JPH0256271A

JPH0256271A - 液体定量吐出装置

Info

Publication number: JPH0256271A
Application number: JP20728688A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Shimano; 島野　一郎
Original assignee: Musashi Engineering Co Ltd
Current assignee: Musashi Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-08-23
Filing date: 1988-08-23
Publication date: 1990-02-26
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JP2511117B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ペースト状材料、接着剤などの粘性流体を
含む液体を、精密に定量吐出することができる液体定量
吐出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、ダイボンディング装置では、リードフレームま
たは回路基板上に、シリンジから一定量のペーストを吐
出し、その吐出されたペースト上にダイをボンディング
することが一般的である。

ここで、シリンジからのペーストの定量吐出は、ペース
トが充填されているそのシリンジ内へ加圧エアを供給す
ることにより行われており、従来のペースト吐出装置に
おける、シリンジへの供給エアの制御は、シリンジと加
圧エア供給源との間に吐出用電磁弁を配設し、この吐出
用電磁弁を、予め設定された一定時間だけ開放すること
によって行うこととしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記従来例は、吐出用電磁弁を、予め設定さ
れた時間をもって開閉制御するだけの構造であるので、
エア圧を一定時間シリンジへ供給しても、シリンジ内の
ペースト残存量によって吐出量が変動するという問題点
があった。

この場合、ペースト自体が不透明のとき、またはペース
トは透明であってもシリンジが不透明のときには、作業
者には残存量がわからないので、通常は、シリンジより
リードフレーム等に吐出され、ペーストのうち、後工程
のダイボンディングによってダイの側面よりはみだすペ
ースト量により、シリンジ内のペースト残存量を間接的
に検知し、これに基づいて作業者が、時間またはエアの
圧力を適当に設定し直す必要があった。また、前記した
ように、ペースト自体またはシリンジが不透明であると
きには、シリンジ内のペースト残存量が作業者にはわか
らないこと、および／またはダイボンディング装置の自
動化に伴い作業者が常駐しないことにより、シリンジ内
にペーストが存在しなくなった状態で装置を使用するこ
とに起因する、ペーストの吐出不能が生じ、後工程のダ
イボンディング不良が生しるという問題点があった。

更には、装置停止時に、ペーストが、主にはその自重に
基づき、シリンジ先端から少しずつたれるという問題点
もあった。

この発明の目的は、シリンジ内の液体残存量を検出する
ことにより、シリンジ内の液体残存量の多少に関係なく
、常に一定量の液体を吐出することができる液体定量吐
出装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、液体の吐出後における、シリン
ジからの？（１，体のたれをなくすることができる液体
吐出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の液体定量吐出装置は、液体を充填されるシリ
ンジと、このシリンジに加圧エアを供給するエア供給源
とを設けるとともに、シリンジからの液体の吐出に際し
て、シリンジとエア供給源との連通をもたらすべく、シ
リンジに第１の配管によって、また、エア供給源に第２
の配管によって、それぞれ接続した吐出用電磁切換弁を
設け、その第２の配管にアキュムレータを配設し、そし
て、第１および第２の配管のそれぞれに、それらの内圧
を測定する第１および第２の圧力センサをそれぞれ接続
し、さらに、これら第１および第２の圧力センサから測
定圧力を入力する一方、吐出用電磁切換弁に、第１の配
管と第２の配管とを連通させる電圧信号を出力するとと
もに、第１の配管と第２の配管とが連通された後、第１
の圧力センサによる測定圧力が、予め設定した圧力に達
するまでの時間の変化によって、電圧信号の出力時間を
制御する制御部とを設けたものである。

また、この発明の他の装置は、上述したところに加え、
吐出用電磁切換弁に、第３の配管によってエア吸引源を
接読し、そして、その第３の配管にアキュムレータを配
設したものである。

〔作　用〕

この装置では、シリンジからめ液体の吐出に際しては、
制御部から電圧信号を出力して吐出用電磁切換弁を作動
させ、シリンジにエア供給源の加圧エアを供給する。こ
のことにより、シリンジからの液体の吐出が行われる。

この場合、シリンジ内の液体の残存量に起因する、第１
の圧力センサの測定圧力の立上りの変化を制御部によっ
て判断し、それに応じて制御部が、吐出用電磁切換弁を
開放する時間、すなわち吐出時間を、シリンジ内の液体
の残存量が変わってもなお、液体吐出量が一定量となる
ように制御するので、シリンジからは液体の残存量の多
少に関係なく常に一定量の液体が吐出される。

また、この発明の他の装置では、シリンジへの加圧エア
の供給停止とタイミングを合わせて、そのシリンジ内へ
、エア吸引源による負圧を作用させることにより、シリ
ンジからの液体の漏出を有効に防止することができる。

なお、これらの装置では、シリンジへの、加圧エアの供
給開始から、シリンジ内圧が設定値に達するまでの間の
測定圧力の立上りを、アキュムレータの作用によって極
めて円滑ならしめることができるので、電圧信号の出力
時間の制御を高い精度にて行うことができる。

しかも、後者の装置では、第３の配管に設けたアキュム
レータの作用に基づき、シリンジ内を迅速に設定負圧に
するとともに、エア吸引源の脈動に起因するシリンジ内
圧の変動を防止して、シリンジ内の液体の漏出を極めて
有効に防止することができる。

〔実施例〕

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す回路図である。

ここでは、液体１を充填されるシリンジ２を、３ポート
とすることができる吐出用電磁切換弁３のボートＡに、
第１の配管４によって接続する。

ここで、吐出用電磁切換弁３は、電圧が印加されない時
に、ボートＡと流出ボートＲとの連通をもたらし、電圧
が印加されたときに、ボートＡと流入ボートＰとの連通
をもたらす。

かかる吐出用電磁切換弁３の流入ポートＰには、第２の
配管５により、減圧弁６を介して、エア供給源７を接続
し、そしてその配管５の、吐出用電磁切換弁３と減圧弁
６との間にはアキュムレータ８を設ける。一方、吐出用
電磁切換弁３の流出ポートＲには、第３の配管９により
、２ポートとすることができる吸引用電磁切換弁１０を
介して、エア吸引ｉｎを接続し、その第３の配管９の、
吸引用電磁弁１０とエア吸引源１１との間には、アキュ
ムレータ１２を設ける。

ここで、吸引用電磁弁１０は、電圧が印加されていない
時に閉止状態となり、電圧の印加によって開放状態とな
る。

第１および第２の配管４，５には、それぞれの配管１５
．１６を介して、圧力センサ１７．１Ｂをそれぞれ接続
する。これらの各圧力センサ１７．１８は、それ自身に
て検知した圧力を電気信号に変換した後、各変換回路１
９．２０に入力する。ここで、変換回路１９、２０は、
圧力センサ１７．１８から出力された微弱な出力信号を
増幅するとともに、その出力信号のバラツキを校正する
増幅回路２１と、この圧力のアナログ信号を２値化した
複数本の２進数のデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバ
ータ２２とを有しており、これらの変換回路１９．２０
からの出力はまた、マイクロプロセッサまたは１チツプ
コンピユータ等の制御部２３に入力される。

以下、説明を簡素化するため、シリンジ２内の液体１の
上面上の空間と、配管４および１５内の空間とを含めて
空間３０とし、配管５の、電磁切換弁３と減圧弁６との
間の空間と、配管１６内の空間とを含めて空間３１とし
、配管９の、電磁切換弁３と吸引用電磁切換弁１０との
間の空間を空間３２とする。

前記制御部２３は、そこへ吐出開始信号４０が入力され
た時に電圧信号４１を出力し、この電圧信号４１は、増
幅回路２４にて増幅されて吐出用電磁切換弁３に入力さ
れる。制御部２３はまた、吐出終了時に電圧信号４２を
出力し、この電圧信号４２は、電力増幅回路２５により
増幅されて吸引用電磁弁１０に入力される。

ところで、制御部２３それ自身には、時間、条件等の設
定スイッチ２３ａおよび設定データ表示部２３ｂを設け
る。設定スイッチ２３ａは、所定量の液体１を吐出する
ために必要な吐出用電磁切換弁３の開放時間を設定する
スイッチと、液体１の残存量が変化した時、空間３０内
の、測定圧力の立上り時間の変化によって吐出時間を増
減するための数値を設定するスイッチと、吐出終了直後
からの吸引用電磁弁１０の開放時間を設定するスイッチ
と、空間３０内の所要の負圧値を設定するスイッチと等
からなっている。

また、設定データ表示部２３ｂは、前記設定スイッチ２
３ａにて設定した時間９条件等のデータと、圧力センサ
１７．１８によって検出された空間３０．３１の圧力と
を表示すべく機能する。

次に作用について説明する。

通常は、吐出用電磁切換弁３は、ボー１−Ａと流出ポー
トＲとの連通状態にあることから、空間３０の圧力は空
間３２の圧力と同じに保たれている。また、空間３１の
圧力は、エア供給源７からの加圧エアを、減圧弁６で適
当な圧力に調整することによって、所定の圧力に保たれ
ている。

前記空間３０内の圧力は、圧力センサ１７で検知され、
電気信号に変換されて変換回路１９に入力される。この
変換回路１９では、圧力センサ１７の出力信号を、アン
プ２１で増幅し、更にＡ／Ｄコンバータ２２でデジタル
信号に変換して制御部２３へ入力する。

制御部２３は、変換回路１９からの信号を設定データ表
示部２３ｂに表示する。

また、前記空間３１の圧力も同様に、圧力センサＩ８で
検知されるとともに、電圧信号に変換され、変換回路２
０を経て、制御部２３に入力される。制御部２３は、変
換回路２０からの信号を設定データ表示部２３ｂに表示
するとともに、空間３１の圧力を予め決めた一定の圧力
に保つための制御信号を減圧弁６へ出力する。

かかる状態の下で、吐出開始信号４０が制御部２３に入
力されると、制御部２３から電圧信号４１が出力され、
この電圧信号４１は電力増幅回路２４で増幅された後、
吐出用電磁切換弁３に印加される。これにより、吐出用
電磁切換弁３のポートＡと流入ボートＰとが接続されて
、空間３１の圧力が空間３０に加えられる。このように
して、加圧エアがシリンジ２内へ供給されると、シリン
ジ２からの液体１の吐出が始まる。

なおここで、空間３０の圧力（圧力センサ１７で検知さ
れた圧力）が空間３１の圧力（圧力センサ１８で検知さ
れた圧力）と同じになる時間は、シリンジ２内の液体１
の残存量によって変化する。この関係を第２図に示す。

第２図において、曲線ａはシリンジ２内に液体１が満杯
の時、曲線すは曲ｂｉ　ａの時よりシリンジ２内の液体
１の残存量が一定量少なくなった時、曲線Ｃは曲線すの
時より更にシリンジ２内の液体ｌの残存量が一定量少な
くなった時のそれぞれにおける、圧力センサ１７の測定
圧力の、理想の立上り状態を示す。また、ｔａｇ、　ｔ
ｂ、　ｔｃ、は、それぞれ曲線ａ、　ｂ、　ｃにおいて
、圧力センサ１７の測定圧力が圧力センサ１８の測定圧
力と等しくなる時間を示す。また、Ｔａ、　Ｔｂ、　Ｔ
ｃは、曲線ａ、　ｂ、　ｃにおいて、吐出用電磁切換弁
３に加える電圧信号４１をオンとしておく時間（吐出時
間）を示す。

第２図から明らかなように、シリンジ内の液体１の残存
量が少なくなるに従って、空間３０の圧力が空間３１の
圧力に等しくなる時間が遅くなることから、電圧信号４
１が出力されてから空間３０の圧力（圧力センサ１７の
測定圧力）と空間３１の圧力（圧力センサＩ８の測定圧
力）とが等しくなる時間を制御部２３で測定することに
より、液体１の残存量を知ることができる。

そこで、液体１の残存量と、圧力センサ１７の測定圧力
が、圧力センサ１８の測定圧力に到達する到達時間との
関係を予め調べておき、これを制御部２３に記憶させて
おく。すなわち液体１の残存量が少なくなり、シリンジ
２の交換が必要となる時間を予め設定してお（ことによ
り、この交換時間と前記した到達時間が一致した時に設
定データ表示部２３ｂに表示または警報を発するように
することにより、シリンジ２の交換が必要であることを
容易に知覚するこぶができる。

また、吐出用電磁切換弁３に加える電圧信号４１をオン
としておく時間（吐出時間）　Ｔａ、　Ｔｂ、　Ｔｃは
、次のようにして設定する。曲線ａ、　ｂ、　ｃがとも
に直線状態にある範囲内の、圧力センサ１７の任意の測
定圧力Ｐへの曲線ａ、　ｂ、　ｃの到達時間をｔａ。

ｔｂ、　ｔｃとし、たとえば、曲線ａの時に、シリンジ
２から液体１をある決められた一定量吐出させる吐出時
間Ｔａを実験によって求める。これにより曲線す、ｃの
時の吐出時間Ｔｂ、Ｔｃは、次式で求められる。

Ｔｂ＝Ｔａ十ｎ　（ｔｂ−ｔａ）Ｔｃ＝Ｔａ＋ｎ　　（ｔｃ−ｔａ）即ち、上式を一般式で書くと次のようになる。

Ｔ＝Ｔａ＋ｎ　（ｔ−ｔａ）ここで、ｎは液体１の粘性、配管４，１５の長さおよび
内径、シリンジ２の大きさ等によって定まる定数であり
、実験によって求めることができる。

なお、上式はＴａを基準としたが、ＴｂまたはＴｃを基
準とすることもできる。

そこで、シリンジ２内の液体１の残存量と上式との関係
を制御部２３に予め記憶させておき、液体１の残存量に
応じて吐出用電磁切換弁３に加える電圧信号４１の時間
Ｔ（Ｔａ、　Ｔｂ、　Ｔｃ）を制御部２３により制御す
ることにより、シリンジ２から常に予め定められた一定
量の液体１が吐出される。

ところで、以上のようにして、シリンジ内の液体残存量
を検知するとともに、吐出用電磁切換弁３に対する電圧
信号４１の出力時間を制御する場合には、それぞれの圧
力センサ１７．１Ｂによる圧力測定に際し、空間３１の
圧力の、設定値以下への低下を防止することが重要であ
るとともに、空間３１の圧力変動に起因する空間３０測
定圧力の立上りの乱れを防止することが重要であるので
、ここでは、減圧弁６の下流側で１．第２の配管５に設
けたアキュムレータ８の作用によって、空間３１の圧力
を、吐出用電磁切換弁３の開放から、空間３０の圧力が
空間３１の圧力と等しくなるまでの間、設定圧力に正確
に維持することにより、雨空間３０．３１の圧力の比較
精度を高めるとともに、空間３０の測定圧力の立上りの
乱れを防止して、高い精度での液体残存量検知および電
圧信号出力時間制御を可能ならしめる。

この一方において、電圧信号４１がオフになると、吐出
用電磁切換弁３もオフとなり、その吐出用電磁切換弁３
のボートＡと流出ポートＲ１ひいては、空間３０と空間
３２とが連通し、シリンジ２内の圧力が下がり、そのシ
リンジ２からの液体１の吐出が終了する。

この場合、電圧信号４１がオフとなると同時またはその
直前に制御部２３から電圧信号４２を出力し、この電圧
信号４２を、電力増幅回路２５により増幅した後、吸引
用電磁弁１０に印加する。これにより、吸引用電磁弁１
０が開放され、空間３２はエア吸引源１１によって、負
圧とされる。

従って、液体１の吐出の、前述したような終了に際し、
空間３０と空間３２とが連通ずると、空間３０は負圧と
なる。そして、空間３０のこの負圧は、圧力センサ１７
により測定され、測定負圧が所定値になると、電圧信号
４２がオフとされ、この結果として、吸引用電磁弁１０
が閉止される。

このように、液体１の吐出後、空間３０は一定の負圧に
なるので、液体１がシリンジ２の先端からたれる、いわ
ゆる液体１の漏出が防止される。

ここにおいて、第３の配管９に設けたアキュムレータ１
２は、両電磁切換弁３，１０の同時の作動後直ちに、も
しくは、吸引用電磁弁１０の予めの開放下での、吐出用
電磁切換弁３の作動後直ちに、空間３０を所定の負圧に
するとともに、空間３０がその所定負圧に達するまでの
間の、エア吸引源の脈動の影響を除去すべく機能して、
負圧の安定性を向上させるので、とくには、空間３０が
所定負圧になるまでの間での、液体１の不測の漏出がよ
り有効に防止されることになる。

ところで、空間３０が完全な密閉状態に維持される場合
には、上述したところによって、液体１の漏出は長時間
にわたって防止されることになるも、現実には、空間３
０には、主には吐出用電磁切換弁３の気密性に起因する
もれがあるので、そのままでは空間３０は一定時間後に
大気圧力に戻り、液体１は、その自垂範よってシリンジ
２の先端から漏れ出すことになる。そこで、圧力センサ
１７での測定圧力が予め設定した負圧よりも大気圧に近
づくと、制御部２３から電圧信号４２を出力し、吸引用
電磁弁１０を再び開放して、空間３０が一定の負圧を保
つように湘Ｈ卸する。

かくして、ここでは、シリンジ２内の液体１の残存量に
よる圧力センサ１７の測定圧力の立上りの変化を制御部
２３によって判断し、それに応じて、吐出用電磁切換弁
３に通電する時間、すなわち吐出時間を変化させて、液
体１の残存量が少なくなるに従って電圧信号４１の出力
時間を長くすることにより、シリンジ２からは、液体１
の残存量の多少に関係なく常に一定量の液体１を吐出す
ることができる。また、圧力センサ１７による測定圧力
が一定圧力に到達する時間を制御部２３によって判断す
ることにより、液体工の残存量が判明するので、液体１
の吐出不能を防止することができると共に、シリンジ２
の交換を適切に行うことができる。

更に、液体１の吐出時以外は、シリンジ２に所定の負圧
を作用させることにより、シリンジ２の先端から液体１
かたれるのを防止できる。

加えて、ここでは、第２の配管５にアキュムレータ８を
設けることにより、液体ｌの定量吐出精度および残存量
検知精度を大きく向上させることができ、また、第３の
配管９にアキュムレータを設けることにより、液体１の
漏出を一層有効に防止することができる。

なお、上記実施例においては、配管９に吸引用電磁弁１
０を設けているが、それを省くことも、吐出用電磁切換
弁３をエア吸引ａ１１に間接的に接続することも可能で
あり、また、配管５から減圧弁６を省くこともできる。

〔発明の効果〕

以上に述べたところから明らかなように、この発明によ
れば、シリンジ内の液体の残存量の多少に関係なく、常
に一定量の液体を高い精度で吐出することができる。

また、シリンジ内の液体の残存量を正確に検出して、吐
出不能を有効に防止することができるとともに、シリン
ジを適切に交換することができる。

そしてさらに、シリンジ先端からの液体のだれをほぼ完
全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す回路図、第２図は
、吐出圧力および通電時間を示す線図である。１・・・液体、２・・・シリンジ、３・・・吐出用電磁切換弁、４・・・第１の配管、５・
・・第２の配管、７・・・エア供給源、８．１２・・・
アキュムレータ、９・・・第３の配管、１１・・・エア
吸引源、１７．１８・・・圧力センサ、２３・・・制御
部、４１・・・電圧信号。第２図

Claims

【特許請求の範囲】１、液体を充填されるシリンジと、このシリンジに加圧
エアを供給するエア供給源と、シリンジに第１の配管に
よって接続するとともに、エア供給源に第２の配管によ
って接続した電磁切換弁と、第２の配管に設けたアキュ
ムレータと、第１の配管内の圧力を測定する第１の圧力
センサと、第２の配管内の圧力を測定する第２の圧力セ
ンサと、電磁切換弁に、第１の配管と第２の配管とを連
通させる電圧信号を出力するとともに、第１の配管と第
２の配管とが連通された後、第１の圧力センサによる測
定圧力が、予め設定した圧力に達するまでの時間の変化
によって、電圧信号の出力時間を制御する制御部とを具
えることを特徴とする液体定量吐出装置。２、液体を充填されるシリンジと、このシリンジに加圧
エアを供給するエア供給源と、前記シリンジに第１の配
管によって接続するとともに、前記エア供給源に第２の
配管によって接続した電磁切換弁と、第２の配管に設け
たアキュムレータと、電磁切換弁に、第３の配管によっ
て接続したエア吸引源と、第３の配管に設けたアキュム
レータと、第１の配管内の圧力を測定する第１の圧力セ
ンサと、第２の配管内の圧力を測定する第２の圧力セン
サと、電磁切換弁に第１の配管と第２の配管とを連通さ
せる電圧信号を出力するとともに、第１の配管と第２の
配管とが連通された、第１の圧力センサによる測定圧力
が、予め設定した圧力に達するまでの時間の変化によっ
て、電圧信号の出力時間を制御する制御部とを具えるこ
とを特徴とする液体定量吐出装置。