EP0928637A2 - Dispensdüse für einen Die Bonder - Google Patents

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EP0928637A2
EP0928637A2 EP99810004A EP99810004A EP0928637A2 EP 0928637 A2 EP0928637 A2 EP 0928637A2 EP 99810004 A EP99810004 A EP 99810004A EP 99810004 A EP99810004 A EP 99810004A EP 0928637 A2 EP0928637 A2 EP 0928637A2
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EP
European Patent Office
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nozzle
adhesive
nozzle plate
dispensing nozzle
feed channel
Prior art date
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EP99810004A
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English (en)
French (fr)
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EP0928637A3 (de
EP0928637B1 (de
Inventor
Luca Baraldi
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Besi Switzerland AG
Original Assignee
Esec AG
Oerlikon Assembly Equipment AG
Esec Management SA
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Application filed by Esec AG, Oerlikon Assembly Equipment AG, Esec Management SA filed Critical Esec AG
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Publication of EP0928637A2 publication Critical patent/EP0928637A2/de
Publication of EP0928637A3 publication Critical patent/EP0928637A3/de
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Publication of EP0928637B1 publication Critical patent/EP0928637B1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/027Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening

Definitions

  • the invention relates to a device for a die bonder for dosing and applying a predetermined amount a viscous adhesive, with a dispensing nozzle, which has a feed channel surrounded by a wall surface, through which the adhesive can be directed to a nozzle plate, in which there is at least one outlet opening, wherein the feed channel into the at least one outlet opening opens and a cross-sectional area of the Feed channel is larger than a cross-sectional area of the at least one exit opening.
  • the Invention a specific use of the device.
  • the viscous Die Bonding adhesive is this from a storage container in a more or less cylindrical receiving area of a so-called Dispensing nozzle promoted. Is on a discharge side of the nozzle at least one outlet opening through which the Adhesive is dispensed in doses. It is often too provided that several, in a certain pattern arranged outlet openings are present, so that a predetermined adhesive pattern can be applied. Around dosing a certain amount of the adhesive is on the adhesive, for example in the storage container certain pressure pulse applied. Since between the required size and duration of the pressure pulse and the Viscosity of the liquid, the cross-sectional area of the Outlet opening and other parameters a dependency exists, the required pressure pulse can essentially be predetermined.
  • the Publication “Dispensing Technology, The Key to High-quality / High Speed Die Bonding, ESEC Process Information" referenced, the content of which is hereby incorporated by reference becomes.
  • the invention is therefore based on the object To further develop the dispensing nozzle so that the dripping behavior of the nozzles and the predeterminability of the parameters of the required pressure pulses can be improved.
  • the nozzle plate can be designed differently be. However, it has proven to be useful if the Forced guidance one in the feed channel opposite the Has nozzle plate arranged baffle. Under “chicane” is to be understood as a flow guiding element with which the for cross-sectional area usable for the flow of the adhesive of the feed channel is reduced. With the chicane it can Adhesive in the positive guidance at least in sections get a flow direction that of that Direction of flow deviates, which the adhesive in the would have forced control without bullying.
  • the liquid front due to the forced operation first meets the nozzle plate in the areas that the greatest distance to a longitudinal axis of the nozzle plate exhibit.
  • the forced control then leads this Adhesive on a central longitudinal axis or the center of the Nozzle plate too. This makes it possible for the Impact of the adhesive on the nozzle plate in total Feed channel still existing air through the adhesive enclose and to at least one of the outlet openings to lead.
  • the adhesive can thereby Get flow direction, the one component orthogonal to the longitudinal axis of the nozzle plate.
  • FIG. 1 shows a section of a die bonder 1 the dispensing nozzles according to the invention can be used.
  • the dispensing nozzle 2 "shown on the die bonder it is a known nozzle with a single nozzle Outlet opening.
  • a Storage container 3 introduced an adhesive. One of them required pressure is indicated by a time and in its Amplitude of predetermined compressed air blast in the reservoir 3 exerted on the adhesive. The one needed for this Air volume is supplied via a line 4.
  • a dispensing nozzle 2 ' shown in more detail in FIG. 2 explained in the from a not shown Storage container an adhesive 5 'is inserted.
  • the Dispensing nozzle has a circular cross section and itself feed channel 7 'widening towards a nozzle plate 6', which by a substantially conical wall surface 8 ' Insert 9 'of the dispensing nozzle 2' is formed.
  • the nozzle plate 6 ' are within a circular area introduced a total of seventeen outlet openings 10 'of which can be seen in the illustration of FIG. 2 seven. There is one in each of the outlet openings 10 ' Dispensing tube 11 'arranged.
  • the front 12 ' of the adhesive already on the center of the nozzle plate 6 ', i.e. to the one provided with outlet openings 10 ' Circular area of the nozzle plate 6 'struck.
  • the front has 12 ' already between the outlet openings 10 'and Wall surface 8 'air 15' included.
  • This air 15 ' can no longer flow on the front 12' escape and remains in the area between that of the Nozzle plate 6 'and the wall surface 8' formed edge 16 ' and the outlet openings 10 'included.
  • these air pockets are all the more be larger than the distance of the outlet openings 10 'to Edge 16 'increases.
  • a device according to the invention is in a essentially cylindrical housing 17 of a dispensing nozzle 2 an insert 9 is arranged in which a feed channel 7 is trained. Is located above the feed channel 7 a storage container filled with an adhesive 5 3. In this is a pressure piston 18 is arranged by a Control not shown and by a corresponding mechanism of Die Bonders 1 is operated. This makes it possible to use the piston 18 within one to execute a certain stroke at a certain time, whereby a predetermined amount of the adhesive 5 in the direction of the Dispensing nozzle 2 can be promoted.
  • the Feed channel 7 of the dispensing nozzle 2 essentially has circular cross section.
  • a plurality of outlet openings 10 are introduced, which in arranged in an approximately symmetrical pattern to each other are (see also Fig. 5).
  • the outlet openings 10 there is a cylindrical dispensing tube 11.
  • FIGS. 4 and 5 illustrate that the Feed channel 7 immediately in front of the outlet openings 10 Cross-sectional area that is much larger than one Cross-sectional area of one outlet opening each.
  • a chicane 21 is arranged in the feed channel 7 is along the longitudinal and Axis of symmetry 20 .
  • the chicane 21 in the essentially than arranged concentrically in the feed channel 7 Cone formed, which is towards the nozzle plate 6 broadened.
  • the chicane with three struts 22 on the nozzle plate 6 attached As can be seen in particular in FIG the chicane with three struts 22 on the nozzle plate 6 attached.
  • the dispensing nozzle 2 has an essentially annular shape closed first section 23, which is characterized by the distance between the wall surfaces 8 of the feed channel 7 and the outer surface of the chicane 21 results.
  • a second Section 24 of the positive guidance results from the distance the nozzle plate 6 to the base 25 of the chicane 21.
  • the illustrated embodiment is a width B of first and second sections 23, 24 of the positive guidance essentially constant and of equal size.
  • the positive control should be designed so that the annular front 12 directly above, but at least in Area of one of the outlet openings 10 closes. in the The present exemplary embodiment closes the front above the outlet opening 10a, which runs along the longitudinal axis 20 the nozzle 2 runs. In this regard, below “Close” to understand that both a top of the Nozzle plate 6 and the base 25 essentially are completely wetted. Once the adhesive is in all dispensing tube 11 is the Die Bonder ready for use.
  • Fig. 6 further possible variant according to the invention is shown.
  • the exemplary embodiment consists of the chicane 21 is in the form of a disc. Because here all outlet openings 10 outside the center of the Nozzle plate 6 are located, has the positive guidance in the Baffle 21 along the longitudinal axis 20 also one additional central third section 26. This is formed in the form of a continuous recess, by the adhesive also reaches the nozzle plate. Consequently two are formed when this dispensing nozzle is filled Flow fronts 12 out once the adhesive on the Chicane 21 hits.
  • One flow front also passes through here existing first section 23 between the wall surface 8 of the feed channel and the chicane 21 in the second Section 24, in which they are closed towards the ring flows to the center of the nozzle plate 6.
  • the second Flow front arrives through the third section 26 the nozzle plate 6 and then flows in the second section 24 radially outward from the center of the nozzle plate opposite flow front.
  • the housing 17 consists of an upper one Housing part 17a and the nozzle plate 6.
  • the housing part 17a includes the shape-determining function of the insert 9.
  • the housing part 17a has four recesses 30 into which Engage cams 31 of the chicane 21. So the location of the Baffle 21 with respect to the housing part 17a and thus also the Width of the positive guidance clearly defined in section 23.
  • a sealing ring 32 is a concave surface corresponding to radius 14 (FIG. 4) 33 provided.
  • the sealing ring 32 is made, for example Rubber.
  • a locking piece 34 with a bayonet lock provided so that, after inserting the chicane 21, the Sealing ring 32 and the nozzle plate 6 in the housing part 17a, the closure piece 34 by means of a rotation on Housing part 17a can be attached. So that the width of the Forced operation is also clearly defined in section 24, has the chicane 21 four pins 35 against which the Presses nozzle plate 6 in the assembled state.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

Um bei einer Vorrichtung eines Die Bonder zur Dosierung und Aufbringung einer vorbestimmten Menge eines viskosen Klebemittels, mit einer Dispensdüse, welche einen von einer Wandfläche umgebenen Zuführkanal aufweist, durch den das Klebemittel zu einer Düsenplatte leitbar ist, in der mindestens eine Austrittsöffnung vorhanden ist, wobei der Zuführkanal in die mindestens eine Austrittsöffnung mündet und im Mündungsbereich eine Querschnittsfläche des Zuführkanals grösser ist als eine Querschnittsfläche der zumindest einen Austrittsöffnung, eine bessere Entlüftung zu ermöglichen wird vorgeschlagen im Zuführkanal (7) eine Zwangsführung vorzusehen, durch welche eine Front (12) des Klebemittels beim Befüllen der Dispensdüse (2) eine vorbestimmte Strömungsrichtung erhält, so dass das Klebemittel im wesentlichen das gesamte im Zuführkanal (3) befindliche Gas in Richtung auf zumindest eine Austrittsöffnung (10, 10a) zuführt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Die Bonder zur Dosierung und Aufbringung einer vorbestimmten Menge eines viskosen Klebemittels, mit einer Dispensdüse, welche einen von einer Wandfläche umgebenen Zuführkanal aufweist, durch den das Klebemittel zu einer Düsenplatte leitbar ist, in der mindestens eine Austrittsöffnung vorhanden ist, wobei der Zuführkanal in die mindestens eine Austrittsöffnung mündet und im Mündungsbereich eine Querschnittsfläche des Zuführkanals grösser ist als eine Querschnittsfläche der zumindest einen Austrittsöffnung. Ausserdem betrifft die Erfindung eine bestimmte Verwendung der Vorrichtung.
In der Technik ist es vielfach erforderlich, eine bestimmte Menge an Flüssigkeit, zum Beispiel ein viskoses Klebemittel, dosiert abzugeben und gegebenenfalls in einem bestimmten Muster auf eine Fläche aufzubringen. Ein solcher Anwendungsfall ist beispielsweise das sogenannte "Die Bonding", bei dem elektronische Bauteile (Chips) auf ein Substrat geklebt werden. Hierzu wird mit Hilfe einer Dosiervorrichtung eines sogenannten Die Bonders eine vorbestimmte Menge an Klebemittel auf das Substrat aufgebracht. Anschliessend setzt eine Handhabungseinrichtung des Die Bonders das elektronische Bauteil auf die mit dem Klebemittel versehene Klebefläche des Substrates. Beim Hochgeschwindigkeits - Die Bonding dauert dieser Vorgang weniger als 600 ms.
Zur Dosierung des zähflüssigen Die Bonding - Klebemittels wird dieses aus einem Vorratsbehälter in einen mehr oder weniger zylinderförmigen Aufnahmebereich einer sogenannten Dispensdüse gefördert. Auf einer Abgabeseite der Düse ist mindestens eine Austrittsöffnung vorhanden, durch die das Klebemittel dosiert abgegeben wird. Es ist oftmals auch vorgesehen, dass mehrere, in einem bestimmten Muster angeordnete Austrittsöffnungen vorhanden sind, so dass ein vorbestimmtes Klebemittelmuster aufgebracht werden kann. Um eine bestimmte Menge des Klebemittels zu dosieren, wird auf das Klebemittel, beispielsweise im Vorratsbehälter, ein bestimmter Druckpuls aufgebracht. Da zwischen der erforderlichen Grösse und Dauer des Druckpulses sowie der Viskosität der Flüssigkeit, der Querschnittsfläche der Austrittsöffnung und anderen Parameter eine Abhängigkeit besteht, kann der erforderliche Druckpuls im wesentlichen vorbestimmt werden. In diesem Zusammenhang wird auf die Publikation "Dispensing Technology, The Key to High-quality / High Speed Die Bonding, ESEC Process Information" verwiesen, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Es hat sich nun gezeigt, dass es immer wieder zu Diskrepanzen zwischen dem theoretisch ermittelten und dem tatsächlich erforderlichen Druckpuls kommt. Dies führt dazu, dass entweder die dosierten Flüssigkeitsmengen nicht mit den erforderlichen Mengen übereinstimmen, oder dass die Flüssigkeitsmengen nicht schnell genug aufgebracht werden können. Letzteres kann schliesslich zeitkritisch für den gesamten Prozess des Die Bonding werden und dadurch den Durchsatz beschränken.
Ausserdem tropfen vorbekannte Düsen oftmals nach, obwohl der Druckpuls längstens wieder von der Flüssigkeit genommen ist und die Flüssigkeit eine Fliessgrenze hat, aufgrund der die Flüssigkeit nicht von selbst fliessen dürfte. Da sich zu diesem Zeitpunkt die Düse des Die Bonders nicht mehr über dem Substrat befindet, kann die durch das Nachtropfen ausgestossene Flüssigkeitsmenge nicht zum Verkleben genutzt werden. Im Gegenteil, durch die nachtropfende Flüssigkeit wird die Arbeitsumgebung verschmutzt, was regelmässig zu einem Maschinenstop führt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dispensdüse so weiterzubilden, dass das Nachtropfverhalten der Düsen sowie die Vorbestimmbarkeit der Parameter der erforderlichen Druckpulse verbessert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer eingangs erwähnten Vorrichtung dadurch gelöst, dass im Zuführkanal ein Mittel zur Zwangsführung des viskosen Klebemittels vorgesehen ist, durch welche eine Front des Klebemittels beim Befüllen der Düse eine vorbestimmte Strömungsrichtung erhält, so dass das Klebemittel im wesentlichen die gesamte im Zuführkanal befindliche Luft in Richtung auf die mindestens eine Austrittsöffnung zuführt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist unter einer "viskosen" Flüssigkeit eine Flüssigkeit zu verstehen, deren Viskosität bei Zimmertemperatur mindestens 1 Pas beträgt.
Im Rahmen der Erfindung hat es sich gezeigt, dass vielfach Gas- bzw. Lufteinschlüsse für die zuvor erwähnten Nachteile verantwortlich sind. Diese Lufteinschlüsse entstehen in der Regel während dem (erstmaligen) Befüllen der Düse, da die aus dem Vorratsbehälter in die Düse einströmende Fliessfront die Düse nur teilweise entlüften kann. Insbesondere am äusseren Umfangsbereich der Düsenplatte, in welche die Austrittsöffnungen eingebracht sind, bilden sich oftmals "tote" Nischen (Strömungstotbereiche) aus, in denen die Flüssigkeit Luft einschliesst. Diese Lufteinschlüsse wirken bei der Aufbringung von Druckpulsen ähnlich wie ein Stossdämpfer. Zum einen speichern die Einschlüsse aufgrund der Kompression der Luft einen Teil der Energie, wodurch nicht die gesamte aufgebrachte Energie zur Ausstossung der Flüssigkeit genutzt werden kann. Zum anderen gibt die Luft am Ende des bzw. nach Beendigung des Pulses die gespeicherte Energie an die Flüssigkeit wieder in Form von kinetischer Energie ab. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere dies eine Ursache für das nachteilige Nachtropfen der Düse ist.
Bei erfindungsgemässen Dispensdüsen werden derartige Lufteinschlüsse auf eine konstruktiv unaufwendige Weise verhindert, indem nämlich die Klebemittelfront selbst das in der Düse befindliche Gas auf die Austrittsöffnungen zuleitet. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist unter "Klebemittelfront" die Oberfläche der Flüssigkeit zu verstehen, die sich beim Befüllen der Düse ausbildet und in Richtung der Düsenplatte der Düse bzw. der Austrittsöffnungen strömt. Vorteilhafterweise entlüftet die Klebemittelfront aufgrund der Zwangsführung die erfindungsgemässe Düse im wesentlichen vollständig. Selbstverständlich ist es jedoch nicht unbedingt erforderlich, dass der verbleibende Gasgehalt in der Düse tatsächlich Null ist. Um gegenüber vorbekannten Düsen Vorteile zu erzielen, ist es ausreichend, wenn die verbleibenden Lufteinschlüsse auf ein Mass zurückgeführt werden, durch die praxisrelevante Nachteile vermeidbar sind.
In Abhängigkeit von der Anzahl der Austrittsöffnungen und/oder der Verteilung der Austrittsöffnungen an der Düsenplatte kann die Zwangsführung unterschiedlich gestaltet sein. Es hat sich jedoch als zweckmässig erwiesen, wenn die Zwangsführung eine in dem Zuführkanal gegenüber der Düsenplatte angeordnete Schikane aufweist. Unter "Schikane" ist ein Strömungsleitelement zu verstehen, mit dem die für den Durchfluss des Klebemittels nutzbare Querschnittsfläche des Zuführkanals verringert wird. Mit der Schikane kann das Klebemittel in der Zwangsführung zumindest abschnittsweise eine Strömungsrichtung erhalten, die von jener Strömungsrichtung abweicht, die das Klebemittel in der Zwangsführung ohne Schikane hätte.
Für viele Anwendungsfälle hat es sich als günstig erwiesen, wenn aufgrund der Zwangsführung die Flüssigkeitsfront zunächst in den Bereichen auf die Düsenplatte trifft, die den grössten Abstand zu einer Längsachse der Düsenplatte aufweisen. Anschliessend leitet die Zwangsführung das Klebemittel auf eine zentrale Längsachse bzw. die Mitte der Düsenplatte zu. Hierdurch ist es möglich, die beim Auftreffen des Klebemittels auf der Düsenplatte insgesamt im Zuführkanal noch vorhandene Luft durch das Klebemittel zu umschliessen und zu mindestens einer der Austrittsöffnungen zu leiten. Das Klebemittel kann dadurch eine Strömungsrichtung erhalten, die eine Komponente orthogonal zur Längsachse der Düsenplatte aufweist.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird anhand den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1
eine perspektivische Teildarstellung eines Die Bonders;
Fig. 2
eine Schnittdarstellung eines Teils einer vorbekannten Dispensdüse;
Fig. 3
eine teilweise geschnitten dargestellte erfindungsgemässe Vorrichtung;
Fig. 4
eine Schnittdarstellung eines Teils der erfindungsgemässen Vorrichtung aus Fig. 3;
Fig. 5
eine Schnittdarstellung entlang der Linie V - V aus Fig. 4;
Fig. 6, 7
weitere erfindungsgemässe Vorrichtungen.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Die Bonder 1 gezeigt, an dem erfindungsgemässe Dispensdüsen eingesetzt werden können. Bei der an dem Die Bonder gezeigten Dispensdüse 2" handelt es sich um eine an sich vorbekannte Düse mit einer einzigen Auslassöffnung. In die Dispensdüse 2" wird aus einem Vorratsbehälter 3 ein Klebemittel eingeführt. Ein dazu erforderlicher Druck wird durch einen zeitlich und in seiner Amplitude vorbestimmten Druckluftstoss im Vorratsbehälter 3 auf das Klebemittel ausgeübt. Die hierfür benötigte Luftmenge wird über eine Leitung 4 zugeführt.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird zunächst eine in Fig. 2 näher dargestellte Dispensdüse 2' erläutert, in die aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter ein Klebemittel 5' eingeführt wird. Die Dispensdüse weist einen im Querschnitt kreisrunden und sich zu einer Düsenplatte 6' hin erweiternden Zuführkanal 7' auf, der durch eine im wesentlichen konische Wandfläche 8' eines Einsatzes 9' der Dispensdüse 2' gebildet wird. Der Zuführkanal 7' endet abgabeseitig an der Düsenplatte 6'. In der Düsenplatte 6' sind innerhalb einer Kreisfläche insgesamt siebzehn Austrittsöffnungen 10' eingebracht, von denen in der Darstellung von Fig. 2 sieben zu erkennen sind. In den Austrittsöffnungen 10' ist jeweils ein Dispensröhrchen 11' angeordnet.
Wie in dieser Darstellung zu erkennen ist, ist die Front 12' des Klebemittels bereits auf das Zentrum der Düsenplatte 6', d.h. auf die mit Austrittsöffnungen 10' versehene Kreisfläche der Düsenplatte 6', aufgetroffen. Da jedoch der Teil der Front 12', welcher sich zwischen den Austrittsöffnungen 10' und der Wandfläche 8' befindet, noch nicht vollständig aufgetroffen ist, hat die Front 12' bereits zwischen den Austrittsöffnungen 10' und der Wandfläche 8' Luft 15' eingeschlossen. Auch beim Weiterströmen der Front 12' kann diese Luft 15' nicht mehr entweichen und bleibt im Bereich zwischen der von der Düsenplatte 6' und der Wandfläche 8' gebildeten Kante 16' und den Austrittsöffnungen 10' eingeschlossen. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, werden diese Lufteinschlüsse umso grösser sein, wie der Abstand der Austrittsöffnungen 10' zur Kante 16' zunimmt.
Bei dem in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung, ist in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 17 einer Dispensdüse 2 ein Einsatz 9 angeordnet, in dem ein Zuführkanal 7 ausgebildet ist. Oberhalb des Zuführkanals 7 befindet sich ein mit einem Klebemittel 5 gefüllter Vorratsbehälter 3. In diesem ist ein Druckkolben 18 angeordnet, der durch eine nicht näher dargestellte Steuerung sowie durch einen entsprechenden Mechanismus des Die Bonders 1 betätigt wird. Damit ist es möglich, mit dem Kolben 18 innerhalb einer bestimmten Zeit einen bestimmten Hub auszuführen, wodurch eine vorbestimmte Menge des Klebemittels 5 in Richtung der Dispensdüse 2 gefördert werden kann.
Den Fig. 3 und 4 ist weiter -zu entnehmen, dass der Zuführkanal 7 der Dispensdüse 2 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist. In die - in bezug auf die Fliessrichtung des Klebemittels 5 - am Ende des Zuführkanals 7 angeordnete, ebenfalls kreisrunde Düsenplatte 6, sind mehrere Austrittsöffnungen 10 eingebracht, die in einem in etwa symmetrischen Muster zueinander angeordnet sind (vgl. auch Fig. 5). In den Austrittsöffnungen 10 befindet sich jeweils ein zylinderförmiges Dispensröhrchen 11. Insbesondere Fig. 4 und Fig. 5 verdeutlichen, dass der Zuführkanal 7 unmittelbar vor den Austrittsöffnungen 10 eine Querschnittsfläche aufweist, die weit grösser ist als eine Querschnittsfläche von jeweils einer Austrittsöffnung.
Im Zuführkanal 7 ist entlang dessen Längs- und Symmetrieachse 20 eine Schikane 21 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schikane 21 im wesentlichen als im Zuführkanal 7 konzentrisch angeordneter Kegel ausgebildet, der sich zur Düsenplatte 6 hin verbreitert. Wie insbesondere in Fig. 5 zu erkennen ist, ist die Schikane mit drei Streben 22 auf der Düsenplatte 6 befestigt.
Somit bildet sich zwischen der Schikane 21 und der Wandfläche 8 des Zuführkanals 7 einerseits sowie der Schikane 21 und der Düsenplatte 6 andererseits eine Zwangsführung für das Klebemittel aus. Diese Zwangsführung der Dispensdüse 2 weist einen im wesentlichen ringförmig in sich geschlossenen ersten Abschnitt 23 auf, der sich durch den Abstand zwischen den Wandflächen 8 des Zuführkanals 7 und der Mantelfläche der Schikane 21 ergibt. Ein zweiter Abschnitt 24 der Zwangsführung resultiert aus dem Abstand der Düsenplatte 6 zur Grundfläche 25 der Schikane 21. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Breite B des ersten und des zweiten Abschnittes 23, 24 der Zwangsführung im wesentlichen konstant und gleich gross.
Um die anfänglich leere Dispensdüse 2 mit Klebemittel aufzufüllen, wird dieses durch eine Betätigung des Druckkolbens 18 in den Zuführkanal 7 eingeführt. Sobald das Klebemittel auf die Schikane 21 auftrifft, gelangt das Klebemittel 5 in die Zwangsführung, wodurch sich die geometrische Gestalt der Fliessfront 12 verändert. Das Klebemittel 5 strömt nun in den ersten Abschnitt 23 der Zwangsführung - und dort vor allem in unmittelbarer Nähe der kegelförmig geneigten Wandfläche-8 der Dispensdüse 2 - auf die Düsenplatte 6 zu. Am Ende des ersten Abschnittes 23 trifft das Klebemittel 5 zunächst vor allem in unmittelbarer Nähe der Wandfläche 8 des Zuführkanals 7 im Bereich des äusseren Umfangs auf die Düsenplatte 6, wodurch ein Lufteinschluss zwischen der Wandfläche 8 und dem Klebemittel 5 zumindest weitestgehend vermieden werden kann. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, ist der Übergang von der Wandfläche 8 zur Düsenplatte 6 aufgrund eines Radiusses 14 im wesentlichen stetig. Dies trägt dazu bei, an dieser Stelle die Ausbildung eines "Strömungs-Totbereiches" zu verhindern, da hierdurch das Klebemittel in den zweiten Abschnitt 24 geleitet wird.
Nachdem genügend weiteres Klebemittel nachgeflossen ist, bildet sich im zweiten Abschnitt 24 der Zwangsführung eine ringförmig geschlossene Strömungsfront aus, die sowohl an der Düsenplatte 6 als auch an der Grundfläche 25 der Schikane 21 anliegt. Diese Front strömt an allen Stellen im wesentlichen gleichmässig von aussen nach innen auf die Längsachse 20 der Düsenplatte 6 zu. Mit anderen Worten, die Strömungsrichtung der Front 12 verläuft orthogonal bzw. radial in bezug auf die Längsachsen der Austrittsöffnungen 10. Hierbei schiebt die Front 12 die restliche noch in der Düse 2 befindliche Luft 15 auf die Austrittsöffnungen 10 zu.
Damit eine vollständige Entlüftung der Düse durch Austritt der Luft 15 aus den Austrittsöffnungen stattfinden kann, sollte die Zwangsführung so gestaltet sein, dass sich die ringförmige Front 12 direkt über, jedoch zumindest im Bereich einer der Austrittsöffnungen 10, schliesst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schliesst sich die Front über der Austrittsöffnung 10a, die entlang der Längsachse 20 der Düse 2 verläuft. In diesem Zusammenhang ist unter "Schliessen" zu verstehen, dass sowohl eine Oberseite der Düsenplatte 6 als auch die Grundfläche 25 im wesentlichen vollständig benetzt sind. Sobald sich das Klebemittel in sämtlichen Dispensröhrchen 11 befindet, ist der Die Bonder einsatzbereit.
Selbstverständlich kann die Ausgestaltung der Schikane von der im zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen, beispielsweise aufgrund einer anderen Verteilung der Austrittsöffnungen an der Düsenplatte oder zur Erzielung bestimmter Strömungsverhältnisse. So ist in Fig. 6 eine weitere mögliche erfindungsgemässe Variante gezeigt. Ein wesentlicher Unterschied zu dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass hier die Schikane 21 in Form einer Scheibe ausgebildet ist. Da sich hier sämtliche Austrittsöffnungen 10 ausserhalb des Zentrums der Düsenplatte 6 befinden, weist die Zwangsführung in der Schikane 21 entlang der Längsachse 20 ausserdem einen zusätzlichen zentralen dritten Abschnitt 26 auf. Dieser ist in Form einer durchgehenden Ausnehmung ausgebildet, durch die das Klebemittel ebenfalls zur Düsenplatte gelangt. Somit bilden sich beim Befüllen dieser Dispensdüse zwei Strömungsfronten 12 aus, sobald das Klebemittel auf die Schikane 21 trifft.
Die eine Strömungsfront gelangt durch den hier ebenfalls vorhandenen ersten Abschnitt 23 zwischen der Wandfläche 8 des Zuführkanals und der Schikane 21 in den zweiten Abschnitt 24, in dem sie ringförmig geschlossen in Richtung auf das Zentrum der Düsenplatte 6 zuströmt. Die zweite Strömungsfront gelangt durch den dritten Abschnitt 26 auf die Düsenplatte 6 und fliesst dann im zweiten Abschnitt 24 vom Zentrum der Düsenplatte ausgehend radial nach aussen der anderen Strömungsfront entgegen.
Eine besonders einfache Konstruktion der Dispensdüse 2 ist in der Fig. 7 dargestellt. Das Gehäuse 17 besteht aus einem oberen Gehäuseteil 17a und der Düsenplatte 6. Das Gehäuseteil 17a schliesst die formbestimmende Funktion des Einsatzes 9 mit ein. Das Gehäuseteil 17a weist vier Vertiefungen 30 auf, in die Nocken 31 der Schikane 21 eingreifen. Damit ist die Lage der Schikane 21 bezüglich des Gehäuseteils 17a und damit auch die Breite der Zwangsführung im Abschnitt 23 eindeutig definiert.
Um eine ausreichende Dichtung zwischen dem Gehäuseteil 17a und der Düsenplatte 6 zu erzielen, ist ein Dichtungsring 32 mit einer dem Radius 14 (Fig. 4) entsprechenden konkaven Oberfläche 33 vorgesehen. Der Dichtungsring 32 ist beispielsweise aus Gummi. Zur Befestigung der Düsenplatte 6 am Gehäuseteil 17a ist bevorzugt ein Verschlussstück 34 mit einem Bajonettverschluss vorgesehen, damit, nach dem Einlegen der Schikane 21, des Dichtungsringes 32 und der Düsenplatte 6 in das Gehäuseteil 17a, das Verschlussstück 34 mittels einer Drehung am Gehäuseteil 17a befestigt werden kann. Damit die Breite der Zwangsführung auch im Abschnitt 24 eindeutig definiert ist, weist die Schikane 21 vier Zapfen 35 auf, gegen die die Düsenplatte 6 im montierten Zustand drückt.

Claims (5)

  1. Dispensdüse (2) zum Auftragen eines viskosen Klebemittels auf ein Substrat, mit einem Zuführkanal (7), durch den das Klebemittel zu einer mit mindestens einer Austrittsöffnung (10; 10a) versehenen Düsenplatte (6) leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (7) so ausgestaltet ist, dass die sich beim Befüllen der Dispensdüse (2) ausbildende Klebemittelfront (12) die in der Dispensdüse (2) vorhandene Luft der mindestens einen Austrittsöffnung (10; 10a) zuführt.
  2. Dispensdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuführkanal (7) eine die Richtung der Klebemittelfront beeinflussende Schikane (21) vorhanden ist.
  3. Dispensdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemittelfront (12) beim Befüllen der Dispensdüse (2) zunächst im Bereich des Randes der Düsenplatte (6) auf die Düsenplatte (6) auftrifft und danach in Richtung des Zentrums der Düsenplatte (6) strömt.
  4. Dispensdüse nach Anspruch 1 oder 2, mit mindestens zwei Austrittsöffnungen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemittelfront (12) beim Befüllen der Dispensdüse (2) zunächst sowohl im Bereich des Randes der Düsenplatte (6) als auch im Zentrum der Düsenplatte (6) auf die Düsenplatte (6) auftrifft und danach in Richtung der Austrittsöffnungen (10) strömt.
  5. Dispensdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (7) im Bereich des Randes der Düsenplatte (6) konkav ausgebildet ist.
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