JP6040280B2 - 液体材料吐出方法および装置 - Google Patents
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Description
本明細書中、「液体材料」とは、流動性のあるものは全て該当し、例えば、フィラーと呼ばれる粒子状の微小物質を有する液体材料も当然に含まれる。
また、「液滴の状態」とは、吐出口から吐出した液体材料が、吐出口と塗布対象物とのいずれにも接触せずに、空間中を移動する状態である。
また、急速前進するプランジャーを弁座に当接させることなく急激に停止させて液体材料を飛滴させる技術としては、出願人が提言した、先端面が液体材料に密接した液体材料吐出用プランジャーを高速前進させ、次いでプランジャー駆動手段を急激停止させて、液体材料に慣性力を印加して液体材料を吐出させる液体材料の吐出方法および装置がある(特許文献2,3)。
また、吐出口とワークとの距離が大きくなると、着弾時のいわゆる跳ね返りが生じるという課題がある。跳ね返りが生じると、所望位置に液滴が配置されないこととなり、結果として位置ズレの問題が生じる。
液体材料の吐出方法に係る第2の発明は、ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって吐出口を移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離とすることを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第3の発明は、ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって吐出口を上方に移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離とすることを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第4の発明は、上記第1ないし3のいずれかに記載の発明において、ワークが充分に離れた距離にある場合に形成される液滴と実質的に同量の液体材料のドットを、ワーク上に形成することを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第5の発明は、上記第1ないし4のいずれかに記載の発明において、さらに、ワークと吐出口との距離を取得する距離取得装置を設けたことを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第6の発明は、上記第1ないし5のいずれかに記載の発明において、ワークと吐出口を水平方向に相対移動しながら液体材料を吐出することを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第7の発明は、上記第1ないし6のいずれかに記載の発明において、液体材料の吐出量が、100mg以下であることを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第8の発明は、上記第1ないし7のいずれかに記載の発明において、前記吐出装置は、インクジェット式の吐出装置であること、または、ジェット式の吐出装置であることを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第9の発明は、上記第1ないし8のいずれかに記載の発明において、前記吐出装置が、前記吐出口と連通する液室と、前記液室内で進退動するプランジャーとを備え、前記プランジャーの一回の進出動作により前記吐出口から液体材料を吐出することを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第10の発明は、上記第1ないし9のいずれかに記載の発明において、前記液体材料が、クリーム半田、銀ペーストおよびエポキシ剤の中から選択された一の液体材料であることを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る第11の発明は、上記第1ないし10のいずれかに記載の発明に係る液体材料の吐出方法によって、半導体製造におけるアンダーフィルまたはチップ上面を封止材で覆う封止塗布を行うことを特徴とする。
液体材料吐出装置に係る第13の発明は、吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置であって、ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって、吐出口を移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離にして液体材料を吐出することを特徴とする。
液体材料吐出装置に係る第14の発明は、吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置であって、ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって、吐出口を上方に移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離にして液体材料を吐出することを特徴とする。
液体材料吐出装置に係る第15の発明は、上記第12ないし14のいずれかに記載の発明において、ワークが充分に離れた距離にある場合に形成される液滴と実質的に同量の液体材料のドットを、ワーク上に形成することを特徴とする。
液体材料吐出装置に係る第16の発明は、上記第12ないし15のいずれかに記載の発明において、さらに、ワークと吐出口との距離を取得する距離取得装置を設けたことを特徴とする。
液体材料吐出装置に係る第17の発明は、上記第12ないし16のいずれかに記載の発明において、ワークと吐出口を水平方向に相対移動する水平方向相対移動機構を設け、
制御部が、ワークと吐出口との距離を一定に保持することを特徴とする。
液体材料吐出装置に係る第18の発明は、上記第12ないし17のいずれかに記載の発明において、前記吐出部は、インクジェット式の吐出機構を有すること、または、ジェット式の吐出機構を有することを特徴とする。
液体材料吐出装置に係る第19の発明は、上記第12ないし18のいずれかに記載の発明において、前記吐出口と連通する液室と、前記液室内で進退動するプランジャーとを備え、前記プランジャーの一回の進出動作により前記吐出口から液体材料を吐出することを特徴とする。
液体材料の吐出方法に係る本発明は、ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離を取得する第1の距離取得装置を設け、吐出口から流出した液体材料が吐出口から離間する際の、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離Aを第1の距離取得装置により取得し、吐出口の下端とワーク表面との距離Bを、前記距離Aの1倍以下から距離Aの半分より大きい距離に保持して液体材料を吐出することを特徴とする。
上記液体材料の吐出方法において、前記第1の距離取得装置が、ビデオカメラまたはデジタルカメラであることを特徴としてもよい。
上記液体材料の吐出方法において、前記吐出装置が、弁体着座タイプまたは弁体非着座タイプのジェット式の吐出装置であることを特徴としてもよく、さらに、前記液体材料が、クリーム半田、銀ペーストおよびエポキシ剤の中から選択された一の液体材料であることを特徴としてもよい。
上記液体材料の吐出方法において、ワークと吐出口を水平方向に相対移動しながら液体材料を吐出することを特徴としてもよい。
上記液体材料の吐出方法において、ワークと吐出口との距離を取得する第2の距離取得装置を設けたことを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置において、前記第1の距離取得装置が、ビデオカメラまたはデジタルカメラであることを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置において、ワークと吐出口を水平方向に相対移動する水平方向相対移動機構を設け、制御部が、ワークと吐出口との距離を一定に保持することを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置において、前記吐出部は、弁体着座タイプまたは弁体非着座タイプのジェット式の吐出機構を有することを特徴としてもよい。
[1]ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離を取得する第1の距離取得装置を設け、吐出口から流出した液体材料が吐出口から離間する際の、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離Aを第1の距離取得装置により取得し、吐出口の下端とワーク表面との距離Bを、前記距離Aと同じ距離に保持して液体材料を吐出し、液体材料が吐出口とつながった状態でワークに着弾し、その後分断されるようにすることを特徴とする液体材料の吐出方法。
[2]ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離を取得する第1の距離取得装置を設け、吐出口から流出した液体材料が吐出口から離間する際の、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離Aを第1の距離取得装置により取得し、吐出口の下端とワーク表面との距離Bを、前記距離Aの60〜100%の距離範囲で一定に保持して液体材料を吐出し、液体材料が吐出口とつながった状態でワークに着弾し、その後分断されるようにすることを特徴とする液体材料の吐出方法。
[3]ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、
吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離を取得する第1の距離取得装置を設け、
吐出口から流出した液体材料が吐出口から離間する際の、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離Aを第1の距離取得装置により取得する第1工程、吐出口の下端とワーク表面との距離Bを、前記距離Aの60〜100%とする第2工程、液体材料を吐出し、液体材料が吐出口とつながった状態でワークに着弾し、その後分断されるようにする第3工程、を含むことを特徴とする液体材料の吐出方法。
[4]ワークと吐出口を水平方向に相対移動しながら液体材料を吐出することを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかの液体材料の吐出方法。
[5]前記距離Bを測定する第2の距離測定装置を設け、前記吐出口を上下動して前記距離Bを一定に保持することを特徴とする[1]ないし[4]のいずれかの液体材料の吐出方法。
[6]液体材料の吐出量が、100mg以下であることを特徴とする[1]ないし[5]のいずれかの液体材料の吐出方法。
[7]前記吐出装置は、インクジェット式の吐出装置であることを特徴とする[1]ないし[6]のいずれかの液体材料の吐出方法。
[8]前記吐出装置は、ジェット式の吐出装置であることを特徴とする[1]ないし[6]のいずれかの液体材料の吐出方法。
[9]吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を測定する吐出距離測定装置と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置において、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離を取得する第1の距離取得装置、および、吐出口の下端とワーク表面との距離を取得する第2の距離取得装置を設け、制御部が、予め取得した吐出口から流出した液体材料が吐出口から離間する際の、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離Aに対して、吐出口の下端とワーク表面との距離Bを、前記距離Aと同じ距離に保持して液体材料を吐出することを特徴とする液体材料吐出装置。
[10]吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置において、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離を取得する第1の距離取得装置、および、吐出口の下端とワーク表面との距離を取得する第2の距離取得装置を設け、制御部が、予め取得した吐出口から流出した液体材料が吐出口から離間する際の、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離Aに対して、吐出口の下端とワーク表面との距離Bを、前記距離Aの60〜100%の距離範囲で一定に保持して液体材料を吐出することを特徴とする液体材料吐出装置。
[11]吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置において、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離を取得する第1の距離取得装置、および、吐出口の下端とワーク表面との距離を取得する第2の距離取得装置を設け、制御部が、吐出口から離間する瞬間の液滴の最下端部とワーク表面との距離をゼロに保持して液体材料を吐出することを特徴とする液体材料吐出装置。
[12]吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置において、吐出口の下端から吐出口から流出した液体材料の下端までの距離を取得する第1の距離取得装置、および、吐出口の下端とワーク表面との距離を取得する第2の距離取得装置を設け、ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって吐出口を移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離に保持して液体材料を吐出することを特徴とする液体材料吐出装置。
[13]ワークと吐出口を水平方向に相対移動する水平方向相対移動機構を設け、制御部が、ワークと吐出口との距離を一定に保持することを特徴とする[10]ないし[12]のいずれかの液体材料吐出装置。
[14]前記吐出部は、インクジェット式の吐出機構を有することを特徴とする[10]ないし[13]のいずれかの液体材料吐出装置。
[15]前記吐出部は、ジェット式の吐出機構を有することを特徴とする[10]ないし[13]のいずれかの液体材料吐出装置。
また、吐出口を上昇させて糸切りする必要がないことから、吐出口を上下させる作動時間が不要となるので、吐出作業の生産性を向上させることができる。
1 バルブ本体/2 隔壁/3 貫通孔/4 駆動部室/5 液室/6 液室出口/7 ピストン/8 プランジャーロッド/9 スプリング/10 ストローク調整ネジ/11 ノズル/12,13 接続口/14 空圧源/15 バルブ作動圧制御装置/16 流量制御弁/17 切替弁/18 液体加圧装置/19 液体貯留容器/20,21 パイプ/30 ワーク/41 バネ室/42 空気室/51 バネ/52 ピストン/53 ピストン室 /54 ガイド/55 ブランジャ/56 液室/57 吐出口/61 制御部/62 エア供給装置/63 シリンジ/64 シリンジ取付部材/71,371 X方向移動機構/72 センサー装置/73,373 Y方向移動機構/74,374 ワーク/75,375 テーブル/91 テーブル/92 ビーム/93 Y軸スライダー/94 塗布ヘッド/95 X軸スライドベース/96 X軸スライダー/200 液体材料塗布装置/300,500 吐出装置/301 卓上型ロボット/303 Z方向移動機構/400 ガントリー型塗布装置/501 べース/502 支柱板/503 板(天板)/504 中間板/511 貯留部/512 計量部/513 プランジャー/514 プランジャー駆動用モータ/516 円筒部/526 弁体/28 バルブ駆動用モータ/529 バルブ駆動用アクチュエータ/531 ノズル/532 吐出口/550 本体/553 管/554 液送管/561 蓋/581 第1流路/582 第2流路/583 第3流路/584 第4流路/585 第5流路/591 ジョイント/600 吐出ヘッド/601 インクジェットヘッド/602 ヘッド保持部材/603 切替バルブ/604 接触センサ/605 ベース/606 流路ブロック/611 第一供給チューブ/612 第二供給チューブ/614 バルブ駆動用電力線/615 ヘッド供給用チューブ/616 信号線/621,622 継手/623,624 固定部材(ネジ)/641 可動子
例示されるプランジャージェット式の吐出装置は、吐出口を有するバルブ本体と、進退動作により液体材料を吐出するプランジャーロッドと、バルブ本体に液体材料を供給する液体貯留容器と、液体貯留容器内の液体を所望圧力に加圧する液体加圧装置と、バルブ作動用エアーを所望圧力に制御するバルブ作動圧制御装置と、バルブ作動圧制御装置とバルブ本体とを連通する第一の位置と、バルブ本体と大気とを連通する第二の位置とを切替可能とする電磁切替弁と、バルブ作動圧制御装置とバルブ本体とを連通する流量制御弁とで構成される。
エアー圧力の急激な低下により、プランジャーロッドに大きな加速度を与え、さらにプランジャーロッドが弁座に着座すると同時にプランジャーロッドの移動が停止することで、このプランジャーロッドの動作により液体に慣性力が与えられて前記吐出口より液体が飛滴される。
また、液滴が吐出口から離間する際に、サテライトが生じるという問題もある。
そこで、発明者は、鋭意工夫を重ね、吐出口とワークの位置を最適な距離とすることにより、かかる課題を解決した。
なお、図8の左から4番目が、吐出口から離間する瞬間の液滴を示している。
ここで、h2をどの程度とするかは、液体材料の粘度や吐出口の直径等の要素に応じて決定する設計事項であるが、液体材料がワークに着弾した後、分断される(液切れが良好に行われる)距離とする必要がある。すなわち、吐出口を上昇して糸切りを行わなくとも、液滴が形成される距離とすることが重要である。そのためには、h2を液体材料が吐出口から分断される直前の高さh0と同じかやや短い距離(例えば、h2を液体材料の高さh0の60〜100%、好ましくは70〜100%、より好ましくは80〜100%、更に好ましくは90%〜100%)とするのが好ましい。実験上の経験則から、吐出口とワークとの距離h2が液体材料の高さh0の半分以下である場合には、吐出口から良好な液切れが得られないことを開示することができる。
h0の測定方法は上記に限定されず、例えば、吐出口から液体材料が離間する瞬間の画像をデジタルカメラで撮像してh0を測定してもよい。
本発明が適用できる液体材料としては、銀ペースト等の導電性材料、エポキシ・アクリル等の樹脂材料・接着剤、半田ペースト、液晶材料、グリス等潤滑剤、インク、着色材、塗料、コーティング材、電極材、水溶液、オイル、有機溶剤などが例示される。
より詳しくは、電機部品の製造における銀ペーストなどの導通剤の微小塗布、モータなどの機械部品の摺動部へのグリス塗布、部材の接着のための微小接着領域へのエポキシ樹脂等の接着剤の塗布、また、半導体製造におけるチップと基板との間に液体材料を充填するアンダーフィルやチップの上面を封止剤で覆う封止塗布などに好適である。
公知の距離測定装置としては、ワーク表面に接触してワーク表面までの距離を計測する接触式計測装置、レーザー光をワークに照射してワーク表面までの距離を計測するレーザー変位センサー等の非接触式計測装置が例示される。
さらに、吐出口とワーク表面との距離(クリアランス)は、上記範囲内において常に一定であることが好ましく、吐出口とワーク表面との距離を常に一定に保つために、前記距離測定装置を利用できることはいうまでもない。このクリアランスは、吐出装置のタイプや吐出量などに応じて異なる値を設定することとなるが、例えば、インクジェット式吐出装置の場合、クリアランスが1mm以下であることが好ましく、0.5mm以下であることがさらに好ましく、例えば、ジェット式吐出装置の場合、クリアランスが数mm以下であることが好ましく、1mm以下であることがさらに好ましい。
また、ワークに接触してから滴を分断する場合には、着弾時のいわゆる跳ね返りが生じない。しかも、図4に示すような従来の接触式吐出作業における効果であるサテライトが発生しないという効果をも享受することができる。
しかしながら、本発明は、液体材料に慣性力を与えて「液滴の状態」で吐出する吐出装置において特に有利な効果を奏する。この種の吐出装置には、ノズルと連通する液室内に、可動弁体、静電型、圧電型などのアクチュエータ、ダイヤフラムおよび殴打ハンマー、バブル発生用ヒーター、などの圧力発生手段により圧力を発生させて液滴を吐出する吐出装置も含まれる。吐出装置の具体例をあげると、(i)弁体着座タイプのジェット式(例えば、弁座に弁体を衝突させて液体材料を吐出するジェット式)、(ii)弁体非着座タイプのジェット式(例えば、プランジャーを前進移動させ、次いで急激に停止して液体材料に慣性力を印加して吐出するプランジャージェット式)、(iii)連続噴射方式或いはオンデマンド方式のインクジェット式などがある。
図1はバルブ開口時(第一の位置)の各部の状態を、図2はバルブ閉止時(第二の位置)の各部の状態を示す概略図である。
バルブ部を構成するバルブ本体1は、下面に液滴吐出用のノズル11を備えるとともに、プランジャーロッドが挿通する貫通孔3を有する隔壁2によって、駆動部室4と液室5とに上下2分されている。上部の駆動部室4には、プランジャーロッド8を上下動させるピストン7が摺動自在に装着されており、ピストン7の上方の駆動部室4はバネ室41を形成し、ピストン7の上面とバネ室41の上部内壁面との間にはスプリング9が配設される。また、ピストン7の下方の駆動部室4は空気室42を形成し、バルブ本体1の側壁に形成した接続口12に接続したパイプ20及びエアー供給部を介して高圧空圧源14に接続され、プランジャーロッド8後退用の高圧空気が供給される。なお、図中10は、駆動部室4の上壁に螺合したストローク調整用ネジ10であり、上下位置を変更することによってプランジャーロッド8の移動上限を調整して、液体の吐出量を調整するものである。
なお、プランジャーロッド8の先端面及び吐出室の底壁は平面に形成されており、バルブ閉止時には上記両面は面接触して前記液室出口6を閉止して液滴の吐出を停止するように構成すると、バルブ閉止時の吐出すべき液滴と液室5内の液体とを確実に分離することができる。なおまた、プランジャーロッド8の先端面に最大径が前記液室出口6の内径に等しい突起を設け、バルブ閉止時液室出口6に係合するように構成すると、バルブ閉止時の液切りを良好にできる。
≪構成≫
図9は、本実施例の吐出装置が搭載される液体材料塗布装置の全体外観図である。
液体材料塗布装置200は、卓上型ロボット301の吐出ヘッドに吐出装置300を搭載し、ワーク374と吐出装置300を相対移動させながらワークの所望位置に所望量の液体材料を塗布する。
吐出装置300は、卓上型ロボット301のX方向移動機構371が備えるZ方向移動機構303に着脱自在に固定されており、X方向に移動自在である。ワーク374は、卓上型ロボット301のY方向移動機構373に配設されたテーブル375上に載置される。吐出装置300は、Z方向に移動自在であり、吐出装置300が吐出動作する際の、吐出装置300とワーク374の表面との距離(クリアランス)を所望量に調整することができる。
このような装置においては、プランジャー55は、その先端部の周面が液室56内の内壁とは非接触の状態で前進するので、一部の液体材料はプランジャー55と液室56との間を後方に移動するため、プランジャー55前進時の抵抗が少なく、プランジャー55をスムーズに高速前進させることができる。
所望量の吐出量が得られるよう調整された吐出装置300を作動させ、液体材料が吐出装置300の吐出口57から離間する際の、吐出口57から液体材料の進出方向末端までの高さ(距離)h0を測定する。高さh0は、吐出装置300を卓上ロボット301に搭載させる前に予め測定してもよいし、卓上ロボット301に搭載させた状態でその下方に液受け用のカップを設け、前記カップに向けて吐出装置300から液体材料を吐出させて測定してもよい。高さh0の測定に際しては、液体材料が被着体に着弾する前に吐出口57から離間するよう、吐出口57と被着体との距離を設けて行うことが重要である。
この測定作業は、高速度ビデオカメラで吐出装置300の吐出口57から液体材料が吐出される態様を撮像し、得られた画像から吐出口から離間する際の画像を選び出し、これを画像処理することにより得られることは、前述したとおりである。
ところで、本実施例では、高速度ビデオカメラを用いて、液体材料が吐出装置300の吐出口57から離間する際の、吐出口57から液体材料の進出方向末端までの高さh0を測定したが、これに限らず既知の計測手段を用いて前記距離を測定できることはいうまでもない。
以上の手順により、吐出口57から離間する際の液体材料の高さh0が得られた後は、液体材料が塗布されるワークと吐出装置300の吐出口57との距離が、高さh0よりも小さい距離にて塗布作業が行われるよう、塗布装置200の塗布作業時のZ方向移動機構303を制御して塗布作業を行う。
本実施例の吐出装置300は、数十cps〜十万cpsという広範囲の粘度の液体材料を吐出することができる装置であり、比較的高粘度の液体材料をも吐出することができる。1ショットあたり数μg〜数10mg程度の量を吐出する。
ノズル:内径75μm、外径200μm
液体材料:熱硬化型エポキシ系一液性樹脂
吐出量:10μg
吐出口とワーク表面の距離(クリアランス):1mm
吐出口とワークの相対移動速度:50mm/s
本実施例の吐出装置500は、図7に示すように、ガントリー型塗布装置400に搭載される。
ガントリー型塗布装置400は、例えば、ボックス内において、液体材料を吐出するノズルと当該ノズルに対向するようにワークを載置するテーブルとを相対的に移動させて当該ワーク表面の所望する位置に液体材料を塗布する装置であって、前記ボックスの側面に設けたワークを搬出入するための搬入出口と、前記搬入出口に向かって延設されたビームを前記テーブルの上方を平行移動させるビーム移動手段と、それらの作動を制御する制御部と、を備える。以下に詳細に説明する。
X軸スライドベース95は、ビーム92が端部に位置する際に、妨げられることが無い程度に、充分に幅広に構成されている。これにより、ビーム92や塗布ヘッド94がワーク搬入時に干渉することを防ぐことができる。
ワーク搬入時は、主制御部はX軸スライダー96を可動して、右側のビーム92をX軸スライドベース95の右端に移動させ、左側のビーム92をX軸スライドベース95の左端に移動させ、テーブル91上にビーム92が被さらないようにする。ビーム92の移動完了後、搬入出口12よりワーク搬送機17がワークを搬入する。テーブル91上へのワーク載置が完了すると、主制御部21はX軸スライダー96および前記Y軸スライダー93を可動して、塗布ヘッド94をワークの所望位置に配置し、塗布ヘッド94が備えるZ軸移動機構により塗布ヘッド94を下降させ、ワークへの液体材料を塗布を行う。この際、X軸スライダー96およびY軸スライダー93を適宜移動させて所望する形状に描画することができる。
なお、ワークの搬入出はフォーク形の搬送機で行ったり、エアータイプの搬送機で行われる。
吐出装置500は、図10から図12までに示すように、ベース501の下面に固定されたバルブ駆動用アクチュエータ529の進退動作が、それに連結されたジョイント591を介して弁体526に伝達されるよう構成されている。従って、バルブ駆動用アクチュエータ529の進退動作によって弁体526がスライド動作する。
前記制御部は、計量孔内に液体材料を吸入する際は、前記弁体を第1の位置に配して液体材料供給部と計量部とを連通し、かつ、計量部と吐出部とを遮断し、計量孔内の液体材料を排出する際は、前記弁体を第2の位置に配して計量部と吐出部とを連通し、かつ、液体材料供給部と計量部とを遮断する。
本実施例の吐出装置500は、例えば、液晶パネル製造工程における液晶滴下工程で使用される液晶滴下装置としても利用される。
本実施例の吐出装置を、図6および図13を参照しながら説明する。
図6は、吐出ヘッド600とワークとを相対移動させながら塗布を行う液体材料塗布装置である。吐出ヘッド600はZ方向に移動自在であり、接触センサ4の有する可動子641により変位量を測定することができ、インクジェットヘッド1の吐出面とワーク7とのクリアランスを調整することができる。
インクジェットヘッド601は、ネジ623,624を緩めることで、ヘッド保持部材602に着脱自在である。可撓性の材料で構成された各チューブも継手接続されているので着脱容易であり、メンテナンスが容易な構造となっている。
吐出ヘッド600に搭載されるインクジェットヘッド601のノズルは、複数でも単数でもよい。
上記の構成の装置において、吐出口の下端とワーク表面との距離(クリアランス)を、液体材料がワークに着弾した後にノズルの吐出口から離間する条件に設定し、着弾位置のズレおよびサテライトの発生を確認したところ、本実施例に係るクリアランスでは、着弾位置のズレおよびサテライトの発生は確認されなかった。一方、本実施例と比べ格段に大きいクリアランスを設定したところ、サテライトが発生していることが確認できた。
Claims (19)
- ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、
ワークと吐出口との距離を、吐出口から離間する瞬間の液滴の最下端部とワーク表面との距離がゼロになる距離とすることを特徴とする液体材料の吐出方法。 - ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、
ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって吐出口を移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離とすることを特徴とする液体材料の吐出方法。 - ワークと吐出口を相対移動させることができ、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する吐出装置による液体材料の吐出方法において、
ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって吐出口を上方に移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離とすることを特徴とする液体材料の吐出方法。 - ワークが充分に離れた距離にある場合に形成される液滴と実質的に同量の液体材料のドットを、ワーク上に形成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の液体材料の吐出方法。
- さらに、ワークと吐出口との距離を取得する距離取得装置を設けたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の液体材料の吐出方法。
- ワークと吐出口を水平方向に相対移動しながら液体材料を吐出することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の液体材料の吐出方法。
- 液体材料の吐出量が、100mg以下であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかの液体材料の吐出方法。
- 前記吐出装置は、インクジェット式の吐出装置であること、または、ジェット式の吐出装置であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかの液体材料の吐出方法。
- 前記吐出装置が、前記吐出口と連通する液室と、前記液室内で進退動するプランジャーとを備え、前記プランジャーの一回の進出動作により前記吐出口から液体材料を吐出することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかの液体材料の吐出方法。
- 前記液体材料が、クリーム半田、銀ペーストおよびエポキシ剤の中から選択された一の液体材料であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかの液体材料の吐出方法。
- 請求項1ないし10のいずれかの液体材料の吐出方法によって、半導体製造におけるアンダーフィルまたはチップ上面を封止材で覆う封止塗布を行うことを特徴とする液体材料の吐出方法。
- 吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置であって、
制御部が、ワークと吐出口との距離を、吐出口から離間する瞬間の液滴の最下端部とワーク表面との距離がゼロになる距離にして液体材料を吐出することを特徴とする液体材料吐出装置。 - 吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置であって、
ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって、吐出口を移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離にして液体材料を吐出することを特徴とする液体材料吐出装置。 - 吐出口を有する吐出部と、吐出口と対向する位置にワークを保持するワーク保持機構と、吐出口の下端とワーク表面との距離を調整可能とする吐出距離調整機構と、制御部とを備え、液体材料を液滴の状態で吐出口から吐出する液体材料吐出装置であって、
ワークと吐出口との距離を、吐出口から流出した液体材料がワークに着弾してから分断される距離であって、吐出口を上方に移動させることなく液体材料が吐出口から離間される距離にして液体材料を吐出することを特徴とする液体材料吐出装置。 - ワークが充分に離れた距離にある場合に形成される液滴と実質的に同量の液体材料のドットを、ワーク上に形成することを特徴とする請求項12ないし14のいずれかの液体材料吐出装置。
- さらに、ワークと吐出口との距離を取得する距離取得装置を設けたことを特徴とする請求項12ないし15のいずれかの液体材料吐出装置。
- ワークと吐出口を水平方向に相対移動する水平方向相対移動機構を設け、
制御部が、ワークと吐出口との距離を一定に保持することを特徴とする請求項12ないし16のいずれかの液体材料吐出装置。 - 前記吐出部は、インクジェット式の吐出機構を有すること、または、ジェット式の吐出機構を有することを特徴とする請求項12ないし17のいずれかの液体材料吐出装置。
- 前記吐出口と連通する液室と、前記液室内で進退動するプランジャーとを備え、前記プランジャーの一回の進出動作により前記吐出口から液体材料を吐出することを特徴とする請求項12ないし18のいずれかの液体材料吐出装置。
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