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発明の名称 液体定量塗布装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−25696(P2001−25696A)
公開日 平成13年1月30日(2001.1.30)
出願番号 特願平11−198581
出願日 平成11年7月13日(1999.7.13)
代理人 【識別番号】100065824
【弁理士】
【氏名又は名称】篠原 泰司 (外1名)
【テーマコード(参考)】
4F041
4F042
【Fターム(参考)】
4F041 AA05 AA16 AB01 BA05 BA31 BA56 
4F042 AA06 BA06 CA06 CA07 CB03 CB24
発明者 小日向 茂
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 支持手段上に固定された塗布液容器と、前記支持手段又は前記塗布液容器を微小振動せしめる励振装置とを備えた液体定量塗布装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液状充填物を、少量,高精度かつ高速で気泡の巻き込みや液ダレなく被塗布物に塗布するのに用いられる液体定量塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高粘調液体や微小固体充填物(以下、フィラーと称する)を充填した液体は、精密容器や注射器等に充填され、そこからピストンや空気圧を利用して微細ノズルから定量吐出される。特に、電子・電気材料で使用されるこれらの液体(以下、ペーストと称する)は、高粘度でチクソ性があり、微細ノズル(0.1〜2.0mmφ)から微量(0.01mg〜0.1g)を高速(5〜100μsec)で被塗布物に長時間連続で打点塗布される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ベーストはチクソ性が高いため、塗布時に容器の壁面に付着したり、塗布時の上下振動や塗布のための空気圧により微小気泡を巻き込み、その結果塗布量のバラッキやペースト中に気泡を含んだ状態での塗布や塗布の欠落(空打ち)等が発生し、塗布作業の不具合やその後の部品の信頼性に著しい影響を与えている。更に、上下振動や圧力のオン−オフによるフィラーの分離・沈降のため、ノズル詰まりによる塗布不可の状態も発生が確認されている。
【0004】これらの不具合を解消するため、ディスペンスマシンについては、塗布圧力の調整機能や塗布ノズルの形状を改良したものや、塗布圧力のオン−オフ時間を自動調整する機能を具備したもの、チクソ性の変化を安定させるためにペーストに与える温度を制御出来る装置を具備したもの、更には塗布された形状を画像処理装置で確認しながら空打ち時に塗布を自動停止させる機能を付加したもの等が提案されているが、何れも前述の不具合を本質的に解消するには至っておらず、高精度,高速かつ長時間安定した定量塗布が可能なペースト塗布装置が望まれているのが実情である。
【0005】本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子・電気部品の接合や封止,コーティング、ライン塗布等を行う場合、少量,高精度かつ高速で気泡の巻き込みや液ダレ,フィラーの分離・沈降によるノズル詰まり等なく被塗布物にペーストを塗布することが出来る液体定量塗布装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明による液体定量塗布装置は、支持手段上に固定された塗布液容器と、前記支持手段又は前記塗布液容器を微小振動せしめる励振装置とを備えている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を図示した実施例に基づき説明する。図1は本発明による液体定量塗布装置の一実施例の要部縦断面図、図2は図1のII−II線に沿う断面図である。図中、1は注射器状の塗布液容器、2は塗布液容器1に充填された塗布液(Ag樹脂ペースト等)、3は塗布液2を吐出するニードル、4は塗布液容器1の頂部開口端に気密的に嵌着されたアダプター、5は一端がアダプター4を介して塗布液容器1の内部に他端が図示しないディスペンスコントローラーに連通せしめられた吐出用加圧・減圧用エアホース、6は塗布液容器1を微小振動させるため塗布液容器1の周囲に付設された超音波振動装置等の励振装置、7は励振装置6と共に塗布液容器1を包囲するように付設されたペルチェ素子等を用いた温度調節器、8は上記要素全体を固定的に支持するディスペンスマシンのアーム等の支持手段、9は図示しない適宜の送り装置により例えば矢印方向に間欠的に送られる被塗布物、10は被塗布物9上の必要個所に塗布されたペーストである。
【0008】この場合、ディスペンスコントローラーとしては、例えば、岩下エンジニアリング(株),武蔵エンジニアリング(株),NEC機械(株),サンテイテック(株)等により製造販売されている汎用機器が使用され得、これによりエアホース5を介して塗布液容器1内に供給されるエアのオン−オフ時間及び加圧/減圧が行われる。励振装置6は塗布液容器1に接して装着されるのが望ましく、温度調節器7は励振装置6を含む塗布液容器全体を囲むように構成するのが望ましい。また、励振装置6と温度調節器7は、微小振動による温度調節器への影響をなくすため、両者の間に多少の空隙を置いて設置するのが好ましい。
【0009】被塗布物9上の必要個所へのペーストの打点塗布は、支持部材8としてのディスペンスマシン本体アームを介してアダプター4からニードル3に至る装置全体を所定ストローク上下動させ、ニードル3が最下位置に達した時塗布液容器1内を加圧してペーストを所定量吐出させることにより行われる。上記所定ストローク及び上下運動のインターバル(タクトタイム)は、ディスペンスコントローラーと同調したディスペンスマシンにより管理される。この場合、ペーストは、超音波振動により塗布液容器1の内壁との間に極微小な空間を維持しつつ内壁に付着することなくスムーズに移動する。フィラーが入っている場合は、この振動により分散が行われると共に、ペースト中に含まれている微小気泡が遊離し、ペースト上面に出て来る。ペースト上面に出た気泡は、ディスペンスコントローラーの減圧時にエアーと共にエアホース5を通して系外に排出される。
【0010】これにより、ペーストの容器壁面との間の摩擦,ペーストの分離・沈降,微小気泡の巻き込み及び吐出時の空打ちが防止され、且つエアー圧を有効に活用できて安定塗布に悪影響を及ぼす要因を大幅に削減することができる。なお、温度調節器7はペーストの粘度,チクソ性を管理する上で重要であり、作業環境温度によらず塗布の安定に寄与することが出来る。
【0011】次に、本実施例に基づく実験結果について説明する。実験に用いた評価材料、機器及び条件は下記の通りである。
ペースト: 銀粉末80W%を含む導電性ダイボンドペースト (一液加熱硬化型エポキシ樹脂(住友金属鉱山(株)製)
容器/充填量: 注射器((株)テルモ5cc)に上記ペースト20gを詰め てサンプルとした 超音波振動装置:100V 0.2〜20KHzのものを2KHzに設定して 使用 ディスペンスコントローラー: 岩下エンジニアリング(株)製 AD−3000型 ディスペンスマシン(ダイボンダー):ヒューズ社製 3500型 温度コントローラー:岩下エンジニアリング(株)製 恒温温調システムNEO−ONE 20±1℃に設定し て使用 ニードル: 武蔵エンジニアリング(株)製 0.25mmφ プラスチックニードル タクトタイム: 10μsec(高速) 80μsec(中速) ストローク: 1.0mm 塗布圧力: 1.2kg/cm2 被塗布物: 42アロイリードフレーム【0012】なお、評価方法は下表のようにした。

【0013】実験の結果は下表の通りであった。ここで、比較例は参考のためのもので超音波振動装置を使用しないで行った実験結果である。

【0014】実施例では、励振装置として超音波振動装置を用いたが、これに限定されるものではなく小型モーターのトルクを利用したものやエアバルブ/ダイヤフラムゴムの振動を利用したものや低周波振動を利用したもの等を励振装置として採用できることは云うまでもない。即ち、励振装置は、塗布液容器の大きさ、ペーストの充填量,チクソ性,粘度及び比重,フィラーの形状等を考慮して適宜の方式のものが選定されれば良い。超音波振動装置は、装置全体の小型化,取扱い,振動数の変調及びメンテナンス等が容易である点で、この種励振装置としては好ましい。
【0015】なお、励振装置は、塗布液容器の周囲や付近又は支持部材に付設して該容器/ディスペンス部分全体を振動させることが出来るが、ペーストに直接微小振動を与えられることから塗布液容器の周囲に設置するのが効率的である。又、ディスペンサーの機能として、ウォータージャケット,ペルチェ素子等による適当なペースト/容器の温度調節機能(10〜30℃)及びペースト吐出時の容器内のエアによる加圧・減圧が並行して行える設備が付随していることが好ましい。更に、ペースト吐出時の加圧方法は、エア圧に限定されるものではなく汎用的な方法が使用でき、加圧媒体もエアに代えてチッソガス,フォーミングガス等が使用されても良い。
【0016】実施例ではベーストとして導電性ダイボンドペーストを用いたがこれに限定されるものでないことは云うまでもなく、本装置を使用すれば、医療、食品、精密機械等の広範囲な分野において、安全かつ高精度で効率よく液状物質を塗布、充填、分注することが出来る。
【0017】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、塗布液容器に充填されたペーストを少量づつ高精度かつ高速で気泡の巻き込みや液ダレなく長時間安定して吐出させることができ、ペースト塗布及びそれに起因する不具合を皆無とすることの出来る液体定量塗布装置を提供することが出来る。




 

 


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