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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf einem Siebdrucker, insbesondere aber nicht ausschließlich, für das Drucken von Pastenmaterial. Die Erfindung bezieht sich ebenso auf ein Siebdruckverfahren.
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Hintergrund
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In einer herkömmlichen Oberflächen Montage Technologie (surface mount technology, SMD) Produktionslinie gibt es üblicherweise einen Siebdrucker. Es können jedoch zwei oder mehr Siebdrucker verwendet werden, um einen höheren Durchsatz zu erreichen, insbesondere wenn eine Großserie von Verbraucherprodukten wie zum Beispiel Leiterplatten (printed circuit boards, PCBs) für Mobiltelefone, Fahrzeugkomponenten etc. gedruckt werden. Mehr als einen Siebdrucker zu haben ist nützlich in hoch gemischten Umgebungen (high mix environments), wo die Größen einer Charge kleiner sind und die Anzahl von Umrüstungen höher ist, weil dann, wenn ein Drucker rekonfiguriert wird, der andere Drucker den Betrieb fortsetzen kann und die Stillstandszeit der Linie reduziert. Wenn jedoch eine Pausenperiode gegeben ist, geht der Wert des Siebdruckens nach oben verglichen zu den Kosten der gesamten Linie, da zwei Drucker nicht bis zu ihrer maximalen Kapazität verwendet werden.
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Zusammenfassung
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In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Siebdrucker bereitgestellt, welcher aufweist eine Druckkammer oder Druckerkammer; eine Mehrzahl von Unterstützungsbauteilen zum Unterstützen von einem Substrat oder mehr Substraten in der Druckkammer, wobei die Mehrzahl von Unterstützungsbauteilen zueinander benachbart angeordnet sind entlang eines einzigen Transportpfades zum Transportieren des einen Substrates oder der mehr Substrate, wobei jedes Unterstützungsbauteil in der Lage ist, individuell ein entsprechendes Substrat in einer Druckposition zu unterstützen; eine Schablone, die eine Mehrzahl von Druckmustern hat, wobei jedes Druckmuster benachbart zu einem anderen Druckmuster angeordnet ist, um zu Positionen von den Unterstützungsbauteilen zu korrespondieren, wobei jedes Druckmuster zu einem gewünschten Pastenmuster korrespondiert, welches auf zumindest einem Substrat gedruckt werden soll, welches von einem von den Unterstützungsbauteilen an der Druckposition unterstützt ist; und einen Pastendrucker, welcher eingerichtet ist, Pastenmaterial auf das zumindest eine Substrat unter Verwenden von zumindest einem von den Druckmustern zu drucken.
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Die Bezugnahmen auf "Pastenmaterial", die in dieser Anmeldung verwendet werden, beinhalten Lotpaste, Klebstoff, und der Proxymaterialien etc., abhängig von dem, was auf das Substrat gedruckt werden soll.
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Die Bezugnahmen auf "Siebdrucker" und "Siebdrucken", die in dieser Anmeldung verwendet werden, beinhalten jede Art von Vorrichtung oder Prozess zum Drucken von Pastenmaterial.
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Ein Vorteil von der beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass, aufgrund der Anzahl von Unterstützungsbauteilen, die benachbart zueinander entlang der Achse von dem einspurigen Transport des Druckers angeordnet sind, eine größere Flexibilität und Optionen ermöglicht werden, da der Siebdrucker nun konfiguriert ist, um sequenzielle Arbeitsabläufe bzw. ein sequenzielles Drucken auszuführen. Zum Beispiel kann der Siebdrucker konfiguriert werden, um ein Substrat zu einer Zeit zu durch ein entsprechendes Konfigurieren der Unterstützungsbauteile zu prozessieren, und dies kann nützlich sein für ein Hochfahren (ramp-up) oder ein Herunterfahren (ramp-down) eine Linie, wenn nur eine Seite von den Substraten für ein Prozessieren oder ein Verarbeiten bereit ist. Der Siebdrucker kann auch konfiguriert sein, um verschiedene Pastenhöhen auf demselben Substrat unter Verwenden der Mehrzahl von Druckmustern zu drucken (in diesem Fall sind die Druckmuster gleich aber die Schablonen-(oder die Sieb-)Folie ist entsprechend justiert). Außerdem kann der Siebdrucker ebenso konfiguriert sein, um zwei Substrate sequenziell in der Druckkammer zu drucken, indem die Unterstützungsbauteile konfiguriert worden sind, um die zwei Substrate zu unterstützen, die benachbart zueinander positioniert sind. Wie anerkannt werden kann, kann der Siebdrucker dann für verschiedene Arbeitsabläufe individuell hergerichtet werden.
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Bevorzugt weist der Siebdrucker ferner einen Prozessor auf, welcher konfiguriert ist, um eines oder mehr von den Unterstützungsbauteilen zum Unterstützen eines entsprechenden Substrates abhängig von der Anzahl von Substraten auszuwählen, die in der Druckkammer gleichzeitig zu einer beliebigen Zeit aufgenommen werden sollen. Dies schafft eine größere Flexibilität zum Konfigurieren des Druckers für verschiedene Arbeitsabläufe. In dieser Konfiguration kann der Siebdrucker eingerichtet sein, um selektiv das Pastenmaterial an das eine Substrat oder an die mehr Substrate anzubringen unter Verwenden entweder von einem Druckmuster oder mehr Druckmustern abhängig von einer geeigneten Selektion mittels des Prozessors.
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Die Druckkammer kann eingerichtet sein, ein erstes Substrat und ein zweites Substrat aufzunehmen, und die Anzahl von Unterstützungsbauteilen enthält ein erstes Unterstützungsbauteil und ein zweites Unterstützungsbauteil, welche zum Unterstützen des ersten Substrates bzw. des zweiten Substrates eingerichtet sind. In anderen Worten ist der Siebdrucker eingerichtet, um zwei Substrate zu einer Zeit zu prozessieren oder zu verarbeiten.
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Das erste Unterstützungsbauteil und die Schablone können relativ zueinander beweglich sein, um ihren relativen Abstand anzupassen zum Bewegen des ersten Substrates zwischen (a) einer Transportposition, durch welche das erste Substrat in die Druckkammer hinein und aus der Druckkammer heraus transportiert wird, (b) einer Bilderkennungsposition für eine Messmarkenerkennung von dem ersten Substrat und (c) der Druckposition.
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Das zweite Unterstützungsbauteil und die Schablone können auch relativ zueinander beweglich sein, um ihren relativen Abstand anzupassen zum Bewegen des zweiten Substrates zwischen (a) der Transportposition, durch welche das zweite Substrat in die Druckkammer hinein und aus der Druckkammer heraus transportiert wird, (b) der Bilderkennungsposition für eine Messmarkenerkennung von dem zweiten Substrat und (c) der Druckposition.
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Bevorzugt können das erste Unterstützungsbauteil und das zweite Unterstützungsbauteil eingerichtet sein, um getrennt voneinander mit der Schablone ausrichtbar zu sein zum Registrieren (for registering) eines ersten Druckmusters und eines zweiten Druckmusters sequenziell mit entsprechenden gewünschten Pastenmustern von dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat; und wobei der Pastendrucker eingerichtet sein kann, um Pastenmaterial auf die Substrate zu drucken, welche sich sequenziell auf dem ersten Unterstützungsbauteil und dem zweiten Unterstützungsbauteil befinden.
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Es ist möglich, dass der Pastendrucker einen einzigen Druckkopf enthält, wobei der einzige Druckkopf eingerichtet ist, um sich linear entlang einer ersten Achse relativ zu der Schablone zwischen (a) einer ersten Position zum Drucken des Pastenmaterials auf das erste Substrat und (b) einer zweiten Position zum Drucken des Pastenmaterials auf das zweite Substrat zu bewegen. Der einzige Druckkopf kann eine Rakelklinge oder einen Satz von mehreren Rakelklingen enthalten.
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In der Alternative ist es vorgesehen, dass der Pastendrucker zwei Druckköpfe enthalten kann, welche eingerichtet sind, um das Pastenmaterial auf das erste Substrat bzw. auf das zweite Substrat zu drucken. In diesem Fall kann jeder Druckkopf eine Rakelklinge oder mehr Rakelklingen enthalten.
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Der Siebdrucker kann aufweisen eine Anzahl von Substrat-Stopper, wobei jeder Substrat-Stopper eingerichtet ist, um entsprechende Substrate an vorbestimmten Positionen zu stoppen, wenn die zwei oder mehr Substrate in die Druckkammer hinein transportiert werden. Bevorzugt kann die Mehrzahl von Druckmustern zwei Druckmuster enthalten und die Anzahl von Unterstützungsbauteilen kann zwei Unterstützungsbauteile enthalten. Es ist vorgesehen, dass ein Druckmuster unterschiedlich sein kann zu dem anderen Druckmuster, oder dass die zwei Druckmuster gleich sein können.
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Bevorzugt kann die Schablone eine Variable dicke haben. Auf diese Weise können variierende Tiefen von Pastenmaterial auf dem Substrat deponiert oder abgesetzt werden.
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In einem zweiten Aspekt von der Erfindung wird ein Siebdruckverfahren bereitgestellt, welches aufweist die Schritte des (a) Bereitstellens einer Druckkammer; (b) Anordnens einer Mehrzahl von Unterstützungsbauteilen zum Unterstützen von einem Substrat oder von mehr Substraten in der Druckkammer, wobei die Mehrzahl von Unterstützungsbauteilen zueinander benachbart angeordnet sind entlang eines einzigen Transportpfades zum Transportieren des einen Substrates oder der mehr Substrate, wobei jedes Unterstützungsbauteil in der Lage ist, individuell ein entsprechendes Substrat an einer Druckposition zu unterstützen; (c) Bereitstellens einer Schablone, die eine Mehrzahl von Druckmustern hat, wobei jedes Druckmuster benachbart zu einem anderen Druckmuster angeordnet ist, um zu der benachbarten Anordnung von den Unterstützungsbauteilen zu korrespondieren; (d) Unterstützens von zumindest einem Substrat mit einem von den Unterstützungsbauteilen in der Druckposition, wobei das zumindest eine Substrat ein gewünschtes Druckmuster enthält; und (e) Druckens von Pastenmaterial auf das zumindest eine Substrat unter Verwenden von zumindest einem von den Druckmustern, welches zu dem gewünschten Druckmuster korrespondiert.
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Das Verfahren kann ferner aufweisend ein Selektieren oder Auswählen von einem oder mehr von den Unterstützungsbauteilen zum Unterstützen eines entsprechenden Substrates abhängig von der Anzahl von Substraten, die in der Druckkammer gleichzeitig zu einer beliebigen Zeit aufgenommen werden sollen. In entsprechender Weise kann das Verfahren ferner aufweisend ein Anbringen oder Aufbringen des Pastenmaterials selektiv an einem Substrat oder an mehr Substraten unter Verwenden von zumindest einem von den Druckmustern abhängig von der Selektion.
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Das Verfahren kann auch weiterhin aufweisend ein Aufnehmen eines ersten Substrates und eines zweiten Substrates in der Druckkammer, und ein Unterstützen des ersten Substrates und des zweiten Substrates mittels eines ersten Unterstützungsbauteils bzw. eines zweiten Unterstützungsbauteils. Bevorzugt kann das Verfahren weiterhin aufweisend ein Bewegen des ersten Unterstützungsbauteils, des zweiten Unterstützungsbauteils und der Schablone relativ zueinander, um ihre relativen Abstände anzupassen, um zu bewegen das erste Substrat und das zweite Substrat von einer Transportposition, durch welche das erste Substrat und das zweite Substrat in die Druckkammer hinein und aus der Druckkammer heraus transportiert werden, zu einer Bilderkennungsposition für eine Messmarkenerkennung von dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat und dann zu der Druckposition.
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Das Verfahren kann ferner aufweisend, an der Bilderkennungsposition, ein Ausrichten der Schablone mit dem zweiten Unterstützungsbauteil, um ein zweites Druckmuster mit dem zweiten Substrat zu registrieren; und, in der Druckposition, ein Drucken des Pastenmaterials auf das zweite Substrat unter Verwenden des zweiten Druckmusters. Das Druckverfahren kann ferner aufweisend ein Anpassen der relativen Abstände zwischen dem ersten Unterstützungsbauteil und dem zweiten Unterstützungsbauteil und der Schablone weg voneinander, um das erste Substrat und das gedruckte zweite Substrat von dem Unterstützungsbauteil zu beabstandeten oder zu entfernen; ein Ausrichten der Schablone mit dem ersten Unterstützungsbauteil, um ein erstes Druckmustern mit dem ersten Substrat zu registrieren; ein Bewegen des ersten Unterstützungsbauteils zu der Druckposition; und ein Drucken des Pastenmaterial auf das erste Substrat unter Verwenden des ersten Druckmusters. Auf diese Weise ermöglicht die vorstehend beschriebene Sequenz von Arbeitsabläufen jedem Substrat eine individuelle Ausrichtung zu der Schablone zu haben, ohne zu erfordern den Aussichtsmechanismus für zwei Druckflächen zu duplizieren.
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Das Verfahren kann ferner aufweisend ein Ändern der relativen Positionen zwischen dem ersten Unterstützungsbauteil und dem zweiten Unterstützungsbauteil und der Schablone, um das erste Substrat und das zweite Substrat zu der Transportposition zu bewegen; und ein Transportieren des ersten Substrates und des zweiten Substrates aus der Druckkammer heraus.
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Wenn der Drucker einen einzigen Druckkopf hat, kann das Verfahren enthalten ein Bewegen des einzigen Druckkopfes linear entlang einer ersten Achse relativ zu der Schablone zwischen einer ersten Position zum Drucken des Pastenmaterials auf das erste Substrat und einer zweiten Position zum Drucken des Pastenmaterials auf das zweite Substrat. In der Alternative kann der Drucker zwei Druckköpfe zum Drucken des Pastenmaterials haben, und das Verfahren enthält ein Drucken des Pastenmaterial auf das erste Substrat und das zweite Substrat unter Verwenden der entsprechenden Druckköpfe.
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Das Verfahren kann auch enthalten ein Transportieren von zwei oder mehr Substraten in die Druckkammer hinein und ein Stoppen von jedem Substrat an einer vorbestimmten Position unter Verwenden von einem entsprechenden Substrat-Stopper.
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Es sollte anerkannt werden, dass Merkmale, die sich auf einen Aspekt beziehen, auch für die anderen Aspekte anwendbar sein können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ein Beispiel von der Erfindung wird nun beschrieben mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 eine perspektivische Ansicht von einem Siebdrucker, wobei Abdeckungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angehoben sind, um eine Schablone zu illustrieren, die für ein Pastendrucken verwendet wird, welches in einer Druckkammer angewendet ist;
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2 ein Steuer Block Diagramm von dem Siebdrucker von 1;
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3 eine vergrößerte Draufsicht von oben von der Schablone von 1 in der Druckkammer (wobei andere Komponenten von dem Drucker weggelassen sind) und ein Illustration von einer ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte, welche in die Druckkammer hinein transportiert werden;
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4 bis 9 vereinfachte Querschnittsansichten (end views) von 3, betrachtet von einer Richtung A wie aus 3 ersichtlich, wobei die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte in der Druckkammer und unterhalb der Schablone sind und Illustrationen von verschiedenen Schritten zum Durchführen eines Pastendruckens von der ersten Leiterplatte und der zweiten Leiterplatte; und
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10 eine Draufsicht von oben von der ersten Leiterplatte 202 und der zweiten Leiterplatte 204, welche 10 die Leiterplatten nach einem Komplettieren des Pastendruckens von den 4 bis 9 zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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1 ist eine perspektivische Ansicht von einem Siebdrucker 100, welcher ein einspuriges Transportsystem 102 zum Transportieren von Substraten, wie zum Beispiel gedruckte Leiterplatten (printed circuit boards, PCBs) 200, aufweist in einer durchgehenden Beziehung (end-to-end relationship) in eine Druckkammer oder Druckerkammer 104 von dem Siebdrucker 100 hinein und durch die Druckkammer 104 von dem Siebdrucker 100 hindurch. Der Siebdrucker 100 enthält ein Paar von schwenkbaren Abdeckungen 106, die in 1 in der offenen Position gezeigt sind, um einen Zugang zu der Druckkammer 104 zu ermöglichen. Das Paar von schwenkbaren Abdeckungen 106 ist üblicherweise während eines Betriebs von dem Siebdrucker 100 geschlossen. Der Siebdrucker 100 enthält ferner eine Anzahl von Schutzpanelen 108.
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2 ist ein Steuer Block Diagramm (control block diagram) von dem Siebdrucker 100, welcher enthält einen Prozessor 110 zum Steuern von Doppel oder Zweifach Leiterplatten-Stopper 112, bewegliche Unterstützungsbauteile in der Form von einem ersten Hebeblock 114 und einem zweiten Hebeblock 116, eine Bilderfassungsvorrichtung in der Form einer Messmarken Kamera 118 (d.h. eine Kamera 118 zum Erfassen einer Messmarke), eine Schablone 120 und einen Pastendrucker 122 zum Drucken von Pastenmaterial auf die Leiterplatten 200.
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Ein Betrieb von dem Steuer Block Diagramm von dem Drucker 100 wird in Bezug auf die 2 und in Bezug auf die 3 bis 10 beschrieben und der Siebdrucker 100 ist in dieser Ausführungsform konfiguriert, um zwei Leiterplatten 200 im Wesentlichen gleichzeitig zu prozessieren oder zu verarbeiten. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht von oben von der Schablone 120 von den 1 und 2 (und weglassend die anderen Komponenten von dem Siebdrucker 100 von 1), und die erste Leiterplatte 202 und die zweite Leiterplatte 204 werden in die Druckkammer 104 hinein und unterhalb der Schablone 120 transportiert. Die 4 bis 10 sind vereinfachte Seitenansichten von 3 in der Richtung A, wobei die erste Leiterplatte 202 und die zweite Leiterplatte 204 unterhalb der Schablone 120 transportiert werden, und welche 4 bis 9 die verschiedenen Schritte des Durchführens von Pastendrucken von der ersten Leiterplatte 202 und der zweiten Leiterplatte 204 illustrieren. 10 ist eine Draufsicht von oben von der ersten Leiterplatte 202 und der zweiten Leiterplatte 204, welche die Leiterplatten 202, 204 zeigt, welche 10 die Leiterplatte 202 und die Leiterplatte 204 nach einem Vervollständigen des Pastendruckens von den 4 bis 9 zeigen.
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In dieser Ausführungsform ist das Transportsystem 102 eingerichtet, um die Leiterplatten 202 durchgehend (in end-to-end relationships) zu transportieren und dies enthält ein gemeinsames Laden der ersten Leiterplatte 202 und der zweiten Leiterplatte 204 (zum Beispiel paarweise bzw. in einem Paar) in einer Richtung B in die Druckkammer 104 hinein, wie in 3 gezeigt. Vor einem Eintreten in die Druckkammer 104 werden die Leiterplatten 202, 204 in einer üblichen Weise prozessiert, was enthalten kann, dass Ihre Strichcodes für Identifikationszwecke gelesen werden. Die Schablone 120 ist in einer üblichen Weise in der Druckkammer 104 montiert. In dieser Ausführungsform enthält die Schablone jedoch ein erstes Druckmuster 124 und ein zweites Druckmuster 126, welche durchgehend entlang einer X-Achse von der Schablone 120 angeordnet sind, wobei jedes Druckmuster 124, 126 eine Anzahl von Öffnungen 128, 130 hat, durch welche Pastenmaterial auf entsprechende Anschlussflächen oder Löt Pads (solder pads) von der ersten Leiterplatte 202 und der zweiten Leiterplatte 204 hindurch deponiert oder abgesetzt werden.
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In anderen Worten ist jedes Druckmuster 124, 126 eingerichtet, um zu einem entsprechenden Anschlussflächen Design (pad layout) oder einem gewünschten Druckmuster von den Leiterplatten 202, 204 zu korrespondieren. In der dargestellten Ausführungsform korrespondiert das erste Druckmuster 124 zu dem Anschlussflächen Design von der ersten Leiterplatte 202 und das zweite Druckmuster 126 korrespondiert zu dem Anschlussflächen Design von der zweiten Leiterplatte 204. Indem das erste Druckmuster und das zweite Druckmuster durchgängig entlang der X-Achse angeordnet sind, bedeutet dies, dass die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte in die Druckkammer 104 durchgängig geladen sind, ebenso entlang der X-Achse (das heißt im Wesentlichen senkrecht zu einer Y-Achse von der Schablone 120).
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An bestimmten Bildpositionen innerhalb der Druckkammer 104 lässt der Prozessor 110 die Leiterplatten-Stopper 112 vorspringen oder sich verlängern, wobei jeder zugeordnete Leiterplatten-Stopper 112 die entsprechende erste Leiterplatte 202 oder zweite Leiterplatte 204 entlang des Transportsystems 102 an einer Transportposition stoppt (das heißt eine Position an oder auf einem Niveau, durch welches oder in welchem das Transportsystem 102 die Leiterplatten 202, 204 transportiert). Als nächstes aktiviert der Prozessor 110 den ersten Hebeblock 114 und den zweiten Hebeblock 116, wobei jeder Hebeblock 114, 116 benachbart zueinander entlang eines einzigen Transportpfades (so wie er durch das einspurige Transportsystem 102 definiert ist) und unterhalb der entsprechenden ersten Leiterplatte 202 und zweiten Leiterplatte 204 angeordnet ist, wie in 4 gezeigt. Jeder Hebeblock 114, 116 ist in der Lage, individuell eine entsprechende Leiterplatte 202, 204 zu unterstützen. In dieser Ausführungsform sind die Hebeblöcke 114, 116 ferner unterstützt von einem Hebetisch oder Hubtisch 117. Als nächstes werden die zwei Leiterplatten-Stopper 112 zurückgezogen, und der erste Hebeblock 114 und der zweite Hebeblock 116 werden kollektiv angehoben, indem der Hebetisch 117 angehoben wird, um es den Hebeblöcken 114, 116 zu ermöglichen, die entsprechende erste Leiterplatte 202 und zweite Leiterplatte 204 zu unterstützen und die Leiterplatten 202, 204 zu einer Bilderkennungsposition zu bewegen (entlang der Z-Achse), wie in 5 gezeigt. In der Bilderkennungsposition aktiviert der Prozessor 110 die Messmarken Kamera 118, um eine Messmarkenerkennung durchzuführen zuerst von einer Anzahl von Messmarken auf der ersten Leiterplatte 202 und der Schablone 120 und danach von Messmarken auf der zweiten Leiterplatte 204 und der Schablone 120, um zu bestimmen oder zu messen die exakten relativen Positionen zwischen der ersten Leiterplatte 202 und der zweiten Leiterplatte 204 und der Schablone 120.
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Basierend auf dem gemessenen relativen Positionen zwischen der ersten Leiterplatte 202 und der zweiten Leiterplatte 204 und der Schablone 120 berechnet der Prozessor 110 jede Anpassung oder Justierung, welche erforderlich sein kann, um die Schablone 120 (genauer ausgedrückt das erste Druckmuster 124 und das zweite Druckmuster 126) mit den entsprechenden Anschlussflächen Designs von der ersten Leiterplatte 202 und der zweiten Leiterplatte 204 auszurichten. Als nächstes justiert der Prozessor 110 basierend auf der berechneten Justierung die Schablone 120, so dass ihre Unterseite 132 mit einer von den Leiterplatten 202, 204 ausgerichtet ist, und in diesem Fall ist die erste Ausrichtung dafür vorgesehen, um es dem zweiten Druckmuster 126 von der Schablone 120 zu ermöglichen, mit dem Anschlussflächen Design von der zweiten Leiterplatte 204 registriert zu sein.
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Wie in der 6 gezeigt, erhebt der Hebetischen 117 sowohl den ersten Hebeblock 114 als auch den zweiten Hebeblock 116 in oder entlang der Z-Achse, um zu erheben oder anzuheben die entsprechende erste Leiterplatte 202 und zweite Leiterplatte 204 auf eine Schablonenhöhe oder Druckposition und, wenn die Schablone 120 mit der zweiten Leiterplatte 204 ausgerichtet ist, aktiviert der Prozessor 110 den Pastendrucker 122, um ihn zu dem zweiten Druckmuster 126 zu bewegen. In dieser Ausführungsform enthält der Pastendrucker 122(a) einen Pasten Dispenser 136 zum Dispensieren einer Menge von Lotpaste auf die obere Seite 134 von der Schablone 120 in Bezug zu dem zweiten Druckmuster 126 und (b) einen Druckkopf, welcher einen Satz von Rakelklingen 138 enthält zum Verteilen von der dispensierten Lotpaste über das zweite Druckmuster 126 von der Schablone 120 hinweg, um die Lotpaste durch die Mehrzahl von Öffnungen 130 hindurch und auf die entsprechenden Lot Anschlussflächen von der zweiten Leiterplatte 204 zu dispensieren. Es sollte anerkannt werden, dass der Satz von Rakelklingen 130 eingerichtet ist, um sich entlang der Y-Achse (siehe 3) zu bewegen, wenn die Lotpaste über das zweite Druckmuster 126 verteilt wird.
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Nach einem Drucken oder einem Bedrucken von der zweiten Leiterplatte 204 werden beide Leiterplatten 202, 204 mittels eines Absenkens des Hebetisches 117 um einige wenige Millimeter abgesenkt. Des Weiteren wird die zweite Leiterplatte 204 sogar noch weiter entlang einer Mikro Z-Achse in der vertikalen Richtung abgesenkt, indem der zweite Hebeblock 116 um ein korrespondierendes Maß abgesenkt wird, und die relativen Positionen zwischen der ersten Leiterplatte 202 / dem ersten Hebeblock 114, der zweiten Leiterplatte 204 / dem zweiten Hebeblock 116 und der Schablone 118 sind in 7 gezeigt. Es sollte erwähnt sein, dass jeder Hebeblock 114, 116 einen individuell steuerbaren Mechanismus (zum Beispiel Motoren oder eine Hydraulik) zum Bewegen einer Substrat Unterstützungsoberfläche 113, 115 von jedem Hebeblock 114, 116 unabhängig und um einige wenige Millimeter (zum Beispiel zwischen 3 und 5 mm) entlang der Mikro Z-Achse enthält. Wenn beide von den Leiterplatten 202, 204 abgesenkt sind, richtet der Prozessor 110 erneut die Schablone 120 basierend auf den Messmarken Messungen aus, die vorstehend erläutert sind, so dass das erste Druckmuster 124 in Registrierung mit dem korrespondierenden Anschlussflächen Design von der ersten Leiterplatte 202 ist.
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Wenn die Schablone 120 erneut ausgerichtet ist, aktiviert der Prozessor 110 den Hebetisch 117, um sowohl den ersten Hebeblock 114 als auch den zweiten Hebeblock 116 anzuheben und dabei die erste Leiterplatte 202 zu erheben, so dass sie mit der unteren Seite 132 von der Schablone 120 in Eingriff oder in Kontakt kommt, während der zweite Hebeblock 116 in der unteren Position ist (wie vorstehend erklärt). Die zweite Leiterplatte 204 (welche bereits mit Lotpaste bedruckt ist) ist daher von der Schablone 120 beabstandet. Diese Anordnung ist in 8 gezeigt. Als nächstes aktiviert der Prozessor 110 den Pastendrucker 122, um sich von der Position von dem zweiten Druckmuster 126 (der Pastendrucker 122 ist in 8 in gestrichelten Linien gezeigt) linear entlang der X-Achse (Pfeil C) zu einer Position von dem ersten Druckmuster 124 (das heißt oberhalb der ersten Leiterplatte 202 (wie in 8 gezeigt) zu bewegen.
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Der Pasten Dispenser 136 stößt aus oder entlässt als nächstes eine weitere vorbestimmte Menge von Lotpaste auf die obere Seite 134 von der Schablone 120 in Bezug auf das erste Druckmuster 124 und der Satz von Rakelklingen 138 wird als nächstes gesteuert, um sich entlang der Y-Achse zu bewegen, um die Lotpaste über das erste Druckmuster 124 zu verteilen, so dass die Lotpaste über das erste Druckmuster 124 auf der ersten Leiterplatte 202 deponiert wird.
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Nachdem auch die erste Leiterplatte 202 bedruckt worden ist, werden beide Leiterplatten 202 und 204 auf das Transportniveau abgesenkt (wie in 9 gezeigt), indem der Hebetische 117 abgesenkt wird, wobei das Transportsystem 102 die bedruckten Leiterplatten 202, 204 aus der Druckkammer 104 und aus dem Drucker 100 heraus transportiert. 10 ist eine Draufsicht von oben von der Schablone 120 und den zwei bedruckten Leiterplatten 202, 204 und es sollte anerkannt werden, dass die zwei Leiterplatten 202, 204 basierend auf den Druckmustern 124, 126 von der Schablone 120 mit Lotpaste bedruckt worden sind.
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Mit einer solchen Anordnung ist nur ein Drucker 100 (und daher nur eine Schablone 120) notwendig, um hoch gemischte Herstellungsanforderungen (high mixed manufacturing requirements) zu unterstützen mit der Option einen Einfach-Druckkopf (in der Form von einem Satz von Rakelklingen 138) zum sequenziellen Drucken von Paste auf die zwei Leiterplatten 202, 204 zu haben. Diese Sequenz von Arbeitsschritten erlaubt eine individuelle Ausrichtung der Leiterplatten 202, 204 an die Schablone 120, ohne ein Erfordernis einem Ausrichtungsalgorithmus und getrennte mechanische Ausrichtungsmechanismen zum gleichzeitigen Ausrichten von zwei Druckmustern zu entwickeln. Sofern ein Drucker in der Lage ist, verschiedene Druckmuster (oder Bilder) zu drucken, vermeidet dies das Erfordernis einen anderen Drucker zu haben, so dass Ersparnisse hinsichtlich Kosten und Aufwand resultieren. Die Hinzufügung von den zwei Hebeblöcken 114, 116 ermöglicht eine neue Funktionalität, insbesondere wenn die zwei Hebeblöcke 114, 116 von dem Hebetisch 117 unterstützt sind. Wie es von der beschriebenen Ausführungsform anerkannt werden kann, dient der Hebetisch 117 zum Erheben bzw. Anheben und zum Absenken der Hebeblöcke 114, 116, um die Leiterplatten 202, 204 auf diesen Hebeblöcken 114, 116 zwischen dem Transportniveau und dem Bilderkennungsniveau anzuheben. Außerdem bewegt der Hebetisch 117 die Hebeblöcke 114, 116 und daher die Leiterplatten 202, 204 zwischen dem Bilderkennungsniveau und dem Druckniveau, aber in diesem Fall stellt während dieses Arbeitsablaufes das Hinzufügen von den Hebeblöcken 114, 116 eine zusätzliche Z-Achsen Bewegung bereit, welche es jedem Hebeblock 114, 116 erlaubt, selektiv die eine Leiterplatte 114 oder die andere Leiterplatte 116 der Schablone 120 unter Verwenden der Haupt Bewegung von dem Hebetisch 117 plus oder minus der "Mikro" Achsen Bewegung, welche von den Hebeblöcken 114, 116 ermöglicht wird, zu präsentieren.
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In der Lage zu sein, dass Pastendrucken von den beiden Leiterplatten 202, 204 sequenziell unter Verwenden von einem Drucker durchzuführen, erlaubt ein Drucken von verschiedenen Druckmustern auf verschiedenen Leiterplatten 202, 204 mit geeigneten Änderungen an den Druckmustern 124, 126. Es ist ebenso vorstellbar, dass die Druckmuster 124, 126, die auf die beiden aufeinander folgenden Leiterplatten 202, 204 gedruckt werden sollen, identisch sein können. Dies erlaubt es, zwei Leiterplatten zusammen innerhalb der Druckkammer 114 zu prozessieren, bevorzugt im Vergleich zu einem Laden von einer (Leiterplatte) nach der anderen in die Druckkammer 104 hinein.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, die vorgeschlagene Anordnung und das Verfahren zu nutzen, um kleine Merkmale mit einen geringen Niveau von Paste, sagen wir zum Beispiel 0,03 mm hoch, zu drucken. Dies kann gemacht werden unter Verwenden eines ersten Druckbereichs auf der Schablone 120 und dann kann in einem zweiten Druckbereich von der Schablone 120 eine dickere Folie von sagen wir 0,15 mm verwendet werden, um es größeren Pasten-Volumina zu ermöglichen, unter Verwenden des zweiten Druckbereichs auf der gleichen Leiterplatte gedruckt zu werden. In dem zweiten Druckbereich von der Schablone 120 können an der Unterseite von der Schablone 120 Kavitäten bereitgestellt sein, so dass die 0,03 mm Pasten-Ablagerungen von dem ersten Druckbereich nicht berührt werden, wenn die 0,15 mm Pasten-Ablagerungen deponiert werden. In anderen Worten, durch ein Bereitstellen einer Schablone 120, welche zwei Druckbereiche (oder Druckmuster) mit jeweils einer unterschiedlichen Folien- bzw. Schablonendicke hat, ermöglicht dies, dass ein solches Pastendrucken unter Verwenden von einem einzigen Drucker komplettiert wird.
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In der Tat kann der Siebdrucker 100 durch ein entsprechendes Programmieren des Prozessors 100 konfiguriert sein, um eine Leiterplatte zu einer Zeit zu prozessieren. Auf diese Weise kann der Prozessor 110 eingerichtet sein, einen oder zwei (oder mehr) von den Hebeblöcken 114, 116 auszuwählen, welcher bzw. welche verwendet werden soll bzw. sollen. Zum Beispiel, wenn nur eine Leiterplatte prozessiert werden soll, dann wird nur einer von den Hebeblöcken 114, 116 aktiviert, um individuell die Leiterplatte zu unterstützen. Dies ist insbesondere nützlich bei einem Hochfahren (ramp-up) oder einem Herunterfahren (ramp-down) einer Linie, wenn nur eine Seite von den Leiterplatten bereit ist, um prozessiert zu werden. Der Pastendrucker kann daher mittels des Prozessors konfiguriert sein, um das Pastenmaterial selektiv auf ein Substrat oder auf zwei Substrate oder auf mehr Substrate abhängig von der Anzahl von Substraten anzubringen, die in der Druckkammer 114 prozessiert werden sollen.
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Es ist ebenso möglich, dass dann, wenn eine Leiterplatte 204 bedruckt worden ist, und die andere Leiterplatte 202 bedruckt wird, die Leiterplatte 204, welche bereits bedruckt worden ist, auf ein Transportniveau abgesenkt werden kann und zu der nächsten Verarbeitungsstation transportiert werden kann, während eine neue Leiterplatte in die Druckkammer, das heißt in den ersten Druckbereich, geladen wird.
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Die beschriebenen Ausführungsformen sollten nicht als beschränkend interpretiert werden. Zum Beispiel kann die beschriebene Ausführungsform für Matrizendrucker (stencil printers), und nicht nur für Siebdrucker adaptiert sein. Ebenso kann das Drucken auf anderen Arten von Substraten (so wie zum Beispiel ein keramisches Substrat) durchgeführt werden, und nicht nur Leiterplatten. Gleichermaßen können andere Typen von Pastenmaterial verwendet werden, wie zum Beispiel Epoxy Materialien, und nicht nur Lotpaste. Ferner können die Druckmuster 124, 126 von der Schablone 120 die gleichen Bilder oder unterschiedliche Bilder sein und in entsprechender Weise kann der Drucker 100 konfiguriert sein, um eine unterschiedliche Granularität von Pastenmaterial auf die gleiche Leiterplatte zu drucken.
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In der beschriebenen Ausführungsform wird das zweite Druckmuster 126 von der Schablone 120 zuerst ausgerichtet mit bzw. registriert zu der zweiten Leiterplatte 204, um zuerst die zweite Leiterplatte 204 zu bedrucken. Es sollte jedoch offensichtlich sein, dass zuerst die erste Leiterplatte 202 zu dem ersten Druckmuster 124 von der Schablone 120 registriert werden kann (und daher zuerst bedruckt wird), gefolgt von der zweiten Leiterplatte 204.
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Es mag nicht nur einen Druckkopf bzw. einen Satz von Rakelklingen 138 geben. Stattdessen kann mehr als ein Druckkopf verwendet werden. In entsprechender Weise kann die Anzahl von Pasten Dispenser 136 auch mehr als eins sein. Anstelle des Verwendens von Hebeblöcken 114, 116 können die Unterstützungsbauteile in der Form von einem Klemmmechanismus sein zum individuellen Klemmen und Unterstützen der entsprechenden Substrate, um die relativen Abstände zwischen der Schablone 120 und den Substraten 202, 204 anzupassen. In der Tat können die relativen Abstände zwischen der Schablone 120 und den Leiterplatten 202, 204 angepasst werden durch ein Bewegen der Schablone 120 (während die Positionen der beiden Leiterplatten 202, 204 erhalten bleiben) und nicht notwendigerweise mittels eines Erhebens oder eines Absenkens der Leiterplatten 202, 204. Ferner wird in der beschriebenen Ausführungsform der Hebetisch 117 verwendet, um gemeinsam die beiden Hebeblöcke 114, 116 in bestimmten Stufen anzuheben oder abzusenken. Dies muss jedoch nicht notwendigerweise so sein, weil die beiden Hebeblöcke 114, 116 unabhängig voneinander bewegt werden können und die Bewegung synchronisiert werden kann.
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Außerdem, obwohl die beschriebene Ausführungsform ein Verwenden von Doppel Leiterplatten-Stopper beschreibt, kann die Anzahl von Stopper abhängig von der betreffenden Anwendung variieren (und in der Tat kann die Anzahl der Unterstützungsbauteilen so wie beispielsweise die Hebeblöcke 114, 116, welche verwendet werden, mehr als zwei sein). Außerdem können andere Arten des Stoppens der Leiterplatten in Erwägung gezogen werden (zum Beispiel Infrarot Lichtsensoren).
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Nachdem nun die Erfindung vollständig beschrieben ist, sollte es für jemanden, der in der Technik übliche Fähigkeiten hat, offensichtlich sein, dass hierzu viele Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, so wie beansprucht, abzuweichen.
