溶融金属吐出装置
【課題】メンテナンスが容易で、生産効率が良い溶融金属吐出装置を提供する。
【解決手段】溶融金属１４を対象物４０に吐出する溶融金属吐出装置１０であって、溶融金属１４を保持するシリンダ２３ａと、シリンダ２３ａの一端に設けられ、対象物４０に溶融金属１４を吐出するノズル２５ａと、シリンダ２３ａの中を摺動し、保持される溶融金属１４をノズル２４ａから吐出させるピストン２１ａと、シリンダ２３ａとピストン２１ａとの間に設けられる環状シール２２ａとを備える。
【解決手段】溶融金属１４を対象物４０に吐出する溶融金属吐出装置１０であって、溶融金属１４を保持するシリンダ２３ａと、シリンダ２３ａの一端に設けられ、対象物４０に溶融金属１４を吐出するノズル２５ａと、シリンダ２３ａの中を摺動し、保持される溶融金属１４をノズル２４ａから吐出させるピストン２１ａと、シリンダ２３ａとピストン２１ａとの間に設けられる環状シール２２ａとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融した金属を対象物に吐出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属吐出装置は、例えば回路基板の生産に用いられる。この場合、溶融金属吐出装置は、基板に溶融した半田を吐出して半田を基板に塗布する。その後、別の装置などを用いて、半導体素子、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）のようなＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの電子部品が、半田が塗布された基板の上に載置された後に半田付けされることによって、回路基板は生産される。溶融金属吐出装置は、金属と金属、セラミック基板とベース基板とを接合するためにも利用される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、半田貯留部に蓄えられた溶融半田を、オリフィスを介して対象物に落下させる技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、ピエゾ素子または電磁弁を含むアクチュエータを用いて、半田貯留部に圧縮不活性ガス（例えば、窒素ガス）を送り込む。溶融半田は、送り込まれた窒素ガスによってオリフィスから押し出され、対象物に落下する。
【特許文献１】特開２００１−７７１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、装置のメンテナンスに手間がかかるという問題がある。一般的に半田は酸化し易く、僅かな酸素しか含まないガスであっても、そのガスと接触すると表面に酸化膜ができる。従来の技術で用いられる圧縮不活性ガスに、例え僅かであっても酸素が混入することは避けられない。従来の技術では、そのような圧縮不活性ガスを上述のように電磁弁の制御の下、積極的に半田貯留部に送り込むため、酸化膜が生成され易い。生成された酸化膜は装置内の半田経路に付着して堆積する。そのため、酸化膜は半田経路の目詰まりの原因になる。また、酸化膜がオリフィスから滴下される半田に混入すると、接合不良の原因となる。これらの不具合を防止するため、半田経路に酸化膜が堆積しないように定期的にメンテナンスする必要がある。特に装置が複雑になると、メンテナンスに掛かるコストは大きくなり、ひいては生産効率を低下させる。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するため、メンテナンスが容易で、生産効率が良い溶融金属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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明に係る溶融金属吐出装置は、溶融金属を対象物に吐出する溶融金属吐出装置であって、前記溶融金属を保持する筒状部と、前記筒状部の一端に設けられ、前記対象物に前記溶融金属を吐出するノズルと、前記筒状部の中を摺動し、保持される前記溶融金属を前記ノズルから吐出させる柱状体と、前記筒状部と前記柱状体との間に設けられる環状シールとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、環状シールにより溶融金属と外部のガスとの接触がほとんどなくなるため、溶融金属の酸化をほとんどなくすことができる。また、酸化膜ができたとしても、ごく僅かであり、しかも装置の構造が簡単であるため、酸化膜の清掃や酸化膜が堆積した部品の交換に掛かる手間も軽減される。したがって、メンテナンスが容易になり、それによって生産効率も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
【０００９】
図１は、実施の形態１の溶融金属吐出装置の概観を示す図である。溶融金属吐出装置１０は、対象物４０に溶融金属１４を吐出して塗布する装置であり、低酸素濃度のガス（以下、「非酸化性ガス」という。）で内部が充満される雰囲気炉１８と、溶融金属１４を保持して移動する吐出部２０ａと、溶融金属１４を貯留する貯留槽１２とを備える。溶融金属１４は接合に用いられる金属が溶融したものであり、例えば溶融半田である。非酸化性ガスは、例えば窒素、アルゴンなどの不活性ガス、水素などの還元性ガス、またはこれらの混合ガスである。対象物４０は、図示しない搬送装置によって雰囲気炉１８に搬入され、溶融金属１４が塗布される物であって、例えばセラミック基板である。対象物４０は溶融金属１４が凝固することによって例えば電子部品などの他の物（図示せず）と接合する。
【００１０】
なお、溶融金属１４は、接合用のろう材であって、溶融半田に限られない。溶融金属１４の具体例として、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどまたはこれらの２種以上を含む合金類、さらにこれらに添加物を加えたものが挙げられる。
【００１１】
吐出部２０ａは、ピストン２１ａと、環状シール２２ａと、シリンジ２３ａと、ノズル２４ａと、流通孔２５ａを備える。吐出部２０ａは、移動機構部３４によって支持され、移動を制御する移動制御部（図示せず）による制御の下、上下左右前後の任意の方向に移動可能である。これにより、対象物４０の所望の場所に溶融金属を塗布することが可能になる。また、貯留槽１２まで移動することが可能になり、後述するように貯留槽１２に貯留される溶融金属を吸引することが可能になる。
【００１２】
筒状部としてのシリンジ２３ａは、溶融金属１４を保持する。シリンジ２３ａは、溶融金属１４がシリンジ２３ａの内面に付着しにくく、溶融金属１４とほぼ化学反応しない素材からなる。溶融金属１４が例えばＳｎまたはＰｂを主成分とする溶融半田の場合、シリンジ２３ａは、ステンレスのように表面が酸素と結合して不動態化する金属、ガラス、セラミクスなどからなることが好ましい。このような素材からなることによって、シリンジ２３ａの内面に溶融金属１４の酸化物が堆積し難くなる。また、筒状部としてのシリンジ２３ａは、貯留槽１２内の溶融金属１４の表面ではなく、内部の溶融金属１４を吸引するため、溶融金属１４の表面に生成される酸化物を吸引しない。そのため、シリンジ２３ａの内面の清掃の頻度を減少させ、またはその清掃を不要にすることができ、メンテナンスが容易になる。また、溶融金属１４が化学反応しないため、不純物の少ない溶融金属１４を対象物４０に塗布することができ、高品質の接合が可能になる。
【００１３】
保持加熱手段としての保持ヒータ３０は、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を溶融した状態で維持するためのヒータであり、シリンジ２３ａの周囲を覆う例えば電熱線である。保持ヒータ３０は、図示しない保持ヒータ制御装置によって、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を溶融した状態で維持するために適した温度範囲に制御される。これにより、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４は溶融状態で維持されるため、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を凝固させることなく安定的に吐出することが可能になる。
【００１４】
なお、保持加熱手段は、放射、誘導加熱、対流熱伝達などによってシリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を加熱する、シリンジ２３ａとは別に設けられる装置であってもよいが、シリンジ２３ａが例えばガラスのような熱を伝えにくい素材からなる場合には、効率的に溶融金属１４を加熱するために、上述のようにシリンジ２３ａの周囲を直接的に加熱する方法が好ましい。
【００１５】
柱状体としてのピストン２１ａは、シリンジ２３ａの中をピストン２１ａの長手方向（矢印２７の方向）に往復して摺動する部材であり、一端に、シリンジ２３ａ内に保持される溶融金属１４と当接する当接面を有し、他端に、シリンジ２３ａの外部に突き出て例えばアクチュエータ３２によって把持される操作部を有する。ピストン２１ａは、シリンジ２３ａと同様に、溶融金属１４が付着しにくく、溶融金属１４とほぼ化学反応しない素材からなる。溶融金属１４が付着しにくいことによって、シリンジ２３ａの場合と同様にメンテナンスが容易になる。また、溶融金属１４が化学反応しないことによって、シリンジ２３ａの場合と同様に高品質の接合が可能になる。
【００１６】
ピストン２１ａは、アクチュエータ制御部の制御の下で作動するアクチュエータによって、シリンジ２３ａに対して長手方向に摺動する。すなわち、ピストン２１ａは、シリンジ２３ａに押し込まれる方向と、シリンジ２３ａから引き出される方向に移動可能である。ピストン２１ａがシリンジ２３ａに押し込まれると、シリンジ２３ａ内の溶融金属１４が後述するノズル２４ａから吐出される。また、後述するように、ノズル２４ａを貯留槽１２の溶融金属１４に浸けた状態でピストン２１ａがシリンジ２３ａから引き出されると、シリンジ２３ａ内に溶融金属１４が吸引される。
【００１７】
環状シール２２ａは、シリンジ２３ａとピストン２１ａのすき間を埋めるように両者の間に設けられる環状のシールであり、シリンジ２３ａのピストン２１ａが挿入される端部の内側に設けられる部材（図１参照）またはコーティング（図示せず）である。環状シール２２ａは、例えばテフロン（登録商標）のような摺動抵抗が小さく耐熱性の素材からなる。摺動抵抗が小さいことによって、シリンジ２３ａが滑らかにピストン２１ａ内を摺動することができ、高速かつ高精度な摺動の制御が可能になり、生産効率と製品の品質を向上させることができる。また、耐熱性の素材であることによって、保持ヒータ３０、シリンジ２３ａに保持される溶融金属１４などの熱の影響下にある環状シール２２ａの長寿命化が可能になる。そのため、環状シール２２ａの交換などメンテナンス周期を減らすことが可能になる。
【００１８】
一般にピストン２１ａの外径は、ピストン２１ａがシリンジ２３ａの中を滑らかに摺動するためのすき間ができるように、シリンジ２３ａの内径より小さく、例えば使用時に０．０５〜１．００ミリメートル（０．０５〜１．００ｍｍ）程度小さい。環状シール２２ａは、このようなピストン２１ａとシリンジ２３ａとのすき間を埋め、これによって溶融金属１４が上記のすき間を介してシリンジ２３ａ外部のガスと接触し、酸化することを防ぐ。そのため、環状シール２２ａを設けることで、シリンジ２３ａの内面に酸化膜が堆積することはほとんどなくなり、シリンジ２３ａ内部の清掃の頻度が著しく低減し、またはその清掃が不要になる。また、環状シール２２ａは図示するようにその一部が外部に露出しているので、その交換も容易である。このように、メンテナンスが容易になる。また、シリンジ２３ａに保持される溶融金属１４の酸化を防止できるため、吐出される溶融金属１４に酸化物が混入することがなく、対象物４０と他の物とを良好に接合させることが可能になる。
【００１９】
なお、環状シール２２ａが摩耗するなどにより、シリンジ２３ａとピストン２１ａとの間にすき間が生じ、そのすき間を介して外部のガスと溶融金属１４とが接触することも考えられる。仮にこのような場合であっても、ピストン２１ａが滑らかに摺動できるように、上記のようにピストン２１ａ外径をシリンジ２３ａ内径より０．０５〜１．００ミリメートル程度小さくすることが好ましい。両者の径にこの程度の差を設けることによって、シリンジ２３ａとピストン２１ａとの間に酸化膜が入り込んだ場合であっても、ピストン２１ａを摺動させた時に酸化膜は容易に破壊され、ピストン２１ａの円滑な摺動が可能になる。これに対して、両者の径の差が上記よりも小さいと、シリンジ２３ａとピストン２１ａとの間に入り込んだ酸化膜の破壊が困難になり、ピストン２１ａの摺動抵抗が大きくなる。このような好ましい径の差を容易にかつ高精度で実現するために、シリンジ２３ａとピストン２１ａの素材を同じにして膨張率を等しくすることが好ましい。このようなピストン２１ａ外径とシリンジ２３ａ内径によって、酸化被膜が生じた場合であっても摺動抵抗が大きくならず、生産性が低下することを防ぐことができる。
【００２０】
ノズル２４ａは、シリンジ２３ａの一端に設けられ、その内部に溶融金属１４が流通する流通孔２５ａを備える。ノズル２４ａは、シリンジ２３ａと同様に、溶融金属１４が付着しにくく、溶融金属１４と化学反応しない素材からなる。また、貯留槽１２内の溶融金属１４の表面ではなく、内部の溶融金属１４を吸引できるため、溶融金属１４の表面に生成される酸化物を吸引しない。そのため、溶融金属１４が付着しにくく、溶融金属１４の酸化物の吸引を抑制できることによって、シリンジ２３ａの場合と同様にメンテナンスが容易になるとともに、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を残らず使い切ることが可能になる。また、溶融金属１４が化学反応しないことによって、シリンジ２３ａの場合と同様に高品質の接合が可能になる。
【００２１】
貯留槽１２は、吐出部２０ａに補充するための溶融金属１４を貯留し、吐出部２０ａのノズル２４ａが溶融金属１４の中に進入できるように開口を有する槽である。貯留槽１２は、ノズル２４ａが移動機構部３４によって移動し、貯留された溶融金属の中に進入できる範囲に設けられる。貯留槽１２は、図示しない温度制御装置によって所定の温度範囲に溶融金属１４を加熱する貯留ヒータ１６を備え、これによって溶融金属１４を液体状態に保つ。
【００２２】
雰囲気炉１８は、非酸化性ガスの雰囲気を維持する。雰囲気炉１８の内部は非酸化性ガスが充満している。雰囲気炉１８の中には、図示するように貯留槽１２、対象物４０および吐出部２０ａが配置される。吐出部２０ａについては、少なくともノズル２４ａが雰囲気炉１８の中に配置されればよい。これにより溶融金属１４は、雰囲気炉１８の中のみを移動することになる。すなわち、溶融金属１４は、雰囲気炉１８の中で貯留槽１２からシリンジ２３ａに吸引され、対象物４０に吐出される。したがって、上述の環状シール２２ａとの協働により、溶融金属１４が非酸化性ガス以外のガスと接触することがほぼなくなり、酸化物の生成を抑制できる。したがって、酸化物の清掃などのメンテナンスの手間が軽減するとともに、酸化物の混入がない高品質な接合が可能になる。
【００２３】
以上、本実施の形態の溶融金属吐出装置１０の構成について説明した。これまで説明したように、吐出部２０ａの構造は簡単である。そのため、吐出部２０ａのメンテナンスが容易になる。また、小型化も可能になる。また、貯留槽１２が吐出部２０ａとは別設されるため、吐出部２０ａが大量の溶融金属１４を保持する必要がなくなる。この構成も吐出部２０ａの小型化に寄与する。吐出部２０ａが小型化すると、吐出部２０ａの高速移動が可能になり、それによって生産効率が向上する。
【００２４】
次に、溶融金属吐出装置１０の動作について説明する。前提として、雰囲気炉１８の内部が非酸化性ガスで充填される。
【００２５】
吐出部２０ａは、移動機構制御部に制御される移動機構部３４によって、ノズル２４ａ先端の近傍が溶融金属１４に浸かるように、貯留槽１２の開口から貯留槽１２の中に移動する。アクチュエータ２７は、アクチュエータ制御部の制御の下、予め決められた長さのピストン２１ａを予め決められた速度でシリンジ２３ａから引き出す。これにより、シリンジ２３ａ内に溶融金属１２が吸引される。吐出部２０ａは、移動機構制御部に制御される移動機構部３４によって移動し、溶融金属１４を塗布すべき対象物４０上の位置（塗布位置）に応じて決定される吐出位置にノズル２４ａが配置される。アクチュエータ３２は、アクチュエータ制御部の制御の下、予め決められた長さのピストン２１ａを予め決められた速度でシリンジ２３ａに押し込む。これにより、シリンジ２３ａ内に所定量の溶融金属１２が吐出され、対象物４０の塗布位置に塗布される。このように、溶融金属１４は非酸化性ガス雰囲気の下、任意の位置に任意の量が塗布されるため、動作の途中で酸素と接触することがほとんどなく、酸化物の混入がない高品質な接合が可能になる。
【００２６】
また、対象物４０上の複数箇所に塗布する場合は、予め全ての箇所に塗布するために必要な溶融金属１４を吸引しておく。その後、吐出位置に吐出部２０ａを移動させ、その塗布位置で吐出すべき溶融金属１４の量に応じた長さのピストン２１ａを押し込んで吐出し、この移動と吐出をすべての塗布位置に対して繰り返す。この一連の動作は、移動機構制御部およびアクチュエータ制御部によって自動的に行われる。小型の吐出部２０ａが高速で移動して複数箇所を自動的に塗布することによって、複雑な塗布作業を素早く実行でき、生産効率が向上する。また、複数箇所に同時に塗布できるように、溶融金属吐出装置が複数の吐出部を備えてもよい。これによっても生産効率が向上する。
【００２７】
実施の形態２．
【００２８】
実施の形態１では、環状シール２２ａがシリンジ２３ａの端部内側に設けられるとしたが、環状シールの取り付け態様はこれに限られない。環状シールは、ピストン摺動範囲５２のシリンジの部分、または、図２に示すようにピストン２１ａの中でピストン摺動範囲５０のみを移動する部分に取り付けられればよい。ピストン摺動範囲５０とは、図２に示すように、シリンジ２３ｂが保持できる最大量として予め決められた量の溶融金属１４をシリンジ２３ｂが保持する場合に溶融金属１４が占める範囲（溶融金属保持範囲）５２を除いたシリンジの範囲である。すなわち、ピストン摺動範囲５０は、溶融金属保持範囲５２の上端から、ピストン２１ａが挿入される側のシリンジ２３ｂの端部までをいう。
【００２９】
このように、ピストン摺動範囲５２のシリンジの部分またはピストン摺動範囲５２のみを移動するピストンの部分に環状シールを設けることによって、シリンジとピストンの間はピストンが摺動しても常に環状シールでシールされ、シリンジに保持される溶融金属が外部のガスと接触することがない。そのため、シリンジの内面に酸化膜が堆積することはほとんどなくなり、シリンジ内部の清掃が不要になり、またはその清掃の頻度が著しく低減して、メンテナンスが容易になる。また、シリンジに保持される溶融金属の酸化を防止できるため、対象物４０と他の物とを良好に接合させることが可能になる。
【００３０】
また、環状シールが上記の範囲で設けられると、環状シールが溶融金属と接触しない。そのため、環状シールが溶融金属と接触して劣化することがなく、環状シールを長寿命にすることができる。したがって、メンテナンスを軽減することが可能になる。
【００３１】
さらに、環状シール２２ｂをピストン２１ｂに設けることによって、シリンジ２３ｂを実施の形態１のシリンジ２３ａより小さくできる。そのため、吐出部２０ｂ全体を実施の形態１の吐出部２０ａより小さくすることができ、吐出部２０ｂをより高速で移動させることが可能になり、生産性を向上させることができる。
【００３２】
実施の形態３．
【００３３】
実施の形態１のノズル２４ａの流通孔２５ａは、図３に示すように、ノズル基端２６ａからノズル末端２７ａにかけて同一半径の孔であったが、流通孔の形状はこれに限られない。例えば図４に示すように、ノズル２４ｂの流通孔２５ｂは、ノズル基端２６ｂからノズル末端２７ｂにかけて半径が次第に小さくなる先細り状であってもよい。
【００３４】
溶融金属１４が対象物４０に吐出された場合、最初は吐出された溶融金属１４とシリンダ内の溶融金属とは繋がった状態である。続けて、移動機構部３４によってノズル２４ａ，２４ｂを上昇させることで吐出された溶融金属が、シリンダ内の溶融金属１４から切断される。そのため、対象物４０に塗布される溶融金属の量は、吐出された溶融金属とシリンダ内の溶融金属１４が切れる位置によって増減する。ノズル２４ｂの流通孔２５ｂを先細りにすることによって、ノズル２４ｂの先端で安定して溶融金属が切れるようになり、対象物４０に塗布される溶融金属の量が安定し、塗布量の精度が向上する。また、ノズル２４ｂの先端を実施の形態１のノズル２４ａの先端よりも、狭い範囲に正確に位置付けることができるため、塗布位置の精度も向上する。このように、ノズル２４ｂの流通孔２５ｂを先細りにすることにより、塗布量および塗布位置の両方で塗布精度を向上させることが可能になる。
【００３５】
実施の形態４．
【００３６】
実施の形態４のピストン２１ｂは、図５に示すようにノズル２４ａ側にピン２８を備える。ピン２８は流通孔２５ａに嵌る形状であり、シリンジ２３ａに保持される溶融金属をすべて吐出した場合、すなわち図５ではピストン２１ｂの下面がシリンジ２３と当接して可動範囲の最も下に位置する場合に、ピン２８は流通孔２５ａの少なくとも一部を埋める。ピン２８の長さは任意の長さでよいが、好ましくは流通孔２５ａの長さと同じかそれより長い。ピン２８の長手方向に垂直な断面の半径は、流通孔２５ａの長手方向に垂直な断面の半径より少し小さく、例えば０．０５〜１．００ミリメートル（０．０５〜１．００ｍｍ）程度小さい。これによって、ノズル２４ａの内壁に生じる酸化膜をかき出すことができるため、例えば、溶融金属１４の吐出量を微少化・吐出精度向上を目的に流通孔２５ａの内径をより小さくしたり、雰囲気炉１８に充填される比較的高価な非酸化性ガスの濃度を薄くし、酸素濃度を若干濃くしたとしても、流通孔２５ａが詰まることを防止できる。したがって、ノズル２４ａの内壁で酸化膜が発生しても、流通孔２５ａを介して安定的に溶融金属１４を吸引および吐出することができる。
【００３７】
以上、本発明に係る各実施の形態について説明した。各実施の形態では、溶融金属１４を吐出部２０ａ，２０ｂ，２０ｃのノズル２４ａ，２４ｂから吐出して対象物に塗布する場合を例に説明したが、塗布に限定されるものではなく、例えば、目的物に滴下したり、付着させたりすることも可能である。また、例示した液体金属１４の種類、溶融金属吐出装置の構成、溶融金属吐出装置を構成する各部の形状や素材は何れもこの発明を実施するための一例に過ぎず、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変形や変更がなされても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、溶融した金属を対象物に吐出して塗布、滴下、または付着させる装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態１の溶融金属吐出装置の概観を示す図である。
【図２】実施の形態２の吐出部の一例を示す断面図である。
【図３】実施の形態１のノズルの拡大図である。
【図４】実施の形態３のノズルの拡大図である。
【図５】実施の形態４の吐出部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 溶融金属吐出装置、１２ 貯留槽、１４ 溶融金属、１６ 貯留ヒータ、１８ 雰囲気炉、２０ａ 吐出部、２１ａ，２１ｂ ピストン、２２ａ，２２ｂ 環状シール、２３ａ，２３ｂ シリンジ、２４ａ，２４ｂ ノズル、２５ａ，２５ｂ 流通孔、２６ａ，２６ｂ ノズル基端、２７ａ，２７ｂ ノズル末端、３０ 保持ヒータ、３２ アクチュエータ、３４ 移動機構部、４０ 対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融した金属を対象物に吐出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属吐出装置は、例えば回路基板の生産に用いられる。この場合、溶融金属吐出装置は、基板に溶融した半田を吐出して半田を基板に塗布する。その後、別の装置などを用いて、半導体素子、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）のようなＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの電子部品が、半田が塗布された基板の上に載置された後に半田付けされることによって、回路基板は生産される。溶融金属吐出装置は、金属と金属、セラミック基板とベース基板とを接合するためにも利用される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、半田貯留部に蓄えられた溶融半田を、オリフィスを介して対象物に落下させる技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、ピエゾ素子または電磁弁を含むアクチュエータを用いて、半田貯留部に圧縮不活性ガス（例えば、窒素ガス）を送り込む。溶融半田は、送り込まれた窒素ガスによってオリフィスから押し出され、対象物に落下する。
【特許文献１】特開２００１−７７１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、装置のメンテナンスに手間がかかるという問題がある。一般的に半田は酸化し易く、僅かな酸素しか含まないガスであっても、そのガスと接触すると表面に酸化膜ができる。従来の技術で用いられる圧縮不活性ガスに、例え僅かであっても酸素が混入することは避けられない。従来の技術では、そのような圧縮不活性ガスを上述のように電磁弁の制御の下、積極的に半田貯留部に送り込むため、酸化膜が生成され易い。生成された酸化膜は装置内の半田経路に付着して堆積する。そのため、酸化膜は半田経路の目詰まりの原因になる。また、酸化膜がオリフィスから滴下される半田に混入すると、接合不良の原因となる。これらの不具合を防止するため、半田経路に酸化膜が堆積しないように定期的にメンテナンスする必要がある。特に装置が複雑になると、メンテナンスに掛かるコストは大きくなり、ひいては生産効率を低下させる。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するため、メンテナンスが容易で、生産効率が良い溶融金属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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明に係る溶融金属吐出装置は、溶融金属を対象物に吐出する溶融金属吐出装置であって、前記溶融金属を保持する筒状部と、前記筒状部の一端に設けられ、前記対象物に前記溶融金属を吐出するノズルと、前記筒状部の中を摺動し、保持される前記溶融金属を前記ノズルから吐出させる柱状体と、前記筒状部と前記柱状体との間に設けられる環状シールとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、環状シールにより溶融金属と外部のガスとの接触がほとんどなくなるため、溶融金属の酸化をほとんどなくすことができる。また、酸化膜ができたとしても、ごく僅かであり、しかも装置の構造が簡単であるため、酸化膜の清掃や酸化膜が堆積した部品の交換に掛かる手間も軽減される。したがって、メンテナンスが容易になり、それによって生産効率も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
【０００９】
図１は、実施の形態１の溶融金属吐出装置の概観を示す図である。溶融金属吐出装置１０は、対象物４０に溶融金属１４を吐出して塗布する装置であり、低酸素濃度のガス（以下、「非酸化性ガス」という。）で内部が充満される雰囲気炉１８と、溶融金属１４を保持して移動する吐出部２０ａと、溶融金属１４を貯留する貯留槽１２とを備える。溶融金属１４は接合に用いられる金属が溶融したものであり、例えば溶融半田である。非酸化性ガスは、例えば窒素、アルゴンなどの不活性ガス、水素などの還元性ガス、またはこれらの混合ガスである。対象物４０は、図示しない搬送装置によって雰囲気炉１８に搬入され、溶融金属１４が塗布される物であって、例えばセラミック基板である。対象物４０は溶融金属１４が凝固することによって例えば電子部品などの他の物（図示せず）と接合する。
【００１０】
なお、溶融金属１４は、接合用のろう材であって、溶融半田に限られない。溶融金属１４の具体例として、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどまたはこれらの２種以上を含む合金類、さらにこれらに添加物を加えたものが挙げられる。
【００１１】
吐出部２０ａは、ピストン２１ａと、環状シール２２ａと、シリンジ２３ａと、ノズル２４ａと、流通孔２５ａを備える。吐出部２０ａは、移動機構部３４によって支持され、移動を制御する移動制御部（図示せず）による制御の下、上下左右前後の任意の方向に移動可能である。これにより、対象物４０の所望の場所に溶融金属を塗布することが可能になる。また、貯留槽１２まで移動することが可能になり、後述するように貯留槽１２に貯留される溶融金属を吸引することが可能になる。
【００１２】
筒状部としてのシリンジ２３ａは、溶融金属１４を保持する。シリンジ２３ａは、溶融金属１４がシリンジ２３ａの内面に付着しにくく、溶融金属１４とほぼ化学反応しない素材からなる。溶融金属１４が例えばＳｎまたはＰｂを主成分とする溶融半田の場合、シリンジ２３ａは、ステンレスのように表面が酸素と結合して不動態化する金属、ガラス、セラミクスなどからなることが好ましい。このような素材からなることによって、シリンジ２３ａの内面に溶融金属１４の酸化物が堆積し難くなる。また、筒状部としてのシリンジ２３ａは、貯留槽１２内の溶融金属１４の表面ではなく、内部の溶融金属１４を吸引するため、溶融金属１４の表面に生成される酸化物を吸引しない。そのため、シリンジ２３ａの内面の清掃の頻度を減少させ、またはその清掃を不要にすることができ、メンテナンスが容易になる。また、溶融金属１４が化学反応しないため、不純物の少ない溶融金属１４を対象物４０に塗布することができ、高品質の接合が可能になる。
【００１３】
保持加熱手段としての保持ヒータ３０は、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を溶融した状態で維持するためのヒータであり、シリンジ２３ａの周囲を覆う例えば電熱線である。保持ヒータ３０は、図示しない保持ヒータ制御装置によって、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を溶融した状態で維持するために適した温度範囲に制御される。これにより、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４は溶融状態で維持されるため、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を凝固させることなく安定的に吐出することが可能になる。
【００１４】
なお、保持加熱手段は、放射、誘導加熱、対流熱伝達などによってシリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を加熱する、シリンジ２３ａとは別に設けられる装置であってもよいが、シリンジ２３ａが例えばガラスのような熱を伝えにくい素材からなる場合には、効率的に溶融金属１４を加熱するために、上述のようにシリンジ２３ａの周囲を直接的に加熱する方法が好ましい。
【００１５】
柱状体としてのピストン２１ａは、シリンジ２３ａの中をピストン２１ａの長手方向（矢印２７の方向）に往復して摺動する部材であり、一端に、シリンジ２３ａ内に保持される溶融金属１４と当接する当接面を有し、他端に、シリンジ２３ａの外部に突き出て例えばアクチュエータ３２によって把持される操作部を有する。ピストン２１ａは、シリンジ２３ａと同様に、溶融金属１４が付着しにくく、溶融金属１４とほぼ化学反応しない素材からなる。溶融金属１４が付着しにくいことによって、シリンジ２３ａの場合と同様にメンテナンスが容易になる。また、溶融金属１４が化学反応しないことによって、シリンジ２３ａの場合と同様に高品質の接合が可能になる。
【００１６】
ピストン２１ａは、アクチュエータ制御部の制御の下で作動するアクチュエータによって、シリンジ２３ａに対して長手方向に摺動する。すなわち、ピストン２１ａは、シリンジ２３ａに押し込まれる方向と、シリンジ２３ａから引き出される方向に移動可能である。ピストン２１ａがシリンジ２３ａに押し込まれると、シリンジ２３ａ内の溶融金属１４が後述するノズル２４ａから吐出される。また、後述するように、ノズル２４ａを貯留槽１２の溶融金属１４に浸けた状態でピストン２１ａがシリンジ２３ａから引き出されると、シリンジ２３ａ内に溶融金属１４が吸引される。
【００１７】
環状シール２２ａは、シリンジ２３ａとピストン２１ａのすき間を埋めるように両者の間に設けられる環状のシールであり、シリンジ２３ａのピストン２１ａが挿入される端部の内側に設けられる部材（図１参照）またはコーティング（図示せず）である。環状シール２２ａは、例えばテフロン（登録商標）のような摺動抵抗が小さく耐熱性の素材からなる。摺動抵抗が小さいことによって、シリンジ２３ａが滑らかにピストン２１ａ内を摺動することができ、高速かつ高精度な摺動の制御が可能になり、生産効率と製品の品質を向上させることができる。また、耐熱性の素材であることによって、保持ヒータ３０、シリンジ２３ａに保持される溶融金属１４などの熱の影響下にある環状シール２２ａの長寿命化が可能になる。そのため、環状シール２２ａの交換などメンテナンス周期を減らすことが可能になる。
【００１８】
一般にピストン２１ａの外径は、ピストン２１ａがシリンジ２３ａの中を滑らかに摺動するためのすき間ができるように、シリンジ２３ａの内径より小さく、例えば使用時に０．０５〜１．００ミリメートル（０．０５〜１．００ｍｍ）程度小さい。環状シール２２ａは、このようなピストン２１ａとシリンジ２３ａとのすき間を埋め、これによって溶融金属１４が上記のすき間を介してシリンジ２３ａ外部のガスと接触し、酸化することを防ぐ。そのため、環状シール２２ａを設けることで、シリンジ２３ａの内面に酸化膜が堆積することはほとんどなくなり、シリンジ２３ａ内部の清掃の頻度が著しく低減し、またはその清掃が不要になる。また、環状シール２２ａは図示するようにその一部が外部に露出しているので、その交換も容易である。このように、メンテナンスが容易になる。また、シリンジ２３ａに保持される溶融金属１４の酸化を防止できるため、吐出される溶融金属１４に酸化物が混入することがなく、対象物４０と他の物とを良好に接合させることが可能になる。
【００１９】
なお、環状シール２２ａが摩耗するなどにより、シリンジ２３ａとピストン２１ａとの間にすき間が生じ、そのすき間を介して外部のガスと溶融金属１４とが接触することも考えられる。仮にこのような場合であっても、ピストン２１ａが滑らかに摺動できるように、上記のようにピストン２１ａ外径をシリンジ２３ａ内径より０．０５〜１．００ミリメートル程度小さくすることが好ましい。両者の径にこの程度の差を設けることによって、シリンジ２３ａとピストン２１ａとの間に酸化膜が入り込んだ場合であっても、ピストン２１ａを摺動させた時に酸化膜は容易に破壊され、ピストン２１ａの円滑な摺動が可能になる。これに対して、両者の径の差が上記よりも小さいと、シリンジ２３ａとピストン２１ａとの間に入り込んだ酸化膜の破壊が困難になり、ピストン２１ａの摺動抵抗が大きくなる。このような好ましい径の差を容易にかつ高精度で実現するために、シリンジ２３ａとピストン２１ａの素材を同じにして膨張率を等しくすることが好ましい。このようなピストン２１ａ外径とシリンジ２３ａ内径によって、酸化被膜が生じた場合であっても摺動抵抗が大きくならず、生産性が低下することを防ぐことができる。
【００２０】
ノズル２４ａは、シリンジ２３ａの一端に設けられ、その内部に溶融金属１４が流通する流通孔２５ａを備える。ノズル２４ａは、シリンジ２３ａと同様に、溶融金属１４が付着しにくく、溶融金属１４と化学反応しない素材からなる。また、貯留槽１２内の溶融金属１４の表面ではなく、内部の溶融金属１４を吸引できるため、溶融金属１４の表面に生成される酸化物を吸引しない。そのため、溶融金属１４が付着しにくく、溶融金属１４の酸化物の吸引を抑制できることによって、シリンジ２３ａの場合と同様にメンテナンスが容易になるとともに、シリンジ２３ａが保持する溶融金属１４を残らず使い切ることが可能になる。また、溶融金属１４が化学反応しないことによって、シリンジ２３ａの場合と同様に高品質の接合が可能になる。
【００２１】
貯留槽１２は、吐出部２０ａに補充するための溶融金属１４を貯留し、吐出部２０ａのノズル２４ａが溶融金属１４の中に進入できるように開口を有する槽である。貯留槽１２は、ノズル２４ａが移動機構部３４によって移動し、貯留された溶融金属の中に進入できる範囲に設けられる。貯留槽１２は、図示しない温度制御装置によって所定の温度範囲に溶融金属１４を加熱する貯留ヒータ１６を備え、これによって溶融金属１４を液体状態に保つ。
【００２２】
雰囲気炉１８は、非酸化性ガスの雰囲気を維持する。雰囲気炉１８の内部は非酸化性ガスが充満している。雰囲気炉１８の中には、図示するように貯留槽１２、対象物４０および吐出部２０ａが配置される。吐出部２０ａについては、少なくともノズル２４ａが雰囲気炉１８の中に配置されればよい。これにより溶融金属１４は、雰囲気炉１８の中のみを移動することになる。すなわち、溶融金属１４は、雰囲気炉１８の中で貯留槽１２からシリンジ２３ａに吸引され、対象物４０に吐出される。したがって、上述の環状シール２２ａとの協働により、溶融金属１４が非酸化性ガス以外のガスと接触することがほぼなくなり、酸化物の生成を抑制できる。したがって、酸化物の清掃などのメンテナンスの手間が軽減するとともに、酸化物の混入がない高品質な接合が可能になる。
【００２３】
以上、本実施の形態の溶融金属吐出装置１０の構成について説明した。これまで説明したように、吐出部２０ａの構造は簡単である。そのため、吐出部２０ａのメンテナンスが容易になる。また、小型化も可能になる。また、貯留槽１２が吐出部２０ａとは別設されるため、吐出部２０ａが大量の溶融金属１４を保持する必要がなくなる。この構成も吐出部２０ａの小型化に寄与する。吐出部２０ａが小型化すると、吐出部２０ａの高速移動が可能になり、それによって生産効率が向上する。
【００２４】
次に、溶融金属吐出装置１０の動作について説明する。前提として、雰囲気炉１８の内部が非酸化性ガスで充填される。
【００２５】
吐出部２０ａは、移動機構制御部に制御される移動機構部３４によって、ノズル２４ａ先端の近傍が溶融金属１４に浸かるように、貯留槽１２の開口から貯留槽１２の中に移動する。アクチュエータ２７は、アクチュエータ制御部の制御の下、予め決められた長さのピストン２１ａを予め決められた速度でシリンジ２３ａから引き出す。これにより、シリンジ２３ａ内に溶融金属１２が吸引される。吐出部２０ａは、移動機構制御部に制御される移動機構部３４によって移動し、溶融金属１４を塗布すべき対象物４０上の位置（塗布位置）に応じて決定される吐出位置にノズル２４ａが配置される。アクチュエータ３２は、アクチュエータ制御部の制御の下、予め決められた長さのピストン２１ａを予め決められた速度でシリンジ２３ａに押し込む。これにより、シリンジ２３ａ内に所定量の溶融金属１２が吐出され、対象物４０の塗布位置に塗布される。このように、溶融金属１４は非酸化性ガス雰囲気の下、任意の位置に任意の量が塗布されるため、動作の途中で酸素と接触することがほとんどなく、酸化物の混入がない高品質な接合が可能になる。
【００２６】
また、対象物４０上の複数箇所に塗布する場合は、予め全ての箇所に塗布するために必要な溶融金属１４を吸引しておく。その後、吐出位置に吐出部２０ａを移動させ、その塗布位置で吐出すべき溶融金属１４の量に応じた長さのピストン２１ａを押し込んで吐出し、この移動と吐出をすべての塗布位置に対して繰り返す。この一連の動作は、移動機構制御部およびアクチュエータ制御部によって自動的に行われる。小型の吐出部２０ａが高速で移動して複数箇所を自動的に塗布することによって、複雑な塗布作業を素早く実行でき、生産効率が向上する。また、複数箇所に同時に塗布できるように、溶融金属吐出装置が複数の吐出部を備えてもよい。これによっても生産効率が向上する。
【００２７】
実施の形態２．
【００２８】
実施の形態１では、環状シール２２ａがシリンジ２３ａの端部内側に設けられるとしたが、環状シールの取り付け態様はこれに限られない。環状シールは、ピストン摺動範囲５２のシリンジの部分、または、図２に示すようにピストン２１ａの中でピストン摺動範囲５０のみを移動する部分に取り付けられればよい。ピストン摺動範囲５０とは、図２に示すように、シリンジ２３ｂが保持できる最大量として予め決められた量の溶融金属１４をシリンジ２３ｂが保持する場合に溶融金属１４が占める範囲（溶融金属保持範囲）５２を除いたシリンジの範囲である。すなわち、ピストン摺動範囲５０は、溶融金属保持範囲５２の上端から、ピストン２１ａが挿入される側のシリンジ２３ｂの端部までをいう。
【００２９】
このように、ピストン摺動範囲５２のシリンジの部分またはピストン摺動範囲５２のみを移動するピストンの部分に環状シールを設けることによって、シリンジとピストンの間はピストンが摺動しても常に環状シールでシールされ、シリンジに保持される溶融金属が外部のガスと接触することがない。そのため、シリンジの内面に酸化膜が堆積することはほとんどなくなり、シリンジ内部の清掃が不要になり、またはその清掃の頻度が著しく低減して、メンテナンスが容易になる。また、シリンジに保持される溶融金属の酸化を防止できるため、対象物４０と他の物とを良好に接合させることが可能になる。
【００３０】
また、環状シールが上記の範囲で設けられると、環状シールが溶融金属と接触しない。そのため、環状シールが溶融金属と接触して劣化することがなく、環状シールを長寿命にすることができる。したがって、メンテナンスを軽減することが可能になる。
【００３１】
さらに、環状シール２２ｂをピストン２１ｂに設けることによって、シリンジ２３ｂを実施の形態１のシリンジ２３ａより小さくできる。そのため、吐出部２０ｂ全体を実施の形態１の吐出部２０ａより小さくすることができ、吐出部２０ｂをより高速で移動させることが可能になり、生産性を向上させることができる。
【００３２】
実施の形態３．
【００３３】
実施の形態１のノズル２４ａの流通孔２５ａは、図３に示すように、ノズル基端２６ａからノズル末端２７ａにかけて同一半径の孔であったが、流通孔の形状はこれに限られない。例えば図４に示すように、ノズル２４ｂの流通孔２５ｂは、ノズル基端２６ｂからノズル末端２７ｂにかけて半径が次第に小さくなる先細り状であってもよい。
【００３４】
溶融金属１４が対象物４０に吐出された場合、最初は吐出された溶融金属１４とシリンダ内の溶融金属とは繋がった状態である。続けて、移動機構部３４によってノズル２４ａ，２４ｂを上昇させることで吐出された溶融金属が、シリンダ内の溶融金属１４から切断される。そのため、対象物４０に塗布される溶融金属の量は、吐出された溶融金属とシリンダ内の溶融金属１４が切れる位置によって増減する。ノズル２４ｂの流通孔２５ｂを先細りにすることによって、ノズル２４ｂの先端で安定して溶融金属が切れるようになり、対象物４０に塗布される溶融金属の量が安定し、塗布量の精度が向上する。また、ノズル２４ｂの先端を実施の形態１のノズル２４ａの先端よりも、狭い範囲に正確に位置付けることができるため、塗布位置の精度も向上する。このように、ノズル２４ｂの流通孔２５ｂを先細りにすることにより、塗布量および塗布位置の両方で塗布精度を向上させることが可能になる。
【００３５】
実施の形態４．
【００３６】
実施の形態４のピストン２１ｂは、図５に示すようにノズル２４ａ側にピン２８を備える。ピン２８は流通孔２５ａに嵌る形状であり、シリンジ２３ａに保持される溶融金属をすべて吐出した場合、すなわち図５ではピストン２１ｂの下面がシリンジ２３と当接して可動範囲の最も下に位置する場合に、ピン２８は流通孔２５ａの少なくとも一部を埋める。ピン２８の長さは任意の長さでよいが、好ましくは流通孔２５ａの長さと同じかそれより長い。ピン２８の長手方向に垂直な断面の半径は、流通孔２５ａの長手方向に垂直な断面の半径より少し小さく、例えば０．０５〜１．００ミリメートル（０．０５〜１．００ｍｍ）程度小さい。これによって、ノズル２４ａの内壁に生じる酸化膜をかき出すことができるため、例えば、溶融金属１４の吐出量を微少化・吐出精度向上を目的に流通孔２５ａの内径をより小さくしたり、雰囲気炉１８に充填される比較的高価な非酸化性ガスの濃度を薄くし、酸素濃度を若干濃くしたとしても、流通孔２５ａが詰まることを防止できる。したがって、ノズル２４ａの内壁で酸化膜が発生しても、流通孔２５ａを介して安定的に溶融金属１４を吸引および吐出することができる。
【００３７】
以上、本発明に係る各実施の形態について説明した。各実施の形態では、溶融金属１４を吐出部２０ａ，２０ｂ，２０ｃのノズル２４ａ，２４ｂから吐出して対象物に塗布する場合を例に説明したが、塗布に限定されるものではなく、例えば、目的物に滴下したり、付着させたりすることも可能である。また、例示した液体金属１４の種類、溶融金属吐出装置の構成、溶融金属吐出装置を構成する各部の形状や素材は何れもこの発明を実施するための一例に過ぎず、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変形や変更がなされても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、溶融した金属を対象物に吐出して塗布、滴下、または付着させる装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態１の溶融金属吐出装置の概観を示す図である。
【図２】実施の形態２の吐出部の一例を示す断面図である。
【図３】実施の形態１のノズルの拡大図である。
【図４】実施の形態３のノズルの拡大図である。
【図５】実施の形態４の吐出部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 溶融金属吐出装置、１２ 貯留槽、１４ 溶融金属、１６ 貯留ヒータ、１８ 雰囲気炉、２０ａ 吐出部、２１ａ，２１ｂ ピストン、２２ａ，２２ｂ 環状シール、２３ａ，２３ｂ シリンジ、２４ａ，２４ｂ ノズル、２５ａ，２５ｂ 流通孔、２６ａ，２６ｂ ノズル基端、２７ａ，２７ｂ ノズル末端、３０ 保持ヒータ、３２ アクチュエータ、３４ 移動機構部、４０ 対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を対象物に吐出する溶融金属吐出装置であって、
前記溶融金属を保持する筒状部と、
前記筒状部の一端に設けられ、前記対象物に前記溶融金属を吐出するノズルと、
前記筒状部の中を摺動し、保持される前記溶融金属を前記ノズルから吐出させる柱状体と、
前記筒状部と前記柱状体との間に設けられる環状シールとを備えることを特徴とする溶融金属吐出装置。
【請求項２】
前記環状シールは、前記筒状部が保持され予め決められた最大量の前記溶融金属を前記筒状部が保持した場合に当該溶融金属が前記筒状部において占める範囲の上端から、前記柱状体を挿入する側の前記筒状部の端部までに設けられることを特徴とする請求項１の溶融金属吐出装置。
【請求項３】
前記ノズルは、前記溶融金属が流通する流通孔を備え、
前記柱状体は、前記ノズル側に、前記筒状部に保持される前記溶融金属をすべて吐出した場合に前記流通孔に嵌るピンを備えることを特徴とする請求項１または２の溶融金属吐出装置。
【請求項４】
前記ノズルは、吐出される前記溶融金属が流通する先細りの流通孔を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項５】
前記環状シールは、耐熱性の素材からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項６】
前記筒状部が保持する前記溶融金属を溶融した状態で維持するための保持加熱手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項７】
前記筒状部と、前記ノズルと、前記柱状体と、前記環状シールとを含む吐出部を支持して移動させる移動機構部と、
前記移動機構部による前記吐出部の移動を制御する移動制御部とを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項８】
前記筒状部に供給される溶融金属を溶融した状態で貯留し、前記ノズルが前記移動機構部によって移動し、貯留された前記溶融金属の中に進入できる範囲に設けられる貯留槽を備え、
前記ノズルは、前記貯留槽から前記溶融金属を吸引し、
前記柱状体は、前記筒状部の中を摺動することにより、前記貯留槽に貯留される前記溶融金属を前記ノズルから吸引して、前記筒状部に保持させる請求項１から７のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項９】
前記ノズルと、前記貯留槽と、前記対象物との周囲を非酸化性ガス雰囲気で維持する雰囲気炉を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項１】
溶融金属を対象物に吐出する溶融金属吐出装置であって、
前記溶融金属を保持する筒状部と、
前記筒状部の一端に設けられ、前記対象物に前記溶融金属を吐出するノズルと、
前記筒状部の中を摺動し、保持される前記溶融金属を前記ノズルから吐出させる柱状体と、
前記筒状部と前記柱状体との間に設けられる環状シールとを備えることを特徴とする溶融金属吐出装置。
【請求項２】
前記環状シールは、前記筒状部が保持され予め決められた最大量の前記溶融金属を前記筒状部が保持した場合に当該溶融金属が前記筒状部において占める範囲の上端から、前記柱状体を挿入する側の前記筒状部の端部までに設けられることを特徴とする請求項１の溶融金属吐出装置。
【請求項３】
前記ノズルは、前記溶融金属が流通する流通孔を備え、
前記柱状体は、前記ノズル側に、前記筒状部に保持される前記溶融金属をすべて吐出した場合に前記流通孔に嵌るピンを備えることを特徴とする請求項１または２の溶融金属吐出装置。
【請求項４】
前記ノズルは、吐出される前記溶融金属が流通する先細りの流通孔を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項５】
前記環状シールは、耐熱性の素材からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項６】
前記筒状部が保持する前記溶融金属を溶融した状態で維持するための保持加熱手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項７】
前記筒状部と、前記ノズルと、前記柱状体と、前記環状シールとを含む吐出部を支持して移動させる移動機構部と、
前記移動機構部による前記吐出部の移動を制御する移動制御部とを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項８】
前記筒状部に供給される溶融金属を溶融した状態で貯留し、前記ノズルが前記移動機構部によって移動し、貯留された前記溶融金属の中に進入できる範囲に設けられる貯留槽を備え、
前記ノズルは、前記貯留槽から前記溶融金属を吸引し、
前記柱状体は、前記筒状部の中を摺動することにより、前記貯留槽に貯留される前記溶融金属を前記ノズルから吸引して、前記筒状部に保持させる請求項１から７のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【請求項９】
前記ノズルと、前記貯留槽と、前記対象物との周囲を非酸化性ガス雰囲気で維持する雰囲気炉を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項の溶融金属吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１７８６３９（Ｐ２００９−１７８６３９Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８６０５（Ｐ２００８−１８６０５）
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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