溶融金属吐出装置
【課題】 構造が小型、簡単で高速移動ができ、従って生産効率が高く、しかもメンテナンス頻度が極めて少なく、維持が容易で安価に得ることができる溶融金属吐出装置の提供を目的とする。
【解決手段】 溶融金属吐出装置は、第１の開口が下端に設けられ、第２の開口が第１の開口よりも上側に設けられているシリンジ筒と、シリンジ筒の第２の開口に挿入され、往復運動するピストンと、ピストンが挿入されたシリンジ筒を昇温する第１の加熱装置と、シリンジ筒の第１の開口と対向し、接合金属が収容される貯留槽と、貯留槽を昇温する第２の加熱装置とを備えている。ピストンの外周またはシリンジ筒の内周に溝部が設けられていて、溝部の全周に貯留槽に収容された接合金属と同じ成分の接合金属が配設されている。
【解決手段】 溶融金属吐出装置は、第１の開口が下端に設けられ、第２の開口が第１の開口よりも上側に設けられているシリンジ筒と、シリンジ筒の第２の開口に挿入され、往復運動するピストンと、ピストンが挿入されたシリンジ筒を昇温する第１の加熱装置と、シリンジ筒の第１の開口と対向し、接合金属が収容される貯留槽と、貯留槽を昇温する第２の加熱装置とを備えている。ピストンの外周またはシリンジ筒の内周に溝部が設けられていて、溝部の全周に貯留槽に収容された接合金属と同じ成分の接合金属が配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶融半田などの溶融金属を吸引し、吸引した溶融金属を塗布対象物に所定量吐出する場合に好ましく用いられる溶融金属吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属と金属、半導体素子とセラミック基板、或いはセラミック基板とベース基板などの接合に、半田等のろう材が用いられている。接合部分には空気が介在しないこと、また接合境界面に酸化物層が生成されていないことが望ましい。良好な接合品質を得るため、接合に溶融半田などの溶融金属が使用されることが多い。
【０００３】
具体例として、特許文献１が開示する半田ボール形成装置は、溶融半田を貯留する半田貯留部、溶融半田の温度を所定の範囲に保持するヒータ、溶融半田や圧縮非酸化性ガスの連通路、溶融半田を吐出するオリフィス、半田貯留部へ圧縮非酸化性ガスの供給を制御する切替弁、溶融半田直上の圧縮非酸化性ガスの圧力を所定圧力に維持する排気通路と放出弁から構成されている。切替弁の弁体は、ピエゾアクチュエータにより駆動される。切替弁に電磁弁を用いることもできる。圧縮非酸化性ガスを半田貯留部に供給すると、半田貯留部内の溶融半田が押し出される。
【０００４】
他の具体例には、特許文献２に記載されている注射器状器具にて溶融半田を吐出する装置、および特許文献３に記載されているシリンジ内の溶融はんだをプランジャーにより圧送する装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７７１４１号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開２００９−１７８６３９号公報（第１頁、図１）
【特許文献３】特開平１０−１３７９３０号公報（第１頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている半田ボール形成装置は、半田貯留部や半田を吐出するための多くの部品（各種弁・アクチュエータ）を有しており、大型でかつ高価となる。半田は微少の酸素でも酸化膜が発生し、溶融半田の各経路への付着と壁面への堆積が生じる。酸化膜を定期的に清掃しなければ、酸化膜の経路への詰まり、吐出した半田への酸化膜の混入により、接合する際に品質劣化が生じる。これを回避するには、経路を構成する部材の交換、もしくは清掃が必要となる。交換の場合、多大な費用を要し、清掃をする場合には、多大な時間を要する。また製造上、塗布したい位置へ半田塗布機構を移動させることが生じる。この装置は大型で高速移動に適していないため、生産効率が高くない。
【０００７】
特許文献２が開示する溶融半田吐出装置は、吸入した溶融金属を目的物に吐出するノズルを有する溶融金属保持容器と、この溶融金属保持容器に収容された溶融金属を所定の温度に保持する加熱装置と、溶融金属保持容器内の圧力を制御することにより溶融金属をノズルから吸入させる、または吐出させる圧力制御部品と、圧力制御部品に係わる耐熱シールを備えたものである。この耐熱シールには、摺動性と耐熱性を両立した、テフロン（登録商標）のようなフッ素樹脂を主成分とする材料が好ましく用いられている。しかし、圧力制御部品に取付けられた耐熱シールは、溶融金属保持容器の内部を摺動するため、長期間使用するといくら摺動性がよくても磨耗する。結果、溶融金属保持容器は気密を維持できず、溶融金属の吐出量がばらついたりする。さらに磨滅した際には溶融金属が吸引・吐出できなくなる。耐熱シールは、フッ素樹脂を主成分とする材料であれば、おおよそ３００℃程度の耐熱が限界で、それ以上の高温の溶融金属には使用できない。
【０００８】
特許文献３の半田吐出装置は、半田が溶融状態で充填貯蔵されたシリンジ、シリンジ内の溶融半田を圧送するプランジャー、プランジャーを駆動・制御する機器から構成されている。この構成では、大量の半田を塗布しようとすると、シリンジを大型にする必要がある。大型化した装置は高速移動には適さないので、シリンジを小型化すると頻繁にシリンジ内に半田を供給する必要があり生産効率が低下する。さらに定期的な清掃も、部品点数が多いため時間を要する。一方、プランジャーとシリンジをシールする材料には、グラファイト、またはグラファイトにボロンナイトライドを添加した材料を用いている。シールは、半田の成分と異なる成分で構成されているにも関わらず、半田と接する構造となっている。塗布作業を繰返すことでシール成分が半田に混入するので、接合品質の低下の要因となる。
【０００９】
この発明は、上記のような従来技術の課題を解決するためになされたものである。すなわち、構造が小型、簡単で高速移動ができ、従って生産効率が高く、しかもメンテナンス頻度が極めて少なく、維持が容易で安価に得ることができる溶融金属吐出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願に係わる溶融金属吐出装置は、第１の開口が下端に設けられ、第２の開口が第１の開口よりも上側に設けられているシリンジ筒と、シリンジ筒の第２の開口に挿入され、往復運動するピストンと、ピストンが挿入されたシリンジ筒を昇温する第１の加熱装置と、シリンジ筒の第１の開口と対向し、接合金属が収容される貯留槽と、貯留槽を昇温する第２の加熱装置とを備えている。ピストンの外周またはシリンジ筒の内周に溝部が設けられていて、溝部の全周に貯留槽に収容された接合金属と同じ成分の接合金属が配設されている。ピストンの外周またはシリンジ筒の内周に溝部が設けられていて、溝部の全周に貯留槽に収容された接合金属と同じ成分の接合金属が配設されている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、溶融金属の吸入口と吐出口を同一のノズルにした溶融金属保持容器を用い、溶融金属を貯留する貯留槽と、溶融金属を吐出する部分とを別に構成したことにより、吐出機構部を小型で簡素にできる。従って高速移動が容易で生産効率を高めることができる。また、小型で構造が簡単であることにより、安価でありメンテナンスも容易である。
【００１２】
溶融金属保持容器内の圧力を制御する圧力制御部品には、吸引、吐出する溶融金属と同じ成分で構成された溶融金属シールを用いている。溶融金属を溶融金属保持容器に吸入し、目的物へ吐出する動作を繰返すことによるシールの磨耗や熱による損傷が減少するので、メンテナンスが容易となり、安価で生産効率がよい装置が得られる。さらに、高温の溶融金属が扱えることで、異なった融点の接合材の選択肢が拡がり、さらなる高度な接合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係わる溶融金属吐出装置の要部を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係わる図で、第１の形態を有する溝部が形成されたピストンを示す図（ａ）と、溝部に金属シールが巻き回された状態を示す図（ｂ）と、ピストンがシリンジ筒に挿入された状態を示す断面図（ｃ）と、シリンジ筒の中で金属シールが溶融している状態を示す断面図（ｄ）である。
【図３】実施の形態２に係わる図で、溝部の第２の形態を示す断面図（ａ）と、溝部の第３の形態を示す断面図（ｂ）である。
【図４】実施の形態３に係わり、シリンジ筒の先端形状を説明する図で、ノズルの第１の形態を示す図（ａ）と、ノズルの第２の形態を示す図（ｂ）と、ノズルの第３の形態を示す図（ｃ）と、ノズルの第４の形態を示す図（ｄ）である。
【図５】実施の形態４に係わる図で、先端にピンが形成されているピストンを説明する図である。
【図６】実施の形態５に係わる図で、シリンジ筒の内周に設けられている溝部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１に基づいて実施の形態１を説明する。図１は、溶融金属吐出装置の概略的な構成を示している。溶融金属吐出装置８は貯留槽１、貯留ヒータ３、雰囲気炉６、吐出機構部７、移動機構部１４から構成されている。なお、以下、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示すものとする。
【００１５】
貯留槽１はろう材等の接合金属を溶融状態で収容する。貯留槽１の内底部には、収容された接合金属を溶融状態に保持するための貯留ヒータ３が設置されている。シリンジ保温ヒータ４は、シリンジ５の周囲を囲む円筒状のヒータ内蔵ブロックからなる。シリンジ５は、ピストン（圧力制御部品）５ａとシリンジ筒５ｂから構成されていて、貯留槽１に対して別設されている。円柱状のピストン５ａは途中に溝部５ｈが形成されている。シリンジ筒５ｂの底部にはシリンジ筒の本体よりも小径であるノズル５ｃが形成されている。ノズル５ｃは貯留槽１に対向している。
【００１６】
シリンジ保温ヒータ４は、温度センサを含む温度制御装置１２によってシリンジ５を所定の温度範囲内に制御する。シリンジ保温ヒータ４と温度制御装置１２が第１の加熱装置を構成する。貯留ヒータ３は、温度制御装置１１によって溶融金属２を所定の温度範囲内に制御する。貯留ヒータ３と温度制御装置１１が第２の加熱装置を構成する。シリンジ保温ヒータ４の代わりに、放射、誘導加熱、対流熱伝達などの手段によってシリンジ５を加熱するようにしてもよい。シリンジ保温ヒータ４とシリンジ５とアクチュエータ１０は吐出機構部７を構成している。
【００１７】
ピストン５ａはシリンジ筒５ｂと協働してシリンジ５の内部圧力を制御する。シリンジ５は、溶融金属２をノズル５ｃから吸入し、または吐出する。シリンジ内の溶融金属５ｄは塗布対象物の目的個所に吐出される。アクチュエータ１０はピストン５ａをシリンジ筒５ｂとは独立して図の矢印の方向（上下）に往復移動させる。移動機構部１４は吐出機構部７を、例えば、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に任意に移動制御する。
【００１８】
雰囲気炉６は、貯留槽１、吐出機構部７、移動機構部１４およびセラミック基板などの塗布対象物を囲んでいる。雰囲気炉６の内部は例えば窒素、アルゴン等の不活性ガス、または水素等の還元性ガス、またはそれらの混合ガスで満たされている。なお、本願では便宜上これらを「非酸化性ガス」と呼ぶ。雰囲気炉６は、貯留槽１を低酸素雰囲気にして、溶融金属２の酸化を抑制する。
【００１９】
溶融金属２の材料は、特に限定されるものではない。一例を挙げれば、接合用のろう材として好ましく用いることができるものとして、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、またはこれらを主成分とする混合物、あるいはこれらの１種類以上を含む合金類を挙げることができる。シリンジ５の材質は、例えば溶融金属２がＳｎ、またはＰｂを主成分とする半田の場合、ガラス、ステンレス、セラミクスなどを好ましく用いることができる。
【００２０】
これらの材質の組み合わせを用いた場合にはピストン５ａとシリンジ筒５ｂに半田が付着し難い。溶融した半田はノズル５ｃに残ることなく、塗布対象物へすべて塗布される。シリンジ５として、例えばガラスなどの熱を伝え難い材料を用いた場合には、シリンジ５にシリンジ保温ヒータ４を直接取り付けて加熱し、シリンジ内の溶融金属５ｄを溶融状態に効率よく維持できる。
【００２１】
シリンジ５の構造についてより具体的に説明する。シリンジ筒５ｂには２箇所の開口があり、上側の開口からピストンが挿入され、下側の開口（ノズル）から溶融金属を吸入および吐出する。ピストン５ａの外周径はシリンジ筒５ｂの内径よりも小さいので、両者の間には隙間が存在する。隙間の大きさは、ピストン５ａがシリンジ筒５ｂをスムーズに往復運動できるように設定されている。シリンジ５の気密は、溶融金属シール５ｅにより保たれる。溶融金属シール５ｅはピストン５ａの溝部５ｈに溶融状態で収納され、ピストン５ａの上下移動とともに、溶融金属シール５ｅも移動する。溶融金属シール５ｅは、対象物に吐出するシリンジ内の溶融金属５ｄと同じ材質の金属を用い、上記のとおり、ピストン５ａの溝部５ｈに溶融状態で収納する。
【００２２】
ピストン５ａとシリンジ筒５ｂの材質を同じにすることにより、ピストン５ａとシリンジ筒５ｂの隙間はシリンジ５を加熱した場合でも同程度の隙間に維持できる。この隙間は、シリンジ筒５ｂの内径に対し、ピストン５ａの直径を０．０５〜０．１ｍｍ程度小さくすることが望ましい。この寸法関係にすることで、溶融金属２で形成された溶融金属シール５ｅも溝部５ｈに安定的に収まり、シリンジ５の気密を安定的に保持することが可能である。仮にこの隙間に溶融金属の酸化膜が入り込んだとしても、酸化膜は脆いため、ピストン５ａの摺動抵抗は大きな影響を受けない。ただし、隙間がこれより小さいと、酸化膜が隙間に噛み込み摺動抵抗が大きくなる。
【００２３】
溶融金属シール５ｅの形成方法を図２に基づいて説明する。図２（ａ）はシリンジ５のピストン５ａを示していて、ピストン５ａには溝部５ｈが加工されている。図２（ｂ）は、溝部５ｈにワイヤー状の金属９を巻いた状態を示している。ワイヤー状の金属９は溶融金属２と同じ成分からなる接合用のろう材（接合金属）を線状に加工したものである。図２（ｃ）はピストン５ａをシリンジ筒５ｂに挿入した状態を表している。シリンジ保温ヒータ４でワイヤー状の金属９の融点以上に加熱すると、図２（ｄ）のように溶融金属シール５ｅが形成される。図２ではワイヤー状の金属９をピストン５ａに巻くことで溶融金属シール５ｅを形成する例を示したが、金属９はリボン状でもよい。
【００２４】
次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。まず、雰囲気炉６及びシリンジ５の内部を予め窒素ガスなどの非酸化性ガスで充満させておく。貯留槽１にはろう材としての溶融金属２が貯留され、貯留ヒータ３で溶融金属２は所定温度に保持されている。シリンジ５は、シリンジ保温ヒータ４により接合金属の融点以上の温度に加熱されている。ピストン５ａの溝部５ｈの温度は、接合金属の融点以上に上がるので、接合金属は溶融状態で収納されている。ピストン５ａはシリンジ筒５ｂの底部にまで押し込まれた状態にある。
【００２５】
次に、移動機構部１４によりシリンジ５のノズル５ｃを貯留槽１に貯留されている溶融金属２に浸す。アクチュエータ１０によりピストン５ａを上昇させると、シリンジ５の内部が減圧され、ノズル５ｃを通りシリンジ５に溶融金属２が吸入される。その後、移動機構部１４によりシリンジ５を上昇させ、塗布対象物の目的位置にシリンジ５を移動する。アクチュエータ１０によりピストン５ａを所定量下降させると、ノズル５ｃから溶融金属２が塗布対象物の目的位置に所定量塗布される。
【００２６】
溶融金属２を吸引する量は、溶融金属２を塗布する対象物に必要な量程度吸引すればよい。吸引量は、シリンジ５に設けられたピストン５ａを上昇するストロークの長さで増減し、塗布量も、シリンジ５のピストン５ａを下降するストロークの長さで増減できる。多点塗布する場合は、予め多点塗布するのに必要な合計量の溶融金属２を吸引しておく。塗布位置の始点にシリンジ５を移動させ、ピストン５ａを所要ストローク下降させ、始発位置で先ず塗布する。さらに次の塗布位置へシリンジ５を移動させ、ピストン５ａを所要ストローク下降させて塗布する。この動作を順次繰返すことで多点塗布は容易に実施できる。上記一連の動作を自動制御によって行わせることは容易である。
【００２７】
上記のようにこの実施の形態１によれば、溶融金属２の貯留槽１と、吐出機構部７を別体で構成し、溶融金属２を補給する吸入口と塗布する吐出口を同一のノズル５ｃとした。シリンジ５の内部圧力は、ピストン５ａを上方に引くことにより、外部の圧力よりも低下する。シリンジ５は溶融金属２をノズル５ｃから吸引して内部空間に保留し、該内部空間の圧力を上昇させることでシリンジ内の溶融金属５ｄを塗布対象物に吐出する。このように、本願に係る溶融金属吐出装置は構成が簡単であり、安価に提供することができる。
【００２８】
また、溶融金属２の貯留槽１は、吐出機構部７とは別に配置されるため、吐出機構部７をコンパクトで軽量に構成することができる。該吐出機構部７は高速に移動するので、生産性の高い処理が可能となる。さらに溶融金属２を非酸化性雰囲気下で任意の位置に、任意の量を塗布できることで、高品質な接合を得ることができる。
【００２９】
また、ピストン５ａや、溶融金属２と接触する面を、該溶融金属と化学反応を生じない材質、例えば不動体化した酸化膜を持つ金属またはセラミクスあるいはガラスなどで構成した場合には、余計な成分が混入しないため、吸引したときと同様の成分状態で塗布することができ、接合品質の劣化を防止できる。
【００３０】
また、溶融金属２が接触する気体を、非酸化性ガスとしたことにより、溶融金属２の表面の酸化が防止できる。溶融金属２の表面が酸化すると、ノズル５ｃからその酸化膜も吐出されるので、接合しようとする２部品の間に混入し、接合品質が劣化する。これに対して、この実施の形態１では、上記構成によりそのような懸念がなく高品質な接合が得られる。さらに、ピストン５ａとシリンジ筒５ｂを同一の材質とした場合には、シリンジ保温ヒータ４で加熱しても、ピストン５ａとシリンジ筒５ｂの隙間が保たれるので、気密の確保が図られる。ピストン５ａの動きやすさに変化はないので、溶融金属２の吐出量も高精度に制御することができる。
【００３１】
また、吸引、吐出動作を繰返すと、シリンジ５の内部を溶融金属シール５ｅが摺動する。溶融金属シール５ｅは、溶融状態の金属であるため磨耗による劣化がなく、またシール面に合わせて自由に形状を変えることができる。吐出機構部７は長期間に渡り、溶融金属を安定的に吐出することが可能になり、メンテナンスが不要な状態で効率よく部品を生産することが可能になる。仮に溶融金属シール５ｅの一部が落下して吐出する溶融金属２に混入したとしても、部品の接合品質に悪影響を与えることはない。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態２を図３に基づいて説明する。図３は、ピストン５ａに加工されている溝部の形態を２例示している。溝部５ｈの変化に伴い溶融金属シール５ｅの形状も異なっている。図３（ａ）では実施の形態１よりも溶融金属シール５ｅの長さを長くしている。これにより溶融金属シール５ｅが酸化によりシールを形成している溶融金属が減ってもシール性が長期間維持できるようになる。図３（ｂ）では、溝部５ｈと溶融金属シール５ｅを３個設置している。これも、図３（ａ）同様、シール性を長期間維持できるようにしたものであり、複数に分かれてシールを形成していることにより、シール性を維持している。
【００３３】
要はシリンジ５の気密が、溶融金属２と同じ材料で維持されていれば、溶融金属シール５ｅの形はどんな形状でも問題ない。図３（ｂ）では溶融金属シール５ｅを３個設置した例を記載したが、これより増減しても問題ない。また、溶融金属２を吸引し、シリンジ筒５ｂの内で、溶融金属２と溶融金属シール５ｅが繋がっていても問題ない。
【００３４】
実施の形態３．
実施の形態３を図４に基づいて説明する。シリンジ筒５ｂの底部５ｉにはノズル５ｃが設けられていて、シリンジ内には溶融金属が蓄えられている。図４（ａ）〜図４（ｄ）はノズル５ｃの形状における４種類の形態を示す。図４（ａ）のように、シリンジ筒５ｂの本体の内径より、ノズル５ｃの内径を小さくすることにより、塗布量の精度を向上することができる。以下にその説明をする。
【００３５】
溶融金属２を対象物に吐出する際、対象物に吐出される溶融金属２とシリンジ内の溶融金属５ｄは繋がった状態にある。アクチュエータ１０を上昇させることで、ノズル５ｃも上昇し、吐出された溶融金属２とシリンジ内の溶融金属５ｄは切り離される。この時、溶融金属２の切れる位置により、対象物に塗布される溶融金属２の質量は増減する。つまり、切れる位置を常に一定位置で切れば、溶融金属２の塗布量を精度よく管理できる。
【００３６】
これを実現するのが図４（ａ）の例で、ノズル５ｃの内径を、シリンジ筒５ｂの内径より小さくしている。溶融金属２は必ずノズル５ｃの内径が小さくなった部分で切れるようになり、塗布精度が向上する。図４（ｂ）では、ノズルの出口５ｊはノズルの付け根（シリンジ筒の底部５ｉからノズルが始まる部分）よりも細くなっている。ノズル５ｃの内径を先端に行くほど小さくすれば、吐出後の溶融金属２の切り離される位置が、必ず図４（ｂ）のノズル５ｃの先端部であるため、さらに塗布精度が向上する。
【００３７】
図４（ｃ）では、ノズルとシリンジ筒本体との区別が明確ではなく、シリンジ筒の先端が徐々に口すぼまりになっている。このようにシリンジ筒５ｂの内径を、ノズル５ｃの先端にかけて徐々に小さくなるようにすることでも同様に塗布精度が向上する。一方、溶融金属２の塗布精度が気にならない場合は、図４（ｄ）のように、シリンジ筒５ｂとノズル５ｃの内径を同じにしてもよい。なお、シリンジ筒５ｂよりノズル５ｃの内径を大きくすることも考えられる。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態４を図５に基づいて説明する。雰囲気炉６の中を低酸素な濃度に保持すればするほど、コストが高くなる。そこで、酸素濃度を若干高くして、酸化膜の発生が多くなっても安定的に溶融金属２を吸引・吐出できるようにしたものが図５に示す構成である。ピストン５ａの先端にノズル５ｃの内径よりも小径のピン５ｇを設けている。ピン５ｇは酸化膜が堆積しやすいノズル５ｃの詰まりを防止するものである。酸化膜はシリンジ筒５ｂの内部にも堆積するが、溶融金属シール５ｅは、溶融状態であるため酸化膜の凸凹にも溶融金属シール５ｅが自由に形を変えて添うためシール性が劣化せず、シリンジ筒５ｂの内部気密を保持することが可能である。
【００３９】
ここで、雰囲気炉６の中を低酸素濃度に保持することがコスト高となり、図５のようにピストン５ａの先端にピン５ｇを設けることで安定的に溶融金属２を吸引・吐出させることができる点において、溶融金属シール５ｅも酸化により徐々に酸化膜に変化し、溶融金属シール５ｅが減ってくる。そこで図３のようなシール形状と図５のピン５ｇを併用することにより、シール性を長期間維持できる。
【００４０】
実施の形態５．
実施の形態５を図６に基づいて説明する。図６は、溝部５ｈがシリンジ筒５ｂの内周側に設けられていて、溶融金属シール５ｅがシリンジ筒５ｂの挿入口でピストン５ａの外周と接していることを示している。ピストン５ａが細すぎて、ピストン５ａに溶融金属シール５ｅを形成し難い場合に適している。
【００４１】
なお、上記各実施の形態の説明では、溶融金属２をシリンジ５のノズル５ｃから吐出する際に、目的物を塗布対象物として塗布する場合を例に説明したが、必ずしも塗布のみに限定されるものではない。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。例示した溶融金属２の種類、シリンジ５の形状や材質、圧力制御装置（ピストン）の構成などは、何れもこの発明を実施するための一例に過ぎず、その他の変形や変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４２】
１ 貯留槽、 ２ 溶融金属、 ３ 貯留ヒータ、 ４ シリンジ保温ヒータ、 ５ シリンジ、 ５ａ ピストン、 ５ｂ シリンジ筒、 ５ｃ ノズル、 ５ｄ シリンジ内の溶融金属、 ５ｅ 溶融金属シール、 ５ｇ ピン、 ５ｈ 溝部、 ５ｉ シリンジ筒の底部、 ５ｊ ノズルの出口、 ６ 雰囲気炉、 ７ 吐出機構部、８ 溶融金属吐出装置、 ９ ワイヤー状の金属、 １０ アクチュエータ、 １４ 移動機構部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶融半田などの溶融金属を吸引し、吸引した溶融金属を塗布対象物に所定量吐出する場合に好ましく用いられる溶融金属吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属と金属、半導体素子とセラミック基板、或いはセラミック基板とベース基板などの接合に、半田等のろう材が用いられている。接合部分には空気が介在しないこと、また接合境界面に酸化物層が生成されていないことが望ましい。良好な接合品質を得るため、接合に溶融半田などの溶融金属が使用されることが多い。
【０００３】
具体例として、特許文献１が開示する半田ボール形成装置は、溶融半田を貯留する半田貯留部、溶融半田の温度を所定の範囲に保持するヒータ、溶融半田や圧縮非酸化性ガスの連通路、溶融半田を吐出するオリフィス、半田貯留部へ圧縮非酸化性ガスの供給を制御する切替弁、溶融半田直上の圧縮非酸化性ガスの圧力を所定圧力に維持する排気通路と放出弁から構成されている。切替弁の弁体は、ピエゾアクチュエータにより駆動される。切替弁に電磁弁を用いることもできる。圧縮非酸化性ガスを半田貯留部に供給すると、半田貯留部内の溶融半田が押し出される。
【０００４】
他の具体例には、特許文献２に記載されている注射器状器具にて溶融半田を吐出する装置、および特許文献３に記載されているシリンジ内の溶融はんだをプランジャーにより圧送する装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７７１４１号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開２００９−１７８６３９号公報（第１頁、図１）
【特許文献３】特開平１０−１３７９３０号公報（第１頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている半田ボール形成装置は、半田貯留部や半田を吐出するための多くの部品（各種弁・アクチュエータ）を有しており、大型でかつ高価となる。半田は微少の酸素でも酸化膜が発生し、溶融半田の各経路への付着と壁面への堆積が生じる。酸化膜を定期的に清掃しなければ、酸化膜の経路への詰まり、吐出した半田への酸化膜の混入により、接合する際に品質劣化が生じる。これを回避するには、経路を構成する部材の交換、もしくは清掃が必要となる。交換の場合、多大な費用を要し、清掃をする場合には、多大な時間を要する。また製造上、塗布したい位置へ半田塗布機構を移動させることが生じる。この装置は大型で高速移動に適していないため、生産効率が高くない。
【０００７】
特許文献２が開示する溶融半田吐出装置は、吸入した溶融金属を目的物に吐出するノズルを有する溶融金属保持容器と、この溶融金属保持容器に収容された溶融金属を所定の温度に保持する加熱装置と、溶融金属保持容器内の圧力を制御することにより溶融金属をノズルから吸入させる、または吐出させる圧力制御部品と、圧力制御部品に係わる耐熱シールを備えたものである。この耐熱シールには、摺動性と耐熱性を両立した、テフロン（登録商標）のようなフッ素樹脂を主成分とする材料が好ましく用いられている。しかし、圧力制御部品に取付けられた耐熱シールは、溶融金属保持容器の内部を摺動するため、長期間使用するといくら摺動性がよくても磨耗する。結果、溶融金属保持容器は気密を維持できず、溶融金属の吐出量がばらついたりする。さらに磨滅した際には溶融金属が吸引・吐出できなくなる。耐熱シールは、フッ素樹脂を主成分とする材料であれば、おおよそ３００℃程度の耐熱が限界で、それ以上の高温の溶融金属には使用できない。
【０００８】
特許文献３の半田吐出装置は、半田が溶融状態で充填貯蔵されたシリンジ、シリンジ内の溶融半田を圧送するプランジャー、プランジャーを駆動・制御する機器から構成されている。この構成では、大量の半田を塗布しようとすると、シリンジを大型にする必要がある。大型化した装置は高速移動には適さないので、シリンジを小型化すると頻繁にシリンジ内に半田を供給する必要があり生産効率が低下する。さらに定期的な清掃も、部品点数が多いため時間を要する。一方、プランジャーとシリンジをシールする材料には、グラファイト、またはグラファイトにボロンナイトライドを添加した材料を用いている。シールは、半田の成分と異なる成分で構成されているにも関わらず、半田と接する構造となっている。塗布作業を繰返すことでシール成分が半田に混入するので、接合品質の低下の要因となる。
【０００９】
この発明は、上記のような従来技術の課題を解決するためになされたものである。すなわち、構造が小型、簡単で高速移動ができ、従って生産効率が高く、しかもメンテナンス頻度が極めて少なく、維持が容易で安価に得ることができる溶融金属吐出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願に係わる溶融金属吐出装置は、第１の開口が下端に設けられ、第２の開口が第１の開口よりも上側に設けられているシリンジ筒と、シリンジ筒の第２の開口に挿入され、往復運動するピストンと、ピストンが挿入されたシリンジ筒を昇温する第１の加熱装置と、シリンジ筒の第１の開口と対向し、接合金属が収容される貯留槽と、貯留槽を昇温する第２の加熱装置とを備えている。ピストンの外周またはシリンジ筒の内周に溝部が設けられていて、溝部の全周に貯留槽に収容された接合金属と同じ成分の接合金属が配設されている。ピストンの外周またはシリンジ筒の内周に溝部が設けられていて、溝部の全周に貯留槽に収容された接合金属と同じ成分の接合金属が配設されている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、溶融金属の吸入口と吐出口を同一のノズルにした溶融金属保持容器を用い、溶融金属を貯留する貯留槽と、溶融金属を吐出する部分とを別に構成したことにより、吐出機構部を小型で簡素にできる。従って高速移動が容易で生産効率を高めることができる。また、小型で構造が簡単であることにより、安価でありメンテナンスも容易である。
【００１２】
溶融金属保持容器内の圧力を制御する圧力制御部品には、吸引、吐出する溶融金属と同じ成分で構成された溶融金属シールを用いている。溶融金属を溶融金属保持容器に吸入し、目的物へ吐出する動作を繰返すことによるシールの磨耗や熱による損傷が減少するので、メンテナンスが容易となり、安価で生産効率がよい装置が得られる。さらに、高温の溶融金属が扱えることで、異なった融点の接合材の選択肢が拡がり、さらなる高度な接合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係わる溶融金属吐出装置の要部を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係わる図で、第１の形態を有する溝部が形成されたピストンを示す図（ａ）と、溝部に金属シールが巻き回された状態を示す図（ｂ）と、ピストンがシリンジ筒に挿入された状態を示す断面図（ｃ）と、シリンジ筒の中で金属シールが溶融している状態を示す断面図（ｄ）である。
【図３】実施の形態２に係わる図で、溝部の第２の形態を示す断面図（ａ）と、溝部の第３の形態を示す断面図（ｂ）である。
【図４】実施の形態３に係わり、シリンジ筒の先端形状を説明する図で、ノズルの第１の形態を示す図（ａ）と、ノズルの第２の形態を示す図（ｂ）と、ノズルの第３の形態を示す図（ｃ）と、ノズルの第４の形態を示す図（ｄ）である。
【図５】実施の形態４に係わる図で、先端にピンが形成されているピストンを説明する図である。
【図６】実施の形態５に係わる図で、シリンジ筒の内周に設けられている溝部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１に基づいて実施の形態１を説明する。図１は、溶融金属吐出装置の概略的な構成を示している。溶融金属吐出装置８は貯留槽１、貯留ヒータ３、雰囲気炉６、吐出機構部７、移動機構部１４から構成されている。なお、以下、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示すものとする。
【００１５】
貯留槽１はろう材等の接合金属を溶融状態で収容する。貯留槽１の内底部には、収容された接合金属を溶融状態に保持するための貯留ヒータ３が設置されている。シリンジ保温ヒータ４は、シリンジ５の周囲を囲む円筒状のヒータ内蔵ブロックからなる。シリンジ５は、ピストン（圧力制御部品）５ａとシリンジ筒５ｂから構成されていて、貯留槽１に対して別設されている。円柱状のピストン５ａは途中に溝部５ｈが形成されている。シリンジ筒５ｂの底部にはシリンジ筒の本体よりも小径であるノズル５ｃが形成されている。ノズル５ｃは貯留槽１に対向している。
【００１６】
シリンジ保温ヒータ４は、温度センサを含む温度制御装置１２によってシリンジ５を所定の温度範囲内に制御する。シリンジ保温ヒータ４と温度制御装置１２が第１の加熱装置を構成する。貯留ヒータ３は、温度制御装置１１によって溶融金属２を所定の温度範囲内に制御する。貯留ヒータ３と温度制御装置１１が第２の加熱装置を構成する。シリンジ保温ヒータ４の代わりに、放射、誘導加熱、対流熱伝達などの手段によってシリンジ５を加熱するようにしてもよい。シリンジ保温ヒータ４とシリンジ５とアクチュエータ１０は吐出機構部７を構成している。
【００１７】
ピストン５ａはシリンジ筒５ｂと協働してシリンジ５の内部圧力を制御する。シリンジ５は、溶融金属２をノズル５ｃから吸入し、または吐出する。シリンジ内の溶融金属５ｄは塗布対象物の目的個所に吐出される。アクチュエータ１０はピストン５ａをシリンジ筒５ｂとは独立して図の矢印の方向（上下）に往復移動させる。移動機構部１４は吐出機構部７を、例えば、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に任意に移動制御する。
【００１８】
雰囲気炉６は、貯留槽１、吐出機構部７、移動機構部１４およびセラミック基板などの塗布対象物を囲んでいる。雰囲気炉６の内部は例えば窒素、アルゴン等の不活性ガス、または水素等の還元性ガス、またはそれらの混合ガスで満たされている。なお、本願では便宜上これらを「非酸化性ガス」と呼ぶ。雰囲気炉６は、貯留槽１を低酸素雰囲気にして、溶融金属２の酸化を抑制する。
【００１９】
溶融金属２の材料は、特に限定されるものではない。一例を挙げれば、接合用のろう材として好ましく用いることができるものとして、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、またはこれらを主成分とする混合物、あるいはこれらの１種類以上を含む合金類を挙げることができる。シリンジ５の材質は、例えば溶融金属２がＳｎ、またはＰｂを主成分とする半田の場合、ガラス、ステンレス、セラミクスなどを好ましく用いることができる。
【００２０】
これらの材質の組み合わせを用いた場合にはピストン５ａとシリンジ筒５ｂに半田が付着し難い。溶融した半田はノズル５ｃに残ることなく、塗布対象物へすべて塗布される。シリンジ５として、例えばガラスなどの熱を伝え難い材料を用いた場合には、シリンジ５にシリンジ保温ヒータ４を直接取り付けて加熱し、シリンジ内の溶融金属５ｄを溶融状態に効率よく維持できる。
【００２１】
シリンジ５の構造についてより具体的に説明する。シリンジ筒５ｂには２箇所の開口があり、上側の開口からピストンが挿入され、下側の開口（ノズル）から溶融金属を吸入および吐出する。ピストン５ａの外周径はシリンジ筒５ｂの内径よりも小さいので、両者の間には隙間が存在する。隙間の大きさは、ピストン５ａがシリンジ筒５ｂをスムーズに往復運動できるように設定されている。シリンジ５の気密は、溶融金属シール５ｅにより保たれる。溶融金属シール５ｅはピストン５ａの溝部５ｈに溶融状態で収納され、ピストン５ａの上下移動とともに、溶融金属シール５ｅも移動する。溶融金属シール５ｅは、対象物に吐出するシリンジ内の溶融金属５ｄと同じ材質の金属を用い、上記のとおり、ピストン５ａの溝部５ｈに溶融状態で収納する。
【００２２】
ピストン５ａとシリンジ筒５ｂの材質を同じにすることにより、ピストン５ａとシリンジ筒５ｂの隙間はシリンジ５を加熱した場合でも同程度の隙間に維持できる。この隙間は、シリンジ筒５ｂの内径に対し、ピストン５ａの直径を０．０５〜０．１ｍｍ程度小さくすることが望ましい。この寸法関係にすることで、溶融金属２で形成された溶融金属シール５ｅも溝部５ｈに安定的に収まり、シリンジ５の気密を安定的に保持することが可能である。仮にこの隙間に溶融金属の酸化膜が入り込んだとしても、酸化膜は脆いため、ピストン５ａの摺動抵抗は大きな影響を受けない。ただし、隙間がこれより小さいと、酸化膜が隙間に噛み込み摺動抵抗が大きくなる。
【００２３】
溶融金属シール５ｅの形成方法を図２に基づいて説明する。図２（ａ）はシリンジ５のピストン５ａを示していて、ピストン５ａには溝部５ｈが加工されている。図２（ｂ）は、溝部５ｈにワイヤー状の金属９を巻いた状態を示している。ワイヤー状の金属９は溶融金属２と同じ成分からなる接合用のろう材（接合金属）を線状に加工したものである。図２（ｃ）はピストン５ａをシリンジ筒５ｂに挿入した状態を表している。シリンジ保温ヒータ４でワイヤー状の金属９の融点以上に加熱すると、図２（ｄ）のように溶融金属シール５ｅが形成される。図２ではワイヤー状の金属９をピストン５ａに巻くことで溶融金属シール５ｅを形成する例を示したが、金属９はリボン状でもよい。
【００２４】
次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。まず、雰囲気炉６及びシリンジ５の内部を予め窒素ガスなどの非酸化性ガスで充満させておく。貯留槽１にはろう材としての溶融金属２が貯留され、貯留ヒータ３で溶融金属２は所定温度に保持されている。シリンジ５は、シリンジ保温ヒータ４により接合金属の融点以上の温度に加熱されている。ピストン５ａの溝部５ｈの温度は、接合金属の融点以上に上がるので、接合金属は溶融状態で収納されている。ピストン５ａはシリンジ筒５ｂの底部にまで押し込まれた状態にある。
【００２５】
次に、移動機構部１４によりシリンジ５のノズル５ｃを貯留槽１に貯留されている溶融金属２に浸す。アクチュエータ１０によりピストン５ａを上昇させると、シリンジ５の内部が減圧され、ノズル５ｃを通りシリンジ５に溶融金属２が吸入される。その後、移動機構部１４によりシリンジ５を上昇させ、塗布対象物の目的位置にシリンジ５を移動する。アクチュエータ１０によりピストン５ａを所定量下降させると、ノズル５ｃから溶融金属２が塗布対象物の目的位置に所定量塗布される。
【００２６】
溶融金属２を吸引する量は、溶融金属２を塗布する対象物に必要な量程度吸引すればよい。吸引量は、シリンジ５に設けられたピストン５ａを上昇するストロークの長さで増減し、塗布量も、シリンジ５のピストン５ａを下降するストロークの長さで増減できる。多点塗布する場合は、予め多点塗布するのに必要な合計量の溶融金属２を吸引しておく。塗布位置の始点にシリンジ５を移動させ、ピストン５ａを所要ストローク下降させ、始発位置で先ず塗布する。さらに次の塗布位置へシリンジ５を移動させ、ピストン５ａを所要ストローク下降させて塗布する。この動作を順次繰返すことで多点塗布は容易に実施できる。上記一連の動作を自動制御によって行わせることは容易である。
【００２７】
上記のようにこの実施の形態１によれば、溶融金属２の貯留槽１と、吐出機構部７を別体で構成し、溶融金属２を補給する吸入口と塗布する吐出口を同一のノズル５ｃとした。シリンジ５の内部圧力は、ピストン５ａを上方に引くことにより、外部の圧力よりも低下する。シリンジ５は溶融金属２をノズル５ｃから吸引して内部空間に保留し、該内部空間の圧力を上昇させることでシリンジ内の溶融金属５ｄを塗布対象物に吐出する。このように、本願に係る溶融金属吐出装置は構成が簡単であり、安価に提供することができる。
【００２８】
また、溶融金属２の貯留槽１は、吐出機構部７とは別に配置されるため、吐出機構部７をコンパクトで軽量に構成することができる。該吐出機構部７は高速に移動するので、生産性の高い処理が可能となる。さらに溶融金属２を非酸化性雰囲気下で任意の位置に、任意の量を塗布できることで、高品質な接合を得ることができる。
【００２９】
また、ピストン５ａや、溶融金属２と接触する面を、該溶融金属と化学反応を生じない材質、例えば不動体化した酸化膜を持つ金属またはセラミクスあるいはガラスなどで構成した場合には、余計な成分が混入しないため、吸引したときと同様の成分状態で塗布することができ、接合品質の劣化を防止できる。
【００３０】
また、溶融金属２が接触する気体を、非酸化性ガスとしたことにより、溶融金属２の表面の酸化が防止できる。溶融金属２の表面が酸化すると、ノズル５ｃからその酸化膜も吐出されるので、接合しようとする２部品の間に混入し、接合品質が劣化する。これに対して、この実施の形態１では、上記構成によりそのような懸念がなく高品質な接合が得られる。さらに、ピストン５ａとシリンジ筒５ｂを同一の材質とした場合には、シリンジ保温ヒータ４で加熱しても、ピストン５ａとシリンジ筒５ｂの隙間が保たれるので、気密の確保が図られる。ピストン５ａの動きやすさに変化はないので、溶融金属２の吐出量も高精度に制御することができる。
【００３１】
また、吸引、吐出動作を繰返すと、シリンジ５の内部を溶融金属シール５ｅが摺動する。溶融金属シール５ｅは、溶融状態の金属であるため磨耗による劣化がなく、またシール面に合わせて自由に形状を変えることができる。吐出機構部７は長期間に渡り、溶融金属を安定的に吐出することが可能になり、メンテナンスが不要な状態で効率よく部品を生産することが可能になる。仮に溶融金属シール５ｅの一部が落下して吐出する溶融金属２に混入したとしても、部品の接合品質に悪影響を与えることはない。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態２を図３に基づいて説明する。図３は、ピストン５ａに加工されている溝部の形態を２例示している。溝部５ｈの変化に伴い溶融金属シール５ｅの形状も異なっている。図３（ａ）では実施の形態１よりも溶融金属シール５ｅの長さを長くしている。これにより溶融金属シール５ｅが酸化によりシールを形成している溶融金属が減ってもシール性が長期間維持できるようになる。図３（ｂ）では、溝部５ｈと溶融金属シール５ｅを３個設置している。これも、図３（ａ）同様、シール性を長期間維持できるようにしたものであり、複数に分かれてシールを形成していることにより、シール性を維持している。
【００３３】
要はシリンジ５の気密が、溶融金属２と同じ材料で維持されていれば、溶融金属シール５ｅの形はどんな形状でも問題ない。図３（ｂ）では溶融金属シール５ｅを３個設置した例を記載したが、これより増減しても問題ない。また、溶融金属２を吸引し、シリンジ筒５ｂの内で、溶融金属２と溶融金属シール５ｅが繋がっていても問題ない。
【００３４】
実施の形態３．
実施の形態３を図４に基づいて説明する。シリンジ筒５ｂの底部５ｉにはノズル５ｃが設けられていて、シリンジ内には溶融金属が蓄えられている。図４（ａ）〜図４（ｄ）はノズル５ｃの形状における４種類の形態を示す。図４（ａ）のように、シリンジ筒５ｂの本体の内径より、ノズル５ｃの内径を小さくすることにより、塗布量の精度を向上することができる。以下にその説明をする。
【００３５】
溶融金属２を対象物に吐出する際、対象物に吐出される溶融金属２とシリンジ内の溶融金属５ｄは繋がった状態にある。アクチュエータ１０を上昇させることで、ノズル５ｃも上昇し、吐出された溶融金属２とシリンジ内の溶融金属５ｄは切り離される。この時、溶融金属２の切れる位置により、対象物に塗布される溶融金属２の質量は増減する。つまり、切れる位置を常に一定位置で切れば、溶融金属２の塗布量を精度よく管理できる。
【００３６】
これを実現するのが図４（ａ）の例で、ノズル５ｃの内径を、シリンジ筒５ｂの内径より小さくしている。溶融金属２は必ずノズル５ｃの内径が小さくなった部分で切れるようになり、塗布精度が向上する。図４（ｂ）では、ノズルの出口５ｊはノズルの付け根（シリンジ筒の底部５ｉからノズルが始まる部分）よりも細くなっている。ノズル５ｃの内径を先端に行くほど小さくすれば、吐出後の溶融金属２の切り離される位置が、必ず図４（ｂ）のノズル５ｃの先端部であるため、さらに塗布精度が向上する。
【００３７】
図４（ｃ）では、ノズルとシリンジ筒本体との区別が明確ではなく、シリンジ筒の先端が徐々に口すぼまりになっている。このようにシリンジ筒５ｂの内径を、ノズル５ｃの先端にかけて徐々に小さくなるようにすることでも同様に塗布精度が向上する。一方、溶融金属２の塗布精度が気にならない場合は、図４（ｄ）のように、シリンジ筒５ｂとノズル５ｃの内径を同じにしてもよい。なお、シリンジ筒５ｂよりノズル５ｃの内径を大きくすることも考えられる。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態４を図５に基づいて説明する。雰囲気炉６の中を低酸素な濃度に保持すればするほど、コストが高くなる。そこで、酸素濃度を若干高くして、酸化膜の発生が多くなっても安定的に溶融金属２を吸引・吐出できるようにしたものが図５に示す構成である。ピストン５ａの先端にノズル５ｃの内径よりも小径のピン５ｇを設けている。ピン５ｇは酸化膜が堆積しやすいノズル５ｃの詰まりを防止するものである。酸化膜はシリンジ筒５ｂの内部にも堆積するが、溶融金属シール５ｅは、溶融状態であるため酸化膜の凸凹にも溶融金属シール５ｅが自由に形を変えて添うためシール性が劣化せず、シリンジ筒５ｂの内部気密を保持することが可能である。
【００３９】
ここで、雰囲気炉６の中を低酸素濃度に保持することがコスト高となり、図５のようにピストン５ａの先端にピン５ｇを設けることで安定的に溶融金属２を吸引・吐出させることができる点において、溶融金属シール５ｅも酸化により徐々に酸化膜に変化し、溶融金属シール５ｅが減ってくる。そこで図３のようなシール形状と図５のピン５ｇを併用することにより、シール性を長期間維持できる。
【００４０】
実施の形態５．
実施の形態５を図６に基づいて説明する。図６は、溝部５ｈがシリンジ筒５ｂの内周側に設けられていて、溶融金属シール５ｅがシリンジ筒５ｂの挿入口でピストン５ａの外周と接していることを示している。ピストン５ａが細すぎて、ピストン５ａに溶融金属シール５ｅを形成し難い場合に適している。
【００４１】
なお、上記各実施の形態の説明では、溶融金属２をシリンジ５のノズル５ｃから吐出する際に、目的物を塗布対象物として塗布する場合を例に説明したが、必ずしも塗布のみに限定されるものではない。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。例示した溶融金属２の種類、シリンジ５の形状や材質、圧力制御装置（ピストン）の構成などは、何れもこの発明を実施するための一例に過ぎず、その他の変形や変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４２】
１ 貯留槽、 ２ 溶融金属、 ３ 貯留ヒータ、 ４ シリンジ保温ヒータ、 ５ シリンジ、 ５ａ ピストン、 ５ｂ シリンジ筒、 ５ｃ ノズル、 ５ｄ シリンジ内の溶融金属、 ５ｅ 溶融金属シール、 ５ｇ ピン、 ５ｈ 溝部、 ５ｉ シリンジ筒の底部、 ５ｊ ノズルの出口、 ６ 雰囲気炉、 ７ 吐出機構部、８ 溶融金属吐出装置、 ９ ワイヤー状の金属、 １０ アクチュエータ、 １４ 移動機構部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の開口が下端に設けられ、第２の開口が第１の開口よりも上部に設けられているシリンジ筒と、前記シリンジ筒の第２の開口に挿入され、往復運動するピストンと、前記ピストンが挿入された前記シリンジ筒を昇温する第１の加熱装置と、前記シリンジ筒の第１の開口と対向し、接合金属が収容される貯留槽と、前記貯留槽を昇温する第２の加熱装置とを備えた溶融金属吐出装置において、
前記ピストンの外周または前記シリンジ筒の内周に溝部が設けられていて、前記溝部の全周に前記貯留槽に収容された接合金属と同じ成分の接合金属が配設されていることを特徴とする溶融金属吐出装置。
【請求項２】
溝部の全周に配設された接合金属は溶融していることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項３】
貯留槽、シリンジ筒、ピストンを囲い、非酸化性ガスで周囲から遮蔽する雰囲気炉を備えていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項４】
溝部がピストンに複数個所設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項５】
シリンジ筒の底部にはシリンジ筒の本体よりも小径であるノズルが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項６】
ノズルの出口はノズルの付け根よりも細くなっていることを特徴とする請求項５に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項７】
ピストンの先端にノズルの内径よりも細いピンが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項８】
シリンジ筒は下端に向かって徐々に口すぼまりになっていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項１】
第１の開口が下端に設けられ、第２の開口が第１の開口よりも上部に設けられているシリンジ筒と、前記シリンジ筒の第２の開口に挿入され、往復運動するピストンと、前記ピストンが挿入された前記シリンジ筒を昇温する第１の加熱装置と、前記シリンジ筒の第１の開口と対向し、接合金属が収容される貯留槽と、前記貯留槽を昇温する第２の加熱装置とを備えた溶融金属吐出装置において、
前記ピストンの外周または前記シリンジ筒の内周に溝部が設けられていて、前記溝部の全周に前記貯留槽に収容された接合金属と同じ成分の接合金属が配設されていることを特徴とする溶融金属吐出装置。
【請求項２】
溝部の全周に配設された接合金属は溶融していることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項３】
貯留槽、シリンジ筒、ピストンを囲い、非酸化性ガスで周囲から遮蔽する雰囲気炉を備えていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項４】
溝部がピストンに複数個所設けられていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項５】
シリンジ筒の底部にはシリンジ筒の本体よりも小径であるノズルが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項６】
ノズルの出口はノズルの付け根よりも細くなっていることを特徴とする請求項５に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項７】
ピストンの先端にノズルの内径よりも細いピンが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の溶融金属吐出装置。
【請求項８】
シリンジ筒は下端に向かって徐々に口すぼまりになっていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１９４４５６（Ｐ２０１１−１９４４５６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６２５８（Ｐ２０１０−６６２５８）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【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２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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