(57)【要約】【課題】  ディスペンサが有する基本機能、つまり液体材料吐出のための加圧機能及び液体材料漏れ防止のための減圧機能を利用して、液体材料を収納、吐出する液体材料収納吐出部内の液体材料中に混入した気泡の脱泡を可能にする。【解決手段】  液体材料を収納するとともに吐出口より液体材料を吐出するシリンジ１及びニードル２と加圧機能を有するディスペンサ４０とをエアーチューブ３２で連結し、ディスペンサ４０でシリンジ１内の液体材料を加圧して液体材料を吐出させる場合において、ディスペンサ４０を加減圧機能を有する構成とし、シリンジ１下端に連結されたニードル２の吐出口を密閉した状態でエアーチューブ３２を介しシリンジ１内をディスペンサ４０で減圧してシリンジ１内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を収納するとともに吐出口より液体材料を吐出する収納吐出部と加圧機能を有するディスペンサとを加圧用パイプで連結し、前記ディスペンサで前記収納吐出部内の液体材料を加圧して液体材料を吐出させる液体材料塗布方法において、
前記ディスペンサを加減圧機能を有する構成とし、前記収納吐出部の前記吐出口を密閉した状態で前記加圧用パイプを介し前記収納吐出部内を前記ディスペンサで減圧して前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡することを特徴とする液体材料塗布方法。
【請求項２】
前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡する動作は、前記収納吐出部の交換時又は液体材料の吐出動作の間に行う請求項１記載の液体材料塗布方法。
【請求項３】
前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡する動作による、当該液体材料上部に生じた気泡を、前記吐出口の密閉状態で前記収納吐出部内の加圧と減圧の繰り返しで消失させることを特徴とする請求項１又は２記載の液体材料塗布方法。
【請求項４】
液体材料を収納するとともに吐出口より液体材料を吐出する収納吐出部と加圧機能を有するディスペンサとを加圧用パイプで連結した液体材料塗布装置において、
前記収納吐出部の前記吐出口を密閉する軟質部材を備えるとともに、前記ディスペンサが加減圧機能を有する構成とし、
前記収納吐出部の前記吐出口を前記軟質部材に突き当てて密閉した状態で、前記加圧用パイプを介し前記収納吐出部内を前記ディスペンサで減圧して前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡することを特徴とする液体材料塗布装置。
【請求項５】
前記収納吐出部内において液体材料から離間した上部位置に泡消し用フィルタを設けた請求項４記載の液体材料塗布装置。
【請求項６】
前記収納吐出部内において液体材料液面に浮かべた泡消し用フィルタを備える請求項４記載の液体材料塗布装置。
【請求項７】
前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡する動作による、当該液体材料上部に生じた気泡の高さ位置を検出するセンサを設けた請求項４，５又は６記載の液体材料塗布装置。
【請求項８】
前記液体材料液面に浮かべた泡消し用フィルタの高さ位置を検出するセンサを設けた請求項６記載の液体材料塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体材料、例えば接着剤、はんだペースト等を塗布対象物に吐出して塗布（注入、充填、点滴等も含む）する液体材料塗布方法及び装置に係り、特に、塗布される液体材料の中に含まれる気泡の脱泡機能を実現した液体材料塗布方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体材料を基板、ＩＣ等の塗布対象物に塗布する場合には、液体材料の吐出遅れ防止、吐出量の安定供給の為、予めシリンジ内に充填されている液体材料内部の気泡を抜いた状態にしておくことが必要である。とくに、ワイヤーボンディング、ＩＣのリード端子間、又はＩＣのアンダーフィル等の狭い範囲、高密度な場所に液体材料を微量塗布する場合には、液体材料中の気泡を無くしておくこと（脱泡）が必要不可欠である。
【０００３】
このための第１の方法として、図４のように、液体材料を収納した容器であるシリンジ１をエアーチューブ１１にて真空ポンプ（バキュームポンプ）１０に接続し、シリンジ１の下端に連結されたニードル２の液体材料吐出口を人の指Ｆ等で塞ぎ、真空ポンプ１０でシリンジ１内を真空引きし、適当な時間、この真空引き動作を継続することで液体材料内に混在した気泡を脱泡する方法がある。脱泡後、真空ポンプ１０をオフにし、エアーチューブ１１を真空ポンプ１０から取り外してシリンジ１を塗布装置に装着する。
【０００４】
第２の方法として、図５のように、気密容器（真空容器）２０をエアーチューブ１１にて真空ポンプ１０に接続し、その気密容器２０内に、液体材料が充填されたシリンジ１（ニードル２の吐出口は蓋で密閉されている）をセットし、気密容器２０内部を真空ポンプ１０で減圧することによって液体材料内に混入している気泡が液体材料外部に放出されるようにする方法がある。その後、気密容器２０内部を大気圧に戻し、気密容器２０からシリンジ１を取り出し、塗布装置に装着する。
【０００５】
上記第１の方法の場合、シリンジ１を塗布装置に移し替えて装着する際に、気泡が混入してしまうことがある。また、塗布装置に装着後はシリンジ側に脱泡機能が無いため、連続吐出動作中に誤ってニードル先端側より空気を吸入してしまい、液体材料中に気泡を混在させてしまう可能性がある。
【０００６】
同様に、上記第２の方法の場合も、脱泡後、シリンジ１を気密容器２０から塗布装置に装着に移し替えて装着する際に気泡が混入してしまうことがあり、また、連続吐出動作中に誤ってニードル先端側より空気を吸入してしまい、液体材料中に気泡を混在させてしまう可能性がある。
【０００７】
この種の塗布装置における脱泡に関する公知技術として、下記特許文献１、特許文献２及び特許文献３がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１５６２６７号公報
【特許文献２】特開平６−５７４６１号公報
【特許文献３】特開平６−１７０３０２号公報
【０００９】
特許文献１は、吐出口より液体材料を吐出する液体材料塗布部（シリンジ及びニードル）と、これとは別に設けた液体収容タンクとを備え、液体収容タンクから液体材料塗布部への供給経路途中に脱泡機構を設けている。
【００１０】
この場合の問題点としては、液体材料塗布部への液体材料供給途中での脱泡機構である為、液体材料塗布部内部における気泡混入には対応が出来ないことが挙げられる。
【００１１】
特許文献２は、液体材料を収納するシリンジを二重構造として、内部にバルブ機能を構成し、液体材料に混入されている気泡は、シリンジ上部に設けられた気泡溜まり室に集めて、逃がし弁で外部に排出する構成である。
【００１２】
この場合の問題点としては、強制的に脱泡作業を行っていないため、あらゆる液体材料に対して万能ではないことである。また、液体吐出動作をバルブ機構部で行っている為、安定化吐出の要求に対して吐出量にばらつきが大きいと思われる。
【００１３】
特許文献３は、液体材料を吐出するシリンジと、液体補給タンクと、シリンジの液体材料吐出条件を制御するディスペンサとを備え、専用エア配管を介してディスペンサによりシリンジ内を常時減圧状態に保って脱泡する構成である。
【００１４】
この場合の問題点としては、シリンジ及び液体補給タンクに液体材料の吐出動作を行わせるための配管とは別に、脱泡専用の減圧用エアー配管及び当該配管を接続可能な特殊構造のシリンジが必要となり、また液体材料の吐出制御のためのディスペンサとしても常時減圧のための専用機能が必要となる。このため、従来一般的な塗布装置のディスペンサでは対応できず、コストアップになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記の点に鑑み、ディスペンサが有する基本機能、つまり液体材料吐出のための加圧機能及び液体材料漏れ防止のための減圧機能を利用して、液体材料を収納、吐出する液体材料収納吐出部内の液体材料中に混入した気泡の脱泡を可能にした液体材料塗布方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、液体材料を収納するとともに吐出口より液体材料を吐出する収納吐出部と加圧機能を有するディスペンサとを加圧用パイプで連結し、前記ディスペンサで前記収納吐出部内の液体材料を加圧して液体材料を吐出させる液体材料塗布方法において、
前記ディスペンサを加減圧機能を有する構成とし、前記収納吐出部の前記吐出口を密閉した状態で前記加圧用パイプを介し前記収納吐出部内を前記ディスペンサで減圧して前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡することを特徴としている。
【００１８】
本願請求項２の発明に係る液体材料塗布方法は、請求項１において、前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡する動作は、前記収納吐出部の交換時又は液体材料の吐出動作の間に行うことを特徴としている。
【００１９】
本願請求項３の発明に係る液体材料塗布方法は、請求項１又は２において、前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡する動作による、当該液体材料上部に生じた気泡を、前記吐出口の密閉状態で前記収納吐出部内の加圧と減圧の繰り返しで消失させることを特徴としている。
【００２０】
本願請求項４の発明は、液体材料を収納するとともに吐出口より液体材料を吐出する収納吐出部と加圧機能を有するディスペンサとを加圧用パイプで連結した液体材料塗布装置において、
前記収納吐出部の前記吐出口を密閉する軟質部材を備えるとともに、前記ディスペンサが加減圧機能を有する構成とし、
前記収納吐出部の前記吐出口を前記軟質部材に突き当てて密閉した状態で、前記加圧用パイプを介し前記収納吐出部内を前記ディスペンサで減圧して前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡することを特徴としている。
【００２１】
本願請求項５の発明に係る液体材料塗布装置は、請求項４において、前記収納吐出部内において液体材料から離間した上部位置に泡消し用フィルタを設けたことを特徴としている。
【００２２】
本願請求項６の発明に係る液体材料塗布装置は、請求項４において、前記収納吐出部内に、液体材料液面に浮かべた泡消し用フィルタを備えることを特徴としている。
【００２３】
本願請求項７の発明に係る液体材料塗布装置は、請求項４，５又は６において、前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡する動作による、当該液体材料上部に生じた気泡の高さ位置を検出するセンサを設けたことを特徴としている。
【００２４】
本願請求項８の発明に係る液体材料塗布装置は、請求項６において、前記液体材料液面に浮かべた泡消し用フィルタの高さ位置を検出するセンサを設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、液体材料を収納するとともに吐出口より液体材料を吐出する収納吐出部と加圧機能を有するディスペンサとを加圧用パイプで連結し、前記ディスペンサで前記収納吐出部内の液体材料を加圧して液体材料を吐出させる構成において、前記ディスペンサを加減圧機能を有する構成とし、前記収納吐出部の前記吐出口を密閉した状態で前記加圧用パイプを介し前記収納吐出部内を前記ディスペンサで減圧することによって、前記収納吐出部内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡することができる。このため、ディスペンサが有する基本機能、つまり液体材料吐出のための加圧機能及び液体材料漏れ防止のための減圧機能を利用して、脱泡動作が可能であり、脱泡のための特別な機構が不要な利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、液体材料塗布方法及び装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２７】
図１は本発明に係る液体材料塗布方法及び装置の基本構成である実施の形態１を示す。この図において、 １はシリンジ、２はニードル（ノズル）であって、これらにより液体材料を収納するとともに吐出口より液体材料を吐出する収納吐出部３０を構成している。この収納吐出部３０は塗布ヘッド３１に交換可能に保持されている。また、収納吐出部３０のシリンジ１内部空間Ｓは加圧用パイプとしてのエアーチューブ（シリンジアダプタ）３２を介してディスペンサ４０に接続されている。ここで、ディスペンサ４０は、シリンジ１の内部空間Ｓにエアーチューブ３２を通して加圧空気を印加して、シリンジ１に連通するニードル２下端の液体材料吐出口から所定量の液体材料を吐出させる機能と、液体材料漏れ防止のための減圧機能（真空機能）とを有するものであり、一般的な塗布装置に使用されているものである。
【００２８】
また、交換時等において、シリンジ１の下部に取り付けられたニードル２を突き当てるためのニードルセットプレート（交換ステージ）４５の上面にはニードルを密閉する軟質部材としてニードル密閉シート４６が設けられている。このニードル密閉シート４６はゴム、発泡樹脂、エラストマー樹脂等の軟質材シートであり、ニードル２の下端を突き当てたときに、その液体材料吐出口を気密に密閉可能なものである。なお、ニードルを密閉する軟質部材は、シートに限らず、例えば円柱状の塊でもよい。
【００２９】
本実施の形態の方法及び装置は、ワイヤーボンディング、ＩＣのリード端子間、又はＩＣのアンダーフィル等の狭い範囲、高密度な場所に液体材料を微量塗布することを目的とするものであるので、液体材料に含まれる気泡を完全に取り除いた状態での使用が不可欠である。
【００３０】
通常、脱泡作業は、シリンジ内の液体材料面を真空状態にし、液体材料に混入している気泡を除いている。本発明に係る実施の形態では、この真空引きの作業に注目し、塗布装置のディスペンサに基本搭載されている、液体材料漏れ防止の為の真空機能を流用し設定されたタイミングで脱泡機能を実現しようとするものである。
【００３１】
前記収納吐出部３０のシリンジ１内の液体材料内部に混在した気泡を脱泡する方法について述べる。
【００３２】
液体材料の充填された新しいシリンジ１に交換して塗布ヘッド３１に装着し、エアーチューブ３２をディスペンサ４０に接続した後、ニードル２の先端をニードルセットプレート（交換ステージ）４５の上面に突き当てる。このプレート面には、ニードル先端を気密に密閉状態にできる軟質材のニードル密閉シー４６が取り付けられているため、突き当て時にはニードル先端は大気状態から隔離された状態となる。
【００３３】
この状態で、エアーチューブ３２を介しシリンジ１内の液体材料上部空間Ｓをディスペンサ４０で真空引きして真空状態（減圧状態）にして脱泡動作を開始する。予め設定した時間、この真空引きによる真空状態を維持して液体材料内部に混在した気泡を脱泡する。前記設定時間の経過後（ディスペンサ４０による真空引きがオフになった後）、塗布ヘッド３１は移動してシリンジ１を塗布装置の原点位置に復帰させる。その後は脱泡処理後のシリンジ１を用いて塗布対象物に対してディスペンサ４０の加圧機能で加圧空気をシリンジ１の内部空間Ｓにエアーチューブ３２を通して送出することにより通常の液体材料塗布動作を実行する。
【００３４】
上記の脱泡作業は、シリンジ交換時に行う例であったが、シリンジ１の連続吐出動作中（塗布装置の生産稼働中）でも、必要なタイミングで機能させることが可能である。すなわち、通常の塗布動作を中断して塗布ヘッド３１を移動してニードル２の先端をニードル密閉シート４６に突き当て、以後上記したディスペンサ４０による真空引きを所定時間行えばよい。
【００３５】
なお、脱泡動作時にシリンジ１内の液体材料の液面上に発生する泡（液体材料中の気泡が脱泡された結果、液面上に集まる）の対策としては、シリンジ１内の圧力を減圧｛脱泡（液面上に泡発生）｝する動作と、加圧（液面上の泡消）する動作とをディスペンサ４０の制御によって繰り返すことで液面上の泡の発生を一定量に抑える方法がある。なお、上記対策を施す理由は、泡がエアーチューブ３２内に上昇すると、エアーチューブ３２を詰まらせる恐れがあるためである。
【００３６】
この実施の形態１によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３７】
(1)  一般的な塗布装置のディスペンサに基本搭載されている、液体材料漏れ防止の為の真空機能を流用してシリンジ１内の液体材料中の脱泡動作を行うことが可能であり、シリンジ１やディスペンサ４０として特殊なものを用いる必要が無く、専用の配管も不要である。このため、脱泡のために新たな設備が不要でコスト低減を図ることができる。
【００３８】
(2)  前記脱泡動作は、シリンジ１の交換時だけでなく、液体材料の連続的な吐出動作の間においても実行可能である。このため、連続的な吐出動作中に液体材料中に気泡が生じる可能性があっても、吐出動作の間に脱泡動作を実行することで気泡を除去できるため、対応可能である。
【００３９】
(3)  シリンジ１の脱泡動作によりシリンジ１内の液体材料の液面上に泡が集まる問題があるが、シリンジ１内の圧力を減圧｛脱泡（液面上に泡発生）｝する動作と、加圧（液面上の泡消）する動作とをディスペンサ４０の制御によって繰り返すことで解決できる。
【００４０】
図２（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）は泡消し機能を付加した実施の形態２，３，４をそれぞれ示す。
【００４１】
図２（Ａ）の実施の形態２では、通気機能は有するが泡は上昇させない金網等の通気性フィルタ５０をシリンジ１内上部に設けている（固定している）。これにより、脱泡動作により液体材料の液面上に生じた泡の上昇を抑え、また、泡消しの役目を果すようにしている。
【００４２】
図２（Ｂ）の実施の形態３では、通気機能は有するが泡は上昇させない金網等の通気性フィルタ本体５２に泡を突き破る針状等の突起５３を下向きに一体化したフィルタ５１をシリンジ１内上部に設けている（固定している）。これにより、脱泡動作により液体材料の液面上に生じた泡の上昇を抑え、また、泡消しの役目を果すようにしている。
【００４３】
図２（Ｃ）の実施の形態４では、通気機能は有するが泡は上昇させないフロート式の通気性フィルタ（落とし蓋）５５をシリンジ１内の液体材料の液面上に浮かべている（泡が発生したときは泡上に浮かぶ）。例えば、このフロート式フィルタ５５は耐薬品性に優れ、液体材料の比重より小さい材料（例えば発泡材等）によって構成されることにより、液体材料上部の泡上に浮かべることが可能となる。また、空気の通り道である幾つかの小孔を形成しておくことで、通気性を確保しつつ泡消し機能を持たせることができる。
【００４４】
なお、実施の形態２，３又は４において、その他の構成は前述した基本的な実施の形態１と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図３（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）は液体材料の液面上に生じた泡の高さ検出機能を付加した実施の形態５，６，７をそれぞれ示す。
【００４６】
図３（Ａ）の実施の形態５は、脱泡動作によりシリンジ１内の液体材料の液面上に生じた泡の高さがシリンジ内上部の一定位置に到達したところで検出できるように位置検出センサとしての光電センサ６０を設けた構成である。この場合、シリンジ１は泡の検出がし易いように、透明又は半透明であり、シリンジ１を挟んで光電センサ６０の発光部６１と受光部６２とを所定高さ位置で対向させている。
【００４７】
液体材料中の気泡の脱泡動作により、液面上に泡が集まって所定高さに達すると、光電センサ６０の発光部６１と受光部６２間を遮り、これにより、泡が予め定めた所定高さ位置に達したことを検知できる。
【００４８】
図３（Ｂ）の実施の形態６は、脱泡動作によりシリンジ１内の液体材料の液面上に生じた泡の高さがシリンジ内上部の一定位置に到達したところで検出できるように位置検出センサとしての接触式センサ６３を設けた構成である。この場合、検出可能な液体材料ははんだペースト等の導電性を有するものに限られ、導電性の泡が接触式センサ６３の一対の電極間を短絡することで、泡が予め定めた所定高さ位置に達したことを検知できる。
【００４９】
図３（Ｃ）の実施の形態７は、脱泡動作によりシリンジ１内の液体材料の液面上に生じた泡の高さがシリンジ内上部の一定位置に到達したところで検出できるように位置検出センサとしての近接センサ６５を設けた構成である。この場合、図２（Ｃ）の実施の形態４に示したフロート式フィルタ５５の一部に金属部分Ｍを設けて液体材料上の泡上に浮かべることで近接センサ６５により検出可能である。すなわち、泡で持ち上げられたフロート式フィルタ５５の高さを近接センサ６５で検知することで、泡の高さ位置を知ることができる。また、フロート式フィルタ５５を樹脂等の非金属で構成した場合には、前述の光電センサを用いることにより高さ検出が可能となる。
【００５０】
なお、実施の形態５，６又は７のその他の構成は前述した実施の形態１と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、ワイヤーボンディング、ＩＣのリード端子間、又はＩＣのアンダーフィル等の狭い範囲、高密度な場所に液体材料を微量塗布可能な塗布装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る液体材料塗布方法及び装置の基本構成である実施の形態１を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施の形態であり、（Ａ）は実施の形態２、（Ｂ）は実施の形態３及び（Ｃ）は実施の形態４をそれぞれ示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施の形態であり、（Ａ）は実施の形態５、（Ｂ）は実施の形態６及び（Ｃ）は実施の形態７をそれぞれ示す構成図である。
【図４】従来の液体材料の脱泡方法を示す説明図である。
【図５】従来の液体材料の他の脱泡方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  シリンジ
２  ニードル
１０  真空ポンプ
１１，３２  エアーチューブ
２０  気密容器
３０  収納吐出部
４０  ディスペンサ
４５  ニードルセットプレート
４６  ニードル密閉シート
５０，５５  通気性フィルタ
５１  フィルタ
５２  フィルタ本体
５３  突起
６０  光電センサ
６３  接触式センサ
６５  近接センサ
【図１】
2005169312.tif 000003
【図２】
2005169312.tif 000004
【図３】
2005169312.tif 000005
【図４】
2005169312.tif 000006
【図５】
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