JP2002361144A - 液体材料吐出装置 - Google Patents

液体材料吐出装置

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JP2002361144A
JP2002361144A JP2001169558A JP2001169558A JP2002361144A JP 2002361144 A JP2002361144 A JP 2002361144A JP 2001169558 A JP2001169558 A JP 2001169558A JP 2001169558 A JP2001169558 A JP 2001169558A JP 2002361144 A JP2002361144 A JP 2002361144A
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JP
Japan
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pressure
syringe
liquid material
medium
discharge
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JP2001169558A
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Yoshifumi Otsu
芳文 大津
Yoshihiro Onozeki
善宏 小野関
Shoichi Nakayama
正一 中山
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/741Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
    • H01L24/743Apparatus for manufacturing layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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    • H01L2224/741Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 シリンジの内部圧力を迅速に所定値とするこ
とを可能とし、稼働率の向上及び吐出精度の向上を図っ
たディスペンサを提供する。 【解決手段】 液体材料を内部に保持して液体材料を吐
出するための吐出口を有するシリンジ4と、圧力媒体を
シリンジ内部に供給する供給器と、供給器からシリンジ
内部に圧力媒体を導入する媒体導入系と、媒体導入系途
中に配置されてシリンジ内部に供給される圧力媒体の圧
力を制御する圧力制御部2とからなる液体材料吐出装置
1であって、シリンジと圧力制御部とが一体となって駆
動される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術の分野】本発明は、ペースト状の材
料、接着剤等の粘性流体を含む液体材料を、対象物に対
して吐出し、塗布、注入、充填、あるいは点滴を行う装
置及び方法に関する。より詳細には、液体材料の吐出装
置であるディスペンサから吐出される当該液体材料の体
積の精密な制御を可能とし、所望の体積の液体材料を対
象物に対して吐出等行う装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子部品を製造する工程におい
て、所定の微少体積の液体材料を対象物に対して吐出
し、塗布等する液体材料吐出装置として、例えば図2に
示す構成を有するディスペンサ101が用いられてい
る。図に示す如く、ディスペンサ101は、液体材料1
10を内部に保持するシリンジ104、シリンジ104
内部に加圧空気を供給するチューブ105、加圧空気の
圧力を制御する圧力制御部102、液体材料110の温
度を検出する温度センサ109、および当該温度を制御
する温度制御部108から構成される。
【0003】ディスペンサ101においては、液体材料
110に対して加圧空気を介して加えられる圧力とその
加圧時間とを制御することで、吐出させる液体の体積を
制御している。一般的には、シリンジ104の内部をチ
ューブ105および圧力制御部102の内部に設けられ
たバルブ112を介して、所定の圧力を有する外部の圧
力空気源111と接続し、このバルブ112を解放する
時間によって加圧時間の制御を行っている。さらにバル
ブ112とシリンジ104との間に減圧弁113を設置
し、この減圧弁113を用いてシリンジ104内部に付
加される圧力を制御している。また、シリンジ104の
内部等の温度は、温度センサ109、温度制御部108
および温度調節装置114により一定温度の保持がなさ
れている。
【0004】ここで、シリンジ104の下方先端に設け
られた開口104aに存在する液体材料に加えられる吐
出圧力は、加圧空気によって付加される圧力とシリンジ
104内部の液体材料110の重量により付加される圧
力とからなる。一定体積の液体材料を吐出するために
は、開口104aに存在する液体材料に対して一定の吐
出圧力が付加されなければならない。従って、液体材料
が減少し、シリンジ104内部の液体材料110の総重
量が減少した場合、一定の吐出圧力を開口104aに加
えるためにはその重量減少分に応じた圧力を付加する必
要がある。
【0005】ただし、空気の体積は加えられた圧力に対
して弾性的に収縮し、かつその収縮にある程度の経過時
間を要するという特性がある。さらには、液体材料の粘
性等によって、例えばシリンジ104の内面に液体材料
が付着するなどして、加圧空気による圧力がシリンジ1
04の下方以外の方向に分散してかかる場合も生じう
る。このため、単純に液体材料の減少分に応じた圧力を
付加するのみでは、実際にシリンジ開口104aに所定
の圧力が加えられなくなり、ディスペンサ101より吐
出される体積が想定した値と異なる場合が生じうる。
【0006】従来技術においては、各種液体材料につい
ての、吐出体積に対してのシリンジ104内の液体材料
110の残量と供給空気の圧力との関係をあらかじめ得
て、その関係から吐出体積を一定にするための圧力の補
正計数を求めることとし、その補正計数に応じて随時空
気の圧力を制御することで一定量の液体材料の吐出を可
能としている。また、これら補正計数は、各種液体材料
の、種々の温度域についてすなわち種々の粘度での関係
があらかじめ求められ、実吐出体積を安定させるために
用いられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来においては、例え
ば液体材料の注入時においても、吐出量に対するシリン
ジ104内の液体材料110の残量と加圧空気による圧
力との関係を求め、その結果によりえた補正計数を用い
て実際に加える圧力の値および加圧時間を制御すること
で、充填される液体材料の体積の制御は可能であった。
また、吐出作業を数回行う毎に実吐出体積を測定し、そ
の測定結果に応じて圧力の大きさおよび加圧時間を調整
することで充填される液体材料の体積の制御を行うこと
も可能であった。
【0008】しかしながら、上記半導体チップの小型化
に代表されるように、一回の液体材料の吐出工程におい
て要求される実吐出体積は、近年ますます微少化しつつ
ある。具体的には、従来であれば、重量にして0.1m
gレベルに応じた実吐出体積が制御されれば十分であっ
たものが、精度的に一桁以上高い0.01mg以上の精
度に応じた実吐出体積の制御が要求されつつある。この
要求に対して、上述のあらかじめ求めた補正計数によっ
て圧力値等を調整する方法による場合には、シリンジ1
04内部の圧力を極微少な量だけ変化させることが可能
であれば、上記所要の精度を得ることも可能である。
【0009】ここで、現状のディスペンサの構成に着目
すると、圧力空気源111、バルブ112及び減圧弁1
13とシリンジ104との間は可撓性のチューブ105
により繋がれており、このチューブ105は装置構成上
かなりの長さを有している。バルブ112の開閉により
シリンジ104内部の空気を加圧しようとした場合、ま
ずこのチューブ105の内部圧が上昇し、それに伴って
シリンジ104内部の圧力が上昇することとなる。ま
た、このチューブ105は、一般的にはビニールチュー
ブ等の材質から成り、その内部圧力の変化により弾性変
形をする。
【0010】従って、シリンジ104の内部圧力が所定
値に達するまでには、チューブ105の弾性変形とその
後の内部圧力の上昇に要する一定の経過時間を必要とす
ることとなる。この経過時間は、装置に許容される処理
時間が充分にある場合はそれほど問題とはならないが、
処理時間を縮め、稼働率の向上を図る上では大きな問題
となる。また、シリンジ104内部の圧力が定常状態と
なるまでの経過時間において、経過時間中のどの部分で
吐出工程を行うかによって、吐出量の精度も低下する恐
れがある。
【0011】また、一般的には、対象物に対して液体材
料を吐出する場合、シリンジあるいは対象物の何れかを
XY方向(所定の面内)で移動させ、吐出位置を特定
後、シリンジ開口4aを対象物に近づける操作が必要と
なる。この場合、シリンジを移動させる構成とした場合
には、チューブの長さをシリンジ稼働範囲以上とする必
要があり、装置構成上チューブの長さを縮めることは困
難であった。
【0012】本発明は、上記課題に鑑みてなされてもの
であり、シリンジの内部圧力を迅速に所定値とすること
が可能となるディスペンサを提供することを目的とし、
装置稼働率の向上及び吐出精度の向上を図ろうとするも
のである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る液体材料吐出装置は、液体材料を内部
に保持して液体材料を吐出するための吐出口を有するシ
リンジと、圧力媒体をシリンジ内部に供給する供給器
と、供給器から前記シリンジ内部に圧力媒体を導入する
媒体導入系と、媒体導入系途中に配置されてシリンジ内
部に供給される圧力媒体の圧力を制御する圧力制御部と
からなる液体材料吐出装置であって、シリンジと圧力制
御部とが一体となって駆動されることを特徴としてい
る。
【0014】
【実施例】本発明の実施例の詳細について、図1を例と
して以下に説明する。図中、液体材料吐出装置であるデ
ィスペンサ1は、液体材料10を内部に保持するシリン
ジ4、シリンジ4内部に加圧空気を供給するチューブ
5、加圧空気の一次側圧力を制御する圧力制御部2、液
体材料10の温度を検出すると共に当該温度を制御する
温度制御部8から構成される。基本構成に関しては、図
2に示す従来のディスペンその構成を類似するため、そ
れぞれの構成要素の説明については、ここでは省略す
る。
【0015】本発明に於けるディスペンサと従来のそれ
と異なる構成は、具体的にはシリンジ4近傍に配置され
た圧力制御部としての精密レギュレータ15である。圧
力制御部2には、その内部にバルブ12が設けられ、こ
のバルブ12を介して、所定の圧力を有する外部の圧力
空気源11から導入される空気の圧力を一次圧として制
御し、圧力制御後の空気が精密レギュレータ15に導入
される。精密レギュレータ15においては、所望される
吐出量に応じて、シリンジ4内部に付加される二次圧力
が、圧力制御部2とは独立して制御される。
【0016】ここで、本発明に用いる精密レギュレータ
15としては、例えば、藤倉ゴム工業株式会社より販売
されるステッピングモータ起動式精密レギュレータRS
・M/Sシリーズ(不図示)が好適である。当該レギュ
レータは、ステッピングモータによって、その二次圧力
を高精度に制御することを可能としている。また、ステ
ッピングモータ本体がレギュレータと一体化されてお
り、レギュレータ本体の容積も非常に小さく構成されて
いる。なお、このステッピングモータは、不図示のコン
トローラによって、二次圧力に応じて制御される。
【0017】この精密レギュレータを用いることによ
り、シリンジ4の近傍にレギュレータ15を配置するこ
とが可能となり、二次圧力が付加されるチューブ5aを
従来の構成に対して極端に短くすることが可能となる。
さらに、シリンジ4が固定される不図示の駆動部にレギ
ュレータ15も同様に固定し、シリンジと一体で駆動す
ることが可能となる。このことは、チューブ5を、それ
ほど可撓性が要求されない例えばテフロン(登録商標)
製、あるいは可撓性を有さないステンレス製のチューブ
等へ変更することを可能とし、二次圧力を減衰させる要
因の一つを無くすことが可能となる。
【0018】また、シリンジ4及びその内部は、一般的
に使用時においては加熱あるいは冷却されている。チュ
ーブ5に対してテフロン製等のチューブの使用が可能と
なることにより、レギュレータ15とシリンジ4との間
での圧力媒体の温度管理も可能となる。これにより、圧
力媒体の熱膨張等の影響を低減し、高精度にシリンジ4
内部の圧力を制御することが可能となる。
【0019】なお、精密レギュレータ15は上記例示に
限定されない。すなわち、精密レギュレータ15は、ス
テッピングモータ等により当該レギュレータ後方の二次
圧を高精度に制御可能なものであれば良く。また、用い
る精密レギュレータ15として、極力容積が小さいも
の、あるいはシリンジ4近傍に当該レギュレータを配置
する上でその形状が適当なものであれば良い。
【0020】また、本実施例においては、精密レギュレ
ータ15と共に圧力制御部2を設けているが、圧力空気
源11において一次圧の制御が可能である場合には、圧
力制御部2を除いても良い。また、本実施例においては
圧力媒体として空気を用いているが、液体材料の特性に
応じて、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることと
しても良い。
【0021】
【本発明の効果】本発明によれば、ディスペンサにおけ
る精密レギュレータをシリンジ近傍に配置することによ
り、シリンジの内部圧力を迅速に所定値とすることが可
能となる。さらに、迅速かつ高精度な圧力制御が可能と
なることにより、装置稼働率の向上及び吐出精度の向上
が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液体材料吐出システムの概略構成
を示す図である。
【図2】従来技術における液体材料吐出システムの概略
構成を示す図である。
【符号の説明】
1、101 ディスペンサ、 2、102 圧力制御部、 4、104 シリンジ、 4a シリンジ開口 5、105 チューブ 5a チューブ 8、108 温度制御部、 9、109 温度センサ、 10、110 液体材料、 11、111 圧力空気源、 12、112 バルブ、 13、113 減圧弁、 14、114 温度調節装置、 15 精密レギュレータ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 正一 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 4F041 AA05 AB01 AB02 BA01 BA10 BA34 BA35 4F042 AA01 AA06 AA07 AB00 AB01 BA06 CA04 CA09 CB01 CB03 CB07 CB08 CB10 CB11 CB18 ED05 5F047 BA21 BB11 FA22

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体材料を内部に保持して前記液体材料
    を吐出するための吐出口を有するシリンジと、圧力媒体
    を前記シリンジ内部に供給する供給器と、前記供給器か
    ら前記シリンジ内部に前記圧力媒体を導入する媒体導入
    系と、前記媒体導入系途中に配置されて前記シリンジ内
    部に供給される前記圧力媒体の圧力を制御する圧力制御
    部とからなる液体材料吐出装置であって、前記シリンジ
    と前記圧力制御部とが一体となって駆動されることを特
    徴とする液体材料吐出装置。
JP2001169558A 2001-06-05 2001-06-05 液体材料吐出装置 Pending JP2002361144A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009081218A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Nec Corp ダイボンディング方法及び装置
JP2012129288A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Canon Machinery Inc 液体供給装置
EP2438998A4 (en) * 2009-06-03 2017-11-08 Musashi Engineering, Inc. Method and device for discharging a fixed amount of liquid

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