(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液溜まり及び該液溜まりから毛細管現象により液を吸い上げ可能な多孔質材で形成した液注入路を有し、その先端の液供給部を液注入対象物の注入孔位置と一致するように形成し、
前記多孔質材が、目開き１０μｍ〜３００μｍの多孔質焼結金属又は多孔質セラミックから成ると共に、前記液注入対象物が、複数の小孔が設けられた基板であり、
前記複数の小孔のうち特定の小孔を注入孔として前記液供給部に当接させることで、液の注入を可能とすることを特徴とする液注入治具。
【請求項２】
液注入対象物が、注入孔から注入された液を毛細管現象により吸い込んで充填可能なキャビティを有し、請求項１記載の液注入治具の先端供給部に前記注入孔を当接させることで、液をキャビティに充填することを特徴とする液注入方法。
【請求項３】
注入孔から注入された液を毛細管現象により吸い込んで充填されるキャビティを有する絶縁体素子のキャビティ検査方法であって、該キャビティに面する絶縁体素子表面に電極面を設け、請求項２記載の液注入方法により電解液をキャビティに充填して、注入された電解液と前記電極面との間の電気抵抗を測定することによりキャビティ壁面のクラックの有無を検査することを特徴とするキャビティ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば燃料や液滴を噴霧する液滴噴霧装置、或いは被測定液中に浸漬して用いられる粘土センサ，粒子センサのように、基板内に形成された微小で毛細管現象を起こすようなキャビティに液を注入する液注入治具，液注入方法及びそのキャビティの状態を検査するキャビティ検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板等に開けた小さい孔に液を注入する場合、例えばセラミック基板内に形成したキャビティに燃料を充填し、圧電／電歪素子により振動させてキャビティ内の燃料を吐出させる液滴噴霧装置のヘッドのような微小なキャビティを有する基板に、製品検査等の為に液を注入する場合、液を染み込ませた筆或いは先端に微小孔を有した容器を用いて、基板の注入孔を上に向けて上方からその注入孔をなぞって移動させることで、注入孔及びキャビティの毛細管現象を利用して液を注入していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その様な注入方法では、同時に多数の孔に液を注入するのは難しく、注入するのに時間を要していたし、注入孔周囲に液が滲んだり、液だれが発生するため、その後処理もしなければならなかった。そのため、注入するのに多く時間及び液が必要であった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、基板に開けた複数の小さな孔に容易に液体の注入が可能で、また必要以上の液体の注入動作をすることのない液注入治具及び液注入方法を提供することを課題とする。また、この液注入方法により液を注入してキャビティを検査するキャビティ検査方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明に係る液注入治具は、液溜まり及び該液溜まりから毛細管現象により液を吸い上げ可能な多孔質材で形成した液注入路を有し、その先端の液供給部を液注入対象物の注入孔位置と一致するように形成し、前記多孔質材が、目開き１０μｍ〜３００μｍの多孔質焼結金属又は多孔質セラミックから成ると共に、前記液注入対象物が、複数の小孔が設けられた基板であり、前記複数の小孔のうち特定の小孔を注入孔として前記液供給部に当接させることで、液の注入を可能とすることを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明に係る液注入方法は、液注入対象物が、注入孔から注入された液を毛細管現象により吸い込んで充填可能なキャビティを複数有し、請求項１記載の液注入治具の先端供給部に前記注入孔を当接させることで、液をキャビティに充填することを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明に係るキャビティ検査方法は、注入孔から注入された液を毛細管現象により吸い込んで充填されるキャビティを有する絶縁体素子のキャビティ検査方法であって、該キャビティに面する絶縁体素子表面に電極面を設け、請求項２記載の液注入方法により電解液をキャビティに充填して、注入された電解液と前記電極面との間の電気抵抗を測定することによりキャビティ壁面のクラックの有無を検査することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を基に詳細に説明する。図１は本発明に係る液注入治具の１実施形態を示す断面説明図であり、内部にキャビティを有する基板に液を注入している状態を示している。図において、１が液注入治具、２は液注入治具を配置し液溜まり５を形成する容器、３は液が充填される液注入対象物である基板、６は基板内に形成されたキャビティを示している。
【０００８】
液注入治具１は焼結金属による多孔質体により形成され、基板３の形状に合わせた形状となっている。そして、液注入治具１の上部に設けた液供給部４は基板３の注入孔８の位置に合わせて凸設形成され、その先端部は注入対象物の注入部形状に合わせて形成され、ここでは平面となっている。
【０００９】
尚、基板３の注入孔８は、基板に形成されたキャビティ６に連通して形成されている孔であれば良く、複数の孔を有している場合は、そのうちの１つを注入孔として使用すればよい。また、多孔質焼結金属としては目開き１０μｍ〜３００μｍのステンレスＳＵＳ３０４製が好適である。これは１０μｍ未満では注入に時間がかかり過ぎ現実的でなく、また３００μｍを越えると治具の微細加工に問題が生じてしまうからである。そして、目開きは８０μｍ〜１７０μｍのものが更に好ましい。
また、この実施の形態の場合、治具全体を同一の焼結金属で形成しているが、少なくとも液供給部が形成された部位のみ、即ち液溜まりに浸漬した下部から上部液供給部に至る液注入路のみ多孔質体で形成すれば良く、他の部分は腐食し難い金属等で形成しても良い。材質についても多孔質焼結金属を例示したが、金属以外にも目開きを任意に調整できる多孔質セラミックが好適に用いられる。また、液供給部は、液注入対象物の注入位置に合わせて先端形状及び高さを決定すればよい。
【００１０】
上記液注入治具による液注入操作を説明する。まず液注入治具１を内部に配置可能な容器２を用意し、容器２内に液注入治具１を液供給部４を上方に向けて配置すると共に、液を容器内に入れて液溜まり５形成する。こうすることで、液は液注入治具１内に形成されている多数の孔を毛細管現象により上昇してゆき、液供給部４全体が液で湿潤される。その後、液注入対象物の基板３の注入孔８を液供給部４に当接するように位置合わせして液注入治具１上に載置する。位置合わせは治具及び液注入対象物の双方に係合部等を設ければ容易に行う事ができる。こうして液供給部４に注入孔８が当接すると、注入孔８及びキャビティ６が毛細管現象により液を吸い上げ、結果として当接すると同時に液注入が開始される。また注入が完了すると、毛細管現象も終了するために注入動作も自然に止まり、注入動作は終了する。
【００１１】
このように、上記液注入治具１は毛細管現象を利用して注入動作するので、液の注入は自動で行われるし、キャビティ６が液で満たされた段階で液の注入動作は止まるので余分な液を注入することもない。従って、注入開始操作や注入ストップ操作が必要ないので、そのための機構も必要なく、簡易な操作で注入操作できるし、治具も単純な構成とすることができる。
また、液を供給し過ぎることがないので、必要以上の液を消費することもないし、注入を開始すると同時に注入される液量に応じて液溜まりから液を吸い上げるため、供給が途中で滞ったりストップすることもない。そのため、この注入動作は一様に進行するので、注入状態が確認できなくとも基板３を載置した時間により管理することができ、所定時間が経過したら基板３を取り外すことで注入操作を終了すればよい。
【００１２】
次に、上記液注入方法を用いたキャビティ形成部のクラック有無の検査方法を図２を基に説明する。まず、基板３の注入孔８を形成した面に対向する面でキャビティ６形成部位に相当する位置に、キャビティ６の形状に合わせた電極面７を形成する。そして、注入液を電解液として上記注入方法により液をキャビティ６内に注入する。注入後、図示するように注入孔８或いはキャビティ６連通したたの孔に一方の電極を接続し、もう一方の電極を電極面７に接続して例えば抵抗値を測定する。
こうして両電極間の抵抗等を測定する事でキャビティ壁面にクラックやピンホール発生の有無を検査することができる。特に電解液を毛細管現象を利用してキャビティ内に導入するため、残留気泡の懸念無く確実な検査ができ良い。電解液の圧入等気泡のキャビティ内での残留が懸念される場合は、たとえ電流の導通が無かったとしても、依然クラックやピンホールが無く、導通が無かったのか、気泡残留のため電解液が浸透せず導通が無かったのか不確実性が残ってしまう。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，２の発明によれば、毛細管現象を利用して注入動作するので、液の注入は自動で行われるし、キャビティが液で満たされた段階で液の注入動作は止まるので余分な液を注入することもない。従って、注入開始操作や注入ストップ操作が必要ないので、そのための機構も必要なく、簡易な操作で注入操作できるし、治具も単純な構成とすることができる。
また、液を供給し過ぎることがないので、必要以上の液を消費することもないし、注入を開始すると同時に注入される液量に応じて液溜まりから液を吸い上げるため、供給が途中で滞ったりストップすることもない。
【００１４】
請求項３の発明によれば、キャビティ壁面に発生したピンホールやクラックを容易に、且つ、残存気泡の懸念が無いため信頼性高く発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るの液注入治具の実施の形態の１例を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係るキャビティ検査方法の説明図である。
【符号の説明】
１・・液注入治具、２・・容器、３・・基板（液注入対象物）、４・・液供給部、５・・液溜まり、６・・キャビティ、７・・電極面、８注入孔。
【図１】
0004242538.tif 000002
【図２】
0004242538.tif 000003