(57)【要約】【課題】加圧を始めてから液体が供給口から押出されるまでの時間遅れを防止して設定量の液体を正確に塗布でき、耐久性の向上を図ることができる流体供給装置及び液体供給方法を提供する。【解決手段】液体Ｌの供給口５１が設けられたシリンジ１を備え、シリンジ内に空気圧回路２を介してエアを供給することにより液体Ｌを供給口５１から押出す液体供給装置である。空気圧回路２は、シリンジ１に設定圧のエアを供給する第１エア供給部５と、設定圧のエアよりも高圧のエアを供給する第２エア供給部６とを備える。シリンジ１に所定の設定圧のエアを負荷する通常供給状態と、シリンジ１に前記設定圧よりも高圧エアを負荷する高圧供給状態との切換を行う切換手段４を備え、初期段階において第２エア供給部６による高圧供給状態として、設定圧に達した際に、第１エア供給部５による通常供給状態に切換える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が封入されて、液体の供給口が設けられたシリンジを備え、シリンジ内に空気圧回路を介してエアを供給することによりエア圧で液体を供給口から押出す液体供給装置において、
前記空気圧回路は、前記シリンジに設定圧のエアを供給する第１エア供給部と、前記シリンジに前記設定圧のエアよりも高圧のエアを供給する第２エア供給部とを備えるとともに、
前記シリンジに所定の設定圧のエアを負荷する通常供給状態と、シリンジに前記設定エア圧よりも高圧のエアを負荷する高圧供給状態との切換を行う切換手段を備え、
初期段階において前記第２エア供給部による高圧供給状態として、設定圧又はその近傍に達した際に、前記第１エア供給部による通常供給状態に切換えることを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
エア圧を検出するエア圧検出手段を備え、このエア圧検出手段により検出されたエア圧に基づいて前記第２エア供給部から前記第１エア供給部への切換を行うことを特徴とする請求項１の液体供給装置。
【請求項３】
前記第２エア供給部からエアを供給する際に、前記設定圧にまで到達する時間を設定する設定手段を備え、その時間に前記切換手段が前記第２エア供給部から前記第１エア供給部に切換えることを特徴とする請求項１又は請求項２の液体供給装置。
【請求項４】
前記設定手段は、初期加圧力に基づいて前記設定圧にまで到達する時間を予測するものであることを特徴とする請求項３の液体供給装置。
【請求項５】
前記切換手段は、前記エア圧検出手段にて検出されたエア圧が設定圧にまで到達する直前又は到達時に、前記第２エア供給部から前記第１エア供給部に切換えることを特徴とする請求項１又は請求項２の液体供給装置。
【請求項６】
液体が封入されて、液体の供給口が設けられたシリンジを備え、シリンジ内に空気圧回路を介してエアを供給することにより所定の設定圧で液体を供給口から押出す液体供給方法において、
シリンジに前記設定圧のエアよりも高圧のエアを負荷する高圧供給状態とした後、
設定圧又はその近傍に達した際に、前記シリンジに設定圧を負荷する通常供給状態とすることを特徴とする液体供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤等の液体を供給する液体供給装置及び液体供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装分野においては、基板に電子部品を固着する際に、基板に接着剤としての液体が塗布される。接着剤などの液体は、液体供給装置に封入され、この液体供給装置の供給口から所定量ずつ基板に供給される（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の液体供給装置は、液体が封入され、液体の供給口が設けられたシリンジを備えており、ディスペンスコントローラからシリンジ内に一定時間エア圧を負荷することにより液体が供給口から押し出される。このとき、負荷するエア圧を適切なものに設定（設定値）するとともに、負荷する時間を調節することにより液体の押し出し量を調節する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０４８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体の押し出しを繰り返してシリンジ中における液体の体積が減少すると、その分シリンジ内のエアの体積が増える。このようにエアの体積が増えると、その容積分、圧力上昇に遅れが生じる。すなわち、シリンジ内の液体が満杯状態であるときにエア加圧を行えば、図６に示すように、エア加圧を始めてから設定値（例えば２００ｋＰａ）に到達するまでの時間（以下、立ち上がり時間という）は例えば０．０４９ｓとなる。一方、シリンジ内のエアの体積が増えると、満杯状態との水頭差が最大となる。このときにエア加圧を行えば、図７に示すようにエア加圧を始めてから設定値に到達するまでの時間は例えば０．２４０ｓとなり、立ち上がり時間は満杯状態よりも長くなる。このように立ち上がり時間が長くなると、押し出し指令に対して実際に液体が出てくるまでの時間に遅れが生じることがある。このような遅れが生じると、塗布初期時にかすれが生じたり、塗布後に液体の溜りが生じたりしてしまうおそれがあり、設定量を正確に塗布することができない。特に、１サイクルに要する時間が短く、高速動作を行うダイボンダでは、この遅れが全体的に大きな影響を及ぼす。
【０００６】
従来、このような問題に対処するために、立ち上がり時間を短くする方法が提案されている。すなわち、設定圧が低い（例えば２００ｋＰａ）場合は、低い圧力で加圧するため立ち上がりが鈍くなる。このため、大容量の電磁弁を使うことにより、大容量のエアで加圧することによって立ち上がり時間を短くしている。しかしながら、大容量の電磁弁を使用することによりかかる力が大きくなって、電磁弁のパッキンが摩耗し、損傷しやすくなる。これにより電磁弁の耐久性に問題があり、また、制御が複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて、加圧を始めてから液体が供給口から押出されるまでの時間遅れを防止して設定量の液体を正確に塗布でき、耐久性の向上を図ることができる流体供給装置及び液体供給方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体供給装置は、液体が封入されて、液体の供給口が設けられたシリンジを備え、シリンジ内に空気圧回路を介してエアを供給することによりエア圧で液体を供給口から押出す液体供給装置において、前記空気圧回路は、前記シリンジに設定圧のエアを供給する第１エア供給部と、前記シリンジに前記設定圧のエアよりも高圧のエアを供給する第２エア供給部とを備えるとともに、前記シリンジに所定の設定圧のエアを供給する通常供給状態と、シリンジに前記設定エア圧よりも高圧のエアを負荷する高圧供給状態との切換を行う切換手段を備え、初期段階において前記第２エア供給部による高圧供給状態として、設定圧又はその近傍に達した際に、前記第１エア供給部による通常供給状態に切換えるものである。
【０００９】
本発明の液体供給装置によれば、空気圧回路は設定圧のエアを供給する第１エア供給部と、設定圧よりも高圧のエアを供給する第２エア供給部とを備えている。すなわち、夫々異なるエア圧を供給する圧力系統を２系統以上備え、設定圧に達するまでは第２エア供給部により高圧のエアを供給し、設定圧又はその近傍に達した際に、第１エア供給部により設定圧のエアの供給に切換える。これにより、初期段階で設定圧よりも高圧のエアを負荷することができるため、シリンジの圧力上昇のスピードを上げることができて、加圧を始めてから設定値に到達するまでの時間を短くすることができる。
【００１０】
エア圧を検出するエア圧検出手段を備え、このエア圧検出手段により検出されたエア圧に基づいて前記第２エア供給部から前記第１エア供給部への切換を行うことができる。これにより、エア圧を実測することができる。
【００１１】
前記第２エア供給部からエアを供給する際に、前記設定圧にまで到達する時間を設定する設定手段を備え、その時間に前記切換手段が前記第２エア供給部から前記第１エア供給部に切換えることができる。
【００１２】
前記設定手段は、初期加圧力に基づいて前記設定圧にまで到達する時間を予測するものとできる。
【００１３】
前記切換手段は、前記エア圧検出手段にて検出されたエア圧が設定圧にまで到達する直前又は到達時に、前記第２エア供給部から前記第１エア供給部に切換えることができる。
【００１４】
本発明の液体供給方法は、液体が封入されて、液体の供給口が設けられたシリンジを備え、シリンジ内に空気圧回路を介してエアを供給することにより所定の設定圧で液体を供給口から押出す液体供給方法において、シリンジに前記設定圧のエアよりも高圧のエアを供給する高圧供給状態とした後、設定圧又はその近傍に達した際に、前記シリンジに設定圧を供給する通常供給状態とするものである。
【００１５】
本発明の液体供給方法によれば、設定圧に達するまでは第２エア供給部により高圧のエアを供給し、設定圧又はその近傍に達した際に、第１エア供給部により設定圧の供給に切換える。これにより、初期段階で設定圧よりも高圧のエアを負荷することができるため、シリンジの圧力上昇のスピードを上げることができて、加圧を始めてから設定値に到達するまでの時間を短くすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液体供給装置及び液体供給方法は、加圧を始めてから設定値に到達するまでの時間を短くすることができるため、シリンジ内の液体の体積が減少してエアの割合が増えても、加圧を始めてから液体が供給口から押出されるまでの時間遅れを抑えることができ、設定量の液体を正確に塗布することができる。また、少なくとも２系統の加圧としているため、１系統で使用する電磁弁よりも小さい電磁弁を使用することができ、駆動力を小さくすることができて損傷しにくく耐久性に優れる。さらに、圧力制御は、いずれかの系統を切換えるだけで済み、１系統の圧力制御よりも簡単であるとの利点もある。
【００１７】
エア圧を検出するエア圧検出手段を備えると、エア圧を実測することができ、切換のタイミングを正確なものとできる。
【００１８】
設定手段は、初期加圧力に基づいて前記設定圧にまで到達する時間を予測し、その時間に切換手段が前記第２エア供給部から前記第１エア供給部に切換えるものとすると、切換を自動で行うことができ、しかも高精度に制御することができる。
【００１９】
前記切換手段は、エア圧が設定圧にまで到達する直前又は到達時に、前記第２エア供給部から前記第１エア供給部に切換えるものとすると、装置をシンプルな構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の液体供給装置の空気圧回路図の要部である。
【図２】本発明の液体供給装置のブロック図である。
【図３】本発明の液体供給方法により液体を塗布する方法を示すフローチャート図である。
【図４】本発明の液体供給装置のシリンジにエアを供給する方法を示す空気圧回路図の要部である。
【図５】本発明の液体供給装置のシリンジ内の時間と圧力の関係を示すグラフ図及び加圧タイミングを示すタイムチャート図である。
【図６】従来の液体供給装置において、液体満杯状態でエアを供給した際のエア圧と時間の関係を示すグラフ図である。
【図７】従来の液体供給装置において、液体空状態でエアを供給した際のエア圧と時間の関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００２２】
この液体供給装置は、半導体チップ等の電子部品を回路基板に実装するために、基板上に塗布される接着剤を供給する装置である。すなわち、液体供給装置に、例えばエポキシやシリコン等の接着剤としての液体Ｌが封入されたシリンジ１の供給口５１から液体Ｌを押し出して図示省略の基板等の接着部位上に塗布するものである。
【００２３】
この液体供給装置は、図１に示すように、液体Ｌが封入されるシリンジ１と、このシリンジ１に設けられ、液体Ｌの出口となる供給口５１と、シリンジ内にエアを供給する空気圧回路２と、シリンジ内のエア圧を検出するエア圧検出手段３（図２参照）とを備えている。そして、この空気圧回路２を介してシリンジ内にエアを供給することによりエア圧で液体Ｌを供給口５１から押出すものである。
【００２４】
シリンジ１は、円筒状となっており、その内周側に液体Ｌが封入される。このシリンジ１の先端部に、供給口５１となるノズルが取付けられている。
【００２５】
エア圧検出手段３は、本実施形態ではシリンジ１内の反供給口側に取付られた公知公用のエア圧センサである。このエア圧検出手段３はシリンジ１の内圧を検出し、その検出圧力を電波信号として発信する。
【００２６】
空気圧回路２は、第１エア供給部５と、第２エア供給部６と、微負圧供給部７と、排気部８と、切換手段４（図２参照）と設定手段１０（図２参照）とを備える。この空気圧回路２はシリンジ１に接続されており、分岐部１１から第１エア供給部５と第２エア供給部６と微負圧供給部７と、排気部８とが夫々接続されている。
【００２７】
このシリンジ１から液体Ｌを供給するために予め適切な（例えば２００ｋＰａ）エア圧（設定圧）が設定され、第１エア供給部５は、エア発生源（図示省略）からシリンジ１に設定圧のエアを供給する電磁弁である。第２エア供給部６は、エア発生源（図示省略）から設定圧のエアよりも高圧の（例えば５００ｋＰａ）エアを供給するための電磁弁である。微負圧供給部７は、シリンジ１に微負圧を供給するための電磁弁であり、排気部８は、シリンジ内を急速に大気圧とするための電磁弁である。
【００２８】
切換手段４は、シリンジ１に設定圧のエアを供給する通常供給状態と、シリンジ１に設定圧よりも高圧のエアを供給する高圧供給状態との切換を行うものである。すなわち、初期段階において第２エア供給部６による高圧供給状態として設定圧又はその近傍に達した際に、第１エア供給部５による通常供給状態に切換えるものである。
【００２９】
設定手段１０は、第２エア供給部６から高圧のエアを供給する際に、エア圧検出手段３にて検出された初期加圧力に基づいて前記設定圧にまで到達する時間を予測するものである。すなわち、第２エア供給部６からエアを供給し始めた初期段階において、エア圧検出手段３はシリンジ内のエア圧上昇速度を瞬間的に測定することができる。このエア圧上昇速度からシリンジ内が２００ｋＰａに到達する予測時間を割り出すことができる。そして、設定手段１０は、この予測時間を切換手段４に送出し、その時間に切換手段４は第２エア供給部６から第１エア供給部５へと切換える。
【００３０】
次に、本発明の液体供給装置を用いて液体を基板（図示省略）に供給する方法について図３〜図５を用いて説明する。なお、図４では図１に示す４つの弁を簡略化している。本実施形態ではシリンジ１から液体Ｌを供給するために予め適切な設定圧を２００ｋＰａとしている。第１エア供給部５からは２００ｋＰａのエア圧が供給されるものとし、第２エア供給部６からは５００ｋＰａのエア圧が供給されるものとする。
【００３１】
まず、図４（ａ）のように、微負圧供給部７を開状態とするとともに、第１エア供給部５と、第２エア供給部６と、排気部８とを閉状態とし、シリンダ内に微負圧を供給する（ステップＳ１）。これは、液体がその自重で供給口５１から垂れないようにするためである。その後、図４（ｂ）のように、微負圧供給部７を閉状態とするとともに、第２エア供給部６を開状態とし、シリンジ１に５００ｋＰａのエアを供給する（ステップＳ２）。このようにすると、初期段階で設定圧よりも大きな圧力を印加することができるため、図５に示すようにシリンジ１の圧力上昇のスピードを上げることができる。このとき、エア圧検出手段３はシリンジ１の内圧を検出し、その検出圧力を電波信号として設定手段１０に発信する。これにより設定手段１０は、加圧スピード（図５のグラフの傾き）を算出し、これに基づいてシリンジ１が設定圧（２００ｋＰａ）に到達する時間ｔを予測し（ステップＳ３）、これを切換手段４に送出する。
【００３２】
５００ｋＰａのエアを時間ｔ供給すると、図５に示すようにシリンジ１内は設定圧又はその近傍に達しており、図４（ｃ）に示すように、切換手段４は、第２エア供給部６を閉状態とするとともに、第１エア供給部５を開状態として第１エア供給部５による通常供給状態に切換える。そして、液体Ｌが所定量供給されるまで設定圧のエアを供給する（ステップＳ４）。
【００３３】
ところで、シリンジ内にエア圧を供給した後、シリンジ内を即座に大気圧に開放することにより、液体Ｌの切れを良くすることができる。従って、液体Ｌが所定量供給されたときに、図４（ｄ）に示すように第１エア供給部５を閉状態とするとともに、排気部８を開放し、シリンジ内を急速に大気圧とする（ステップＳ５）。これにより、液体Ｌの切れを良くすることができ、液体Ｌを所定量正確に塗布することができる。なお、本実施形態のように第１エア供給部５と第２エア供給部６とで加圧する場合だけでなく、従来のように第１エア供給部５のみを有するような（つまり、高圧から設定圧への切換を行わない）加圧方法であっても、シリンジ内を急速に大気圧とすることにより液体Ｌの切れを良くすることができる。
【００３４】
本発明では、空気圧回路２は設定圧のエアを供給する第１エア供給部５と、設定圧よりも高圧のエアを供給する第２エア供給部６とを備えている。すなわち、夫々異なるエア圧を供給する圧力系統を２系統以上備え、設定圧に達するまでは第２エア供給部６により高圧のエアを供給し、設定圧又はその近傍に達した際に、第１エア供給部５により設定圧のエアの供給に切換える。これにより、初期段階で設定圧よりも高圧のエアを負荷することができるため、シリンジ１の圧力上昇のスピードを上げることができて、加圧を始めてから設定値に到達するまでの時間を短くすることができる。従って、シリンジ内の液体の体積が減少してエアの割合が増えても、加圧を始めてから液体が供給口５１から押出されるまでの時間遅れを抑えることができ、設定量の液体を正確に塗布することができる。また、少なくとも２系統の加圧としているため、１系統で使用する電磁弁よりも小さい電磁弁を使用することができ、駆動力を小さくすることができて損傷しにくく耐久性に優れる。さらに、圧力制御は、いずれかの系統を切換えるだけで済み、１系統の圧力制御よりも簡単であるとの利点もある。
【００３５】
エア圧を検出するエア圧検出手段３を備え、このエア圧検出手段３により検出されたエア圧に基づいて第２エア供給部６から第１エア供給部５への切換を行うようにしている。これにより、シリンジ内のエア圧を実測することができ、切換のタイミングを正確なものとできる。
【００３６】
第２エア供給部６から加圧エアを供給する際に、初期加圧力に基づいて設定圧にまで到達する時間を予測する設定手段１０を備え、その時間に切換手段４が第２エア供給部６から第１エア供給部５に切換えるようにしている。これにより、切換を自動で行うことができ、しかも高精度に制御することができる。
【００３７】
他の実施形態として、切換手段４が第１エア供給部５から第２エア供給部６に切換えるタイミングとしては、設定圧やシリンジ１の大きさ等に基づく加圧速度の経験値から、設定圧にまで到達する時間を予測することができ、その時間を設定手段１０に記憶させて切換る。
【００３８】
また、さらに別の実施形態として、切換手段４が第１エア供給部５から第２エア供給部６に切換えるタイミングとしては、時間を設定することなく、エア圧検出手段３にて検出されたエア圧が設定圧にまで到達する直前又は到達時に切換える。このようにすると、設定手段１０を設ける必要がなくなって、装置をシンプルな構成とすることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、エア圧検出手段３の位置は実施形態の位置に限られず、供給口５１に設けたりする等、その場所は任意である。また、第１エア供給部５により加圧される設定圧や、第２エア供給部６により加圧されるエア圧は任意である。実施形態では第１エア供給部５と第２エア供給部６との２系統の加圧としたが、第３エア供給部、第４エア供給部・・・と３系統以上で加圧するものであってもよい。微負圧供給部７と、排気部８を省略することもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１      シリンジ
２      空気圧回路
３      エア圧検出手段
４      切換手段
５      第１エア供給部
６      第２エア供給部
１０    設定手段
５１    供給口
Ｌ      液体
【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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