JP3772155B2 - Liquid ejector - Google Patents
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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1〜5は、ポンプ室の構造に関する。》
【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とともにダイアフラムからなる壁面を有するポンプ室と、ポンプ室の下方に設けられポンプ室と連通する吐出ノズルと、ダイアフラムを押圧することにより吐出ノズルから液体を下方へ向けて吐出させ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】
詳しく言えば、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。
【0012】
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、を備えている。
【0013】
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。
【0014】
排出管部の入口は、空洞部の鉛直方向の最上縁に連結されている。
【0015】
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。
【0016】
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ている。
【0017】
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。
【0018】
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、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。
【0019】
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。
【0020】
請求項3記載の液体噴射装置は、請求項1又は2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。
【0021】
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。
【0022】
請求項4記載の液体噴射装置は、請求項1乃至3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。
【0023】
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。
【0024】
請求項5記載の液体噴射装置は、請求項1乃至3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。
【0025】
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。
【0026】
《次は、アクチュエータの構造に関する。》
【0027】
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、としてもよい。
【0028】
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。
【0029】
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、としてもよい。
【0030】
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。
【0031】
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、としてもよい。
【0032】
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。
【0033】
《次は、ヒータの構造及びその断熱の構造に関する。》
【0034】
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、としてもよい。
【0035】
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。
【0036】
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、としてもよい。
【0037】
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。
【0038】
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、としてもよい。
【0039】
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。
【0040】
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、としてもよい。
【0041】
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。
【0042】
《請求項6は、液体の種類に関する。》
【0043】
請求項6記載の液体噴射装置は、請求項1乃至5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。
【0044】
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。
【0045】
【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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
次に、ポンプ室20の作用について説明する。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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、逆流を抑えるように機能する。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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
次に、ヒータ80の断熱構造について説明する。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
【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とともにダイアフラムからなる壁面を有するポンプ室と、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、ダイアフラムを押圧することにより吐出ノズルから液体を下方へ向けて吐出させ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。
【0078】
そして、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。
【0079】
また、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。
【0080】
更に、排出管部の入口を空洞部の鉛直方向の最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。
【0081】
これに加え、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。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。
【0082】
請求項2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。
【0083】
請求項3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。
【0084】
請求項4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。
【0085】
請求項5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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
請求項6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]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that continuously discharges a liquid such as molten metal into a fine spherical shape, and particularly relates 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, with the miniaturization and thinning of electronic devices, high-density mounting technology for electronic components is rapidly progressing. As a semiconductor device that realizes this high-density mounting, FC (flip chip) or BGA (ball grid array) having hemispherical solder bumps on a semiconductor substrate or an interposer substrate are used. Moreover, the following
[0003]
[0004]
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-156524 (FIG. 1, paragraph 0007, etc.)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-123592 (FIG. 1, paragraph 0006, etc.)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However,
[0007]
OBJECT OF THE INVENTION
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus that can realize suppression of clogging of liquid and the like.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
<<
[0009]
The liquid ejecting apparatus according to
[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 due to its own weight, so that clogging is suppressed. In addition, since the liquid easily flows, the droplet generation speed [number / second] also increases. Furthermore, even if an oxide film is formed by contact of liquid with air in the tank, the oxide film remains on the surface of the liquid. Therefore, there is no possibility that the oxide film enters the pump chamber under the tank and clogs. In particular, when the liquid is a molten solder, an oxide film is easily generated, and this effect becomes remarkable.
[0011]
In detailThe liquid is guided from the tank to the pump chamber, and when the diaphragm in the pump chamber is pressed by the actuator, it is discharged as droplets from the discharge nozzle. Also in this case, since the tank, the pump chamber, and the discharge nozzle are arranged in the vertical direction, the liquid easily flows due to its own weight.
[0012]
PoThe pump chamber has a cylindrical shape having an axis in the horizontal direction and one circular wall surface is a diaphragm, an inlet pipe connected to the tank and an outlet connected to the cavity, and a cavity A discharge pipe section with an inlet connected and an outlet connected to a discharge nozzle;Has.
[0013]
The liquid is guided from the tank to the hollow portion through the introduction pipe portion, and when the diaphragm in the hollow portion is pressed by the actuator, the liquid is discharged as a droplet from the discharge nozzle through the discharge pipe portion. Also in this case, since the tank, the pump chamber, and the discharge nozzle are arranged in the vertical direction, the liquid easily flows due to its own weight.
[0014]
ExcretionThe entrance of the outlet is,HollowVertical directionConnected to the upper edgeing.
[0015]
Bubbles may be generated in the cavity. Since the bubbles absorb the pressure applied to the liquid, the ejection of the droplets is hindered. Therefore, by utilizing the fact that bubbles generated in the cavity part gather at the upper edge of the cavity part by buoyancy, by providing the inlet of the discharge pipe part at the upper edge of the cavity part, the bubbles can be quickly guided to the exhaust pipe part. Discharge. This action is effective not only for bubbles that are generated later, but also for bubbles that are present in the first stage (the stage in which liquid is not filled in the pump chamber).
[0016]
GuidanceThe exit of the immigration section,Connected to the inner circumference of the cavity along the tangential direction of the cavitying.
[0017]
Since the liquid guided from the outlet of the introduction pipe portion to the inner periphery of the cavity portion is urged in the tangential direction of the cavity portion, the liquid quickly proceeds along the inner periphery of the cavity portion and is discharged at the upper edge of the cavity portion. Reach the inlet of the pipe. That is, the flow path of the liquid draws a “no” character. Therefore, the liquid easily flows and the bubbles are discharged without stagnation.
[0018]
Claim 2The liquid ejecting apparatus described isClaim 1In the liquid ejecting apparatus described above, a pump chamber is formed in the block body, a tank is attached on the block body, and a discharge nozzle is attached below the block body.
[0019]
Since the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle are provided in one block body, the liquid ejecting apparatus is downsized. As a result, the liquid flow path is also shortened, so that clogging is further suppressed and the generation speed of the droplets is further increased.
[0020]
Claim 3The liquid ejecting apparatus described
[0021]
When a cylinder having the same axis as that of the cavity is projected into the cavity, an annular space is formed around the cylinder. In this space, the outlet of the introduction pipe and the inlet of the discharge pipe are open on the inner wall of the cavity. Accordingly, the liquid guided from the outlet of the introduction pipe portion to the inner periphery of the cavity portion does not flow through the portion where the cylinder is present, and thus proceeds in a concentrated manner along the flow path along the inner periphery of the cavity portion around the cylinder. Therefore, the liquid can flow more easily and the bubbles are discharged without further stagnation.
[0022]
Claim 4The liquid ejecting apparatus described
[0023]
When the liquid in the cavity is pressed by the diaphragm, the liquid tends to escape from the introduction pipe and the discharge pipe that are open to the cavity. Of course, escape of a large amount of liquid from the introduction pipe portion is an excessive backflow of the liquid, so 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 normal check valve having a complicated structure has too much resistance and clogs. Therefore, for example, a nozzle having a through hole smaller than the inner diameter of the introduction pipe portion is provided between the introduction pipe portion and the tank. The inner diameter and length of the through hole are factors that determine the flow path resistance of the liquid. The size and shape of the through holes are desirably the same as or similar to the resistance of the discharge nozzle. This nozzle has a function of suppressing backflow, and does not cause clogging due to its simple structure.
[0024]
Claim 5The liquid ejecting apparatus described
[0025]
For example, when the discharge nozzle is provided between the introduction pipe portion and the tank, the same discharge nozzle is provided in both the introduction pipe portion and the discharge pipe portion when viewed from the liquid in the hollow portion. The resistance of the flow path is the same in the part. On the other hand, there is a liquid filled in the tank at the tip of the introduction pipe portion, whereas the tip of the discharge pipe portion is opened. Therefore, the liquid surely escapes in the direction in which it flows easily, that is, the discharge pipe. That is, the discharge nozzle provided between the introduction pipe portion and the tank has a function of suppressing backflow. In this case, the number of parts is reduced by one compared with the case where a check valve is separately provided. Further, since the discharge nozzle is designed not to cause clogging, clogging will not occur even if it is used like a check valve.
[0026]
《NextRelates to the structure of the actuator. >>
[0027]
The actuator is a columnar piezoelectric actuator, and this piezoelectric actuator has a free end on the side pressing the diaphragm and a fixed end on the side fixed to the block body by the support member.May be.
[0028]
PressureWhen a voltage is applied, the electric actuator expands and contracts due to the piezoelectric effect. At this time, the fixed end of the piezoelectric actuator is fixed to the block body by the support member. Therefore, all the displacements of the piezoelectric actuator are reflected on the free end, and the free end expands and contracts to press the diaphragm. The piezoelectric actuator has the following features.(1). The response is fast.(2). Diaphragm amplitude can be controlled in micron order.(3). Various fluids can be discharged by adjusting electric signals such as voltage, frequency, and waveform.
[0029]
BranchAn actuator holder fixed to the holding member and fixing the free end of the piezoelectric actuator via an elastic member;May be.
[0030]
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 body via a support member. Therefore, the piezoelectric actuator can be made robust while the free end of the piezoelectric actuator can be extended and contracted.
[0031]
BulletThe sex member is a part of the actuator holder processed into an annular shape.May be.
[0032]
When a part of the actuator holder is processed into an annular shape, this part has elasticity. Therefore, an elastic member can be obtained without increasing the number of parts.
[0033]
《NextRelates to the structure of the heater and the structure of its heat insulation. >>
[0034]
PoA heater for heating the pump chamber, tank and discharge nozzle is embedded in the block body.May be.
[0035]
Since the pump chamber, the tank, the discharge nozzle, and the heater are provided in one block body, 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.
[0036]
AThe actuator is a columnar piezoelectric actuator.May be.
[0037]
The fixed end of the piezoelectric actuator is fixed to the block body by a support member. On the other hand, since the block body is heated by the heater, it becomes high temperature. Since the piezoelectric actuator has a problem in operation at a high temperature, heat conduction from the block body to the fixed end is prevented by using a support member having heat insulation properties.
[0038]
TheBetween the lock body and the piezoelectric actuator, a heat insulating sheet for blocking radiant heat from the block body was provided,May be.
[0039]
The heat affecting the piezoelectric actuator from the block body is not only due to heat conduction but also due to 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.
[0040]
RefusalThe heat sheet separates the block body side from the piezoelectric actuator side, and a fan for cooling the piezoelectric actuator is provided on the piezoelectric actuator side.May be.
[0041]
Since the block body side and the piezoelectric actuator side are separated from each other by the heat insulating sheet and the fan is provided on the piezoelectric actuator side, the wind of the fan only hits the piezoelectric actuator. Therefore, wind does not strike the block body that must maintain a high temperature, and only the piezoelectric actuator is efficiently cooled.
[0042]
《Claim 6Relates to the type of liquid. >>
[0043]
Claim 6The liquid ejecting apparatus described
[0044]
In the liquid ejecting apparatus according to the present invention, since the weight of the liquid is positively used, a liquid having a higher specific gravity such as a molten metal is more effective. Among molten metals, molten solder is most effective because the heater can be simple due to its low melting point.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF 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 a block body is stainless steel unless otherwise specified. A sign is abbreviated about a washer used with a cap screw. The illustration of the washer made of a fluororesin inserted into the contact surface by screwing is omitted.
[0046]
1 to 4 show an embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a longitudinal sectional view taken along line II in FIG. 3 (a tank portion includes a center line of the tank), FIG. 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 line IV-IV in FIG. The basic structure of the liquid ejecting apparatus according to the invention will be described below with reference to these drawings.
[0047]
The
[0048]
The
[0049]
Next, the operation of the
[0050]
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
[0051]
The
[0052]
The diaphragm 30 is a disk having a hole in the center, and is supported by a short rod-shaped
[0053]
Next, the operation of the
[0054]
The molten solder S1 is guided from the
[0055]
Here, bubbles (not shown) may be generated in the
[0056]
Moreover, since the molten solder S1 guided to the inner periphery of the
[0057]
Furthermore, when a cylinder 31 having the same axis L as the
[0058]
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]. It is a -VIIa line longitudinal cross-sectional view. Hereinafter, the flat plate nozzle will be described with reference to FIGS. 1, 5 and 7 [1A] and [2A].
[0059]
A disc-shaped
[0060]
7 [1B] and [2B] show discharge nozzles used in place of the flat plate nozzle, 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 based on FIG. 4 [2] and FIGS. 7 [1B] and [2B].
[0061]
In the example shown in FIG. 4 [2], instead of the
[0062]
8 shows an actuator holder that holds the piezoelectric actuator 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]. FIG. Hereinafter, the piezoelectric actuator will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG.
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
The
[0066]
The fixing
[0067]
Next, the operation of the
[0068]
Hereinafter, the structure of the heater and the heat insulation structure in the liquid ejecting apparatus of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
[0069]
As shown in FIG. 1, a
[0070]
Next, the operation of the
[0071]
Next, the heat insulation structure of the
[0072]
Since the
[0073]
Further, the heat affecting the
[0074]
Further, as shown in FIG. 2 (not shown in FIGS. 1 and 3), a
[0075]
As shown in FIG. 2, the
[0076]
Needless to say, 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.
[0077]
【The invention's effect】
According to the liquid ejecting apparatus of the invention, the tank that stores the liquid and the tank that is provided under the tank and communicates with the tank.Together with a diaphragm wallThe pump room is located below the pump room and communicates with the pump roomVomitAn exit nozzle;By pressing the diaphragm, liquid is discharged downward from the discharge nozzle.By providing the actuator, the tank, the pump chamber, and the discharge nozzle are arranged in the vertical direction, so that the liquid can easily flow due to its own weight, thereby suppressing clogging. In addition, since the liquid easily flows, the generation speed [number / second] of the droplets can be increased. Moreover, even if the liquid comes into contact with air in the tank and an oxide film is formed, the oxide film stays 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. .
[0078]
AndWhen 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 this case as well, the tank, the pump chamber and the discharge nozzle are arranged in the vertical direction. , Liquid can flow quickly.
[0079]
Also,When the liquid is guided from the tank to the cavity through the introduction pipe and the diaphragm in the cavity is pressed by the actuator, the droplet is ejected from the ejection nozzle through the discharge pipe. In addition, since the discharge nozzle is disposed in the vertical direction, the liquid can flow quickly.
[0080]
In addition,The inlet of the discharge pipeVertical directionBy connecting to the upper edge, bubbles generated in the cavity can be quickly discharged.
[0081]
In addition to this,By connecting the outlet of the introduction pipe part to the inner periphery of the cavity part along the tangential direction of the cavity part, the liquid flow path can be made into the shape of "", so that the liquid can flow quickly and the bubbles Can be easily discharged.According to the liquid ejecting apparatus of the present invention, the following effects are also obtained for each claim.
[0082]
Claim 2According to the described liquid ejecting apparatus, since the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle are provided in one block body, the liquid ejecting apparatus can be reduced in size. Thereby, since the flow path of the liquid can be shortened, clogging can be further suppressed, and the generation speed of the droplets can be further increased.
[0083]
Claim 3According to the liquid ejecting apparatus described above, a cylinder having the same axis as the cavity is projected into the cavity, and a liquid flow path from the inlet of the introduction pipe to the inlet of the discharge pipe is formed around the cylinder. As a result, the liquid can be concentrated and advanced in the flow path along the circumference of the cylinder, so that the liquid can flow more quickly and the bubbles can be discharged more easily.
[0084]
Claim 4According to the described liquid ejecting apparatus, a nozzle having a through hole can be provided in the introduction pipe portion to function like a check valve, and clogging can be prevented because the nozzle structure is simple.
[0085]
Claim 5According to the described liquid ejecting apparatus, the same thing as the discharge nozzle can be provided in the introduction pipe portion to function like a check valve, and the discharge nozzle is designed not to cause clogging. Even if the discharge nozzle is used like a check valve, clogging can be prevented.
[0086]
DaBy using a piezoelectric actuator that has a free end that presses the diaphragm and a fixed end that is fixed to the block body, the displacement of the piezoelectric actuator can be reflected only on the free end. Displacement can be used effectively.
[0087]
PressureBy providing an actuator holder that fixes the free end of the electric actuator via an elastic member, the piezoelectric actuator can be made robust while the free end of the piezoelectric actuator is stretchable.
[0088]
ABy processing a part of the actuator holder into an annular shape, an elastic member can be obtained without increasing the number of parts.
[0089]
PoBy embedding a heater for heating the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle in the block body, the liquid ejecting apparatus can be reduced in size, and the heat generated from the heater can be efficiently transmitted to the pump chamber, the tank, and the discharge nozzle.
[0090]
RefusalBy fixing the piezoelectric actuator to the block body with a support member having thermal properties, heat conduction from the block body to the piezoelectric actuator can be effectively prevented.
[0091]
TheBy providing the heat insulating sheet between the lock body and the piezoelectric actuator, heat radiation from the block body to the piezoelectric actuator can be effectively prevented.
[0092]
RefusalBy providing a fan on the side of the piezoelectric actuator separated by the heat sheet, it is possible to apply air only to the piezoelectric actuator without applying air to the block body that must maintain high temperature. Cools well.
[0093]
Claim 6According to the described liquid ejecting apparatus, the use of the molten solder, which is a liquid having a large specific gravity and a low melting point, can effectively use the weight of the liquid and can simplify the heater. Can be exhibited most. In particular, even if molten solder comes into contact with air in the tank and forms an oxide film, the oxide film stays on the liquid surface, preventing the oxide film from entering the pump chamber under the tank and causing clogging. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view taken along the line II in FIG. 3 (a tank portion includes a center line of a tank) showing an embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the invention.
FIG. 2 is a front view showing an embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the invention.
FIG. 3 is a plan view illustrating an embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the invention.
4 shows an embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the invention, FIG. 4 [1] is a left side view, and FIG. 4 [2] is a vertical sectional view taken along line IV-IV in FIG. Different).
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a pump chamber in the liquid ejecting apparatus of FIG. 1;
6 is a perspective view showing a pump chamber in the liquid ejecting apparatus of FIG. 1. FIG.
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 FIG. It is a VIIa-VIIa line longitudinal section in 1A]. 7 [1B] and [2B] show discharge nozzles used in place of the flat plate nozzle, 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 that holds the piezoelectric actuator 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. FIG.
[Explanation of symbols]
10 tanks
20 Pump room
21 Cavity
22 Introduction pipe section
22a Inlet pipe inlet
22b Outlet of inlet pipe
23 Discharge pipe section
23a Exhaust pipe entrance
23b Exhaust pipe outlet
30 Diaphragm
31 cylinder
40, 41 Discharge nozzle
45 Flat 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 Molten solder droplets
S3 Flow path of molten solder
Claims (6)
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有し、
前記排出管部の入口は前記空洞部の鉛直方向の最上縁に連結され、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、
ことを特徴とする液体噴射装置。A tank for storing the liquid, a pump chamber having a wall consisting of the diaphragm as well as the tank and communicating provided below the tank, and the ejection exit nozzle that through communication with the pump chamber is provided below the pump chamber, An actuator for discharging the liquid downward from the discharge nozzle by pressing the diaphragm , and a liquid ejecting apparatus comprising :
The pump chamber has a columnar shape having an axis in the horizontal direction and one circular wall surface is the diaphragm, and an introduction pipe portion having an inlet connected to the tank and an outlet connected to the cavity. A discharge pipe part having an inlet connected to the cavity and an outlet connected to the discharge nozzle;
The inlet of the discharge pipe is connected to the uppermost edge in the vertical direction of the cavity, and the outlet of the introduction pipe is connected to the inner periphery of the cavity along the tangential direction of the cavity,
A liquid ejecting apparatus.
請求項1記載の液体噴射装置。The pump chamber is formed in the block body, the tank is attached on the block body, and the discharge nozzle is attached below the block body,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1 .
請求項1又は2記載の液体噴射装置。A cylinder having the same axis as that of the hollow part is projected in the hollow part, and the flow path of the liquid from the outlet of the introduction pipe part to the inlet of the discharge pipe part is formed around the cylinder.
The liquid ejecting apparatus according to claim 1 or 2 .
請求項1乃至3のいずれかに記載の液体噴射装置。A nozzle having a through-hole smaller than the inner diameter of the introduction tube portion was provided at the entrance or exit of the introduction tube portion or in the middle thereof.
The liquid ejecting apparatus according to claim 1 .
請求項1乃至3のいずれかに記載の液体噴射装置。The same thing as the discharge nozzle was connected to the inlet or outlet of the introduction pipe part or in the middle,
The liquid ejecting apparatus according to claim 1 .
請求項1乃至5のいずれかに記載の液体噴射装置。The liquid is a molten solder;
The liquid ejecting apparatus according to claim 1 .
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