液体滴下装置制造方法

液体滴下装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够以准确的微少量向对象物滴下液化软钎料等的液体的液体滴下装置。具有：液体接受部，蓄积所述液体而形成液体蓄积部；喷嘴，具有与在所述液体接受部中蓄积所述液体的区域连通并且所述液体能够通过的喷嘴孔；致动器；和杆，其一个端部被浸渍于液体蓄积部中，另一端部被致动器支持，能够沿喷嘴孔的形成轴方向移动，以及与喷嘴孔的形成轴同轴且与喷嘴孔连通，并具有规定的长度的导孔；和能够从与喷嘴孔连通的一侧向导孔供给惰性气体的惰性气体供给系统，杆通过致动器能够在形成轴方向上直线运动，通过杆的直线运动而使液体蓄积部的一部分产生波动能，液体因波动能而从喷嘴孔滴下。
【专利说明】液体滴下装置
[0001]本申请是申请号为201110132507.9、发明名称为“液体滴下装置”、申请日为2011
年5月20日的发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及向对象物滴下微少量的液体的液体滴下(滴液)装置。更详细地讲，涉及对于软钎料(焊料)所例示的熔融金属等的在特定的条件下维持液体状态的物质，能够将其以微少量的液体的形式操作处理并对滴下对象物适合地滴下的液体滴下装置。
【背景技术】
[0003]例如在磁头的制造工序中，通过在多个电极间配置由软钎料形成的导电性的微小球，将其熔融并进一步地使其对于各个电极进行固着，来进行该电极间的电接合(参照专利文献I)。在此，现在磁头的微小化、高功能化在推进，在电极数增加的同时电极自身也变小，作为结果，导电性的球也不得不微小化。如果导电性球变为例如100 μ m以下的直径，则会产生个别的操作处理变得困难，并且操作处理中所谓污染物附着、或者该球体的价格自身变高昂这样的课题。
[0004]基于这样的背景，如专利文献2至5所公开的那样，曾提出了直接对被接合物吐出熔融软钎料，并使其附着的技术。根据该技术，伴随着上述的导电性球的使用而产生的课题得到解决。在这些技术中，使蓄积了熔融金属的液体蓄积部发生体积变化，利用该体积变化从该液体蓄积部吐出规定量的熔融金属。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1:日本特开2009-028781号公报
[0007]专利文献2:日本特开2000-294591号公报
[0008]专利文献3:日本特开平10-137930号公报
[0009]专利文献4:日本特开2003-334654号公报
[0010]专利文献5:日本特开2006-075781号公报
[0011]专利文献6:日本特开平02-175254号公报
[0012]专利文献7:日本特开2001-232245号公报
[0013]专利文献8:日本特开2009-000719号公报

【发明内容】

[0014]在此，作为使液体微少量地滴下或者吐出的方法，还已知专利文献6或7所公开的技术。在这些方法中，就基本上利用液体的体积变化来滴下规定量的液体的情形而言，与上述的现有技术同样。然而，在利用体积变化的情况下，如果气体混入到液体中，则体积变化与为了体积变化而施加的压力的变化的关系不成为一次曲线。因此，随着液体的滴下量变为微小，向液体中混入气体对滴下精度的影响变大。由以上的情况来看，在专利文献2至7所公开的技术中，通过在不存在气体的被密闭的空间内形成液体蓄积部，并进行在该空间内的体积变化，能够进行规定量的液体的滴下。
[0015]例如，在专利文献8所示的构成中，通过考虑与蓄积的液体的所谓润湿性而构成该空间的内壁，来防止气体向喷嘴内部的侵入。该文献可以说是通过反向说明而示出了在微少量的液体滴下时气体向喷嘴内的混入会成为大的问题。另外，在为这样的结构的喷嘴的情况下，在液体由树脂构成时，也可通过分解喷嘴、进行各部件的洗涤来进行维护。但是，在液体为熔融金属的情况下，必须除去已固化的金属。
[0016]本发明是鉴于以上的状况而完成的，其目的在于提供一种液体滴下装置，其可以通过采用上述的体积变化以外的方法来消除对于喷嘴的气体侵入等的影响，并且可以利用维护性优异的简单的结构实现微小量的液体滴下。
[0017]为了解决上述课题，本发明涉及的液体滴下装置是滴下规定量的液体的液体滴下装置，其特征在于，具有:
[0018]液体接受部，该液体接受部蓄积液体而形成液体蓄积部；
[0019]喷嘴，该喷嘴具有与在液体接受部中蓄积液体的区域连通并且液体能够通过的喷嘴孔；
[0020]致动器(促动器；actuator);和
[0021]杆，该杆的一个端部被浸溃于液体蓄积部中，另一端部被致动器支持，能够沿喷嘴孔的形成轴方向移动，
[0022]所述杆通过致动器能够在形成轴方向上直线运动，通过杆的直线运动而使液体蓄积部的一部分产生波动能，液体因波动能而从喷嘴孔滴下。
[0023]另外，上述的液体滴下装置，优选还具有加热存在于液体蓄积部的液体的加热单元。另外，液体蓄积部，优选在存在于液体蓄积部的液体的液面上具有空间。另外，在该情况下，更优选还具有:能够对该空间进行惰性气体的供给和排出，能够将液体保持在惰性气体气氛中的惰性气体供给排出路径。另外，更优选:还具有能够对于液体接受部供给液体的液体供给路，液体接受部、液体供给路和空间的内侧壁以及在喷嘴中的可能与液体接触的区域由疏液性的面形成。另外，优选:还具有形成于喷嘴凸缘和喷嘴压紧件之间的滴下侧气氛空间，所述喷嘴凸缘配置在喷嘴孔的开口部的液体的滴下侧，覆盖喷嘴孔的开口部周围，可使开口部周围成为惰性气体气氛，所述喷嘴压紧件使喷嘴抵接固定于液体接受部。另外，更优选:致动器使用压电元件。另外，更优选:喷嘴孔中的液体的滴下侧的空间中的气氛能够维持在液体的熔点以上的温度。进一步地，更优选:喷嘴由刚玉形成。
[0024]另外，更优选:在上述的液体滴下装置中，具有与喷嘴孔的上述形成轴同轴、且与喷嘴孔连通，并具有规定的长度的导孔；和能够从与喷嘴孔连通的一侧向导孔供给惰性气体的惰性气体供给系统，液体在导孔内通过惰性气体的流动而沿滴下方向被引导。
[0025]进一步地，优选:惰性气体供给系统能够相应于由致动器引起的杆的直线运动暂时地增加惰性气体的供给量。
[0026]进一步地，优选:惰性气体供给系统还具有惰性气体加热单元，惰性气体加热单元能够将惰性气体的温度加热到超过液体的熔点的温度。
[0027]进一步地，更优选:导孔在具有在液体的滴下方向设置的开口部的同时，还具有放泄开口，所述放泄开口使构成导孔的保护喷嘴的外部空间和导孔连通。
[0028]根据本发明，液体从喷嘴的排出，利用了由杆施加的波动能。因此，不需要从液体蓄积部之中完全地排除气体，通过除去用于气体排除的构成，能够简化喷嘴构成。另外，由于不同于产生体积变化的构成，能够毫无问题地进行气体向喷嘴中的导入，所以成为在维护性上也优异的构成。进一步地，能够将熔融金属保持在惰性气体中，也能够防止熔融金属的氧化。
【专利附图】

【附图说明】
[0029]图1是模式地表示本发明的第一实施方式涉及的液体滴下装置的概略构成的图。
[0030]图2A是表示在图1所示的液体滴下装置中，液体的滴下工序中的初期阶段的图。
[0031]图2B是表示在图1所示的液体滴下装置中，使杆直线性地移动的状态的图。
[0032]图2C是表示在图1所示的液体滴下装置中，对于杆前端部周边的液体产生压缩波的状态的图。
[0033]图2D是表示在图1所示的液体滴下装置中，液体的滴下阶段的图。
[0034]图3A是在图1所示的实施方式中，进一步以熔融金属为对象的情况下，关于优选的构成，放大地表示喷嘴附近的图。
[0035]图3B是表示在图3A所示的构成中，液体金属被滴下的状态的图。
[0036]图4是本发明的又一方式，是模式地表示滴下方向与图1所示的方式不同的情况的图。
[0037]图5是模式地表示利用使用了本发明涉及的液体滴下装置的电子部件的制造装置制造的电子部件的形状的图。
[0038]图6是模式地表示使用了本发明涉及的液体滴下装置的电子部件的制造装置的构成的图。
[0039]图7A是利用现有技术进行电极接合的情况，是模式地表示对于产生了桥接(bridge)的情况的电子部件,从电极正面对其进行了观察的情况的图。
[0040]图7B是表示从电极侧面观察了图7A所示的构成的情况的图。
[0041]图8A是关于图7A和7B所示的电子部件，表示从电极正面观察了使用了本发明涉及的液体滴下装置的情况的电极接合工序中的初期阶段的状态的图。
[0042]图8B是表示从电极侧面观察了图8A所示的构成的情况的图。
[0043]图9A是图8A所示的工序的下一阶段，是表示使金属粒滴下到了电极上的状态的图。
[0044]图9B是表示从电极侧面观察了图9A所示的构成的情况的图。
[0045]图1OA是图9A所示的工序的下一阶段，是表示将金属粒再熔融并使其固化的状态的图。
[0046]图1OB是表示从电极侧面观察了图1OA所示的构成的情况的图。
[0047]图11是采用与图1同样的样式模式地表示本发明的第二实施方式涉及的液体滴下装置的概略构成的图。
[0048]图12A是表示在图11所示的液体滴下装置中，液体的滴下工序中的初期阶段的图。
[0049]图12B是表示在图11所示的液体滴下装置中，使杆直线性地移动的状态的图。
[0050]图12C是表示在图11所示的液体滴下装置中，对于杆前端部周边的液体产生压缩波的状态的图。
[0051]图12D是表示在图11所示的液体滴下装置中，液体的滴下阶段的图。
[0052]图13是表示第二实施方式涉及的液体滴下装置的另一形态的图。
[0053]图14是表示第二实施方式涉及的液体滴下装置的另一形态的图。
[0054]图15是表示第二实施方式涉及的液体滴下装置的又一形态的图。
[0055]附图标记说明
[0056]1:液滴(熔融金属粒)；3:电子部件；4:基板；4a:空腔(cavity) ；4b:基板侧电极；5:片状电子部件；6:树脂填充剂；7:电子部件；7a:电极；8:软钎料；9:热射线照射器；10:喷嘴装置(nozzle unit) ；11:喷嘴；lla:喷嘴孔；13:喷嘴压紧件；13a:压紧件贯通孔；15:喷嘴凸缘；15a:收容空间；51b:凸缘贯通孔；17:碟形弹簧；19:滴下侧气氛空间；21:保护喷嘴；21a:导孔；22:第一惰性气体供给路径；22a:第一流量调节阀；23:第二惰性气体供给路径；23a:第二流量调节阀；23b:电磁阀；25:氮供给源；26:气体加热区域；30:致动器系统；31:致动器；33:杆；35:联轴器(joint) ；37:绝热部；39:板；50:体部(body) ；51:液体接受部；53:液体蓄积部；55:体部侧凸缘；55a:贯通孔；57:体部内空间；59:加热器；61:体部主体；63:液体供给路；65:惰性气体供给排出路径；100、101:液体滴下装置；200:电子部件制造装置；201:基板运送系统；203:预热台；205:涂布台；207:分配器；209:测定台；211:测定器；213:补充台；215:分配器控制器；217:运算部；219:控制器；221:监视器；A:形成轴；B:箭头；s:移动距离:压缩波；Λ d:容许误差；D:接合区域；α:规定的倾斜角度；Da:间隙；Dg:导孔内径；De:保护喷嘴前端部外径。
【具体实施方式】
[0057]以下参照附图对本发明的第一实施方式涉及的液体滴下装置进行说明。
[0058]图1是模式地表示本实施方式涉及的液体滴下装置100的概略构成的概念图。液体滴下装置100，由喷嘴装置10、致动器系统30和体部50构成。另外，本实施方式主要以使熔融金属滴下为目的。
[0059]喷嘴装置10，具有:喷嘴11、喷嘴压紧件13、喷嘴凸缘15、碟形弹簧17、和滴下侧气氛空间19。喷嘴11具有:液体I能够通过、且沿规定的形成轴A的方向贯穿该喷嘴11的喷嘴孔11a。喷嘴凸缘15具有能够收容喷嘴压紧件13的收容空间15a，在喷嘴孔Ila的开口部的滴下侧，被配置成覆盖该喷嘴压紧件13和喷嘴孔Ila的开口部周围。收容空间15a是比喷嘴压紧件13的外形大的空间，利用与喷嘴压紧件13—同被其收容的碟形弹簧17对喷嘴压紧件13朝向体部50施力。由此，借助于喷嘴压紧件13由其和体部50侧的液体接受部51夹持喷嘴11，使喷嘴11密着固定于液体接受部51。喷嘴压紧件13使喷嘴11抵接固定于液体接受部51。根据以上的构成，通过利用未图示的螺钉等的固定构件将喷嘴凸缘15相对于体部50固定，从而借助于碟形弹簧17、喷嘴压紧件13，将喷嘴11相对于液体接受部51以规定的位置关系固定。另外，形成于喷嘴凸缘15与喷嘴压紧件13之间的配置有碟形弹簧17的空间，作为滴下侧气氛空间19发挥功能，具有覆盖喷嘴11的开口部周围、使开口部周围成为规定的气氛气体的作用。
[0060]另外，优选:喷嘴11、尤其是喷嘴孔Ila的内部等的与成为滴下对象的液体接触的区域，利用具有疏液性的材料至少覆盖表面。因此，优选:这些区域由特氟隆、DLC (类金刚石碳；Diamond-like-Carbon)等被覆,或者利用这些材料构成喷嘴11。另外，如本方式那样，在滴下对象为熔融金属的情况下，更优选利用红宝石、蓝宝石等的刚玉形成喷嘴11。另夕卜，滴下侧气氛空间19，是为了进行使用的液体的氧化的抑制、温度变化的抑制等、促进液体的适合的滴下而被使用。如本方式那样，在滴下对象为熔融金属的情况下，优选该滴下侧气氛空间19被氮等的惰性气体充满，进一步优选构成金属的熔融温度以上的温度的气氛。因此，优选附加能够进行规定压力的高温惰性气体的供给排出的构成、或者能够对存在于该空间的气体进行加热的构成。
[0061]致动器系统30，具有:致动器31、杆33、联轴器35、绝热部37和板39。致动器31被板39支持。杆33经由后述的体部侧凸缘55的贯通孔55a侵入到体部内空间57，一个端部被浸溃于液体接受部51的液体蓄积部53中。另外，杆33在另一个端部经由联轴器35和绝热部37被致动器31支持，利用该致动器31以与上述的喷嘴孔Ila的规定的形成轴A同轴的方式被驱动。即，杆33以能够沿规定的形成轴A方向直线移动的方式被致动器31支持。另外，在本实施方式中，利用了在利用致动器31使杆33直线运动时在该杆33的一个端部的周围的液体蓄积部53中产生的波动的能量。因此，优选:利用动作速度快、并且应答性高的压电元件构建该致动器31。
[0062]另外，优选:杆33、至少其在液体蓄积部53中被液体浸溃的一个端部，由相对于成为滴下对象的液体具有疏液性的材料形成、或者被这样的材料覆盖表面。因此，优选:这些区域被特氟隆、DLC (类金刚石碳；Diamond-like-Carbon)、钛等被覆、或者利用这些材料形成杆33或者其一部分。另外，如本方式那样，在滴下对象为熔融金属的情况下，更优选:采用哈斯特洛依耐蚀耐热镍基合金(哈氏合金；Hastelloy)、钛等形成杆33或者其一部分。另夕卜，如本方式那样，在滴下对象为熔融金属的情况下，由于液体等被加热，因此优选:对受到该热的杆33和致动器31进行热隔断。因此，在本方式中，在杆33-联轴器35之间配置绝热部37。但是，根据液体的熔融温度、致动器的耐热性、或者液体的使用条件等也可以没有该绝热部37。
[0063]体部50具有:液体接受部51、液体蓄积部53、体部侧凸缘55、体部内空间57、加热器59、体部主体61、液体供给路63、和惰性气体供给排出路径65。体部内空间57是被配置在上述的规定的形成轴A上的空间，由体部侧凸缘55封闭致动器系统30侧，由液体接受部51封闭喷嘴装置10侧。在体部侧凸缘55中，沿规定的形成轴A方向形成有贯通孔55a，上述的杆33贯穿该贯通孔55a而侵入到体部内空间57的内部。液体接受部51具有容器状的形状，在凹部蓄积液体形成液体蓄积部53。喷嘴孔Ila与该液体蓄积部53连通，能够使该液体蓄积部53内的液体向喷嘴孔Ila开口部中的液体滴下侧流出。另外，液体供给路径63与体部内空间57连通着，能够对该体部内空间57内部供给液体。
[0064]优选:与杆33的一个端部同样地，具有与液体接触的可能性的构成体部内空间57的内壁、液体接受部51以及液体供给路63的内壁，由相对于成为滴下对象的液体具有疏液性的材料构成、或者由这样的材料覆盖表面。因此，优选:这些区域被特氟隆、DLC、钛等被覆、或者由这些材料形成这些结构。另外，如本方式那样，在滴下对象为熔融金属的情况下，更优选:采用哈斯特洛依耐蚀耐热镍基合金、钛等形成液体接受部51或体部主体61。进而，为了抑制熔融金属的氧化，优选形成于体部内空间57的液体蓄积部53的上部的液面上的空间内部被氮等的惰性气体充满，惰性气体供给排出路径65被用于这些惰性气体的供给和排出。但是，在滴下对象为这些以外的情况下，也可以除去该惰性气体供给排出路径65。因为必须使在液体接受部51内蓄积的液体蓄积部53中存在的金属为熔融状态、或者维持为熔融状态，因此加热器59加热体部主体61、液体接受部51和喷嘴11。
[0065]接着，对于本实施方式涉及的液体滴下装置的工作原理进行说明。图2A?2D分别表示图1所示的液体滴下装置100的各工作状态。图2A是液体滴下之前的状态，表示经由液体供给路63对于液体蓄积部53完成了液体的补充的状态。在液体滴下时，如图2B所示，利用致动器31，杆33在箭头B方向(朝向规定的形成轴A上的一方的方向)上仅移动距离S。另外，在本实施方式中，作为移动行程的距离s为20?40 μ m，移动所需要的时间为300?500微秒(μ sec)。通过该杆33的移动，如图2C所示那样在杆33的前端的液体中形成压缩波W。该压缩波存在波动能。例如，液体中超声波洗涤是利用了该波动能的洗涤。被给予了该波动能的液体1，一部分通过喷嘴孔11a，如图2D所示那样作为液滴I被放出到外部空间。在以上的构成中，通过喷嘴孔Ila的内径和杆33的移动行程s的组合，液滴的直径能够任意地设定，具体地讲，得到了液滴直径为30?200 μ m的液滴。
[0066]如上述那样，本实施方式以例如软钎料等的熔融金属的滴下为目的。以下使用以与图1相同的样式放大地表示喷嘴装置10的图3A和图3B，对于适合于熔融金属的构成进行说明。在本方式中，将喷嘴孔Ila的滴下侧开口部周围设为由高温的惰性气体形成的气氛，利用加热的氮气来充满滴下侧气氛空间19。由此，从喷嘴孔Ila滴下的熔融金属通过暴露在高温气氛中从而不会粘性上升，液滴的所谓切断性变好。因此，能够得到更微小的液滴，并且，也能够抑制被滴下的熔融金属的形状的不均匀。同时，也可以期待减少金属向喷嘴孔Ila的开口部周边的附着的效果。尤其是通过如前述那样，由具有疏液性的材料、优选刚玉等来构成喷嘴11等，该效果变得更显著。因此，在例如电子部件用的凸块形成中使用它是适合的。另外，如先前所述那样，气氛的温度设为熔融金属的熔点以上较合适，例如软钎料的情况下，优选设为300°C的氮气。通过在该条件下驱动致动器31，如图3B所示，能够使熔融金属的液滴I从喷嘴11滴下。
[0067]在本方式中，喷嘴装置10和液体接受部51从体部50卸下、由此通过液体蓄积部53的除去等进行装置的洗涤都是容易的。在本方式中，通过从体部主体61卸下喷嘴凸缘15，利用碟形弹簧17按压于体部主体61而被固定的喷嘴压紧件13和喷嘴11也能够从体部主体61卸下。同时，液体接受部51也能够从体部主体61卸下。在本方式中，由于在液体蓄积部53中液体接触的部分被设为疏液性的面，所以液体、或者熔融金属固化了的固化物也不与周围固着，可以容易地除去。进行这些工序，洗涤体部内空间57的内部等之后，利用与以上相反的步骤组合各构成，最后将喷嘴凸缘15固定于体部主体61，由此再次完成装置的组装。
[0068]另外，在以上的实施方式中，对于作为液体的滴下方向的规定的形成轴方向A与铅直方向一致的情况进行了叙述。但是，本发明涉及的液体滴下装置的使用样式并不限定于此。对于其他的使用样式，以与图1所示的方式同样的样式图示该使用样式来对其进行说明。另外，因为各构成要素与先前叙述的形态相同，所以使用相同的参照标记等且省略说明。例如，液滴I的滴下轨迹相对于铅直方向具有规定的角度的情况也被认为是良好的情况。图4图示了这样的情况。
[0069]在图4所示的形态中，表示了作为连结喷嘴孔Ila的中心与杆33的中心轴的轴线的规定的形成轴A相对于铅直方向倾斜了规定角度α的情况。该情况下，只要杆33的前端部被浸溃到液体蓄积部53中，就能够进行对于液体的波动能的产生和传递。因此，能够从喷嘴孔Ila的开口滴出液体。另外，液体的滴下轨迹不是直线，成为从喷嘴孔Ila的开口部分具有规定的角度而开始的近似于二次曲线的滴下轨迹。因此，通过预先想定该滴下轨迹，能够使液体沿与铅直方向不同的方向滴下，并向所希望的滴下位置供给液滴。
[0070]接着，对于使用本发明涉及的液体滴下装置所构建的电子部件的制造装置的具体例进行叙述。图5模式地表示利用该制造装置进行树脂封入的电子部件的剖面。电子部件3，是在被设于基板4的空腔4a内配置片状电子部件5，并利用树脂填充剂6对其进行了封装的部件。在该电子部件3中，例如凹部设想为直径2.7mm、深度0.85mm。液面高度，作为其容许误差Ad被确认为ΙΟμπι的范围。在此，如果假定没有由表面张力引起的形状变化，则相当于树脂填充剂6的容许误差的体积为(2.7/2)2X 31 Χ0.010 = 0.057mm3。如果假定一般的空气分配器的吐出精度为0.lmg、液体的比重P为I,则由于Ig = P cm3>cm3 =mm3X 103，因此之前的吐出精度为0.1p cm3X10_3 = 0.1mm3，可理解到相当于之前的容许误差的体积的管理较困难。
[0071]因此，根据这样的课题，可以使用本发明构建图6所示的电子部件的制造装置。该制造装置200具有:基板运送系统201 ;基板运送系统201中所包含的预热台203、涂布台205、测定台209和补充台213 ;分配器207 ;测定装置211 ;分配器控制器215 ;运算部217 ；控制器219 ;监视器221 ;和本发明涉及的液体滴下装置100。基板4在基板运送系统201上首先在预热台203被预热，在涂布台205利用由分配器控制器215控制的分配器207注入树脂填充剂6。此时，将液体的填充量预先设定为比规定值少的量。
[0072]接着，在测定台209利用测定装置211进行树脂填充剂6的液面高度的测定，利用运算部217测定其是否合适、不足量。测定结果等在被显示于监视器221的同时被传送到控制器219，由控制器219对于液体滴下装置100下达补充量的指令。对于被送到补充台213的基板，根据来自控制器219的指令，进行液体从液体滴下装置100的滴下、补充，得到适当的封装状态。本发明涉及的液体滴下装置100，能够滴下直径100 μ m左右的液滴，其体积为(4/3) X 31 Xr3 = 0.004mm3,因此通过控制液滴的滴下数，能够以0.004mm3的分解能力来进行滴下数的液量调整。
[0073]接着，对于使用本发明涉及的液体滴下装置构建的电子部件的制造装置的具体例进行叙述。图7A是从正面观察形成电极的接合的电子部件的电极等的状态，图7B是从侧面对其进行了观察的状态，分别模式地表示利用现有的方法进行了这些电极的接合的情况。在电子部件7中设有电极7a，利用软钎料8将这些电极7a接合在被设置于基板4上的基板侧电极4b上。此时，在例如电极间距低于100 μ m的情况等时，间距间过窄，因此如图示那样，软钎料膏等引起所谓桥接(短路)的危险性高。
[0074]因此，通过使用本发明的装置将作为熔融金属粒的液滴I在电极宽度的范围内滴下多次，并暂时固着，进而进行回流焊(软熔；reflow)等来进行电极的接合。图8A、8B、9A、9B、10A和IOB依次阶段性地表示了该工序。图8A、9A和IOA以与图7A同样的样式表示了电子部件等，图8B、9B和IOB以与图7B同样的样式表示了电子部件等。如图8A所示那样，在本方式中，设想了电极间距为60?80 μ m的情况。对于这样的电极7a与基板侧电极4b的对接部分，如图9A和9B所示那样多次滴下熔融金属粒(液滴1)，使它们暂时固着在各个的电极之间。接着，如图1OB所示那样利用激光器等的热射线的照射器9对接合区域D(图10A)照射热射线，使金属粒I再熔融。通过该再熔融后的金属粒固化，能够进行电极7a与基板侧电极4b的电接合。另外，根据本发明，能够形成直径低于50 μ m的金属粒，作为在此所示的接合中使用的金属，除了软钎料之外，还可以考虑银、金(金钎料)、铜等。
[0075]接着，以下对于本发明的第二实施方式，参照利用与图1同样的样式表示本方式的图11进行叙述。另外，在以下叙述的实施方式和前述的第一实施方式中，关于同样的构成物，使用相同的参照标记，对于其说明在以下进行省略。如图11所示那样，本方式涉及的液体滴下装置101，具有相对于喷嘴凸缘15被固定的保护喷嘴21和第二惰性气体供给路径
23,在该方面不同于第一实施方式。保护喷嘴21具有在被固定于喷嘴凸缘15时,与喷嘴孔11a、喷嘴压紧件13的压紧件贯通孔13a、和喷嘴凸缘15的凸缘贯通孔15b同轴的导孔21a。另外，保护喷嘴21的前端(与基板相对的部分)为尖头形状，减小了与基板相对的部分。
[0076]在想要提高液滴I的弹着精度的情况下，优选使喷嘴孔Ila的开口部与液滴I的被附着物之间接近。在第一方式的情况下，从滴下侧气氛空间19供给的惰性气体，经由喷嘴凸缘15的基板对向面和基板之间的间隙而流到其他的空间。在此，在喷嘴凸缘15的下面为具有某种程度以上的面积的基板对向面的情况下，随着该间隙变窄成为必要以上，在这里的惰性气体的风压的增加和/或气流的紊乱变得显著，相反地，液滴I的弹着精度有可能降低。通过如本实施方式那样配置具有尖头形状的保护喷嘴21，从喷嘴前端放出的惰性气体会容易地流到其他的空间。因此，不会发生风压的极端增加、气流的紊乱这样的现象，可得到弹着精度提高的效果。另外，通过使保护喷嘴21的前端部分尖锐，也可得到下述效果:即使在液滴弹着时基板上已经存在会成为障碍物的物质的情况下，也能够抑制它们的影响而供给液滴I。
[0077]另外，对于保护喷嘴21的结构，根据使用的液滴的尺寸或材质而变动，但优选以喷嘴孔Ila的内径Dn为基准来设定。在本发明中，由于从喷嘴孔Ila吐出的液体在吐出后由于表面张力而球体化，所以从吐出时的液体外径开始，其外径增加。另外，虽然利用波动进行液滴I的形成，但为了使该液滴I到达弹着位置，优选对该液滴I给予某种程度的动能，可以认为通过后述的惰性气体`的流动来进行该过程，从液体滴下装置的结构上来看较适合。由以上的观点来看，优选:考虑与液滴I的外径的关系以及惰性气体的流动，关于导孔21a的内径Dg，设计成满足DnX 2 ( Dg的关系。另外，为了抑制在保护喷嘴21的前端(尖端)与基板表面的间隙中的加热氮的滞留，优选:关于保护喷嘴21的外径De，满足De ^ DgX 2的关系，关于所述如端与基板的间隙Da,满足0.2mm<Da ^ De的关系。
[0078]在第一实施方式中，高温的氮等的惰性气体被供给到滴下侧空间19内，该惰性气体经由凸缘贯通孔15b与液滴I 一起向被附着物供给。在本方式中，作为用于向该滴下侧空间19导入惰性气体的惰性气体供给系统，除了在第一实施方式中配置的惰性气体供给路径22之外，还设置了第二惰性气体供给路径23。另外，在本实施方式中，与第一实施方式同样地使用氮作为惰性气体。另外,上述的滴下侧空间19，构成该惰性气体供给系统的一部分。在本方式中，从氮供给源25供给的氮，经过气体加热区域26被加热到规定温度之后，分离成为第一惰性气体供给路径22和第二惰性气体供给路径23。气体加热区域26，作为由公知的加热源构成的惰性气体加热单元被构筑，能够将氮加热到超过液滴I的熔点的温度。第一惰性气体供给路径22具有第一流量调节阀22a，通过该路径一定量的加热氮总是被供给到滴下侧空间19中。被供给到滴下侧空间19中的加热氮，通过导孔21a朝向粘附位置引导液滴1，与该液滴I 一起被喷射到基板表面。
[0079]第二惰性气体供给路径23具有第二流量调节阀23a和进行瞬间的开闭的电磁阀23b，能够间歇地流通加热氮。通过开闭该电磁阀23b，能够使通过滴下侧空间19被供给到导孔21a的加热氮的供给量暂时或瞬间地增加。通过使用电磁阀23b使加热氮的喷出量暂时地增加，能够使导孔21a中产生气流，液滴I以不与导孔21a的内壁接触的状态被运送到尖头部分。如本方式那样，通过维持高温惰性的气氛并进行液滴I的导孔21a内的移送，能够防止液滴I的固化和氧化。另外，优选:电磁阀23b的动作时间，与由致动器31引起的杆33的直线运动的动作时机(定时；timing)同步或者相应于其而进行，优选为10毫秒(msec)左右。
[0080]接着，对于本实施方式涉及的液体滴下装置的工作原理进行说明。图12A?12D分别表示图11所示的液体滴下装置101的各工作状态。图12A是液体滴下之前的状态，表示通过液体供给路63对于液体蓄积部53完成了液体的补充的状态。在液体的滴下时，如图12B所示，通过致动器31，杆33在箭头B方向(朝向规定的形成轴A上的一方的方向)仅移动距离S。另外，如图中箭头所示，利用上述第一惰性气体供给路径22，加热氮被供给到滴下侧空间19内部，通过导孔21a流出到保护喷嘴21的外部。另外，在本实施方式中，作为移动行程的距离s为20?40 μ m,移动所需要的时间为300?500微秒。
[0081]通过该杆33的移动，如图12C所示，在杆33的前端的液体中形成压缩波W。该压缩波存在波动能。例如，液体中超声波洗涤是利用该波动能的洗涤。被给予了该波动能的液体1，一部分通过喷嘴孔11a，如图12D所示那样作为液滴I被放出到外部空间。伴随着杆33的动作，电磁阀23b能够使从第二惰性气体供给路径23供给加热氮暂时地进行，使在导孔21a内的液滴I的移动更容易。杆33与电磁阀23b的动作时机(动作定时)被调整为相同或者伴有数毫秒的错开的范围的动作时机，但考虑以实质上包含它们的大致相同的动作时机来驱动杆33和电磁阀23b较好。在以上的构成中，通过喷嘴孔Ila的内径和杆33的移动行程s的组合，液滴的直径可任意地设定，具体而言，可得到作为液滴直径为30?200 μ m的液滴。
[0082]接着，参照附图对于第二实施方式的又一形态进行说明。例如使用的液滴I的外径变得更小的情况下，对于为了在导孔21a内移送液滴I而需要的加热氮量而言，也考虑到不能忽视在保护喷嘴21的前端部与基板之间的风压的影响的情况。即使是这样的情况，液滴I供给时所需求的加热氮量，不适合根据导孔21a的内径而大大地减少的情况也被考虑。在图13所示的形态中，作为对这样的情况的对应，在到达导孔21a的开口跟前，附加了从保护喷嘴21的外部到达导孔21a的放泄孔21b。放泄孔21b在与导孔21a的延伸方向不同的方向延伸，并对导孔21a和保护喷嘴21的周围的空间连通。通过设置这样的放泄孔21b，产生从该放泄孔21b流出到外部的加热氮，抑制到达导孔21a的开口部的加热氮量，能够进行液滴I的准确的供给。
[0083]另外，在仅用该放泄孔21b时到达基板表面的加热氮量的抑制不充分的情况下，也可以如图14所示那样设置沿着导孔21a延伸的狭缝状的放泄沟21c，谋求加热氮的流出用的路径的扩充。该放泄沟21c在与导孔21a的延伸方向不同的方向、尤其是在与其垂直的方向延伸，对该导孔21a与保护喷嘴21的周围的空间连通。由以上来看，在本发明中，这些放泄孔21b和放泄沟21c，作为能够流出惰性气体的过剩部分的放泄开口来把握。另外，在作为第二实施方式所示的形态中，也考虑减小与基板表面相对、产生加热氮的滞留空间的保护喷嘴21的前端部。图15所示的又一形态，表示这样地进一步缩小保护喷嘴21的前端部分的外径Dg的情况。具体地讲，从保护喷嘴21的前端起规定的范围设为管状的形态。另外，在以上叙述的实施方式中，用电磁阀进行第二惰性气体供给路径的开闭，但只要是能够与进行液滴I的吐出的压电元件同步的阀装置就可以使用公知的各种形态的阀。另外，也可以并非独自地构成保护喷嘴21，而是通过对喷嘴凸缘15实施各种的加工，来担负本方式中的保护喷嘴21的作用。另外，第二惰性气体供给路径23根据需要来配置即可，也可以根据使用的液滴I的特性等而去除该路径。另外，导孔21a的长度受到被供给到导孔21a的惰性气体的流量、从喷嘴孔Ila喷出时的液滴I的喷出速度等的影响。因此，优选:附带考虑这些各种条件，作为给予液滴I具有规定的方向性、并能够从导孔21a吐出的运动量所需要的规定的长度来把握。
[0084]如以上叙述的那样，本发明涉及适合于生成液体金属的微小液滴并且将其滴下的液体滴下装置。但是，本发明的适用对象并不限定于此，如图5所示那样，也能够作为树脂等的液体的滴下装置来利用。
【权利要求】
1.一种液体滴下装置，是滴下规定量的液体的液体滴下装置，其特征在于，具有: 液体接受部，该液体接受部蓄积所述液体而形成液体蓄积部； 喷嘴，该喷嘴具有与在所述液体接受部中蓄积所述液体的区域连通并且所述液体能够通过的喷嘴孔； 致动器；和 杆，该杆的一个端部被浸溃于所述液体蓄积部中，另一端部被所述致动器支持，能够沿所述喷嘴孔的形成轴方向移动，以及 与所述喷嘴孔的所述形成轴同轴、且与所述喷嘴孔连通，并具有规定的长度的导孔；和 能够从与所述喷嘴孔连通的一侧向所述导孔供给惰性气体的惰性气体供给系统， 所述杆通过所述致动器能够在所述形成轴方向上直线运动，通过所述杆的所述直线运动而使所述液体蓄积部的一部分产生波动能，所述液体因所述波动能而从所述喷嘴孔滴下。
2.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，所述液体在所述导孔内通过所述惰性气体的流动而被沿着滴下方向引导， 在将所述喷嘴孔的内径设为Dn，将所述导孔的内径设为Dg时，所述内径Dn与内径Dg的关系满足DnX 2≤Dg。
3.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，还具有加热存在于所述液体蓄积部的所述液体的加热单元。
4.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，在所述液体蓄积部中，在存在于所述液体蓄积部的所述液体的液面上具有空间。
5.根据权利要求4所述的液体滴下装置，其中，还具有:能够对所述空间进行惰性气体的供给和排出，能够将所述液体保持在惰性气体气氛中的惰性气体供给排出路径。
6.根据权利要求4所述的液体滴下装置，其特征在于， 还具有能够对所述液体接受部供给所述液体的液体供给路， 所述液体接受部、液体供给路和空间的内侧壁以及在所述喷嘴中的可能与所述液体接触的区域由疏液性的面形成。
7.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于， 还具有形成于喷嘴凸缘和喷嘴压紧件之间的滴下侧气氛空间，所述喷嘴凸缘配置在所述喷嘴孔的开口部的所述液体的滴下侧，覆盖所述喷嘴孔的开口部周围，可使所述开口部周围成为惰性气体气氛，所述喷嘴压紧件使所述喷嘴抵接固定于所述液体接受部。
8.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，所述致动器使用压电元件。
9.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，所述喷嘴孔中的所述液体的滴下侧的空间中的气氛能够维持在所述液体的熔点以上的温度。
10.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，所述喷嘴由刚玉形成。
11.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，所述惰性气体供给系统能够相应于由所述致动器引起的所述杆的直线运动暂时地增加所述惰性气体的供给量。
12.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，所述惰性气体供给系统还具有惰性气体加热单元，所述惰性气体加热单元能够将所述惰性气体的温度加热到超过所述液体的熔点的温度。
13.根据权利要求1所述的液体滴下装置，其特征在于，所述导孔在具有在所述液体的滴下方向设置的开口部的同时，还具有放泄开口，所述放泄开口使构成所述导孔的保护喷嘴的外部空间和所 述导孔连通。
【文档编号】B23K3/00GK103817393SQ201410042814
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2011年5月20日 优先权日:2010年5月21日
【发明者】川岛崇, 进藤修, 水野亨 申请人:Tdk 株式会社