JP2002320894A - Discharge device - Google Patents

Discharge device

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JP2002320894A
JP2002320894A JP2001131686A JP2001131686A JP2002320894A JP 2002320894 A JP2002320894 A JP 2002320894A JP 2001131686 A JP2001131686 A JP 2001131686A JP 2001131686 A JP2001131686 A JP 2001131686A JP 2002320894 A JP2002320894 A JP 2002320894A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge device which is capable of printing fine patterns of liquids of solder, electrode paste or the like having a high viscosity. SOLUTION: A discharge nozzle 11 of the discharge device including the discharge nozzle 11 for discharging the discharge material from a nozzle hole 11a and a discharge material introducing section 13 for supplying the discharge material to the discharge nozzle 11 consists of a piezoelectric material and the outer peripheral surface of the discharge nozzle 11 is provided with an even number of >=4 pieces of drive electrodes 15 at prescribed intervals.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は吐出装置に関し、特
に、ICチップや小型電子部品を基板等の上に表面実装
する、又は表面実装用の回路パターンを書き込むため、
高い粘性をもったはんだや電極ペーストを微細形状のパ
ターンで吐出、印刷する吐出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge device, and more particularly to a method for surface-mounting an IC chip or a small electronic component on a substrate or the like, or writing a circuit pattern for surface mounting.
The present invention relates to a discharge device that discharges and prints solder or electrode paste having high viscosity in a fine pattern.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、例えば、ICチップや小型電子部品
を基板等の上に表面実装する、又は表面実装用の回路パ
ターンを書き込むため、はんだや電極ペーストを微細形
状のパターンで吐出、印刷するために吐出装置が用いら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in order to surface mount an IC chip or a small electronic component on a substrate or the like, or to write a circuit pattern for surface mounting, to discharge and print solder or electrode paste in a fine pattern. A discharge device is used.

【0003】このようなはんだや電極ペースト等の高粘
性材料を吐出する吐出装置は、はんだや電極ペースト等
の粘性及びノズル孔内壁面との摩擦に打ち勝って所望の
量を所望のスピードで吐出する必要があるため、ノズル
孔内のはんだ等に高い圧力を印加するとともに、高い温
度を付与してはんだ等の粘性を下げるなど、粘性及び摩
擦などの低減を吐出材の特性を変えることによって対応
していた。
A discharge device for discharging a high-viscosity material such as solder or electrode paste discharges a desired amount at a desired speed by overcoming the viscosity of solder or electrode paste and friction with the inner wall surface of a nozzle hole. Since it is necessary to apply high pressure to the solder etc. in the nozzle hole and reduce the viscosity of the solder etc. by applying a high temperature, the viscosity and friction can be reduced by changing the characteristics of the ejection material. I was

【0004】また、ノズル孔の内壁面は、摩擦を低減す
るためできるだけ滑らかな表面状態になるようにも加工
されている。また、スクリュー状の加圧装置ではんだな
どの吐出量をコントロールするなどの技術で、0.5m
m程度の径のパターン印刷を可能にしていた。
Further, the inner wall surface of the nozzle hole is machined so as to have a surface as smooth as possible to reduce friction. In addition, a technique such as controlling the discharge amount of solder and the like with a screw-type pressurizing device, 0.5m
This enables pattern printing with a diameter of about m.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年では、ICチップ
や小型電子部品が小型になり、このような小型のICチ
ップや小型電子部品を基板等の上に表面実装するための
はんだ、又は表面実装用の回路パターンがますます微細
パターンになり、従来の吐出装置では対応できなくなっ
てきている。
In recent years, IC chips and small electronic components have become smaller. Solder for surface mounting such small IC chips and small electronic components on a substrate or the like, or surface mounting. Circuit patterns are becoming finer and smaller and cannot be handled by conventional ejection devices.

【0006】即ち、従来の吐出装置では、はんだや電極
ペースト等の高い粘性を持った材料を吐出する点につい
ては、ノズル孔の内壁面の摩擦により、所望のスピード
や塗布性能を保って吐出径を細くできるのは数100μ
mの径がほぼ限界であった。これ以下の幅の細線や実装
パッド等の印刷は非常に困難であった。
[0006] That is, in the conventional discharge device, in terms of discharging a highly viscous material such as solder or electrode paste, the friction of the inner wall surface of the nozzle hole causes the discharge diameter to be maintained while maintaining a desired speed and coating performance. Can be reduced to several hundred microns
The diameter of m was almost at its limit. It was very difficult to print thin lines or mounting pads having a width smaller than this.

【0007】例えば、特開2000−120983号公
報には、吐出ノズルと、この吐出ノズルの先端に残留す
る液体を振動により振り切る圧電素子からなる加振部と
から構成された吐出装置が開示されている。この吐出装
置では、加振部をx、y方向の振動を励起させ、吐出ノ
ズルの先端全体をx、y方向に振動させ、吐出ノズルの
先端に残留する液体を振動により振り切ることができる
が、吐出ノズルの先端全体が振動するため、近年要求さ
れる微細パターンを形成できなかった。
[0007] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-120983 discloses a discharge device including a discharge nozzle and a vibrating section composed of a piezoelectric element that shakes off the liquid remaining at the tip of the discharge nozzle by vibration. I have. In this discharge device, the vibration unit can be excited in the x and y directions to vibrate, the entire tip of the discharge nozzle can be vibrated in the x and y directions, and the liquid remaining at the tip of the discharge nozzle can be shaken off by vibration. Since the entire tip of the discharge nozzle vibrates, a fine pattern required in recent years cannot be formed.

【0008】本発明の吐出装置は、高い粘性をもったは
んだや電極ペースト等の液体を微細パターンで印刷でき
る吐出装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a discharge device capable of printing a liquid such as solder or electrode paste having a high viscosity in a fine pattern.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の吐出装置は、吐
出材をノズル孔から吐出する吐出ノズルと、該吐出ノズ
ルに吐出材を供給する吐出材導入部とを具備する吐出装
置であって、前記吐出ノズルが圧電材料からなり、前記
吐出ノズルの外周面に、所定間隔をおいて4以上の偶数
個の駆動電極を設けてなることを特徴とする。
A discharge apparatus according to the present invention comprises a discharge nozzle for discharging a discharge material from a nozzle hole, and a discharge material introduction unit for supplying the discharge material to the discharge nozzle. The discharge nozzle is made of a piezoelectric material, and four or more even-numbered drive electrodes are provided at predetermined intervals on the outer peripheral surface of the discharge nozzle.

【0010】このような吐出装置では、圧電材料が、隣
設する駆動電極間で分極されるとともに、隣設する駆動
電極に異なる極性の電圧を所定の駆動周波数で印可する
ことにより、吐出ノズルのノズル孔の内壁面を高周波の
楕円形状等の定在波振動させることができる。
In such a discharge device, the piezoelectric material is polarized between the adjacent drive electrodes, and a voltage having a different polarity is applied to the adjacent drive electrodes at a predetermined drive frequency, so that the discharge nozzles are driven. The inner wall surface of the nozzle hole can be caused to vibrate in a standing wave such as a high-frequency elliptical shape.

【0011】ノズル孔内壁面との摩擦に起因する吐出の
際の抵抗は、吐出径が小さくなるに従って増加する。こ
のため、はんだや電極ペーストなどの高粘性材料を吐出
する限界は数100μm程度である。この抵抗を低減す
るためには、内壁面と高粘性材料の界面の摩擦を低減す
る必要がある。
The resistance at the time of discharge due to friction with the inner wall surface of the nozzle hole increases as the discharge diameter decreases. For this reason, the limit of discharging a high-viscosity material such as solder or electrode paste is about several hundred μm. In order to reduce this resistance, it is necessary to reduce the friction at the interface between the inner wall surface and the highly viscous material.

【0012】圧電振動による高周波振動をノズル孔の内
壁面に生じさせると、摩擦の原因となる高粘性材料とノ
ズル孔内壁面との界面における薄い流れの境界層を内壁
面から剥がすことができ、高粘性材料のチクソトロピー
性により内壁面近傍における高粘性材料の粘性を画期的
に低減することができる。これにより、高い粘性を持っ
たはんだや電極ペースト等の吐出材でも、高い圧力や高
温での吐出制御をすることなく、数10μm程度の径で
微細配線や実装パッドを印刷することができる。
When high-frequency vibration due to piezoelectric vibration is generated on the inner wall surface of the nozzle hole, a boundary layer of a thin flow at the interface between the highly viscous material causing friction and the inner wall surface of the nozzle hole can be peeled off from the inner wall surface. By virtue of the thixotropic properties of the high viscosity material, the viscosity of the high viscosity material near the inner wall surface can be dramatically reduced. Accordingly, it is possible to print a fine wiring or a mounting pad with a diameter of about several tens of μm even with a discharge material such as a solder or an electrode paste having a high viscosity, without performing a discharge control at a high pressure or a high temperature.

【0013】また、駆動周波数を制御することにより、
ノズル孔の内壁面に定在波振動を生じさせることができ
るとともに、吐出ノズル外形を変化させない振動モード
を選択することができ、例えば、吐出ノズルの外形ぎり
ぎりの大きさの窪みにでも、周りに振動などの影響を与
えることなくはんだや電極ペーストの塗布をおこなうこ
とができる。
Further, by controlling the driving frequency,
Standing wave vibration can be generated on the inner wall surface of the nozzle hole, and a vibration mode that does not change the outer shape of the discharge nozzle can be selected.For example, even in a depression almost the size of the outer shape of the discharge nozzle, Solder or electrode paste can be applied without affecting vibration or the like.

【0014】また、本発明の吐出装置は、吐出材をノズ
ル孔から吐出する吐出ノズルと、該吐出ノズルに吐出材
を供給する吐出材導入部とを具備する吐出装置であっ
て、前記吐出材導入部が圧電材料からなり、前記吐出材
導入部の外周面に、所定間隔をおいて4以上の偶数個の
駆動電極を設けてなることを特徴とする。
Further, the present invention provides a discharge apparatus comprising: a discharge nozzle for discharging a discharge material from a nozzle hole; and a discharge material introduction unit for supplying the discharge material to the discharge nozzle. The introduction portion is made of a piezoelectric material, and four or more even-numbered drive electrodes are provided at predetermined intervals on the outer peripheral surface of the discharge material introduction portion.

【0015】このような吐出装置では、圧電材料が、隣
設する駆動電極間で分極されるとともに、隣設する駆動
電極に異なる極性の電圧を所定の駆動周波数で印可する
ことにより、吐出ノズルのノズル孔の内壁面を高周波の
楕円形状等の定在波振動させることができ、これによ
り、高い粘性を持ったはんだや電極ペースト等の吐出材
でも、数10μm程度の径で微細配線や実装パッドを印
刷することができる。
In such a discharge device, the piezoelectric material is polarized between the adjacent drive electrodes, and a voltage having a different polarity is applied to the adjacent drive electrodes at a predetermined drive frequency, so that the discharge nozzles are driven. The inner wall surface of the nozzle hole can be made to vibrate in a standing wave such as a high-frequency elliptical shape, so that even a high-viscosity discharge material such as solder or electrode paste can have a fine wiring or a mounting pad with a diameter of about several tens of μm. Can be printed.

【0016】また、駆動周波数を制御することにより、
ノズル孔の内壁面に定在波振動を生じさせることができ
るとともに、吐出ノズル外形を変化させない振動モード
を選択することができ、例えば、吐出ノズルの外形ぎり
ぎりの大きさの窪みにでも、周りに振動などの影響を与
えることなくはんだや電極ペーストの塗布をおこなうこ
とができる。
Further, by controlling the driving frequency,
Standing wave vibration can be generated on the inner wall surface of the nozzle hole, and a vibration mode that does not change the outer shape of the discharge nozzle can be selected.For example, even in a depression almost the size of the outer shape of the discharge nozzle, Solder or electrode paste can be applied without affecting vibration or the like.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の吐出装置は、図1に示す
ように、円筒状の吐出ノズル11と、該吐出ノズル11
の一端に形成された吐出材導入部13とを具備して構成
されている。この吐出材導入部13には、図示しない
が、吐出材を吐出材導入部13に供給するためのチュー
ブ等が接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a discharge device according to the present invention comprises a cylindrical discharge nozzle 11 and a discharge nozzle 11 having a cylindrical shape.
And a discharge material introduction section 13 formed at one end of the discharge material. Although not shown, a tube or the like for supplying a discharge material to the discharge material introduction unit 13 is connected to the discharge material introduction unit 13.

【0018】吐出ノズル11には吐出材を吐出するノズ
ル孔11aが形成され、吐出材導入部13には、吐出ノ
ズル11に吐出材を供給する供給孔が形成されており、
ノズル孔11aと供給孔とが連通している。ノズル孔1
1aの直径は数10μm程度とされ、吐出ノズル11の
外径は100μm程度とされている。ノズル孔11aの
直径は大きくてもよいが、特に微細パターンを形成する
という点から、100μm以下であることが望ましい。
A nozzle hole 11a for discharging the discharge material is formed in the discharge nozzle 11, and a supply hole for supplying the discharge material to the discharge nozzle 11 is formed in the discharge material introduction portion 13.
The nozzle hole 11a communicates with the supply hole. Nozzle hole 1
The diameter of 1a is about several tens of μm, and the outer diameter of the discharge nozzle 11 is about 100 μm. The diameter of the nozzle hole 11a may be large, but is preferably 100 μm or less from the viewpoint of forming a fine pattern.

【0019】そして、本発明では、吐出ノズル11が圧
電材料から構成されており、その外周面には、図1及び
図2に示すように、軸長方向に形成された矩形状の駆動
電極15が、その幅方向に所定間隔をおいて環状に4個
形成されている。詳細に説明すると、駆動電極15は、
円筒状の吐出ノズル11の外面周囲に、90度ピッチで
形成されており、その形状、厚み、材質は同一とされて
いる。即ち、駆動電極15は左右及び上下対称に与えら
れ、入力する電位は隣接する駆動電極で逆符号になるよ
うに与えられる。尚、ノズル孔11aの内壁面には電極
が形成されていない。
In the present invention, the discharge nozzle 11 is made of a piezoelectric material, and its outer peripheral surface has a rectangular drive electrode 15 formed in the axial direction as shown in FIGS. Are formed annularly at predetermined intervals in the width direction. More specifically, the drive electrode 15
Around the outer surface of the cylindrical discharge nozzle 11, it is formed at a pitch of 90 degrees, and its shape, thickness, and material are the same. That is, the drive electrodes 15 are given symmetrically to the left and right and up and down, and the input potentials are given so that the adjacent drive electrodes have opposite signs. No electrode is formed on the inner wall surface of the nozzle hole 11a.

【0020】駆動電極15には、吐出材導入部13の表
面に形成された引出電極(図示せず)が接続され、これ
らの引出電極は、入力信号を発生させる吐出装置内の電
源に接続されており、引出電極を介して各駆動電極15
に所望の極性を有する電圧を所望の周波数で印加するこ
とができるようになっている。
The drive electrodes 15 are connected to extraction electrodes (not shown) formed on the surface of the discharge material introduction section 13, and these extraction electrodes are connected to a power supply in the discharge device that generates an input signal. And each drive electrode 15 is connected via an extraction electrode.
A voltage having a desired polarity can be applied at a desired frequency.

【0021】吐出ノズル11は、隣設する駆動電極15
間で分極されており、電源装置及び引出電極を介して隣
設する駆動電極15に異なる符号の電圧を印加するよう
に形成されている。
The discharge nozzle 11 is connected to the adjacent drive electrode 15.
It is formed so as to apply a voltage of a different sign to the adjacent driving electrode 15 via the power supply device and the extraction electrode.

【0022】以上のように構成された吐出装置では、電
源装置により、各駆動電極に印加される電圧の駆動周波
数を変化させることにより、ノズル孔11aの内壁面を
振動させる駆動周波数を選択することができる。
In the discharge device configured as described above, the driving frequency of the voltage applied to each driving electrode is changed by the power supply device to select the driving frequency for vibrating the inner wall surface of the nozzle hole 11a. Can be.

【0023】また、駆動周波数を制御することによりノ
ズル孔11aの内壁面を振動させ、吐出ノズル11の外
形を変化させない振動モードとすることができる。図2
は、このような振動モードで振動している図1(b)の
吐出ノズル11の概念図を示すもので、ノズル孔11a
の内壁面が楕円形状等の定在波振動を起こすのに対し
て、吐出ノズル11の外面は、その外面(円周上)にそ
ってのみ振動するモードになっている。尚、黒丸(●)
は不動点を示しており、この部分に駆動電極が形成され
ている。
Further, by controlling the driving frequency, the inner wall surface of the nozzle hole 11a can be vibrated, and a vibration mode in which the outer shape of the discharge nozzle 11 is not changed can be achieved. FIG.
FIG. 1B is a conceptual diagram of the discharge nozzle 11 of FIG. 1B vibrating in such a vibration mode.
While the inner wall surface of the nozzle causes standing wave vibration such as an elliptical shape, the outer surface of the discharge nozzle 11 is in a mode of vibrating only along the outer surface (on the circumference). In addition, black circle (●)
Indicates a fixed point, at which a drive electrode is formed.

【0024】本発明者等は、図1(b)に示す構造に
て、FEM解析をおこない、駆動周波数によりどのよう
な振動モードが発生するかを調べたところ、図2に該当
する共振モードが存在することを確認した。図3にFE
M解析によって得られた共振モードを示す。この図3か
ら、外周部は円周上にそってのみ振動し、内周部は楕円
等の定在波で内壁面のみが振動していることが判る。
The present inventors conducted FEM analysis on the structure shown in FIG. 1B and examined what kind of vibration mode occurs depending on the driving frequency. As a result, the resonance mode corresponding to FIG. Confirmed that it exists. FIG. 3 shows the FE
4 shows a resonance mode obtained by M analysis. From FIG. 3, it can be seen that the outer periphery vibrates only along the circumference, and the inner periphery vibrates only on the inner wall surface due to a standing wave such as an ellipse.

【0025】尚、ここでは、吐出ノズル11の外形を1
00μm、内径を40μmとし、圧電材料はPZTとし
た。この場合、振動モードは約63MHzのところに現
われることを確認した。
Here, the outer shape of the discharge nozzle 11 is 1
00 μm, the inner diameter was 40 μm, and the piezoelectric material was PZT. In this case, it was confirmed that the vibration mode appeared at about 63 MHz.

【0026】従って、本発明の吐出装置では、基板上に
既に実装している部品や、凹凸を持った実装基板の凸部
等に吐出ノズル11が触れることがあっても、吐出ノズ
ル11の外形は変化しない振動モードであるため、吐出
ノズル11近傍の周りの構造に障害となるような振動を
与えることがなく、ノズル孔11aの内壁面のみが空間
を変形させるような振動するため、微細な凹凸形状を持
った基板上に微細な電極パターンや実装パッドを吐出、
印刷することができる。例えば、100μm程度の幅の
凹部に、実装パターン等の塗布が可能となる。
Therefore, according to the discharge apparatus of the present invention, even if the discharge nozzle 11 comes into contact with a component already mounted on the substrate or a convex portion of the mounting substrate having irregularities, the outer shape of the discharge nozzle 11 Is a vibration mode that does not change, so that vibrations that hinder the structure around the discharge nozzle 11 are not given, and only the inner wall surface of the nozzle hole 11a vibrates so as to deform the space. Discharges fine electrode patterns and mounting pads on a substrate with irregular shapes,
Can be printed. For example, a mounting pattern or the like can be applied to a concave portion having a width of about 100 μm.

【0027】即ち、吐出ノズル11の外面に貼り付けら
れた駆動電極15に、交互に符号の異なった高周波電気
信号を入力することにより圧電振動が励起され、ノズル
孔11aの内壁面に高周波の定在波振動が現われる。特
に、適切な周波数を選ぶことにより、図2に示すよう
な、内壁面は楕円形状等の定在波振動をし、外面は円形
を保ったままの円周上の振動をする振動モードを選択す
ることができる。この振動を選択することにより、吐出
ノズル11の外形ぎりぎりの大きさの窪みにでも、周り
に振動などの影響を与えることなく、はんだや電極ペー
ストの塗布をおこなうことができる。
That is, by alternately inputting high-frequency electric signals having different signs to the drive electrodes 15 attached to the outer surface of the discharge nozzle 11, piezoelectric vibration is excited, and high-frequency constant is applied to the inner wall surface of the nozzle hole 11a. A standing wave oscillation appears. In particular, by selecting an appropriate frequency, select a vibration mode in which the inner wall surface oscillates in a standing wave such as an elliptical shape, and the outer surface oscillates on the circumference while maintaining a circular shape, as shown in FIG. can do. By selecting this vibration, it is possible to apply the solder or the electrode paste without affecting the surroundings even in a recess having a size almost the same as the outer shape of the discharge nozzle 11.

【0028】また、圧電振動による高周波振動をノズル
孔11aの内壁面に生じさせると、摩擦の原因となる高
粘性材料とノズル孔11a内壁面との界面における薄い
流れの境界層を内壁面から剥がすことができ、高粘性材
料のチクソトロピー性により内壁面近傍における高粘性
材料の粘性を画期的に低減することができる。これによ
り、高い粘性を持ったはんだや電極ペースト等の吐出材
でも、高い圧力や高温で駆動することなく、数10μm
程度の径で微細配線や実装パッドを印刷することができ
る。
Further, when high frequency vibration due to piezoelectric vibration is generated on the inner wall surface of the nozzle hole 11a, a thin flow boundary layer at the interface between the highly viscous material causing friction and the inner wall surface of the nozzle hole 11a is peeled off from the inner wall surface. The viscosity of the highly viscous material in the vicinity of the inner wall surface can be drastically reduced due to the thixotropic property of the highly viscous material. As a result, even if the ejection material such as solder or electrode paste having a high viscosity is used, it can be driven by several tens of μm without being driven at high pressure or high temperature.
Fine wiring and mounting pads can be printed with a diameter of the order of magnitude.

【0029】尚、近傍の微細凹凸パターンに振動の影響
を与える心配のない場合には、図2に示される振動モー
ドを敢えて採用する必要はなく、内壁面の振動が大きい
モードであれば十分である。
When there is no fear that the nearby fine uneven pattern will be affected by vibration, the vibration mode shown in FIG. 2 does not need to be used, and a mode in which the vibration of the inner wall surface is large is sufficient. is there.

【0030】図4は、本発明の他の吐出装置を示すもの
で、この吐出装置は、吐出ノズル11ではなく、吐出材
導入部13に駆動電極25が形成されている。
FIG. 4 shows another discharge device of the present invention. In this discharge device, a drive electrode 25 is formed not on the discharge nozzle 11 but on the discharge material introduction portion 13.

【0031】即ち、この吐出装置では、吐出ノズル11
の一端には円錐状の吐出材導入部13が接続され、この
吐出材導入部13は圧電材料により構成されている。そ
して、吐出材導入部13の周囲に、4個の駆動電極25
が形成されている。
That is, in this discharge device, the discharge nozzle 11
Is connected to a discharge material introduction portion 13 having a conical shape. The discharge material introduction portion 13 is made of a piezoelectric material. The four drive electrodes 25 are arranged around the discharge material introduction portion 13.
Are formed.

【0032】このような吐出装置では、吐出ノズル11
から離れた圧電材料からなる吐出材導入部13表面に、
駆動電極25を形成し、この駆動電極に25吐出ノズル
11の所望振動モードに該当する周波数の電気信号を入
力することにより、吐出ノズル11の外面に直接駆動電
極を貼り付けることなく、ノズル孔11a内壁面を振動
させることができ、吐出材導入部13の先端に形成され
た吐出ノズル11のノズル孔11aの内壁面に所望の圧
電振動を励起することができる。即ち、共振モードの不
完全なエネルギー閉込め効果を利用することによってノ
ズル孔11aの内壁面のみが振動する振動モードを実現
することができる。
In such a discharge device, the discharge nozzle 11
On the surface of the discharge material introduction portion 13 made of a piezoelectric material away from
By forming a drive electrode 25 and inputting an electrical signal having a frequency corresponding to a desired vibration mode of the 25 discharge nozzle 11 to the drive electrode, the nozzle hole 11 a is not directly attached to the outer surface of the discharge nozzle 11. The inner wall surface can be vibrated, and desired piezoelectric vibration can be excited on the inner wall surface of the nozzle hole 11a of the discharge nozzle 11 formed at the tip of the discharge material introduction portion 13. That is, a vibration mode in which only the inner wall surface of the nozzle hole 11a vibrates can be realized by utilizing the incomplete energy confinement effect of the resonance mode.

【0033】この場合は、最も激しく振動する部位と電
極張り付け位置が離れていて入力インピーダンスのピー
クが駆動電極位置によって小さくなることが予想される
ため、吐出装置内の高周波信号発生装置は所望の高周波
振動数を精度良く発生させるよう設計しておく必要があ
る。図4の吐出装置では、吐出ノズル11は圧電材料で
作製されている必要はなく、細い径をもった円筒形状の
作製に有利な、また高粘性材料に摩耗される度合いの少
ない金属材料等を選ぶことができる。
In this case, since the most vibrating part is separated from the electrode attachment position and the peak of the input impedance is expected to be reduced depending on the position of the driving electrode, the high-frequency signal generator in the discharge device is provided with a desired high-frequency signal. It is necessary to design to generate the frequency with high accuracy. In the discharge device shown in FIG. 4, the discharge nozzle 11 does not need to be made of a piezoelectric material, but is made of a metal material or the like that is advantageous for manufacturing a cylindrical shape having a small diameter and that is less likely to be worn by a highly viscous material. You can choose.

【0034】図4、図5に示すように、駆動電極の張ら
れている位置は吐出ノズル11が装着されている吐出材
導入部13の外周面である。この吐出材導入部13が圧
電体で作製されていればこの部位に圧電振動が励起さ
れ、この振動が吐出ノズル11に伝わる。適切な周波数
の入力信号を与えることによって、吐出ノズル11が所
望の共振状態を起こして目的とする高粘性流体の吐出を
可能にする。
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the position where the drive electrode is stretched is the outer peripheral surface of the discharge material introduction portion 13 where the discharge nozzle 11 is mounted. If the discharge material introduction portion 13 is made of a piezoelectric material, piezoelectric vibration is excited at this portion, and the vibration is transmitted to the discharge nozzle 11. By providing an input signal of an appropriate frequency, the discharge nozzle 11 causes a desired resonance state, thereby enabling discharge of a target high-viscosity fluid.

【0035】実装基板上の吐出箇所近傍の微細凹凸パタ
ーンに振動の影響を与える心配のない場合には、図2に
示される振動モードを敢えて採用する必要はなく、内壁
の振動が大きいモードであれば十分である。この場合に
は、吐出ノズルの中心軸が振動して、吐出した印刷パタ
ーンににじみ等が発生することを防ぐために、図1
(b)に示すように、電極位置の左右、上下の対称性を
保つようにして張る必要がある。この際、電極数は多く
てもかまわないが、8枚を超える場合では基本的な振動
の場合でも、振動振幅は低減するため、所望の特性は劣
化することが考えられる。
If there is no concern that the fine irregular pattern near the discharge point on the mounting substrate will be affected by vibration, the vibration mode shown in FIG. 2 does not need to be used, and the vibration mode of the inner wall may be large. Is enough. In this case, in order to prevent the center axis of the ejection nozzle from vibrating and causing blurring or the like in the ejected print pattern, FIG.
As shown in (b), it is necessary to stretch the electrode so as to maintain the left-right and up-down symmetry of the electrode position. At this time, the number of electrodes may be large, but when the number of electrodes exceeds eight, even in the case of basic vibration, the vibration amplitude is reduced, so that the desired characteristics may be degraded.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の吐出装置では、吐出ノズルの外
周面に、所定間隔をおいて4以上の偶数個の駆動電極を
設けたので、圧電材料を隣設する駆動電極間で分極する
とともに、隣設する駆動電極に異なる極性の電圧を所定
の駆動周波数で印可することにより、吐出ノズルのノズ
ル孔の内壁面を高周波の楕円形状等の定在波振動させる
ことができ、これにより、高い粘性を持ったはんだや電
極ペースト等の吐出材でも、高い圧力や高温で駆動する
ことなく、数10μm程度の径で微細配線や実装パッド
を印刷することができる。
According to the discharge apparatus of the present invention, since an even number of four or more drive electrodes are provided on the outer peripheral surface of the discharge nozzle at a predetermined interval, the piezoelectric material is polarized between the adjacent drive electrodes. By applying voltages of different polarities to adjacent drive electrodes at a predetermined drive frequency, the inner wall surface of the nozzle hole of the discharge nozzle can be vibrated by a standing wave such as a high-frequency elliptical shape. Even with a viscous material such as solder or electrode paste, it is possible to print fine wiring and mounting pads with a diameter of about several tens of μm without driving at high pressure or high temperature.

【0037】また、駆動周波数を制御することにより、
ノズル孔の内壁面に定在波振動を生じさせることができ
るとともに、吐出ノズル外形を変化させない振動モード
を選択することができ、例えば、吐出ノズルの外形ぎり
ぎりの大きさの窪みにでも、周りに振動などの影響を与
えることなくはんだや電極ペーストの塗布をおこなうこ
とができる。
Further, by controlling the driving frequency,
Standing wave vibration can be generated on the inner wall surface of the nozzle hole, and a vibration mode that does not change the outer shape of the discharge nozzle can be selected.For example, even in a depression almost the size of the outer shape of the discharge nozzle, Solder or electrode paste can be applied without affecting vibration or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の吐出装置を示すもので、(a)は斜視
図、(b)は吐出ノズルの断面図である。
FIGS. 1A and 1B show a discharge device of the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a sectional view of a discharge nozzle.

【図2】吐出ノズルに生じる圧電振動モードを示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a piezoelectric vibration mode generated in a discharge nozzle.

【図3】振動モードを説明するためのシミュレーション
結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a simulation result for explaining a vibration mode.

【図4】本発明の他の吐出装置を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another ejection device of the present invention.

【図5】本発明のさらに他の吐出装置を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing still another ejection device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・吐出ノズル 11a・・・ノズル孔 13・・・吐出材導入部 15、25・・・駆動電極 11: Discharge nozzle 11a: Nozzle hole 13: Discharge material introduction part 15, 25: Drive electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】吐出材をノズル孔から吐出する吐出ノズル
と、該吐出ノズルに吐出材を供給する吐出材導入部とを
具備する吐出装置であって、前記吐出ノズルが圧電材料
からなり、前記吐出ノズルの外周面に、所定間隔をおい
て4以上の偶数個の駆動電極を設けてなることを特徴と
する吐出装置。
1. A discharge device comprising: a discharge nozzle for discharging a discharge material from a nozzle hole; and a discharge material introduction unit for supplying the discharge material to the discharge nozzle, wherein the discharge nozzle is made of a piezoelectric material, An ejection apparatus, comprising: an outer peripheral surface of an ejection nozzle provided with an even number of four or more drive electrodes at predetermined intervals.
【請求項2】吐出材をノズル孔から吐出する吐出ノズル
と、該吐出ノズルに吐出材を供給する吐出材導入部とを
具備する吐出装置であって、前記吐出材導入部が圧電材
料からなり、前記吐出材導入部の外周面に、所定間隔を
おいて4以上の偶数個の駆動電極を設けてなることを特
徴とする吐出装置。
2. A discharge apparatus comprising: a discharge nozzle for discharging a discharge material from a nozzle hole; and a discharge material introduction unit for supplying the discharge material to the discharge nozzle, wherein the discharge material introduction unit is made of a piezoelectric material. A discharge device, wherein four or more even-numbered drive electrodes are provided at predetermined intervals on the outer peripheral surface of the discharge material introduction part.
【請求項3】圧電材料が、隣設する駆動電極間で分極さ
れていることを特徴とする請求項1又は2記載の吐出装
置。
3. The discharge device according to claim 1, wherein the piezoelectric material is polarized between adjacent drive electrodes.
【請求項4】吐出ノズルのノズル孔の内壁面が振動する
ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記載
の吐出装置。
4. The discharge device according to claim 1, wherein an inner wall surface of the nozzle hole of the discharge nozzle vibrates.
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