JP2004305791A - Liquid jet device - Google Patents

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JP2004305791A JP2003098478A JP2003098478A JP2004305791A JP 2004305791 A JP2004305791 A JP 2004305791A JP 2003098478 A JP2003098478 A JP 2003098478A JP 2003098478 A JP2003098478 A JP 2003098478A JP 2004305791 A JP2004305791 A JP 2004305791A
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伊佐雄 坂本
Tsugunori Masuda
二紀 増田
Satoshi Nakamura
中村  聡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a liquid from being blocked, especially prevent clogging with an oxide film. <P>SOLUTION: This liquid jet device 100 is equipped with a tank 10 for storing molten solder S1, the pump chamber 20 provided to the lower part of the tank 10 to communicate with the tank 10 and having a wall surface comprising a diaphragm 30, the discharge nozzle 40 provided to the lower part of the pump chamber 20 to communicate with the pump chamber 20 and a piezoelectric actuator 50 for intermittently pressing the diaphragm 30 to discharge molten solder S1 downward from the discharge nozzle 40. By arranging the tank 10, the pump chamber 20 and the discharge nozzle 40 in a vertical direction, the oxide film does not enter the pump chamber and the molten solder S becomes easy to flow by its own weight to suppress clogging. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属等の液体を連続的に微細な球状に吐出する液体噴射装置に関し、詳しくは、はんだバンプやはんだボールの製造に好適な液体噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化及び薄型化に伴い、電子部品の高密度実装技術が急速に進展している。この高密度実装を実現する半導体装置として、半導体基板やインターポーザ基板の上に半球状のはんだバンプを有するFC(flip chip)やBGA(ball grid array)が使われている。また、これに関連する技術として、下記特許文献1,2が知られている。
【0003】
特許文献1には、圧電素子を利用して溶融はんだをノズルから水平方向に噴射することによって、三次元構造体を製造する方法が記載されている。
【0004】
特許文献2には、溶融はんだを貯えるタンクの水平方向に湯道を設け、この湯道の先端の上方向にパルス加圧装置、下方向にオリフィスをそれぞれ設けた、はんだボールの製造装置が記載されている。溶融はんだは、湯道を水平方向に進み、湯道の先端で上から加圧されることにより、オリフィスから吐出されて、はんだボールとなる。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−156524号公報(図1、段落0007等)
【特許文献2】
特開平11−123592号公報(図1、段落0006等)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1では、具体的な製造装置の構造が何も開示されていない。また、特許文献2では、タンクとパルス加圧装置及びオリフィスとの間に、水平かつ長い湯道が設けられているので、溶融はんだの目詰まりが起きやすいという問題があった。溶融はんだの場合は、特に酸化膜による目詰まりが起きやすい。
【0007】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、液体の目詰まりの抑制等を実現できる液体噴射装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
《請求項1〜3は、液体噴射装置の基本構造に関する。》
【0009】
請求項1記載の液体噴射装置は、液体を貯留するタンクと、タンクの下方に設けられタンクと連通するポンプ室と、ポンプ室の下方に設けられポンプ室と連通するとともに液体を下方へ向けて吐出する吐出ノズルと、ポンプ室に作用することにより吐出ノズルの動作を付勢するアクチュエータと、を備えたものである。換言すると、液体を貯留するタンクと、タンクの下に設けられタンクと連通するポンプ室と、ポンプ室の下に設けられポンプ室と連通する吐出ノズルと、ポンプ室に作用することにより液体を吐出ノズルから下へ吐出するアクチュエータと、を備えたものである。ここでいう上下は、言うまでもなく、鉛直方向に対するものである。
【0010】
液体は、タンクからポンプ室へ導かれ、アクチュエータによって吐出ノズルから液滴となって吐出される。このとき、タンク、ポンプ室及び吐出ノズルが鉛直方向に配設されていることにより、液体が自重によって流れやすくなるので、目詰まりが抑制される。また、液体が流れやすくなることにより、液滴の生成速度[個/秒]も大きくなる。更に、タンク内において、液体が空気と接触することによって酸化膜が生じても、その酸化膜は液体の表面にとどまる。そのため、酸化膜がタンクの下のポンプ室に入って、目詰まりを起こすおそれもない。特に、液体が溶融はんだである場合は、酸化膜が発生しやすいので、この効果が顕著となる。
【0011】
請求項2記載の液体噴射装置は、請求項1記載の液体噴射装置において、ポンプ室はダイアフラムからなる壁面を有し、アクチュエータはダイアフラムを間欠的に押圧することにより吐出ノズルの動作を付勢する、というものである。
【0012】
液体は、タンクからポンプ室へ導かれ、ポンプ室のダイアフラムがアクチュエータによって押圧されると、吐出ノズルから液滴となって吐出される。この場合も、タンク、ポンプ室及び吐出ノズルが鉛直方向に配設されていることにより、液体が自重によって流れやすくなる。
【0013】
請求項3記載の液体噴射装置は、請求項2記載の液体噴射装置において、ブロック体内にポンプ室が形成され、ブロック体の上にタンクが取り付けられ、ブロック体の下に吐出ノズルが取り付けられた、というものである。
【0014】
ポンプ室、タンク及び吐出ノズルが一つのブロック体に設けられるので、液体噴射装置が小型になる。これにより、液体の流路も短くなるので、より目詰まりが抑制されるとともに、液滴の生成速度も更に大きくなる。
【0015】
《請求項4〜9は、ポンプ室の構造に関する。》
【0016】
請求項4記載の液体噴射装置は、請求項2又は3記載の液体噴射装置において、ポンプ室は、水平方向に軸線を有する円柱状を呈するとともに一方の円形の壁面がダイアフラムである空洞部と、タンクに入口が連結され空洞部に出口が連結された導入管部と、空洞部に入口が連結され吐出ノズルに出口が連結された排出管部とを備えた、というものである。
【0017】
液体は、タンクから導入管部を通って空洞部へ導かれ、空洞部のダイアフラムがアクチュエータによって押圧されると、排出管部を通って吐出ノズルから液滴となって吐出される。この場合も、タンク、ポンプ室及び吐出ノズルが鉛直方向に配設されていることにより、液体が自重によって流れやすくなる。
【0018】
請求項5記載の液体噴射装置は、請求項4記載の液体噴射装置において、排出管部の入口は空洞部の上縁に連結された、というものである。
【0019】
空洞部において、気泡が発生することがある。この気泡は、液体に加えた圧力を吸収するので、液滴の吐出を妨げる。そこで、空洞部に発生した気泡が浮力によって空洞部の上縁に集まることを利用して、空洞部の上縁に排出管部の入口を設けることにより、気泡を速やかに排出管部に導いて排出する。この作用は、後から発生する気泡以外にも、最初の段階(ポンプ室に液体が入ってない状態から液体を充填する段階)で存在する気泡に対しても、有効である。
【0020】
請求項6記載の液体噴射装置は、請求項5記載の液体噴射装置において、導入管部の出口は空洞部の接線方向に沿って空洞部の内周に連結された、というものである。
【0021】
導入管部の出口から空洞部の内周に導かれた液体は、空洞部の接線方向に付勢されているので、空洞部の内周を速やかに進み、空洞部の上縁に位置する排出管部の入口に達する。すなわち、液体の流路は「の」の字を描くことになる。したがって、液体が流れやすくなるとともに、気泡が滞ることなく排出される。
【0022】
請求項7記載の液体噴射装置は、請求項6記載の液体噴射装置において、空洞部と同じ軸線を有する円柱が空洞部内に突設され、導入管部の出口から排出管部の入口までの液体の流路が円柱の周囲に形成された、というものである。
【0023】
空洞部と同じ軸線を有する円柱が空洞部内に突設されると、円柱の周囲に円環状の空間が形成される。この空間において空洞部の内壁には、導入管部の出口と排出管部の入口とが開口している。したがって、導入管部の出口から空洞部の内周に導かれた液体は、円柱がある部分を流れないので、円柱の周囲の空洞部の内周に沿った流路を集中して進む。したがって、液体がより流れやすくなるとともに、気泡が更に滞ることなく排出される。
【0024】
請求項8記載の液体噴射装置は、請求項4乃至7のいずれかに記載の液体噴射装置において、導入管部の入口若しくは出口又は途中に、導入管部の内径よりも小さい透孔を有するノズルを設けた、というものである。
【0025】
空洞部の液体がダイアフラムによって押圧されると、空洞部に開口している導入管部と排出管部から、液体が逃げようとする。もちろん、導入管部の方から多くの液体が逃げることは液体の過度の逆流であるから、導入管部とタンクとの間に逆止弁を設けたい。しかし、導入管部の直径が極めて小さい場合は、通常の複雑な構造の逆止弁では抵抗が大き過ぎて目詰まりを起こす。そこで、導入管部の内径よりも小さい透孔を有するノズルを、例えば導入管部とタンクとの間に設ける。透孔の内径及び長さは、液体の流路抵抗を決める要素である。透孔の大きさ及び形状は、吐出ノズルの抵抗と同じもの、又はそれに近い抵抗を持ったもの、とすることが望ましい。このノズルは、逆流を抑える機能を有するとともに、構造が単純であるため目詰まりも起こさない。
【0026】
請求項9記載の液体噴射装置は、請求項4乃至7のいずれかに記載の液体噴射装置において、導入管部の入口若しくは出口又は途中に、吐出ノズルと同じものが連結された、というものである。
【0027】
吐出ノズルを例えば導入管部とタンクとの間に設けると、空洞部の液体から見れば、導入管部にも排出管部にも同じ吐出ノズルが設けられているので、導入管部でも排出管部でも流路の抵抗は同じことになる。一方、導入管部の先にはタンク内に満たされた液体があるのに対して、排出管部の先は開放されている。したがって、液体は流れやすい方向すなわち排出管部へ確実に逃げる。すなわち、導入管部とタンクとの間に設けた吐出ノズルは、逆流を抑える機能を有する。この場合は、別に逆止弁を設ける場合に比べて、部品の種類が一つ少なくて済む。また、吐出ノズルは、目詰まりを起こさないように設計されているので、逆止弁のように用いても目詰まりを起こすことはない。
【0028】
《請求項10〜12は、アクチュエータの構造に関する。》
【0029】
請求項10記載の液体噴射装置は、請求項3記載の液体噴射装置において、アクチュエータは柱状の圧電アクチュエータであり、この圧電アクチュエータは、ダイアフラムを押圧する側の自由端と、支持部材によってブロック体に固定される側の固定端とを備えた、というものである。
【0030】
圧電アクチュエータは、電圧が印加されると、圧電効果によって伸縮する。このとき、圧電アクチュエータの固定端は、支持部材によってブロック体に固定されている。そのため、圧電アクチュエータの全ての変位が自由端に反映され、自由端が伸縮してダイアフラムを押圧する。圧電アクチュエータは、次のような特長を有する。▲1▼.応答が高速である。▲2▼.ダイアフラムの振幅をミクロンオーダで制御できる。▲3▼.電圧、周波数、波形等の電気信号を調節することにより、様々な流体吐出が可能となる。
【0031】
請求項11記載の液体噴射装置は、請求項10記載の液体噴射装置において、支持部材に固定されるとともに圧電アクチュエータの自由端を弾性部材を介して固定するアクチュエータホルダを備えた、というものである。
【0032】
圧電アクチュエータの自由端は、弾性部材を介してアクチュエータホルダに固定される。アクチュエータホルダは、支持部材を介してブロック体に固定される。そのため、圧電アクチュエータの自由端を伸縮自在にしたまま、圧電アクチュエータの堅牢化を図れる。
【0033】
請求項12記載の液体噴射装置は、請求項11記載の液体噴射装置において、弾性部材は、アクチュエータホルダの一部が円環状に加工されたものである、というものである。
【0034】
アクチュエータホルダの一部を円環状に加工すると、この部分が弾性を有することになる。そのため、部品点数が増加することなく、弾性部材が得られる。
【0035】
《請求項13〜16は、ヒータの構造及びその断熱の構造に関する。》
【0036】
請求項13記載の液体噴射装置は、請求項3記載の液体噴射装置において、ポンプ室、タンク及び吐出ノズルを加熱するヒータがブロック体内に埋設された、というものである。
【0037】
ポンプ室、タンク、吐出ノズル及びヒータが一つのブロック体に設けられるので、液体噴射装置が小型になるとともに、ヒータから発生した熱が効率良くポンプ室、タンク及び吐出ノズルに伝わる。
【0038】
請求項14記載の液体噴射装置は、請求項13記載の液体噴射装置において、アクチュエータは柱状の圧電アクチュエータであり、圧電アクチュエータは、ダイアフラムを押圧する側の自由端と、断熱性を有する支持部材によってブロック体に固定される側の固定端とを備えた、というものである。
【0039】
圧電アクチュエータの固定端は、支持部材によってブロック体に固定されている。一方、ブロック体は、ヒータによって加熱されるので、高温になる。圧電アクチュエータは高温になると動作に支障を生じるので、断熱性を有する支持部材を用いることにより、ブロック体から固定端への熱伝導を防ぐ。
【0040】
請求項15記載の液体噴射装置は、請求項14記載の液体噴射装置において、ブロック体と圧電アクチュエータとの間に、ブロック体からの輻射熱を遮断する断熱シートが設けられた、というものである。
【0041】
ブロック体から圧電アクチュエータに影響する熱は、熱伝導によるものだけでなく、熱輻射によるものもある。そこで、ブロック体と圧電アクチュエータとの間に断熱シートを設けて、ブロック体からの輻射熱を防ぐ。
【0042】
請求項16記載の液体噴射装置は、請求項15記載の液体噴射装置において、断熱シートによってブロック体側と圧電アクチュエータ側とが隔てられ、圧電アクチュエータ側に圧電アクチュエータを冷却するファンが設けられた、というものである。
【0043】
断熱シートによってブロック体側と圧電アクチュエータ側とが隔てられ、圧電アクチュエータ側にファンが設けられているので、ファンの風は圧電アクチュエータにしか当たらない。そのため、高温を維持しなければならないブロック体には風が当たらず、圧電アクチュエータのみが効率良く冷却される。
【0044】
《請求項17は、液体の種類に関する。》
【0045】
請求項17記載の液体噴射装置は、請求項1乃至16のいずれかに記載の液体噴射装置において、液体が溶融はんだである、というものである。
【0046】
本発明に係る液体噴射装置では、液体の自重を積極的に利用しているので、溶融金属などの比重の大きい液体ほど効果が大きい。溶融金属の中でも溶融はんだは、融点が低いことによりヒータが簡素で良いので、最も効果的である。
【0047】
【発明の実施の形態】
以下、液体として溶融はんだを用いる液体噴射装置を、図面に基づき説明する。なお、ブロック体等の各構成要素の材質は、特に説明のない限りステンレスである。キャップスクリュウとともに用いられるワッシャについては、符合を略す。螺合による当接面に介挿されるフッソ樹脂製のワッシャについては、図示を略す。
【0048】
図1乃至図4は本発明に係る液体噴射装置の一実施形態を示し、図1は図3におけるI−I線縦断面図(タンクの部分はタンクの中心線を含む断面図)、図2は正面図、図3は平面図、図4[1]は左側面図、図4[2]は図3におけるIV−IV線縦断面図(一部図3と異なる)である。以下、これらの図面に基づき、本発明に係る液体噴射装置の基本構造について説明する。
【0049】
本実施形態の液体噴射装置100は、溶融はんだS1を貯留するタンク10と、タンク10の下に設けられタンク10と連通するとともにダイアフラム30からなる壁面を有するポンプ室20と、ポンプ室20の下に設けられポンプ室20と連通するとともに溶融はんだS1を下へ吐出する吐出ノズル40と、ダイアフラム30を間欠的に押圧することにより吐出ノズル40の動作を付勢する圧電アクチュエータ50とを基本的に備えたものである。また、ブロック体60内にポンプ室20が形成され、ブロック体60の上にタンク10が取り付けられ、ブロック体60の下に吐出ノズル40が取り付けられている。更に、ブロック体60内には、タンク10、ポンプ室20及び吐出ノズル40を加熱するヒータ80が埋設されている。
【0050】
タンク10は、円筒状を呈し、ブロック体60に形成された凹部11に螺合されている。タンク10の上には必要に応じ継ぎ手12が螺合され、継ぎ手12にはチューブ(図示せず)が挿し込まれる。タンク10に供給されたはんだ粒は、ヒータ80で加熱されて溶融はんだS1となる。
【0051】
次に、液体噴射装置100の作用を説明する。溶融はんだS1は、タンク10からポンプ室20へ導かれ、ポンプ室20のダイアフラム30が圧電アクチュエータ50によって押圧されると、吐出ノズル40から液滴S2となって吐出される。このとき、タンク10、ポンプ室20及び吐出ノズル40が鉛直方向に配設されていることにより、溶融はんだS1が自重によって流れやすくなるので、目詰まりが抑制される。また、溶融はんだS1が流れやすくなることにより、液滴S2の生成速度[個/秒]も大きくなる。更に、タンク10内において、溶融はんだS1が空気と接触することによって酸化膜が生じても、その酸化膜は溶融はんだS1の表面にとどまる。そのため、酸化膜がタンク10の下のポンプ室20に入って、目詰まりを起こすおそれもない。更にまた、タンク10、ポンプ室20及び吐出ノズル40が一つのブロック体60に設けられるので、液体噴射装置100が小型になる。これにより、溶融はんだ1の流路も短くなるので、より目詰まりが抑制されるとともに、液滴S2の生成速度も更に大きくなる。
【0052】
図5及び図6は図1の液体噴射装置におけるポンプ室を示し、図5は拡大断面図、図6は斜視図である。以下、図1、図5及び図6に基づき、ポンプ室20について説明する。
【0053】
ポンプ室20は、水平方向に軸線Lを有する扁平な円柱状を呈するとともに一方の円形の壁面がダイアフラム30である空洞部21と、タンク10に入口22aが連結され空洞部21に出口22bが連結された導入管部22と、空洞部21に入口23aが連結され吐出ノズル40に出口23bが連結された排出管部23とを備えている。排出管部23の入口23aは空洞部21の上縁に連結され、導入管部22の出口22bは鉛直下方向かつ空洞部21の接線方向に沿って空洞部21の内周に連結されている。また、空洞部21と同じ軸線Lを有する扁平な円柱31(図5)が空洞部21内に突設され、導入管部22の出口22bから排出管部23の入口23aまでの溶融はんだS1の流路S3(図6)が円柱31の周囲に形成されている。
【0054】
ダイアフラム30は、中心に穴が開いた円板であり、短い棒状のダイアフラム押え32と長い棒状のダイアフラムジョイント33とによって支持される。ダイアフラム押え32の頭部が円柱31となっている。ダイアフラム押え32は、ダイアフラム30が挟まれた状態でダイアフラムジョイント33に圧入され、銀蝋付けされる。ブロック体60には凹部34が形成され、凹部34に円筒状のダイアフラム固定リング35が螺合する。ダイアフラム30は、凹部34内に収容された状態でダイアフラム固定リング35によって固定される。
【0055】
次に、ポンプ室20の作用について説明する。
【0056】
溶融はんだS1は、タンク10から導入管部22を通って空洞部21へ導かれ、空洞部21のダイアフラム30が圧電アクチュエータ50によって押圧されると、排出管部23を通って吐出ノズル40から液滴S2となって吐出される。この場合も、タンク10、ポンプ室20及び吐出ノズル30が鉛直方向に配設されていることにより、溶融はんだS1が自重によって流れやすくなる。
【0057】
ここで、空洞部21において、気泡(図示せず)が発生することがある。この気泡は、ダイアフラム30によって溶融はんだS1に加えた圧力を吸収するので、液滴S1の吐出を妨げる。そこで、空洞部21に発生した気泡が浮力によって空洞部21の上縁に集まることを利用して、空洞部21の上縁に排出管部23の入口23aを設けることにより、気泡を速やかに排出する。
【0058】
また、導入管部22の出口22bから空洞部21の内周に導かれた溶融はんだS1は、空洞部21の接線方向に付勢されているので、空洞部21の内周を速やかに進み、空洞部21の上縁に位置する排出管部23の入口23aに達する。すなわち、溶融はんだS1の流路S3は、「の」の字を描く。厳密に言えば、「の」の字を逆になぞる逆「の」の字である。したがって、溶融はんだS1が流れやすくなるとともに、気泡が滞ることなく排出される。
【0059】
更に、空洞部21と同じ軸線Lを有する円柱31が空洞部21内に突設されると、円柱31の周囲に円環状の空間が形成される。この空間において空洞部21の内壁には、導入管部22の出口22bと排出管部23の入口23aとが開口している。したがって、導入管部22の出口22bから空洞部21の内周に導かれた溶融はんだS1は、円柱31がある部分を流れないので、円柱31の周囲の空洞部21の内周に沿った流路S3を集中して進む。したがって、溶融はんだS1がより流れやすくなるとともに、気泡が更に滞ることなく排出される。
【0060】
図7[1A],[2A]は導入管部の入口とタンクとの間に設けられる平板ノズルを示し、図7[1A]は平面図、図7[2A]は図7[1A]におけるVIIa−VIIa線縦断面図である。以下、図1、図5及び図7[1A],[2A]に基づき、平板ノズルについて説明する。
【0061】
導入管部22の入口22aとタンク11との間には、円板状の平板ノズル45が設けられている。平板ノズル45は、円錐状の透孔46が形成されており、逆流を抑える機能する。すなわち、平板ノズル45は、透孔46の先端(直径の小さい方)を空洞部21へ向けて設置される。空洞部21の溶融はんだS1がダイアフラム30によって押圧されると、空洞部21に開口している導入管部22と排出管部23とから、溶融はんだS1が逃げようとする。もちろん、導入管部22の方から多くの溶融はんだS1が逃げることは、溶融はんだS1の過度の逆流であるから、好ましくない。そこで、導入管部22とタンク10との間に、平板ノズル45を設けている。平板ノズル45は、構造が単純であるため、目詰まりも起こさない。なお、溶融はんだS1は、逆流して逃げても吐出量と同じくらいの量であれば、特に問題はない。
【0062】
図7[1B],[2B]は平板ノズルの代わりに用いられる吐出ノズルを示し、図7[1B]は平面図、図7[2B]は図7[1B]におけるVIIb−VIIb線縦断面図である。以下、図4[2]及び図7[1B],[2B]に基づき、吐出ノズルについて説明する。
【0063】
図4[2]に示す例では、平板ノズル45に代えて、逆向きにした吐出ノズル41を用いている。吐出ノズル41は、吐出ノズル40と同じものである。このとき、空洞部21の溶融はんだS1から見れば、導入管部22にも排出管部23にも同じ吐出ノズル40,41が設けられているので、導入管部22でも排出管部23でも流路の抵抗は同じことになる。一方、導入管部22の先にはタンク10内に満たされた溶融はんだS1があるのに対して、排出管部23の先は開放されている。したがって、溶融はんだS1は流れやすい方向すなわち排出管部23へ確実に逃げる。すなわち、導入管部22とタンク10との間に設けた吐出ノズル41は、逆流を抑える機能を有する。この場合は、別に逆止弁を設ける場合に比べて、部品の種類が一つ少なくて済む。また、吐出ノズル41は、目詰まりを起こさないように設計されているので、逆止弁のように用いても目詰まりを起こすことはない。なお、吐出ノズル41を逆向きにした理由は、ブロック体60に取り付けやすいからである。
【0064】
図8は、図1における圧電アクチュエータを保持するアクチュエータホルダを示し、図8[1]は正面図、図8[2]は平面図、図8[3]は図8[2]におけるVIII−VIII線縦断面図である。以下、図1乃至図3及び図8に基づき、圧電アクチュエータについて説明する。
【0065】
圧電アクチュエータ50は、圧電セラミックスが多数積層された柱状を呈し、ダイアフラム30を押圧する側の自由端51と、支持部材53a,53bによってブロック体60に固定される側の固定端52とを備えている。また、圧電アクチュエータ50は、アクチュエータホルダ70に保持される。
【0066】
アクチュエータホルダ70は、ダイアフラムジョイント33を支持するダイアフラム支持部71と、圧電アクチュエータ50を収容するアクチュエータ収容部72と、支持部材53に固定される固定部73と、ダイアフラム支持部71と固定部73とを弾性を持って結合する弾性結合部74とによって構成されている。弾性結合部74の一部が、円環状に加工された弾性部材75a,75bとなっている。また、アクチュエータホルダ70は、おおよそ長方形の枠状を呈し、対向する短い二辺がダイアフラム支持部71及び固定部73、残りの長い二辺が弾性結合部74、四辺内がアクチュエータ収容部72となっている。
【0067】
ダイアフラム支持部71は、ジョイント押え76及びキャップスクリュウ77a,77bによって、溝内にダイアフラムジョイント33を支持している。アクチュエータ収容部72は、圧電アクチュエータ50をスペーサ78,79とともに枠内に嵌め込んでいる。これは、弾性部材75a,75bの復元力に抗しつつ、圧電アクチュエータ50及びスペーサ78,79をアクチュエータ収容部72内に押し込んだものである。
【0068】
固定部73は、キャップスクリュウ54a,54b及びスペーサ55a,55bによって,支持部材53a,53bに固定されている。支持部材53a,53bは、キャップスクリュウ56a,56bによってブロック体60に固定されている。支持部材53a,53bは、断熱性及び耐熱性に優れ、しかも軽量なチタンを用いている。スペーサ55a,55bは、耐熱性をあまり必要としない位置に用いるので、合成樹脂製である。
【0069】
次に、圧電アクチュエータ50の作用を説明する。圧電アクチュエータ50は、電圧が印加されると、圧電効果によって伸縮する。このとき、圧電アクチュエータ50の固定端52は、アクチュエータホルダ70の固定部73及び支持部材53a,53bを介して、ブロック体60にしっかりと固定されている。一方、圧電アクチュエータ50の自由端51は、弾性部材75a,75bを介することにより、結果的にブロック体60に伸縮自在に固定されている。そのため、圧電アクチュエータ50の全ての変位は弾性部材75a,75bによって自由端51を含むダイアフラム支持部71に反映され、ダイアフラム支持部71が伸縮してダイアフラム30を押圧する。これにより、圧電アクチュエータ50の自由端51を伸縮自在としたままブロック体60に固定できるので、圧電アクチュエータ50の堅牢化が図れる。
【0070】
以下、図1の液体噴射装置におけるヒータの構造及びその断熱の構造について、図1乃至図4に基づき説明する。
【0071】
図1に示すように、タンク10、ポンプ室20及び吐出ノズル40を加熱するヒータ80がブロック体60内に埋設されている。そして、フィードバック制御に用いるための温度センサ81も、ブロック体60内に埋設されている。例えば、ヒータ80は抵抗体のジュール熱を利用する一般的なものであり、温度センサ81は熱電対である。
【0072】
次に、ヒータ80の作用について説明する。タンク10、ポンプ室20、吐出ノズル40及びヒータ80が一つのブロック体60に設けられるので、液体噴射装置100が小型になるとともに、ヒータ80から発生した熱が効率良くタンク10、ポンプ室20、吐出ノズル40に伝わる。
【0073】
次に、ヒータ80の断熱構造について説明する。
【0074】
ブロック体60は、ヒータ80によって加熱されるので、高温になる。一方、圧電アクチュエータ50は、高温になると動作に支障を生じる。そのため、圧電アクチュエータ50をブロック体60に固定する支持部材53a,53bに、断熱性及び耐熱性に優れたチタンを用いることにより、ブロック体60から圧電アクチュエータ50への熱伝導を防いでいる。
【0075】
また、ブロック体60から圧電アクチュエータ50に影響する熱は、熱伝導によるものだけでなく、熱輻射によるものもある。そこで、ブロック体60と圧電アクチュエータ50との間に断熱シート82を設けて、ブロック体60からの輻射熱を防いでいる。断熱シート82は、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッソ樹脂からなる布状である。なお、断熱シート82は、樹脂に限らず金属やセラミックスでも良く、布状に限らず板状でもよい。
【0076】
更に、図2に示すように(図1及び図3では図示略)、断熱シート82によってブロック体60側と圧電アクチュエータ50側とに隔て、圧電アクチュエータ50側に圧電アクチュエータ50を冷却するファン83を設けている。断熱シート84によって、ファン83の風Wは圧電アクチュエータ50側にしか当たらない。そのため、高温を維持しなければならないブロック体60には風Wが当たらず、圧電アクチュエータ50のみが効率良く冷却される。
【0077】
なお、図2に示すように、ファン83はファン金具84に固定され、ファン金具84はキャップスクリュウ54a,54bによってスペーサ55a,55bに固定されている。また、ファン金具84には、ファン83及び圧電アクチュエータ50へ電力を供給するための配線板85がキャップスクリュウ86及びナット87によって取り付けられている。
【0078】
なお、本発明は、言うまでもなく、上記実施形態に限定されない。例えば、液体として、溶融はんだの代わりにフラックス等を用いてもよい。ブロック体は、ステンレス等の金属に限らず、合成樹脂やセラミックス等としてもよい。
【0079】
【発明の効果】
本発明に係る液体噴射装置によれば、液体を貯留するタンクと、タンクの下に設けられタンクと連通するポンプ室と、ポンプ室の下に設けられポンプ室と連通するとともに液体を下へ吐出する吐出ノズルと、ポンプ室に作用することにより吐出ノズルの動作を付勢するアクチュエータとを備えたことにより、タンク、ポンプ室及び吐出ノズルが鉛直方向に配設されるので、液体が自重によって流れやすくなり、これにより目詰まりを抑制できる。また、液体が流れやすくなることにより、液滴の生成速度[個/秒]も増大できる。しかも、タンク内で液体が空気と接触して酸化膜が生じても、その酸化膜が液体の表面にとどまるので、酸化膜がタンクの下のポンプ室に入って目詰まりを起こすことを防止できる。本発明に係る液体噴射装置によれば、各請求項ごとに次の効果も奏する。
【0080】
請求項2記載の液体噴射装置によれば、液体がタンクからポンプ室へ導かれ、ポンプ室のダイアフラムがアクチュエータによって押圧されると、吐出ノズルから液滴が吐出され、この場合もタンク、ポンプ室及び吐出ノズルが鉛直方向に配設されるので、液体を速やかに流すことができる。
【0081】
請求項3記載の液体噴射装置によれば、ポンプ室、タンク及び吐出ノズルが一つのブロック体に設けられるので、液体噴射装置を小型化できる。これにより、液体の流路も短くできるので、より目詰まりを抑制できるとともに、液滴の生成速度も更に増大できる。
【0082】
請求項4記載の液体噴射装置によれば、液体がタンクから導入管部を通って空洞部へ導かれ、空洞部のダイアフラムがアクチュエータによって押圧されると、排出管部を通って吐出ノズルから液滴が吐出され、この場合もタンク、ポンプ室及び吐出ノズルが鉛直方向に配設されるので、液体を速やかに流すことができる。
【0083】
請求項5記載の液体噴射装置によれば、排出管部の入口を空洞部の上縁に連結することにより、空洞部に発生した気泡を速やかに排出できる。
【0084】
請求項6記載の液体噴射装置によれば、導入管部の出口を空洞部の接線方向に沿って空洞部の内周に連結することにより、液体の流路を「の」の字状にできるので、液体を素早く流すことができるとともに、気泡も容易に排出できる。
【0085】
請求項7記載の液体噴射装置によれば、空洞部と同じ軸線を有する円柱を空洞部内に突設し、導入管部の出口から排出管部の入口までの液体の流路を円柱の周囲に形成することにより、円柱の周囲に沿った流路に液体を集中して進ませることができるので、液体をより素早く流すことができるとともに、気泡を更に容易に排出できる。
【0086】
請求項8記載の液体噴射装置によれば、透孔を有するノズルを導入管部に設けて逆止弁のように機能させることができるとともに、ノズルの構造が単純であるため目詰まりを防止できる。
【0087】
請求項9記載の液体噴射装置によれば、吐出ノズルと同じものを導入管部に設けて逆止弁のように機能させることができるとともに、吐出ノズルが目詰まりを起こさないように設計されているので、吐出ノズルを逆止弁のように用いても目詰まりを防止できる。
【0088】
請求項10記載の液体噴射装置によれば、ダイアフラムを押圧する側の自由端とブロック体に固定される側の固定端とを備えた圧電アクチュエータを用いることにより、圧電アクチュエータの変位を自由端側にのみ反映させることができるので、圧電アクチュエータの変位を有効に利用できる。
【0089】
請求項11記載の液体噴射装置によれば、圧電アクチュエータの自由端をを弾性部材を介して固定するアクチュエータホルダを備えたことにより、圧電アクチュエータの自由端を伸縮自在にしたまま、圧電アクチュエータの堅牢化を図ることができる。
【0090】
請求項12記載の液体噴射装置によれば、アクチュエータホルダの一部を円環状に加工することにより、部品点数を増加させることなく、弾性部材を得ることができる。
【0091】
請求項13記載の液体噴射装置によれば、ポンプ室、タンク及び吐出ノズルを加熱するヒータをブロック体内に埋設することにより、液体噴射装置を小型化できるとともに、ヒータから発生した熱を効率良くポンプ室、タンク及び吐出ノズルへ伝えることができる。
【0092】
請求項14記載の液体噴射装置によれば、断熱性を有する支持部材によって圧電アクチュエータをブロック体に固定することにより、ブロック体から圧電アクチュエータへの熱伝導を効果的に防ぐことができる。
【0093】
請求項15記載の液体噴射装置によれば、ブロック体と圧電アクチュエータとの間に断熱シートを設けたことにより、ブロック体から圧電アクチュエータへの熱輻射を効果的に防ぐことができる。
【0094】
請求項16記載の液体噴射装置によれば、断熱シートによって隔てられた圧電アクチュエータ側にファンを設けたことにより、高温を維持しなければならないブロック体には風を当てずに、圧電アクチュエータのみに風を当てることができるので、圧電アクチュエータを効率良く冷却できる。
【0095】
請求項17記載の液体噴射装置によれば、比重が大きくかつ融点が低い液体である溶融はんだを用いたことにより、液体の自重を有効に利用できるとともに、ヒータを簡素にできるので、前述の本発明の効果を最も発揮させることができる。特に、溶融はんだがタンク内で空気と接触して酸化膜が生じても、その酸化膜が液体の表面にとどまるので、酸化膜がタンクの下のポンプ室に入って目詰まりを起こすことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液体噴射装置の一実施形態を示す、図3におけるI−I線縦断面図(タンクの部分はタンクの中心線を含む断面図)である。
【図2】本発明に係る液体噴射装置の一実施形態を示す正面図である。
【図3】本発明に係る液体噴射装置の一実施形態を示す平面図である。
【図4】本発明に係る液体噴射装置の一実施形態を示し、図4[1]は左側面図、図4[2]は図3におけるIV−IV線縦断面図(一部図3と異なる)である。
【図5】図1の液体噴射装置におけるポンプ室を示す拡大断面図である。
【図6】図1の液体噴射装置におけるポンプ室を示す斜視図である。
【図7】図7[1A],[2A]は導入管部の入口とタンクとの間に設けられる平板ノズルを示し、図7[1A]は平面図、図7[2A]は図7[1A]におけるVIIa−VIIa線縦断面図である。図7[1B],[2B]は平板ノズルの代わりに用いられる吐出ノズルを示し、図7[1B]は平面図、図7[2B]は図7[1B]におけるVIIb−VIIb線縦断面図である。
【図8】図1における圧電アクチュエータを保持するアクチュエータホルダを示し、図8[1]は正面図、図8[2]は平面図、図8[3]は図8[2]におけるVIII−VIII線縦断面図である。
【符号の説明】
10 タンク
20 ポンプ室
21 空洞部
22 導入管部
22a 導入管部の入口
22b 導入管部の出口
23 排出管部
23a 排出管部の入口
23b 排出管部の出口
30 ダイアフラム
31 円柱
40,41 吐出ノズル
45 平板ノズル
46 透孔
50 圧電アクチュエータ
51 圧電アクチュエータの自由端
52 圧電アクチュエータの固定端
53a,53b 支持部材
60 ブロック体
70 アクチュエータホルダ
80 ヒータ
82 断熱シート
83 ファン
100 液体噴射装置
L 軸線
S1 溶融はんだ
S2 溶融はんだの液滴
S3 溶融はんだの流路
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that continuously discharges a liquid such as a molten metal into fine spheres, and more particularly, to a liquid ejecting apparatus suitable for manufacturing solder bumps and solder balls.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices have become smaller and thinner, high-density mounting technology for electronic components has rapidly advanced. As a semiconductor device for realizing this high-density mounting, an FC (flip chip) or a BGA (ball grid array) having a hemispherical solder bump on a semiconductor substrate or an interposer substrate is used. Patent Documents 1 and 2 below are known as related techniques.
[0003]
Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a three-dimensional structure by injecting molten solder from a nozzle in a horizontal direction using a piezoelectric element.
[0004]
Patent Literature 2 discloses a solder ball manufacturing apparatus in which a runner is provided in a horizontal direction of a tank for storing molten solder, a pulse pressurizing device is provided in an upper direction of the runner, and an orifice is provided in a lower direction. Have been. The molten solder travels in the runner in the horizontal direction, and is pressed from above at the tip of the runner, and is discharged from the orifice to become a solder ball.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-156524 (FIG. 1, paragraph 0007, etc.)
[Patent Document 2]
JP-A-11-123592 (FIG. 1, paragraph 0006, etc.)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, Patent Document 1 does not disclose any specific structure of the manufacturing apparatus. Further, in Patent Literature 2, since a horizontal and long runner is provided between the tank and the pulse press device and the orifice, there is a problem that clogging of the molten solder is likely to occur. In the case of molten solder, clogging with an oxide film is particularly likely to occur.
[0007]
[Object of the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus that can suppress clogging of liquid and the like.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
<< Claims 1 to 3 relate to a basic structure of a liquid ejecting apparatus. 》
[0009]
The liquid ejecting apparatus according to claim 1 includes a tank for storing the liquid, a pump chamber provided below the tank and communicating with the tank, and a pump chamber provided below the pump chamber and communicating with the pump chamber and directing the liquid downward. The apparatus includes a discharge nozzle for discharging, and an actuator that acts on the pump chamber to urge the operation of the discharge nozzle. In other words, a tank that stores the liquid, a pump chamber that is provided below the tank and communicates with the tank, a discharge nozzle that is provided below the pump chamber that communicates with the pump chamber, and discharges the liquid by acting on the pump chamber. And an actuator that discharges downward from the nozzle. Needless to say, the term “up / down” here refers to the vertical direction.
[0010]
The liquid is guided from the tank to the pump chamber, and is discharged as droplets from the discharge nozzle by the actuator. At this time, since the tank, the pump chamber, and the discharge nozzle are arranged in the vertical direction, the liquid easily flows by its own weight, so that clogging is suppressed. In addition, since the flow of the liquid is facilitated, the generation rate of droplets [pieces / second] also increases. Furthermore, even if an oxide film is formed in the tank by the liquid coming into contact with air, the oxide film remains on the surface of the liquid. Therefore, there is no possibility that the oxide film enters the pump chamber below the tank and causes clogging. In particular, when the liquid is molten solder, an oxide film is easily generated, and this effect is remarkable.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the liquid ejecting apparatus according to the first aspect, the pump chamber has a wall surface formed of a diaphragm, and the actuator urges the operation of the discharge nozzle by intermittently pressing the diaphragm. That is.
[0012]
The liquid is guided from the tank to the pump chamber, and when the diaphragm in the pump chamber is pressed by the actuator, the liquid is discharged from the discharge nozzle as droplets. Also in this case, since the tank, the pump chamber, and the discharge nozzle are arranged in the vertical direction, the liquid easily flows by its own weight.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the liquid ejecting apparatus of the second aspect, a pump chamber is formed in the block body, a tank is mounted on the block body, and a discharge nozzle is mounted below the block body. That is.
[0014]
Since the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle are provided in one block, the size of the liquid ejecting apparatus is reduced. As a result, the flow path of the liquid is shortened, so that clogging is further suppressed, and the generation speed of the droplet is further increased.
[0015]
<< Claims 4 to 9 relate to the structure of the pump chamber. 》
[0016]
The liquid ejecting apparatus according to claim 4 is the liquid ejecting apparatus according to claim 2 or 3, wherein the pump chamber has a columnar shape having an axis in a horizontal direction and one of the circular wall surfaces is a diaphragm. An inlet pipe connected to the tank and an outlet connected to the cavity, and a discharge pipe connected to the cavity and the outlet connected to the discharge nozzle.
[0017]
The liquid is guided from the tank to the cavity through the introduction pipe, and when the diaphragm in the cavity is pressed by the actuator, the liquid is discharged as droplets from the discharge nozzle through the discharge pipe. Also in this case, since the tank, the pump chamber, and the discharge nozzle are arranged in the vertical direction, the liquid easily flows by its own weight.
[0018]
A liquid ejecting apparatus according to a fifth aspect is the liquid ejecting apparatus according to the fourth aspect, wherein an inlet of the discharge pipe portion is connected to an upper edge of the hollow portion.
[0019]
Bubbles may be generated in the cavity. The bubbles absorb the pressure applied to the liquid, and thus hinder the ejection of the droplet. Therefore, by utilizing the fact that bubbles generated in the cavity collect at the upper edge of the cavity by buoyancy, an inlet for the discharge pipe is provided at the upper edge of the cavity, so that the bubbles are quickly led to the discharge pipe. Discharge. This effect is effective not only for air bubbles generated later, but also for air bubbles existing in the first stage (stage where the pump chamber is filled with liquid from a state where no liquid is contained).
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid ejecting apparatus according to the fifth aspect, the outlet of the introduction pipe is connected to an inner periphery of the cavity along a tangential direction of the cavity.
[0021]
Since the liquid guided from the outlet of the inlet pipe to the inner periphery of the cavity is urged in the tangential direction of the cavity, the liquid quickly advances along the inner periphery of the cavity and is discharged at the upper edge of the cavity. Reach the entrance to the tube. That is, the flow path of the liquid draws the shape of a “no”. Therefore, the liquid flows more easily and the bubbles are discharged without stagnation.
[0022]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the liquid ejecting apparatus according to the sixth aspect, wherein a column having the same axis as the cavity protrudes into the cavity, and a liquid from an outlet of the introduction pipe to an entrance of the discharge pipe. Is formed around the cylinder.
[0023]
When a cylinder having the same axis as the cavity is protruded into the cavity, an annular space is formed around the cylinder. In this space, an outlet of the introduction pipe and an inlet of the discharge pipe are opened on the inner wall of the cavity. Therefore, the liquid guided from the outlet of the introduction pipe portion to the inner periphery of the hollow portion does not flow through the portion where the column is located, and therefore, concentrates on the flow path along the inner periphery of the hollow portion around the cylindrical portion. Therefore, the liquid flows more easily, and the bubbles are discharged without further stagnation.
[0024]
The liquid ejecting apparatus according to claim 8 is the liquid ejecting apparatus according to any one of claims 4 to 7, wherein the nozzle has a through hole smaller than the inner diameter of the introduction pipe section at an entrance, an exit, or in the middle of the introduction pipe section. Is provided.
[0025]
When the liquid in the cavity is pressed by the diaphragm, the liquid tends to escape from the introduction tube and the discharge tube that are open to the cavity. Of course, escaping a large amount of liquid from the introduction pipe portion is an excessive backflow of the liquid. Therefore, it is desirable to provide a check valve between the introduction pipe portion and the tank. However, when the diameter of the introduction pipe portion is extremely small, the resistance of a check valve having an ordinary complicated structure is too large and causes clogging. Therefore, a nozzle having a through hole smaller than the inner diameter of the introduction pipe is provided, for example, between the introduction pipe and the tank. The inner diameter and length of the through-hole are factors that determine the flow path resistance of the liquid. It is desirable that the size and shape of the through hole be the same as the resistance of the discharge nozzle, or have a resistance close to it. This nozzle has a function of suppressing backflow, and does not cause clogging due to its simple structure.
[0026]
A liquid ejecting apparatus according to a ninth aspect is the liquid ejecting apparatus according to any one of the fourth to seventh aspects, wherein the same thing as the discharge nozzle is connected to the entrance, the exit, or the middle of the introduction pipe portion. is there.
[0027]
For example, if the discharge nozzle is provided between the introduction pipe and the tank, the same discharge nozzle is provided in both the introduction pipe and the discharge pipe from the viewpoint of the liquid in the cavity. The resistance of the flow path is the same in the portion. On the other hand, while the liquid filled in the tank is located at the end of the introduction pipe, the end of the discharge pipe is open. Therefore, the liquid reliably escapes in the direction in which the liquid easily flows, that is, the discharge pipe portion. That is, the discharge nozzle provided between the introduction pipe section and the tank has a function of suppressing backflow. In this case, the number of types of components is one less than when a check valve is separately provided. In addition, since the discharge nozzle is designed not to cause clogging, clogging does not occur even when used as a check valve.
[0028]
<< Claims 10 to 12 relate to the structure of the actuator. 》
[0029]
In a liquid ejecting apparatus according to a tenth aspect, in the liquid ejecting apparatus according to the third aspect, the actuator is a columnar piezoelectric actuator, and the piezoelectric actuator is formed into a block by a free end that presses the diaphragm and a support member. And a fixed end on the side to be fixed.
[0030]
The piezoelectric actuator expands and contracts by a piezoelectric effect when a voltage is applied. At this time, the fixed end of the piezoelectric actuator is fixed to the block body by the support member. Therefore, all displacements of the piezoelectric actuator are reflected on the free end, and the free end expands and contracts and presses the diaphragm. The piezoelectric actuator has the following features. ▲ 1 ▼. Response is fast. ▲ 2 ▼. The amplitude of the diaphragm can be controlled on the order of microns. (3). By adjusting electric signals such as voltage, frequency, and waveform, various fluid discharges can be performed.
[0031]
The liquid ejecting apparatus according to an eleventh aspect is the liquid ejecting apparatus according to the tenth aspect, further comprising an actuator holder fixed to the support member and fixing a free end of the piezoelectric actuator via an elastic member. .
[0032]
The free end of the piezoelectric actuator is fixed to the actuator holder via an elastic member. The actuator holder is fixed to the block via a support member. Therefore, the stiffness of the piezoelectric actuator can be improved while the free end of the piezoelectric actuator can be extended and contracted.
[0033]
A liquid ejecting apparatus according to a twelfth aspect is the liquid ejecting apparatus according to the eleventh aspect, wherein the elastic member is formed by processing a part of the actuator holder into an annular shape.
[0034]
When a part of the actuator holder is machined into an annular shape, this part has elasticity. Therefore, an elastic member can be obtained without increasing the number of parts.
[0035]
<< Claims 13 to 16 relate to a structure of a heater and a structure of heat insulation thereof. 》
[0036]
A liquid ejecting apparatus according to a thirteenth aspect is the liquid ejecting apparatus according to the third aspect, wherein a heater for heating the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle is embedded in the block body.
[0037]
Since the pump chamber, the tank, the discharge nozzle, and the heater are provided in one block, the liquid ejecting apparatus is reduced in size, and the heat generated from the heater is efficiently transmitted to the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle.
[0038]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the liquid ejecting apparatus according to the thirteenth aspect, the actuator is a columnar piezoelectric actuator, and the piezoelectric actuator includes a free end on the side that presses the diaphragm and a supporting member having heat insulation. And a fixed end on the side fixed to the block body.
[0039]
The fixed end of the piezoelectric actuator is fixed to the block by a support member. On the other hand, since the block body is heated by the heater, the temperature of the block body becomes high. Since the operation of the piezoelectric actuator is hindered at high temperatures, the use of a heat-insulating support member prevents heat conduction from the block body to the fixed end.
[0040]
A liquid ejecting apparatus according to a fifteenth aspect is the liquid ejecting apparatus according to the fourteenth aspect, wherein a heat insulating sheet for blocking radiant heat from the block body is provided between the block body and the piezoelectric actuator.
[0041]
The heat which affects the piezoelectric actuator from the block body includes not only heat conduction but also heat radiation. Therefore, a heat insulating sheet is provided between the block body and the piezoelectric actuator to prevent radiant heat from the block body.
[0042]
The liquid ejecting apparatus according to claim 16 is the liquid ejecting apparatus according to claim 15, wherein the block body side and the piezoelectric actuator side are separated by a heat insulating sheet, and a fan for cooling the piezoelectric actuator is provided on the piezoelectric actuator side. Things.
[0043]
Since the block body side and the piezoelectric actuator side are separated by the heat insulating sheet and the fan is provided on the piezoelectric actuator side, the wind of the fan hits only the piezoelectric actuator. Therefore, the block body that needs to maintain a high temperature does not hit the wind, and only the piezoelectric actuator is efficiently cooled.
[0044]
<< Claim 17 relates to the type of liquid. 》
[0045]
A liquid ejecting apparatus according to a seventeenth aspect is the liquid ejecting apparatus according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein the liquid is molten solder.
[0046]
In the liquid ejecting apparatus according to the present invention, since the own weight of the liquid is positively used, a liquid having a higher specific gravity such as a molten metal is more effective. Among the molten metals, the molten solder is most effective because the heater is simple and good due to its low melting point.
[0047]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a liquid ejecting apparatus using molten solder as a liquid will be described with reference to the drawings. The material of each component such as the block body is stainless steel unless otherwise specified. The symbols for washers used with the cap screw are omitted. The illustration of a fluorine resin washer inserted into the contact surface by screwing is omitted.
[0048]
1 to 4 show one embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a vertical sectional view taken along line II of FIG. 3 (a sectional view of the tank includes a center line of the tank). 3 is a front view, FIG. 3 is a plan view, FIG. 4 [1] is a left side view, and FIG. 4 [2] is a vertical sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3 (partly different from FIG. 3). Hereinafter, the basic structure of the liquid ejecting apparatus according to the present invention will be described with reference to these drawings.
[0049]
The liquid ejecting apparatus 100 according to the present embodiment includes a tank 10 that stores the molten solder S1, a pump chamber 20 that is provided below the tank 10, communicates with the tank 10, and has a wall surface including the diaphragm 30. And a piezoelectric actuator 50 which communicates with the pump chamber 20 and discharges the molten solder S1 downward, and a piezoelectric actuator 50 which urges the operation of the discharge nozzle 40 by intermittently pressing the diaphragm 30. It is provided. The pump chamber 20 is formed in the block body 60, the tank 10 is mounted on the block body 60, and the discharge nozzle 40 is mounted below the block body 60. Further, a heater 80 for heating the tank 10, the pump chamber 20, and the discharge nozzle 40 is embedded in the block body 60.
[0050]
The tank 10 has a cylindrical shape and is screwed into a concave portion 11 formed in the block body 60. A joint 12 is screwed onto the tank 10 as necessary, and a tube (not shown) is inserted into the joint 12. The solder particles supplied to the tank 10 are heated by the heater 80 and become molten solder S1.
[0051]
Next, the operation of the liquid ejecting apparatus 100 will be described. The molten solder S1 is guided from the tank 10 to the pump chamber 20, and when the diaphragm 30 of the pump chamber 20 is pressed by the piezoelectric actuator 50, the molten solder S1 is discharged from the discharge nozzle 40 as a droplet S2. At this time, since the tank 10, the pump chamber 20, and the discharge nozzle 40 are arranged in the vertical direction, the molten solder S1 can easily flow by its own weight, so that clogging is suppressed. Further, since the molten solder S1 flows more easily, the generation rate [pieces / second] of the droplet S2 also increases. Furthermore, even if the molten solder S1 comes into contact with air in the tank 10 to form an oxide film, the oxide film remains on the surface of the molten solder S1. Therefore, there is no possibility that the oxide film enters the pump chamber 20 below the tank 10 and causes clogging. Furthermore, since the tank 10, the pump chamber 20, and the discharge nozzle 40 are provided in one block body 60, the size of the liquid ejecting apparatus 100 is reduced. Thereby, the flow path of the molten solder 1 is shortened, so that clogging is further suppressed and the generation speed of the droplet S2 is further increased.
[0052]
5 and 6 show a pump chamber in the liquid ejecting apparatus of FIG. 1, FIG. 5 is an enlarged sectional view, and FIG. 6 is a perspective view. Hereinafter, the pump chamber 20 will be described with reference to FIGS. 1, 5 and 6.
[0053]
The pump chamber 20 has a flat cylindrical shape having an axis L in the horizontal direction, and one circular wall has a diaphragm 30 as a diaphragm 30, an inlet 22 a is connected to the tank 10, and an outlet 22 b is connected to the cavity 21. And a discharge pipe portion 23 in which an inlet 23a is connected to the hollow portion 21 and an outlet 23b is connected to the discharge nozzle 40. The inlet 23a of the discharge pipe portion 23 is connected to the upper edge of the hollow portion 21, and the outlet 22b of the inlet pipe portion 22 is connected to the inner periphery of the hollow portion 21 vertically downward and along the tangential direction of the hollow portion 21. . Further, a flat column 31 (FIG. 5) having the same axis L as the cavity 21 is protruded into the cavity 21, and the molten solder S1 from the outlet 22b of the inlet tube 22 to the inlet 23a of the outlet tube 23 is formed. A channel S3 (FIG. 6) is formed around the column 31.
[0054]
The diaphragm 30 is a disk with a hole in the center, and is supported by a short rod-shaped diaphragm holder 32 and a long rod-shaped diaphragm joint 33. The head of the diaphragm holder 32 is a column 31. The diaphragm retainer 32 is pressed into the diaphragm joint 33 with the diaphragm 30 sandwiched therebetween, and is brazed with silver. A concave portion 34 is formed in the block body 60, and a cylindrical diaphragm fixing ring 35 is screwed into the concave portion 34. The diaphragm 30 is fixed by a diaphragm fixing ring 35 while being housed in the concave portion 34.
[0055]
Next, the operation of the pump chamber 20 will be described.
[0056]
The molten solder S <b> 1 is guided from the tank 10 to the cavity 21 through the introduction pipe 22, and when the diaphragm 30 in the cavity 21 is pressed by the piezoelectric actuator 50, the molten solder S <b> 1 passes from the discharge nozzle 40 through the discharge pipe 23. The droplet S2 is ejected. Also in this case, since the tank 10, the pump chamber 20, and the discharge nozzle 30 are arranged in the vertical direction, the molten solder S1 can easily flow by its own weight.
[0057]
Here, air bubbles (not shown) may be generated in the hollow portion 21. The bubbles absorb the pressure applied to the molten solder S1 by the diaphragm 30, and thus hinder the ejection of the droplet S1. Therefore, by utilizing the fact that bubbles generated in the hollow portion 21 gather at the upper edge of the hollow portion 21 by buoyancy, the inlet 23a of the discharge pipe portion 23 is provided at the upper edge of the hollow portion 21 to quickly discharge the bubbles. I do.
[0058]
Further, since the molten solder S1 guided from the outlet 22b of the introduction pipe portion 22 to the inner periphery of the hollow portion 21 is urged in the tangential direction of the hollow portion 21, the molten solder S1 quickly advances along the inner circumference of the hollow portion 21, It reaches the inlet 23a of the discharge pipe 23 located at the upper edge of the cavity 21. That is, the flow path S3 of the molten solder S1 draws the shape of "". Strictly speaking, it is an inverted "no" character that traces the "no" character in reverse. Therefore, the molten solder S1 flows more easily and the bubbles are discharged without delay.
[0059]
Further, when a column 31 having the same axis L as the cavity 21 is protruded into the cavity 21, an annular space is formed around the column 31. In this space, an outlet 22 b of the introduction pipe 22 and an inlet 23 a of the discharge pipe 23 are opened on the inner wall of the cavity 21. Therefore, the molten solder S1 guided from the outlet 22b of the introduction pipe portion 22 to the inner periphery of the hollow portion 21 does not flow through the portion where the column 31 exists, and therefore flows along the inner periphery of the hollow portion 21 around the column 31. Proceed intensively on road S3. Therefore, the molten solder S1 becomes easier to flow, and the bubbles are discharged without further stagnation.
[0060]
7 [1A] and [2A] show a flat plate nozzle provided between the inlet of the introduction pipe section and the tank, FIG. 7 [1A] is a plan view, and FIG. 7 [2A] is VIIa in FIG. 7 [1A]. FIG. 7 is a vertical sectional view taken along line -VIIa. Hereinafter, the flat nozzle will be described with reference to FIGS. 1, 5, and 7 [1A] and [2A].
[0061]
A disc-shaped flat plate nozzle 45 is provided between the inlet 22 a of the introduction pipe section 22 and the tank 11. The flat plate nozzle 45 has a conical through-hole 46 formed therein, and functions to suppress backflow. That is, the flat plate nozzle 45 is installed with the tip (the smaller diameter) of the through hole 46 facing the cavity 21. When the molten solder S <b> 1 in the cavity 21 is pressed by the diaphragm 30, the molten solder S <b> 1 tends to escape from the introduction tube 22 and the discharge tube 23 opened in the cavity 21. Of course, the escape of a large amount of the molten solder S1 from the introduction pipe portion 22 is not preferable because the molten solder S1 is excessively backflowed. Therefore, a flat plate nozzle 45 is provided between the introduction pipe section 22 and the tank 10. The flat nozzle 45 has a simple structure and does not cause clogging. It should be noted that there is no particular problem as long as the amount of the molten solder S1 is about the same as the ejection amount even if the molten solder S1 escapes by flowing backward.
[0062]
7 [1B] and [2B] show discharge nozzles used in place of the flat nozzles, FIG. 7 [1B] is a plan view, and FIG. 7 [2B] is a vertical sectional view taken along the line VIIb-VIIb in FIG. 7 [1B]. It is. Hereinafter, the discharge nozzle will be described with reference to FIG. 4 [2] and FIGS. 7 [1B] and [2B].
[0063]
In the example shown in FIG. 4 [2], the discharge nozzle 41 turned in the opposite direction is used instead of the flat plate nozzle 45. The discharge nozzle 41 is the same as the discharge nozzle 40. At this time, from the viewpoint of the molten solder S1 in the hollow portion 21, the same discharge nozzles 40 and 41 are provided in both the introduction tube portion 22 and the discharge tube portion 23. The resistance of the road will be the same. On the other hand, while the molten solder S1 filled in the tank 10 is located at the end of the introduction tube 22, the end of the discharge tube 23 is open. Therefore, the molten solder S <b> 1 reliably escapes in the direction in which it is easy to flow, that is, in the discharge pipe 23. That is, the discharge nozzle 41 provided between the introduction pipe section 22 and the tank 10 has a function of suppressing backflow. In this case, the number of types of components is one less than when a check valve is separately provided. Further, since the discharge nozzle 41 is designed not to cause clogging, clogging does not occur even when used as a check valve. The reason why the discharge nozzle 41 is reversed is that the discharge nozzle 41 is easily attached to the block body 60.
[0064]
8 shows an actuator holder for holding the piezoelectric actuator shown in FIG. 1. FIG. 8 [1] is a front view, FIG. 8 [2] is a plan view, and FIG. 8 [3] is VIII-VIII in FIG. 8 [2]. It is a line longitudinal cross-sectional view. Hereinafter, the piezoelectric actuator will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG.
[0065]
The piezoelectric actuator 50 has a columnar shape in which a large number of piezoelectric ceramics are laminated, and has a free end 51 on the side pressing the diaphragm 30 and a fixed end 52 on the side fixed to the block body 60 by the support members 53a and 53b. I have. Further, the piezoelectric actuator 50 is held by an actuator holder 70.
[0066]
The actuator holder 70 includes a diaphragm supporting portion 71 that supports the diaphragm joint 33, an actuator housing portion 72 that houses the piezoelectric actuator 50, a fixing portion 73 that is fixed to the supporting member 53, a diaphragm supporting portion 71, and a fixing portion 73. And an elastic coupling portion 74 that elastically couples them. A part of the elastic coupling portion 74 is formed into elastic members 75a and 75b which are processed into an annular shape. The actuator holder 70 has a substantially rectangular frame shape, two short sides facing each other are a diaphragm support part 71 and a fixing part 73, the other two long sides are an elastic coupling part 74, and the four sides are actuator storage parts 72. ing.
[0067]
The diaphragm support portion 71 supports the diaphragm joint 33 in the groove by the joint retainer 76 and the cap screws 77a and 77b. In the actuator accommodating portion 72, the piezoelectric actuator 50 is fitted into the frame together with the spacers 78 and 79. This is one in which the piezoelectric actuator 50 and the spacers 78 and 79 are pushed into the actuator accommodating section 72 while resisting the restoring force of the elastic members 75a and 75b.
[0068]
The fixing portion 73 is fixed to the support members 53a and 53b by cap screws 54a and 54b and spacers 55a and 55b. The support members 53a and 53b are fixed to the block body 60 by cap screws 56a and 56b. The supporting members 53a and 53b are made of titanium, which is excellent in heat insulation and heat resistance and is lightweight. The spacers 55a and 55b are made of a synthetic resin because they are used at positions that do not require much heat resistance.
[0069]
Next, the operation of the piezoelectric actuator 50 will be described. When a voltage is applied, the piezoelectric actuator 50 expands and contracts due to a piezoelectric effect. At this time, the fixed end 52 of the piezoelectric actuator 50 is firmly fixed to the block body 60 via the fixing portion 73 of the actuator holder 70 and the support members 53a and 53b. On the other hand, the free end 51 of the piezoelectric actuator 50 is elastically fixed to the block body 60 as a result through the elastic members 75a and 75b. Therefore, all the displacements of the piezoelectric actuator 50 are reflected on the diaphragm supporting portion 71 including the free end 51 by the elastic members 75a and 75b, and the diaphragm supporting portion 71 expands and contracts and presses the diaphragm 30. Thereby, the piezoelectric actuator 50 can be fixed to the block body 60 while the free end 51 is stretchable, so that the piezoelectric actuator 50 can be made robust.
[0070]
Hereinafter, the structure of the heater and its heat insulating structure in the liquid ejecting apparatus of FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
[0071]
As shown in FIG. 1, a heater 80 for heating the tank 10, the pump chamber 20, and the discharge nozzle 40 is embedded in the block body 60. Further, a temperature sensor 81 for use in feedback control is also embedded in the block body 60. For example, the heater 80 is a general one using Joule heat of a resistor, and the temperature sensor 81 is a thermocouple.
[0072]
Next, the operation of the heater 80 will be described. Since the tank 10, the pump chamber 20, the discharge nozzle 40, and the heater 80 are provided in one block body 60, the liquid ejecting apparatus 100 can be reduced in size, and the heat generated from the heater 80 can efficiently use the tank 10, the pump chamber 20, It is transmitted to the discharge nozzle 40.
[0073]
Next, the heat insulation structure of the heater 80 will be described.
[0074]
Since the block body 60 is heated by the heater 80, the temperature of the block body 60 becomes high. On the other hand, when the temperature of the piezoelectric actuator 50 becomes high, the operation is hindered. Therefore, heat conduction from the block body 60 to the piezoelectric actuator 50 is prevented by using titanium having excellent heat insulation and heat resistance for the support members 53a and 53b for fixing the piezoelectric actuator 50 to the block body 60.
[0075]
Further, the heat affecting the piezoelectric actuator 50 from the block body 60 includes not only heat conduction but also heat radiation. Therefore, a heat insulating sheet 82 is provided between the block body 60 and the piezoelectric actuator 50 to prevent radiant heat from the block body 60. The heat insulating sheet 82 has a cloth shape made of a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene. The heat insulating sheet 82 is not limited to resin but may be metal or ceramic, and may be not only cloth but also plate.
[0076]
Further, as shown in FIG. 2 (not shown in FIGS. 1 and 3), a fan 83 for cooling the piezoelectric actuator 50 is provided on the piezoelectric actuator 50 side by a heat insulating sheet 82 between the block body 60 side and the piezoelectric actuator 50 side. Provided. Due to the heat insulating sheet 84, the wind W of the fan 83 hits only the piezoelectric actuator 50 side. Therefore, the wind W does not hit the block body 60 that needs to maintain a high temperature, and only the piezoelectric actuator 50 is efficiently cooled.
[0077]
As shown in FIG. 2, the fan 83 is fixed to a fan fitting 84, and the fan fitting 84 is fixed to the spacers 55a and 55b by cap screws 54a and 54b. Further, a wiring board 85 for supplying electric power to the fan 83 and the piezoelectric actuator 50 is attached to the fan fitting 84 by a cap screw 86 and a nut 87.
[0078]
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, a flux or the like may be used as the liquid instead of the molten solder. The block body is not limited to a metal such as stainless steel, but may be a synthetic resin or ceramics.
[0079]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the liquid ejecting apparatus which concerns on this invention, the tank which stores a liquid, the pump room provided under a tank, and communicates with a tank, and it communicates with the pump room provided under a pump room, and discharges a liquid downward. Since the tank, the pump chamber, and the discharge nozzle are disposed in the vertical direction by providing the discharge nozzle to perform and the actuator that urges the operation of the discharge nozzle by acting on the pump chamber, the liquid flows by its own weight. This facilitates clogging. In addition, since the flow of the liquid is facilitated, the generation rate of droplets [pieces / second] can be increased. Moreover, even if the liquid contacts the air in the tank to form an oxide film, the oxide film remains on the surface of the liquid, so that the oxide film can be prevented from entering the pump chamber below the tank and causing clogging. . According to the liquid ejecting apparatus of the present invention, the following effects are also obtained for each claim.
[0080]
According to the liquid ejecting apparatus of the second aspect, when the liquid is guided from the tank to the pump chamber and the diaphragm of the pump chamber is pressed by the actuator, the droplet is discharged from the discharge nozzle. In addition, since the discharge nozzle is disposed in the vertical direction, the liquid can be quickly flowed.
[0081]
According to the liquid ejecting apparatus of the third aspect, the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle are provided in one block, so that the liquid ejecting apparatus can be downsized. Thereby, the flow path of the liquid can be shortened, so that the clogging can be further suppressed and the generation speed of the droplet can be further increased.
[0082]
According to the liquid ejecting apparatus of the fourth aspect, the liquid is guided from the tank through the introduction pipe to the cavity, and when the diaphragm in the cavity is pressed by the actuator, the liquid is discharged from the discharge nozzle through the discharge pipe. Drops are ejected, and in this case also, the tank, the pump chamber, and the ejection nozzle are arranged in the vertical direction, so that the liquid can flow quickly.
[0083]
According to the liquid ejecting apparatus of the fifth aspect, by connecting the inlet of the discharge pipe to the upper edge of the cavity, the air bubbles generated in the cavity can be quickly discharged.
[0084]
According to the liquid ejecting apparatus according to the sixth aspect, by connecting the outlet of the introduction pipe portion to the inner periphery of the hollow portion along the tangential direction of the hollow portion, the liquid flow path can be formed in the shape of a "". Therefore, the liquid can flow quickly, and the bubbles can be easily discharged.
[0085]
According to the liquid ejecting apparatus of the seventh aspect, a cylinder having the same axis as the cavity is protruded into the cavity, and a liquid flow path from the outlet of the introduction pipe to the entrance of the discharge pipe is formed around the cylinder. By forming the liquid, the liquid can be intensively advanced in the flow path along the circumference of the cylinder, so that the liquid can flow more quickly and the bubbles can be more easily discharged.
[0086]
According to the liquid ejecting apparatus of the eighth aspect, a nozzle having a through-hole can be provided in the introduction pipe portion to function as a check valve, and clogging can be prevented because the structure of the nozzle is simple. .
[0087]
According to the liquid ejecting apparatus of the ninth aspect, the same as the discharge nozzle can be provided in the introduction pipe portion to function as a check valve, and the discharge nozzle is designed so as not to cause clogging. Therefore, clogging can be prevented even if the discharge nozzle is used like a check valve.
[0088]
According to the liquid ejecting apparatus of the tenth aspect, by using the piezoelectric actuator having the free end that presses the diaphragm and the fixed end that is fixed to the block body, the displacement of the piezoelectric actuator is reduced to the free end side. , The displacement of the piezoelectric actuator can be effectively used.
[0089]
According to the liquid ejecting apparatus of the eleventh aspect, by providing the actuator holder for fixing the free end of the piezoelectric actuator via the elastic member, the robustness of the piezoelectric actuator can be maintained while the free end of the piezoelectric actuator can be extended and contracted. Can be achieved.
[0090]
According to the liquid ejecting apparatus of the twelfth aspect, by processing a part of the actuator holder into an annular shape, it is possible to obtain an elastic member without increasing the number of parts.
[0091]
According to the liquid ejecting apparatus of the thirteenth aspect, by embedding the heater for heating the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle in the block, the liquid ejecting apparatus can be downsized, and the heat generated from the heater can be efficiently pumped. It can communicate to chambers, tanks and discharge nozzles.
[0092]
According to the liquid ejecting apparatus of the fourteenth aspect, by fixing the piezoelectric actuator to the block by the support member having heat insulation, heat conduction from the block to the piezoelectric actuator can be effectively prevented.
[0093]
According to the liquid ejecting apparatus of the fifteenth aspect, since the heat insulating sheet is provided between the block body and the piezoelectric actuator, heat radiation from the block body to the piezoelectric actuator can be effectively prevented.
[0094]
According to the liquid ejecting apparatus of the present invention, the fan is provided on the piezoelectric actuator side separated by the heat insulating sheet, so that the block body that needs to maintain a high temperature is not exposed to wind, and only the piezoelectric actuator is exposed. Since the wind can be applied, the piezoelectric actuator can be efficiently cooled.
[0095]
According to the liquid ejecting apparatus of the seventeenth aspect, since the molten solder which is a liquid having a large specific gravity and a low melting point is used, the self-weight of the liquid can be effectively used, and the heater can be simplified. The effects of the invention can be exhibited most. In particular, even if molten solder comes into contact with air in the tank and an oxide film is formed, the oxide film remains on the surface of the liquid, preventing the oxide film from entering the pump chamber below the tank and causing clogging. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view taken along line II of FIG. 3 (a sectional view of a tank including a center line of the tank), showing one embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a front view illustrating an embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view illustrating an embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention.
4 shows an embodiment of the liquid ejecting apparatus according to the present invention, wherein FIG. 4 [1] is a left side view, and FIG. 4 [2] is a vertical sectional view taken along the line IV-IV in FIG. Is different).
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a pump chamber in the liquid ejecting apparatus of FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a pump chamber in the liquid ejecting apparatus of FIG. 1;
7 [1A] and [2A] show a flat plate nozzle provided between the inlet of the introduction pipe portion and the tank, FIG. 7 [1A] is a plan view, and FIG. 7 [2A] is FIG. 7 [ 1A] is a vertical sectional view taken along line VIIa-VIIa. 7 [1B] and [2B] show discharge nozzles used in place of the flat nozzles, FIG. 7 [1B] is a plan view, and FIG. 7 [2B] is a vertical sectional view taken along the line VIIb-VIIb in FIG. 7 [1B]. It is.
8 shows an actuator holder for holding the piezoelectric actuator in FIG. 1, wherein FIG. 8 [1] is a front view, FIG. 8 [2] is a plan view, and FIG. 8 [3] is VIII-VIII in FIG. 8 [2]. It is a line longitudinal cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
10 tanks
20 pump room
21 cavity
22 Introduction pipe section
22a Entrance of introduction pipe
22b Outlet of the inlet pipe
23 Discharge pipe section
23a Inlet of discharge pipe
23b Exit of discharge pipe
30 diaphragm
31 cylinder
40, 41 discharge nozzle
45 Flat plate nozzle
46 through hole
50 Piezoelectric actuator
51 Free end of piezoelectric actuator
52 Fixed end of piezoelectric actuator
53a, 53b support member
60 blocks
70 Actuator holder
80 heater
82 Insulation sheet
83 fans
100 liquid ejector
L axis
S1 molten solder
S2 Drop of molten solder
S3 Flow path of molten solder

Claims (17)

液体を貯留するタンクと、このタンクの下方に設けられ当該タンクと連通するポンプ室と、このポンプ室の下方に設けられ当該ポンプ室と連通するとともに前記液体を下方へ向けて吐出する吐出ノズルと、前記ポンプ室に作用することにより前記吐出ノズルの動作を付勢するアクチュエータと、
を備えた液体噴射装置。
A tank for storing the liquid, a pump chamber provided below the tank and communicating with the tank, and a discharge nozzle provided below the pump chamber and communicating with the pump chamber and discharging the liquid downward. An actuator that acts on the pump chamber to urge the operation of the discharge nozzle;
A liquid ejecting apparatus comprising:
前記ポンプ室はダイアフラムからなる壁面を有し、前記アクチュエータは前記ダイアフラムを間欠的に押圧することにより前記吐出ノズルの動作を付勢する、
請求項1記載の液体噴射装置。
The pump chamber has a wall surface composed of a diaphragm, and the actuator biases the operation of the discharge nozzle by intermittently pressing the diaphragm.
The liquid ejecting apparatus according to claim 1.
ブロック体内に前記ポンプ室が形成され、当該ブロック体の上に前記タンクが取り付けられ、当該ブロック体の下に前記吐出ノズルが取り付けられた、
請求項2記載の液体噴射装置。
The pump chamber was formed in the block body, the tank was mounted on the block body, the discharge nozzle was mounted under the block body,
The liquid ejecting apparatus according to claim 2.
前記ポンプ室は、水平方向に軸線を有する円柱状を呈するとともに一方の円形の壁面が前記ダイアフラムである空洞部と、前記タンクに入口が連結され前記空洞部に出口が連結された導入管部と、前記空洞部に入口が連結され前記吐出ノズルに出口が連結された排出管部とを備えた、
請求項2又は3記載の液体噴射装置。
The pump chamber has a cylindrical shape having a columnar shape having an axis in the horizontal direction and one circular wall surface is the diaphragm, and an inlet pipe portion having an inlet connected to the tank and an outlet connected to the hollow portion. An outlet connected to the cavity and an outlet connected to the discharge nozzle,
The liquid ejecting apparatus according to claim 2.
前記排出管部の入口は前記空洞部の上縁に連結された、
請求項4記載の液体噴射装置。
An inlet of the discharge pipe portion is connected to an upper edge of the hollow portion,
The liquid ejecting apparatus according to claim 4.
前記導入管部の出口は前記空洞部の接線方向に沿って当該空洞部の内周に連結された、
請求項5記載の液体噴射装置。
An outlet of the introduction pipe portion is connected to an inner periphery of the hollow portion along a tangential direction of the hollow portion,
The liquid ejecting apparatus according to claim 5.
前記空洞部と同じ軸線を有する円柱が前記空洞部内に突設され、前記導入管部の出口から前記排出管部の入口までの前記液体の流路が前記円柱の周囲に形成された、
請求項6記載の液体噴射装置。
A cylinder having the same axis as the cavity is protruded into the cavity, and a liquid flow path from an outlet of the introduction pipe to an entrance of the discharge pipe is formed around the cylinder.
The liquid ejecting apparatus according to claim 6.
前記導入管部の入口若しくは出口又は途中に、前記導入管部の内径よりも小さい透孔を有するノズルを設けた、
請求項4乃至7のいずれかに記載の液体噴射装置。
Provided with a nozzle having a through hole smaller than the inner diameter of the introduction pipe portion, at the entrance or exit or in the middle of the introduction pipe portion,
The liquid ejecting apparatus according to claim 4.
前記導入管部の入口若しくは出口又は途中に、前記吐出ノズルと同じものが連結された、
請求項4乃至7のいずれかに記載の液体噴射装置。
The same as the discharge nozzle was connected to the inlet or outlet or in the middle of the introduction pipe portion,
The liquid ejecting apparatus according to claim 4.
前記アクチュエータは柱状の圧電アクチュエータであり、
この圧電アクチュエータは、前記ダイアフラムを押圧する側の自由端と、支持部材によって前記ブロック体に固定される側の固定端とを備えた、
請求項3記載の液体噴射装置。
The actuator is a columnar piezoelectric actuator,
The piezoelectric actuator has a free end on the side that presses the diaphragm and a fixed end on the side fixed to the block body by a support member.
The liquid ejecting apparatus according to claim 3.
前記支持部材に固定されるとともに前記圧電アクチュエータの自由端を弾性部材を介して固定するアクチュエータホルダを備えた、
請求項10記載の液体噴射装置。
An actuator holder fixed to the support member and fixing a free end of the piezoelectric actuator via an elastic member,
The liquid ejecting apparatus according to claim 10.
前記弾性部材は、前記アクチュエータホルダの一部が円環状に加工されたものである、
請求項11記載の液体噴射装置。
The elastic member is formed by processing a part of the actuator holder into an annular shape.
The liquid ejecting apparatus according to claim 11.
前記ポンプ室、前記タンク及び前記吐出ノズルを加熱するヒータが前記ブロック体内に埋設された、
請求項3記載の液体噴射装置。
A heater for heating the pump chamber, the tank and the discharge nozzle was embedded in the block body,
The liquid ejecting apparatus according to claim 3.
前記アクチュエータは柱状の圧電アクチュエータであり、
この圧電アクチュエータは、前記ダイアフラムを押圧する側の自由端と、断熱性を有する支持部材によって前記ブロック体に固定される側の固定端とを備えた、
請求項13記載の液体噴射装置。
The actuator is a columnar piezoelectric actuator,
The piezoelectric actuator has a free end on the side that presses the diaphragm, and a fixed end on the side that is fixed to the block body by a support member having heat insulation.
The liquid ejecting apparatus according to claim 13.
前記ブロック体と前記圧電アクチュエータとの間に、当該ブロック体からの輻射熱を遮断する断熱シートが設けられた、
請求項14記載の液体噴射装置。
Between the block body and the piezoelectric actuator, a heat insulating sheet for blocking radiant heat from the block body was provided,
The liquid ejecting apparatus according to claim 14.
前記断熱シートによって前記ブロック体側と前記圧電アクチュエータ側とが隔てられ、当該圧電アクチュエータ側に当該圧電アクチュエータを冷却するファンが設けられた、
請求項15記載の液体噴射装置。
The block body side and the piezoelectric actuator side are separated by the heat insulating sheet, and a fan for cooling the piezoelectric actuator is provided on the piezoelectric actuator side,
The liquid ejecting apparatus according to claim 15.
前記液体が溶融はんだである、
請求項1乃至16のいずれかに記載の液体噴射装置。
The liquid is molten solder,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007330917A (en) * 2006-06-16 2007-12-27 Next I&D株式会社 Drops injection apparatus
JP2008085247A (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Omron Corp Soldering apparatus and soldering method using the same
JP2010106321A (en) * 2008-10-30 2010-05-13 Nittetsu Micro Metal:Kk Apparatus and method of producing fine particle
JP2012144990A (en) * 2011-01-07 2012-08-02 Seiko Epson Corp Fluid ejection device
JPWO2017104745A1 (en) * 2015-12-15 2018-11-15 千住金属工業株式会社 Fluid discharge device and fluid discharge method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007330917A (en) * 2006-06-16 2007-12-27 Next I&D株式会社 Drops injection apparatus
JP2008085247A (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Omron Corp Soldering apparatus and soldering method using the same
JP2010106321A (en) * 2008-10-30 2010-05-13 Nittetsu Micro Metal:Kk Apparatus and method of producing fine particle
JP2012144990A (en) * 2011-01-07 2012-08-02 Seiko Epson Corp Fluid ejection device
JPWO2017104745A1 (en) * 2015-12-15 2018-11-15 千住金属工業株式会社 Fluid discharge device and fluid discharge method
JP2019166522A (en) * 2015-12-15 2019-10-03 千住金属工業株式会社 Fluid discharge device and fluid discharge method
US10932372B2 (en) 2015-12-15 2021-02-23 Senju Metal Industry Co., Ltd. Fluid discharge device
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