(57)【要約】  基板上に粘性材料を印刷するステンシル印刷機は、フレームと、フレームに連結されているステンシルと、ステンシル上に粘性材料を付着させて印刷するための、フレームに連結されているプリントヘッドと、基板を印刷位置に支持及びクランプする基板支持及びクランプアセンブリとを備え、基板支持及びクランプアセンブリは、基板を印刷位置に支持する少なくとも１つの支持部材と、基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している、フレームに連結されている１対のレール部材と、基板をクランプするために基板に押し当たるようにレール部材の少なくとも一方を移動させる、フレームに連結されているクランプ機構とを備えている。クランプ機構は、レール部材が基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中にレール部材の相互間で基板をクランプするようにレール部材が基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、レール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている。クランプ機構は、基板の端縁に押し当たるレール部材に対してピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている。
2008516804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に粘性材料を印刷するステンシル印刷機において、
フレームと、
前記フレームに連結されているステンシルと、
前記ステンシル上に粘性材料を付着させて印刷するための、前記フレームに連結されているプリントヘッドと、
基板を印刷位置に支持及びクランプする基板支持及びクランプアセンブリとを備え、
前記基板支持及びクランプアセンブリは、
前記基板を印刷位置に支持する少なくとも１つの支持部材と、
前記基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している、前記フレームに連結されている１対のレール部材と、
前記基板をクランプするために前記基板に押し当たるように前記レール部材の少なくとも一方を移動させる、前記フレームに連結されているクランプ機構とを備えている、ステンシル印刷機。
【請求項２】
前記クランプ機構は、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている請求項１に記載のステンシル印刷機。
【請求項３】
前記クランプ機構は、前記基板の前記端縁に押し当たるレール部材に対して前記ピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている請求項２に記載のステンシル印刷機。
【請求項４】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項３に記載のステンシル印刷機。
【請求項５】
前記基板の内側領域を支持するための基板支持システムをさらに備えている請求項１に記載のステンシル印刷機。
【請求項６】
前記基板支持システムは可撓性の支持部材を備えている請求項５に記載のステンシル印刷機。
【請求項７】
前記基板支持システムは、前記基板の底部表面に係合して支持するのに適している複数のピンを備えている請求項５に記載のステンシル印刷機。
【請求項８】
前記少なくとも１つの支持部材は、前記基板を前記印刷位置に上昇させるように組み立てられ構成されている請求項１に記載のステンシル印刷機。
【請求項９】
前記支持及びクランプアセンブリは、前記基板のｚ方向の移動を防止するための金属箔部材をさらに備えている請求項１に記載のステンシル印刷機。
【請求項１０】
ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための基板支持及びクランプアセンブリにおいて、
前記基板を印刷位置において支持する少なくとも１つの支持部材と、
前記基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している１対のレール部材と、
前記基板をクランプするために前記基板に押し当たるように前記レール部材の少なくとも一方を移動させるクランプ機構とを備えている基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１１】
前記クランプ機構は、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている請求項１０に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１２】
前記クランプ機構は、前記基板の前記端縁に押し当たる前記レール部材に対して前記ピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている請求項１１に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１３】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項１２に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１４】
前記基板の内側領域を支持するための基板支持システムをさらに備えている請求項１０に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１５】
前記基板支持システムは可撓性の支持部材を備えている請求項１４に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１６】
前記基板支持システムは、前記基板の底部表面に係合して支持するのに適している複数のピンを備えている請求項１４に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの支持部材は、前記基板を前記印刷位置に上昇させるように組み立てられ構成されている請求項１０に記載のステンシル印刷機。
【請求項１８】
前記支持及びクランプアセンブリは、前記基板のｚ方向の移動を防止するための金属箔部材をさらに備えている請求項１０に記載のステンシル印刷機。
【請求項１９】
ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための基板支持及びクランプアセンブリにおいて、
印刷位置において前記基板の底部表面に係合する手段と、
前記基板の互いに反対側の端縁をクランプする手段とを備えている、基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項２０】
前記クランプする手段は、１対のレール部材と、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすためのピストンとを備えている請求項１９に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項２１】
前記クランプする手段は、前記基板の端縁に押し当たる前記レール部材に対して前記ピストンによって加えられるクランプ力を制御するための手段をさらに備えている請求項２０に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項２２】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項２１に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項２３】
前記基板を前記印刷位置に上昇させる手段をさらに備えている請求項１９に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項２４】
前記基板のｚ方向の移動を防止する手段をさらに備えている請求項１９に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項２５】
ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための方法において、
前記印刷位置において前記基板を支持する段階と、
前記基板の互いに反対側の端縁をクランプする段階とを備えている方法。
【請求項２６】
前記基板がクランプされるクランプ力を制御する段階をさらに備えている請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記基板を前記印刷位置に上昇させる段階をさらに備えている請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記基板のｚ方向移動を防止する段階をさらに備えている請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
電子基板上で動作を行うための装置において、
フレームと、
前記電子基板上で動作を行うための、前記フレームに連結されているモジュールと、
前記基板を動作位置に支持するための、前記フレームに連結されている基板支持物と、
前記フレームに連結されている基板クランプアセンブリとを備え、
前記基板クランプアセンブリは、
前記フレームに連結されている１対のレール部材であって、前記基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している１対のレール部材と、
前記基板をクランプするために前記基板に押し当たるように前記レール部材の少なくとも一方を移動させるための、前記フレームに連結されているクランプ機構とを備えている、装置。
【請求項３１】
前記クランプ機構は、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記クランプ機構は、前記基板の前記端縁に押し当たる前記レール部材に対して前記ピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
電子基板上での動作中に基板を所定の位置にクランプする基板クランプアセンブリにおいて、
前記基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している１対のレール部材と、
前記基板をクランプするために前記基板に押し当たるように前記レール部材の少なくとも一方を移動させるクランプ機構とを備えている、基板クランプアセンブリ。
【請求項３５】
前記クランプ機構は、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている請求項３４に記載の基板クランプアセンブリ。
【請求項３６】
前記クランプ機構は、前記基板の前記端縁に押し当たる前記レール部材に対して前記ピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている請求項３５に記載の基板クランプアセンブリ。
【請求項３７】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項３６に記載の基板クランプアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、基板上で動作を行う機械の中で基板を支持し安定させるための基板支持アセンブリに関し、特に、印刷動作中に基板の端縁をクランプするように特に設計されている、ステンシル印刷機の基板支持アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装回路基板の典型的な製造作業では、ステンシル印刷機が、プリント回路基板上にはんだペーストを印刷するために使用される。はんだペーストが上に付着させられるパッドのパターン又は何らかの他の導電性表面を有する、大まかに電子回路基板と称される回路基板が、ステンシル印刷機の中に自動的に送り込まれる。基準点（fiducial）と呼ばれている、回路基板上の１つ又は複数の小さな穴すなわちマークが、回路基板上にはんだペーストを印刷する前に、ステンシル印刷機のステンシルすなわちスクリーンと回路基板を適正に位置合わせするために使用される。回路基板が印刷機内のステンシルと適正に位置合わせされ終わった後に、その回路基板は、例えばピンを有する台のような基板支持物によってステンシルに上昇させられ、そのステンシルに対して相対的に固定される。その次に、はんだペーストがそのステンシル上に計量供給され、ワイパブレードすなわちスキージが、ステンシル内に形成されている穴の中を通して回路基板上にはんだペーストを押し出すために、ステンシルを横切る。スキージがステンシル全体にわたって移動させられるのにつれて、はんだペーストはそのブレードの前方で転がる傾向があり、このことが、望ましい形で、スクリーンすなわちステンシル内の穴の充填を容易にするための所望の粘度を得るように、はんだペーストの混合と剪断とを生じさせる。はんだペーストは、典型的には、標準的なカートリッジからステンシル上に計量供給される。印刷動作の後に、プリント回路基板が釈放され、ステンシルから降下させられて引き離され、プリント回路基板製造ライン内の別のステーションに搬送される。
【０００３】
印刷動作中に回路基板が安定させられるように回路基板をクランプするための幾つかの公知の方法がある。こうした方法の１つが、Bealeに対する米国特許第５，１５７，４３８号に開示されており、この特許は、回路基板を支持アセンブリに固定するために、回路基板の互いに反対側の端縁の上方に突き出す非常に薄い金属箔を有するクランプ機構を開示する。このアプローチに関連した１つの欠点が、その金属箔と基板支持物とが、ｚ方向における回路基板の上下移動を防止するが、ｘ方向及びｙ方向の横方向移動を防止できないということである。こうした移動が幾分か制限されている場合であっても、はんだペーストが回路基板上に正確に計量供給されるように、回路基板のあらゆる動きを排除することが必須である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施態様が、上述したステンシル支持アセンブリのようなステンシル支持アセンブリに対する改良を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、基板上に粘性材料を印刷するためのステンシル印刷機に関する。このステンシル印刷機は、フレームと、このフレームに連結されているステンシルと、ステンシルの上に粘性材料を付着させて印刷するための、フレームに連結されているプリントヘッドとを備えている。このステンシル印刷機は、さらに、基板を印刷位置に支持及びクランプするための基板支持及びクランプアセンブリを備えている。この基板支持及びクランプアセンブリは、基板を印刷位置に支持するための少なくとも１つの支持部材と、基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している、フレームに連結されている１対のレール部材と、基板をクランプするためにその基板に押し当たるように少なくとも一方のレール部材を移動させる、フレームに連結されているクランプ機構とを備えている。本発明の一実施形態では、このクランプ機構は、レール部材が基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中にレール部材の相互間で基板をクランプするようにレール部材がその基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、レール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている。クランプ機構は、さらに、基板の端縁に押し当たるレール部材に対してピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置を備え、この場合にクランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である。このステンシル印刷機は、さらに、基板の内側領域を支持するための基板支持システムを含む。本発明の一態様では、この基板支持システムは、可撓性の支持部材を備えている。本発明の別の態様では、この基板支持システムは、基板の底部表面に係合して支持するのに適している複数のピンを備えている。少なくとも１つの支持部材は、基板を印刷位置に上昇させるように組み立てられ構成されている。この支持及びクランプアセンブリは、さらに、基板のｚ方向の移動を防止するための金属箔部材を備えている。
【０００６】
本発明の第２の態様が、ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための基板支持及びクランプアセンブリに関する。この基板支持及びクランプアセンブリは、基板を印刷位置に支持する少なくとも１つの支持部材と、基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している１対のレール部材と、基板をクランプするためにその基板に押し当たるようにレール部材の少なくとも一方を移動させるためのクランプ機構とを備えている。本発明の一実施態様では、このクランプ機構は、レール部材が基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中にレール部材の相互間で基板をクランプするようにレール部材がその基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、レール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている。このクランプ機構は、さらに、基板の端縁に押し当たるレール部材に対してピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置を備え、この場合にクランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である。この基板支持及びクランプアセンブリは、さらに、基板の内側領域を支持するための基板支持システムを備えている。本発明の一態様では、この基板支持システムは、可撓性の支持部材を備えている。本発明の別の態様では、この基板支持システムは、基板の底部表面に係合して支持するのに適している複数のピンを備えている。少なくとも１つの支持部材は、基板を印刷位置に上昇させるように組み立てられ構成されている。この支持及びクランプアセンブリは、さらに、基板のｚ方向の移動を防止するための金属箔部材を備えている。
【０００７】
本発明の第３の態様が、ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための基板支持及びクランプアセンブリに関する。この基板支持及びクランプアセンブリは、印刷位置において基板の底部表面に係合する手段と、その基板の互いに反対側の端縁をクランプする手段とを備えている。本発明の一実施態様では、このクランプ手段は、１対のレール部材と、レール部材が基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中にレール部材の相互間で基板をクランプするようにレール部材がその基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間をレール部材の少なくとも一方を動かすためのピストンとを備えている。このクランプ手段は、さらに、基板の端縁に押し当たるレール部材に対してピストンによって加えられるクランプ力を制御するための手段を備え、この場合にクランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である。この基板支持及びクランプアセンブリは、さらに、基板を印刷位置に上昇させる手段を備えている。この基板支持及びクランプアセンブリは、さらに、基板のｚ方向移動を防止するための手段を備えている。
【０００８】
本発明の第４の態様が、ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための方法に関する。この方法は、印刷位置において基板を支持することと、その基板の互いに反対側の端縁をクランプすることとを備えている。本発明の一実施態様では、この方法は、さらに、基板がクランプされるクランプ力を制御することを備え、この場合にクランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である。この方法は、さらに、基板を印刷位置に上昇させることと、その基板のｚ方向移動を防止することとを備えている。
【０００９】
本発明の第５の態様が、電子基板上で動作を行うための装置に関する。この装置は、フレームと、電子基板上で動作を行うための、フレームに連結されているモジュールと、基板を動作位置に支持するための、フレームに連結されている基板支持物と、フレームに連結されている基板クランプアセンブリとを備えている。この基板クランプアセンブリは、フレームに連結されている１対のレール部材を備え、このレール部材は基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している。クランプアセンブリは、さらに、基板をクランプするために基板に押し当たるようにレール部材の少なくとも一方を移動させるための、フレームに連結されているクランプ機構を備えている。本発明の一実施態様では、このクランプ機構は、レール部材が基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中にレール部材の相互間で基板をクランプするようにレール部材がその基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間をレール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている。このクランプ機構は、さらに、基板の端縁に押し当たるレール部材に対してピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置を備え、この場合にクランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である。
【００１０】
本発明の第６の態様は、電子基板上での動作中に基板を所定の位置にクランプする基板クランプアセンブリに関する。この基板クランプアセンブリは、基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している１対のレール部材と、基板をクランプするためにその基板に押し当たるようにレール部材の少なくとも一方を移動させるためのクランプ機構とを備えている。本発明の一実施態様では、このクランプ機構は、レール部材が基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中にレール部材の相互間で基板をクランプするようにレール部材がその基板の互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、レール部材の少なくとも一方を動かすための少なくとも１つのピストンを備えている。このクランプ機構は、さらに、基板の端縁に押し当たるレール部材に対してピストンによって加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置を備え、この場合にクランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である。
【００１１】
添付図面は、一定の縮小比で描かれることは意図されていない。これらの図面では、様々な図に示されている同一又は概ね同一の構成要素の各々が同じ番号で表されている。説明を分かりやすくするために、すべての構成要素がすべての図面に明示されているわけではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、後述の説明に記述されているか又は図面に示されている構成要素の構造及び構成の詳細事項に、その適用において限定されてはいない。本発明は、他の具体化が可能であり、様々な形で実施又は実行されることが可能である。さらに、本明細書で使用されている用語及び術語は説明のためのものであって、限定と見なされてはならない。本明細書における「含むこと（including）」と「備えること（comprising）」と「有すること（having）」と「含むこと（containing）」と「含むこと（involving）」とこれらの変形とが、以下で列挙される項目と、その等価物と、追加の項目とを含むことが意図されている。
【００１３】
さて、例示のために、本発明の実施形態を、プリント回路基板上にはんだペーストを印刷するために使用されるステンシル印刷機に関して説明することにする。しかし、当業者は、本発明の実施形態が、回路基板上にはんだペーストを印刷するステンシル印刷機だけに限定されず、むしろ、接着剤及びカプセル用材料のような他の粘性材料の計量供給を必要とする他の用途において使用可能であるということを理解するだろう。例えば、本発明の実施形態は、ディスペンサや、リフローオーブン（reflow  oven）や、ウェーブはんだ付け機械（wave  solder  machine）や、ピックアンドプレース機械などの、作業中に電子基板（例えば、プリント回路基板）に対して構成要素を固定するために使用される任意の他の装置においても使用可能である。さらに、本発明の実施形態によるステンシル印刷機は、回路基板上にはんだペーストを印刷するステンシル印刷機に限定されず、むしろ、様々な基板上に他の材料を印刷するために使用されるステンシル印刷機を含む。さらに、術語「スクリーン」及び「ステンシル」は、基板上に印刷されるべきパターンを画定する印刷機内の装置を記述するために、本明細書において相互交換可能な形で使用されるだろう。
【００１４】
図１は、そのステンシル印刷機の構成要素を支持するフレーム１２を含む、全体として参照番号１０で示されているステンシル印刷機を示す。これらの構成要素は、一部分において、コントローラ１４と、ステンシル１６と、はんだペーストがそこから計量供給されることが可能な計量供給スロット（図示されていない）を有するプリントヘッド１８とを含む。これらの構成要素の各々は、フレーム１２に適切に連結されている。このプリントヘッド１８はガントリ２０上にあり、このガントリ２０は、コントローラ１４の制御を受けてプリントヘッド１８がｘ方向とｙ方向とｚ方向とに移動させられることを可能にする。さらに詳細に後述するように、プリントヘッド１８は、ステンシル１６の上方に配置されており、かつ回路基板上にはんだペーストを印刷することを可能にするためにステンシル全体にわたって移動させられる。
【００１５】
ステンシル印刷機１０は、さらに、ステンシル印刷機内の印刷位置に回路基板２６を搬送するためのレール２２、２４を有するコンベヤシステムも含む。ステンシル印刷機１０は、プリント回路基板２６（すなわち「基板」）を支持及びクランプするためのアセンブリ（全体として番号２８で示されている）を有し、より詳細に後述するように、このアセンブリ２８は、印刷動作中にプリント回路基板が安定しているようにプリント回路基板を上昇させてクランプする。この基板支持及びクランプアセンブリ２８は、さらに、回路基板２６が印刷位置にある時に回路基板２６の下方に位置している、例えば複数のピン又は可撓性のツーリング（tooling）のような基板支持システム３０を含む。この基板支持システム３０は、部分的に、印刷動作中に回路基板２６の屈曲又は歪みを防止するために回路基板２６の内側領域を支持するために使用される。
【００１６】
プリントヘッド１８は、印刷動作中にプリントヘッドにはんだペーストを供給する少なくとも１つのはんだペーストカートリッジ３２を受け入れるように構成されている。図１には示されていないが、はんだペーストカートリッジ３２は圧搾空気ホースの片方の末端に連結されており、一方、この圧搾空気ホースの他方の末端は、はんだペーストカートリッジからプリントヘッド１８の中とステンシル１６の上とにはんだペーストを送り込むために、コントローラ１４の制御を受けてはんだペーストカートリッジに圧縮空気を供給する圧縮機に連結されている。ピストンのような機械装置が、はんだペーストカートリッジ３２からプリントヘッド１８の中にはんだペーストを押し込むために、空気圧に加えて、又は、空気圧の代わりに、使用されてもよい。コントローラ１４は、ステンシル印刷機１０の動作を制御するために特定用途向けソフトウェアを伴うMicrosoft DOS（登録商標）又はWindows（登録商標） XPオペレーティングシステム（登録商標）を有するパーソナルコンピュータを使用して実現される。
【００１７】
ステンシル印刷機１０は次のように動作する。回路基板２６が、コンベヤレール２２、２４を使用してステンシル印刷機１０の中に装入される。支持及びクランプアセンブリ２８は、回路基板２６を印刷位置に持ち上げてクランプする。その次に、プリントヘッド１８は、そのプリントヘッドのブレードがステンシル１６に接触するまでｚ方向に降下させられる。その次に、プリントヘッド１８はステンシル１６全体にわたってｘ方向に移動させられる。プリントヘッド１８は、はんだペーストをプリントヘッドの計量供給スロットから送り出してステンシル１６内の穴を通して回路基板２６上に付着させる。プリントヘッド１８がステンシル１６を完全に横断し終わると、第２の回路基板がプリンタ内に装入されるように、回路基板２６が釈放されて下降させられ、コンベヤレール２２、２４上に戻されてプリンタ１０から搬送される。第２の回路基板上に印刷するために、プリントヘッド１８は、第１の回路基板のために使用された方向とは反対の方向にステンシル１６全体にわたって移動させられる。あるいは、この代わりに、スキージアーム（図示されていない）が、プリントヘッド１８内のはんだペーストを収容するために内方に揺動することが可能であり、その次に、プリントヘッドは、同じ方向の行程を使用して第２の回路基板上で印刷動作を行うために、ｚ方向に上昇させられてその初期位置に戻されることが可能である。
【００１８】
図２を参照すると、一実施形態による支持及びクランプアセンブリ２８の構造がさらに詳細に示されている。図示されているように、プリント回路基板２６は、４つの端縁３４、３６、３８、４０を有する薄い長方形の本体を有し、これらの端縁のうちの２つの端縁（３４、３８）が印刷動作中にクランプされる。回路基板２６は、印刷動作中にその上にはんだペーストが付着させられるのに適している複数のパッド４４を有する上部表面４２を含む。プリント回路基板２６の下側表面すなわち底部表面４６が、部分的に、基板支持システム３０によって支持され、これにより、印刷動作中にそのプリント回路基板が屈曲すること又は歪むことを防止する。単なる例示を目的として、２つの支持システム３０が図２に示されている。図２の左側では、可撓性の支持システム（例えば、ゲルツーリング（gel tooling））４８がプリント回路基板２６を支持する。こうした支持システムが、標題「基板を支持する方法及び装置（METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING A SUBSTRATE）」の米国特許出願番号１０／１７５，１３１と、同じ標題を有する米国特許出願番号１０／３９４，８１４とに開示されており、これらの両方が本発明の譲受人によって所有されており、引例として組み入れられている。可撓性の支持システム４８は、均一な形でプリント回路基板２６を支持するために、プリント回路基板２６の底部表面４０にぴったりと一致するのに適している。図２の右側では、支持システム３０は、プリント回路基板２６を支持するための複数のピン５０を備え、このピンは、ステンシル印刷機の技術分野で公知であり、より度合いは低いが、ディスペンサの技術分野で公知である。他の実施形態では、回路基板全体の下側を支持するために１つの支持システムが使用されるだろう。
【００１９】
次に、図３Ａから図３Ｃ、特に図３Ａと図３Ｂとを参照すると、回路基板は、ベルト搬送アセンブリによって搬送されて支持及びクランプアセンブリ２８に出し入れされ、このベルト搬送アセンブリは、回路基板２６の端縁３４、３８の区域内でこの回路基板の下側を支持するように構成されている。このベルト搬送アセンブリは、上述のコンベヤシステムの一部分であり、ステンシル印刷機１０に回路基板２６を出し入れするためにレール２２、２４と協働する。特に、このベルト搬送アセンブリは、少なくとも１つのローラ（図示されていない）によって駆動されるベルト５１を含む。図示されているように、回路基板２６の端縁３４はベルト５１の頂部上に載る。
【００２０】
基板支持及びクランプアセンブリ２８は、１対の基板支持部材（１つの基板支持部材５２が図３Ａから図３Ｃに示されている）を含み、これらの基板支持部材は、プリント回路基板の端縁３４、３８に沿って、このプリント回路基板の底部表面４６に係合して支持する。基板支持部材（基板支持部材５２を含む）は、細長い形状であり、プリント回路基板２６の端縁（３４及び３８）の全体（又は概ね全体）に沿って支持を実現するようにそのプリント回路基板２６の端縁（３４及び３８）の長さに沿って延びている。図示されているように、取付ブロック５４が、基板支持部材５２に取り付けられており、ステンシル印刷機１０のフレーム１２内に形成されている少なくとも１つのトラック５６によってそのフレーム１２にスライド自在に連結されている。
【００２１】
昇降機構が、トラック５６に沿って印刷前位置（図３Ａ）から上昇した印刷位置（図３Ｂ）に各々の基板支持部材５２と回路基板２６とを上昇させる。明確に述べると、フレーム１２に機械的に連結されている台５８が、図３Ｂに示されている仕方でプリント回路基板２６を上昇させてベルト５１から離すために、各々の基板支持部材５２の底部端縁に係合するように上昇させられる。支持及びクランプアセンブリ２８の重量が支持部材５２を印刷前位置すなわち下降位置に偏倚させる。コントローラ１４は、回路基板がベルト搬送アセンブリによってステンシル印刷機１０に出入りする形で往復移動させられる印刷前位置と、印刷動作が回路基板上で行われる上昇した印刷位置との間の、回路基板２６の移動を制御するのに適している。
【００２２】
回路基板２６がステンシル印刷機１０内に装入されて、支持及びクランプアセンブリ２８内に位置決めされ（図３Ａ）、その印刷位置に上昇させられる（図３Ｂ）と、その回路基板は、印刷動作中の回路基板の平面に沿ったその回路基板のあらゆる横方向の移動を防止するためにクランプされる。明確に述べると、支持及びクランプアセンブリ２８は、回路基板２６のｚ方向移動を防止するための金属箔部材６０を含む。図示されているように、この金属箔６０は、固定された部材６２に連結されており、この金属箔は回路基板２６の端縁３４と一部重なり合うように位置決めされている。
【００２３】
支持及びクランプアセンブリ２８は、さらに、１対のレール部材を含み（１つのレール部材６４だけが図３Ａから図３Ｃに示されている）、このレール部材は回路基板２６の互いに反対側の端縁３４、３８に係合するように位置決めされている。図３Ａから図３Ｃに示されているレール部材６４は、後述する仕方で移動可能であり、一方、これらの図面に示されていないレール部材は固定されている。別の実施形態では、両方のレール部材は、印刷動作を可能にするために固定位置に回路基板をクランプするために移動可能である。図示されているように、レール部材６４の内向きの表面６６は、回路基板がステンシル印刷機１０の中に装入される時に、回路基板２６の端縁３４の付近に位置決めされる。他方の（固定されている）レール部材は、可動レール部材６４の表面６６に面する同様に内向きの表面を有する。
【００２４】
図３Ｃに示されているように、クランプ機構６８は、レール部材の相互間で回路基板２６を固定するために、回路基板２６の端縁３４に押し当たるように可動レール部材６４を移動させる。可動レール部材が回路基板２６の端縁３４から間隔を置いた位置にある第１の位置と、印刷動作中にレール部材の相互間で回路基板をクランプするために可動レール部材がその回路基板の端縁に係合する第２の位置との間で可動レール部材を移動させるために、クランプ機構６８は、少なくとも１つのピストンを含み、好ましくは、可動レール部材６４の長さに沿って備えられている２つ以上のピストンを含む。この開示内容の恩恵が与えられる当業者は、プリント回路基板２６の端縁３４に対して押し当たるようにレール部材６４を移動させるために異なる機構を使用してよく、かつ、依然として本発明の範囲内にあるということが理解されなければならない。例えば、レール部材６４がその第１の位置と第２の位置との間を移動することを実現するために、カム機構が使用されることが可能である。
【００２５】
さらに、レール部材に対してクランプ機構６８によって加えられる圧力を監視及び調整するために、圧力調整装置７０が備えられる。ステンシル印刷機１０のオペレータが回路基板２６上のクランプ力を制御することが可能であるように、圧力調整装置７０はコントローラ１４及びクランプ機構６８と通信する。レール部材６４によって回路基板２６に加えられるクランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）であり、好ましくは３．６ｋｇ（８ポンド）から６．８ｋｇ（１５ポンド）であり、より好ましくは、このクランプ力は約５．４ｋｇ（約１２ポンド）である。クランプ機構６８によって加えられる圧力は、レール部材の相互間で回路基板２６を堅固に固定するのに十分でなければならず、かつ、過剰な圧力のために回路基板が歪むほど大きくてはならない。このクランプ力は、より大きい回路基板の場合にはこの好ましい範囲よりも大きくてもよく、かつ、より小さい回路基板の場合にはこの好ましい範囲よりも小さくてもよいということが指摘されなければならない。さらに、クランプ機構６８によって加えられる力の量が、保持されている回路基板の厚さに関係付けられている。明確に述べると、回路基板が厚ければ厚いほどクランプ力は大きい。これとは反対に、回路基板が薄ければ薄いほどクランプ力は小さい。
【００２６】
本発明の恩恵が与えられる当業者は、レール部材に対してクランプ機構６８によって加えられる力を監視及び調整するために、センサのような異なる機構を使用してよいということが理解されなければならない。
【００２７】
上述したように、１つのレール部材だけが回路基板をクランプするように構成されているにも係わらず、両方のレール部材がクランプ動作を行うように操作されることが可能である。さらに、これらのレール部材は、回路基板を固定するために、鋼板のような任意の適切な材料から製造されることが可能であるということが指摘されなければならない。
【００２８】
本明細書に開示されている支持及びクランプアセンブリ２８が、ステンシル印刷機以外のプリント回路基板製造装置において使用可能であるということが理解されなければならない。例えば、上述したように、本明細書に開示されている原理が、プリント回路基板の製造と、ウェーブはんだ付け機械と、リフローオーブンと、ピックアンドプレース機械とにおいて、粘性材料を計量供給するために使用されるディスペンサに容易に適用可能である。
【００２９】
本発明の少なくとも１つの実施形態の幾つかの態様をこうして説明してきたが、様々な変更と変型と改良とが当業者に容易に思い浮かぶということが理解されるだろう。こうした変更と変型と改良は、本開示内容の一部分であることが意図されており、本発明の範囲内に含まれることが意図されている。したがって、上述の説明と図面は例示のためだけに示されているにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態のクランプアセンブリを有するステンシル印刷機の前部斜視図を示す。
【図２】下降した印刷前位置において示されている、例えばプリント回路基板のような基板を伴う、クランプアセンブリの略上部斜視図を示す。
【図３Ａ】図２の線３−３に沿ったクランプアセンブリの拡大断面図を示す。
【図３Ｂ】上昇した位置で示されている基板を伴う、図２の線３−３に沿ったクランプアセンブリの拡大断面図を示す。
【図３Ｃ】クランプされた印刷位置で示されている基板を伴う、図２の線３−３に沿ったクランプアセンブリの拡大断面図を示す。
【図１】
2008516804.tif 000003
【図２】
2008516804.tif 000004
【図３Ａ】
2008516804.tif 000005
【図３Ｂ】
2008516804.tif 000006
【図３Ｃ】
2008516804.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月18日(2007.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に粘性材料を印刷するステンシル印刷機において、
フレームと、
前記フレームに連結されているステンシルと、
前記ステンシル上に粘性材料を付着させて印刷するための、前記フレームに連結されているプリントヘッドと、
基板を印刷位置に支持及びクランプする基板支持及びクランプアセンブリとを備え、
前記基板支持及びクランプアセンブリは、
前記基板を印刷位置に支持する少なくとも１つの支持部材と、
前記基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している、前記フレームに連結されている１対のレール部材と、
前記基板をクランプするために前記基板に押し当たるように前記レール部材の少なくとも一方を移動させる、前記フレームに連結されているクランプ機構とを備え、
前記クランプ機構は、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすように構成されており、前記クランプ機構は、前記基板の前記端縁に押し当たるレール部材に対して加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている、ステンシル印刷機。
【請求項２】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項１に記載のステンシル印刷機。
【請求項３】
前記基板の内側領域を支持するための基板支持システムをさらに備えている請求項１に記載のステンシル印刷機。
【請求項４】
前記基板支持システムは可撓性の支持部材を備えている請求項３に記載のステンシル印刷機。
【請求項５】
前記基板支持システムは、前記基板の底部表面に係合して支持するのに適している複数のピンを備えている請求項３に記載のステンシル印刷機。
【請求項６】
前記少なくとも１つの支持部材は、前記基板を前記印刷位置に上昇させるように組み立てられ構成されている請求項１に記載のステンシル印刷機。
【請求項７】
前記支持及びクランプアセンブリは、前記基板のｚ方向の移動を防止するための金属箔部材をさらに備えている請求項１に記載のステンシル印刷機。
【請求項８】
ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための基板支持及びクランプアセンブリにおいて、
前記基板を印刷位置において支持する少なくとも１つの支持部材と、
前記基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している１対のレール部材と、
前記基板をクランプするために前記基板に押し当たるように前記レール部材の少なくとも一方を移動させるクランプ機構とを備え、
前記クランプ機構は、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かように構成されており、前記クランプ機構は、前記基板の前記端縁に押し当たる前記レール部材に対して加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている、基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項９】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項８に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１０】
前記基板の内側領域を支持するための基板支持システムをさらに備えている請求項８に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１１】
前記基板支持システムは可撓性の支持部材を備えている請求項１０に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１２】
前記基板支持システムは、前記基板の底部表面に係合して支持するのに適している複数のピンを備えている請求項１０に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの支持部材は、前記基板を前記印刷位置に上昇させるように組み立てられ構成されている請求項８に記載のステンシル印刷機。
【請求項１４】
前記支持及びクランプアセンブリは、前記基板のｚ方向の移動を防止するための金属箔部材をさらに備えている請求項８に記載のステンシル印刷機。
【請求項１５】
ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための基板支持及びクランプアセンブリにおいて、
印刷位置において前記基板の底部表面に係合する手段と、
前記基板の互いに反対側の端縁をクランプする手段とを備え、
前記クランプする手段は、１対のレール部材と、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすように構成されたクランプ機構とを備え、
前記クランプする手段は、前記基板の端縁に押し当たる前記レール部材に対して加えられるクランプ力を制御するための手段をさらに備えている、基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１６】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項１５に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１７】
前記基板を前記印刷位置に上昇させる手段をさらに備えている請求項１５に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１８】
前記基板のｚ方向の移動を防止する手段をさらに備えている請求項１５に記載の基板支持及びクランプアセンブリ。
【請求項１９】
ステンシル印刷機の印刷動作中に印刷位置に基板を支持及びクランプするための方法において、
前記印刷位置において前記基板を支持する段階と、
前記基板の互いに反対側の端縁をクランプする段階と、
前記基板がクランプされるクランプ力を制御する段階とを備えている方法。
【請求項２０】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記基板を前記印刷位置に上昇させる段階をさらに備えている請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記基板のｚ方向移動を防止する段階をさらに備えている請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
電子基板上で動作を行うための装置において、
フレームと、
前記電子基板上で動作を行うための、前記フレームに連結されているモジュールと、
前記基板を動作位置に支持するための、前記フレームに連結されている基板支持物と、
前記フレームに連結されている基板クランプアセンブリとを備え、
前記基板クランプアセンブリは、
前記フレームに連結されている１対のレール部材であって、前記基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している１対のレール部材と、
前記基板をクランプするために前記基板に押し当たるように前記レール部材の少なくとも一方を移動させるための、前記フレームに連結されているクランプ機構とを備え、
前記クランプ機構は、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすように構成されており、前記クランプ機構は、前記基板の前記端縁に押し当たる前記レール部材に対して加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている、装置。
【請求項２４】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
電子基板上での動作中に基板を所定の位置にクランプする基板クランプアセンブリにおいて、
前記基板の互いに反対側の端縁に係合するのに適している１対のレール部材と、
前記基板をクランプするために前記基板に押し当たるように前記レール部材の少なくとも一方を移動させるクランプ機構とを備え、
前記クランプ機構は、前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁から間隔を置いて位置している第１の位置と、印刷動作中に前記レール部材の相互間で前記基板をクランプするように前記レール部材が前記基板の前記互いに反対側の端縁の一方の端縁と係合する第２の位置との間を、前記レール部材の少なくとも一方を動かすように構成されており、前記クランプ機構は、前記基板の前記端縁に押し当たる前記レール部材に対して加えられるクランプ力を制御するための圧力調整装置をさらに備えている、基板クランプアセンブリ。
【請求項２６】
前記クランプ力は０．４５ｋｇ（１ポンド）から１５．８ｋｇ（３５ポンド）である請求項２５に記載の基板クランプアセンブリ。
【国際調査報告】
2008516804.tif 000008
2008516804.tif 000009
2008516804.tif 000010