JP2004322099A - 少量の液体材料を分配するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 バルブが開き、加熱された液体又は粘性材料の流れをノズルの細長いオリフィスを通して分配する。細長いオリフィスから分配されている材料の流れは、バルブを急速に閉鎖することにより分断されて滴になる。さらに、2個以上の滴を組み合わせて所望の高さの滴を形成する液体又は粘性材料の滴の高さを変化させる方法を開示する。滴が流れて一つになり、所望の厚さ及び形状の一様な被膜を形成する様に、材料の複数の滴を基材上に塗布する方法も開示する。分配装置ハウジングに取りはずしできる様に取り付けたヒーター機構を備えた分配装置に関する。本発明の別の変形は、バルブがバルブシートに対して3つの位置を有する改良されたシート機構、及びノズルが薄壁チューブで構築されている改良されたノズル機構に関する。
【選択図】 図1
Description
本願は、米国特許出願第08/607,126号、(1996年2月26日提出)の一部継続出願である米国特許出願第08/559,332号(1995年11月16日提出)の関連出願である。
本発明は、液体材料を分配する分野に、より詳しくは電子部品やプリント回路基盤の組立てにおける少量の粘性接着剤、半田フラックス又は他の液体材料を迅速に分配するための方法及び装置に関する。
本発明は、電子工業でプリント回路基盤の様な表面上に流体材料を分配するための方法及び装置に関する。しかし、本発明の用途は広く、他の産業でも有利に使用できる。
本発明の目的は、先行技術の方法及び装置の問題及び制約を解決するために、プリント回路基盤の上に間隔をおいて配置されたノズルオリフィスから少量の液体又は粘性材料を高温で分配するための方法及び装置を提供することである。
d=ドットの直径
r=ドットの半径=2/d
c=糸の直径
h=糸の長さ h(d,c)=4r(d)3/6r(c)2
ρ=接着剤の密度1xgm./cm2
σ=接着剤の降伏応力=500x3Pa(パスカル)
M=糸の質量M(d,c)= ρxπxr(c)2 xh(d,c)
F(c)=分断に必要な力=σy xπxr(c)2
a(d,c)=力を発生するのに必要な加速
F(c)/M(d,c)
解析すべきドットの直径が0.020インチである場合、
c=0.006インチ
h=0.074インチ
M(d,c)=3.432x10−5gm
F(c)=2.736x10−5kg m sec−2
a(d,c)=797 m/sec2
ドットの加速及び減速、したがってドットに対する力に影響する重要な変数は、下記の通りである。
a)流体の密度及びドットの大きさにより設定される形成されるドットの質量、
b)ノズル先端における濡れた面積により設定される形成される流れの直径、
c)バルブの直径、速度及び流体粘度により設定されるバルブにより発生する圧力、
d)オリフィスの長さ及び直径により設定されるノズルオリフィス中の圧力低下、
e)シャフトとハウジングの間の輪状区域の長さ、シャフトの直径、及びハウジングの直径により設定されるバルブから供給源に戻る圧力低下、及び
f)バルブ直径及びシート直径により設定される、バルブ位置により変化するバルブとシートの間の圧力低下。
Claims (17)
- 液体又は粘性材料の層を基材の上に堆積させるための方法であって、
バルブを備えたノズルの外側末端を通して前記液体又は粘性材料の流れを分配する工程と、
前記液体又は粘性材料の流れがノズルから急速に分断し、滴を形成する様に、バルブを閉鎖して流れを停止する工程と、
前記液体又は粘性材料の前記流れが前記ノズルから分断する時に、前記液体又は粘性材料の複数の滴を形成する工程と、
前記複数の滴が流れて一緒になり一様な被覆になる様に、前記複数の滴を前記基材上に間隔をおいた選択された位置で堆積させる工程とを備えることを特徴とする該方法。 - 請求項1に記載の該方法であって、前記液体又は粘性材料を分配する前記工程は半田フラックスの分配を含む該方法。
- 請求項1に記載の該方法であって、前記基材上に前記複数の滴を堆積させる前記工程が、前記半田フラックスの滴をプリント回路基盤の表面上の間隔をおいた選択された位置の上に堆積させる工程を含む該方法。
- 請求項2に記載の該方法であって,前記半田フラックスを加熱する工程を含む該方法。
- 基板上に分配する液体又は粘性材料の小滴の大きさを変化させる方法であって、
バルブを有するノズルのオリフィスの出口端を介して液体又は粘性材料の流れを分配する工程と、
第一の大きさの小滴を形成するためにノズルから急速に前記液体又は粘性材料の流れを分断するために該バルブを閉じて前記液体又は粘性材料の流れを止める工程と、
前記液体又は粘性材料の流れが該ノズルから分断された際に少なくとも二つの該第一の大きさの小滴を形成する工程と、
前記少なくとも二つの該第一の大きさの小滴を互いに落として結合することにより第二の大きさの最終的な液滴を形成する工程とを備える方法。 - 請求項15に記載されている方法であって、さらに、基板上の表面の一の箇所において前記少なくとも二つの小滴を互いにぶつけて結合させることで該第二の大きさの最終的な滴を形成するためのオリフィスを基板表面に隣接する前記ノズルに配置する工程を備える方法。
- 請求項6に記載されている方法であって、さらに、該基板上に分配された前記第二の大きさの最終的な液滴が第一の高さを有するように該基板上の該表面の上にのるような温度に前記液体又は粘性材料を加熱する工程を備える方法。
- 請求項5に記載されている方法であって、さらに、長さ対直径の比が少なくとも3対1である細長いオリフィスの出口端を通して前記液体又は粘性材料を分配する工程を備える方法。
- 請求項6に記載されている方法であって、第一の高さを有し液体又は粘性材料からなる前記少なくとも二つの小滴を分配し、基板上の表面の一の箇所においてそれらを互いにぶつけて結合させることで最高部が該基板の表面から該第一の高さよりも高い第二の高さとなる最終的な滴を形成する工程を備える方法。
- 少量の液体材料を分配するための装置であって、
第一の流路を有するバルブシート機構であって、該第一の流路は該バルブシート機構を通って延在し、該バルブシート機構の出口端部付近に配置されるバルブシートと内部に往復動バルブを有するバルブシート機構と、
ノズル組立体であって、該第一の流路に連結される入口部分と長く延在するノズルオリフィスを有する延在するノズルを形成する出口部分とを有し第二の流路を有するノズル組立体と、
該バルブは可動であって、該バルブシートを該バルブで急速に閉じることにより該第二流路を通る液体材料の流れを止め、該長く延在するノズルから分配される液体材料の流れが該ノズルオリフィスの出口端から分断されて小滴を形成することを特徴とする装置。 - 請求項10に記載されている装置であって、該ノズルオリフィスは0.0762ミリメートル(0.003インチ)から0.4064ミリメートル(0.016インチ)の間の直径を有していることを特徴とする装置。
- 請求項11に記載されている装置であって、該ノズルオリフィスは長さ対直径の比が少なくとも3対1であることを特徴とする装置。
- 請求項12に記載されている装置であって、該ノズルオリフィスは長さ対直径の比が少なくとも25対1であることを特徴とする装置。
- 請求項10に記載されている装置であって、該長く延在するノズルオリフィスはほぼ0.3048ミリメートル(ほぼ0.0120インチ)から1.270ミリメートル(0.05インチ)の外形を有するノズルチップを備えることを特徴とする装置。
- バルブを急速に閉じて少量の粘性材料を急速に分配する方法であって、
粘性材料源からの粘性材料の流れを受容するための室を設ける工程と、
基板の表面の近くにノズルが配されるような出口オリフィスを配置する工程と、
出口オリフィスから粘性材料を吐出するために、バルブを有するノズル内に粘性材料の流れを急速に押し込む工程と、
流れをノズルから急速に分断し、流れの慣性により小滴を形成するために、バルブシートに対してバルブを閉じることにより粘性材料の流れをノズル内で積極的に止める工程とを備えることを特徴とする方法。 - 請求項15に記載の方法であって、さらに、粘性材料が所定の粘性を有するように室内の粘性材料を加熱する工程とを備える方法。
- 請求項16に記載の方法であって、さらに、前記流れの分断は該粘性材料が基板の表面に当たる前に行われることを特徴とする方法。
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