ES2228902T3 - Aparato y metodo para la impresion por chorros, para la fabricacion de circuitos impresos. - Google Patents

Abstract

Sistema de impresión de descarga por chorros para el suministro de una substancia inyectable líquida o viscosa como un dibujo en la superficie de una plataforma en una línea de producción de fabricación industrial, compuesto por: (A) un sistema de impresión, que incluye: (a) un sistema de puente de impresión, que comprende un puente de impresión estático y rígido para alojar de una manera precisa numerosos cabezales de impresión por chorros, cada uno de ellos equipado con una serie de inyectores de chorros, dichos cabezales de impresión por chorros agrupados en varios disposiciones en dicho puente de impresión estático y rígido, siendo utilizados dichos cabezales de impresión por chorros para lograr una redundancia múltiple en la que parte de la cantidad total de los inyectores disponibles son utilizados como inyectores de refuerzo; y (b) un sistema de plataforma, que comprende: (i) una mesa de impresión que tiene una superficie plana que es substancialmente paralela al plano de los inyectores de chorro de dicho puente de impresión estático y rígido, para alojar dicha plataforma al mismo mientras que el mencionado dibujo es aplicado con forma de chorro en dicha plataforma; y (ii)un sistema motorizado, para llevar a cabo el desplazamiento de dicha mesa de impresión como mínimo en dos direcciones perpendiculares de forma simultánea.

Description

Aparato y método para la impresión por chorros, para la fabricación de circuitos impresos.

Sector de la invención

La presente invención se refiere a la fabricación de placas de circuito impreso y de manera particular a un aparato y un método para depositar diferentes dibujos en placas de circuito impreso utilizando tecnología de descarga por chorros.

Referencias

A continuación se muestra una lista de referencias que son utilizadas en la siguiente descripción.

1. Sematech Dictionary

(http://www.sematech.org/public/publications/dict/con_to_cz.htm)

2. Circuit Board Terminology

(http://www.sdcbs.com/term.htm)

3. Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits (IPC), Lincolnwood, Illinois

4. SMEMA 7 Fluid Dispensing Terms and Definitions

(http://ipc.org/html/smemastandards.htm)

5. SMEMA 3.1 Fiducial Mark Standard

(http://ipc.org/html/smemastandards.htm)

6. Printed circuits handbook, /Clyde F. Coombs, Jr., editor en jefe - 3º ed.

ISBN 0-07-012609-7

7. Patente USA 5.637.426 Uchikawa 6/1997

8. Patente USA 4.668.533 Miller 5/1987

9. Patente a inspección pública (Kokai) Nº Hei 9-18115, Niijima 1/1997, Japón

10. Patente USA 4.767.489 Lindner 8/1988

11. Patente USA 5.270.368 Lent y otros, 12/1993

12. Patente a inspección pública (Kokai) Nº Hei 11-87883, Takada y otros, 3/1999, Japón

13. Patente USA 4.748.453 Lin y otros, 5/1988

14. Patente USA 4.963.882 Hickman, 10/1990

15. Patente USA 4.999.646, Trask, 3/1991

16. Patente USA 5.239.312, Merna y otros, 8/1993

17. Patente USA 5.790.150 Lidke y otros, 8/1998

18. Patente USA 5.587.730, Karz, 12/1996

19. Patente USA 5.984.455, Anderson, 11/1999

20. Patente USA 6.030.072, Silverbrook, 2/2000

Glosario

A continuación se muestra un glosario de términos utilizados en la siguiente descripción. Las definiciones de los términos se dan para mayor conveniencia de la explicación y no deben ser consideradas como vinculantes.

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Antecedentes de la invención

La presente tendencia en curso de miniaturización y sofisticación dentro de la electrónica y la proliferación de dispositivos electrónicos en casi todos los aspectos de la tecnología moderna han conducido a exigencias rigurosas en la fabricación de equipo electrónico. La producción en masa de sistemas complejos, incorporando una densidad de componentes creciente a ritmo constante dentro de un ambiente competitivo, ha requerido gran cantidad de procedimientos de fabricación automatizada de equipo electrónico.

La plataforma que fija, conecta y relaciona la mayoría de los componentes electrónicos entre si y con otros elementos, entre otros ordenadores, dispositivos de comunicación, electrónica de consumo, equipo de fabricación e inspección automatizada, es la placa de circuito impreso (PCB) o placa de circuito impreso (PWB). La manera en la que estas placas de circuito son fabricadas y el proceso de inserción y conexión de múltiples componentes de gran variedad (entre otros, resistencias, condensadores; y circuitos integrados), puede ser aplicada en ambientes de producción en masa, logrando una automatización substancial que resulta en la reducción de costos, alta confiabilidad y altas densidades de empaquetamiento de componentes. Los planos posteriores y paneles (placas de interconexión, en las que los circuitos impresos, paneles o paquetes de circuitos integrados pueden ser enchufados o montados en o sobre los mismos) también son fabricados de forma similar.

Si bien en los comienzos de la utilización de PCB, los mismos incorporaban sustancialmente pocos componentes y estructuras de trayectorias de conexión moderadamente simples, las placas modernas dotadas de una alta densidad requieren técnicas de fabricación sofisticadas y de alta resolución con capacidades de registro precisas.

Para comprender la tecnología de la presente invención, a continuación se presenta una breve descripción de la técnica anterior utilizada en un proceso de fabricación común de PCB y en particular máscaras de soldadura y proceso de aplicación de leyendas.

Brevemente, una PCB en el inicio de una línea de producción constituye una base de material aislante en la que es laminada una capa delgada de cobre, conocida como una placa cobreada desnuda. Un proceso de ataque químico elimina zonas de forma selectiva del cobre produciendo trayectorias, que son conductoras eléctricamente. Esta eliminación selectiva es lograda cubriendo la capa de cobre con una máscara dotada de un patrón o dibujo (resistente al ataque químico) que protege dicha capa de cobre en la etapa de ataque químico siguiente. De forma general, las técnicas de serigrafía son utilizadas para formar la máscara dotada de un dibujo en las PCB con exigencias técnicas más reducidas ("extremo bajo"). En las PCB con mayores exigencias técnicas ("extremo alto"), dotadas con más densidad, que presentan de forma general trayectorias conductoras complicadas de capas múltiples, se utilizan de forma común procedimientos de formación de imágenes fotográficas por vía líquida ("Liquid Photo Imageable") y de máscara de protección de soldadura (explicados con mayor detalle a continuación). El curado por rayos UV y el subsiguiente revelado produce máscaras protectoras con patrones o dibujos predeterminados. El dibujo que permanece en la placa después de la etapa de ataque químico se conoce de forma común como el patrón o dibujo conductor de imagen primaria.

Mientras que las máscaras protectoras contra ataque químico protegen las zonas de las trayectorias conductoras durante la anteriormente mencionada etapa de ataque químico, la máscara protectora de soldadura impide que las trayectorias conductoras sean cubiertas con soldadura durante la etapa de soldadura. Dicha etapa de soldadura conecta de forma común los cables de conducción de los componentes en determinadas posiciones de las trayectorias conductoras (llamadas de forma común toma de tierra o terminal) mediante la fijación de los cables de conducción y las trayectorias conductoras, utilizando una aleación de metal fundido, que después de solidificar produce una unión de conducción eléctrica permanente. En la producción en masa se utilizan de forma común métodos de soldadura por ondas. En dicho proceso de soldadura por ondas la PCB pasa a través de una onda de soldadura fundida que recubre las terminales y los cables de conducción y forma en consecuencia las uniones o juntas de soldadura necesarias. Las máscaras de protección de soldadura dejan al descubierto únicamente las terminales que deben ser cubiertas con soldadura fundida, por otra parte, también las trayectorias conductoras quedarían cubiertas con soldadura, produciendo numerosos problemas tales como cortocircuitos debidos a puentes de soldadura, entre otros.

Debe ser mencionado que en los método de fabricación modernos, tales como por ejemplo SMT y HASL, la máscara de soldadura anteriormente mencionada conserva su función protectora.

La capa protectora de soldadura cumple también funciones de protección del ambiente (especialmente de la humedad) durante la vida de servicio de la placa dado que de forma común la PCB completa está recubierta con la capa protectora de soldadura, excepto en las terminales antes mencionadas. Debe ser mencionado que se espera o prefiere que la máscara de soldadura cumpla una multitud de funciones adicionales; y dichas funciones son descritas con mayor detalle en el Manual de Circuitos Impresos ("Printed Circuits Handbook"), capítulo 16 [6]. El Manual de Circuitos Impresos menciona también la clasificación de acuerdo con la especificación ANSI/IPC-SM-840, que divide el rendimiento de las máscaras de soldadura en tres clases:

Clase 1: De consumo - Dispositivos de control industriales no críticos y de consumo, y electrónica de entretenimiento.

Clase 2: Industrial general - Ordenadores, equipo de telecomunicaciones, máquinas comerciales, instrumentos; y ciertas aplicaciones militares no críticas.

Clase 3: Alta fiabilidad - Equipo en el que el rendimiento continuado resulta crítico; equipo electrónico militar.

Una persona especializada en la técnica es consciente de que las propiedades de la máscara de soldadura tienen una relevancia importante en las propiedades y rendimiento del producto final.

Antes de la colocación de los componentes y posterior soldadura, la leyenda de PCB es impresa en la placa para facilitar, entre otros, la identificación, reparación, verificación y servicio de campo de placas inservibles. La leyenda PCB incluye la ID (identificación) del componente, marcas de polaridad, estructuras que indican la localización física de los componentes en la placa; y algunas veces, información adicional tal como el nombre de la compañía, la versión de PCB; e instrucciones funcionales tales como una función de puente de conexión, descripción de conectores, etc.

Habiendo descrito de forma breve las etapas básicas de la fabricación, se presenta a continuación una descripción de la técnica anterior de recubrimiento anteriores y los problemas relacionados de las capas protectores y en particular, capas protectoras de soldadura. Debe ser mencionado que la diferencia de utilización entre capas de protección contra ataque químico y capas de protección de soldadura es relativamente escasa, dado que ambas son funcionalmente máscaras que deben proteger zonas seleccionadas de ciertas interacciones con agentes de ataque químico, soldadura, agentes de reducción química, u otras influencias externas.

Existen capas de protección de soldadura de tipo permanente y temporal. Las capas de protección de soldadura temporales son aplicadas de forma usual a zonas seleccionadas y están constituidas de forma común por un material de goma látex o cualquier variedad cintas adhesivas. De forma común, las capas protectoras de soldadura temporales son aplicadas mediante métodos de suministro manual o automático utilizando de forma típica "parches" o tiras preformados. Manteniendo la soldadura fuera de los orificios seleccionados, la capa protectora temporal permite que la temperatura o los componentes sensibles al proceso sean aplicados posteriormente. La eliminación de la máscara de soldadura temporal está basada en las propiedades de la misma. Algunas de dichas máscaras protectoras de soldadura temporales pueden ser desprendibles, mientras que otras son solubles en etapas de limpieza subsiguientes, en las que se utilizan agentes de limpieza que también eliminan las mencionadas máscaras de soldadura temporales.

Las máscaras de soldadura permanentes no son eliminadas después de haber sido aplicadas; y en consecuencia son parte de la composición de la PCB y cubren zonas substanciales de toda la PCB. Mientras que las películas de enmascarado de soldadura seca prefabricadas y las técnicas de serigrafía son utilizadas en productos del "extremo bajo" comúnmente menos exigentes, el "extremo alto" es fabricado de forma general utilizando el método de Máscara de Soldadura Líquida Fotográfica (abreviado de forma común como LPISM), tratado con referencia a la figura 1.

1. Después de la laminación o recubrimiento en una etapa previa de la línea de fabricación (100), una PCB es transportada (101) hacia la estación de máscara de soldadura (102).

2. En la etapa de limpieza (103), la preparación de superficie consiste en general de una limpieza con escobilla mecánica seguida de un tratamiento con piedra pómez, desengrasado con disolvente, limpieza química y finalmente secado en horno.

3. El recubrimiento de la PCB con material LPISM (104) es llevado a cabo en la etapa de recubrimiento (105). El recubrimiento puede ser aplicado a la placa mediante serigrafía en blanco (sin dibujo), recubrimiento por rodillo, recubrimiento de cortina, o pulverización electrostática, entre otros procedimientos.

4. En la etapa de secado (106) se lleva a cabo un curado parcial del recubrimiento para lograr un recubrimiento libre de adherencias (no pegajoso).

5. La exposición a luz UV mediante una herramienta fotográfica (107), que ha sido preparada anteriormente, y descrita con mayor detalle a continuación, es llevada a cabo en la etapa de exposición (108).

6. El revelado de las máscaras expuestas y en consecuencia parcialmente endurecidas disuelve y elimina las zonas no expuestas o las zonas expuestas no endurecidas por la exposición previa en la etapa de revelado (109).

7. En el caso que se utilice otro método de enmascarado de soldadura, entonces algunas o todas las fases y etapas dentro de los límites (110) son reemplazadas o modificadas.

8. La etapa de curado final (111) endurece la máscara para llevar a cabo todas las funciones mencionadas anteriormente y la PCB es transportada (112) hacia la estación siguiente en la línea de fabricación (100).

El proceso LPISM resulta costoso desde el punto de vista económico y del trabajo como puede observarse a partir de la lista del equipo necesario:

a. Unidad de recubrimiento (con referencia a la etapa (105))

b. Unidad de curado previo a la exposición (con referencia a la etapa (106))

c. Máquina de exposición (con referencia a la etapa (108))

d. Máquina de revelado (con referencia a la etapa (109))

e. Transportadores y equipo de manipulación automática para el transporte de la PCB desde cada equipo hasta el siguiente (113).

A la lista de equipo anterior debe también añadirse el equipo necesario para la herramienta fotográfica (107), obligatorio para producir la máscara óptica utilizada en la etapa de exposición (108) antes mencionada. Se forman zonas opacas y transparentes utilizando procesos y materiales fotográficos, mostrados de forma esquemática en la estación de utillaje fotográfico (114).

f. El material de película sensible a la luz (115) es expuesto en el trazador (116) que produce la imagen de una estación de trabajo de CAD (Diseño Asistido por Ordenador) u otra fuente en un material de película (115).

g. Utilizando química de procesamiento GA (Artes Gráficas) apropiados, el material de película (115) es procesado (entre otros, revelado, fijado y secado) en la etapa de procedimiento (118).

Como surge rápidamente a partir de la exposición anterior, existe una multitud de máquinas, materiales y procedimientos necesarios para completar la etapa de fabricación de la máscara de soldadura.

Tal como se ha mencionado antes en el presente documento, antes de que los numerosos componentes sean fijados a la PCB, como una última etapa de la línea de fabricación de la placa está la estación de impresión de leyendas.

Se hace referencia ahora a la figura 3, que muestra de forma esquemática un proceso de impresión de leyendas de la técnica anterior. El proceso de fabricación de máquina fotográfica para serigrafía es substancialmente idéntico al proceso de fabricación de máquina fotográfica descrito antes con referencia a la estación de utillaje fotográfico (114) en la figura 1, y por lo tanto la estación de utillaje fotográfico (300) no es descrita de forma adicional.

En la estación de utillaje de serigrafía (301) se dispone una herramienta de impresión que utiliza la técnica conocida como serigráfica. La serigrafía es utilizada ampliamente debido a que permite el uso de una gran variedad de tintes de impresión y por lo tanto es también capaz de llevar a cabo impresiones en una gran variedad de substratos. Por dicha razón las técnicas serigráficas son utilizadas de forma preferente para la impresión de leyendas. Una red de estructura fina, también llamada comúnmente membrana o malla, es impregnada o recubierta con una substancia de enmascarado fotográfico (302), comúnmente denominado emulsión fotorresistente, en una etapa de recubrimiento (303). Se debe mencionar que las técnicas de serigrafía algunas veces son también utilizas como técnicas de recubrimiento, porque, como se ha mencionado anteriormente, pueden ser utilizadas una gran variedad de tintes o, en este caso, substancias de recubrimiento. Por lo tanto, en un proceso de recubrimiento por serigrafía, se utiliza un tipo de máscara "en bruto" (304), que define de forma substancial el área total de la superficie que será recubierta. Una corta etapa de secado (305) asegura que la emulsión de protección fotográfica esté libre de adherencias (no pegajosa). La máscara de herramienta fotográfica, preparada en la estación de utillaje fotográfico (300) anteriormente mencionado es puesta en contacto con el elemento laminar, impregnada con la emulsión de protección fotográfica ahora substancialmente seca y es expuesta en un dispositivo comúnmente utilizado de exposición UV por contacto (306). La etapa de revelado (307) eliminará de forma efectiva las zonas de la emulsión de protección fotográfica, no endurecidas por la exposición a la luz UV. En consecuencia, los numerosos orificios de la malla se encuentran entonces cerrados u obstruidos por la máscara fotográfica no disuelta en el proceso de revelado. La malla preparada de este modo es posicionada y estirada en un bastidor de dimensiones apropiadas, antes de ser curada (endurecida) en una etapa de curado (308) para lograr resistencia física contra, entre otras, la abrasión durante el siguiente proceso de impresión. De forma alternativa, la malla puede ser estirada en el bastidor anteriormente mencionado antes de ser impregnada con emulsión de protección fotográfica y su consiguiente exposición. Como resultará evidente a partir del breve análisis de la siguiente etapa de serigrafía, se desea y requiere una resistencia física significativa. El curado es llevado a cabo de forma común mediante la exposición a temperaturas elevadas durante un determinado período de tiempo en un horno. De forma opcional, el curado puede ser llevado a cabo también mediante exposición a luz UV, pero es raramente utilizado debido a limitaciones de rendimiento de las tintas de leyenda que pueden ser curadas con luz UV.

En la etapa de serigrafía (309), el bastidor anteriormente descrito, también conocido como matriz de pantalla, que sostiene la red o malla bajo tensión, es puesta en contacto con la PCB de una manera precisa preferente de registro. Una tinta para leyenda (310) apropiada es vertida en el bastidor y una escobilla flexible, llamada "cuchilla tangente de trabajo", es desplazada de un lado al otro del bastidor. La "cuchilla tangente de trabajo" presiona de forma efectiva a través de los orificios o laberintos de la malla que no fueron llenados con emulsión de protección fotográfica endurecida; y por lo tanto, la tinta es transferida a la superficie de la PCB a través de dichos orificios con un dibujo determinado. Un proceso de calentamiento en un horno (311) cura la tinta de leyenda y la hace duradero y resistente contra las influencias ambientales.

Finalmente, la PCB es transportada (312) a la siguiente estación en la línea de fabricación (313).

Problemas de registro, referidos a:

a. posicionamiento del bastidor y en consecuencia la transferencia de la tinta dotada del dibujo en la PCB;

b. distorsiones de dimensión acumuladas de herramientas fotográficas y pantallas de dibujo; y

c. distorsiones de dimensión acumuladas de la PCB (efecto "patata chip") inducidas por etapas de fabricación modernas, tal como laminado, tratamientos por calor, limpieza, etc.

presentan precisión de registro deseada significativamente limitada hasta niveles no satisfactorios, mientras que la tendencia actual hacia placas de circuito de mayor densidad, requieren de forma más urgente niveles de precisión de registro mayores correspondientes. De manera especial para las placas de capas múltiples (MLB) y placas de dos caras (DSB), el registro resulta crítico de forma significativa, dado que deben ser llevados a cabo de forma secuencial numerosas etapas de formación de imágenes múltiples, entre otras procesos de serigrafía y litografía, al mismo tiempo que se mantiene el registro deseado.

Durante la creación de prototipos, el método anteriormente mencionado de fabricación resulta engorroso y demandante de tiempo, dado que numerosas alteraciones son aplicadas a los circuitos, requiriendo la preparación de nuevas herramientas fotográficas para cada una de las alteraciones. Dado que todas las etapas de fabricación anteriormente mencionadas son necesarias para cada alteración, la fabricación de una cantidad aún menor de placas PCB y la aplicación de algunas alteraciones durante la etapa de creación del prototipo requieren inversiones substanciales de trabajo, material y tiempo.

Para reducir el tiempo de producción de placas de circuito, una multitud de publicaciones han tratado los problemas relacionados con la utilización del utillaje fotográfico y/o serigrafía. El documento U.S.A. 5.637.426 Uchikawa 6/1997 [7] da a conocer la utilización de un inyector de tinta para la formación de un dibujo de máscara directamente en un substrato de máscara transparente, evitando de este modo las etapas de mecanización fotográfica, pero requiriendo aún el complicado proceso LPISM anteriormente mencionado.

A continuación se tratan las tecnologías de chorro de tinta conocidas, o de forma general de inyección de chorro y algunos de sus defectos específicos.

El método de descarga por chorros de líquido o substancias viscosas es bien conocido y ha sido aplicado en numerosos sectores tecnológicos y en la actualidad el equipo de bajo costo de impresión de imágenes fotográficas, gráficos y texto de alta calidad es ampliamente utilizado, de manera particular en hogares y oficinas. Numerosas mejoras han hecho que este método pueda ser adaptado de forma significativa para un amplio rango de aplicaciones y substancias líquidas o viscosas. Una de tantas publicaciones relacionadas con la fabricación de placas PCB es la patente U.S.A. 4.668.533 Miller 5/1987 [8], que da a conocer la deposición corolario de imagen de tinta en un substrato tal como una placa de circuito mediante tecnología de chorro de tinta en un proceso de dos etapas en el que la tinta es empleada como un activador o un sensibilizador.

En la patente japonesa a inspección pública (Kokai) Nº Hei 9-18115 1 /1997, Niijima [9] da a conocer un método de formación de un patrón o dibujo de capa protectora (para protección contra ataque químico o protección de soldadura) directamente en una placa utilizando una impresora por chorros de tinta, eliminando también de este modo el utillaje fotográfico.

Para un único prototipo o placas experimentales la patente U.S.A. 4.767.489 Lindner 8/1988 [10] da a conocer una impresora-grabadora compacta asistida por ordenador de tamaño pequeño que, entre otros, aplica un dibujo de capa protectora de cera fundible o material termoplástico mediante descarga por chorros.

Las composiciones apropiadas de tinta que pueden ser curadas con luz UV para capas de protección contra el ataque químico son dadas a conocer en la patente U.S.A. 5.270.368 Lent y otros, 12/1993 [11].

En la patente japonesa a inspección pública (Kokai) Nº Hei 11-87883, 3/1999, Takada y otros [12] se da a conocer un método de impresión por chorros de tinta para capas de protección contra soldadura y patrones de leyenda en pequeñas cantidades y aplicaciones de etapa de prueba (realización de prototipos), utilizando tintas que pueden ser curadas con luz UV.

Otro aspecto de la impresión por chorros de tinta es la cuestión de la cobertura de superficie de tinta. Numerosas publicaciones han tratado esta cuestión y en particular para la formación de imágenes en medios del tipo de película transparente para retroproyectores. Lin y otros [13] dan a conocer que para el uso en proyección la intensa saturación del color resulta deseable y realizable mediante la cobertura total de la superficie de tinta y la superposición de manchas (los puntos de tinta producidos en el medio por la impresora por chorros de tinta). Lin y otros dan a conocer que este tipo de impresión de alta calidad puede ser llevada a cabo evitando espacios "en blanco" entre las manchas. Esto es logrado mediante dos pasadas del cabezal de impresión por línea de impresión y seleccionando un diámetro de mancha que es substancialmente igual a \surd2 veces la distancia entre píxeles centro a centro. En consecuencia, las manchas adyacentes diagonalmente se tocarán, mientras que las manchas adyacentes de forma horizontal y vertical se superpondrán, resultando en una cobertura de superficie de píxel del 100%.

En la patente U.S.A. 4.963.882 Hickman [14] se dan a conocer métodos para aliviar los problemas conocidos de la degradación de la calidad de impresión con la utilización prolongada de cabezales de impresión por chorros de tinta. Se dan a conocer diferentes estrategias para mejorar la calidad de impresión y se describen métodos que son resistentes a la degradación de la calidad de impresión producto de la utilización prolongada de los cabezales de impresión. De manera esencial, un método de punto doble (aplicación de dos puntos de un mismo color en una misma hilera de píxeles que son formados utilizando gotitas de distintos inyectores, de modo que la degradación de la calidad de la imagen debido a un inyector defectuoso queda reducida de forma substancial. Las ventajas son obtenidas en un nivel de calidad reducido, es decir que se reduce la resolución de la impresión.

En la patente U.S.A. 4.999.646 [15] de Trask se dan a conocer mejoras en la calidad de impresión y uniformidad del color como resultado directo de las mejoras en la uniformidad y consistencia de la formación de puntos. Trask reconoce que entre otros aspectos, los errores de la dirección de los inyectores, las variaciones del volumen de la gota de tinta, los errores de desplazamiento del papel, y los errores de desplazamiento del carro inducen problemas relacionados con la calidad de impresión, cobertura de superficie de tinta y otros problemas relacionados con la formación de imágenes en papel y otros medios. Para aligerar dichos problemas Trask da a conocer el uso de la combinación
de:

a. superpixelado en las zonas impresas superpuestas para generar imágenes impresas punto-junto-a-punto (DND), y

b. disposición de patrones de franjas (banda o línea impresa) complementarias y superpuestas de impresión por chorros de tinta.

En la patente U.S.A. 5.239.312 [16] de Merna y otros, se trata la formación del efecto no deseado de "bandas" y "costuras" mediante la introducción de un único método y sistema de impresión de hileras intercaladas, minimizando la falta de uniformidad en patrones sólidos.

Lidke y otros [17] dan a conocer un método para la impresión selectiva de sólo una parte de los puntos de impresión de un modo de impresión de pasos múltiples. El método se refiere al suministro de la información de los píxeles al cabezal de impresión de acuerdo con una secuencia de descarga predeterminada para una serie de inyectores de impresión que conforman el cabezal de impresión para cada uno de la serie de ciclos de impresión.

Karz [18] da a conocer una impresora por chorros de tinta térmica que posee capacidades de impresión redundantes en virtud de la utilización de un cabezal de impresión secundario. En un modo ambos cabezales de impresión se complementan uno al otro, mientras que en otro modo el segundo cabezal de impresión refuerza o respalda al primer cabezal de impresión en caso de mal funcionamiento.

La demanda continuada de mayores velocidades de impresión ha inducido a problemas adicionales tales como el alineamiento crítico de inyectores y el malfuncionamiento de inyectores debido a la gran cantidad de dichos inyectores y la gran longitud de columna de inyectores de los cabezales de impresión. Para minimizar dichos problemas, en la patente U.S.A. 5.94.455 [19] Anderson da a conocer la utilización de un aparato de impresión por chorros de tinta que incluye inyectores primarios y secundarios. Los inyectores secundarios definen inyectores redundantes que solucionan los mal funcionamientos de inyectores y además permiten mayor velocidad de impresión en un modo de impresión con inyectores no redundantes. En el modo de velocidad de impresión redundante (normal), la tarea de impresión de un inyector que ha fallado es llevada a cabo por su inyector asociado en la misma línea horizontal. Además, Anderson da a conocer la disposición de una estación de prueba de inyectores que prueba la funcionalidad de cada inyector individual.

Recientemente, la demanda de prensas de impresión digital ha conducido a numerosas publicaciones relacionadas con mejoras en la tecnología de impresión por chorros de tinta, a satisfacer las exigencias de impresoras por chorros de tinta de gran volumen y al mismo tiempo de alta calidad. Silverbrook [20] da a conocer métodos para la reducción del "tiempo de inactividad" de las líneas de impresión en virtud de la inclusión de un módulo de impresión adicional como mínimo. Silverbrook menciona también que los cabezales de impresión estáticos con la anchura de una página que contienen miles de inyectores se benefician de forma significativa de la tolerancia de fallos mediante los inyectores redundantes. De acuerdo con Hickman y Aderson, Silverbrook también menciona el incremento de la velocidad de impresión mediante la utilización de numerosos inyectores. Además, Silverbrook da a conocer que para la impresión de alta calidad a menor resolución la cantidad de tinta depositada es directamente proporcional a la cantidad de puntos impresos.

El documento DE-A-198 42 379, considerado como la técnica anterior más cercana a la presenta invención, da a conocer:

un sistema de impresión para el suministro de una substancia líquida o viscosa que puede ser inyectada con forma de chorro como un dibujo en la superficie de una plataforma, comprendiendo:

(A) un sistema de impresión que incluye:

(a)

un sistema de puente de impresión, que comprende un puente de impresión rígido que aloja de forma precisa numerosos cabezales de impresión por chorro, cada uno de ellos dotado de una multitud de inyectores de chorro, estando agrupados dichos cabezales de impresión en numerosas disposiciones en dicho puente y que puede ser desplazado a lo largo de dicho puente en una dirección y siendo dicho puente móvil en una dirección perpendicular al movimiento del grupo de cabezales de impresión; y

(b)

un sistema de plataforma que comprende:

(i)

una mesa de impresión para alojar dicha plataforma; y

(ii)

un sistema motorizado para llevar a cabo el desplazamiento de dicho grupo de cabezales de impresión y dicho puente; y

(B) un sistema de suministro para realizar el suministro de dicha substancia líquida o viscosa; y

(C) un sistema de control sensible al dibujo y al puente para controlar dicho sistema de puente de impresión; y

(D) una interfase con el usuario.

Debe hacerse notar que todas las publicaciones mencionadas anteriormente relacionadas con la fabricación de placas PCB, se centran en composiciones de tinta que pueden ser curadas con luz UV o dan a conocer substancialmente sólo el método de impresión por chorros de tinta, principalmente, aplicaciones de fabricación de una única o pequeñas cantidades de placas de circuito experimentales o de carácter prototípico. Sin embargo, los procedimientos de fabricación de placas PCB de producción en masa aún no han sido dados a conocer, capaces de utilizar ventajas de la tecnología de descarga por chorros de máscaras de protección o impresión de leyendas para una fabricación en masa rápida, confiable y de alta calidad, debido a que los requisitos previos no han sido alcanzados aún por la técnica anterior. Dichos requisitos previos son, entre otros, la alta resolución con tolerancia de defectos cero, capacidad de repetición de la posición con tolerancias muy bajas, y substancias que puedan ser inyectadas en forma de chorro apropiadas para máscaras de protección.

En consecuencia existe la necesidad en la técnica de proporcionar un sistema y un método de descarga por chorros que reduzca o elimine de forma substancial las limitaciones de las soluciones conocidas hasta la fecha y proporciona soluciones en líneas de fabricación de placas PCB a escala industrial para el suministro de un determinado dibujo de numerosas substancias y que también pueda ser aplicado a placas de gran tamaño y planos posteriores.

Características de la invención

Debe indicarse que los métodos de inyección de chorros de tinta para fabricación industrial de placas PCB debe encarar de forma preferente, aunque no necesaria, las cuestiones siguientes:

1. Calidad de impresión

(a) resolución:

(i)

como mínimo 300 x 300 dpi la formación de imágenes de leyendas;

(ii)

como mínimo 600 x 600 dpi para numerosas máscaras contra ataque químico y soldadura;

(b) cobertura de superficie de tinta, especialmente pero no limitada a máscaras contra ataque químico y soldadura:

(i)

reduciendo de forma substancial la posibilidad de orificios para pasador y/o zonas no cubiertas;

(ii)

aplicación suficiente de tinta para utilizar la imagen depositada con fines de enmascarado;

(iii)

optimizando la uniformidad (ausencia de efecto de "bandas" y/o "costuras") de superficies sólidas (principalmente máscaras);

(c) distorsiones:

(i)

reduciendo las distorsiones de gotitas de tinta debidas a su componente x de la velocidad de desplazamiento, en el momento del contacto con la superficie de impresión;

(ii)

compensando las distorsiones dimensionales de la placa PCB (efecto "patata chip") debidas a etapas anteriores de fabricación de dicha placa PCB;

2. Producción

(a) equipando la impresora PCB con suficientes inyectores para:

(i)

lograr la resolución requerida con una redundancia inherente para evitar múltiples pases de impresión;

(ii)

cumplir la cobertura de área de impresión deseada con la cantidad deseada de tinta, de forma preferente con una cantidad mínima de pases de impresión (franjas);

(b) alineando el patrón o dibujo de impresión con una placa PCB "al vuelo", minimizando de este modo la manipulación y posicionamiento de la placa PCB antes de la impresión;

3. Requisitos específicos de fabricación de placas PCB

(a) compensando las distorsiones dimensionales o efectos "patata chip" de la placa PCB, permitiendo el registro preciso de los patrones impresos;

(b) manteniendo la característica plana de la placa PCB dentro de tolerancias predeterminadas durante la impresión mediante una fuerza de succión de vacío apropiada, permitiendo la conservación de la distancia de trabajo óptima entre la placa PCB y el cabezal de impresión;

(c) permitiendo la impresión de placas PCB de gran tamaño (por ejemplo hasta 24'' x 30'') de forma preferente en una etapa de impresión substancialmente continua;

(d) permitiendo una variedad de imágenes en la placa PCB, entre otras:

(i)

máscaras de protección contra ataque químico,

(ii)

máscaras de protección contra la soldadura,

(iii)

máscaras de protección contra el recubrimiento,

(iv)

impresión de leyendas,

(v)

máscaras temporales que puedan ser desprendidas por pelado,

(vi)

recubrimientos conformes,

(vii)

impresión con pasta de soldadura,

(viii)

laminados y conductores,

(ix)

orificios de PCB y taponamiento de vías,

(x)

impresión directa de resistencias y/o componentes de condensadores,

(xi)

control de compensación de falta de uniformidad de bordes,

(xii)

relleno inferior,

(xiii)

chip desnudo y encapsulado de chip integrado en placa

(xiv)

encapsulado CSP, y

(xv)

aplicación de adhesivo.

La presente invención en numerosas realizaciones da a conocer un sistema y métodos industriales de chorros de tinta para la impresión de leyendas (marcado y/o nomenclatura) y capas de protección contra la soldadura (máscara de soldadura) en placas de circuito impreso (PCB), incluyendo planos posteriores y paneles, utilizando composiciones de tinta que pueden ser inyectadas por chorros. Las composiciones de tinta apropiadas son, entre otras, la melamina, la resina epoxi, y las tintas de acrilato, que pueden ser curadas mediante exposición a luz UV, por tratamiento térmico y/o mediante una combinación de numerosos mecanismos de curado. Debe indicarse que la presente invención no se encuentra limitada a la utilización de las composiciones de tinta anteriormente mencionadas y/o ningún procedimiento de curado particular.

Debe indicarse que la presente invención no se encuentra limitada por ninguna técnica de curado específica. De forma alternativa o adicional, se proporciona un sistema de tratamiento térmico para la fijación rápida de la tinta. Dado a modo de ejemplo no limitativo, el sistema de tratamiento térmico contiene un dispositivo de soplado (designado de forma esquemática por (710) en la figura 7), capaz de llevar a cabo el secado rápido del medio a través del soplado de aire caliente.

En una realización, el sistema utiliza un puente de impresión rígido y horizontalmente estático, que contiene múltiples cabezales de impresión industriales, constituyendo una cantidad substancial (preferentemente varios miles) de inyectores de chorros de tinta. Mediante la utilización de dicho puente de impresión rígido y horizontalmente estático, son eliminados de forma substancial los problemas de confiabilidad inducidos por la aceleración y desaceleración de los puentes de impresión móviles.

Mientras que el ejemplo especificado que está basado en un puente orientado de forma horizontal, debe indicarse que de forma general, la posición relativa de la mesa y el puente es tal que el plano de los inyectores y de la mesa son paralelos de forma substancial. Este último ejemplo está referido a planos orientados de forma horizontal, pero pueden ser aplicadas otras orientaciones, por ejemplo, planos orientados de forma vertical.

Además, el sistema utiliza una cantidad abundante de inyectores para proporcionar una redundancia múltiple que sea capaz de tratar el problema del mal funcionamiento de los inyectores, tales como las obstrucciones y fallos de descarga. El intervalo de descarga entre los inyectores pares e impares es modificado respecto a los valores recomendados por el fabricante para obtener una determinada velocidad relativa entre el cabezal de impresión y la superficie objetivo. De este modo, por ejemplo, para un valor de separación entre inyectores determinado y una velocidad relativa entre superficie objetivo y cabezal de impresión, se indica una demora de descarga de 50 \mu seg para lograr una cobertura con un dibujo de puntos deseado. Disminuyendo la demora de descarga se logra un dibujo de puntos que está caracterizado por la superposición substancial de los puntos adyacentes, induciendo una redundancia inherente y proporciona además la cantidad de tinta deseada que satisface la calidad de enmascarado. Dado que este hecho disminuiría la resolución de impresión alcanzable por el factor de redundancia, se hace notar que el sistema está dotado de una capacidad de resolución de impresión mayor en el mismo factor que el de redundancia, logrando de forma efectiva la resolución de impresión deseada, al mismo tiempo que manteniendo la tolerancia de defecto.

En una realización preferente el sistema es capaz de aceptar e imprimir cualquier tamaño de PCB hasta un plano posterior y placas con tamaño de panel (por ejemplo 24 x 30 pulgadas) utilizando una mesa de vacío que puede ser desplazada en ambas direcciones "x" e "y" a gran velocidad y precisión. Además, para mantener los orificios de los inyectores de los cabezales de impresión a una distancia de trabajo óptima desde el objetivo de impresión, el puente de impresión rígido y horizontalmente estático es capaz de desplazarse de forma vertical en la dirección "z" (perpendicular a la superficie objetivo) para alojar placas PCB que presenten distintos espesores. Antes de comenzar un trabajo de impresión, el puente de impresión rígido es fijado en una posición determinada para admitir varios espesores de panel/placa, mientras que la distancia óptima de inyección del chorro debe mantenerse entre 0,8 y 1 mm.

Además, la mesa de vacío de la presente invención, de acuerdo con una realización preferente, está equipada con una multitud de orificios de admisión de vacío, cada uno de ellos conectado a una zona de succión. Entonces, la fuerza de succión direccionable a un área es conseguida para:

1. lograr la característica plana necesaria de la PCB dentro de las tolerancias deseadas definidas previamente, en caso de que, debido a tratamientos mecánicos y térmicos durante las etapas de fabricación consecutivas, dicha PCB pierda su característica plana necesaria. De este modo, para placas PCB que no cubran el área completa de la mesa de vacío, puede aplicarse una fuerza de succión suficiente únicamente al área que cubre dicha PCB.

2. conmutación temporal a un sistema de fuerza de succión reducida determinado de forma previa en correspondencia con el área en que está siendo depositada la tinta. De este modo, se reduce de forma substancial el problema conocido de succión por los numerosos orificios existente en las placas PCB en los cuales se están depositando máscaras de soldadura y/o impresión de leyendas.

El sistema de la presente invención, de acuerdo con realizaciones preferentes, está equipado con un sistema de visión que comprende una unidad de procesamiento de visión y una unidad de compensación de registro y distorsión, que tratan los problemas comunes de:

a) lograr el alineamiento de la PCB con el dibujo impreso y

b) compensar las distorsiones dimensionales de la PCB.

Mediante el ajuste (rotación) de la imagen de impresión, se logra el registro global con la precisión deseada sin la necesidad de que la PCB sea posicionada de un modo determinado y preciso. El software de la presente invención, de acuerdo con la realización preferente, además está configurado con algoritmos de deformación o sesgo para lograr un alineamiento total con las marcas de referencia y otros elementos, de acuerdo con todas las normas IPC (Institute for Interconnecting ang Packaging Electronic Circuits). Además, el sistema de visión proporciona alineamiento global de gran precisión de las leyendas y patrones de protección de soldadura para las características de dimensión de la PCB, permitiendo que la etapa de impresión comience sin colocar dicha PCB en una posición significativamente precisa y predeterminada.

Además, el sistema de visión permite la identificación autónoma de los inyectores que no funcionan correctamente mediante la utilización de un patrón o dibujo de impresión de prueba apropiado que ha sido impreso de forma preferente por todos los inyectores. De este modo, los respectivos inyectores que no funcionan correctamente son identificados y, en consecuencia, eliminados por el sistema. Dicho sistema calcula la redundancia restante y en caso que no se alcance un determinado nivel de redundancia, se genera una señal de alerta apropiada.

Disponiendo en una realización de la presente invención el doble de inyectores necesarios para una cierta resolución de impresión, los inyectores obstruidos, y en consecuencia eliminados, no afectarán la calidad de impresión (en el presente contexto, substancialmente ausencia de degradación en la rectitud de bordes, un resultado común producido por la menor resolución de impresión). La calidad de impresión no resulta afectada dado que se cubre cada zona de objetivo con dos puntos como mínimo, que provienen de dos inyectores, logrando que cada inyector esté respaldado como mínimo por otro inyector. En una realización de la presente invención se utiliza una sincronía de descarga modificada y en consecuencia los orificios de las hileras impares del mismo cabezal de impresión por chorros funcionan como "refuerzo" para los orificios de las hileras pares o a la inversa. En otra realización, cada uno de los cabezales de impresión por chorros de una hilera de cabezales de impresión por chorros es respaldado por otro cabezal de impresión por chorros, posicionado en frente en una hilera paralela de cabezales de impresión por chorros. Aún en otra realización de la presente invención, se utiliza un cabezal de impresión por chorros de tinta de color capaz de inyectar múltiples colores de forma simultánea. Mediante la utilización de la misma tinta para cada conducto de color, se logra de forma correspondiente la múltiple redundancia como ha sido descrita anteriormente en el presente documento.

Las composiciones que pueden ser inyectadas por chorros tal como la melamina, la resina epoxi, y las tintas de acrilato entre otras, que pueden ser curadas mediante exposición a la luz UV, tratamiento térmico, y/o mediante una combinación de numerosos mecanismos de curado, son utilizadas de forma preferente en el sistema de la presente invención.

El sistema de acuerdo con una realización de la presente invención constituye una consola de impresión y una consola de operario, acoplada a la consola de impresión mediante cables.

A pesar de las mejoras en la velocidad de impresión, aún no ha sido alcanzado el nivel deseado, y en consecuencia, la velocidad de impresión aún produce atascos en las líneas de fabricación de gran volumen. En consecuencia, de acuerdo con otra realización de la presente invención, una consola de operario central dirige una multitud de consolas de impresión, impidiendo los atascos mediante la distribución en paralelo de la etapa de impresión en más de una impresora.

En otra realización, el sistema de la presente invención es un sistema autónomo y de este modo la consola de impresión contiene de forma substancial todos los sistemas.

Las personas especializadas en la técnica apreciarán fácilmente que la presente invención permite procedimientos de impresión de máscaras de protección y leyendas significativamente más simples y menos engorrosos que los procedimientos comunes de la técnica anterior, descritos antes en el presente documento y haciendo referencia a las figuras 1 y 3, como resultará evidente a partir de la descripción dada a continuación.

En consecuencia, mediante un aspecto de la presente invención se da a conocer:

un sistema de impresión por suministro por chorros para la aplicación de una substancia líquida o viscosa, que puede ser inyectada por chorros, con forma de patrón o dibujo en la superficie de una plataforma en una línea de producción de fabricación industrial, que comprende:

(A) un sistema de impresión, que incluye:

(I)

un sistema de puente de impresión, compuesto por un puente de impresión estático y rígido para alojar de una forma precisa numerosos cabezales de impresión por chorros, cada uno dispuesto con una multitud de inyectores de chorro, estando agrupados dichos cabezales de impresión por chorros en varias disposiciones en dicho puente de impresión estático y rígido, siendo utilizados dichos cabezales de impresión por chorros para lograr una redundancia múltiple, mientras que una parte de la cantidad total de los inyectores disponibles son utilizados como inyectores de repuesto; y

(II)

un sistema de plataforma, que comprende:

(a)

una mesa de impresión que tiene una superficie plana substancialmente paralela al plano de los inyectores por chorros de dicho puente de impresión estático y rígido, para alojar dicha plataforma mientras que el mencionado dibujo es suministrado en forma de chorro en dicha plataforma; y

(b)

un sistema motorizado para el desplazamiento de dicha mesa de impresión de forma simultánea como mínimo en dos direcciones perpendiculares; y

(B) un sistema de suministro para el suministro de los mencionados cabezales de impresión por chorros con dicha substancia líquida o viscosa; y

(C) un sistema de control sensible como mínimo a la información de dibujo y plataforma para llevar a cabo el control de dicho sistema de plataforma para lograr el mencionado suministro de dicha substancia líquida o viscosa, que puede ser inyectada en forma de chorro, como dicho dibujo en dicha superficie de dicha plataforma; y

(D) una interfase con el usuario para proporcionar como mínimo un informe de estado de dicho sistema de impresión.

En consecuencia, en virtud de otro aspecto de la presente invención se da a conocer:

un método de impresión por chorros para el suministro de una substancia líquida o viscosa, que puede ser inyectada con forma de chorro, como un dibujo en la superficie de una plataforma en una línea de producción de fabricación industrial, que comprende las etapas de utilización:

(A) de un sistema de impresión que incluye:

(I)

un sistema de puente de impresión, compuesto por un puente de impresión estático y rígido que aloja de forma precisa numerosos cabezales de impresión por chorro, cada uno de ellos dotado de una multitud de inyectores de chorro, estando agrupados dichos cabezales de impresión por chorros en numerosas disposiciones en el mencionado puente de impresión estático y rígido, siendo utilizados dichos cabezales de impresión por chorros para lograr una redundancia múltiple mediante la cual una parte de la cantidad total de los inyectores disponibles son utilizados como inyectores de repuesto; y

(II)

un sistema de plataforma que comprende:

(a)

una mesa de impresión que presenta una superficie plana substancialmente paralela al plano de los inyectores de chorro de dicho puente de impresión estático y rígido, para alojar dicha plataforma mientras que el mencionado dibujo es suministrado con forma de chorro en dicha plataforma;

(b)

una mesa de vacío con fuerza de succión direccionable a un área;

(c)

un sistema motorizado para llevar a cabo el desplazamiento de dicha mesa de impresión de forma simultánea como mínimo en dos direcciones perpendiculares; y

(B) un sistema de suministro para el suministro los mencionados cabezales de impresión por chorros con dicha substancia líquida o viscosa; y

(C) un sistema de control sensible como mínimo a la información del dibujo y de la plataforma y que controla dicho sistema de plataforma para llevar a cabo el suministro de dicha substancia líquida o viscosa que puede ser inyectada con forma de chorro como dicho dibujo en la mencionada superficie de dicha plataforma; y

(D) una interfase con el usuario para proporcionar como mínimo un informe de estado de dicho sistema de impresión.

Breve descripción de los dibujos

Para comprender la presente invención y entender cómo puede ser llevada a cabo en la práctica, será descrita una realización preferente mediante un ejemplo no limitativo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un diagrama de flujo del proceso de máscara de soldadura de la técnica anterior.

La figura 2 es un diagrama de flujo generalizado de un proceso de máscara de soldadura de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 3 es un diagrama de flujo del proceso de impresión de leyendas de la técnica anterior.

La figura 4 es un diagrama de flujo generalizado de un proceso de impresión de leyendas de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 5A es una vista descendente superior esquemática del sistema de impresión de descarga por chorros de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 5B es una vista esquemática de la mesa de vacío con fuerza de succión direccionable a un área de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 5C es una vista esquemática de uno de la serie de solenoides de conmutación de válvula de succión utilizados en el aparato de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 5D es una vista esquemática de uno de la serie de solenoides de puente de válvula de succión utilizados en el aparato de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 5E es una vista esquemática de uno de la serie de solenoides de inhibición/conmutación de válvula de succión utilizados en el aparato de acuerdo con otra realización de la presente invención.

La figura 6A es una vista esquemática lateral del aparato de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 6B es una vista esquemática lateral del aparato de acuerdo con otra realización de la presente invención.

La figura 6C es una vista esquemática lateral del aparato de acuerdo con otra realización de la presente invención.

La figura 6D es una vista esquemática lateral del aparato de acuerdo con otra realización de la presente invención.

La figura 7 es un diagrama de bloques esquemático que muestra los numerosos componentes y representación topográfica del flujo de datos del aparato de acuerdo con una realización preferente de la presente invención.

La figura 8A muestra de forma esquemática un cabezal de impresión industrial de 4 colores.

La figura 8B muestra de forma esquemática dos conjuntos de cabezal de impresión que constituyen cada uno de ellos una serie de cabezales de impresión de 4 colores de la figura 8A.

La figura 8C muestra de forma esquemática un conjunto de cabezal de impresión compuesto por una serie de cabezales de impresión de color único por chorros, del tipo de tinta monocromática.

La figura 9A es un dibujo esquemático que muestra una técnica anterior de inyección intercalada de chorros.

La figura 9B muestra diagramas de sincronía de descarga para hileras pares e impares de un cabezal de impresión de la técnica anterior.

La figura 9C es un dibujo esquemático que muestra la secuencia de descarga modificada entre las hileras pares e impares de acuerdo con una realización preferente de la presente invención.

La figura 9D muestra diagramas de sincronía de descarga de hileras pares e impares de un cabezal de impresión de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 9E es un dibujo esquemático que muestra la técnica de redundancia y refuerzo de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 9F es un dibujo esquemático que muestra el dibujo de puntos de tinta de dos puntos substancialmente superpuestos y el borde resultante del dibujo de puntos impresos combinados de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 9G es un dibujo esquemático que muestra una sección transversal de puntos substancialmente superpuestos de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 10A es una vista esquemática de la disposición de los cabezales por chorros de tinta en el puente de impresión horizontalmente estático.

La figura 10B es un dibujo esquemático que muestra el posicionado relativo de dos cabezales por chorros de tinta adyacentes de acuerdo con las especificaciones dimensionales de diseño tal como son suministradas por el fabricante de cabezales por chorros de tinta de calidad industrial apropiados.

La figura 10C es un dibujo esquemático que muestra la trayectoria completa de impresión para lograr la cobertura del área de impresión utilizando cabezales de impresión por chorros del fabricante específico mostrado en la figura 10B.

La figura 11A es un dibujo esquemático que muestra la forma y posición de dos elementos de leyenda de una disposición de PCB.

La figura 11B es un dibujo esquemático que muestra una distorsión dimensional ordinaria de una PCB después de los procedimientos de laminación de tipo común, tratamiento térmico y limpieza.

La figura 11C es un dibujo esquemático que muestra la técnica de deformación o sesgo de una realización de la presente invención para lograr el alineamiento preciso de la imagen de impresión, de acuerdo con el dibujo de la figura 11A, en una placa de circuito deformado tal como el mostrado en la figura 11B.

La figura 12A es un dibujo esquemático que muestra el alineamiento de PCB en la mesa de vacío utilizando el sistema de visión y las marcas presentes en la PCB tales como las marcas de referencia y terminales.

Descripción detallada de una realización preferente

Por conveniencia de explicación, la invención es descrita a continuación haciendo referencia a realizaciones preferentes, que constituyen un sistema de impresión de leyendas e impresión de máscaras de soldadura. Las personas especializadas en la técnica apreciarán fácilmente que la presente invención no se encuentra limitada de ninguna forma a las presentes realizaciones y numerosos métodos de suministro o descarga, entre otros:

a. patrones de conductores de imagen primaria,

b. patrones de máscara de protección contra ataque químico,

c. máscaras temporales,

d. máscaras de control de compensación de falta de uniformidad de bordes,

e. recubrimientos conformes selectivos,

f. encapsulado de chip integrado en placa,

g. encapsulados líquidos,

h. códigos de barras, y

i. tecnología de montaje de adhesivos en superficie (SMT)

se encuentran dentro del alcance de la presente invención. Además, aplicando ciertas modificaciones menores, la presente invención resulta igualmente apropiada para aplicaciones de impresión de pasta de soldadura SMT. Ejemplos adicionales serán explicados a continuación.

Debe indicarse que las realizaciones preferentes que serán explicadas a continuación están basadas en la utilización de cabezales de impresión industrial DPC Gen3 (en la actualidad Hitachi Kokai Imaging Inc.). Otros cabezales pueden ser utilizados de forma equivalente, tal como los cabezales de impresión de Spectra Inc. Nova 256/80 JA, a pesar de que deben corregirse ciertos parámetros correlacionados con el funcionamiento para alojar dichos cabezales de impresión diferentes en las realizaciones descritas en el presente documento.

Haciendo referencia a la figura 5A se muestra un sistema de impresión de descarga por chorros de la presente invención. El puente de impresión (500) es una plataforma rígida, horizontalmente estática, que soporta los conjuntos de cabezales de impresión por chorros (501) y (502), cada uno compuesto por numerosos y de forma preferente una multitud de cabezales de impresión por chorros. Una de las tantas disposiciones posibles de posicionado de una multitud de cabezales de impresión por chorros en los conjuntos (501) y (502) es mostrada de forma esquemática como una hilera, intercalada con una hilera en el otro conjunto. Dos de los cabezales están representados en el dibujo esquemático por los elementos (503) y (504). Cada uno de los cabezales se encuentra acoplado a un tubo (505), que es parte del sistema de suministro de tinta (506) que lleva a cabo el suministro de tinta desde los depósitos (en este caso no mostrados). Debido a los requisitos específicos, descritos posteriormente en mayor detalle, la plataforma rígida y estática (puente de impresión) (500) permite el posicionamiento y alineamiento de cada uno de los cabezales de impresión por chorros con un grado de precisión significativamente alto. Para indicar que la abundancia y disposición respectiva de los cabezales de impresión por chorros se encuentra indicada únicamente de forma esquemática, se adopta un símbolo de "discontinuidad" (507) y (508) para el puente de impresión, conjuntos de cabezal y sistema de suministro de tinta.

Cada cabezal de impresión individual está compuesto por una serie de inyectores de chorros, parte de la placa de orificios del cabezal de impresión y es capaz en virtud del diseño del fabricante de lograr un nivel de resolución de impresión determinado previamente, por ejemplo 300 ó 600 dpi (puntos por pulgada). A efectos de impedir los problemas de mal funcionamiento de inyectores conocidos, la presente invención utiliza una cantidad abundante de inyectores para proporcionar una redundancia múltiple descrita en mayor detalle a continuación en el presente documento. Debe indicarse que la redundancia múltiple produce un dibujo de puntos que está caracterizado por la cobertura de cada área objetivo con dos o más puntos de tinta desde dos o más inyectores individuales. En una realización preferente, los puntos se superponen hasta una extensión significativa, pero no necesariamente de forma completa. En el caso de que un inyector funcione mal, el área será cubierta por uno o más puntos de tinta de uno o más inyectores adicionales. Para superar la disminución de la resolución que es inherente si parte de los inyectores disponibles son destinados a propósitos de refuerzo o repuesto, deben ser utilizados mayor cantidad de inyectores que los necesarios para lograr una determinada resolución. En general, una abundancia de inyectores es utilizada para lograr redundancia
múltiple.

En una realización de la presente invención, un cabezal de impresión industrial por chorros de tinta de color es utilizado de forma modificada. Los cabezales de impresión de tinta de color son capaces de inyectar por chorros múltiples colores, de forma simultánea y de forma común se utilizan 4 colores (amarillo, magenta, ciánico y negro) para formar una imagen con colores. Debe indicarse que en el equipo de impresión por chorros para oficina/uso doméstico se utiliza de forma común un cabezal de tinta negra independiente. En una realización de la presente invención, para lograr la cantidad abundante de inyectores, los cabezales de impresión por chorros de tinta de 4 colores son suministrados con la misma tinta para todos los conductos de color (zonas de flujo), logrado de este modo hasta 3 veces o 200% de redundancia si se utiliza 1 inyector para la imagen principal y los otros 3 inyectores como refuerzo. Sin embargo, en una realización preferente se utilizan 2 inyectores para la imagen principal y 2 inyectores actúan como refuerzos, logrando de este modo una redundancia o tolerancia de defectos del 100%. Este modo de funcionamiento es descrito en mayor detalle a continuación en el presente documento haciendo referencia a las figuras 8A, 8B, 9C, 9D, 9E, 9F y 9G.

En otra realización de la presente invención se utiliza una multitud de conjuntos de cabezal de impresión de color único por chorros del tipo de tinta monocromática, combinando más de 1500 inyectores que proporcionan la redundancia múltiple deseada.

A efectos de tratar los problemas de mal funcionamiento de inyectores anteriormente mencionados, el sistema de la presente invención está diseñado para operar con un mínimo de 100% de redundancia, representando el doble de inyectores requeridos para lograr una determinada resolución de impresión.

Por razones de claridad, la unidad electrónica de accionamiento del cabezal de impresión múltiple, el sistema de desplazamiento vertical del puente de impresión motorizado y el sistema de control motorizado electrónico del movimiento plano son omitidos en la figura 5A y serán descritos con mayor detalle posteriormente en el presente documento haciendo referencia a la figura 7.

Una mesa de impresión (509) es mostrada en una posición de inicio o de detención para facilitar la carga o colocación de una PCB (510) antes de la impresión. La PCB (510) es asegurada a la mesa de impresión (509) de forma fija utilizando la mesa de vacío (511) de acuerdo con una realización preferente (descrita con mayor detalle haciendo referencia a la figura 5B a continuación) que asegura la fijación de forma inamovible de dicha PCB a la mesa de impresión (509) durante la etapa de impresión consecutiva. La mesa de impresión (509) y la mesa de vacío (511) están dimensionadas para facilitar la aceptación de todos los tamaños utilizados de forma común de placas PCB, incluyendo planos y paneles posteriores, de hasta por ejemplo 24 x 30 pulgadas. De forma común, durante la fabricación las PCB no son idealmente planas, sino que debido a las múltiples capas de numerosos materiales, que han sido sometidos a tratamientos mecánicos y térmicos en etapas consecutivas de fabricación, dichas PCB presentan una falta significativa de la característica plana (efecto "patata chip"). Es sabido que existe una distancia de trabajo óptima entre la placa de orificios de un cabezal de impresión por chorros y la superficie que es impresa. Se experimenta una disminución significativa de la calidad de impresión cuando la distancia de trabajo se desvía de dicha distancia óptima de trabajo. Para aliviar este problema común, la mesa de vacío de acuerdo con una realización preferente de la presente invención está diseñada para superar las distorsiones de altura de las PCB encontradas de forma común y logra impartir de forma substancial la característica plana mientras que la PCB está fijada a la mesa de vacío. Debe indicarse que debe ser aplicada una fuerza de succión considerable a la PCB para lograr un determinado grado de característica plana. La aplicación de una fuerza de succión máxima únicamente a la PCB fijada a la mesa de vacío induce los siguientes problemas ya conocidos.

La inyección por chorros de un líquido en una superficie que presenta numerosos orificios induce la succión de la tinta inyectada aún líquida inmediatamente después de la aplicación, a través de dichos orificios por la fuerza de succión de la mesa de vacío. Se debe observar que las máscaras de soldadura y las leyendas se aplican a las PCB, que presentan generalmente numerosos orificios en dicha etapa del proceso de fabricación cuando estos dibujos se aplican a las PCB. A efectos de solucionar este problema la presente invención incluye una mesa de vacío con fuerza de succión direccionable a un área. De este modo, la succión aplicada a la PCB produciría de forma evidente la succión de la tinta depositada y aún substancialmente líquida o viscosa a través de dichos numerosos orificios. Para solucionar este inconveniente, la fuerza de succión es reducida de forma temporal o eliminada en las zonas específicas en las que en ese momento está siendo depositada la tinta. En una realización preferente ciertas entradas de vacío de la mesa de vacío de la presente invención son interrumpidos de forma temporal por el sistema en correspondencia con la zona en la que la tinta está siendo depositada en ese momento logrando un sistema predeterminado de fuerza de succión reducida, descrito en mayor detalle en el presente documento haciendo referencia a las figuras 5A y 5C.

Como será descrito en mayor detalle en el presente documento, el sistema de impresión de la presente invención es además capaz de ajustar la distancia óptima de trabajo.

A continuación se da una descripción detallada de la mesa de vacío utilizada de acuerdo con una realización preferente de la presente invención para la fijación y aplanamiento de la PCB durante la etapa de impresión por chorros.

Haciendo referencia a la figura 5B, la mesa de vacío (511) de acuerdo con una realización preferente de la presente invención constituye dos áreas de fuerza de succión direccionables, el área A (512) y el área B (513). Cada área está dividida en una serie de zonas de succión (514), (515), (516), (517), (518), (519), (520), (521), (522) y (523) dentro del área A (512) y una multitud de zonas de succión (524), (525), (526), (527), (528), (529), (530), (531), (532) y (533) dentro del área B (513). Cada zona de succión dentro de un área se dispone paralela una a la otra y paralela al conjunto de cabezal de impresión, como se describe con mayor detalle posteriormente en el presente documento. La zona de succión (514) dentro del área A (512) y la zona de succión (524) en el área B (513) están posicionadas en sentido longitudinal una respecto a la otra para quedar alineadas de forma substancial con la franja de impresión. Debe indicarse que la presente invención no se encuentra limitada de ninguna forma por la descripción particular de la mesa de vacío (511) y se encuentran dentro del alcance de la presente invención, entre otros aspectos, las variaciones de disposición, cantidad de zonas de succión, y cantidad de áreas direccionables. Además, para facilitar la explicación sólo la zona de succión (514) es descrita con mayor detalle y una persona especializada en la técnica apreciará fácilmente que las zonas de succión tienen un funcionamiento idéntico de forma substancial.

La zona de succión (514) está acoplada a un primer orificio de admisión de vacío (534) mediante un conducto (535), mientras que la zona de succión (524) está acoplada a un segundo orificio de admisión de vacío (536) mediante un conducto (537). Existe una multitud de orificios de succión dentro del sector de succión (538), (539) y (540) dentro de la zona de succión (514), suministrando la fuerza de succión a la PCB dispuesta en la mesa de vacío (511).

Volviendo a la figura 5A, se da una descripción detallada de los subsistemas de vacío que aplican la fuerza de succión direccionable a áreas desde la bomba de vacío (541) hasta las zonas de succión (514) y (524). Para facilitar la explicación, sólo los subsistemas de vacío acoplados a la zona de succión (514) y (524) son explicados con mayor detalle a continuación y del mismo modo que ha sido dicho anteriormente, la multitud de subsistemas de vacío acoplados a cada zona de succión son idénticos en su funcionamiento de forma substancial.

La fuerza de succión es suministrada por un bomba de vacío (541). Dicha bomba de vacío (541) está conectada a un distribuidor (542), acoplando una multitud de solenoides de conmutación de válvulas de succión (543-544) (descritos con mayor detalle a continuación en el presente documento con referencia a la figura 5C) directamente con la bomba de vacío (541). De este modo, se encuentra disponible una fuerza de succión máxima predeterminada, suministrada por la bomba de vacío (541), en la entrada (545) del solenoide de conmutación de válvula de succión (543) mediante un conducto (546), acoplado al distribuidor (542). Además, dicha bomba de vacío (541) está acoplada al distribuidor (547) mediante una válvula reductora (548), capaz de reducir la fuerza de succión máxima anteriormente mencionada hasta un determinado nivel reducido y de forma opcional, la fuerza de succión en el distribuidor (547) es reducida hasta eliminar substancialmente dicha fuerza. En consecuencia, se dispone una fuerza de succión reducida definida de forma previa en la entrada (549) del solenoide de conmutación de válvula de succión (543) mediante el conducto (550) acoplado al distribuidor (547).

Haciendo referencia a la figura 5C, el solenoide de conmutación de válvula de succión (543) es mostrado de forma esquemática y es representativo para todos los solenoides de conmutación de válvula de succión 1n (543-544) (figura 5A). El tubo (546) de fuerza de succión máxima (figura 5A) está acoplado a la entrada (545) y el tubo de fuerza de succión reducida (550) (figura 5A) está acoplado a la entrada (549). El tubo (546) y el tubo (550) son para facilitar la identificación llamados tubos gemelos del distribuidor. Mientras los cabezales de impresión están inyectando una franja de impresión sobre las zonas de succión (514) y (524) (figura 5A), la fuerza de succión máxima es aplicada a todas las otras zonas de succión que no están en ese momento debajo de dicha franja de impresión. De este modo, las señales eléctricas de control del sistema (551), descritas en mayor detalle más adelante haciendo referencia a la figura 7, accionarán el cilindro (552) para inhibir la fuerza de succión máxima para ser conectado a la salida de base (553) (conectada a los conductos y en consecuencia a las áreas de succión debajo de la franja de succión), mediante la activación u opcionalmente desactivación del solenoide (554). Al mismo tiempo la fuerza de succión reducida es inhibida para conectar la salida de base (553), dado de que el cilindro (552) cierra la entrada (549). La figura 5C muestra de forma esquemática una situación momentánea en la que la fuerza de succión máxima está siendo impedida de alcanzar la salida de base (553). De este modo puede indicarse que la presente invención ha logrado aplicar una fuerza de succión máxima o una fuerza de succión reducida (reducida de forma opcional hasta cero de manera substancial, o sin fuerza de succión) bajo el control del sistema de impresión a las zonas de succión direccionables (conteniendo múltiples áreas de succión) de la mesa de vacío, aliviando de manera substancial el problema de la succión del fluido inyectado, aún líquido, a través de los orificios mediante la fuerza de succión de la mesa de vacío.

Como se explicará con mayor detalle más adelante en el presente documento, la mesa de vacío (511) (figura 5A) de acuerdo con una realización preferente de la presente invención requiere el aplanamiento de la PCB hasta un nivel de llanura dentro de las tolerancias deseadas definidas de forma previa, necesitando una fuerza de succión considerable para lograr dicho objetivo. Sin embargo, en instancias en las que placas PCB de menor tamaño son fijadas a la mesa de vacío (511), no pueden esperarse resultados tangibles de la aplicación de la fuerza de succión a áreas no cubiertas cuando la fuerza de succión utilizable para la llevar a cabo la fijación y aplanamiento es reducida desde un nivel predeterminado hasta un nivel menos óptimo. La persona especializada en la técnica debe apreciar en consecuencia que dividiendo la mesa de vacío de forma preferente en dos áreas de succión direccionable, la fuerza de succión es consumida en primer lugar en las áreas de la mesa de vacío (511) en las que existe una PCB, incrementando de este modo la fuerza de succión disponible. De este modo, para placas PCB de menor tamaño, el control de sistema es capaz de limitar la fuerza de succión únicamente al área A (512), al mismo tiempo que deshabilita la succión en el área B (513).

A continuación se expone una descripción del subsistema de vacío que produce este logro, en virtud de las zonas de succión por fuerza de succión direccionable anteriormente mencionadas.

A efectos de inhibir la fuerza de succión en el área B (513), se utiliza una multitud de solenoides de conexión de válvulas de succión 1 a n (555-556).

Haciendo referencia ahora a la figura 5D, el solenoide de conexión de válvulas de succión (555) es mostrado de forma esquemática y es representativo de todos los solenoides de conexión de válvulas de succión 1 a n (555-556) (figura 5A). La fuerza de succión (máxima o reducida) penetra en el solenoide de conexión de válvula de succión (555) en la entrada de base (558) por medio de un conducto (559) (figura 5A) y sale por la salida (560). En caso de que el área B (513) (figura 5A) debe ser inhibida de la aplicación de la fuerza de succión (máxima o reducida), entonces las señales eléctricas de control del sistema (561), descritas posteriormente en mayor detalle haciendo referencia a la figura 7, accionarán el cilindro (562) para cerrar la conexión entre la entrada de base (558) y la segunda salida (563) mediante la activación o de forma opcional la desactivación del solenoide (564). En dicha situación, la fuerza de succión está dirigida únicamente hacia la salida (560). En el otro caso, la fuerza de succión es dirigida de forma equilibrada a ambas salidas (560) y (563). Como ha sido mencionado en el presente documento con referencia a la figura 5A, existen dos aberturas de admisión de vacío (534) y (536) conectando de forma respectiva la fuerza de succión a la zona de succión (514) y a la zona de succión (524). De este modo por medio de los conductos (573) y (565), las zonas de succión (514) y (524) respectivamente son conectadas a la fuerza de succión, mientras que el solenoide de conexión de válvula de succión (555) sometido al control del sistema dirige la fuerza de succión únicamente a la zona de succión (514) o a ambas zonas de succión (514) y (524). Los tubos (573) y (565) son denominados conductos gemelos de admisión para facilitar la identificación.

En la figura 5E el solenoide de conmutación de válvula de succión (543), que ha sido descrito con referencia a la figura 5C, es mejorado (566) por una válvula solenoide (567) adicional, permitiendo el confinamiento adicional de la fuerza de succión únicamente a las mencionadas zonas de succión cubiertas por la PCB (510) en la mesa de vacío (511). En caso de que la PCB cubra por ejemplo sólo las zonas de succión (514), (515), (516), (517) y (518) (figura 5B), entonces las señales eléctricas de control del sistema (568), que serán descritas con mayor detalle haciendo referencia a la figura 7, accionarán el cilindro (569) cerrando la salida de base (553) mediante la activación o de forma opcional la desactivación del solenoide (567) del solenoide de conmutación/inhibición de válvula de succión (557) que inhibe la fuerza de succión. De este modo, si la zona de succión a la que se encuentra conectado el solenoide de conmutación/inhibición de válvula de succión particular, no está cubierta por la PCB, no se consume fuerza de succión de forma substancial, aumentando en consecuencia la fuerza de succión entre la PCB (510) y la mesa de vacío (511) (figura 5A).

Debe indicarse que substancialmente no existe un límite máximo para el tamaño de impresión que puede ser logrado utilizando el sistema y método de la presente invención. Debe apreciarse entonces que la limitación mencionada en el presente documento del tamaño máximo de impresión de 24 x 30 pulgadas ha sido elegido sólo por ser el mayor tamaño de placas utilizadas de forma común en la industria de las PCB. Podría existir en el futuro la necesidad de placas de mayor tamaño y debe apreciarse en consecuencia que pueden aplicarse técnicas de aumento de escala relativamente simples y conocidas a efectos de satisfacer las necesidades futuras.

Volviendo a la figura 5A, la zona de mantenimiento de impresión (571) puede estar constituida de forma opcional por unidades de mantenimiento de cabezales de impresión tales como:

a. un mecanismo de cubrición del cabezal de impresión que protege los cabezales de impresión contra el secado de la tinta, obstrucción de orificios que se producen a consecuencia de períodos significativos de inactividad de impresión o estado de espera (el mecanismo de cubrición es activado mediante la solicitud del usuario o de forma automática después de un determinado período de inactividad);

b. un sistema de imprimación y purgamiento para el acondicionamiento (limpieza) de las placas de orificios de los cabezales de impresión a intervalos determinados de forma previa o después de cada trabajo de impresión;

c. un conjunto de elementos o escobillas para la limpieza de los cabezales de impresión, para la eliminación (purgamiento) y limpieza del exceso de tinta de las placas de orificios de los cabezales de impresión;

d. un sistema de lavado con solvente para la limpieza de las placas de orificios de los cabezales de impresión con una solución disolvente de la tinta;

e. una abertura de drenaje para la recolección de la tinta suministrada a un área sobre la abertura de drenaje (de forma periódica la tinta es suministrada desde los orificios para mantener los inyectores en condiciones de servicio) y además, para la recolección de los fluidos de limpieza utilizados durante el purgamiento e imprimación;

f. un sistema de succión por vacío para una mejorar la operación de purgamiento e imprimación.

Una zona reservada de la mesa de impresión (509) es la zona de mantenimiento de impresión de prueba (571) en la que se prueba la funcionalidad de los cabezales de impresión, que será descrita con mayor detalle en el presente documento.

La mesa de impresión (509) está acoplada a un sistema motorizado de alta precisión (572) para llevar a cabo el movimiento de dicha mesa de impresión (509) de forma simultánea como mínimo en dos direcciones perpendiculares.

Las personas especializadas en la técnica apreciarán fácilmente que para aplicar un dibujo en una superficie, los movimientos relativos entre los inyectores del cabezal de impresión y la superficie objetivo son relevantes.

Las realizaciones preferentes de la presente invención utilizan un sistema de mesa de impresión motorizada x-y horizontal y además un sistema electrónico motorizado para el desplazamiento del puente de impresión para realizar los movimientos verticales, que será descrito con mayor detalle más adelante. Para facilitar la explicación, los detalles del dibujo esquemático del sistema plano motorizado (572) han sido omitidos en la figura 5ª, dado que dichos sistemas de desplazamiento son conocidos en si mismos, entre otros, en trazadores o equipos similares. Debe indicarse que sin embargo en las líneas de fabricación de PCB esta técnica de desplazamiento es una novedad.

Volviendo ahora a la figura 6A, se muestra una vista lateral esquemática del sistema de acuerdo con una realización preferente de la presente invención. Una consola central (600) contiene varios sistemas eléctricos y mecánicos, que serán descritos a continuación con mayor detalle. Un espacio adicional se encuentra disponible en dos compartimientos (601) y (602), adyacentes a la consola central (600). Además de proporcionar soporte mecánico a la mesa de impresión (603), descrito más adelante con mayor detalle, los compartimientos (601) y (602) contienen, entre otros elementos, un sistema de bomba de vacío y un sistema de suministro de tinta, incluyendo depósitos, bombas, conductos, filtros y otros sistemas opcionales que serán descritos posteriormente con mayor detalle.

La consola central (600) constituye además un sistema de desplazamiento vertical para el puente de impresión motorizado (604), compuesto por dos motores (sólo un motor (605) puede ser visto en la vista lateral de la figura 6A) para lograr el desplazamiento del puente de impresión estático y rígido (606) en un plano vertical (607), substancialmente perpendicular a la superficie de la PCB. A efectos de lograr las propiedades óptimas de suministro, las placas de orificios de los cabezales de impresión durante la inyección deben estar dentro de un estrecho rango de distancias desde la superficie objetivo, necesitando de este modo el sistema de desplazamiento vertical del puente de impresión (604) anteriormente descrito para permitir el funcionamiento de los cabezales de impresión por chorros de tinta a una determinada distancia óptima de trabajo. De este modo, el sistema de desplazamiento vertical de puente de impresión motorizado (604) ha sido diseñado para llevar a cabo el desplazamiento del puente de impresión en un rango vertical de 15 mm hacia arriba y abajo para ajustar la distancia de trabajo de los cabezales de impresión por chorros de tinta. Para el mantenimiento y el acceso cómodo, tal como para la limpieza, barrido, etc., el sistema de desplazamiento vertical de puente de impresión motorizado (604) permite que dicho puente de impresión sea elevado como mínimo 400 mm. Debe indicarse que las consideraciones de diseño futuras determinarían otros valores para las distancias de trabajo y mantenimiento anteriormente mencionadas. Para los cabezales DPC Gen3, la distancia óptima de trabajo ha sido determinada como 1,0 mm \pm 10% de forma aproximada.

Como ha sido mencionada anteriormente, los movimientos relativos entre los cabezales de impresión por chorros y la zona objetivo son relevantes y, en consecuencia, de forma correspondiente, la distancia óptima de trabajo determinada de forma previa entre las placas de orificios y la superficie objetivo es lograda mediante el movimiento del puente de impresión estático y rígido (606) en un plano vertical o el movimiento de la superficie objetivo en un plano vertical. Sin embargo, de acuerdo con las realizaciones preferentes de la presente invención, los desplazamientos deseables de alta precisión de la mesa de impresión han sido logrados limitando el sistema motorizado (572) a movimientos planos de forma exclusiva y alcanzando la distancia óptima de trabajo mediante el desplazamiento del puente de impresión (500) en un plano perpendicular.

Las personas especializas en la técnica apreciarán fácilmente que los siguientes métodos y aparatos son utilizados para mantener dichos requerimientos significativamente rigurosos. En consecuencia, además de la construcción rígida del mencionado puente de impresión estático, la disposición precisa de los múltiples cabezales de impresión en el conjunto de cabezales de impresión, y la solidez general de la superestructura de la unidad de impresión, la presente invención además ha dirigido su atención de forma significativa hacia:

1. el mantenimiento de la llanura de la PCB dentro de las tolerancias definidas de forma previa durante la impresión mediante la aplicación de una fuerza de succión por vacío suficiente, incluso en situaciones en las que se lleva a cabo la impresión en una PCB que presenta las distorsiones dimensionales significativas (efecto "patata chip") mencionadas anteriormente, utilizando los subsistemas de zonas de succión mediante fuerza de succión direccionable, y

2. la disposición de medios precisos (sistema de desplazamiento vertical del puente de impresión motorizado) de ajuste del paralelismo entre la mesa de impresión y el puente de impresión.

La mesa de impresión (603) está compuesta por la mesa de vacío ((511) en la figura 5A) para la fijación de forma inamovible de la PCB durante la impresión del dibujo en la superficie de dicha PCB. La mesa de impresión (603) está acoplada a un brazo (608), parte del sistema plano motorizado (609) que es responsable del posicionamiento de la mesa de impresión y en consecuencia la PCB, horizontalmente bajo el puente de impresión estático y rígido de un modo tal que todas las secciones de la PCB resultan zonas objetivo consecutivas para los cabezales de impresión por chorros de tinta que están destinados a cubrir dichas partes. Los sistemas planos motorizados, que comprenden motores lineales, codificadores, y sistemas de realimentación en circuito cerrado son conocidos, por ejemplo, en herramientas CNC. Las máquinas CNC (control numérico computarizado) son utilizadas en tareas de fabricación, tales como el molido, torneado, troquelado y perforación. El sistema plano motorizado (609) está diseñado en la realización preferente para permitir el movimiento de la mesa de impresión (603) con alta precisión y de forma simultánea a grandes velocidades. Para tratar los efectos indeseados resultantes de la velocidad relativa entre la PCB y los cabezales de impresión, se utilizan algoritmos de compensación, que serán explicados con mayor detalle posterior-
mente.

En una realización de la presente invención, una consola de operario (610) es una unidad separada, acoplada a la consola (600) mediante cables (611) de forma preferente. Otros medios de comunicación inalámbrica o a través de una red existente resultan igualmente concebibles. La consola (610) contiene un ordenador (612) con memoria con una funcionalidad conocida. El ordenador (612) está conectado a una serie de dispositivos de entrada periféricos tales como un teclado (613) y otros dispositivos tales como un ratón (615) para suministrar la entrada de datos del operario. Además, el ordenador (612) está compuesto por dispositivos conocidos tales como una unidad lectora de disquetes y medios de almacenamiento tales como uno o más unidades de disco duro. El dispositivo de visualización (614) proporciona:

1. interactividad visual con el operario con numerosos sistemas, dispositivos y unidades de dicho sistema de impresión;

2. representación gráfica visual de la entrada de datos desde los múltiples dispositivos de entrada periféricos, que serán descritos posteriormente con mayor detalle;

3. inspección de dicho dibujo y capacidad de aplicar modificaciones al dibujo previas a la impresión en caso que fuera necesario.

Dado que de forma común los ordenadores personales no tienen suficiente espacio dentro de su carcasa para alojar una serie de tarjetas adicionales, la consola de operario (610) proporciona entonces el espacio apropiado para todas las tarjetas necesarias adicionales. La caja de tarjetas (616) contiene entonces un plano posterior pasivo para alojar numerosas tarjetas de componentes, descrito posteriormente con mayor detalle. Además, el ordenador (612) está compuesto por numerosos dispositivos de entrada periféricos, tales como un dispositivo desmontable de entrada/salida de almacenamiento de datos (617). De forma común los cartuchos de datos (618) son utilizados, conteniendo ficheros de datos, entre otros, en formato "Gerber", para la introducción de la información de los patrones que serán aplicados en la superficie de la PCB. Otros dispositivos de entrada periféricos, tales como, entre otros, Intranet y/o Internet (619) están acoplados al sistema mediante tarjetas de interfaz de red (NIC) conocidas, también parte del ordenador (612).

La figura 6B muestra otra realización de la presente invención, en la que una consola de operario centralizada (620) está acoplada mediante cableado múltiple (621), (622) y (623) a las consolas de impresión respectivas (624), (625) y (626). Para facilitar la explicación, sólo se muestran tres consolas de impresión, pero la presente invención no se encuentra de ningún modo limitada a la cantidad específica de consolas de impresión y cualquier cantidad de dichas consolas de impresión puede ser utilizada para evitar los atascos en las líneas de fabricación de PCB a gran escala. Debe indicarse que a pesar del incremento significativo de la velocidad de impresión, la velocidad de impresión relativamente moderada de la presente invención puede inducir a atascos que son evitados de forma efectiva mediante la utilización de múltiples consolas de impresión y la distribución en paralelo de la etapa de impresión a más de una impresora. Mediante la utilización de un sistema informático singular (627) y una caja de tarjetas singular (628) ((616) en la figura 6A) dotada de los componentes anteriormente mencionados, pueden lograrse ahorros significativos en equipo y superficie de suelo. Además, un único operario puede controlar de este modo las múltiples consolas de impresión desde la consola de operario centralizada (620).

Volviendo ahora a la figura 6C, que muestra otra realización de la presente invención, en la que la consola (629) contiene todos los componentes necesarios para hacer funcionar el sistema de una forma más o menos autónoma, dependiendo de varias consideraciones del diseño de la línea de fabricación. De este modo, todos los componentes antes mencionados pueden ser dispuestos en la consola (629) de la impresora por chorros para ahorrar superficie de suelo y consolidar el sistema de impresión por chorros. En consecuencia, el dispositivo de visualización (630), el teclado (631) y la unidad de cartucho de datos (632) anteriormente descritos con todas las partes de la consola (629). La caja de tarjetas integral (633) incluye en la presente realización el mencionado ordenador ((627) en la figura 6B o (612) en la figura 6A) como un ordenador de placa única.

Haciendo referencia a la figura 6D, la consola de operario (634) puede ser dispuesta de forma opcional en una unidad en una mesa giratoria (635) acoplada a un brazo móvil (636).

Volviendo ahora a la figura 7, se da a continuación una descripción más detallada del diagrama de bloques del sistema que muestra los numerosos componentes y la representación topográfica del flujo de datos del aparato de acuerdo con una realización preferente de la presente invención, como ha sido descrito anteriormente haciendo referencia a las figuras 5 y 6A.

El P.C. u ordenador personal del sistema (700) contiene caja de tarjetas (701) ((616) en la figura 6A) para alojar las mencionadas tarjetas electrónicas y proporcionar voltajes de suministro y trayectorias de datos hacia y desde dichas tarjetas. Debe indicarse que el I.S.P. (sistema de proceso de imágenes) (702) en la presente invención es un módulo de software dedicado que funciona significativamente de forma similar al conocido hardware R.I.P. (procesador de imágenes por trama). El I.S.P. (702) convierte los formatos de archivo de imágenes soportados de forma común tales como PDL (Lenguaje de descripción por páginas), postcript u otros tipos de archivos gráficos de tipo vectorial en una imagen de página mapeada por píxeles, que es en efecto la información de impresión que es transmitida a la impresora para imprimir un dibujo, que representa la imagen del archivo de datos. Un formato de archivos utilizado ampliamente es, por ejemplo, el formato Gerber o el formato Gerber extendido.

El sistema utiliza algoritmos de proceso de imágenes que toma en consideración la interacción entre la tinta y el substrato y la interacción entre gotitas de tinta adyacentes.

La información de impresión convertida es transferida a través de la trayectoria de datos (703) y la placa de sincronización (704) a los controladores de los cabezales de impresión (705) y de forma consecutiva, a los cabezales de impresión múltiple (706), situados en el puente de impresión estático y rígido (707) ((500) en la figura 5A). La placa de sincronía (704) proporciona los medios para la sincronización de los datos con el movimiento de la mesa de vacío (708).

De forma opcional, el sistema es mejorado con un sistema de visión, que comprende una unidad de procesamiento de visión (709) y una unidad de compensación de registro y distorsión de visión (710), que es utilizada para numerosas tareas, en particular para impresión de máscaras de soldadura, que será descrita más adelante con mayor detalle. Debe indicarse que, para la impresión de leyendas, la precisión de impresión y la capacidad de repetición del sistema de la presente invención es suficiente de forma general y, de este modo, el mencionado sistema de visión puede ser omitido para la impresión de leyendas sin experimentar resultados perjudiciales de forma significativa.

A partir de la unidad de comunicación en serie (711), la información es introducida en la unidad de control de movimiento y accionadores (712), que transforma las señales de posición eléctricas, representativas de la información de posición, en señales eléctricas de control, de forma común impulsos que accionan el servomotor lineal (713) y el motor sin escobillas (714) del sistema plano motorizado que mueve la mesa de vacío (708). La unidad de control de movimiento y accionadores (712) suministra además las señales de control de posición vertical que son introducidas en dos motores (715) y (716) que llevan a cabo el desplazamiento del puente de impresión horizontalmente estático y rígido (707) en un plano vertical, substancialmente perpendicular a la superficie de la PCB. Los solicitantes de la presente patente han encontrado que un rango de desplazamiento vertical de 15 mm de forma aproximada es suficiente para ajustar una determinada distancia óptima de trabajo entre la placa de orificios de un cabezal de impresión por chorros y la superficie objetivo de una PCB que presenta diferencias de espesor distintivas. Antes del comienzo del trabajo de impresión, el operario introduce el espesor de la placa PCB en el sistema, que ajusta de este modo la altura del puente de impresión mediante los motores (715) y (716) hasta la mencionada distancia óptima de trabajo. Cuando el sistema necesita llevar a cabo un mantenimiento, se generan señales de control de posición vertical mediante dicho sistema para elevar el puente de impresión 400 mm de forma aproximada, facilitando numerosas tareas de mantenimiento.

La unidad de entrada/salida (717) lleva a cabo la comunicación con los numerosos sistemas del aparato de impresión, tales como, entre otros, los sensores de puente y calentadores y calentadores de sistema (719) y el cargador/descargador (720).

La unidad de entrada/salida (717) comunica ((551), (561) y (568) en las figuras 5C, 5D y 5E) además con las mencionadas válvulas ((543), (555) ó (557) en las figuras 5A, 5C, 5D y 5E) para lograr la fuerza de succión direccionable a un área en la mesa de vacío (708), que forman parte del sistema de válvulas de fuerza de succión direccionable a un área (718).

A continuación se presenta una breve descripción del sistema de suministro de tinta de la presente invención.

La tecnología de impresión por chorros de tinta, como ha sido mencionado anteriormente en el presente documento, es conocida pero debe mencionarse que el suministro de numerosas substancias líquidas o viscosas que son utilizadas para llevar a cabo una tarea, por ejemplo máscaras contra ataque químico, máscaras de soldadura, impresión de leyendas, y/o adhesivos y además cumplir normas estrictas, tales como la mencionada especificación IPC-SM-840, es significativamente complejo. Sin embargo, el procedimiento de inyección por chorros simplificado de enmascarado de protección, como se describe a continuación, hace que el esfuerzo valga la pena. Mediante la utilización de los mencionados sistemas y métodos descritos, junto con los sistemas y métodos adicionales que serán descritos a continuación, el aparato de la presente invención ha logrado salvar de forma substancial los problemas y desventajas conocidos. La substancia que será suministrada para dicha impresión de máscaras y leyendas ha sido elegida por los solicitantes de la presente patente en una realización preferente como una substancia o tinta inyectable por chorros a base de resina epoxi monocomponente que puede ser curada por calor, junto con aditivos apropiados. De este modo, la composición de tintas apropiadas contiene, entre otros, un agente aglutinante curable, opcionalmente solventes, pigmentos, tintes, rellenos y otros materiales funcionales. El agente aglutinante es una resina combinada con otros componentes que permiten curar la tinta después del contacto con el substrato. La resina puede ser curada, o curada por calor o curada mediante una combinación de varios mecanismos de curado. Dichas resinas pueden ser a base de: melamina, resina epoxi, o acrilato. Debe indicarse que el término "agente aglutinante" es utilizado como un componente que tiene la capacidad para adherirse a un substrato, y de forma opcional, para adherir numerosos componentes a dicho substrato.

Para la impresión de leyendas se utiliza un pigmento blanco o amarillo, mientras que para la impresión de máscaras de soldadura se utiliza un tinte verde.

Debe indicarse que de forma substancial todas las tintas o adhesivos utilizados son suministrados a los cabezales de impresión mediante un sistema común de suministro de tinta por chorros industrial, compuesto por:

1. un sistema de almacenamiento, compuesto por:

\hskip3mm

múltiples contenedores principales (721), (722) y (723);

2. un contenedor secundario (724); que funciona como un sistema de control de nivel mediante la aplicación del principio físico y de gravedad de los vasos comunicantes, controlado de este modo la presión de menisco
negativa;

3. un sistema de regulación de presión, que utiliza el mencionado principio de los vasos comunicantes;

4. un sistema de bomba de suministro, controlado por el P.C. del sistema (700);

5. una unidad de filtro de etapas múltiples (725), que controla el tamaño máximo de partículas de la substancia que conforma la tinta (en una realización preferente el límite superior de 5 \mu ha demostrado ser suficiente);

6. múltiples válvulas de tinta (726), controladas por el P.C. del sistema (700);

7. un sistema de control de nivel y purgamiento (727) con una serie de dispositivos sensores de nivel;

8. una unidad de limpieza, lavado con solvente, purgamiento e imprimación (no mostrado y mencionado anteriormente con referencia a la zona de mantenimiento de impresión (571) en la figura 5A); y

9. un recipiente de recogida de fluido, que recoge la tinta y los fluidos de limpieza (no mostrados); y

10. un sistema de drenaje de burbujas de aire (no mostrado); y

11. un sistema de control de temperatura (no mostrado), compuesto por:

(A)

una unidad de calentamiento; y

(B)

una unidad sensora de temperatura; y

(C)

una unidad de control de temperatura.

Cada cabezal de impresión individual está acoplado al mencionado sistema de suministro de tinta utilizando una serie de conjunto de tubos (728) apropiados.

El curado inicial subsiguiente (que hace que la imagen aplicada esté libre de adherencias de forma substancial), o de forma opcional, el curado completo, es llevado a cabo en el sistema de curado (729), en el que de acuerdo con el tipo de tinta utilizada se aplica curado térmico, horno IR (infrarrojo) o curado mediante exposición a luz UV (ultravioleta).

Numerosas interacciones del operario con el sistema son llevadas a cabo utilizando una unidad de visualización y teclado (730).

A continuación se explica la mencionada redundancia de impresión inherente de la presente invención, que impide o minimiza de forma significativa los problemas de impresión por chorros de tinta conocidos.

Como ha sido mencionado anteriormente, la capacidad de impresión redundante ha sido mencionada y utilizada en la técnica anterior. La presente invención, sin embrago, utiliza la redundancia de una forma nueva proporcionando una abundancia de inyectores y, de este modo, se logra la redundancia múltiple, resolviendo el mal funcionamiento de los inyectores, capacidad de impresión de alta resolución y suficiente velocidad de impresión de forma simultánea. Las personas especializadas en la técnica apreciarán fácilmente que la alta resolución (600 dpi) y la tolerancia de defectos de la tecnología de suministro de tinta de acuerdo con la presente invención mejoran la resolución de los bordes de las máscaras y además permiten el suministro de la substancia de enmascarado de soldadura entre terminales posicionados de forma densa funcionando como una presa de soldadura, aliviando los problemas de puentes de soldadura que son comunes en las PCB dotadas de densidad.

Volviendo a la figura 8A, se muestra un cabezal de impresión de 4 colores industrial (800). Cada color es descargado mediante una hilera distinta de inyectores. De este modo, la hilera (801) descarga tinta amarilla, la hilera (802) descarga tinta magenta, la hilera (803) descarga tinta ciánica y la hilera (804) descarga tinta negra. Utilizando los métodos de descarga DOD y/o DND, se logra una determinada resolución de impresión mediante múltiples pases y/o variando la velocidad relativa entre el medio y el cabezal de impresión.

En una realización preferente todos los inyectores en las hileras (801), (802), (803) y (804) son suministrados con la misma tinta y se logra una redundancia del 100% combinando las hileras adyacentes (801) y (802) en una unidad (805) para la descarga de imagen principal o primera. De este modo, la resolución de impresión puede ser mantenida a un valor predeterminado al mismo tiempo que se incrementa la velocidad de impresión. De forma alternativa, la resolución de impresión, como ha sido especificada por el fabricante, puede ser doblada manteniendo la velocidad de impresión estándar (recomendaciones del fabricante del cabezal de impresión).

Las hileras adyacentes (803) y (804) son combinadas en una unidad de refuerzo (806). En consecuencia cada inyector de la unidad (805) se encuentra reforzado por otro inyector de la unidad (806).

De forma opcional, las hileras (801) y (803) son combinadas en una unidad para la descarga de la imagen principal o primera y las hileras (802) y (804) son combinadas en una unidad de refuerzo, actuando las hileras adyacentes como refuerzo.

En la figura 8B se muestran dos conjuntos de cabezal de impresión (807) y (808), compuestos cada uno de ellos por una multitud de los mencionados cabezales de impresión de 4 colores (figura 8A). En la realización preferente cada conjunto de cabezal de impresión contiene 10 cabezales. Por razones de claridad, sólo se muestran dos cabezales de impresión. De este modo, los cabezales de impresión (809) y (810), que son parte del conjunto de cabezal de impresión (807) son posicionados de forma precisa de forma intercalada con los cabezales de impresión (811) y (812) del conjunto (808). Debido a la utilización de un puente de impresión rígido y estático, debe indicarse que se logra una determinada precisión de posicionamiento relativo de cabezal y además, mantenida durante la etapa de impresión, dado que sólo la PCB es desplazada en las direcciones x e y por el sistema plano motorizado de alta precisión ((572) en la figura 5A).

La figura 8C muestra de forma esquemática el conjunto de cabezal de impresión (813), compuesto por una multitud de cabezales de impresión de color único por chorros de tinta monocromática (814), (815), (816), (817), (818) y (819), tales como por ejemplo, los cabezales de impresión Spectra Inc. Nova 256/80 JA. Debe indicarse que los presentes inventores han descubierto que una disposición inclinada de los cabezales (814), (815), (816), (817), (818) y (819) del modo mostrado en la presente descripción resulta preferente, pero las personas especializadas en la técnica reconocerán fácilmente que otras numerosas disposiciones puede probar ser ventajosas. Dichas personas especializadas reconocerán fácilmente que los cabezales (814), (815), (816) y (817) funcionan de forma substancialmente similar a la del cabezal de impresión de 4 colores (800) descrito anteriormente con referencia a la figura 8A, al mismo tiempo que permiten añadir más hileras de inyectores, dado que cada hilera de inyectores representa un cabezal de impresión independiente (818 y 819). De forma similar a la mencionada combinación de hileras en dos unidades, una para la imagen primaria y una unidad como refuerzo (figura 8A), los cabezales de impresión por chorros de tinta monocromáticos (814), (815), (816), (817), (818) y (819) pueden ser dispuestos de numerosas maneras para dividir los cabezales en unidades de imagen primaria y unidades de refuerzo. Por lo tanto, los cabezales (814), (816) y (818) son combinados en una unidad para la descarga de la imagen primaria o principal y los cabezales (815), (817) y (819) son combinados en una unidad de refuerzo, actuando los cabezales adyacentes como refuerzo.

Debe indicarse que en la figura 8C sólo se muestran 6 cabezales, pero la presente invención no se encuentra limitada de ningún modo a dicha cantidad y si así se deseara podrían ser utilizados más cabezales, mejorando la resolución, velocidad de impresión y/o nivel de redundancia.

Aunque la impresión de leyendas de PCB debe satisfacer exigencias tales como:

1. buena capacidad de lectura (suficiente resolución y contraste de la tinta de leyenda);

2. precisión de la posición, el enmascarado de soldadura exige además:

3. buenas propiedades de enmascarado (suficiente espesor de tinta para impedir la penetración de la soldadura fundida a las capas de cobre inferiores);

4. propiedades de bordes rectos (que puede ser logradas mediante una resolución de impresión suficientemente alta);

5. ausencia de zonas no cubiertas, orificios para pasador, etc. (que puede lograrse mediante la mencionada tolerancia de faltas o redundancia de impresión).

Debe indicarse que la utilización de múltiples cabezales de impresión en general y de forma especial para sistemas de impresión de PCB industriales, ha mejorado el rendimiento de forma substancial y en consecuencia, el C.O.P. debido a la reducción de la cantidad de franjas de impresión requeridas para lograr una determinada calidad de impresión deseada.

En la figura 9A se muestra la técnica anterior de inyección intercalada. Mediante el método de múltiples pasadas o utilizando la temporización de descarga recomendada por el fabricante se logra un dibujo de puntos (900). Como es bien sabido, los inyectores de las filas pares e impares de forma común no son disparados de forma simultánea. La siguiente fórmula es utilizada para calcular la demora de descarga recomendada por el fabricante \DeltaT:

(1)\DeltaT = \frac{Gap}{V_{medio}}

en la que:

Gap (901) es la separación entre las hileras pares e impares de un determinado cabezal de impresión,

V_{medio} es la velocidad relativa entre el cabezal de impresión y la superficie objetivo.

Por lo tanto, para una separación Gap de, por ejemplo, 25 \mum, y una velocidad relativa entre el cabezal de impresión y la superficie objetivo de 0,5 m/s, la demora de descarga \DeltaT es igual a 50 \mus.

En la figura 9B los diagramas de temporización de descarga son mostrados para hileras pares e impares de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. De este modo la frecuencia de descarga t_{1} (902) para las hileras impares (903) resulta en dos puntos (904) y (905) dispuestos como se muestra en la figura 9A. Utilizando la fórmula (1), la demora de descarga \DeltaT (906) entre las hileras impares (903) y las hileras pares (907) resulta en una hilera de puntos (908) dispuesta como se muestra en la figura 9A. Debe indicarse que la frecuencia de descarga t_{1} (902) (figura 9B) para las hileras pares e impares es igual de forma substancial.

En la figura 9C se muestra una realización preferente de la presente invención, en la que la frecuencia de descarga es modificada (t_{2} < t_{1}) para lograr un dibujo de puntos (909). Debe indicarse que la hilera de puntos (910) y la hilera de puntos (911) son ahora substancialmente adyacentes con una determinada dispersión deseada, dependiente de la V_{medio} y t_{2}.

En la figura 9D se muestran los diagramas de temporización de descarga para las hileras pares e impares de acuerdo con una realización preferente de la presente invención. Utilizando la fórmula (1), la demora de descarga \DeltaT_{m} (912) (t_{2} < t_{1}) entre hileras pares (913) e hileras impares (914) resulta en una hilera de puntos (915) dispuesta como se muestra en la figura 9C, logrando la superposición de las hileras de puntos (910) y (915) hasta una determinada cantidad deseada. Tal como se ha mencionado anteriormente en el presente documento, la frecuencia de descarga t_{2} (912) (figura 9D) para las hileras pares e impares es substancialmente igual.

Las personas especializadas en la técnica apreciarán fácilmente que un inyector puede servir como inyector de refuerzo únicamente o, si así se desea, además de su función normal de descarga. Adicionalmente, la redundancia o refuerzo no está limitada de forma necesaria a la superposición completa, sino que también puede aplicarse una superposición parcial de uno o más inyectores. Otras variantes de refuerzo y redundancia también pueden ser aplicadas, de la forma requerida y apropiada, dependiendo de la aplicación particular.

Volviendo ahora a la figura 9E, se muestra una realización de la técnica de redundancia y refuerzo de la presente invención, es decir, configuración de redundancia del 100%. Cada inyector par de una cierta hilera de orificios (922), (924), (926) y (928) está siendo reforzada por los respectivos inyectores impares (923), (925), (927) y (929) de la misma hilera. Si la unidad de mantenimiento ha deshabilitado por ejemplo el inyector (924), el inyector de "refuerzo" (925) cubrirá entonces el área del substrato no cubierta por dicho inyector (924) deshabilitado.

La figura 9F muestra el dibujo de puntos de tinta (930) resultante ((909) en la figura 9C), de dos puntos superpuestos (931) de forma substancial, un punto siendo descargado por un inyector, parte de la unidad de impresión de imagen principal ((805) en la figura 8A), mientras que el punto de "refuerzo" superpuesto es descargado por la unidad de refuerzo ((806) en la figura 8A). El punto de tinta (930) es en las realizaciones preferentes un punto extendido, debido a que los puntos no se superponen unos con los otros de forma completa. El grado de superposición es logrado modificando la demora de descarga, que puede ser variable y definido de forma previa mediante consideraciones de diseño del sistema preferentes. Debe indicarse que la substancia de tinte inyectada en el momento de choque con la superficie objetivo se extenderá o dispersará una cierta distancia y combinará con los puntos adyacentes para formar una capa o máscara sin interrupciones antes de solidificarse. Aún en caso de mal funcionamiento de un inyector, el punto de tinta individual (932) se encuentra suficientemente cerca para combinarse con puntos adyacentes y conformar una capa sin interrupciones. Como máximo, el punto de tinta individual (932) da como resultado un borde (la línea (933) representa de forma aproximada el borde resultante del dibujo de puntos impresos combinados) con menores propiedades rectilíneas poco significativas en comparación con el borde (934) representativo de un dibujo de puntos impresos combinados en el que todos los inyectores fueron funcionales.

La sección transversal AA' mostrada en la figura 9G representa la superposición y en consecuencia la técnica de descarga punto-sobre-punto de acuerdo con la presente invención. De este modo, es depositada una cantidad suficiente de substancia de enmascaramiento para funcionar como una máscara, al mismo tiempo que se reduce de forma substancial la posibilidad de orificios para pasador y/o zonas sin cobertura. Una parte de sistema de temporización del mencionado P.C. del sistema ((700) en la figura 7) es utilizada para llevar a cabo la presente técnica.

Haciendo referencia ahora a la figura 10A el puente de impresión (1000) horizontalmente estático ((707) en la figura 7) es mostrado en una realización preferente compuesta por una disposición de 20 cabezales en dos conjuntos de cabezales de impresión (1001) y (1002) ((807) y (808) en la figura 8), cada uno de ellos compuesto por 10 cabezales. De este modo la anchura de la franja de impresión (1003) es lograda mientras que la cola de cabezales de impresión son accionados para llevar a cabo la descarga de tinta con forma de banda continua.

En la figura 10B se muestra el posicionamiento relativo de dos cabezales por chorros de tinta adyacentes (1006) y (1007), de acuerdo con especificaciones dimensionales de diseño de la forma suministrada por el fabricante de cabezales por chorros de tinta de calidad industrial apropiados. De este modo, el cabezal de chorros de tinta ((1006) tiene una placa de orificios (1008) que presenta una anchura de 16 mm (1009). En consecuencia, el cabezal de chorros de tinta adyacente (1007) está situado respecto al mencionado cabezal de chorros de tinta (1006) de una forma tal, que la distancia (1010) entre las dos placas de orificios adyacentes (1008) y (1011) es de 48 mm exactamente. De este modo, dos bordes izquierdos de placas de orificios (1012) y (1013) se encuentran separados por 48 + 16 = 64 mm uno del otro, siendo necesarios 64/16 = 4 pasadass de impresión para cubrir de forma completa la distancia de 64 mm.

En la figura 10C las 4 pasadas (1014), (1015), (1016) y (1017) requieren entonces un movimiento (1018), (1019), (1020) y (1021) del la PCB de 16 mm después de cada pasada en la dirección perpendicular, respecto a las direcciones de trayectorias de impresión (1022) (en el caso del modo de impresión bidireccional). El tránsito de una PCB desde un lado al otro constituye entonces 4 pasadas.

El P.C. del sistema antes mencionado de forma breve (700 en la figura 7) compuesto por la unidad de trayectoria de datos (703), placa de sincronización (704) y la unidad de control de movimiento (712) junto con el software de la presente invención, están diseñados para llevar a cabo el mencionado método de trayectoria de descarga.

Mientras que en el ejemplo anterior por razones de claridad se describen sólo dos momentos arbitrarios durante dos pasadas de un cabezal de impresión por chorros individual, descargando gotitas de tinta en la misma zona objetivo, la persona especializada en la técnica apreciará que si dispone de una abundancia de cabezales de impresión por chorros, más de un cabezal de impresión puede ser utilizado para cubrir un área particular con la substancia de impresión por chorros a efectos de lograr la redundancia múltiple. En caso de que uno o más inyectores sufrieran un mal funcionamiento, existe para cada uno de dichos inyectores defectuosos como mínimo un inyector de "refuerzo" y de forma preferente más de uno de dichos inyectores de "refuerzo". La unidad de mantenimiento lleva a cabo el recubrimiento, limpieza y operaciones de purgamiento antes del comienzo de un nuevo trabajo de impresión de PCB. La etapa de prueba del dibujo de impresión, ejecutado de forma subsiguiente a la mencionada etapa de recubrimiento, limpieza y purgamiento, induce la operación de todos los inyectores de una forma distinta y de este modo un dibujo que falta indica el mal funcionamiento de un inyector específico. De forma similar, un cambio apreciable en el dibujo de impresión de prueba indica que uno o más inyectores presentan un mal funcionamiento tal como por, ejemplo, fallos de descarga, descarga intermitente, etc.

En una realización, el operario inspecciona de forma manual el dibujo de impresión de prueba y si concluye que el dibujo cumple con el criterio definido de forma previa, dicho operario inicia el trabajo de impresión. Si, en cambio, ha sido detectado un problema, el operario iniciará un segundo ciclo de recubrimiento, limpieza y purgamiento, consecuentemente la impresión de un segundo dibujo de impresión de prueba, o deshabilita uno o más inyectores que presentan un mal funcionamiento, siempre que se mantenga la redundancia preferente definida de forma previa, calculada por el sistema después de deshabilitar de forma manual uno o más inyectores.

De forma opcional, el sistema deshabilitará de forma efectiva un inyector que presenta un mal funcionamiento mediante la identificación de los inyectores defectuosos mientras que se imprime un dibujo de impresión de prueba en la mencionada zona de impresión de mantenimiento (571) (figura 5A).

De forma consecutiva a la desactivación, de forma manual o automática, el sistema calcula la redundancia de los inyectores restantes que funcionan de forma apropiada y notifica al sistema el estado de redundancia previo a la impresión. De acuerdo con la naturaleza del trabajo de impresión que será ejecutado, el sistema advierte al operario y/o sistema operativo que la redundancia ha disminuido o ha excedido los niveles tolerables. Debe indicarse que los trabajos de impresión de leyendas no requieren una redundancia del 100%, sino que permiten al operario o al sistema operativo continuar con el trabajo de impresión si así se desea. Si bien los trabajos de máscara de soldadura, máscara de protección contra ataque químico e impresión de dibujo conductor de imagen primaria requieren de forma substancial la capacidad de operación de inyectores al 100%, necesitando en consecuencia una redundancia del 100% como mínimo. De este modo, el sistema es detenido de forma efectiva para permitir al operario y/o al sistema operativo solucionar los problemas detectados antes de continuar con el trabajo de impresión.

Debe apreciarse que a efectos de utilizar una parte de la cantidad total de inyectores con propósitos de refuerzo, el posicionamiento de cada cabezal con relación al resto de los cabezales resulta significativamente crítico, en particular los cabezales que proporcionan el refuerzo. La utilización del novedoso puente de impresión rígido es un aspecto de la presente invención, que permite de forma significativa este requisito. Por lo tanto, se hace necesario el desplazamiento de la PCB en lugar de la técnica de práctica común de realizar el desplazamiento del cabezal de impresión. Como ha sido mencionado anteriormente en el presente documento, han sido utilizados cabezales de impresión de anchura de página completa en, entre otros elementos, prensas de impresión de gran capacidad, sin embargo la presente invención utiliza múltiples cabezales de impresión de la técnica anterior con una precisión posicional relativa y absoluta no lograda hasta la actualidad, para utilización en líneas de fabricación de gran capacidad de placas PCB, significativamente en virtud del puente de impresión estático y rígido.

Como se ha descrito anteriormente en el presente documento, la cantidad de cabezales de chorros de tinta depende de la redundancia y rendimiento deseados. Debe indicarse que las especificaciones de diseño dimensional de la forma determinada por el fabricante específico de los cabezales de impresión por chorros utilizados son significativas para determinar la forma en que el área objetivo debe ser barrida para lograr el recubrimiento completo.

Haciendo referencia a las mencionadas publicaciones que tratan los numerosos problemas de la formación de bandas y otros inconvenientes relacionados con la formación de imágenes por chorros de tinta en substratos de papel, se hace notar aquí que los substratos de PCB no contribuyen de forma significativa al sangrado, por lo tanto las gotitas de la substancia descargada no cambiarán su forma de modo significativo después de haber sido descargadas en el substrato. De este modo, en la siguiente descripción en la que una PCB es el medio receptor, la forma geométrica de las gotitas retiene de forma significativa su forma inicial después de impactar con la superficie de la PCB. Debe indicarse que las propiedades de secado de las substancias inyectadas son de importancia significativa para lograr las calidades de cobertura final deseadas. Como se explicará posteriormente en el presente documento, es necesario aplicar procedimientos adicionales junto con ciertas composiciones de tinta para lograr la cobertura total de la substancia descargada que se desempeñará como una máscara.

En una realización la impresora por chorros de la presente invención descarga o suministra un dibujo de enmascarado-protector de soldadura y de este modo, una PCB de material laminar/cobre desnudo actúa como substrato. Esta importante tecnología de aplicación de protectores de soldadura es llamada de forma común SMOBC. En otra realización, en la que la impresora por chorros de la presente invención suministra un dibujo de enmascarado de protección contra ataque químico, el substrato es una capa plana de cobre desnudo.

En otra realización, en la que la impresora por chorros de la presente invención aplica una impresión de leyenda, el substrato es la anteriormente descrita máscara de soldadura.

Debe indicarse que mediante la utilización de la técnica de redundancia múltiple anteriormente descrita, la resolución de impresión efectiva que puede lograrse decrece en un factor igual al factor de redundancia. Si se elige una redundancia doble o del 100%, entonces el dibujo que será aplicado en el substrato debe ser impreso con el doble de la resolución deseada. Por lo tanto, el sistema de impresión por chorros de la presente invención utiliza una abundancia de cabezales de impresión por chorros para lograr la resolución de impresión deseada con una determinada redundancia. De acuerdo con una realización de la presente invención, la leyenda es impresa con una resolución de 300 dpi (puntos por pulgada). De acuerdo con otra realización preferente de la presente invención, la capa protectora de máscara de soldadura es impresa con una resolución de 600 dpi u opcionalmente 1200 dpi. Debe mencionarse que la presente invención no se encuentra limitada de ningún modo a estas cifras de resolución y mediante la elección de uno entre varios cabezales de impresión adecuados puede lograrse una abundancia apropiada de cabezales de impresión por chorros, y por lo tanto, puede lograrse cualquier resolución de impresión deseada.

A continuación se presenta la descripción del sistema de visión, mencionado anteriormente de forma breve ((710) en la figura 7), que es utilizado de forma opcional para la impresión de leyendas, pero es un requisito previo para los procedimientos de aplicación de máscaras de protección, en los que la distorsión dimensional encontrada en las PCB requiere la precisión posicional y la técnica de deformación o sesgo de la presente invención descrita a continuación.

El sistema de visión tiene 3 funciones principales, utilizadas de forma previa al inicio del trabajo de impresión de la PCB:

1. Alineamiento global de alta precisión de leyendas y capas protectoras de soldadura con las características dimensionales de la PCB, permitiendo que la etapa de impresión comience sin la necesidad de disponer dicha PCB en una determinada posición significativamente precisa;

2. Compensación de las PCB deformadas, permitiendo una precisión de registro significativamente alta, mediante la aplicación de los procedimientos de deformación o sesgado, adaptando la imagen impresa para que sea conforme al substrato de PCB deformado.

3. De forma opcional, la identificación de los inyectores que presentan un mal funcionamiento de forma autónoma, permitiendo el funcionamiento substancialmente autónomo.

El sistema de visión puede ser utilizado para la formación de una imagen de un dibujo de prueba apropiado impreso en una zona determinada de la zona de mantenimiento (571) en la figura 5A anteriormente mencionada y, de este modo, los algoritmos de reconocimiento de patrones pueden determinar el correcto funcionamiento de cada inyector de chorros de tinta individual. El dibujo de impresión de prueba está diseñado de forma preferente para inducir el funcionamiento de todos los inyectores y, en consecuencia, un dibujo con puntos que faltan en una ubicación particular de la impresión de prueba es indicativo de un inyector específico que presenta un mal funcionamiento. De forma similar, un dibujo de impresión de prueba alterado es indicativo de un fallo en la descarga o descarga intermitente.

De forma consecuente, como ha sido explicado anteriormente con referencia a la zona de mantenimiento (571) en la figura 5A, el operario interrumpe el sistema para llevar a cabo el mantenimiento necesario o el sistema es interrumpido de forma automática y se genera una señal de alerta apropiada si se utiliza el sistema de visión opcional.

A continuación se presenta una descripción corta de la compensación de la distorsión y el alineamiento global de acuerdo con una realización preferente, utilizando el sistema de visión anteriormente mencionado.

En la figura 11A se muestra de forma esquemática una PCB común (1100), indicando además la posición de dos marcas de leyenda (1101) y (1102) que serán impresas en la PCB. Como ha sido mencionado anteriormente en el presente documento, numerosas etapas de fabricación tales como el ataque químico, laminado, procedimientos de curado, etc. producen de forma común una distorsión dimensional de la PCB, también conocida como efecto "patata chip". En la figura 11B se muestra la PCB (1103) que presenta una distorsión indicada de forma esquemática producida por las etapas de fabricación previas. Debería resultar evidente para las personas especializadas en la técnica que las marcas de leyenda (1101) y (1102) no pueden ser impresas en la PCB deformada (1103) del mismo modo que se indica en la figura 11A. Para compensar dicha distorsión, la imagen de las marcas de leyenda deben ser sesgadas (deformadas) de una manera similar a la PCB para lograr el posicionado preciso a pesar de las dimensiones de PCB deformadas. Para las máscaras de protección, preferentemente marcas de referencia y/o las zonas terminales son utilizadas para lograr la información de referencia de posicionamiento precisa. En la figura 11C las marcas de leyenda (1104) y (1105) son entonces deformadas de acuerdo con la deformación de la PCB (1106). De este modo se ha mantenido el posicionamiento relativo preciso con la misma precisión mostrada en la figura 11A.

Una función adicional del sistema de visión favorece la precisión posicional de la PCB en la mesa de vacío antes de la etapa de impresión. En la figura 12 se muestran de forma esquemática la mesa de vacío (1200) y el dispositivo de detección óptica (1201). Las personas especializadas en la técnica apreciarán fácilmente la precisión de posición necesaria para la disposición de la PCB en posición de impresión. De acuerdo con la presente invención, el dispositivo de detección óptica estacionario (1201) escanea la PCB (1202) colocada en la mesa de vacío (1200) desplazada en las direcciones x e y (1203) mediante el sistema de movimiento plano e identifica las posiciones efectivas de las marcas de referencia (1204) y (1205). De este modo una disposición de la PCB (1202) no perpendicular es reconocida y medida (1206) de forma inmediata. Las marcas de referencia adicionales tales como por ejemplo (1207) y (1208), ayudan de forma adicional a establecer el ángulo preciso con el que la PCB (1202) es colocada en la mesa de vacío (1200). Debe indicarse que las marcas de referencia son utilizadas de forma común para lograr información de referencia de posición precisa de los numerosos patrones conductores, componentes y otras características de una PCB. De forma opcional, las zonas terminales (1209) pueden ser utilizadas con este fin, dado que su posición es conocida igualmente con precisión suficiente. Por lo tanto, para errores de posicionamiento significativamente pequeños (ángulos pequeños) puede realizarse una medición más precisa mediante la utilización de las marcas de referencia (1204) y (1207), que presentan una base de tamaño significativamente mayor, que resulta en un desplazamiento mayor (1210). El P.C. del sistema del aparato de impresión (700 en la figura 7), equipado con algoritmos de transformación angular que utilizan la información de los ángulos de rotación obtenidos, gira la imagen de impresión en consecuencia para compensar el error de colocación medido. Este método simplifica de forma significativa la manipulación automática y la precisión robótica requerida del equipo de manipulación y transporte de la PCB. Además, la velocidad de manipulación es mejorada de forma significativa obviando ajustes de posicionamiento adicionales en la medida que la etapa de impresión es entonces iniciada sin alineamientos adicionales.

Habiendo descrito hasta este momento el sistema de impresión de descarga por chorros, a continuación se presenta una breve descripción de la utilización de las tintas a base de resina epoxi como substancia de inyección para la aplicación de un dibujo en una PCB, plano posterior y/o panel.

Las tintas a base de resina epoxi o melamina poseen una mayor resistencia de forma significativa contra los agentes químicos y las altas temperaturas a las que el dibujo aplicado queda expuesto, que las tintas comunes curables con luz UV. Además, las tintas a base de resina epoxi o melamina presentan mejores propiedades de adhesión de forma significativa a los substratos de PCB comunes y no presentan decoloración amarillenta significativa, que es un resultado común con las tintas curables con luz UV. Además de las composiciones de las tintas inyectables a base de resina epoxi, utilizadas para máscaras de soldadura, alcanzan la conformidad con todas las especificaciones IPC relevantes de forma substancial debido a su similitud en composición con los materiales de máscara de soldadura utilizados comúnmente en los procesos de fabricación conocidos, que han sido descritos anteriormente en el presente documento.

Habiendo descrito el aparato y métodos de la presente invención, las personas especializadas en la técnica apreciarán fácilmente la mejora que puede lograrse en los procedimientos de aplicación de máscaras de protección y de impresión de leyendas requeridos mediante la utilización del aparato y los métodos de la presente invención y utilizando composiciones de polímeros de tinta inyectable, tales como, entre otros: melamina, resina epoxi o tintas de acrilato, cada una de ellas curable mediante luz UV, tratamiento térmico (preferentemente IR) o una combinación de numerosos mecanismos de curado. Por lo tanto las aplicaciones siguientes han sido consideradas como apropiadas para la utilización del aparato y métodos de la presente invención logrando mejoras significativas como ha sido descrito anteriormente en el presente documento:

1. Fabricación de PCB

(a) impresión de leyendas,

(b) máscara de soldadura,

(c) capa de protección contra ataque químico para formación de imágenes primarias (conductores),

(d) capa de protección contra ataque químico para lograr uniformidad de ataque químico (en combinación con una unidad de visión que selecciona la anchura de línea),

(e) capa de protección de recubrimiento para formación de imágenes primarias (conductores),

(f) capa de protección de recubrimiento para lograr uniformidad de recubrimiento (con o sin unidad de visión),

(g) máscara temporal (que puede ser desprendidas por pelado) para recubrimiento selectivo (tal como el recubrimiento electrolítico con oro o dorado para conectores de borde, enmascarando todas las otras zonas terminales),

(h) aplicación de laminados y/o conductores en la construcción secuencial de la PCB,

(i) orificios de PCB y taponamiento de vías,

(j) impresión directa de conductores (utilizando tintas conductoras inyectables por chorros), y

(k) equipado con una unidad de espolvoreado, impresión directa de resistencias y/o condensadores en la PCB (en capas interiores - embutido) o en capas exteriores (utilizando tinta inyectable por chorros a base de carbono, presentando propiedades de conducción eléctrica dependientes de la concentración de carbono según las partículas de carbono).

2. Montaje de PCB

(a) impresión de patrones adhesivos durante el montaje de la PCB,

(b) equipado con una unidad de espolvoreado, impresión de pasta de soldadura durante el montaje de la PCB,

(c) encapsulado de chip desnudo (después del montaje en una PCB - realizado hasta la actualidad de una forma pegajosa mediante equipos de descarga especializados no adecuados),

(d) encapsulado de chip desnudo/CSP,

(e) chip desnudo/relleno inferior,

(f) recubrimiento conforme selectivo de un conjunto de PCB terminado, y

(g) administración del flujo de soldadura.

Debe indicarse que la lista anterior no se encuentra limitada a las aplicaciones específicas mencionadas.

Las personas especializadas en la técnica reconocerán fácilmente que significativamente los mismos aparato y métodos pueden ser aplicados a aparatos de impresión substancialmente más pequeños y más simples utilizados para fabricación de PCB a pequeña escala y fabricación de prototipos, y por lo tanto dichas modificaciones se encuentran dentro del alcance de la presente invención.

Por lo tanto, son preferentes las modificaciones que logran un aparato pequeño de tamaño de sobremesa, pero no están limitadas de forma necesaria a:

(a) utilización de cabezales de impresión de oficina/uso doméstico comunes ampliamente disponibles, significativamente menos costosos y generalmente de tamaño más pequeño,

(b) utilización de una mesa de impresión simple, de forma opcional sin vacío,

(c) utilización de un sistema plano motorizado significativamente más pequeño y menos preciso,

(d) restringir el tamaño de PCB a una determinada dimensión máxima deseada,

(e) depósitos de tinta con menor capacidad de sujeción,

(f) utilización de un sistema de suministro de tinta más simple,

(g) disposición del máximo de 100% de redundancia al mismo tiempo que se restringe la resolución de impresión a 300 ó 600 dpi,

(h) ausencia de sistema de visión,

(i) sistema de control completo dimensionado para estar contenido en unas pocas tarjetas de tamaño de placa de PC, permitiendo que el sistema completo sea accionado por un PC de sobremesa ordinario,

(j) ausencia de sistema de registro y deformación, y

(k) especificaciones de precisión de impresión menos rigurosas, menos importantes para los propósitos antes mencionados.

El sistema antes descrito que ofrece de forma substancial todas las características y capacidades anteriormente mencionadas en el presente documento, puede ser realizado sin problemas en una envolvente del tamaño de sobremesa, accionado y controlado por un PC de sobremesa ordinario al mismo tiempo que los costos de adquisición pueden reducirse de forma significativa.

Para demostrar de forma adicional el procedimiento de inyección por chorros simplificado de enmascarado de protección de soldadura, se describirá a continuación la figura 2 y las ventajas resultarán evidentes mediante la comparación con la descripción del enmascarado de protección de soldadura de la técnica anterior expuesta anteriormente en el presente documento con referencia a la figura 1.

En la figura 2 se muestra un diagrama de flujo del método de máscara de soldadura de acuerdo con una realización preferente de la presente invención:

1. una PCB es transportada (200) desde una línea de fabricación (201) hasta la etapa de limpieza (203) y debe mencionarse que hasta ese momento el procedimiento es idéntico a los procedimientos de la técnica anterior.

2. La PCB es cargada en la impresora por chorros (204) y en una etapa la tinta de máscara de soldadura curable (205) preferentemente es aplicada de una manera deseada y precisa en la superficie de la PCB.

3. Una etapa de curado final (206) (de acuerdo con procedimientos conocidos) mediante tratamiento térmico en un horno completa el procedimiento de máscara de soldadura completa y la PCB es transportada (207) a la siguiente estación de la línea de fabricación (201).

Debido a las pocas etapas de la estación de máscara de soldadura (208), adicionalmente al método de máscara de soldadura más rápido, más preciso, menos costoso y significativamente más simple, tiempo, equipo y manipulaciones adicionales son evitados por las pocas cintas transportadoras y equipo de manipulación automático necesarios para transportar la PCB desde cada parte del equipo al siguiente (209). Además, en virtud del sistema de visión que es capaz de alinear la imagen de impresión con la posición efectiva de la PCB, anteriormente explicado en el presente documento, la velocidad y manipulación resultan mejoradas de forma adicional.

Volviendo ahora a la impresión de leyendas, será explicada la figura 4 y las ventajas resultarán evidentes mediante la comparación con la mencionada descripción de la técnica anterior con referencia a la figura 3.

1. Una PCB es transportada (400) desde una línea de fabricación (401) directamente a la impresora por chorros (402) y en una etapa se aplica de forma preferente tinta de impresión de leyendas curable térmicamente (403) de una manera deseada y precisa en la superficie de la PCB.

2. Una etapa de curado final (404) mediante tratamiento térmico en un horno completa todo el procedimiento de impresión de leyendas y la PCB es transportada (405) hasta la siguiente estación en la línea de fabricación (401).

La presente invención ha sido descrita con cierto grado de particularidad. Las personas especializadas en la técnica apreciarán fácilmente que numerosas modificaciones y alteraciones pueden ser llevadas a cabo sin salir del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (58)

1. Sistema de impresión de descarga por chorros para el suministro de una substancia inyectable líquida o viscosa como un dibujo en la superficie de una plataforma en una línea de producción de fabricación industrial, compuesto por:

(A) un sistema de impresión, que incluye:

(a)

un sistema de puente de impresión, que comprende un puente de impresión estático y rígido para alojar de una manera precisa numerosos cabezales de impresión por chorros, cada uno de ellos equipado con una serie de inyectores de chorros, dichos cabezales de impresión por chorros agrupados en varios disposiciones en dicho puente de impresión estático y rígido, siendo utilizados dichos cabezales de impresión por chorros para lograr una redundancia múltiple en la que parte de la cantidad total de los inyectores disponibles son utilizados como inyectores de refuerzo; y

(b)

un sistema de plataforma, que comprende:

(i)

una mesa de impresión que tiene una superficie plana que es substancialmente paralela al plano de los inyectores de chorro de dicho puente de impresión estático y rígido, para alojar dicha plataforma al mismo mientras que el mencionado dibujo es aplicado con forma de chorro en dicha plataforma; y

(ii)

un sistema motorizado, para llevar a cabo el desplazamiento de dicha mesa de impresión como mínimo en dos direcciones perpendiculares de forma simultánea; y

(B) un sistema de suministro para el suministro de dicha serie de cabezales de impresión por chorros con dicha substancia líquida o viscosa; y

(C) un sistema de control sensible como mínimo a información de dibujo y plataforma para llevar a cabo el control de dicho sistema de plataforma a efectos de lograr dicha descarga de la mencionada substancia inyectable con forma de chorro, líquida o viscosa, como dicho dibujo en dicha superficie de plataforma; y

(D) una interfase con el usuario para proporcionar como mínimo un informe de estado de dicho sistema de impresión.

2. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho sistema de puente de impresión es un puente de impresión horizontalmente estático y rígido, y en el que el mencionado sistema motorizado es un sistema plano, para llevar a cabo el desplazamiento de dicha mesa de impresión de forma simultánea en dos direcciones planas perpendiculares.

3. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho sistema motorizado es un sistema plano motorizado, para llevar a cabo el desplazamiento de dicha mesa de impresión de forma simultánea en dos direcciones horizontales planas, perpendiculares, y además, en una dirección vertical.

4. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho sistema de impresión comprende una consola central compuesta de forma adicional por:

(A) un sistema de soporte de impresión electrónica, posicionado substancialmente en el mencionado puente de impresión estático y rígido, que comprende:

(a)

una unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión, constituida por una multitud de amplificadores de potencia, para llevar a cabo la amplificación de las señales eléctricas para dicha multitud de cabezales de impresión por chorros, siendo dicha unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión sensible a las señales representativas de la información de imagen desde dicho sistema de control y para ser descargada como dicho dibujo en dicha plataforma mediante la mencionada serie de cabezales de impresión por chorros, estando situada dicha unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión significativamente cerca de dicha serie de cabezales de impresión por chorros; y

(B) una estructura apareada, constituyendo las dos columnas de dicho puente de impresión estático y rígido, estando asegurado dicho puente de impresión estático y rígido de una manera inmóvil, estando situada dicha estructura apareada entre los extremo periféricos del mencionado puente de impresión estático y rígido y el exterior superior de dicha consola central.

5. Sistema, según la reivindicación 2, en el que dicho puente de impresión horizontalmente estático y rígido es también capaz de desplazarse de forma controlada en un plano substancialmente vertical.

6. Sistema, según la reivindicación 4, en el que dicho sistema de soporte de impresión electrónico incluye de forma adicional:

un sistema de desplazamiento vertical del puente de impresión electrónico motorizado, dispuesto entre dicha estructura apareada y dicho puente de impresión horizontalmente estático y rígido, que comprende dos motores para llevar a cabo el desplazamiento de dicho puente de impresión horizontalmente estático y rígido en un plano vertical, substancialmente perpendicular a la mencionada superficie de dicha plataforma, para lograr y mantener la distancia de funcionamiento del chorro deseada entre las placas de orificios de dicha serie de cabezales de impresión por chorros y la mencionada superficie de dicha plataforma, estando posicionados los dos motores entre cada una de dichas dos columnas y dicho puente de impresión horizontalmente estático y rígido y sensible a la introducción de los datos de espesor de dicha plataforma por parte del operario.

7. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicha mesa de impresión comprende de forma adicional una zona de impresión de mantenimiento, en la que un determinado dibujo de impresión de prueba es producido mediante dichos cabezales de impresión por chorros; siendo dicho determinado dibujo de impresión indicativo de una serie de mal funcionamientos del cabezal de impresión o respectivamente, de la ausencia de los mismos.

8. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicha mesa de impresión comprende de forma adicional un sistema de válvulas de fuerza de succión direccionable a un área, que comprende:

(A) un sistema de bomba de vacío para proporcionar fuerza de succión,

(B) un distribuidor acoplado a dicha bomba de vacío para proporcionar fuerza de succión máxima,

(C) una válvula de reducción acoplada a dicha bomba de vacío, para reducir dicha fuerza de succión máxima hasta un determinado valor reducido o, de forma opcional, la reducción de la fuerza de succión hasta hacerla desaparecer de forma substancial,

(D) un distribuidor acoplado a dicha válvula de reducción para proporcionar dicha fuerza reducida o ausencia de fuerza,

(E) un multitud de tubos gemelos de distribuidor, acoplando dichos distribuidores a una multitud de solenoides de conmutación de válvulas de succión,

(F) comprendiendo cada uno de dicha serie de solenoides de conmutación de válvulas de succión:

(a)

dos entradas, cada una acoplada mediante dichos tubos gemelos de distribuidor respectivamente a dicha fuerza de succión máxima y dicha fuerza de succión reducida (u opcionalmente ausencia de fuerza de succión),

(b)

un cilindro sensible a un solenoide para acoplar dicha fuerza de succión máxima o dicha fuerza reducida (opcionalmente ausencia de fuerza de succión) a la salida de base,

(c)

dicho solenoide sensible a las señales eléctricas de control de sistema para inhibir la fuerza de succión máxima en las zonas de succión debajo de la franja de impresión,

(d)

proporcionando dicha salida de base dicha fuerza de succión máxima o dicha fuerza de succión reducida (de forma opcional, dicha ausencia de fuerza de succión) en respuesta a dichas señales eléctricas de control de sistema,

(G) una serie de tubos, acoplando dicha salida de base de cada solenoide de conmutación de válvula de succión a la entrada de base de una serie de solenoides de conexión de válvulas de succión;

(H) comprendiendo cada uno de dicha serie de solenoides de conexión de válvulas de succión:

(a)

dicha entrada de base,

(b)

dicha entrada de base acoplada a una salida,

(c)

un cilindro sensible a un solenoide, para llevar a cabo el acoplamiento de dicha entrada de base a una segunda salida de forma adicional,

(d)

dicho solenoide sensible las señales eléctricas de control del sistema para limitar la mencionada fuerza de succión máxima o dicha fuerza de succión reducida (de forma opcional, dicha ausencia de fuerza de succión) a las áreas de fuerza de succión de dicha mesa de vacío en la que existe dicha plata- forma,

(I) una serie tubos gemelos de admisión acoplando dicha salida y dicha segunda salida a una serie de, respectivamente, primera y segunda aberturas de admisión de válvula, que constituyen una mesa de vacío,

(J) dicha mesa de vacío para la fijación de dicha plataforma de forma inmóvil y el aplanamiento de dicha plataforma mientras que dicho dibujo está siendo descargado en la mencionada superficie de dicha plataforma, comprendiendo dicha mesa de vacío:

(a)

una serie de dichas áreas de fuerza de succión direccionables,

(b)

dichas áreas de fuerza de succión direccionable divididas en una serie de zonas de succión, substancialmente paralelas a dicha franja de impresión,

(c)

dichas zonas de succión divididas en una serie de sectores de succión,

(d)

una serie de orificios de succión, que constituyen dichos sectores de succión, y

(e)

dichas zonas de succión acopladas de forma respectiva a dichas primera y segunda aberturas de admisión de vacío por medio de conductos.

9. Sistema, según la reivindicación 8, en el que cada uno de dicha serie desolenoides de conexión de válvulas de succión comprenden de forma adicional:

(A) un cilindro sensible a un solenoide, acoplado a dicha salida de base, y

(B) dicho solenoide sensible a las señales eléctricas de control del sistema para inhibir la fuerza de succión en las mencionadas respectivas zonas de succión que no se encuentran bajo dicha plataforma.

10. Sistema, según la reivindicación 8, en el que dicha mesa de impresión comprende de forma adicional:

(A) un sistema de aplicación de recubrimiento de cabezal de impresión para inhibir la obstrucción de dichos cabezales de impresión de calidad industrial durante el período de inactividad; y

(B) un sistema de limpieza de cabezal de impresión para la eliminación del exceso de dicha substancia inyectable por chorros, viscosa o líquida, desde las mencionadas placas de orificios de dichos cabezales de impresión de calidad industrial; y

(C) un sistema de lavado con solvente para la limpieza de dichos cabezales de impresión de calidad industrial lavando dichas placas de orificios con una solución disolvente de la substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa.

11. Sistema, según la reivindicación 2, en el que dicho sistema de suministro comprende:

(A) como mínimo una unidad de almacenamiento, conteniendo dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa; y

(B) tubos para el transporte de dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, desde dicha unidad de almacenamiento hasta la mencionada serie de cabezales de impresión por chorros; y

(C) un sistema de bomba para llevar a cabo el movimiento de dicha substancia inyectable por chorros líquida o viscosa desde dicha unidad de almacenamiento hasta la mencionada serie de cabezales de impresión por chorros de tinta.

12. Sistema, según la reivindicación 1, en el que un sistema autónomo de suministro es utilizado para llevar a cabo el suministro de dichos cabezales de impresión por chorros con dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa.

13. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dichos cabezales de impresión por chorros son seleccionados entre cabezales de impresión de único color, por chorros de monocromáticos y cabezales de impresión por chorros de una sola pasada multicolores.

14. Sistema, según la reivindicación 11, en el que dicha unidad de almacenamiento, que contiene dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, comprende:

(A) como mínimo una unidad de depósito principal; y

(B) una unidad de depósito secundaria para contener de forma intermedia dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, que es transportada desde dicha unidad de depósito principal hasta dicha serie de cabezales de impresión por chorros.

15. Sistema, según la reivindicación 11, en el que dicho sistema de suministro comprende de forma adicional:

(D) un sistema de bomba; y

(E) un sistema de control de detección de nivel, para la detección de los niveles de dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, en varias posiciones, enviando señales eléctricas representativas de dichos niveles hacia dicho sistema de bomba; y

(F) una serie de dispositivos de detección de nivel, para mantener los niveles deseados en dicho sistema de suministro de substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa; y

(G) un sistema de regulación de presión para regular la presión de dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, para que esté de acuerdo con las condiciones óptimas de inyección por chorros; y

(H) una unidad de filtro de etapas múltiples para la eliminación de los numerosos materiales no deseados de dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, antes de ser descargada con forma de chorro por dicha serie de cabezales de impresión por chorros en dicha plataforma; y

(I) una unidad de aplicación de recubrimiento, purgamiento, imprimación, limpieza y lavado para el acondicionamiento de dicha serie de cabezales de impresión por chorros; y

(J) un sistema de drenaje de burbujas de aire para la eliminación de las burbujas de aire no deseadas de dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa; y

(K) un sistema de control de temperatura, que comprende:

(a)

una unidad de calentamiento para ajustar la temperatura de dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa; y

(b)

una unidad de detección de temperatura, capaz de detectar la temperatura de dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, antes de ser descargada con forma de chorro mediante la mencionada serie de cabezales de impresión por chorros en dicha plataforma; y transportar la información eléctrica representativa de dicha temperatura a dicho sistema electrónico; y

(c)

una unidad de control de temperatura, sensible a dicha unidad de detección de temperatura y capaz de modificar la temperatura de dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, hasta un determinado nivel de temperatura y además, capaz de mantener dicho determinado y deseado nivel de temperatura dentro de límites estrechos preferentes deseados.

16. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicha plataforma es una placa de circuito impreso (PCB).

17. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicha plataforma es un plano posterior.

18. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicha plataforma es un panel.

19. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es una máscara de protección contra ataque químico y en el que dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, es una substancia líquida o viscosa de enmascarado de protección contra ataque químico, capaz de cubrir dicha plataforma de una determinada manera parcial, a efectos de proteger el material recubierto contra los agentes químicos.

20. Sistema, según la reivindicación 19, en el que dicha máscara de protección contra ataque químico es una máscara de protección contra ataque químico temporal que puede ser desprendida por pelado o arrancada.

21. Sistema, según la reivindicación 19, en el que dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, de enmascarado de protección contra ataque químico es una substancia de enmascarado de:

(A) melamina, o

(B) resina epoxi, o

(C) acrilato,

que puede ser curada por calor, exposición a luz UV, o mediante una combinación de numerosos mecanismos de curado.

22. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es una máscara de protección de soldadura y en el que dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, es una substancia líquida o viscosa de enmascarado de protección de soldadura, capaz de cubrir dicha plataforma de una determinada forma parcial, a efectos de proteger el material recubierto contra el material de soldadura fundido.

23. Sistema, según la reivindicación 22, en el que la máscara de protección de soldadura es una máscara de protección de soldadura temporal que puede ser desprendida por pelado, a efectos de utilizar dicha máscara de protección de soldadura de un modo temporal.

24. Sistema, según la reivindicación 22, en el que dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, de enmascarado de protección de soldadura es una substancia de enmascarado de:

(A) melamina, o

(B) resina epoxi, o

(C) acrilato,

que puede ser curada por calor, exposición a luz UV, o mediante una combinación de numerosos mecanismos de curado.

25. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es un recubrimiento conforme o adaptable y en el que dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, es una substancia inyectable por chorros líquida o viscosa de recubrimiento para llevar a cabo el recubrimiento de dicha plataforma de una determinada forma total o parcial.

26. Sistema de acuerdo con al reivindicación 24, en el que dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, de recubrimiento es una substancia de recubrimiento de:

(A) melamina, o

(B) resina epoxi, o

(C) acrilato,

que puede ser curada por calor, exposición a luz UV, o mediante una combinación de numerosos mecanismos de curado.

27. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es una máscara de protección de recubrimiento electrolítico y dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, es una substancia líquida o viscosa de control de recubrimiento, capaz de recubrir dicha plataforma de una determinada manera parcial para regular una etapa de recubrimiento.

28. Sistema, según la reivindicación 27, que comprende de forma adicional una unidad de visión capaz de detectar la uniformidad del recubrimiento.

29. Sistema, según la reivindicación 27, en el que dicha máscara de protección de recubrimiento es una máscara de protección de recubrimiento temporal que puede ser desprendida por pelado o eliminada, para la utilización de dicha máscara de protección de recubrimiento de forma temporal.

30. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es una leyenda y en el que dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, es tinta de leyenda para ser descargada en dicha plataforma.

31. Sistema, según la reivindicación 30, en el que dicho dibujo constituye un componente de contenido de información variable.

32. Sistema, según la reivindicación 30, en el que dicha tinta de leyenda es una tinta inyectable en forma de chorro de:

(A) melamina, o

(B) resina epoxi, o

(C) acrilato,

que puede ser curada por calor, exposición a luz UV, o mediante una combinación de numerosos mecanismos de curado.

33. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es un dibujo de control de compensación de falta de uniformidad de bordes y en el que dicha substancia inyectable por chorros líquida o viscosa es una substancia de enmascarado de control de compensación de falta de uniformidad de bordes para el control de la formación de los bordes de dicho dibujo conductor en dicha plataforma mientras que la misma está siendo sometida a los mencionados agentes de ataque químico.

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34. Sistema, según la reivindicación 33, que comprende de forma adicional una unidad de visión capaz de seleccionar la anchura de dicho borde.

35. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho patrón o dibujo en un dibujo adhesivo y en el que dicha substancia inyectable por chorros, líquida o viscosa, es un adhesivo para proporcionar la fijación temporal de componentes antes de la soldadura en los procedimientos SMT.

36. Sistema, según la reivindicación 1, que comprende de forma adicional una unidad de espolvoreado, y en el que dicho dibujo es un dibujo de componente de resistencia y en el que dicha substancia inyectable por chorros líquida o viscosa tiene propiedades de conducción eléctrica dependientes de la concentración de carbono en virtud de las partículas de carbono que son parte de dicha substancia inyectable.

37. Sistema, según la reivindicación 1, que comprende de forma adicional una unidad de espolvoreado, y en el que dicho dibujo es un dibujo de componente de condensador y en el que dicha substancia inyectable por chorros líquida o viscosa tiene propiedades de conducción eléctrica dependientes de la concentración de carbono en virtud de las partículas de carbono que forman parte de dicha substancia inyectable.

38. Sistema, según la reivindicación 1, que comprende de forma adicional una unidad de espolvoreado, y en el que dicho dibujo es un dibujo de pasta de soldadura y en el que dicha substancia inyectable por chorros líquida o viscosa es una substancia de pasta de soldadura.

39. Método de impresión de descarga por chorros para la descarga de una substancia inyectable por chorros líquida o viscosa como un dibujo en la superficie de una plataforma en una línea de producción de fabricación industrial, que comprende las etapas de utilización de:

(A) un sistema de impresión, que incluye:

(a)

un sistema de puente de impresión, que comprende un puente de impresión estático y rígido para alojar de una forma precisa numerosos cabezales de impresión por chorros, cada uno de ellos estando dotado de una serie de inyectores de chorro, estando agrupados dichos cabezales de impresión por chorros en numerosas disposiciones en dicho puente de impresión estático y rígido, siendo utilizados los mencionados cabezales de impresión por chorros para lograr una redundancia múltiple por el cual parte de la cantidad total de los inyectores disponibles son utilizados como inyectores de refuerzo; y

(b)

un sistema de plataforma, que comprende:

(i)

una mesa de impresión que tiene una superficie plana que es substancialmente paralela al plano de los inyectores de chorros de dicho puente de impresión estático y rígido, para el alojamiento de dicha plataforma mientras que el mencionado dibujo es descargado con forma de chorro en dicha plataforma,

(ii)

una mesa de vacío con fuerza de succión direccionable a un área; y

(iii)

un sistema motorizado, para el desplazamiento de dicha mesa de impresión de forma simultánea en dos direcciones perpendiculares como mínimo; y

(B) un sistema de suministro para el suministro de dichos numerosos cabezales de impresión por chorros con dicha substancia líquida o viscosa; y

(C) un sistema de control sensible como mínimo a información del dibujo y la plataforma y que controla dicho sistema de plataforma para lograr la descarga de dicha substancia inyectable por chorros líquida o viscosa como dicho dibujo en la superficie de la mencionada plataforma; y

(D) una interfase con el usuario para proporcionar como mínimo un informe de estado de dicho sistema de impresión.

40. Método, según la reivindicación 39, que comprende de forma adicional la etapa de utilización de un puente de impresión horizontalmente estático y rígido y en el que dicho sistema motorizado es un sistema plano motorizado, para llevar a cabo el desplazamiento de dicha mesa de impresión de forma simultánea en dos direcciones planas perpendiculares.

41. Método, según la reivindicación 40, que comprende de forma adicional las etapas de utilización de:

(A) un sistema de soporte de impresión electrónico;

(B) una unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión, constituida por una serie de amplificadores de potencia, para la amplificación de las señales eléctricas para dicha serie de cabezales de impresión por chorros, siendo sensible dicha unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión a las señales representativas de la información de imagen entregada por el sistema de control y para ser aplicada como dicho dibujo en la mencionada plataforma por los numerosos cabezales de impresión por chorros, estando situada dicha unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión significativamente cerca de los numerosos cabezales de impresión por chorros; y

(C) una estructura apareada, que constituye las dos columnas de dicho puente de impresión estático y rígido que se encuentra asegurado de forma inmóvil, estando posicionada dicha estructura apareada entre los extremos periféricos de dicho puente de impresión horizontalmente estático y rígido y el exterior superior de dicha consola central.

42. Método, según la reivindicación 41, que comprende de forma adicional la etapa de utilización de un sistema de movimiento vertical electrónico motorizado del puente de impresión, para lograr y mantener una distancia de operación de chorro deseada entre las placas de orificios de la mencionada serie de cabezales de impresión por chorros y la mencionada superficie de la plataforma, y sensible a la introducción por parte del operario de la información del espesor de dicha plataforma.

43. Método, según la reivindicación 39, que comprende de forma adicional las etapas de utilización de un ordenador, componente de dicho sistema de control, que hace uso de:

(A) un teclado para proporcionar los medios para la entrada de información por parte del operario; y

(B) múltiples dispositivos de entrada periféricos, para proporcionar medios de introducción de datos; y

(C) una memoria; y

(D) una o más unidades de disco duro; y

(E) un dispositivo de visualización, para proporcionar:

(a)

interacción visual del operario con numerosos sistemas, dispositivos y unidades de dicho sistema de impresión; y

(b)

representación gráfica visual de la entrada de datos desde los mencionados múltiples dispositivos de entrada periféricos, dicha información siendo representativa de dicho dibujo que será impreso en dicha plataforma; y

(c)

verificación de dicho dibujo y permitir modificaciones al mismo antes de la impresión; y

(F) un sistema de interfase para conectar dicha consola de operario con numerosos componentes de dicho sistema de impresión, comprendiendo cableado y varias tarjetas de interfase; y

(G) una unidad de suministro de energía para el suministro de corriente eléctrica a:

(a)

dicho sistema electrónico de control de movimiento plano motorizado; y

(b)

dicha unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión; y

(c)

dicho sistema motorizado electrónico de movimiento vertical del puente de impresión; y

(H) un sistema de válvulas de fuerza de succión direccionable a un área, controlando:

(a)

una serie de solenoides de conmutación de válvulas de succión; y

(b)

una serie de solenoides de conexión de válvulas de succión; para limitar dicha fuerza de succión máxima o dicha fuerza de succión reducida (de forma opcional, dicha ausencia de fuerza de succión) a dichas áreas de fuerza de succión de la mencionada mesa de vacío en la que se encuentra la plataforma y para inhibir la fuerza de succión máxima en las áreas de succión que se encuentran bajo dicha franja de impresión; y

(I) una unidad de control de mantenimiento, controlando:

(a)

dicho sistema de aplicación de recubrimiento de cabezal de impresión;

(b)

dicho sistema de limpieza de cabezal de impresión;

(c)

dicho sistema de lavado con solvente; y

(J) un sistema de interfase de entrada de datos, para la entrada de dicha información desde los mencionados múltiples dispositivos periféricos de entrada, estando dicha información en un formato de archivo admitido; y

(K) un sistema de procesamiento de imágenes, para llevar a cabo la transformación de la información en un formato de archivo admitido en información de trama; y

(L) un sistema de división para llevar a cabo la división de dicha información por tramas en archivos de datos de menos tamaño, siendo representativos dichos archivos de datos de menor tamaño de bandas adyacentes de dicho dibujo variable, representando dichas bandas adyacentes los componentes de dicho dibujo que el cabezal de impresión es capaz de imprimir en una dirección de dicho sistema plano motorizado; y

(M) una memoria intermedia de impresión para el almacenamiento temporal de dicha información de trama que es introducida en la unidad electrónica de accionamiento de los múltiples cabezales de impresión de una forma secuencial constituyendo la información de una línea de impresión que será impresa durante una pasada de dicho cabezal de impresión; y

(N) un procesador de algoritmos de compensación de velocidades relativas para:

(a)

llevar a cabo la compensación de los efectos no deseados derivados de la velocidad relativa entre dicha plataforma y dichos cabezales de impresión por chorros; y

(b)

la optimización de la entrada de la información para lograr resultados óptimos cuando dicho dibujo es descargado en la mencionada superficie de la plataforma con forma de chorro; y

(O) un sistema de visión sensible a:

(a)

las características dimensionales de la plataforma, permitiendo el alineamiento de dicho dibujo descargado en dicha plataforma; y

(b)

distorsiones de dicha plataforma; permitiendo la aplicación de procedimientos de inclinación, adaptando de este modo el mencionado dibujo para que sea conforme a dicha plataforma deformada; y

(c)

identificación de la información posicional de una o más marcas de referencia y/o zonas terminales para obtener la información de referencia de posicionamiento preciso que será utilizada para la mencionada inclinación o sesgado y alineamiento de dicho dibujo que será aplicado en dicha plataforma.

44. Sistema, según la reivindicación 1, en el que el mencionado control del sistema es implementado en un ordenador que comprende:

(A) un teclado para proporcionar los medios para la entrada de información por parte del operario; y

(B) múltiples dispositivos de entrada periféricos, para proporcionar medios de introducción de datos; y

(C) una memoria; y

(D) una o más unidades de disco duro; y

(E) un dispositivo de visualización, para proporcionar:

(a)

interacción visual del operario con numerosos sistemas, dispositivos y unidades de dicho sistema de impresión; y

(b)

representación gráfica visual de la entrada de datos desde los mencionados múltiples dispositivos de entrada periféricos, dicha información siendo representativa de dicho dibujo que será impreso en dicha plataforma; y

(c)

verificación de dicho dibujo y permitir modificaciones al mismo antes de la impresión; y

(F) un sistema de interfase para conectar dicha consola de operario con numerosos componentes de dicho sistema de impresión, comprendiendo cableado y varias tarjetas de interfase; y

(G) una unidad de suministro de energía para el suministro de corriente eléctrica a:

(a)

dicho sistema electrónico de control de movimiento plano motorizado; y

(b)

dicha unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión; y

(c)

dicho sistema motorizado electrónico de movimiento vertical del puente de impresión; y

(H) una unidad de control de mantenimiento, controlando:

(a)

dicho sistema de aplicación de recubrimiento de cabezal de impresión;

(b)

dicho sistema de limpieza de cabezal de impresión;

(c)

dicho sistema de lavado con solvente; y

(I) un sistema de interfase de entrada de datos, para la entrada de dicha información desde los mencionados múltiples dispositivos periféricos de entrada, estando dicha información en un formato de archivo admitido; y

(J) un sistema de procesamiento de imágenes, para llevar a cabo la transformación de la información en un formato de archivo admitido en información de trama; y

(K) un sistema de división para llevar a cabo la división de dicha información por tramas en archivos de datos de menos tamaño, siendo representativos dichos archivos de datos de menor tamaño de bandas adyacentes de dicho dibujo variable, representando dichas bandas adyacentes los componentes de dicho dibujo que el cabezal de impresión es capaz de imprimir en una dirección de dicho sistema plano motorizado; y

(L) una memoria intermedia de impresión para el almacenamiento temporal de dicha información de trama que es introducida en la unidad electrónica de accionamiento de los múltiples cabezales de impresión de una forma secuencial constituyendo la información de una línea de impresión que será impresa durante una pasada de dicho cabezal de impresión; y

(M) un procesador de algoritmos de compensación de velocidades relativas para:

(a)

llevar a cabo la compensación de los efectos no deseados derivados de la velocidad relativa entre dicha plataforma y dichos cabezales de impresión por chorros; y

(b)

la optimización de la entrada de la información para lograr resultados óptimos cuando dicho dibujo es descargado en la mencionada superficie de la plataforma con forma de chorro.

45. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho sistema de control comprende de forma adicional:

(A) un ordenador que comprende:

(a)

un teclado para proporcionar los medios para la entrada de información por parte del operario; y

(b)

múltiples dispositivos de entrada periféricos, para proporcionar medios de introducción de datos; y

(c)

una memoria; y

(d)

una o más unidades de disco duro; y

(e)

un dispositivo de visualización, para proporcionar:

(i)

interacción visual del operario con numerosos sistemas, dispositivos y unidades de dicho sistema de impresión; y

(ii)

representación gráfica visual de la entrada de datos desde los mencionados múltiples dispositivos de entrada periféricos, siendo representativa dicha información de dicho dibujo que será impreso en dicha plataforma; y

(iii)

verificación de dicho dibujo y permitir modificaciones al mismo antes de la impresión; y

(f)

un sistema de interfase para conectar dicha consola de operario con numerosos componentes de dicho sistema de impresión, comprendiendo cableado y varias tarjetas de interfase; y

(g)

una unidad de suministro de energía para el suministro de corriente eléctrica a:

(i)

dicho sistema electrónico de control de movimiento plano motorizado; y

(ii)

dicha unidad electrónica de accionamiento de múltiples cabezales de impresión; y

(iii)

dicho sistema motorizado electrónico de movimiento vertical del puente de impresión; y

(h)

una unidad de control de mantenimiento, controlando:

(i)

dicho sistema de aplicación de recubrimiento de cabezal de impresión;

(ii)

dicho sistema de limpieza de cabezal de impresión;

(iii)

dicho sistema de lavado con solvente; y

(i)

un sistema de interfase de entrada de datos, para la entrada de dicha información desde los mencionados múltiples dispositivos periféricos de entrada, estando dicha información en un formato de archivo admitido;

(j)

un procesador de algoritmos de compensación de velocidades relativas para:

(i)

llevar a cabo la compensación de los efectos no deseados derivados de la velocidad relativa entre dicha plataforma y dichos cabezales de impresión por chorros; y

(ii)

la optimización de la entrada de la información para lograr resultados óptimos cuando dicho dibujo es descargado en la mencionada superficie de la plataforma con forma de chorro; y

(B) un sistema de visión sensible a:

(a)

las características dimensionales de la plataforma, permitiendo el alineamiento de dicho dibujo descargado en dicha plataforma; y

(b)

distorsiones de dicha plataforma; permitiendo la aplicación de procedimientos de inclinación, adaptando de este modo el mencionado dibujo para que sea conforme a dicha plataforma deformada; y

(c)

identificación de la información posicional de una o más marcas de referencia y/o zonas terminales para obtener la información de referencia de posicionamiento preciso que será utilizada para la mencionada inclinación o sesgado y alineamiento de dicho dibujo que será aplicado en dicha plataforma.

46. Sistema, según la reivindicación 45, en el que dicho sistema de visión determina las características dimensionales de la plataforma, permitiendo el alineamiento de dicho dibujo aplicado en la misma para lograr procedimientos de aplicación del dibujo menos críticos.

47. Sistema, según la reivindicación 45, en el que el mencionado sistema de visión además es sensible a dicho dibujo de impresión de prueba, impreso en la mencionada zona de impresión de mantenimiento, que es una parte de la mesa de impresión, para generar señales eléctricas de control indicativas del rendimiento de los mencionados cabezales de impresión por chorros.

48. Sistema, según la reivindicación 44, en el que dicho formato de archivo admitido es un formato de archivo Gerber o un formato de archivo Gerber extendido.

49. Sistema, según la reivindicación 44, que comprende de forma adicional un sistema de curado que utiliza una unidad de exposición a luz UV para el curado inicial o completo o secado para eliminación de adherencias de una substancia inyectable por chorros curable con luz UV después de ser descargada.

50. Sistema de la reivindicación 1, en el que dichos planos están orientados de forma horizontal o vertical.

51. Sistema, según la reivindicación 1, que comprende de forma adicional un sistema de curado que utiliza una unidad de exposición a luz UV para el curado inicial o completo, o secado para eliminación de adherencias de una substancia inyectable por chorros curable con luz UV después de ser descargada.

52. Sistema, según la reivindicación 1, que comprende de forma adicional un sistema de curado que utiliza un horno de calentamiento para el curado inicial o completo o secado para eliminación de adherencias de una substancia inyectable por chorros curable con luz UV después de ser descargada.

53. Sistema, según la reivindicación 1, que comprende de forma adicional un sistema de calentamiento para la fijación rápida de una substancia inyectable por chorros.

54. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es un material destinado a orificios de PCB y taponado.

55. Sistema, según la reivindicación 1, en el que el mencionado dibujo es una substancia conductora inyectable por chorros utilizada para la impresión directa de conductores.

56. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es un encapsulado CSP de chip desnudo.

57. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es un relleno inferior de chip desnudo.

58. Sistema, según la reivindicación 1, en el que dicho dibujo es un material laminado o un material conductor utilizado en la construcción secuencial de placas PCB.