JP2001025698A - 空気援用液体分与装置および液体と基板との接触領域を拡大する方法 - Google Patents

空気援用液体分与装置および液体と基板との接触領域を拡大する方法

Info

Publication number
JP2001025698A
JP2001025698A JP2000166245A JP2000166245A JP2001025698A JP 2001025698 A JP2001025698 A JP 2001025698A JP 2000166245 A JP2000166245 A JP 2000166245A JP 2000166245 A JP2000166245 A JP 2000166245A JP 2001025698 A JP2001025698 A JP 2001025698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
air
nozzle
droplet
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000166245A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4672109B2 (ja
Inventor
William E Donges
イー.ドンゲス ウィリアム
James C Smith
シー.スミス ジェームズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nordson Corp
Original Assignee
Nordson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nordson Corp filed Critical Nordson Corp
Publication of JP2001025698A publication Critical patent/JP2001025698A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4672109B2 publication Critical patent/JP4672109B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • B05C11/1034Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves specially designed for conducting intermittent application of small quantities, e.g. drops, of coating material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/06Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with a blast of gas or vapour
    • 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
    • B05C5/0225Apparatus 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 characterised by flow controlling means, e.g. valves, located proximate the outlet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/06Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane
    • B05B7/062Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet
    • B05B7/066Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet with an inner liquid outlet surrounded by at least one annular gas outlet
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S239/00Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
    • Y10S239/21Air blast

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 はんだフラックスなど、粘性液体の液滴を分
与し、この液滴を基板上で平坦にする、すなわち液滴を
広げて接触面積を拡大させることができる非接触液滴デ
ィスペンサを提供すること。 【解決手段】 プリント回路板などの基板上にはんだフ
ラックスなどの液滴を分与し、液滴に向けた加圧空気の
噴出により液滴を平坦にする装置。ディスペンサは、デ
ィスペンサ本体を備え、この本体は、液体供給源に接続
するように構成された液体供給通路を有している。ノズ
ル本体がディスペンサ本体に接続しており、液体供給通
路に流体的に連通する液体排出通路を含む。また、ノズ
ル本体は、加圧空気供給源に接続して、噴出加圧空気を
選択的に排出するように構成された空気排出オリフィス
を備えている。空気排出オリフィスは、排出された噴出
加圧空気が、液体排出通路から分与された液滴のいずれ
かに当たり、液滴を平坦にし、液滴と基板との間の接触
領域を拡大するように構成され、液体排出通路と同心に
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に液体を分与
する装置に関し、特に、基板上に液滴を分与する装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電気構成要素は、はんだ付けによ
り、回路板やその他の基板に固定される。構成要素を基
板に固定する一般的なはんだ付け方法には様々なものが
あるが、従来のはんだ付け法は、3つの独立した段階で
構成されている。この段階とは、(1)基板にフラック
スを塗布する段階と、(2)基板を予熱する段階と、
(3)各種構成要素を基板にはんだ付けする段階の3つ
である。リフローや表面搭載法など、予熱が不要な場合
もある。本発明は、たとえば、回路板、マイクロパラッ
ト、挿入基板、制御コラプスチップコレクション、VG
A、およびその他のコンピュータチップを利用した用途
における、構成要素の固定に関する。
【0003】はんだ付け用フラックスは、溶融はんだが
金属面を濡らすのを促進する化学化合物である。フラッ
クスは、母金属表面から酸化物やその他の薄膜を除去す
る。また、フラックスは、はんだ付け作業中の再酸化か
ら表面を保護し、溶融はんだおよび母材の表面張力を変
化させる。はんだ付け用基板を効果的に調整し、基板に
固定する電気構成要素を適切に濡らすには、プリント回
路板などの基板をフラックスで清掃する必要がある。
【0004】はんだ付け作業時に、基板の別々の部分に
微量のはんだフラックスすなわちはんだフラックスの液
滴を分与する必要がある。この目的で、注射器型接触デ
ィスペンサ、弁作動非接触ディスペンサなど、各種ディ
スペンサが使用されている。はんだフラックスに加え
て、その他の液体も基板に塗布される。このような液体
には、接着剤、はんだペースト、はんだマスク、グリ
ス、オイル封入剤、注封材料、インク、シリコーンなど
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】弁作動非接触ディスペ
ンサから出る液体は、基板に達する前に、表面張力の影
響により、通常ほぼ球形の空中に浮かぶ液滴となる。し
たがって、液滴が基板に接触する際の接触面は、一定の
ほぼ円形の領域となる。液滴材料の粘度および表面張力
特性次第では、接触領域上で液滴が、ほぼ半球形の形状
を維持する。例えば、液滴材料の粘度あるいは表面張力
が高い場合、一般に液滴は、基板の表面上で半球形の形
状を維持し、接触領域は比較的小さくなる。従来のフラ
ックスの場合、一般に液滴の高さは、液滴の直径に等し
い。しかし、液滴材料の粘度あるいは表面張力が比較的
小さい場合は、球形形状が表面で平たくなり、接触領域
が拡大する。要するに、粘度が高い液滴、あるいは表面
張力が高い液滴は、粘度が低い液滴や表面張力が高い液
滴とは異なり、表面上に広がらない。
【0006】電子デバイスの製造時には、できるだけ少
量かつ効果的な量のフラックスを使用して、できるだけ
広い面を覆うことが望ましい。はんだ付け作業では、フ
ラックスを一連の液滴として基板に不連続的に塗布する
のが最適である場合が多い。フラックスの液滴が平たく
なり、基板の広い領域に薄い層を形成することが好まし
い。はんだ付けフラックスの比較的薄い層は、厚い層に
比べいくつかの利点がある。例えば、特に「異物を含
む」フラックスを使用した場合、電気構成要素と、例え
ば基板上のプリント回路とのはんだ付けは、フラックス
の薄い層による方が信頼性が高い。同じ面積を覆う場合
でも、一滴のフラックスから薄い層を形成する方が、複
数の背の高いフラックスの液滴で層を形成するよりも使
用するフラックスの量が少ない。また、複数の背の高い
液滴で同じ表面を覆うよりも、1つの平坦な液滴を塗布
する方が時間がかからないため、一滴のフラックスが広
がって薄い層を形成すると、生産のスループットが増大
する。
【0007】一般にはんだフラックスは、表面張力が大
きいため、基板と接触してもさほど平らになることはな
い。むしろ非接触分与操作では、ほぼ半球形で接触領域
が小さい比較的背の高い液滴ができる。したがって、従
来の非接触ディスペンサおよびはんだフラックスでは、
はんだフラックスの薄層を生成することが困難である。
【0008】よって、はんだフラックスなど、粘性液体
の液滴を分与し、この液滴を基板上で平坦にする、すな
わち液滴を広げて接触領域を拡大させることができる非
接触液滴ディスペンサを提供することが望ましい。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は、基板の
表面にはんだフラックスなどの粘性液滴を分与し、その
後、加圧空気を少なくとも1回噴出させることにより、
液滴を平らにする、すなわち液滴を広げるように構成さ
れている。本発明は、特に非接触ディスペンサ、すなわ
ち分与操作時に基板に接触しないノズルを備えたディス
ペンサに適している。本発明の適切な一応用例におい
て、基板は、プリント回路板になっている。加圧空気を
噴出させると、液滴の表面張力に瞬間的に打ち勝つのに
十分な力で、空気が1つまたは複数の分与液滴で形成さ
れる液滴に当たり、基板の表面に液滴が広がり、広い接
触領域を形成する。
【0010】この目的を達成するために、本発明の原理
によれば、基板上に液滴を排出し、その液滴に空気を当
てるディスペンサは、はんだフラックスなどの液体の供
給源に接続するように構成された液体供給通路を備えた
ディスペンサ本体を有している。ノズルがディスペンサ
本体に接続している。また、ノズルは、液体供給通路に
流体的に連通した液体排出通路を含む。また、ノズル
は、加圧空気を選択的に噴出する加圧空気供給源に接続
するように構成された空気排出オリフィスを備えてい
る。空気排出オリフィスは、加圧空気の噴出が、液体排
出通路から分与された1つまたは複数の液滴によって形
成される液滴に当たるように、液体排出通路の近くに配
設されている。空気によって液滴はほぼ平らになり、液
滴と基板との接触領域が拡大する。液体排出通路と空気
排出オリフィスとは、同軸状に形成されていることが好
ましい。例えば、液体排出通路は、空気排出オリフィス
内に配設してよく、したがって、空気排出通路で取り囲
まれていてよい。
【0011】好ましい実施形態において、ノズルは、デ
ィスペンサ本体に作動的に接続された液体分与ノズル本
体と空気排出本体とを具備している。液体分与ノズル本
体は、ディスペンサ本体の液体供給通路に流体的に連通
した液体通路を備えている。液体分与ノズル本体は、デ
ィスペンサ本体および空気排出本体内部のネジにネジ込
めるように、外側にネジが形成されている。液体分与ノ
ズル本体は、弁座を含むことが好ましく、ディスペンサ
本体は、弁棒を含むことが好ましい。弁座は、弁棒が弁
座に係合すると、液体が液体排出通路に流れないよう
に、弁棒を選択的に受け入れるように構成されている。
しかし、弁棒を弁座から分離すると、液体排出通路を通
って液体が流れる。弁座に対して選択的に弁棒を係合、
分離して、液体排出通路から液滴を分与するために、液
体ディスペンサには制御装置が作動的に接続されてい
る。
【0012】制御装置は、加圧空気を選択的に噴出して
空気排出オリフィスから排出させるために、さらに加圧
空気供給源に接続されていることが好ましい。液体排出
通路からの液体の射出および空気排出オリフィスからの
加圧空気の噴出をそれぞれ正確に制御するために、制御
装置は、液体供給源および加圧空気供給源に関連した、
空気的、流体的、または電気的に駆動されるソレノイド
弁に作動的に接続されている。空気制御装置は、空気に
より平らになる1つまたは複数の分与液滴の排出と所定
の時間的関係を保って作動することが好ましい。例え
ば、所定の時間的関係は、加圧空気の排出を行うソレノ
イド弁と液体材料の排出を制御するソレノイド弁との間
の関係であってもよい。液体および空気制御装置ならび
にこの制御装置に使用される構成要素は、様々な構成を
とるものと考えられる。
【0013】また、本発明は、はんだフラックスなどの
液体の液滴とプリント回路板などの基板との接触領域を
拡大する方法に関する。一般に、この方法には、少なく
とも1つの液滴をノズルから基板上に分与し、液滴と基
板との接触領域を形成する段階を伴う。次に、ノズルの
空気排出通路から、少なくとも1回、空気を噴出させ
る。空気の噴出は液滴に当たり、上記の理由により、上
記の態様で一般に接触領域が拡大する。
【0014】したがって、本発明は、基板上に液滴を排
出し、1回または複数回の加圧空気の噴出により液滴の
表面接触領域を拡大させるディスペンサおよび方法を提
供するものである。したがって、ディスペンサは、フラ
ックスまたはその他の粘性液体の薄層をプリント回路板
に効果的に付着させることができる。フラックスの薄層
によれば、電気構成要素について、より信頼性のある接
続を行うことができ、プリント回路板の製造コストが削
減される。本発明は、その他の適切な用途についても利
点がある。
【0015】添付の図面と併せて、好ましい実施形態に
関する以下の詳細な説明を検討すれば、本発明のその他
の利点、目的、特徴は、当業者に容易に明らかになろ
う。
【0016】
【発明の実施の形態】先ず図1を参照して説明すると、
好ましい実施形態のディスペンサ装置10は、本発明の
原理に従って構成したディスペンサ本体12、液体分与
ノズル本体14、および空気排出本体16を含む。ノズ
ル本体14および空気排出本体16は独立した部分とし
て示されているが、これらを単体のノズルに組み込んで
もよい。ディスペンサ10は、特に被加熱熱可塑性液
体、ホットメルト接着剤、はんだフラックスなどの液体
を分与する目的で構成されているが、本発明は、その他
の液体ディスペンサにも利点がある。また、ディスペン
サ10は、液体を液滴あるいはドットのように分離した
量で分与したり、または連続したビードとして分与する
ように構成されている。図1に示すように、本発明の液
体分与ノズル本体14および空気排出本体16と組み合
わせて使用するディスペンサ本体12は、基板にはんだ
フラックスなどの液滴を分与するように構成されてい
る。
【0017】以下、図2および図3を参照して説明す
る。ディスペンサ本体10は、液体22の加圧された源
20と連通する液体供給通路18を備えている。この液
体22は、例えば、はんだフラックスまたはその他の粘
性液体であり、これらの液体について、本発明は利点が
ある。はんだフラックス付与の場合の一般的指針として
は、液体供給通路18内のはんだフラックス22の圧力
は、低粘度のフラックスについては約1.5psi(約
0.1Kg/cm2)から約5psi(約0.3Kg/
cm2)であり、高粘度のフラックスについては10p
si(0.7Kg/cm2)から20psi(1.4K
g/cm2)である。ディスペンサ本体12も、液体供
給通路18内に取り付けた弁棒24を含み、この弁棒と
弁座26との係合は選択的に解除できる。ディスペンサ
本体12は、弁棒24と作動的に接続された従来のスプ
リングリターン機構(図示せず)を含んでいてもよい。
このスプリングリターン機構は、弁座26に対して弁棒
24を閉じ、ディスペンサ10を通る液体の流れを既知
の方法で停止する。
【0018】したがって、ディスペンサ本体12および
これに関連する弁棒24は、弁棒24を移動して弁座2
6と係合、分離することにより、オン/オフ流体弁また
はオン/オフ液体弁として働く。適切なディスペンサと
弁駆動機構が、米国特許第5747102号に開示され
ている。この特許の開示全体をここに引用することより
本明細書に組み込む。弁棒24は、例えば、制御装置2
8(図4)に応答して空気的または電気的に駆動され、
取り付けた液体分与ノズル本体14に液体供給通路18
から選択的にはんだフラックス22を分与する。
【0019】液体材料の分与を制御するために、制御装
置28は、弁棒24に作動的に接続されトリガ回路34
から受信したトリガ信号32に応答して弁座26から弁
棒24を引っ込める、ディスペンサ弁オンタイミングお
よび駆動回路30を含む。トリガ信号32を受信する
と、回路30は、あらかじめ選択した時間好ましくは0
ミリ秒から約100ミリ秒の範囲で選択可能な時間だ
け、弁座26から弁棒24を引っ込める若しくは係合を
解いて、以下詳細に述べるようにディスペンサ10から
液体22が流れるようにする。弁棒24のあらかじめ選
択した開放状態が終了すると、弁棒24は弁座26と再
係合し、液体22の流れを止める。
【0020】リテーナ36は、ディスペンサ本体12の
雄ネジ40と係合する雌ネジ38を一端に備えている。
該リテーナ36は、中心に貫通穴44を備えた内部肩部
42を有している。貫通穴44は、液体供給通路18と
液体分与ノズル本体14の両方に流体的に連通してい
る。リテーナ36がディスペンサ12の雄ネジ40にね
じ込まれると、内部肩部42は弁座26とディスペンサ
本体12の端部48にあるシール部材46とを保持す
る。このようなシール部材46は、テフロン(登録商
標)製であることが好ましいが、端部48と係合して、
はんだフラックス22がネジ38、40を通って漏洩す
るのを防止する。リテーナ36は別端に雌ネジ50も備
えている。雌ネジ50は、液体分与ノズル本体14の雄
ネジ52を受けるように適合されている。液体分与ノズ
ル本体14を雌ネジ50にねじ込むと、液体分与ノズル
本体の端部54が、リテーナ36の内部肩部42に接触
し密閉的に係合して、はんだフラックス22がネジ5
0、52を通って漏洩するのを防止する。
【0021】液体分与ノズル本体14は、液体供給通路
18と、液体分与ノズル本体14の端部60から延びる
ノズル先端58の液体排出通路58aとに流体的に連通
している。端部60は、空気排出本体16、具体的には
プレート66の雌ネジ64と係合する雄ネジ62を備え
ている。
【0022】空気排出本体16は、空気チャンバ70お
よび空気排出オリフィス72を備え、このチャンバおよ
びオリフィスは空気流入通路74と連通している。空気
流入通路74は、空気制御弁76(図3および図4)と
作動的に接続されている。この弁は、加圧空気供給源7
8と作動的に接続されたソレノイド弁になっていること
もある。空気排出オリフィス72からの加圧空気の噴出
を制御するために、制御装置28は、空気制御弁76に
作動的に接続された空気弁オンタイミングおよび駆動回
路82に結合された空気遅延タイミング回路80を含
む。以下、詳細に述べるように、制御装置28および空
気制御弁76により、空気排出オリフィス72からの噴
出と液体排出通路58aからの液体の排出とが同期す
る。
【0023】好ましくは、空気制御弁76は、加圧空気
の制御された噴出を空気チャンバ70に選択的に射出す
る。次にこの加圧空気は空気排出オリフィス72を通っ
て排出する。空気供給源78の空気圧の範囲は、好まし
くは約10psi(約0.7Kg/cm2)から約30
psi(約2.1Kg/cm2)である。一般に、粘性
が高い材料ほど圧力が高い空気が必要になる。或る付与
においては液滴に噴出加圧空気を複数回当てると有利で
ある。また、液滴を希望通りに平坦にするために、加圧
空気を様々な圧力で排出してもよい。ある液滴について
は平坦にして広げ、その他の液滴については一般的に施
される条件で放置することが望ましい使用もある。
【0024】空気チャンバ70および空気排出オリフィ
ス72は、液体分与ノズル本体14の端部60から延び
る液体排出通路58aと同軸状に整列されていると都合
がよい。液体排出通路58aは、空気チャンバ70およ
び空気排出オリフィス72内に配設され、これらに取り
囲まれていることが好ましい。
【0025】作動時、ディスペンサ10は、プリント回
路板など、基板86にフラックス22の液滴84を分与
するように構成されている。一般に、プリント回路板8
6の特定の分離した領域に、フラックス22の数個の液
滴84を分与する必要がある。分与作業時、回路基板8
6は所定位置に保持され、ディスペンサ10は回路基板
86に対して所望の分与位置まで移動される。
【0026】本発明による分与方法は、基板86上の希
望分与位置上にディスペンサ10を位置決めすることか
ら始まる。液体排出通路58aの末端88と回路基板8
6との間の距離は、付与の条件次第で約0.02インチ
(約0.05cm)から約0.75インチ(約1.9c
m)の範囲としてよい。次に弁棒24が、回路30によ
るトリガ信号32の受信に応答して、選択的に弁座26
から分離され、よって、加圧されたはんだフラックス2
2は、回路30によって決定されるようなあらかじめ選
択した時間だけ、液体分与ノズル本体14の液体通路5
6を流れることができる。あらかじめ選択した時間だけ
流体が流れた後、弁棒24は弁座26と再度係合し液体
通路56へのはんだフラックス22の流入を止める。し
たがって、図2および図3に示すように、はんだフラッ
クス22の液滴84が形成され、そして液体分与ノズル
本体14の液体排出通路58aから分与される。図3に
示すように、液滴84はその後液体排出通路58aから
落下して基板86にのり、わずかに平坦な液滴84aと
なる(図3)。液滴84aは、基板86との接触領域9
2aを形成する。
【0027】液滴84aの分与を開始するトリガ信号3
2に応答して、空気遅延タイミング回路80は、あらか
じめ選択したタイミングサイクルを開始し、あらかじめ
選択したタイミングサイクルが終了するまで空気排出オ
リフィス72からの加圧空気の生成および噴出を遅延さ
せる。タイミングサイクルが終了すると、空気弁オンタ
イミングおよび駆動回路82に応答して、あらかじめ選
択した時間だけ空気制御弁76が開く。空気制御弁76
の開放状態は0ミリ秒から約100ミリ秒の範囲で選択
できることが好ましい。
【0028】噴出した加圧空気は空気チャンバ70に流
入し、その後、空気排出オリフィス72から排出する。
したがって、図3中に垂直な矢印で示すように、加圧空
気は液滴84aに当たり、それにより液滴84aは平坦
な液滴84bを形成できるほど充分に平坦になり、接触
領域92aは、図3A中に最もよく示されているように
液滴84bの下の接触領域92bまで拡大する。このよ
うに、平坦な液滴84bの高さは、液滴84aの高さよ
り大幅に減少し、接触領域92bは接触領域92aより
も著しく大きくなる。すなわち、噴出加圧空気が当たる
と、はんだフラックス22の液滴84bは広がり、最初
の液滴84aと比較した場合基板86のより広い部分を
覆う。
【0029】液滴84aに噴出空気が当たったところで
液滴1つの分与作業が終了し、ディスペンサは次の所望
の分与位置に位置決めされる。希望の分与箇所すべてが
平坦なはんだフラックス22によって覆われるまで、こ
の分与プロセスがプリント回路板全体にわたって繰り返
される。液滴84aは同じ箇所またはほぼ同じ箇所に分
与される複数の液滴を含んでもよい、ということに注意
されたい。すなわち、この点に関して、「1つの液滴」
という表現は限定的に使用しているのではないものと解
釈されたい。
【0030】図5に模式的に示すように、流体弁として
働く弁棒24および空気弁として働く空気制御弁76
は、周期的に開閉し、それぞれ別個のはんだフラックス
22および噴出加圧空気を分与する。はんだフラックス
分与用途のためには、流体弁24は約2ミリ秒から約4
ミリ秒の範囲にある時間「t1」だけ開いていることが
好ましい。同様に、はんだフラックス分与用途のために
は空気制御弁76は、約3ミリ秒から約6ミリ秒の間の
範囲にある時間「t2」だけ開いていることが好まし
い。空気制御弁76は、流体弁24が開いた後、遅延時
間「td」で表わされるあらかじめ選択した時間だけ開
いているように操作することができる。したがって、空
気制御弁76は弁棒24が閉鎖する前に開く。遅延時間
「td」が0の場合、液体弁24が開くときに空気制御
弁76が開き得る。一方、遅延時間「td」が時間「t
1」に等しい場合は、空気制御弁76が開くと同時に流
体弁24が閉じる。はんだフラックス分与用途の場合、
遅延時間「td」は約2ミリ秒から約4ミリ秒の範囲に
あることが好ましい。当然ながら、液体材料と加圧空気
の分与時間は、各液体空気分与サイクル間のあらかじめ
選択した遅延と同じく、分与用途ごとに異なる、という
ことは当業者には容易に理解できるであろう。
【0031】ディスペンサ10が分与するはんだフラッ
クス22の量は、供給源20の圧力、流体弁24が開い
ている時間「t1」、および液体分与ノズル本体14の
物理的寸法などの要因によることがわかる。例えば、液
体通路56、およびノズル先端58の液体排出通路58
aの内径を大きくすると、所与の時間「t1」の間に分
与されるフラックス22の量が増える。このように、サ
イズが異なる液体通路56および液体排出通路58を備
えた各種ノズルアダプタ14をノズルアダプタリテーナ
36にねじ込んで、様々なサイズの液滴を形成すること
ができる。また、液体分与ノズル本体14および空気排
出本体16を一体のものとして成形できることもわか
る。
【0032】様々なこの好ましい実施形態により本発明
について説明し、本発明を実施するのに最良な態様につ
いて述べるために、実施形態について以上かなり詳細に
述べたが、出願人には、添付の請求項の範囲を上記の詳
細に限定する意図はまったくない。本発明の趣旨と範囲
を逸脱することなく、別の利点、変形が実現できること
は、当業者にとって容易に明らかとなろう。本発明は、
あくまで添付の請求項により規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】液体ディスペンサの端部に取り付けたノズルア
センブリの分解見取図である。
【図2】線2−2に沿った、図1のノズルアセンブリの
拡大部分断面図であり、液滴の排出を示す図である。
【図3】図2に類似した拡大部分断面図であり、空気の
排出を示す図である。
【図3A】図3において丸で囲った部分「3A」の拡大
図である。
【図4】図1の液体ディスペンサとともに使用する制御
装置のブロック線図である。
【図5】図1の液体ディスペンサが実行する流体弁と空
気弁のオン/オフ時間プロフィールの略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/34 504 H05K 3/34 504D

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粘性液滴を基板上に排出し、液滴と基板
    との接触領域を拡大する分与装置であって、 粘性液体供給源に接続するように構成された液体供給通
    路を有するディスペンサ本体と、 前記ディスペンサ本体に接続されたノズルであって、前
    記液体供給通路に流体的に連通する液体排出通路と、加
    圧空気供給源に接続して噴出加圧空気を排出するように
    構成された空気排出オリフィスとを有するノズルとを含
    んでおり、前記空気排出オリフィスは、排出された噴出
    加圧空気が、液体排出通路から出る排出液滴に当たり、
    前記排出液滴を平坦にして広げ、前記排出液滴と前記基
    板との接触領域を拡大するように構成され、かつ前記液
    体排出通路に対して配置されている分与装置。
  2. 【請求項2】 前記液体排出通路および前記空気排出オ
    リフィスが、同軸状に形成されている請求項1に記載の
    装置。
  3. 【請求項3】 前記空気排出オリフィスが、前記液体排
    出通路を取り囲む環状オリフィスである請求項2に記載
    の装置。
  4. 【請求項4】 前記ノズルがマルチピースノズルであ
    り、 前記液体排出通路を有する液体分与ノズル本体と、前記
    空気排出オリフィスを有する空気排出本体とを含み、液
    体分与ノズル本体および空気排出本体が、それぞれ作動
    的に前記ディスペンサ本体に接続されている請求項1に
    記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記空気排出本体が、前記液体分与ノズ
    ル本体の液体排出通路にそれを取り巻くように接続され
    ている請求項4に記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記液体分与ノズル本体内に配置された
    弁座および前記ディスペンサ本体内に配置された弁棒を
    さらに具備し、前記弁棒がその都度前記弁座と係合およ
    び分離し、前記液滴を分与する請求項4に記載の装置。
  7. 【請求項7】 前記ディスペンサ本体と作動的に接続さ
    れた弁座および前記ディスペンサ本体内に配置された弁
    棒をさらに具備し、前記弁棒がその都度前記弁座と係合
    および分離し、前記液滴を分与する請求項1に記載の装
    置。
  8. 【請求項8】 前記液滴の排出に対して所定の時間関係
    において前記噴出加圧空気を選択的に生成するために、
    前記加圧空気供給源と作動的に接続された空気制御装置
    をさらに具備する請求項1の装置。
  9. 【請求項9】 粘性液滴を基板上に排出し、液滴と基板
    との接触領域を拡大する分与装置であって、 粘性液体供給源に接続するように構成された液体供給通
    路を有するディスペンサ本体と、 前記ディスペンサ本体に接続されたノズルであって、前
    記液体供給通路に流体的に連通する液体排出通路と、加
    圧空気供給源に接続して噴出加圧空気を排出するように
    構成された空気排出オリフィスとを有するノズルと、 粘性液滴を排出するために、前記液体排出通路と作動的
    に接続された液体排出制御装置と、 前記液滴の排出に対して所定の時間的関係において前記
    空気排出オリフィスを介して噴出加圧空気を排出し、前
    記液滴を平坦にして広げ、前記液滴と前記基板との接触
    領域を拡大するように、加圧空気供給源で操作可能な空
    気制御装置とを具備する分与装置。
  10. 【請求項10】 粘性液滴を基板上に排出し、液滴と基
    板との接触領域を拡大するノズルであって、前記粘性液
    体の供給源に接続するように構成された液体排出通路
    と、加圧空気供給源に接続して噴出加圧空気を選択的に
    排出するように構成された空気排出オリフィスとを具備
    し、前記空気排出オリフィスは、排出された噴出加圧空
    気が、液体排出通路から出る排出液滴に当たり、前記排
    出液滴を平坦にして広げ、前記排出液滴と前記基板との
    接触領域を拡大するように構成され、かつ前記液体排出
    通路に対して配置されているノズル。
  11. 【請求項11】 前記液体排出通路および前記空気排出
    オリフィスが、同軸状に形成されている請求項10に記
    載のノズル。
  12. 【請求項12】 前記空気排出オリフィスが、前記液体
    排出通路を取り囲む環状オリフィスである請求項11に
    記載の装置。
  13. 【請求項13】 前記ノズルがマルチピースノズルであ
    り、 前記液体排出通路を有する液体分与ノズル本体と、前記
    空気排出オリフィスを有する空気排出本体とを含む請求
    項10に記載のノズル。
  14. 【請求項14】 前記空気排出本体が、前記液体分与ノ
    ズル本体の液体排出通路にそれを取り巻くように接続さ
    れている請求項13に記載のノズル。
  15. 【請求項15】 前記液体分与ノズル本体内に配置さ
    れ、弁棒により係合および分離されて、前記排出液滴を
    分与するように構成された弁座をさらに具備する請求項
    13に記載のノズル。
  16. 【請求項16】 粘性液体供給源に流体的に連通するノ
    ズルと加圧空気供給源に流体的に連通する空気排出通路
    とを備えたディスペンサを利用して、粘性液滴と基板と
    の間の接触面積を拡大させる方法であって、 前記ノズルから出る前記粘性液滴を前記基板に分与し、
    前記液滴と前記基板との接触領域を形成する段階と、 前記空気排出通路から噴出空気を排出して、前記液滴に
    衝突させ、前記接触領域を拡大させる段階とを具備する
    方法。
  17. 【請求項17】 前記噴出空気を排出する段階が、前記
    液滴を分与する段階が完了する前に開始される請求項1
    6に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記空気排出通路から複数回の噴出空
    気を排出して、前記液滴に衝突させ、前記接触領域を拡
    大させる段階をさらに具備する請求項16に記載の方
    法。
  19. 【請求項19】 複数回の噴出空気を様々な圧力で排出
    する請求項16に記載の方法。
JP2000166245A 1999-06-02 2000-06-02 液体と基板との接触領域を拡大する方法 Expired - Fee Related JP4672109B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/324,704 US6291016B1 (en) 1999-06-02 1999-06-02 Method for increasing contact area between a viscous liquid and a substrate
US09/324704 1999-06-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001025698A true JP2001025698A (ja) 2001-01-30
JP4672109B2 JP4672109B2 (ja) 2011-04-20

Family

ID=23264732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000166245A Expired - Fee Related JP4672109B2 (ja) 1999-06-02 2000-06-02 液体と基板との接触領域を拡大する方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US6291016B1 (ja)
EP (1) EP1057542B1 (ja)
JP (1) JP4672109B2 (ja)
KR (1) KR20010029767A (ja)
CN (1) CN1277537A (ja)
DE (1) DE60036325T2 (ja)
FI (1) FI20001292A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009178639A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Mitsubishi Electric Corp 溶融金属吐出装置
CN103962281A (zh) * 2014-05-13 2014-08-06 格力电器(重庆)有限公司 点胶工装

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413111B1 (ko) * 2001-11-15 2003-12-31 주식회사 프로텍 고속정량토출 제어용 헤드의 돗팅방법
US6913182B2 (en) 2002-01-18 2005-07-05 Precision Dispensing Equipment, Inc. Method and apparatus for controlled application of flux
EP1600249A1 (en) 2004-05-27 2005-11-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Composition of a solder, and method of manufacturing a solder connection
FR2877319B1 (fr) * 2004-10-29 2007-01-19 Fr Du Liege Sa Soc Procede et machine pour enduire d'une pellicule de protection les extremites d'un bouchon
US20060214028A1 (en) * 2005-03-25 2006-09-28 Hynes Anthony J Dispensing device for atomized reactive material, system and method of use thereof
US7621465B2 (en) * 2005-11-10 2009-11-24 Nordson Corporation Air annulus cut off nozzle to reduce stringing and method
US7765949B2 (en) 2005-11-17 2010-08-03 Palo Alto Research Center Incorporated Extrusion/dispensing systems and methods
US7922471B2 (en) 2006-11-01 2011-04-12 Palo Alto Research Center Incorporated Extruded structure with equilibrium shape
US8226391B2 (en) 2006-11-01 2012-07-24 Solarworld Innovations Gmbh Micro-extrusion printhead nozzle with tapered cross-section
US8322025B2 (en) 2006-11-01 2012-12-04 Solarworld Innovations Gmbh Apparatus for forming a plurality of high-aspect ratio gridline structures
US8707559B1 (en) 2007-02-20 2014-04-29 Dl Technology, Llc Material dispense tips and methods for manufacturing the same
US8117983B2 (en) * 2008-11-07 2012-02-21 Solarworld Innovations Gmbh Directional extruded bead control
US8704086B2 (en) * 2008-11-07 2014-04-22 Solarworld Innovations Gmbh Solar cell with structured gridline endpoints vertices
US20100117254A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-13 Palo Alto Research Center Incorporated Micro-Extrusion System With Airjet Assisted Bead Deflection
US20100221435A1 (en) * 2008-11-07 2010-09-02 Palo Alto Research Center Incorporated Micro-Extrusion System With Airjet Assisted Bead Deflection
US8080729B2 (en) * 2008-11-24 2011-12-20 Palo Alto Research Center Incorporated Melt planarization of solar cell bus bars
US8960120B2 (en) 2008-12-09 2015-02-24 Palo Alto Research Center Incorporated Micro-extrusion printhead with nozzle valves
DE102009013379A1 (de) * 2009-03-09 2010-09-16 Wolfgang Klingel Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats
US8864055B2 (en) 2009-05-01 2014-10-21 Dl Technology, Llc Material dispense tips and methods for forming the same
EP2510319B1 (en) * 2009-12-08 2016-10-12 Nordson Corporation Force amplifying driver system, jetting dispenser, and method of dispensing fluid
US8757511B2 (en) 2010-01-11 2014-06-24 AdvanJet Viscous non-contact jetting method and apparatus
US8586129B2 (en) 2010-09-01 2013-11-19 Solarworld Innovations Gmbh Solar cell with structured gridline endpoints and vertices
PL3138634T3 (pl) 2011-04-11 2024-02-19 Nordson Corporation Układ, dysza oraz sposób powlekania elastycznych pasm
US9346075B2 (en) 2011-08-26 2016-05-24 Nordson Corporation Modular jetting devices
US10371468B2 (en) 2011-11-30 2019-08-06 Palo Alto Research Center Incorporated Co-extruded microchannel heat pipes
US9120190B2 (en) 2011-11-30 2015-09-01 Palo Alto Research Center Incorporated Co-extruded microchannel heat pipes
US9254642B2 (en) 2012-01-19 2016-02-09 AdvanJet Control method and apparatus for dispensing high-quality drops of high-viscosity material
US8875653B2 (en) 2012-02-10 2014-11-04 Palo Alto Research Center Incorporated Micro-extrusion printhead with offset orifices for generating gridlines on non-square substrates
US9725225B1 (en) * 2012-02-24 2017-08-08 Dl Technology, Llc Micro-volume dispense pump systems and methods
US9034425B2 (en) 2012-04-11 2015-05-19 Nordson Corporation Method and apparatus for applying adhesive on an elastic strand in a personal disposable hygiene product
US9682392B2 (en) 2012-04-11 2017-06-20 Nordson Corporation Method for applying varying amounts or types of adhesive on an elastic strand
US20140261967A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Nordson Corporation Method of manufacturing a personal hygiene product
DE102014010843B4 (de) * 2014-07-24 2020-12-03 Technische Universität Braunschweig Dosierdüse und Verfahren zum dosierten Auftragen hochviskoser Medien
CN104148242B (zh) * 2014-08-27 2017-01-25 江汉大学 用于液滴细分的同轴双孔针头、装置及方法
US20160074899A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Illinois Tool Works Inc. Valve seat for dispenser
US9991412B2 (en) * 2014-12-05 2018-06-05 Solarcity Corporation Systems for precision application of conductive adhesive paste on photovoltaic structures
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
WO2018073078A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-26 Mycronic AB Method and apparatus for jetting of viscous medium using impacting device
WO2019011675A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Mycronic AB VARIABLE AIRFLOW PROJECTION DEVICES AND METHODS OF REGULATING AIRFLOWS
CN110038745B (zh) * 2019-03-29 2024-05-14 江汉大学 液滴细分的装置和方法
US11746656B1 (en) 2019-05-13 2023-09-05 DL Technology, LLC. Micro-volume dispense pump systems and methods
CN114042602B (zh) * 2022-01-13 2022-03-22 常州铭赛机器人科技股份有限公司 自动称重断胶装置、自动称重断胶方法、点胶机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5652062U (ja) * 1979-09-29 1981-05-08
JPH02203957A (ja) * 1988-12-12 1990-08-13 Nordson Corp 補助気体を用いた液体物質の吐出装置及び方法
JPH04500928A (ja) * 1988-10-05 1992-02-20 ノードソン コーポレーション 溶融熱可塑性接着剤小滴の吐出方法及び装置
US5356050A (en) * 1993-08-30 1994-10-18 Hahn Daniel A Air pressure glue application head

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1025291A (en) 1973-11-19 1978-01-31 Usm Corporation Adhesive process and apparatus
US4891249A (en) * 1987-05-26 1990-01-02 Acumeter Laboratories, Inc. Method of and apparatus for somewhat-to-highly viscous fluid spraying for fiber or filament generation, controlled droplet generation, and combinations of fiber and droplet generation, intermittent and continuous, and for air-controlling spray deposition
US4970985A (en) * 1989-05-01 1990-11-20 Slautterback Corporation Apparatus for tailing reduction in hot-melt dispensing of droplet patterns
US5114752A (en) * 1988-12-12 1992-05-19 Nordson Corporation Method for gas-aided dispensing of liquid materials
US5747102A (en) 1995-11-16 1998-05-05 Nordson Corporation Method and apparatus for dispensing small amounts of liquid material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5652062U (ja) * 1979-09-29 1981-05-08
JPH04500928A (ja) * 1988-10-05 1992-02-20 ノードソン コーポレーション 溶融熱可塑性接着剤小滴の吐出方法及び装置
JPH02203957A (ja) * 1988-12-12 1990-08-13 Nordson Corp 補助気体を用いた液体物質の吐出装置及び方法
US5356050A (en) * 1993-08-30 1994-10-18 Hahn Daniel A Air pressure glue application head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009178639A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Mitsubishi Electric Corp 溶融金属吐出装置
CN103962281A (zh) * 2014-05-13 2014-08-06 格力电器(重庆)有限公司 点胶工装

Also Published As

Publication number Publication date
JP4672109B2 (ja) 2011-04-20
EP1057542A3 (en) 2004-07-28
EP1057542B1 (en) 2007-09-12
US20010053420A1 (en) 2001-12-20
EP1057542A2 (en) 2000-12-06
DE60036325D1 (de) 2007-10-25
DE60036325T2 (de) 2008-06-05
US6291016B1 (en) 2001-09-18
CN1277537A (zh) 2000-12-20
KR20010029767A (ko) 2001-04-16
FI20001292A (fi) 2000-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001025698A (ja) 空気援用液体分与装置および液体と基板との接触領域を拡大する方法
CA2260155C (en) Device for dispensing small amounts of material
EP1029626B1 (en) Method and apparatus for dispensing small amounts of liquid material
US6270019B1 (en) Apparatus and method for dispensing liquid material
US9010910B2 (en) Material deposition system and method for depositing materials on a substrate
EP2838730B1 (en) Method for depositing materials on a substrate
JPH06154663A (ja) スプレ・ガン・ノズル用の空気補助装置
JP4217484B2 (ja) 噴射装置および噴射装置における方法
WO2000051746A1 (en) Apparatus and method for generating droplets
TWI432265B (zh) 控制黏滯材料邊緣界定之方法
JP3303217B2 (ja) 二流体による二段式液滴吐出又はそれによる造粒、塗布の各方法及びそれらのノズル組立体
CN111085352A (zh) 简易式雾化涂料喷头
JPH10335799A (ja) 接着剤の塗布装置
JPH05337640A (ja) スプレーフラクサ
JPH09102672A (ja) フラックスの塗着方法及びフラクサー

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070524

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100728

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20101028

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20101102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101126

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20101126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101222

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140128

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees