液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
【課題】液体の吐出時に発生する飛散滴を遮断して、塗布対象以外の部位への液体付着が防止される液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】ノズル３が設けられた吐出面４を有するノズル部材１を備え、ノズルに連通する貫通孔３ａを通じて供給される液体をノズルから滴状に吐出するように構成された液体吐出ヘッド。ノズル部材の吐出面との間に間隙を設けて対向配置されたスリット部材２と、スリット部材におけるノズルに対向する位置に形成され、ノズルよりも大きな寸法を有する開口部６と、間隙内の空気をノズルの横方向に吸引する吸引手段８、９とを備える。滴状の液体の吐出時にノズルから発生する不要成分である液体の飛散滴の少なくとも一部が、スリット部材の開口の周囲の部分により遮断される。
【解決手段】ノズル３が設けられた吐出面４を有するノズル部材１を備え、ノズルに連通する貫通孔３ａを通じて供給される液体をノズルから滴状に吐出するように構成された液体吐出ヘッド。ノズル部材の吐出面との間に間隙を設けて対向配置されたスリット部材２と、スリット部材におけるノズルに対向する位置に形成され、ノズルよりも大きな寸法を有する開口部６と、間隙内の空気をノズルの横方向に吸引する吸引手段８、９とを備える。滴状の液体の吐出時にノズルから発生する不要成分である液体の飛散滴の少なくとも一部が、スリット部材の開口の周囲の部分により遮断される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を滴状に吐出する液体吐出ノズルを有する液体吐出ヘッド、及びその液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を滴状に吐出する液体吐出装置が、近年、エレクトロニクス分野を始めとした様々な分野の製造過程に使用されている。すなわち、液体吐出ヘッドから液体材料を吐出することによって、各種のデバイス製造過程等におけるパターンの形成や均一薄膜の形成等が行われる。
【０００３】
そのようなデバイス製造過程に用いられる液体材料は、記録紙に対してインク滴を吐出するインクジェット記録に用いられるインクと比較して、粘度が高い性質を有している。そのため、液体材料の吐出時には、主液滴とは別に、相対的に遅い速度で主液滴から遅れて飛翔するサテライト滴や、飛翔方向が定まらずに様々な方向へ飛翔するような浮遊液滴（ミスト）が発生し易い。このようなサテライト滴やミスト（以後、まとめて飛散滴と定義する）は、着弾精度の低下や液滴量の不安定性を招き、液体吐出ヘッドの信頼性を低下させる。
【０００４】
例えば特許文献１には、液体の吐出時及び非吐出時のそれぞれにおいて、飛散滴を効率的に吸引し得る液体吐出ヘッドが開示されている。特許文献１に開示された液体吐出ヘッドを図１１に示す。図１１（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。
【０００５】
この液体吐出ヘッドは、液体材料を収容する圧力室３１と、圧力室３１に連通するノズル３２が形成されたノズル板３３と、アクチュエータ３４と、ノズル板３３の上面とアクチュエータ３４の間に配置され圧力室３１の側面を区画する弾性区画部材３５とを含む。アクチュエータ３４は、駆動に伴い上下方向（矢印方向）に伸縮変形する。弾性区画部材３５は、アクチュエータ３４の駆動に伴い弾性的に伸縮変形して、圧力室３１の体積を変化させる。それにより、圧力室３１内の液体材料に圧力が印加されて、ノズル３２を通じて圧力室３１内の液体材料が吐出される。
【０００６】
アクチュエータ３４の上端は、アクチュエータ保持部材３６に固定されている。アクチュエータ保持部材３６は、外装部材３７の内部に形成され下面に開口する凹陥部３７ａ内に固定されている。外装部材３７の中央位置には供給パイプ３８が配設され、その下端面は、弾性区画部材３５の上面に接合されている。供給パイプ３８の上端には、チューブを介して供給タンク（図示せず）が接続されている。
【０００７】
外装部材３７の凹陥部３７ａの両側にはそれぞれ、吸引通路３９形成されている。各吸引通路３９の下端は屈曲して、凹陥部３７ａ内の側壁に開口している。この開口は、液体の吐出時及び非吐出時のそれぞれにおいて、ノズル開口の周囲に存在する不要な液体を吸引するための吸引口３９ａとして機能する。この吸引口３９ａにより、液滴の吐出方向に対して直交する方向に吸引が行われる。
【０００８】
吸引口３９ａをノズル３２開口の近傍位置に配置することによって、ノズル３２を通じた液滴の吐出時には飛散滴を効率的に吸引し得ると共に、液滴の非吐出時にもノズル３２面に付着した残留液滴を効率的に吸引し得る。その結果、液滴の飛び散りの防止、液滴の着弾精度の向上、吐出速度及び液滴量の安定化が図られ、液体吐出ヘッドの信頼性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１８８５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来例の構成では、ノズル３２より液体が吐出されるときに発生する不要な飛散滴は、吸引通路３９から吸引される。しかしながら、発生する飛散滴の質量は様々であり、吸引圧力が低い場合は飛散滴の全てが吸引されることは困難である。そのため、吸引されなかった飛散滴が塗布対象物に付着する惧れがある、という問題点を有していた。また、吸引圧力が高い場合は、主液滴の塗布位置精度に悪影響を及ぼす場合がある、という問題点を有していた。
【００１１】
また、ノズル表面に付着した液体が自重により目的外位置に滴下する異常塗布の現象が発生する場合がある。
【００１２】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、塗布対象物への飛散滴の付着や、ノズル表面に付着した液体が自重により目的外位置に滴下する異常塗布を回避可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。また、そのような液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の液体吐出ヘッドは、ノズルが設けられた吐出面を有するノズル部材を備え、前記ノズルに連通する貫通孔を通じて供給される液体を前記ノズルから滴状に吐出するように構成される。上記課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、前記ノズル部材の前記吐出面との間に間隙を設けて対向配置されたスリット部材と、前記スリット部材における前記ノズルに対向する位置に形成され、前記ノズルよりも大きな寸法を有する開口部と、前記間隙内の空気を前記ノズルの横方向に吸引する吸引手段とを備え、前記滴状の液体の吐出時に前記ノズルから発生する不要成分である前記液体の飛散滴の少なくとも一部が、前記スリット部材の前記開口の周囲の部分により遮断されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、液体吐出時に発生する飛散滴がスリット部材によって遮断されるので、飛散滴が塗布対象物へ不要な液体として付着することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】実施の形態１における液体吐出ヘッドの断面図
【図１Ｂ】同液体吐出ヘッドの底面図
【図１Ｃ】同液体吐出ヘッドを分解して示した底面図
【図２】同液体吐出ヘッドのノズル部材の他の構成例を示す底面図
【図３】同液体吐出ヘッドの動作を説明するために半導体ウェハとともに示した断面図
【図４】同液体吐出ヘッドの吐出動作時における半導体ウェハに対する平面位置関係を示す下面図
【図５】同液体吐出ヘッドから半導体ウェハへの液体滴下の様子を示す断面図
【図６】同液体吐出ヘッドからの飛散滴の滴下の様子を示す断面図
【図７Ａ】実施の形態２における液体吐出ヘッドの断面図
【図７Ｂ】同液体吐出ヘッドの底面図
【図８Ａ】実施の形態３における液体吐出ヘッドの断面図
【図８Ｂ】同液体吐出ヘッドの底面図
【図９Ａ】実施の形態４における液体吐出ヘッドの断面図
【図９Ｂ】同液体吐出ヘッドの底面図
【図９Ｃ】同液体吐出ヘッドのスリット部材の上面部を示す平面図
【図１０Ａ】同液体吐出ヘッドの他の構成例を示す底面図
【図１０Ｂ】同液体吐出ヘッドのスリット部材の上面部を示す平面図
【図１１】従来例の液体吐出ヘッドの断面図及び底面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の液体吐出ヘッドは、上記構成を基本として以下のような態様をとることができる。
【００１７】
すなわち、前記吸引手段は、前記ノズルの側方に配置された吸引口を備え、前記吸引口から負圧で吸引することにより、一定量の空気の流れを発生させる構造とすることができる。このような構成により、吐出時に発生する飛散滴を一定量の空気の流れによりスリット部材の開口部から移動させ、スリット部材上に滴下させることで、塗布対象物への飛散滴付着を防止することができる。
【００１８】
また、前記吐出面の外側領域の両側部に設けられ前記間隙の側部を封鎖する封鎖壁を有し、前記吸引口は、前記封鎖壁の一部を開口させて設けられ、前記ノズルに対して前記吸引口の反対側の領域における前記封鎖壁の一部を開口させて空気取入口が設けられた構成とすることができる。
【００１９】
また、前記空気取入口と前記吸引口の間の空気の流れの側部を規制する一対の整流板を備え、前記整流板により一定量の乱れのない気流を発生させるように構成されることが好ましい。この構成によれば、空気の流れないデッドスペースや、空気の乱流により飛散滴が開口部を通過して塗布対象物へ付着することを防止する効果が得られる。
【００２０】
前記一対の整流板の間隔は、前記空気取入口の側で前記吸引口の側よりも広くなっている構成とすることができる。
【００２１】
また、前記吐出面は、前記ノズルの周囲の領域を外側の領域から突出させて設けられて、外側の領域との間に段差部が形成され、前記吐出面の外形寸法は前記スリット部材の開口部の寸法よりも大きく設定されていることが好ましい。この構成によれば、吐出時にノズル表面に残る余分な液体を、一定量の空気の流れ等により吐出面に集中させて、ノズル部材に付着した液体をスリット部材上に滴下させることで、ノズル部材表面に付着した液体が自重により目的外位置に滴下する異常塗布の発生を防止する効果が得られる。
【００２２】
この場合において、前記吐出面が、前記ノズルからの液体吐出方向に対して傾斜している構成とすることができる。この構成によれば、吐出時に吐出面の表面に残る余分な液体が傾斜面の下端から常にスリット部材上に落下することで、吐出面の表面に付着した液体が自重により目的外位置に滴下する異常塗布を防止する効果が得られる。
【００２３】
前記吸引口は、前記封鎖壁における前記スリット部材の側に偏った位置に配置された構成とすることが好ましい。この構成によれば、非吐出時に強く吸引することで、スリット部材上の液体を効果的に除去（クリーニング）する効果が得られる。
【００２４】
また、前記スリット部材の開口部の周縁は、前記吐出面に対向する側に凸形状となっていることが好ましい。この構成によれば、スリット部材上に蓄積された液体が、開口部から漏れ出すことを抑制する効果が得られる。
【００２５】
本発明の液体吐出装置は、上記いずれかの構成の液体吐出ヘッドと、前記貫通孔を通じて前記液体を供給し前記ノズルから滴状に吐出させる動作、及び前記吸引手段による吸引動作を制御する制御部とを備える構成とすることができる。
【００２６】
この構成において、前記制御部は、前記ノズルからの前記液体の吐出を行う吐出時と比べて、前記液体の非吐出時に、前記吸引口からの吸引を強く行うことで、前記スリット部材上の液体を除去するように制御することが好ましい。
【００２７】
以上のような特徴を有する本発明の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置は、特に半導体装置の製造において実用的な価値が高い。例えば、複数の半導体チップが作り込まれた半導体ウェハには、良品チップも、不良品チップも含まれるが、この内、不良品チップを電気的に絶縁するために液体樹脂を塗布する手段として、本発明の液体吐出装置を好適に用いることができる。従って以下の記載では、本発明の液体吐出ヘッド及び液体吐出装置は、半導体装置の製造に用いられる場合を例として説明される。
【００２８】
（実施の形態１）
実施の形態１における液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの概略構成を、図１Ａ〜図１Ｃに示す。図１Ａは液体吐出ヘッドの断面図、図１Ｂはその底面図、図１Ｃは、同液体吐出ヘッドを分解して示した底面図である。図１Ａは、図１ＢのＡ−Ａ線に沿った断面を示す。
【００２９】
この液体吐出ヘッドは、ノズル部材１と、スリット部材２とから構成されている。ノズル部材１の底面図が図１Ｃ（ａ）に示され、スリット部材２の底面図が図１Ｃ（ｂ）に示される。ノズル部材１は、円形のノズル３が設けられた吐出面４を有し、ノズル３に連通する貫通孔３ａを通じて供給される液体を、ノズル３から下方に向けて滴状に吐出するように構成されている。液体吐出装置を構成する際には、貫通孔３ａの上端には、吐出する液体を供給する手段（図示せず）が接続される。吐出面４は、ノズル３の周囲領域を外側の領域から下方に突出させて設けられ、外側の領域との境界である周縁に段差部４ａが形成されている。
【００３０】
スリット部材２は、ノズル部材１の吐出面４との間に間隙５を設けて対向配置されている。スリット部材におけるノズル３に対向する位置には、ノズル３よりも大きな直径を有する円形の開口部６が形成されている。ノズル部材１の吐出面４の外形寸法は、開口部６より大きな直径を有する。なお、ノズル３、吐出面４、及び開口部６は、必ずしも円形である必要はなく、仕様に応じた形状に形成することができる。その場合でも、開口部の外形は、ノズルの外形よりも大きな寸法を有し、吐出面の外形は、開口部の外形よりも大きな寸法を有する。
【００３１】
ノズル部材１における吐出面４の外側領域の両端部には、間隙５の側部を封鎖する封鎖壁７ａ、７ｂが設けられ、吐出面４の周囲に半密閉空間を形成している。封鎖壁７ａの一部を開口させて、吸引口８設けられている。ノズル３を挟んで吸引口８と対向するように、封鎖壁７ｂの一部を開口させて空気取入口９が設けられている。なお、吸引口８と空気取入口９の配置は、このような位置関係に限定されることはないが、ノズル３に対して吸引口８の反対側の領域に空気取入口９が配置されることが望ましい。
【００３２】
図１Ａの構成では、吸引口８は、スリット部材２の直上に位置している。すなわち、封鎖壁７ａにおけるスリット部材１の上面（吐出面４側の面）に接する位置に設けられている。このように、吸引口８は、封鎖壁７ａにおけるスリット部材１の側に偏った位置に形成される。
【００３３】
吸引口８には、吸引ポンプ等のような吸引装置（図示せず）が接続されて、空気取入口９とともに、ノズル３の横方向に空気を吸引する吸引手段を構成している。この吸引口８から負圧で吸引することにより、ノズル３を含む吐出面４の領域を通過する一定量の空気の流れを発生させることができる。
【００３４】
なお、封鎖壁７ａ、７ｂは、図２に示す封鎖壁７のように、吐出面４の外側領域の全周縁に亘る範囲に設けられた構成とすることもできる。これにより、ノズル３の周囲に、より密閉度の高い半密閉空間を形成して、吸引口８からの吸引による空気の流れを安定させることができる。
【００３５】
以下に、上記構成の液体吐出ヘッドの動作について説明する。以下の説明は、上述のように、半導体装置の製造工程において不良品チップを電気的に絶縁するために液体樹脂を塗布する場合を、適用対象例としたものである。
【００３６】
図３は、動作を説明するために、液体吐出ヘッドを半導体ウェハとともに示した断面図である。図３に示すように、液体吐出ヘッドのスリット部材２の下方に、台座１０を配置し、台座１０上に半導体ウェハ１１を載置する。半導体ウェハ１１には複数の半導体チップが作り込まれているが、複数の半導体チップには、不良品チップ１２及び良品チップ１３が含まれる。ここで、不良品チップ１２及び良品チップ１３の判断、は既に検査装置等により判別されているものとする。
【００３７】
次に、図４に示すように、液体吐出ヘッドを、ノズル３が不良品チップ１２の直上に位置するように移動させる。図４は、液体吐出ヘッドの半導体ウェハ１１に対する平面位置関係を示す下面図である。
【００３８】
次に、図５に示すように、貫通孔３ａを経由して液体１４を供給し、ノズル３より不良品チップ１２に向けて液体１４を滴下する。図５は、半導体ウェハ１１への液体滴下の様子を示す断面図である。液体滴下のメカニズムとしては、ノズル３より押し出された液体１４に、くびれが発生・成長することで液滴１４ａとして分離し滴下することによる。液滴１４ａは、スリット部材２に設けられた開口部６を通って、図６に示すように塗布対象物（この場合は不良品チップ１２）に付着し、塗布膜１４ｂを形成する。なお、液体滴下の動作とともに、吸引により空気取入口９から吸引口８に向かって一定の方向の弱い空気流を発生させる。弱い空気流は、正常な液滴１４ａの質量に対しては、実質的な作用を及ぼさない程度の速さに設定される。
【００３９】
図６には、液滴１４ａの滴下に伴う、液体吐出ヘッドからの飛散滴１５の滴下の様子が示される。上述のとおり、空気取入口９から吸引口８に向かって一定の方向の弱い空気流を発生させているので、液滴１４ａの滴下と同時に発生する飛散滴１５は、空気流によって移動軌跡を曲げられてスリット部材２上に付着して、液溜り１５ａを形成する。また、吐出時にくびれにより分離した液体のうち、吐出面４に残留した残留液体１６は、空気流により吸引口８の側に偏倚して段差部４ａに集まり、自重によりスリット部材２上に滴下する。
【００４０】
以上のように、本実施の形態は、ノズル部材１の吐出面４との間に間隙５を設けてスリット部材２が対向配置され、スリット部材２におけるノズル３に対向する位置にノズル３よりも大きな寸法を有する開口部６が形成され、ノズル部材１に吸引口８と空気取入口９を設けて、間隙５内の空気をノズル３の横方向に吸引する吸引手段が構成されたことを特徴とする。ノズル３の領域を通過する一定方向の空気の流れをつくることで、飛散滴の移動軌跡をずらしてスリット部材２により遮断することで、飛散が除去され、塗布対象以外の部位への液体付着を防止できる。
【００４１】
液滴１４ａの滴下後の非吐出時には、吸気口８から、吐出中の弱い吸引に比べてより強い吸引を行う。上述のとおり、吸気口８はスリット部材２の直上に段差なく配置されているので、非吐出時に吸気口８から強く吸引を行うことで、飛散滴１５や、残留液体１６からの自重による滴下によって蓄積された液体を、吸引・クリーニングすることができる。このように、スリット部材２上に溜まった不要液体のクリーニングのために、吐出時の弱い空気流と比べて十分に強い空気流を発生させるが、非吐出時であるため、液滴１４ａの滴下に対する影響はない。
【００４２】
以上のようにして、液体１４が、塗布対象物の目的外位置（この場合は例えば、良品チップ１３）に滴下する異常塗布を防止できる。
【００４３】
（実施の形態２）
実施の形態２における液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの概略構成を、図７Ａ、図７Ｂに示す。図７Ａは液体吐出ヘッドの断面図、図７Ｂはその底面図である。図７Ａは、図７ＢのＢ−Ｂ線に沿った断面を示す。この液体吐出ヘッドの基本的な構成は、図１Ａ、１Ｂに示した実施の形態１の場合と同様であり、同様の構成要素については、同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。
【００４４】
本実施の形態の液体吐出ヘッドでは、実施の形態１におけるノズル部材１とは異なる態様のノズル部材１７が用いられ、ノズル３からの液体吐出方向に対して傾斜した傾斜吐出面１８が設けられていることを特徴とする。傾斜吐出面１８の周縁には段差部１８ａが形成されており、段差部１８ａの寸法はスリット部材２の開口部４の外形よりも大きい。傾斜吐出面１８の傾斜は、空気取入口９から吸引口８に向かって降下するように、従って、吸引口８の側で、傾斜吐出面１８と段差部１８ａの側面が成す角が鋭角になるように形成されている。
【００４５】
この液体吐出ヘッドによる作用は、次のとおりである。すなわち、吐出時にくびれにより分離した液体のうち、傾斜吐出面１８に残った液体は、吸引口８からの吸引によって傾斜吐出面１８の鋭角部に集まり易く、自重によりスリット部材２上に滴下する。このような構成を有することによって、実施の形態１と比較して、飛散滴１５を塗布対象物の目的外位置に誘導する効果が向上し、結果として塗布対象物への異常塗布をより確実に防止することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
実施の形態３における液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの概略構成を、図８Ａ、図８Ｂに示す。図８Ａは液体吐出ヘッドの断面図、図８Ｂはその底面図である。図８Ａは、図８ＢのＣ−Ｃ線に沿った断面を示す。この液体吐出ヘッドの基本的な構成は、図１Ａ、１Ｂに示した実施の形態１の場合と同様であり、同様の構成要素については、同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。
【００４７】
本実施の形態の液体吐出ヘッドは、スリット部材１９の開口部２０の周縁部が吐出面４に対向する側に突出して、凸形状周縁部２０ａとなっていることを特徴とする。吐出面４の周縁の段差部４ａの寸法は、凸形状周縁部２０ａの外形よりも大きい。
【００４８】
この液体吐出ヘッドによる作用は、次のとおりである。すなわち、スリット部材１９の表面には、前述のとおり飛散滴１５や吐出面４に残った液体が滴下するため、液体が蓄積する。これに対して本実施の形態では、凸形状周縁部２０ａが吐出面４の向きに凸形状に形成されていることで、液体の蓄積量を多くでき、吸気口８からの強い吸気によるクリーニングの回数を削減できる。
【００４９】
また、スリット部材１９上（図８Ａに示されるスリット部材１９の右辺）に滴下した飛散滴が、仮に開口部２０の方向に逆流することがあっても、凸形状周縁部２０ａが返りの役割を果たすことにより、塗布対象物への異常塗布を効果的に防止することができる。
【００５０】
（実施の形態４）
実施の形態４における液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの概略構成を、図９Ａ〜図９Ｃに示す。図９Ａは液体吐出ヘッドの断面図、図９Ｂはその底面図である。図９Ａは、図９ＢのＤ−Ｄ線に沿った断面を示す。また、図９Ｃは、スリット部材２の上面部を示す平面図である。この液体吐出ヘッドの基本的な構成は、図１Ａ、１Ｂに示した実施の形態１の場合と同様であり、同様の構成要素については、同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。
【００５１】
ノズル部材２１における吐出面４の外側領域の両側端縁には、実施の形態１と同様、間隙５の側部を封鎖する封鎖壁２２ａ、２２ｂが形成され、各々、吸引口２３及び空気取入口２４が設けられている。本実施の形態の液体吐出ヘッドの特徴は、吸引口２３及び空気取入口２４の間の空気の流れの両側部を規制する一対の整流板２５が設けられていることである。整流板２５は、図９Ａ、９Ｃに示すように、スリット部材２の上に配置されている。また、一対の整流板２５の間隔は、空気取入口２４の側が吸引口２３の側よりも広くなっている。この整流板２５により、一定量の乱れのない気流を発生させることができる。
【００５２】
なお、図９Ｂでは、空気取入口２４は吸引口２３よりも開口サイズが大きく設定されているが、同一サイズであってもよい。
【００５３】
また、整流板２５は、例えば、図１０Ａ、１０Ｂに示す整流板２６ように、空気取入口９と吸引口８とを直線的に連結する衝立形状、すなわち、一対の整流板２６が平行であってもよい。この場合も、図９Ｂに示したように、空気取入口９の方が、吸引口８よりも開口サイズが大きくなった形態を採用してもよい。
【００５４】
整流板２５、あるいは整流板２６を配置して、空気の流れのデッドスペースを排除することで、より空気の流れを安定させることができる。また、より弱い空気の流れで、飛散滴をスリット部材２に付着させることができる。空気の流れを弱くすることで、本来の塗布対象物（この場合は良品ウェハ１３）への塗布位置精度も向上できる。また、空気の流れの影響を受けやすい微量の吐出も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体の吐出時及び非吐出時のそれぞれにおいて、塗布対象に付着してはならない液体を効率的に除去することができ、液体吐出装置の信頼性を向上させることができる。従って、例えば半導体デバイスのパッケージ用接着材の塗布や検査工程の絶縁処理など、各種デバイスの製造が関連するエレクトロニクス分野・オプトエレクトニクス分野などの各種の技術分野において有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１７、２１ ノズル部材
２、１９ スリット部材
３、３２ ノズル
３ａ 貫通孔
４ 吐出面
４ａ、１８ａ 段差部
５ 間隙
６ 開口部
７、７ａ、７ｂ、２２ａ、２２ｂ 封鎖壁
８、２３ 吸引口
９、２４ 空気取入口
１０ 台座
１１ 半導体ウェハ
１２ 不良品チップ
１３ 良品チップ
１４ 液体
１４ａ 液滴
１４ｂ 塗布膜
１５ 飛散滴
１５ａ 液溜り
１６ 液体残留部
１８ 傾斜吐出面
２０ 開口部
２０ａ 凸形状周縁部
２５、２６ 整流板
３１ 圧力室
３３ ノズル板
３４ アクチュエータ
３５ 弾性区画部材
３６ アクチュエータ保持部材
３７ 外装部材
３７ａ 凹陥部
３８ 供給パイプ
３９ 吸引通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を滴状に吐出する液体吐出ノズルを有する液体吐出ヘッド、及びその液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を滴状に吐出する液体吐出装置が、近年、エレクトロニクス分野を始めとした様々な分野の製造過程に使用されている。すなわち、液体吐出ヘッドから液体材料を吐出することによって、各種のデバイス製造過程等におけるパターンの形成や均一薄膜の形成等が行われる。
【０００３】
そのようなデバイス製造過程に用いられる液体材料は、記録紙に対してインク滴を吐出するインクジェット記録に用いられるインクと比較して、粘度が高い性質を有している。そのため、液体材料の吐出時には、主液滴とは別に、相対的に遅い速度で主液滴から遅れて飛翔するサテライト滴や、飛翔方向が定まらずに様々な方向へ飛翔するような浮遊液滴（ミスト）が発生し易い。このようなサテライト滴やミスト（以後、まとめて飛散滴と定義する）は、着弾精度の低下や液滴量の不安定性を招き、液体吐出ヘッドの信頼性を低下させる。
【０００４】
例えば特許文献１には、液体の吐出時及び非吐出時のそれぞれにおいて、飛散滴を効率的に吸引し得る液体吐出ヘッドが開示されている。特許文献１に開示された液体吐出ヘッドを図１１に示す。図１１（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。
【０００５】
この液体吐出ヘッドは、液体材料を収容する圧力室３１と、圧力室３１に連通するノズル３２が形成されたノズル板３３と、アクチュエータ３４と、ノズル板３３の上面とアクチュエータ３４の間に配置され圧力室３１の側面を区画する弾性区画部材３５とを含む。アクチュエータ３４は、駆動に伴い上下方向（矢印方向）に伸縮変形する。弾性区画部材３５は、アクチュエータ３４の駆動に伴い弾性的に伸縮変形して、圧力室３１の体積を変化させる。それにより、圧力室３１内の液体材料に圧力が印加されて、ノズル３２を通じて圧力室３１内の液体材料が吐出される。
【０００６】
アクチュエータ３４の上端は、アクチュエータ保持部材３６に固定されている。アクチュエータ保持部材３６は、外装部材３７の内部に形成され下面に開口する凹陥部３７ａ内に固定されている。外装部材３７の中央位置には供給パイプ３８が配設され、その下端面は、弾性区画部材３５の上面に接合されている。供給パイプ３８の上端には、チューブを介して供給タンク（図示せず）が接続されている。
【０００７】
外装部材３７の凹陥部３７ａの両側にはそれぞれ、吸引通路３９形成されている。各吸引通路３９の下端は屈曲して、凹陥部３７ａ内の側壁に開口している。この開口は、液体の吐出時及び非吐出時のそれぞれにおいて、ノズル開口の周囲に存在する不要な液体を吸引するための吸引口３９ａとして機能する。この吸引口３９ａにより、液滴の吐出方向に対して直交する方向に吸引が行われる。
【０００８】
吸引口３９ａをノズル３２開口の近傍位置に配置することによって、ノズル３２を通じた液滴の吐出時には飛散滴を効率的に吸引し得ると共に、液滴の非吐出時にもノズル３２面に付着した残留液滴を効率的に吸引し得る。その結果、液滴の飛び散りの防止、液滴の着弾精度の向上、吐出速度及び液滴量の安定化が図られ、液体吐出ヘッドの信頼性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１８８５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来例の構成では、ノズル３２より液体が吐出されるときに発生する不要な飛散滴は、吸引通路３９から吸引される。しかしながら、発生する飛散滴の質量は様々であり、吸引圧力が低い場合は飛散滴の全てが吸引されることは困難である。そのため、吸引されなかった飛散滴が塗布対象物に付着する惧れがある、という問題点を有していた。また、吸引圧力が高い場合は、主液滴の塗布位置精度に悪影響を及ぼす場合がある、という問題点を有していた。
【００１１】
また、ノズル表面に付着した液体が自重により目的外位置に滴下する異常塗布の現象が発生する場合がある。
【００１２】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、塗布対象物への飛散滴の付着や、ノズル表面に付着した液体が自重により目的外位置に滴下する異常塗布を回避可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。また、そのような液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の液体吐出ヘッドは、ノズルが設けられた吐出面を有するノズル部材を備え、前記ノズルに連通する貫通孔を通じて供給される液体を前記ノズルから滴状に吐出するように構成される。上記課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、前記ノズル部材の前記吐出面との間に間隙を設けて対向配置されたスリット部材と、前記スリット部材における前記ノズルに対向する位置に形成され、前記ノズルよりも大きな寸法を有する開口部と、前記間隙内の空気を前記ノズルの横方向に吸引する吸引手段とを備え、前記滴状の液体の吐出時に前記ノズルから発生する不要成分である前記液体の飛散滴の少なくとも一部が、前記スリット部材の前記開口の周囲の部分により遮断されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、液体吐出時に発生する飛散滴がスリット部材によって遮断されるので、飛散滴が塗布対象物へ不要な液体として付着することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】実施の形態１における液体吐出ヘッドの断面図
【図１Ｂ】同液体吐出ヘッドの底面図
【図１Ｃ】同液体吐出ヘッドを分解して示した底面図
【図２】同液体吐出ヘッドのノズル部材の他の構成例を示す底面図
【図３】同液体吐出ヘッドの動作を説明するために半導体ウェハとともに示した断面図
【図４】同液体吐出ヘッドの吐出動作時における半導体ウェハに対する平面位置関係を示す下面図
【図５】同液体吐出ヘッドから半導体ウェハへの液体滴下の様子を示す断面図
【図６】同液体吐出ヘッドからの飛散滴の滴下の様子を示す断面図
【図７Ａ】実施の形態２における液体吐出ヘッドの断面図
【図７Ｂ】同液体吐出ヘッドの底面図
【図８Ａ】実施の形態３における液体吐出ヘッドの断面図
【図８Ｂ】同液体吐出ヘッドの底面図
【図９Ａ】実施の形態４における液体吐出ヘッドの断面図
【図９Ｂ】同液体吐出ヘッドの底面図
【図９Ｃ】同液体吐出ヘッドのスリット部材の上面部を示す平面図
【図１０Ａ】同液体吐出ヘッドの他の構成例を示す底面図
【図１０Ｂ】同液体吐出ヘッドのスリット部材の上面部を示す平面図
【図１１】従来例の液体吐出ヘッドの断面図及び底面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の液体吐出ヘッドは、上記構成を基本として以下のような態様をとることができる。
【００１７】
すなわち、前記吸引手段は、前記ノズルの側方に配置された吸引口を備え、前記吸引口から負圧で吸引することにより、一定量の空気の流れを発生させる構造とすることができる。このような構成により、吐出時に発生する飛散滴を一定量の空気の流れによりスリット部材の開口部から移動させ、スリット部材上に滴下させることで、塗布対象物への飛散滴付着を防止することができる。
【００１８】
また、前記吐出面の外側領域の両側部に設けられ前記間隙の側部を封鎖する封鎖壁を有し、前記吸引口は、前記封鎖壁の一部を開口させて設けられ、前記ノズルに対して前記吸引口の反対側の領域における前記封鎖壁の一部を開口させて空気取入口が設けられた構成とすることができる。
【００１９】
また、前記空気取入口と前記吸引口の間の空気の流れの側部を規制する一対の整流板を備え、前記整流板により一定量の乱れのない気流を発生させるように構成されることが好ましい。この構成によれば、空気の流れないデッドスペースや、空気の乱流により飛散滴が開口部を通過して塗布対象物へ付着することを防止する効果が得られる。
【００２０】
前記一対の整流板の間隔は、前記空気取入口の側で前記吸引口の側よりも広くなっている構成とすることができる。
【００２１】
また、前記吐出面は、前記ノズルの周囲の領域を外側の領域から突出させて設けられて、外側の領域との間に段差部が形成され、前記吐出面の外形寸法は前記スリット部材の開口部の寸法よりも大きく設定されていることが好ましい。この構成によれば、吐出時にノズル表面に残る余分な液体を、一定量の空気の流れ等により吐出面に集中させて、ノズル部材に付着した液体をスリット部材上に滴下させることで、ノズル部材表面に付着した液体が自重により目的外位置に滴下する異常塗布の発生を防止する効果が得られる。
【００２２】
この場合において、前記吐出面が、前記ノズルからの液体吐出方向に対して傾斜している構成とすることができる。この構成によれば、吐出時に吐出面の表面に残る余分な液体が傾斜面の下端から常にスリット部材上に落下することで、吐出面の表面に付着した液体が自重により目的外位置に滴下する異常塗布を防止する効果が得られる。
【００２３】
前記吸引口は、前記封鎖壁における前記スリット部材の側に偏った位置に配置された構成とすることが好ましい。この構成によれば、非吐出時に強く吸引することで、スリット部材上の液体を効果的に除去（クリーニング）する効果が得られる。
【００２４】
また、前記スリット部材の開口部の周縁は、前記吐出面に対向する側に凸形状となっていることが好ましい。この構成によれば、スリット部材上に蓄積された液体が、開口部から漏れ出すことを抑制する効果が得られる。
【００２５】
本発明の液体吐出装置は、上記いずれかの構成の液体吐出ヘッドと、前記貫通孔を通じて前記液体を供給し前記ノズルから滴状に吐出させる動作、及び前記吸引手段による吸引動作を制御する制御部とを備える構成とすることができる。
【００２６】
この構成において、前記制御部は、前記ノズルからの前記液体の吐出を行う吐出時と比べて、前記液体の非吐出時に、前記吸引口からの吸引を強く行うことで、前記スリット部材上の液体を除去するように制御することが好ましい。
【００２７】
以上のような特徴を有する本発明の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置は、特に半導体装置の製造において実用的な価値が高い。例えば、複数の半導体チップが作り込まれた半導体ウェハには、良品チップも、不良品チップも含まれるが、この内、不良品チップを電気的に絶縁するために液体樹脂を塗布する手段として、本発明の液体吐出装置を好適に用いることができる。従って以下の記載では、本発明の液体吐出ヘッド及び液体吐出装置は、半導体装置の製造に用いられる場合を例として説明される。
【００２８】
（実施の形態１）
実施の形態１における液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの概略構成を、図１Ａ〜図１Ｃに示す。図１Ａは液体吐出ヘッドの断面図、図１Ｂはその底面図、図１Ｃは、同液体吐出ヘッドを分解して示した底面図である。図１Ａは、図１ＢのＡ−Ａ線に沿った断面を示す。
【００２９】
この液体吐出ヘッドは、ノズル部材１と、スリット部材２とから構成されている。ノズル部材１の底面図が図１Ｃ（ａ）に示され、スリット部材２の底面図が図１Ｃ（ｂ）に示される。ノズル部材１は、円形のノズル３が設けられた吐出面４を有し、ノズル３に連通する貫通孔３ａを通じて供給される液体を、ノズル３から下方に向けて滴状に吐出するように構成されている。液体吐出装置を構成する際には、貫通孔３ａの上端には、吐出する液体を供給する手段（図示せず）が接続される。吐出面４は、ノズル３の周囲領域を外側の領域から下方に突出させて設けられ、外側の領域との境界である周縁に段差部４ａが形成されている。
【００３０】
スリット部材２は、ノズル部材１の吐出面４との間に間隙５を設けて対向配置されている。スリット部材におけるノズル３に対向する位置には、ノズル３よりも大きな直径を有する円形の開口部６が形成されている。ノズル部材１の吐出面４の外形寸法は、開口部６より大きな直径を有する。なお、ノズル３、吐出面４、及び開口部６は、必ずしも円形である必要はなく、仕様に応じた形状に形成することができる。その場合でも、開口部の外形は、ノズルの外形よりも大きな寸法を有し、吐出面の外形は、開口部の外形よりも大きな寸法を有する。
【００３１】
ノズル部材１における吐出面４の外側領域の両端部には、間隙５の側部を封鎖する封鎖壁７ａ、７ｂが設けられ、吐出面４の周囲に半密閉空間を形成している。封鎖壁７ａの一部を開口させて、吸引口８設けられている。ノズル３を挟んで吸引口８と対向するように、封鎖壁７ｂの一部を開口させて空気取入口９が設けられている。なお、吸引口８と空気取入口９の配置は、このような位置関係に限定されることはないが、ノズル３に対して吸引口８の反対側の領域に空気取入口９が配置されることが望ましい。
【００３２】
図１Ａの構成では、吸引口８は、スリット部材２の直上に位置している。すなわち、封鎖壁７ａにおけるスリット部材１の上面（吐出面４側の面）に接する位置に設けられている。このように、吸引口８は、封鎖壁７ａにおけるスリット部材１の側に偏った位置に形成される。
【００３３】
吸引口８には、吸引ポンプ等のような吸引装置（図示せず）が接続されて、空気取入口９とともに、ノズル３の横方向に空気を吸引する吸引手段を構成している。この吸引口８から負圧で吸引することにより、ノズル３を含む吐出面４の領域を通過する一定量の空気の流れを発生させることができる。
【００３４】
なお、封鎖壁７ａ、７ｂは、図２に示す封鎖壁７のように、吐出面４の外側領域の全周縁に亘る範囲に設けられた構成とすることもできる。これにより、ノズル３の周囲に、より密閉度の高い半密閉空間を形成して、吸引口８からの吸引による空気の流れを安定させることができる。
【００３５】
以下に、上記構成の液体吐出ヘッドの動作について説明する。以下の説明は、上述のように、半導体装置の製造工程において不良品チップを電気的に絶縁するために液体樹脂を塗布する場合を、適用対象例としたものである。
【００３６】
図３は、動作を説明するために、液体吐出ヘッドを半導体ウェハとともに示した断面図である。図３に示すように、液体吐出ヘッドのスリット部材２の下方に、台座１０を配置し、台座１０上に半導体ウェハ１１を載置する。半導体ウェハ１１には複数の半導体チップが作り込まれているが、複数の半導体チップには、不良品チップ１２及び良品チップ１３が含まれる。ここで、不良品チップ１２及び良品チップ１３の判断、は既に検査装置等により判別されているものとする。
【００３７】
次に、図４に示すように、液体吐出ヘッドを、ノズル３が不良品チップ１２の直上に位置するように移動させる。図４は、液体吐出ヘッドの半導体ウェハ１１に対する平面位置関係を示す下面図である。
【００３８】
次に、図５に示すように、貫通孔３ａを経由して液体１４を供給し、ノズル３より不良品チップ１２に向けて液体１４を滴下する。図５は、半導体ウェハ１１への液体滴下の様子を示す断面図である。液体滴下のメカニズムとしては、ノズル３より押し出された液体１４に、くびれが発生・成長することで液滴１４ａとして分離し滴下することによる。液滴１４ａは、スリット部材２に設けられた開口部６を通って、図６に示すように塗布対象物（この場合は不良品チップ１２）に付着し、塗布膜１４ｂを形成する。なお、液体滴下の動作とともに、吸引により空気取入口９から吸引口８に向かって一定の方向の弱い空気流を発生させる。弱い空気流は、正常な液滴１４ａの質量に対しては、実質的な作用を及ぼさない程度の速さに設定される。
【００３９】
図６には、液滴１４ａの滴下に伴う、液体吐出ヘッドからの飛散滴１５の滴下の様子が示される。上述のとおり、空気取入口９から吸引口８に向かって一定の方向の弱い空気流を発生させているので、液滴１４ａの滴下と同時に発生する飛散滴１５は、空気流によって移動軌跡を曲げられてスリット部材２上に付着して、液溜り１５ａを形成する。また、吐出時にくびれにより分離した液体のうち、吐出面４に残留した残留液体１６は、空気流により吸引口８の側に偏倚して段差部４ａに集まり、自重によりスリット部材２上に滴下する。
【００４０】
以上のように、本実施の形態は、ノズル部材１の吐出面４との間に間隙５を設けてスリット部材２が対向配置され、スリット部材２におけるノズル３に対向する位置にノズル３よりも大きな寸法を有する開口部６が形成され、ノズル部材１に吸引口８と空気取入口９を設けて、間隙５内の空気をノズル３の横方向に吸引する吸引手段が構成されたことを特徴とする。ノズル３の領域を通過する一定方向の空気の流れをつくることで、飛散滴の移動軌跡をずらしてスリット部材２により遮断することで、飛散が除去され、塗布対象以外の部位への液体付着を防止できる。
【００４１】
液滴１４ａの滴下後の非吐出時には、吸気口８から、吐出中の弱い吸引に比べてより強い吸引を行う。上述のとおり、吸気口８はスリット部材２の直上に段差なく配置されているので、非吐出時に吸気口８から強く吸引を行うことで、飛散滴１５や、残留液体１６からの自重による滴下によって蓄積された液体を、吸引・クリーニングすることができる。このように、スリット部材２上に溜まった不要液体のクリーニングのために、吐出時の弱い空気流と比べて十分に強い空気流を発生させるが、非吐出時であるため、液滴１４ａの滴下に対する影響はない。
【００４２】
以上のようにして、液体１４が、塗布対象物の目的外位置（この場合は例えば、良品チップ１３）に滴下する異常塗布を防止できる。
【００４３】
（実施の形態２）
実施の形態２における液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの概略構成を、図７Ａ、図７Ｂに示す。図７Ａは液体吐出ヘッドの断面図、図７Ｂはその底面図である。図７Ａは、図７ＢのＢ−Ｂ線に沿った断面を示す。この液体吐出ヘッドの基本的な構成は、図１Ａ、１Ｂに示した実施の形態１の場合と同様であり、同様の構成要素については、同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。
【００４４】
本実施の形態の液体吐出ヘッドでは、実施の形態１におけるノズル部材１とは異なる態様のノズル部材１７が用いられ、ノズル３からの液体吐出方向に対して傾斜した傾斜吐出面１８が設けられていることを特徴とする。傾斜吐出面１８の周縁には段差部１８ａが形成されており、段差部１８ａの寸法はスリット部材２の開口部４の外形よりも大きい。傾斜吐出面１８の傾斜は、空気取入口９から吸引口８に向かって降下するように、従って、吸引口８の側で、傾斜吐出面１８と段差部１８ａの側面が成す角が鋭角になるように形成されている。
【００４５】
この液体吐出ヘッドによる作用は、次のとおりである。すなわち、吐出時にくびれにより分離した液体のうち、傾斜吐出面１８に残った液体は、吸引口８からの吸引によって傾斜吐出面１８の鋭角部に集まり易く、自重によりスリット部材２上に滴下する。このような構成を有することによって、実施の形態１と比較して、飛散滴１５を塗布対象物の目的外位置に誘導する効果が向上し、結果として塗布対象物への異常塗布をより確実に防止することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
実施の形態３における液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの概略構成を、図８Ａ、図８Ｂに示す。図８Ａは液体吐出ヘッドの断面図、図８Ｂはその底面図である。図８Ａは、図８ＢのＣ−Ｃ線に沿った断面を示す。この液体吐出ヘッドの基本的な構成は、図１Ａ、１Ｂに示した実施の形態１の場合と同様であり、同様の構成要素については、同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。
【００４７】
本実施の形態の液体吐出ヘッドは、スリット部材１９の開口部２０の周縁部が吐出面４に対向する側に突出して、凸形状周縁部２０ａとなっていることを特徴とする。吐出面４の周縁の段差部４ａの寸法は、凸形状周縁部２０ａの外形よりも大きい。
【００４８】
この液体吐出ヘッドによる作用は、次のとおりである。すなわち、スリット部材１９の表面には、前述のとおり飛散滴１５や吐出面４に残った液体が滴下するため、液体が蓄積する。これに対して本実施の形態では、凸形状周縁部２０ａが吐出面４の向きに凸形状に形成されていることで、液体の蓄積量を多くでき、吸気口８からの強い吸気によるクリーニングの回数を削減できる。
【００４９】
また、スリット部材１９上（図８Ａに示されるスリット部材１９の右辺）に滴下した飛散滴が、仮に開口部２０の方向に逆流することがあっても、凸形状周縁部２０ａが返りの役割を果たすことにより、塗布対象物への異常塗布を効果的に防止することができる。
【００５０】
（実施の形態４）
実施の形態４における液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの概略構成を、図９Ａ〜図９Ｃに示す。図９Ａは液体吐出ヘッドの断面図、図９Ｂはその底面図である。図９Ａは、図９ＢのＤ−Ｄ線に沿った断面を示す。また、図９Ｃは、スリット部材２の上面部を示す平面図である。この液体吐出ヘッドの基本的な構成は、図１Ａ、１Ｂに示した実施の形態１の場合と同様であり、同様の構成要素については、同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。
【００５１】
ノズル部材２１における吐出面４の外側領域の両側端縁には、実施の形態１と同様、間隙５の側部を封鎖する封鎖壁２２ａ、２２ｂが形成され、各々、吸引口２３及び空気取入口２４が設けられている。本実施の形態の液体吐出ヘッドの特徴は、吸引口２３及び空気取入口２４の間の空気の流れの両側部を規制する一対の整流板２５が設けられていることである。整流板２５は、図９Ａ、９Ｃに示すように、スリット部材２の上に配置されている。また、一対の整流板２５の間隔は、空気取入口２４の側が吸引口２３の側よりも広くなっている。この整流板２５により、一定量の乱れのない気流を発生させることができる。
【００５２】
なお、図９Ｂでは、空気取入口２４は吸引口２３よりも開口サイズが大きく設定されているが、同一サイズであってもよい。
【００５３】
また、整流板２５は、例えば、図１０Ａ、１０Ｂに示す整流板２６ように、空気取入口９と吸引口８とを直線的に連結する衝立形状、すなわち、一対の整流板２６が平行であってもよい。この場合も、図９Ｂに示したように、空気取入口９の方が、吸引口８よりも開口サイズが大きくなった形態を採用してもよい。
【００５４】
整流板２５、あるいは整流板２６を配置して、空気の流れのデッドスペースを排除することで、より空気の流れを安定させることができる。また、より弱い空気の流れで、飛散滴をスリット部材２に付着させることができる。空気の流れを弱くすることで、本来の塗布対象物（この場合は良品ウェハ１３）への塗布位置精度も向上できる。また、空気の流れの影響を受けやすい微量の吐出も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体の吐出時及び非吐出時のそれぞれにおいて、塗布対象に付着してはならない液体を効率的に除去することができ、液体吐出装置の信頼性を向上させることができる。従って、例えば半導体デバイスのパッケージ用接着材の塗布や検査工程の絶縁処理など、各種デバイスの製造が関連するエレクトロニクス分野・オプトエレクトニクス分野などの各種の技術分野において有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１７、２１ ノズル部材
２、１９ スリット部材
３、３２ ノズル
３ａ 貫通孔
４ 吐出面
４ａ、１８ａ 段差部
５ 間隙
６ 開口部
７、７ａ、７ｂ、２２ａ、２２ｂ 封鎖壁
８、２３ 吸引口
９、２４ 空気取入口
１０ 台座
１１ 半導体ウェハ
１２ 不良品チップ
１３ 良品チップ
１４ 液体
１４ａ 液滴
１４ｂ 塗布膜
１５ 飛散滴
１５ａ 液溜り
１６ 液体残留部
１８ 傾斜吐出面
２０ 開口部
２０ａ 凸形状周縁部
２５、２６ 整流板
３１ 圧力室
３３ ノズル板
３４ アクチュエータ
３５ 弾性区画部材
３６ アクチュエータ保持部材
３７ 外装部材
３７ａ 凹陥部
３８ 供給パイプ
３９ 吸引通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルが設けられた吐出面を有するノズル部材を備え、前記ノズルに連通する貫通孔を通じて供給される液体を前記ノズルから滴状に吐出するように構成された液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル部材の前記吐出面との間に間隙を設けて対向配置されたスリット部材と、
前記スリット部材における前記ノズルに対向する位置に形成され、前記ノズルよりも大きな寸法を有する開口部と、
前記間隙内の空気を前記ノズルの横方向に吸引する吸引手段とを備え、
前記滴状の液体の吐出時に前記ノズルから発生する不要成分である前記液体の飛散滴の少なくとも一部が、前記スリット部材の前記開口の周囲の部分により遮断されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記吸引手段は、前記ノズルの側方に配置された吸引口を備え、前記吸引口から負圧で吸引することにより、一定量の空気の流れを発生させる構造を有する請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記吐出面の外側領域の両側部に設けられ前記間隙の側部を封鎖する封鎖壁を有し、
前記吸引口は、前記封鎖壁の一部を開口させて設けられ、
前記ノズルに対して前記吸引口の反対側の領域における前記封鎖壁の一部を開口させて空気取入口が設けられた請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記空気取入口と前記吸引口の間の空気の流れの側部を規制する一対の整流板を備え、
前記整流板により一定量の乱れのない気流を発生させるように構成された請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記一対の整流板の間隔は、前記空気取入口の側で前記吸引口の側よりも広くなっている請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記吐出面は、前記ノズルの周囲の領域を外側の領域から突出させて設けられて、外側の領域との間に段差部が形成され、前記吐出面の外形寸法は前記スリット部材の開口部の寸法よりも大きく設定された請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記吐出面が、前記ノズルからの液体吐出方向に対して傾斜している請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記吸引口は、前記封鎖壁における前記スリット部材の側に偏った位置に配置されている請求項３から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記スリット部材の開口部の周縁は、前記吐出面に対向する側に凸形状となっている請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記貫通孔を通じて前記液体を供給し前記ノズルから滴状に吐出させる動作、及び前記吸引手段による吸引動作を制御する制御部とを備えた液体吐出装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記ノズルからの前記液体の吐出を行う吐出時と比べて、前記液体の非吐出時に、前記吸引口からの吸引を強く行うことで、前記スリット部材上の液体を除去するように制御する請求項１０に記載の液体吐出装置。
【請求項１】
ノズルが設けられた吐出面を有するノズル部材を備え、前記ノズルに連通する貫通孔を通じて供給される液体を前記ノズルから滴状に吐出するように構成された液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル部材の前記吐出面との間に間隙を設けて対向配置されたスリット部材と、
前記スリット部材における前記ノズルに対向する位置に形成され、前記ノズルよりも大きな寸法を有する開口部と、
前記間隙内の空気を前記ノズルの横方向に吸引する吸引手段とを備え、
前記滴状の液体の吐出時に前記ノズルから発生する不要成分である前記液体の飛散滴の少なくとも一部が、前記スリット部材の前記開口の周囲の部分により遮断されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記吸引手段は、前記ノズルの側方に配置された吸引口を備え、前記吸引口から負圧で吸引することにより、一定量の空気の流れを発生させる構造を有する請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記吐出面の外側領域の両側部に設けられ前記間隙の側部を封鎖する封鎖壁を有し、
前記吸引口は、前記封鎖壁の一部を開口させて設けられ、
前記ノズルに対して前記吸引口の反対側の領域における前記封鎖壁の一部を開口させて空気取入口が設けられた請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記空気取入口と前記吸引口の間の空気の流れの側部を規制する一対の整流板を備え、
前記整流板により一定量の乱れのない気流を発生させるように構成された請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記一対の整流板の間隔は、前記空気取入口の側で前記吸引口の側よりも広くなっている請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記吐出面は、前記ノズルの周囲の領域を外側の領域から突出させて設けられて、外側の領域との間に段差部が形成され、前記吐出面の外形寸法は前記スリット部材の開口部の寸法よりも大きく設定された請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記吐出面が、前記ノズルからの液体吐出方向に対して傾斜している請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記吸引口は、前記封鎖壁における前記スリット部材の側に偏った位置に配置されている請求項３から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記スリット部材の開口部の周縁は、前記吐出面に対向する側に凸形状となっている請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記貫通孔を通じて前記液体を供給し前記ノズルから滴状に吐出させる動作、及び前記吸引手段による吸引動作を制御する制御部とを備えた液体吐出装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記ノズルからの前記液体の吐出を行う吐出時と比べて、前記液体の非吐出時に、前記吸引口からの吸引を強く行うことで、前記スリット部材上の液体を除去するように制御する請求項１０に記載の液体吐出装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２３２４５０（Ｐ２０１２−２３２４５０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１４７５（Ｐ２０１１−１０１４７５）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]