体塗布装置を用いて、まずワーク中の吐出部分の空気を脱気した後で流体を吐出する、流体の吐出方法。
【請求項６】
電子部品のワーク上に塗布体を形成するための流体塗布装置であって、
流体を収容可能なタンクと、一端に設けたノズルとを備える吐出ヘッドにして、ワークの上方に位置づけられるように構成されており、
塗布体形成準備時には、前記ノズルが前記ワークに接触するまで該ワークに対して接近移動し、塗布体形成時には、前記ノズルが前記ワークに接触した状態で前記タンク内の流体を前記ノズルから射出させながら該ワークに対して水平移動し、塗布体の形成が終了して前記ノズルからの流体の射出が停止せしめられた後は、前記ワークに対して離反移動する吐出ヘッドと、
前記タンク内の流体を所望の温度に保つためのヒータユニットと、
前記タンク内に第１の圧力を供給し、該タンク内の流体を前記ノズルの開口から前記ワーク上へと射出させるための第１の圧力供給手段と、
前記タンク内に第２の圧力を供給し、該タンク内の流体を前記ノズルの前記開口から射出させずに前記タンク内に保持するための第２の圧力供給手段と、
前記タンク内の圧力を監視するための圧力センサと、
前記圧力センサからの信号に基づき、前記タンク内に供給されるべき圧力を制御するための制御装置と、
を備える流体塗布装置。
【請求項７】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記吐出ヘッドは、前記ノズルが前記ワークの上方に位置づけられるように構成されており、
前記第１の圧力が正圧であり、前記第２の圧力が負圧であり、前記第１の圧力供給手段が正圧供給源を有し、前記第２の圧力供給手段が負圧供給源を有している、流体塗布装置。
【請求項８】
請求項７に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置が、前記タンク内の流体の量に関するデータを入力されるようになされている、流体塗布装置。
【請求項９】
請求項８に記載の流体塗布装置において、
該流体塗布装置の稼働中に前記タンク内に追加のはんだを供給するためのはんだ供給装置をさらに備える、流体塗布装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記吐出ヘッドは、前記ノズルが前記ワークの下方に位置づけられるように構成されており、
前記第１の圧力が正圧であり、前記第２の圧力が大気圧または正圧であり、前記第１の圧力供給手段および前記第２の圧力供給手段が共通の正圧供給源を有している、流体塗布装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置が、前記タンク内の流体の量に関するデータを入力されるようになされている、流体塗布装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の流体塗布装置において、
該流体塗布装置の稼働中に前記タンク内に追加のはんだを供給するためのはんだ供給装置をさらに備える、流体塗布装置。
【請求項１３】
請求項６に記載の流体塗布装置において、
前記制御装置は、前記吐出ヘッドの位置を感知し、前記吐出ヘッドが前記ワークに対して下降して規定の位置に達したときに、前記吐出ヘッドの前記タンク内に前記第１の圧力を供給するように前記第１圧力供給手段を制御するように構成される、流体塗布装置。
【請求項１４】
請求項１に記載された流体吐出装置において、
前記流体は、溶融はんだである、流体吐出装置。
【請求項１５】
請求項６に記載された流体塗布装置において、
前記流体は、溶融はんだである、流体塗布装置。
【国際調査報告】
2016114275.tif 000007
2016114275.tif 000008
2016114275.tif 000009
2016114275.tif 000010