(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易で正確に製造使用することができるインクカートリッジを提供する。【解決手段】内部にインクを充填する本体ボトル２と、本体ボトルに挿入され、内部のインクが漏出しないように本体ボトルの上部と下部の開口部を封止できるステム３と、本体ボトルの底部と連通し、本体ボトル内のインクを吐出するノズル６と、ノズル内を挿通し、ノズル内のインクを所定の場所に付着せしめるフィラメント１６と、ステムに挿入され、フィラメントを固着するプランジャー４とを具備し、本体ボトルがその側面に本体ボトルの内部にインクを注入するための注入部７を有する。プランジャーには長手方向に所定の長さを有する少なくとも１つの凸部１４が形成され、ステムには凸部に係合してプランジャーの回転を規制する少なくとも１つの係合部が形成される。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部にインクを充填する本体ボトル（２）と、該本体ボトルに挿入され、内部のインクが漏出しないように該本体ボトルの上部と下部の開口部を封止できるステム（３）と、該本体ボトルの底部と連通し、該本体ボトル内のインクを吐出するノズル（６）と、該ノズル内を挿通し、該ノズル内のインクを所定の場所に付着せしめるフィラメント（１６）と、前記ステムに挿入され、前記フィラメントを固着するプランジャー（４）とを具備し、前記本体ボトルがその側面に該本体ボトルの内部にインクを注入するための注入部（７）を有することを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
前記注入部は、前記本体ボトルの外部から内部へ導通する中空孔を有する中空管よりなることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
前記プランジャーには長手方向に所定の長さを有する少なくとも１つの凸部（１４）が形成され、前記ステムには該凸部に係合して該プランジャーの回転を規制する少なくとも１つの係合部（１１ａ）が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
前記凸部が偶数個あり、それらは前記プランジャーの回転軸に垂直な切断面が該回転軸に対して放射状に表れるように形成されることを特徴とする請求項３項記載のインクカートリッジ。
【請求項５】
前記係合部は、前記ステムに挿入された前記プランジャーが挿通する貫通孔に設けられた凹部であることを特徴とする請求項３又は４記載のインクカートリッジ。
【請求項６】
内部にインクを充填する本体ボトル（２）と、該本体ボトルに挿入され、内部のインクが漏出しないように該本体ボトルの上部と下部の開口部を封止できるステム（３）と、該本体ボトルの底部と連通し、該本体ボトル内のインクを吐出するノズル（６）と、該ノズル内を挿通し、該ノズル内のインクを所定の場所に付着せしめるフィラメント（１６）と、前記ステムに挿入され、前記フィラメントを固着するプランジャー（４）とを具備し、前記プランジャーには長手方向に所定の長さを有する少なくとも１つの凸部（１４）が形成され、前記ステムには該凸部に係合して該プランジャーの回転を規制する少なくとも１つの係合部（１１ａ）が形成されることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項７】
前記凸部が偶数個あり、それらは前記プランジャーの回転軸に垂直な切断面が該回転軸に対して放射状に表れるように形成されることを特徴とする請求項６項記載のインクカートリッジ。
【請求項８】
前記係合部は、前記ステムに挿入された前記プランジャーが挿通する貫通孔に設けられた凹部であることを特徴とする請求項６又は７記載のインクカートリッジ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、インクカートリッジに関し、特に、半導体ウエーハ上に形成された半導体チップのうち、不良と判定された半導体チップの識別を容易にするためのインクマーク用のインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体ウエーハの製造工程において、半導体ウエーハ完成後の電気特性検査工程で、不良と判定された半導体チップにインクを滴下して、不良表示マーク（バッドマーク）としてインクマークを表示し、不良チップの識別を容易にすることが行われている。
【０００３】
このような半導体ウエーハの製造工程に用いられるインクマーク用のインクカートリッジにおいて、ノズル先端部に溜まったインクによる不必要なインク滴下を防止するインクカートリッジが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。このインクカートリッジは、本体ボトル内にインクが封入されており、本体ボトルの下側先端部に取り付けられたノズル内を通るプランジャーの先端でインクマーキングするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４４００７０８号明細書
【特許文献２】特開平１１−２４０１７７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような従来のインクカートリッジは、本体ボトルにインクを注入するとき、本体ボトルの上部開口のすき間からインクを注入するので、その際に本体ボトルの下部からインク漏れし易く、そのため、インクを漏らしたり、こぼしたりするという失敗をすることがあり、その結果、インクが無駄になるばかりではなく、製品不良となり、製品の歩留まりを悪くすることになる。
【０００６】
また、インクを充填したインクカートリッジを使用して、インクマーキングする際、インクマーク用のプランジャーがマーキング作業時に予期せずに回転してしまうことがある。その場合、インクを滴下させるプランジャーが回転してしまうと、インクの滴下位置が定まらず、正確な位置にマーキングすることができない。特に、プランジャーの下端に取り付けられたフィラメントの先端部が曲がって（カールして）いるような場合には、滴下位置のズレの範囲が更に大きくなるので、正確な位置にマーキングすることができなくなる。その結果、不良半導体チップの識別が困難になるという不具合を招くことになる。
【０００７】
本考案は、上述した課題を解決するものであり、その目的は、簡易で正確に製造使用することができるインクカートリッジを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本考案のインクカートリッジは、内部にインクを充填する本体ボトル（２）と、該本体ボトルに挿入され、内部のインクが漏出しないように該本体ボトルの上部と下部の開口部を封止できるステム（３）と、該本体ボトルの底部と連通し、該本体ボトル内のインクを吐出するノズル（６）と、該ノズル内を挿通し、該ノズル内のインクを所定の場所に付着せしめるフィラメント（１６）と、前記ステムに挿入され、前記フィラメントを固着するプランジャー（４）とを具備し、前記本体ボトルは、その側面に該本体ボトルの内部にインクを注入するための注入部（７）を有することを特徴とする。
【０００９】
本考案によって、インクを注入部より注入することでインク注入を容易にして、インク注入作業時間を短縮化し、インク漏れを無くして、インクの無駄を減らし、製品の歩留まりを高めることができる。
【００１０】
上記態様では、前記注入部は、前記本体ボトルの外部から内部へ導通する中空孔を有する中空管よりなることが好ましい。これにより、インクを中空管の中空孔より本体ボトルの内部に容易に注入することができる。
【００１１】
上記態様では、前記プランジャーには長手方向に所定の長さを有する少なくとも１つの凸部（１４）が形成され、前記ステムには該凸部に係合して該プランジャーの回転を規制する係合部（１１ａ）が形成されることが好ましい。これにより、凸部が係合部に係合することで、プランジャー、つまりインクマーク用のフィラメントの回転が規制されるので、正確な位置にマーキングすることができる。
【００１２】
さらに、前記凸部が偶数個あり、それらは前記プランジャーの回転軸に垂直な切断面が該回転軸に対して放射状に表れるように形成されるのがより好ましい。これにより、複数の凸部がプランジャーの回転軸を中心として放射状に形成されるので、より強い強度でプランジャーの回転が規制される。
【００１３】
上記態様では、前記係合部は、前記ステムに挿入された前記プランジャーが挿通する貫通孔に設けられた凹部であるのが好ましい。これにより、ステムに対するプランジャーの回転が規制される。
【００１４】
また、本考案のインクカートリッジは、内部にインクを充填する本体ボトルと、該本体ボトルに挿入され、内部のインクが漏出しないように該本体ボトルの上部と下部の開口部を封止できるステムと、該本体ボトルの底部と連通し、該本体ボトル内のインクを吐出するノズルと、該ノズル内を挿通し、該ノズル内のインクを所定の場所に付着せしめるフィラメントと、前記ステムに挿入され、前記フィラメントを固着するプランジャーとを具備し、前記プランジャーは長手方向に所定の長さを有する凸部（１４）を有し、前記ステムは該凸部に係合して該プランジャーの回転を規制する係合部（１１ａ）を有することを特徴とする。本考案によって、凸部が係合部に係合することでインクマーク用のプランジャーの回転が規制されるので正確な位置にマーキングすることができる。
【考案の効果】
【００１５】
本考案によれば、簡易で正確に製造使用することができるインクカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の一実施形態に係るインクカートリッジの外観図である。
【図２】図１に示すインクカートリッジの断面図である。
【図３】図１に示すインクカートリッジを分解した状態で示す断面図である。
【図４】本考案の一実施形態に係るインクカートリッジの上部部分を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の矢視断面図である
【図５】図１に示すインクカートリッジの使用方法を説明する断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本考案の一実施の形態について詳細に説明する。なお、本考案の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本考案の実施形態の記載をもって、実用新案登録請求の範囲に記載された考案の内容を限定するものではない。
【００１８】
図１は本考案の一実施形態に係るインクカートリッジの外観図である。図２は図１に示すインクカートリッジの断面図である。図３は図１に示すインクカートリッジを分解した状態で示す断面図である。
図１及び図２に示すように、インクカートリッジ１は、上端に開口部を有する略円筒状の本体ボトル２と、この本体ボトル２に挿入され、内部のインク５が漏出しないように本体ボトル２の上部と下部の開口部をそれぞれОリング８，９によって封止している中空部３ｃを有するステム３と、このステム３に挿入されたプランジャー４とを備えている。ステム３の上端部には、ステム３の上面の開口を覆うためのキャップ３ａが取り付けられている。
【００１９】
本体ボトル２は、有底の円筒形状であり、その内部に充填されたインク５が外部から視認できる程度の透明度を有する合成樹脂（例えば、塩化ビニル樹脂やフッ素樹脂など）からなり、その底部には、金属管からなるノズル６が取り付けられている。インクカートリッジ１の全長、すなわち、プランジャー４の上端部からノズル６の先端（下端部）までの長さは、例えば、５６ｍｍ程度である。また、本体ボトル２に充填されたインク５の内容量は、例えば、０．６ｇ程度である。
【００２０】
本体ボトル２の側面には、本体ボトル２と同じ材質の合成樹脂からなる中空管突起７が該側面を貫通して設けられている。中空管突起７は、本体ボトル２の外部から内部空間へ導通する中空孔を有していて、本体ボトル２の外部から内部へインクを注入する注入口になっている。なお、この中空管突起７は、本体ボトル２と一体に成型されてもよいし、あるいは、合成樹脂などの別体の中空管部材を本体ボトル２の側面にあけた孔の位置に合わせて接着剤や溶着などで取り付けてもよい。
【００２１】
本体ボトル２に挿入されたステム３の外周には、ゴム状弾性体からなる上部Ｏリング８及び下部Ｏリング９が取り付けられている。上部Ｏリング８は、ステム３の上部に取り付けられ、インクカートリッジ１の未使用時に本体ボトル２の上端内周面をシール（封止）してインク５が該開口部から外部に漏出するのを防止する。一方、下部Ｏリング９は、ステム３の下部近傍に取り付けられ、インクカートリッジ１の未使用時に該本体ボトルの下部内周面をシールしてインク５が本体ボトル２の底部からノズル６を通って外部に漏出するのを防止する。
【００２２】
本体ボトル２の内部にインク５が充填されている状態においては、本体ボトル２の側面に設けられた中空管突起７の先端部には、コルク状の合成樹脂片などよりなる栓部材１０が取り付けられ、インク５が外部に漏出するのを防いでいる。また、栓部材１０は、後述するように、外れるのを防止するため溶着処理されている。
【００２３】
ステム３の内部にはプランジャー４が挿入されている。プランジャー４は、細長く円柱棒状の軸部１５と、該軸部の上端に固着され、手で摘んで上下に動かすことができるヘッド１２と、軸部１５の下端に取り付けられた金属チューブ１７と、金属チューブ１７の下端に固着されたフィラメント１６とを有する。したがって、ヘッド１２を上下に動かすとフィラメント１６も連動して上下に動く。
【００２４】
ヘッド１２は、円筒形状であり、ステム３の上面のキャップ３ａから上方に突出した軸部１５の一端（上端）に取り付けられ、その径は、キャップ３ａの中心位置に設けられた平面視十字形状の、キャップ３ａを貫通する十字孔１１よりも径の大きく設計されている。ヘッド１２から所定距離α下部には、同様に、十字孔１１より大きい径を有する平面視円形状のストッパ部材１３が取り付けられている。したがって、プランジャー４はキャップ３ａを基準にして長手方向、つまり上下方向に所定距離αの範囲内で動くことができるが、それ以上動くことは阻止される。
【００２５】
また、キャップ３ａの十字孔１１を挿通する軸部１５の上部部分、すなわち、ヘッド１２とストッパ部材１３の間の部分には、後述するように、プランジャー４の回転を規制するための羽部（「凸部」に相当する。）１４が取り付けられている。十字孔１１の孔内周には４つの凹部（「係合部」に相当する。）１１ａが設けられている（図４（ｂ）参照）。
【００２６】
フィラメント１６は、軸部１５の他端（下端）に取り付けられ、ステム３の中央部に長手方向に貫通した孔３ｂを通って、本体ボトル２の底部中央に設けられた貫通孔２ｂから下方に突出し、ノズル６内に挿入される。
フィラメント１６は、ノズル６の内径よりも細い径であり、例えば、ナイロン素材よりなる柔軟性を有する。フィラメント１６は、金属チューブ１７に一部挿入された後、金属チューブ１７をカシメて固着される。したがって、フィラメント１６は、ヘッド１２の上下動に伴って上下動する。
【００２７】
フィラメント１６は、本体ボトル２内のインク５をノズル６の先端から吐出させる役割を果たす。すなわち、ノズル６内にインク５が供給された状態でフィラメント１６を上下動させると、フィラメント１６が動くときの抵抗力によって、インク５が下方に送られてノズル６の先端から吐出する。
【００２８】
ヘッド１２の下面とストッパ部材１３の上面の距離αは、プランジャー４が上下動する距離（ストローク）を規定する。すなわち、例えば、ヘッド１２を指で摘んでプランジャー４を上方に引き上げると、ストッパ部材１３がステム３の上面のキャップ３ａに接触するのでプランジャー４をそれ以上引き上げることができず、逆に、プランジャー４を下方に押し下げると、ヘッド１２がステム３の上面のキャップ３ａに接触するのでプランジャー４をそれ以上押し下げることができない。従って、プランジャー４が上下動するストロークは、所定の距離α（例えば、３ｍｍ）に保たれる。これにより、プランジャー４を一回上下動させたときにノズル６の先端から吐出するインク５の量が一定になるので、半導体チップ領域の表面に表示されるインクマークのサイズも一定になる。
【００２９】
次に、プランジャー４の回転を規制するための羽部１４について説明する。
図４はプランジャー４の上部部分を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、ヘッド１２とストッパ部材１３間の軸部１５に、その長手方向に平行に一対の羽部１４、１４がその外周に突出して取り付けられている。羽部１４、１４は、いずれもプランジャー４の長手方向（本明細書において「回転軸」ということがある。）の断面は長方形であり、回転軸に垂直な平面で切った断面の形状は略４角形もしくは楕円形（図４（ｂ）参照）である。羽部１４、１４及び軸部１５は、キャップ３ａの十字孔１１を挿通しており、かつ、羽部１４、１４がそれぞれ十字孔１１の孔内周の４つの凹部１１ａのうちの対向する位置にある２つの凹部１１ａに係合するようにして挿通しているので、フィラメント１６は回転しない。
なお、羽部１４、１４は、軸部１５と一体に成型して設けてもよいし、あるいは、別体の羽部を接着剤や溶着などで取り付けてもよい。
【００３１】
また、プランジャー４を一回上下動させたときにノズル６から吐出されるインク量を増減したいときには、ノズル６内に挿入されるフィラメント１６の径を変更すればよい。すなわち、プランジャー４の径を太くした場合には、ノズル６の内壁とプランジャー４との隙間が狭くなるので、一回に吐出されるインク量が少なくなる。他方、プランジャー４の径を細くした場合には、ノズル６の内壁とプランジャー４との隙間が広くなるので、一回に吐出されるインク量が多くなる。そこで、径の異なるフィラメントを有するプランジャー４を何種類か用意しておき、半導体チップ領域のサイズなどに応じてプランジャー４を変更することにより、同一種類の本体ボトル２及びステム３を使用して所望のサイズのインクマークを表示することができる。
もちろん、径の異なるノズル６を取り付けた何種類かの本体ボトル２と、径の異なる何種類かプランジャー４とを用意しておき、それらを組み合わせてもよい。
【００３２】
次に、本体ボトル２の内部にインクを注入する方法について説明する。
（１）まず、インクカートリッジ１は、本体ボトル２とステム３とプランジャー４とが組み立てられて、図２に示すような状態とされている。すなわち、本体ボトル２に挿入されたステム３が下方に押し下げられた状態で、上部Ｏリング８と下部Ｏリング９で本体ボトル２の上部及び底部を封止して、インク５が本体ボトル２の内部から外部に漏出しない状態にしておく。
【００３３】
（２）次に、本体ボトル２の側面に設けられた中空管突起７の中空孔から、例えば注射器を使って、インク５を本体ボトル２の内部に注入する。
なお、インク５の注入は、注射器を使うことに限らず、その他の液体を中空孔から注入することができる液体注入器具などを使用してもよい。
【００３４】
（３）そして、インク５が本体ボトル２の内部のインク充填空間を完全に満たした満杯状態になったら、中空管突起７の注入口を、まず、栓部材１０を取り付けて閉じ、更に、既存の超音波溶着器などにより注入口を溶着処理して密封する。
なお、中空管突起７の注入口に栓部材１０を取り付けないで、注入口の部分を溶着処理することで注入口を閉じて封止してもよい。
【００３５】
上記のようにインクを注入するとき、中空管突起７以外はインク５が外部に漏出しないように封止されているので、インク注入が容易になり、インク注入作業時間が短縮できる。さらに、インク注入作業を失敗なく行うことができ、インク漏れを無くして、インクの無駄を減らすことができる。また、製品不良の発生を減らすことで製品の歩留まりを向上させることができる。
【００３６】
図５は、図１に示すインクカートリッジの使用方法を説明する断面図である。
本実施形態にかかるインクカートリッジ１を使用して半導体ウエーハにインクマーキングするときは、まず、未使用状態（図２参照）のインクカートリッジ１のステム３を回転させることにより、図５に示すように、本体ボトル２のインジケータ１８とステム３のインジケータ１９とを位置合わせしてステム３を上方に引き上げる。このとき、ステム３に取り付けられた下部Ｏリング９も上方に引き上げられるので、図５に示すように、本体ボトル２の内壁と下部Ｏリング９との間に隙間が生じ、圧力差により本体ボトル２内のインク５が本体ボトル２の底部からノズル６内に導かれる。
【００３７】
次に、ノズル６からインク５を滴下するときは、プランジャー４を一回上下動させる。このとき、フィラメント１６の先端を、直接、半導体ウエーハの表面に接触させてもよい。
プランジャー４を上下動させるには、例えば、ヘッド１２を金属製のクランプで固定し、このクランプを電磁石（ソレノイド）で上下動させることができる。半導体ウエーハのチップ領域の表面に滴下するインクの直径は、２５０〜５００μｍ程度であり、例えば、チップ領域が縦１ｍｍ、横１ｍｍの大きさのとき４００μｍ程度である。
【００３８】
上記のようにインクカートリッジ１を使用してインクマーキングするとき、プランジャー４を上下動させても、プランジャー４は、羽部１４が十字孔１１の凹部１１ａに係合して回転が規制されているので、フィラメント１６がマーキング作業時に回転することなく、インク滴下位置が定まり、正確な位置にマーキングすることができる。これは、フィラメント１６の先端が一定の方向に湾曲しているときに特に有効である。
【００３９】
本考案に係るインクカートリッジは、上述の実施の形態に限定されず、本考案の要旨を逸脱することなく、種々の構成を取り得ることは勿論である。例えば、羽部１４は、軸１５の両側の２箇所に限らず、十字孔１１の４つの凹部１１ａに対応するように４箇所に設けてもよく、また、プランジャー４の回転が規制できるのであれば、３箇所でも１箇所でもよい。
【００４０】
また、キャップ３ａに設けられた十字孔１１の孔の形は、これに限らず、３つ星形や５つ星形や６つ星形などのように、複数の凹部を有するような孔の形状にして、その複数の凹部に係合するように羽部１４を設ければ、孔の形状や羽部の形状は限定されない。例えば、３角形や４角形の孔と、その３角形や４角形の頂点位置に係合するように軸部１５の長手方向に平行に凸部１４を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本考案に係るインクカートリッジは、半導体ウエーハの製造工程に用いられるインクマーク用のインクカートリッジとして有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１  インクカートリッジ
２  本体ボトル
３  ステム
３ａ  キャップ
４  プランジャー
５  インク
６  ノズル
７  中空管突起
８  上部Ｏリング
９  下部Ｏリング
１０  栓部材
１１  十字孔
１１ａ  凹部（係合部）
１２  ヘッド
１３  ストッパ部材
１４  羽部（凸部）
１５  軸部
１６  フィラメント
１７  金属チューブ
１８，１９  インジケータ 
【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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