JP4415865B2 - ペースト吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンジ内に貯留されたペーストを吐出するペースト吐出装置に関するものである。

半導体装置製造のダイボンディング工程では、リードフレームなどの基板に半導体チップを接着するためのペーストが塗布される。従来よりこのペースト塗布はディスペンサによってペーストを吐出することによって行われ、ディスペンサとして、シリンジ内に貯留されたペーストを空圧によって押し出すエアー式のディスペンサが多用される。

エアー式のディスペンサにおいては、シリンジ内に貯留されたペーストが消費されて使い尽くされたことを検出する必要があるため、シリンジ内のペースト残量が所定量まで減少したことを検出する残量検出手段が設けられている（例えば特許文献１参照）。この例では、シリンジ内に嵌合して摺動するプランジャにマグネットを装着し、シリンジの側面に配置された近接スイッチがマグネットの接近を検知することにより、シリンジ内のペーストが所定量まで減少したことが検出される。そしてこの検出結果を承けてペーストの補給が行われる。
特開平５−２０８１５７号公報

ペーストの補給はペースト吐出装置に装着された空のシリンジを新たなシリンジと交換することにより行われ、ペーストが使い尽くされた空のシリンジは、シリンジ内に嵌合したプランジャごと使い捨て部品として廃棄される。このとき、上述の特許文献に示す従来例においては、残量検出のための検出標体として用いられるマグネットはプランジャに固定された形態で装着されていたため、シリンジを廃棄する際にマグネットも、ともに廃棄されていた。

このためマグネットが使い捨て部品として取り扱われてシリンジの製品コストを上昇させるとともに、廃棄物処理に際し金属部品であるマグネットを他の樹脂部品から分別する作業が発生し、廃棄物処理コストの上昇を招く結果となっていた。

そこで本発明は、廃棄物として処理される使い捨て部品を減少させて、ペースト吐出用のシリンジのコストを低減することができるペースト吐出装置を提供することを目的とする。

本発明のペースト吐出装置は、シリンジ内に収容されたペーストをプランジャによって押し出して吐出孔から吐出するペースト吐出装置であって、前記ペーストを収容し一端部に前記吐出孔が設けられ他端部が開閉自在に閉塞されたシリンジと、前記シリンジの内部に摺動自在に嵌合し前記他端部側から供給される空圧によって押し下げられることにより前記ペーストを前記吐出孔から押し出すプランジャと、前記空圧を前記シリンジ内に供給する空圧供給部と、前記プランジャの接近を検出部によって検出することにより前記シリンジ内のペーストの残量が所定量まで減少したことを検出する残量検出手段とを備え、前記プランジャは、前記シリンジの内周面に摺接する径寸法の内筒の下部を円錐状に絞った形状の円錐面を有するベース部と、前記検出部の検出対象となる磁性体を円錐形状の保持部材の上面に接着して成る検出標体とを備え、前記保持部材を前記ベース部の内錐面に所定姿勢で着脱自在に保持する。

本発明によれば、シリンジの内部に嵌合してペーストを吐出孔から押し出すプランジャを、シリンジの内周面に摺接する径寸法の内筒の下部を円錐状に絞った形状の円錐面を有するベース部と、検出部の検出対象となる磁性体を円錐形状の保持部材の上面に接着して成る検出標体とを備え、前記保持部材を前記ベース部の内錐面に所定姿勢で着脱自在に保持することにより、空のシリンジを新たなシリンジと交換する際に検出標体のみを取り外して再使用することができ、廃棄物として処理される使い捨て部品を減少させて、ペースト吐出用のシリンジのコストを低減することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１、図３は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の断面図、図２は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置に用いられるペースト貯留用のシリンジの構造説明図、図４は本発明の一実施の形態のペースト吐出装置に用いられるペースト吐出用のプランジャの構造説明図である。

まず図１、図２を参照して、ペースト吐出装置１の構成を説明する。図１において、ペースト吐出装置１は、電子部品接着用などに用いられるペースト３を収容したシリンジ４を、逆Ｌ字形状のシリンジ保持フレーム２に保持させた構成となっている。シリンジ４は、予め内部に規定量のペースト３を注入して貯留し、さらに内部にプランジャ５を摺動自在に嵌合させたペースト入りシリンジの形態で供給される。

図２に示すように、シリンジ４は下端部が絞られた円筒形状の樹脂容器である。シリンジ４の下端部（一端部）は、ニードル６の基部６ａが装着されるニードル装着部４ｂとなっており、ニードル装着部４ｂにはペースト３を吐出するための吐出孔４ｃが設けられている。シリンジ４の上端部（他端部）は、ペースト３の注入およびプランジャ５の嵌脱のために開放された開口部４ａとなっており、図１に示すように、開口部４ａにキャップ７を着脱することにより、シリンジ４は開閉自在に閉塞される。

キャップ７には上下に貫通した加圧孔７ａが設けられており、加圧孔７ａにはエアチューブ８を介して空圧供給部９が接続されている。空圧供給部９を作動させることにより、シリンジ４の内部には開口部４ａ側から加圧孔７ａを介して空圧が供給される。そしてシリンジ４の内部に摺動自在に嵌合したプランジャ５がこの空圧によってシリンジ４内で押し下げられることにより、シリンジ４内に貯留されたペースト３は、プランジャ５によってシリンジ４の下端部の吐出孔４ｃから押し出され、ニードル６から下方に吐出される。

ペースト吐出用のプランジャ５は、シリンジ４の内周面に摺接する径寸法の円筒の下部を円錐状に絞った形状の樹脂製のベース部５ａを主体としており、ベース部５ａにはペースト３の残量検出用の検出標体１１が着脱自在に装着される。検出標体１１は以下に説明するシリンジ４内のペースト残量検出において、検出部として機能する磁気センサ１０の検出対象となるマグネット部材１１ａ（磁性体）を有している。ペースト吐出動作においては、プランジャ５がシリンジ４内で押し下げられることにより、検出標体１１がベース部５ａとともに下降する。

図１に示すように、シリンジ装着フレーム２の下部には、磁性体に反応する特性を有する磁気センサ１０が配設されている。シリンジ４内のペースト３を順次吐出させるペースト吐出動作において、図３に示すように、ペースト３の残量が徐々に減少してプランジャ５が下降し、マグネット部材１１ａの高さレベルが磁気センサ１０とほぼ等しくなると、磁気センサ１０はマグネット部材１１ａの接近を検出し、検出信号を制御部（図示省略）に対して出力する。磁気センサ１０の高さ方向の位置は、シリンジ４内におけるペースト３の所定量（ペースト切れを報知すべき残量）に対応して設定されており、磁気センサ１０がマグネット部材１１ａを検出することにより、シリンジ４内のペースト３の残量が予め設定された所定量まで減少したことが検出される。

すなわち上記構成において、磁気センサ１０は磁性体であるマグネット部材１１ａを検出する検出部となっており、磁気センサ１０および検出標体１１は、ペースト吐出装置１においてプランジャ５の接近を検出部によって検出することにより、シリンジ４内のペースト３の残量が所定量まで減少したことを検出する残量検出手段を構成する。なお、磁性体は磁石に限られるものではなく、鉄、ニッケル、コバルト等の磁石に引きつけられる金属（磁性金属）も磁性体に該当する。

図４（ａ）に示すように、検出標体１１は、永磁性のマグネットを円盤状に加工したマグネット部材１１ａを、円錐形状の樹脂製の保持部材１１ｂの上面に接着して形成されている。保持部材１１ｂの外錐面１１ｃをベース部５ａの内錐面５ｂに沿わせて検出標体１１をベース部５ａ内に載置することにより、検出標体１１は所定姿勢（マグネット部材１１ａがシリンジ４内において円筒内面に対して直交して水平となる姿勢）で、ベース部５ａに装着される。

すなわち、検出標体１１をベース部５ａに装着するに際しては、何ら固定手段を必要とすることなく、安定した装着状態を得ることが可能となっている。また検出標体１１をベース部５ａから取り外す際には、ベース部５ａを上下反転して逆姿勢にすることで、検出標体１１をベース部５ａから落下させて分離させることができる。したがって、保持部材１１ｂおよび内錐面５ｂは、検出標体１１をベース部５ａに所定姿勢で着脱自在に保持する標体保持手段となっている。
このとき、マグネット部材１１ａにおいて保持部材１１ｂと接着される接着面の極性ＮＳ予め定めておけば、ベース部５ａに装着された状態においてマグネット部材１１ａを、極性ＮＳを予め設定された方向に合わせて間違えずにセットすることもできる。これにより、磁気センサ１０との極性の対応関係が一定となり、ペーストの残量検出精度が向上する。

このように、検出標体１１をプランジャ５に着脱自在に構成することにより、ペースト３が使い尽くされて空となったシリンジ４を新たなシリンジ４と交換する際に、検出標体１１をプランジャ５から取り外して、繰り返し再使用することができる。このため、マグネットが使い捨て部品として取り扱われていた従来品と比較して、シリンジの製品コストを低減させることができるとともに、空のシリンジを廃棄物として処理するに際し金属部品であるマグネットを他の樹脂部品から分別する作業が発生せず、廃棄物処理コストを低減させることが可能となっている。

なお、磁気センサ１０によって検出される検出標体として、図４（ａ）に示す検出標体１１以外にも、図４（ｂ）に示すような形状の検出標体１１Ａを用いてもよい。検出標体１１Ａは、検出標体１１においてマグネット部材１１ａの上面に円筒形状の保持部材１１ｄを付け加えた構成となっている。これにより、検査標体１１Ａをベース部５ａに装着した状態において、保持部材１１ｄの外周面がベース部５ａの円筒内面に倣うため、検査標体１１Ａの姿勢保持をより安定して行うことができる。

すなわち、複数のシリンジ４を近接させて並列状態で配列した場合において、検査標体１１Ａが相互に近接した位置にある状態では、それぞれのマグネット部材１１ａ相互間には磁力が作用し、場合によってはこの磁力は検査標体１１Ａの姿勢を乱す外力として作用する。このような場合にあっても、保持部材１１ｄが付加された検査標体１１Ａを用いることにより、検査標体１１Ａは保持部材１１ｂによる姿勢保持に加えて保持部材１１ｄによって姿勢がガイドされるため、保持姿勢の乱れが発生しにくい。したがってペースト残量検出を安定して高精度で行うことができる。

さらに上記実施の形態においては、磁気センサ１０によって検出される検出標体を、円盤状のマグネット部材１１ａを樹脂部品と接着して構成する例を示したが、本発明はこのような形態には限定されない。例えば磁気センサ１０の検出対象として、上述例に示す永磁性のマグネット以外にも、一般の磁性金属を用いてもよい。また粉末状の磁性体を樹脂中に含有させて、検出標体１１，１１Ａのような形状に成形した検出標体を、磁気センサ１０の検出対象としてもよい。

本発明のペースト吐出装置は、廃棄物として処理される使い捨て部品を減少させて、ペースト吐出用のシリンジのコストを低減することができるという効果を有し、ダイボンディング用のペースト塗布など、電子機器製造分野における接合用のペースト塗布分野に有用である。

本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の断面図 本発明の一実施の形態のペースト吐出装置に用いられるペースト貯留用のシリンジの構造説明図 本発明の一実施の形態のペースト吐出装置の断面図 本発明の一実施の形態のペースト吐出装置に用いられるペース吐出用のプランジャの構造説明図

符号の説明

１ ペースト吐出装置
３ ペースト
４ シリンジ
４ａ 開口部
４ｃ 吐出孔
５ プランジャ
５ａ ベース部
６ ニードル
９ 空圧供給部
１０ 磁気センサ
１１、１１Ａ 検出標体
１１ａ マグネット部材
１１ｂ、１１ｄ 保持部材

Claims (1)

1. シリンジ内に収容されたペーストをプランジャによって押し出して吐出孔から吐出するペースト吐出装置であって、
   前記ペーストを収容し一端部に前記吐出孔が設けられ他端部が開閉自在に閉塞されたシリンジと、前記シリンジの内部に摺動自在に嵌合し前記他端部側から供給される空圧によって押し下げられることにより前記ペーストを前記吐出孔から押し出すプランジャと、前記空圧を前記シリンジ内に供給する空圧供給部と、前記プランジャの接近を検出部によって検出することにより前記シリンジ内のペーストの残量が所定量まで減少したことを検出する残量検出手段とを備え、
   前記プランジャは、前記シリンジの内周面に摺接する径寸法の内筒の下部を円錐状に絞った形状の円錐面を有するベース部と、前記検出部の検出対象となる磁性体を円錐形状の保持部材の上面に接着して成る検出標体とを備え、前記保持部材を前記ベース部の内錐面に所定姿勢で着脱自在に保持することを特徴とするペースト吐出装置。

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