(57)【要約】ステンシルプリンターのためのコンベヤシステムは、フレームを貫通して延在し、ステンシルプリンターを通して基板を移送するように構成される一対のレール部材を備える。リフトツールアセンブリは、移送高さ及び印刷高さにおいて基板を支持するように構成される。リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を含む。リフター部分の足部分は、支持体をリフター部分に係合させるとリフター部分の足部分を支持体に固定するように構成される少なくとも２つの永久磁石と、リフター部分の足部分の底面に形成された少なくとも１つの真空ポケットとを備える。真空ポケットは、リフター部分を支持体上の適所に選択的に固定するように構成される。
2021510127.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プリンターにおいて、
フレームと、
前記フレームに結合されるステンシルと、
前記フレームに結合され、前記ステンシルにわたって粘性材料を堆積し、印刷するプリントヘッドと、
基板を移送位置及び印刷位置において支持するように構成されるリフトテーブルアセンブリと、
コンベヤシステムとを具備し、
前記コンベヤシステムは、
前記フレームに結合される一対のレール部材であって、該一対のレール部材は、前記フレームを貫通して延在し、該ステンシルプリンターを通して前記基板を移送するように構成される一対のレール部材と、
レール部材ごとに、該レール部材に結合されるリフトツールアセンブリであって、該リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリと協働し、移送高さ及び印刷高さにおいて前記基板と係合し、前記基板を支持するように構成される、リフトツールアセンブリとを具備し、
前記リフトツールアセンブリは、前記リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を含み、
前記リフター部分は前記レール部材の下へ延在する足部分を有し、
前記足部分は、前記リフトテーブルアセンブリの前記支持体によって係合されるように構成され、
前記リフター部分の前記足部分は、前記支持体を前記リフター部分に係合させると前記リフター部分の前記足部分を前記支持体に固定するように構成される少なくとも２つの永久磁石と、前記リフター部分の前記足部分の底面に形成された少なくとも１つの真空ポケットとを備え、
前記少なくとも１つの真空ポケットが、前記リフター部分を前記支持体上の適所に選択的に固定するように構成されるステンシルプリンター。
【請求項２】
前記少なくとも２つの永久磁石が、前記少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置する少なくとも１つの永久磁石と、前記少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する少なくとも１つの永久磁石とを含む請求項１に記載のステンシルプリンター。
【請求項３】
前記少なくとも１つの真空ポケットは、前記少なくとも２つの永久磁石間に位置する２つの真空ポケットを含む請求項２に記載のステンシルプリンター。
【請求項４】
前記少なくとも１つの真空ポケットは、前記支持体に係合すると前記真空ポケット内に真空を選択的に発生させるように、真空源に結合される少なくとも１つのポートを有する請求項２に記載のステンシルプリンター。
【請求項５】
２つの永久磁石が前記少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置し、２つの永久磁石が前記少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する請求項３に記載のステンシルプリンター。
【請求項６】
ステンシルプリンターの印刷動作中に基板を印刷位置において支持し、クランプするための方法において、
移送高さにおいて一対のレールを有するコンベヤシステム上で基板をリフトテーブルアセンブリの上方に移動させることと、
前記基板の両側エッジをクランプすることと、
各レール部材に結合されるリフトツールアセンブリを用いて前記基板をｚ軸方向に移動させることであって、前記基板を前記ｚ軸方向に移動させることは、前記リフトツールアセンブリを前記リフトテーブルアセンブリの支持体と係合させることを含み、前記リフトツールアセンブリは、前記リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を含み、該リフター部分は、前記レール部材の下へ延在する足部分を有し、該足部分は、前記リフトテーブルアセンブリの前記支持体によって係合されるように構成されることと、
前記リフター部分を前記支持体に係合させると、磁石及び真空によって、前記リフター部分を前記支持体に解除可能に固定することとを含む方法。
【請求項７】
前記リフター部分の前記足部分は、前記支持体を前記リフター部分に係合させると前記リフター部分の前記足部分を前記支持体に固定するように構成される少なくとも２つの永久磁石と、前記リフター部分の前記足部分の底面に形成された少なくとも１つの真空ポケットとを備え、該少なくとも１つの真空ポケットは、前記リフター部分を前記支持体上の適所に選択的に固定するように構成される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも２つの永久磁石は、前記少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置する少なくとも１つの永久磁石と、前記少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する少なくとも１つの永久磁石とを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの真空ポケットは、前記少なくとも２つの永久磁石間に位置する２つの真空ポケットを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの真空ポケットは、真空源に結合され、前記支持体に係合すると前記真空ポケット内に真空を選択的に発生させる少なくとも１つのポートを有する請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
２つの永久磁石が前記少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置し、２つの永久磁石が前記少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板は、移送高さ位置と、視覚システムクリアランス高さ位置と、印刷高さ位置との間で移動するように構成される請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板を前記移送高さ位置に移動させるときに、前記リフトツールアセンブリに関連付けられるピンを前記レール部材に関連付けられるロケーターの中に配置することを更に含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
基板上に粘性材料を印刷するタイプのステンシルプリンターのためのコンベヤシステムにおいて、
フレームに結合される一対のレール部材であって、該一対のレール部材は、前記フレームを貫通して延在し、前記ステンシルプリンターを通して基板を移送するように構成される一対のレール部材と、
レール部材ごとに、該レール部材に結合されるリフトツールアセンブリであって、該リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリと協働し、移送高さ及び印刷高さにおいて前記基板と係合し、前記基板を支持するように構成される、リフトツールアセンブリとを具備し、
前記リフトツールアセンブリは、前記リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を含み、
前記リフター部分は、前記レール部材の下へ延在する足部分を有し、
前記足部分は、前記リフトテーブルアセンブリの前記支持体によって係合されるように構成され、
前記リフター部分の前記足部分は、前記支持体を前記リフター部分に係合させると前記リフター部分の前記足部分を前記支持体に固定するように構成される少なくとも２つの永久磁石と、前記リフター部分の前記足部分の底面に形成された少なくとも１つの真空ポケットとを備え、
前記少なくとも１つの真空ポケットが、前記リフター部分を前記支持体上の適所に選択的に固定するように構成されるコンベヤシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも２つの永久磁石が、前記少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置する少なくとも１つの永久磁石と、前記少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する少なくとも１つの永久磁石とを含む請求項１４に記載のコンベヤシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの真空ポケットは、前記少なくとも２つの永久磁石間に位置する２つの真空ポケットを含む請求項１５に記載のコンベヤシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの真空ポケットは、支持体に係合すると前記少なくとも１つの真空ポケット内に真空を選択的に発生させるように、真空源に結合される少なくとも１つのポートを有する請求項１５に記載のコンベヤシステム。
【請求項１８】
２つの永久磁石が前記少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置し、２つの永久磁石が前記少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する請求項１５に記載のコンベヤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年４月７日に出願された「LIFT TOOL ASSEMBLY FOR STENCIL PRINTER」と題する米国特許出願第１４／６８０，３５９号の分割特許出願である、２０１６年６月１４日に出願された「LIFT TOOL ASSEMBLY FOR STENCIL PRINTER」と題する米国特許出願第１５／１８２，２１５号の一部継続出願である。上記米国特許出願の双方は、あらゆる目的で引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、包括的にはステンシルプリンターに関し、より詳細には、ステンシル印刷動作を実行しながら、プリント回路基板のような電子基板を操作するように設計されるリフトツールアセンブリに関する。
【０００３】
表面実装プリント回路基板を製造する際に、ステンシルプリンターを用いて、回路基板上にはんだペーストを印刷することができる。通常、その上にはんだペーストが堆積されることになる、パッド又は何らかの他の導電性表面のパターンを有する回路基板がステンシルプリンターの中に自動的に送り込まれ、回路基板上にはんだペーストを印刷する前に、回路基板上の１つ以上の小穴又はマーク（「フィデューシャル（fiducials：基準部）」として知られる）を用いて、回路基板をステンシルプリンターのステンシル又はスクリーンと適切に位置合わせする。幾つかのシステムでは、視覚システムを具現する光学位置合わせシステムを用いて、回路基板をステンシルと位置合わせする。
【０００４】
上記プリンターにおいて、回路基板がステンシルと適切に位置合わせされると、回路基板はステンシルまで上昇されて、はんだペーストがステンシルに吐出される。ワイパーブレード（すなわちスクイージー）がステンシルを横断して、ステンシルの孔を通して回路板にはんだペーストを押し出す。スクイージーがステンシルを横切るように移動する際、はんだペーストはブレードの前方において伸び広がる傾向がある。これにより、望ましくははんだペーストの混合及び剪断が生じ、スクリーンすなわちステンシルの孔を満たすのを容易にするのに所望の粘度が得られる。はんだペーストは、通常、標準的なカートリッジからステンシルに吐出される。その後、ステンシルは回路基板から切り離され、回路基板とはんだペーストとの間の接着によって、材料の大部分が回路基板上に留まる。ステンシルの表面上に残される材料は、更なる回路基板が印刷される前に、洗浄プロセスにおいて除去される。
【０００５】
回路基板を印刷する際の別のプロセスは、はんだペーストが回路基板の表面上に堆積された後に、回路基板を検査することを伴う。回路基板を検査することは、清浄な電気的接続を形成できると判断するのに重要である。はんだペーストが多すぎると短絡が生じる可能性があり、一方、適切な位置においてはんだペーストが少なすぎると、電気的接触が妨げられる可能性がある。一般に、視覚検査システムを更に利用して、回路基板上のはんだペーストの２次元又は３次元の検査を提供する。
【０００６】
ステンシル洗浄プロセス及び回路基板検査プロセスは、回路基板を作製する際に関与する複数のプロセスのうちの２つにすぎない。一貫した品質の最も多くの数の回路板を作製するために、回路基板検査及びステンシル洗浄システムのような、作製される回路基板の品質を確保するシステムを維持管理しながら、回路基板を製造するために必要なサイクルタイムを削減することが多くの場合に望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の１つの態様は、基板に粘性材料を印刷するためのステンシルプリンターに向けられる。１つの実施形態において、ステンシルプリンターは、フレームと、フレームに結合されるステンシルと、フレームに結合され、ステンシルにわたって粘性材料を堆積し、印刷するプリントヘッドと、基板を移送位置及び印刷位置において支持するように構成されるリフトテーブルアセンブリと、コンベヤシステムとを備える。コンベヤシステムは、フレームに結合される一対のレール部材を含む。この一対のレール部材はフレームを貫通して延在し、ステンシルプリンターを通して基板を移送するように構成される。コンベヤシステムは、レール部材ごとに、レール部材に結合されるリフトツールアセンブリを更に含む。リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリと協動し、移送高さ及び印刷高さにおいて基板と係合し、基板を支持するように構成される。
【０００８】
ステンシルプリンターの実施形態は、視覚システムクリアランス高さにおいて基板と係合し、基板を支持するようにリフトツールアセンブリを構成することを更に含むことができる。リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を含むことができる。リフター部分は、レール部材下に延在する足部分を含むことができ、足部分はリフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成される。リフター部分の足部分は、リフトテーブルアセンブリの支持体に結合する永久磁石を含むことができる。リフトツールアセンブリは、リフター部分に結合されるモジュール式クランプサブアセンブリを更に含むことができる。モジュール式クランプサブアセンブリは、リフター部分の上に取り付けられるバックプレーンを含むことができる。バックプレーンは、クランプのための自由度を与えるためにバックプレーンの背部に取り付けられるリニアベアリングを有することができる。モジュール式クランプサブアセンブリは、リニアベアリング上に取り付けられるＬ字形プレートを更に含むことができる。Ｌ字形プレートは、その上で可撓性鋼箔が基板をクランプするクランプアセンブリを有して構成することができる。基板へのクランプ力は、幾つかの空気圧シリンダーによって与えることができる。モジュール式クランプサブアセンブリのバックプレーンは、レール部材に関連付けられるロケーター内に位置決めされるように構成されるピンを含むことができる。
【０００９】
本開示の別の態様は、ステンシルプリンターの印刷動作中に基板を印刷位置において支持し、クランプするための方法に向けられる。１つの実施形態において、その方法は、移送高さにおいて一対のレールを有するコンベアシステム上で基板をリフトテーブルアセンブリの上方に移動させることと、基板の両側エッジをクランプすることと、各レール部材に結合されるリフトツールアセンブリを用いて基板をｚ軸方向に移動させることとを含む。
【００１０】
その方法の実施形態は、基板を移送高さ位置に移動させるときに、レール部材に関連付けられるロケーターの中に、リフトツールアセンブリに関連付けられるピンを配置することを更に含むことができる。基板をｚ軸方向に移動させることは、リフトツールアセンブリをリフトテーブルアセンブリの支持体と係合させることを含むことができる。基板は、移送高さ位置と、視覚システムクリアランス高さ位置と、印刷高さ位置との間で移動するように構成することができる。
【００１１】
本開示の別の態様は、基板上に粘性材料を印刷するタイプのステンシルプリンターのためのコンベヤシステムに向けられる。１つの実施形態において、コンベヤシステムは、フレームに結合される一対のレール部材を備える。この一対のレール部材はフレームを貫通して延在し、ステンシルプリンターを通して基板を移送するように構成される。レール部材ごとに、リフトツールアセンブリがレール部材に結合される。リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリと協動し、移送高さ、視覚システムクリアランス高さ及び印刷高さにおいて基板と係合し、基板を支持するように構成される。
【００１２】
コンベヤシステムの実施形態は、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を備えるリフトツールアセンブリを構成することを更に含むことができる。リフター部分は、レール部材下に延在する足部分を有することができる。足部分は、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成することができる。リフトツールアセンブリは、リフター部分に結合されるモジュール式クランプサブアセンブリを更に含むことができ、モジュール式クランプサブアセンブリは、リフター部分の上に取り付けられるバックプレーンを有する。バックプレーンは、クランプのための自由度を与えるために、バックプレーンの背部に取り付けられるリニアベアリングを有することができる。
【００１３】
本開示の別の実施形態は、基板に粘性材料を印刷するためのステンシルプリンターに向けられる。１つの実施形態において、ステンシルプリンターは、フレームと、フレームに結合されるステンシルと、フレームに結合され、ステンシルにわたって粘性材料を堆積し、印刷するプリントヘッドと、基板を移送位置及び印刷位置において支持するように構成されるリフトテーブルアセンブリと、コンベヤシステムとを備える。コンベヤシステムは、フレームに結合される一対のレール部材を含む。この一対のレール部材はフレームを貫通して延在し、ステンシルプリンターを通して基板を移送するように構成される。レール部材ごとに、リフトツールアセンブリがレール部材に結合される。リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリと協働し、移送高さ及び印刷高さにおいて基板と係合し、基板を支持するように構成される。リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を含む。リフター部分は、レール部材下に延在する足部分を有し、この足部分は、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成される。リフター部分の足部分は、支持体をリフター部分に係合させるとリフター部分の足部分を支持体に固定するように構成される少なくとも２つの永久磁石と、リフター部分の足部分の底面に形成された少なくとも１つの真空ポケットとを備える。少なくとも１つの真空ポケットは、リフター部分を支持体上の適所に選択的に固定するように構成される。
【００１４】
ステンシルプリンターの実施形態は、少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置する少なくとも１つの永久磁石と、少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する少なくとも１つの永久磁石とを含むように少なくとも２つの永久磁石を構成することを更に含むことができる。少なくとも１つの真空ポケットは、少なくとも２つの永久磁石間に位置する２つの真空ポケットを含むことができる。少なくとも１つの真空ポケットは、支持体に係合すると真空ポケット内に真空を選択的に発生させるように、真空源に結合される少なくとも１つのポートを有することができる。２つの永久磁石が少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置することができ、２つの永久磁石が少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する。
【００１５】
本開示の更に別の態様は、ステンシルプリンターの印刷動作中に基板を印刷位置において支持し、クランプするための方法に向けられる。１つの実施形態において、その方法は、移送高さにおいて一対のレールを有するコンベヤシステム上で基板をリフトテーブルアセンブリの上方に移動させることと、基板の両側エッジをクランプすることと、各レール部材に結合されるリフトツールアセンブリを用いて基板をｚ軸方向に移動させることであって、基板をｚ軸方向に移動させることは、リフトツールアセンブリをリフトテーブルアセンブリの支持体と係合させることを含み、リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を含み、このリフター部分は、レール部材下に延在する足部分を有し、この足部分は、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されることと、リフター部分を支持体に係合させると、磁石及び真空によって、リフター部分を支持体に解除可能に固定することとを含む。
【００１６】
その方法の実施形態は、リフター部分の足部分は、支持体をリフター部分に係合させるとリフター部分の足部分を支持体に固定するように構成される少なくとも２つの永久磁石と、リフター部分の足部分の底面に形成された少なくとも１つの真空ポケットとを備えるようにリフター部分の足部分を構成することを更に含むことができ、この少なくとも１つの真空ポケットは、リフター部分を支持体上の適所に選択的に固定するように構成される。少なくとも２つの永久磁石は、少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置する少なくとも１つの永久磁石と、少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する少なくとも１つの永久磁石とを含むことができる。少なくとも１つの真空ポケットは、少なくとも２つの永久磁石間に位置する２つの真空ポケットを含むことができる。少なくとも１つの真空ポケットは、真空源に結合され、支持体に係合すると真空ポケット内に真空を選択的に発生させる少なくとも１つのポートを有することができる。２つの永久磁石が少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置することができ、２つの永久磁石が少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する。基板は、移送高さ位置と、視覚システムクリアランス高さ位置と、印刷高さ位置との間で移動するように構成することができる。その方法は、基板を移送高さ位置に移動させるときに、リフトツールアセンブリに関連付けられるピンをレール部材に関連付けられるロケーターの中に配置することを更に含むことができる。
【００１７】
本開示の別の態様は、基板上に粘性材料を印刷するタイプのステンシルプリンターのためのコンベヤシステムに向けられる。１つの実施形態において、コンベヤシステムは、フレームに結合される一対のレール部材であって、この一対のレール部材は、フレームを貫通して延在し、ステンシルプリンターを通して基板を移送するように構成される、一対のレール部材と、レール部材ごとに、レール部材に結合されるリフトツールアセンブリとを備える。リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリと協働し、移送高さ及び印刷高さにおいて基板と係合し、基板を支持するように構成される。リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成されるリフター部分を含む。リフター部分は、レール部材下に延在する足部分を有し、この足部分は、リフトテーブルアセンブリの支持体によって係合されるように構成される。リフター部分の足部分は、支持体をリフター部分に係合させるとリフター部分の足部分を支持体に固定するように構成される少なくとも２つの永久磁石と、リフター部分の足部分の底面に形成された少なくとも１つの真空ポケットとを備える。少なくとも１つの真空ポケットは、リフター部分を支持体上の適所に選択的に固定するように構成される。
【００１８】
コンベヤシステムの実施形態は、少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置する少なくとも１つの永久磁石と、少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する少なくとも１つの永久磁石とを含むように少なくとも２つの永久磁石を構成することを更に含むことができる。少なくとも１つの真空ポケットは、少なくとも２つの永久磁石間に位置する２つの真空ポケットを含むことができる。少なくとも１つの真空ポケットは、支持体に係合すると少なくとも１つの真空ポケット内に真空を選択的に発生させるように、真空源に結合される少なくとも１つのポートを有することができる。２つの永久磁石が少なくとも１つの真空ポケットの片側に位置することができ、２つの永久磁石が少なくとも１つの真空ポケットの反対側に位置する。
【００１９】
添付図面は、縮尺どおりに描かれることを意図されていない。図面では、種々の図に示されている同一又は略同一の各構成部材は同様の符号によって表される。明確であるために、全ての図面において全ての構成部材が符号を付けられていない場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】外部パッケージングを取り外してステンシルプリンターの主な動作システムを示す、本開示の一実施形態のステンシルプリンターの正面斜視図である。
【図２】ステンシルプリンターのコンベヤシステムの斜視図である。
【図３】コンベヤシステムのレール部材の斜視図である。
【図４】レール部材上に設けられた本開示の一実施形態のリフトツールアセンブリを有し、リフトツールアセンブリが移送高さにおいて示されている、図３に示すレール部材の斜視図である。
【図５】リフトツールアセンブリの断面図である。
【図６】リフトツールアセンブリが移送高さにおいて示すコンベヤシステムの断面図である。
【図７】リフトツールアセンブリが視覚システム検査高さにおいて示すコンベヤシステムの斜視図である。
【図８】リフトツールアセンブリが印刷高さにおいて示すコンベヤシステムの斜視図である。
【図９】フォイルクランプシステム及びカスタマイズ基板クランプシステムのうちの一方を有するリフトツールアセンブリの分解斜視図である。
【図１０】本開示の一実施形態のリフトツールアセンブリの上面斜視図である。
【図１１】リフトツールアセンブリの底面斜視図である。
【図１２】一部を断面にて示すリフトツールアセンブリの側面図である。
【図１３】テーブルから離隔したリフトツールアセンブリの端面図である。
【図１４】テーブルに係合するリフトツールアセンブリの端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示は包括的には、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセスラインにおいて利用され、アセンブリ材料（例えば、はんだペースト、導電性インク又は封入材料）を基板（substrate）（例えば、本明細書において、「電子基板」、「回路基板」、「板（board）」、「ＰＣＢ」、「ＰＣＢ基板」、「基板」、又は「ＰＣＢ板」と呼ばれる）上に塗布するか、又は検査、再加工又は基板上の電子構成要素の交換のような他の動作を実行するように構成される、材料塗布機械（本明細書において、「ステンシルプリンター」、「スクリーンプリンター」、「印刷機」、又は「プリンター」と呼ばれる）及び他の機器に関する。具体的には、本開示の実施形態は、プリント回路基板を作製するために使用されるステンシルプリンターを参照しながら以下に説明される。
【００２２】
ここで、図面、より詳細には図１を参照すると、本開示の一実施形態のステンシルプリンターが全体的に１０で示されている。示されているように、ステンシルプリンター１０は、ステンシルプリンターの構成部材を支持するフレーム１２を備える。ステンシルプリンター１０の構成要素は、その一部として、全体として１４において示されるコンベヤシステムと、全体として１８において示されるステンシルシャトルアセンブリと、全体として２０において示されるプリントヘッドアセンブリ又はプリントヘッドとを含み、それらの構成要素は合わせて、後により詳細に説明されるようにして、はんだペーストを含む粘性材料を塗布するように構成される。ステンシルシャトルアセンブリ１８は、明確性を高めるために図１には示されないステンシルを含む。
【００２３】
ステンシルプリンター１０は、全体として２２において示されるリフトテーブルアセンブリを含み、リフトテーブルアセンブリは、コンベヤシステム１４によって供給される回路基板１６を、回路基板がコンベヤシステム１４と同じ平面に沿って存在する降下移送位置から、回路基板がステンシルと係合する上昇又は印刷位置まで上昇させるように構成される支持面２４を更に含む。リフトテーブルアセンブリ２２は、印刷位置から元の降下移送位置まで回路基板１６を降下させるように更に構成される。ステンシルプリンター１０は、作業者又はアセンブリシステムがステンシルプリンターの動作を制御できるようにするために、コントローラー２６と、キーボード及びディスプレイ（図示せず）とを更に含むことができる。
【００２４】
図２を参照すると、ステンシルプリンター１０のコンベヤシステム１４は、プリント回路基板１６をステンシルプリンターのリフトテーブルアセンブリ２２との間で移送するために、全体として２８、３０において示される２つの移送レール部材を含む。移送レール部材２８、３０は、時々「トラクター給送機構」と呼ばれる場合がある。移送レール部材２８、３０はともに、回路基板をステンシルプリンター１０の作業エリア（ステンシルプリンター１０の作業エリアは、本明細書では「プリントネスト（print nest）」と呼ばれる場合がある）に給送、装填、又は別様に送達するように、またプリントネストから回路基板を取り出すように構成される。
【００２５】
各移送レール部材２８、３０は、全体として３２において示される、板リフター又はリフトツールアセンブリを含み、リフトツールアセンブリは、印刷動作中に回路基板１６のエッジと係合し、基板を支持するように構成される。各移送レール部材２８、３０は、モーター３４と、モーターに結合される移送ベルト３６とを更に含む。そのような構成によれば、移送レール部材２８、３０のモーター３４が、コントローラー２６の制御下で、移送ベルト３６の同期運動を駆動し、回路基板１６をプリントネストとの間で移動させる。
【００２６】
リフトツールアセンブリ３２を外した移送レール部材２８を示す図３を更に参照すると、各移送レール部材２８、３０は、それぞれが３８において示され、移送レール部材をステンシルプリンター１０のフレーム１２に接続する一対のレールマウントと、回路板１６を搬送するときに、移送レール部材に沿って回路板を案内するように構成される板ガイド４０とを更に含む。また、各移送レール部材２８、３０は、新たな回路基板がステンシルプリンター１０に入る時点を検出するセンサー４２も含む。
【００２７】
リフトツールアセンブリ３２は、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４と協動し、移送高さ、視覚システムクリアランス高さ及び印刷高さにおいて回路基板１６と係合し、基板を支持するように構成され、それは後に更に詳細に説明される。本開示の実施形態のリフトツールアセンブリ３２は、回路基板が視覚システムクリアランス高さ及び印刷高さにある間に、コンベヤシステム１４の移送レール部材２８、３０とは独立して、回路基板１６を上昇させ、クランプするために設けられる。先に参照されたように、リフトツールアセンブリ３２は、所望の固定ｚ軸（上／下）高さを達成することができる。作業高さにおいてリフトツールアセンブリ３２を移送レール部材２８、３０から切り離すことは、リフトツールアセンブリをリフトテーブルアセンブリ２２の位置に依存させ、移送レール部材のような第２の作用源からの影響及び相互作用を排除する。リフトツールアセンブリ３２の正確で、再現可能な位置決めは、無駄を省きながら、より小さな寸法及びより細かいピッチにおいて印刷できるという特徴を、ステンシルプリンター１０の作業者に提供する。本開示の実施形態のリフトツールアセンブリ３２は、それぞれの固定された移送レール部材２８、３０の周囲に嵌合する。或る特定の実施形態において、リフトツールアセンブリ３２は、３つのｚ軸（高さ）位置のうちの１つを達成することができる。しかしながら、任意の所望のｚ軸高さを達成することができる。
【００２８】
更に図４及び図５を参照すると、各リフトツールアセンブリ３２は、全体として４４において示され、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４によって係合されるように構成されるリフター部分と、全体として４６において示され、リフター部分に結合されるモジュール式クランプサブアセンブリとを含む。図示されるように、リフター部分４４は、全体としてＬ字形の部材であり、移送レール部材３０及びモジュール式クランプサブアセンブリ４６下に延在する水平方向に延在する足部分４８と、足部分のエッジにおいて上方に延在する垂直方向に延在する腕部分５０とを含む。足部分４８は、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４に面する底面５２を含む。図示されるように、足部分４８の底面５２は、それぞれ５４において示される幾つかの支柱を含み、支柱は、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４によって係合されるように構成される。１つの実施形態において、足部分４８の各支柱５４は、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４をリフトツールアセンブリ３２により確実に固定するために、永久磁石を含むように構成される。
【００２９】
モジュール式クランプサブアセンブリ４６は、リフター部分４４の足部分４８の上面５８に取り付けられるバックプレーン５６を含む。図示されるように、バックプレーン５６は、クランプのための自由度を与えるために、バックプレーン５６の背部に取り付けられるリニアベアリング６０を有する。モジュール式クランプサブアセンブリ４６は、バックプレーン５６のリニアベアリング６０上に取り付けられるＬ字形プレート６４を更に含む。Ｌ字形プレート６４は、全体として６６において示され、その上で可撓性鋼箔が基板をクランプするクランプアセンブリを有して構成される。図示されるように、クランプアセンブリ６６は、回路基板１６のエッジに係合する垂直面を有するクランプ部材６８と、クランプ部材の上方に配置される薄箔７０とを含む。図示されるように、薄箔７０はクランプ部材６８から水平に延在する。クランプアセンブリ６６は、それぞれ７２において示される幾つかの空気圧シリンダーを更に含み、空気圧シリンダーは、動作中に、Ｌ字形プレート６４を移動させて、回路基板１６にクランプ力を加えるように設計される。リフトツールアセンブリ３２がそれぞれの移送レール部材３０に対して正確に位置決めされるのを確実にするために、モジュール式クランプサブアセンブリ４６のバックプレーン５６は、それぞれ７４において示される複数の位置決めピンを含み、位置決めピンは、それぞれ７６において示され、移送レール部材に関連付けられるそれぞれのロケーター内に位置決めされるように構成される。ロケーターピン７４は、ロケーター７６内に設けられるそれぞれの開口部内に収まるように設計される。
【００３０】
所望の移送高さを達成するために、リフトツールアセンブリ３２は、回路基板１６が、左／右位置からステンシルプリンター１０の中央にロードされるのを待つ。この中立的な非動作位置において、位置決めピン７４及びロケーター７６は、移送レール部材２８又は３０に対するリフトツールアセンブリ３２の位置を、回路基板１６ごとに、新たな回路基板を受け入れるおおよその位置に設定／リセットする。
【００３１】
視覚システムクリアランス高さを達成するために、回路基板１６が位置決めされた後に、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４は、上方に移動して、リフトツールアセンブリ３２のリフター部分４４の足部分４８と係合し、その時点で、クランプアセンブリ６６の空気圧シリンダー７２が回路基板をクランプする。本明細書において視覚システムクリアランス位置と呼ばれる、ステンシルプリンター１０の視覚システムが回路基板１６とリフトテーブルアセンブリ２２との間で移動するのに適したｚ軸位置において、移送レール部材２８、３０の位置決めピン７４はもはや、リフトツールアセンブリ３２のそれぞれのロケーター７６と接触していない。この位置において、リフトツールアセンブリ３２と移送レール部材２８、３０との間には十分なクリアランスがあるので、リフトツールアセンブリに与えられる、移送レール部材からの接触、干渉又は影響はない。
【００３２】
視覚システムクリアランス高さ位置から印刷高さを達成すると、リフトテーブルアセンブリ２２に磁気的に結合されるリフトツールアセンブリ３２は印刷高さ位置まで上方に移動する。リフトツールアセンブリ３２と移送レール部材２８、３０との間の接触は切り離されたままであり、移送レール部材からの影響は排除される。
【００３３】
図６は、回路基板がステンシルプリンター１０の中に移送される移送高さにおいて回路基板１６を支持するリフトツールアセンブリ３２を示す。図７は、回路基板をステンシルと位置合わせするために、視覚システムが回路基板とステンシルとの間を移動するように構成される視覚システムクリアランス高さにおいて回路基板１６を支持するリフトツールアセンブリ３２を示す。そして、図８は、印刷動作が行われる印刷高さにおいて回路基板１６を支持するリフトツールアセンブリ３２を示す。
【００３４】
印刷動作が完了すると、回路基板１６は、回路基板をロード／アンロードするための移送高さに戻る。
【００３５】
リフトツールアセンブリ３２の取り得る変形は、限定はしないが、リフトツールアセンブリの長さを変更することを含む場合がある。１つの実施形態において、リフトツールアセンブリ３２は、長さ４００ミリメートルである。様々な回路基板厚に対応することができる。
【００３６】
受動的なフォイルクランプに加えて、リフトツールアセンブリをモジュール式にし、現場において変更する能力を備える、ＥＤＧＥＬＯＣ（商標）板クランプシステムのような、別のクランプ機構の形をとる能動的なクランプを提供するために、バックプレーンは取外し可能にすることができる。図９は、フォイルクランプアセンブリ６６を具現するモジュール式クランプサブアセンブリ４６を具現するモジュール式クランプアセンブリ４６から間隔を置いて配置されるリフター部分４４を示す。しかしながら、ＥＤＧＥＬＯＣ（商標）板クランプシステムのような、全体として７８において示される別のモジュール式クランプアセンブリをモジュール式クランプアセンブリ４６の代わりに使用することができる。
【００３７】
これまでの設計より優れたリフトツールアセンブリの利点は、限定はしないが、プロセスにおける精度及び再現性を高めるためにそれぞれの移送レール部材からリフトツールアセンブリを切り離すことを含む。プロセスをカスタマイズする顧客能力を高めるために、モジュール式にすることと、受動的なフォイルクランプシステムから能動的なＥＤＧＥＬＯＣ（商標）板クランプシステムに選択的に切り替え、そして元に戻す能力とを有する。移送レール部材はｚ軸（高さ）において固定されるので、回路基板は、リフトツールアセンブリの前に準備する（staged）ことができる。
【００３８】
リフトツールアセンブリを具現するコンベヤシステムは、ステンシルプリンター内で回路基板を取り扱うことができることが見て取れるはずである。これは、回路基板をロードすることと、印刷することと、アンロードすることとからなる。
【００３９】
各移送レール部材は、おおまかに３つの等しい部分に分割される。各レール部材の左側部分及び右側部分は、互いに鏡面対称であり、基板のロード及びアンロードを取り扱うことができる。各移送レール部材の中央部分は、回路基板が、印刷のために位置合わせされ、印刷のために上方に移動する場所である。リフトツールアセンブリを有する移送レール部材の中央部分は、リフトテーブルアセンブリ又は他の適切なリフティングプラットフォームによって上方に移動する。リフトテーブルアセンブリは少なくとも２つの機能、すなわち、印刷中に回路基板がたるむのを防ぐために基板支持体としての役割を果たす、加工（tooling）のための棚／プラットフォームを提供する機能と、ツールリフトアセンブリを上方に移動させることを提供する機能とを有し、この意味において、リフトツールアセンブリは、リフトテーブルアセンブリを移動させるときに、回路基板全体を移動させる。
【００４０】
リフトツールアセンブリによれば、リフトテーブルアセンブリが上方に移動し、リフトツールアセンブリを係合するときに、リフトテーブルアセンブリと移送レール部材との相互作用を最小化できるようになる。垂直なｚ軸方向において移送レール部材を固定したままにしておく１つの利点は、中央部分において回路基板を同時に印刷しながら、回路基板をロード及びアンロードすることができ、それにより、サイクルタイムを改善できることである。
【００４１】
リフトツールアセンブリ設計をこのように提供することによって、モジュール式の機能オプションも可能である。リフトツールアセンブリは、よりモジュール性の高い設計を可能にし、工場において標準化できるようにし、顧客サイトにおいてカスタマイズすることが可能である。
【００４２】
リフトツールアセンブリは、ステンシルプリンターのために提供される全てのオプションに共通である主ビーム上に支持される自己完結型のツールであるように設計される。リフトツールアセンブリの機能をより深く理解するために、移送レール部材は、それぞれ１つのビームとして機能し、リフトツールアセンブリは１つの管として機能する。リフトツールアセンブリは、移送レール部材を包囲し、移送レール部材の上に支持される／存在する。リフトテーブルアセンブリの支持面が上方に移動し、リフトツールアセンブリと係合するとき、リフトツールアセンブリはもはや、いかなる面においても移送レール部材と触れていない。プロセスのこの時点において、リフトツールアセンブリは、リフトツールアセンブリの底面を介してリフトテーブルアセンブリの支持面にのみ関連付けられる。この構成は、リフトツールアセンブリを歪めるか、リフトツールアセンブリに制約を加え、結果として位置合わせを不正確にする場合があるリニアベアリングによる二次的なレール／ビームとの関連を排除する。印刷が完了した後に、ステンシルプリンターからアンロードするために、回路基板を元の中立的な移送位置に位置決めするようにリフトテーブルアセンブリ及びリフトツールアセンブリを降下させる。
【００４３】
コンベヤシステムのためのオプションは、受動的なクランプシステム又は能動的なクランプシステムを収容することができるリフトツールアセンブリを含む。互いに独立し、そしてリフトツールアセンブリから独立している２つの他のオプションは、レールの左側部分及び／又は右側部分において移送レール部材の背部に取り付けることができるステージングアセンブリである。ステージングアセンブリは、オプションのハードストップと組み合わせることもできる。
【００４４】
上述したように、足部分４８の各支柱５４は、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４をリフトツールアセンブリ３２により確実に固定するために、永久磁石を備えるように構成することができる。図１０及び図１１を参照すると、別の実施形態において、リフトツールアセンブリ３２は、リフター部分が移送レール２８、３０から上昇し、レールロケーター／位置合わせピン７４から係脱すると、磁石と協働し、リフター部分４４の足部分４８を支持面２４に解除可能に固定する真空補助アセンブリを備えるように更に構成することができる。
【００４５】
図示のように、足部分４８の底面８０は、比較的平坦な面（したがって、支柱５４がない）であり、底面に形成された、それぞれ８２で示されるいくつかのポケットを有する。各ポケット８２は、永久磁石８４を収容するようなサイズ及び形状になっている。永久磁石８４は、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４の金属（例えば、鋼）の本体に対する磁気引力をもたらす。４つの磁石８４が示されているが、リフター部分４４の足部分４８のサイズ及び形状に応じて任意の数の磁石を設けることができる。図示の実施形態では、永久磁石８４は、リフター部分４４の足部分４８の端部付近に位置し、それにより、２つの永久磁石が足部分の一端部に位置し、２つの永久磁石が足部分の反対端部に位置する。図１２は、リフター部分４４の足部分４８がリフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４に接触すると側方保持力をもたらすネオジム磁石を具現することができる永久磁石８４を示している。
【００４６】
いくつかの実施形態において、永久磁石８４を設けることは、係合中、特に印刷動作の実行時、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４のリフター部分４４を堅固に固定するのに十分ではない場合がある。図１１に最もよく示されているように、リフター部分４４の足部分４８の底面８０は、それぞれ８６で示されている２つの真空ポケットを更に有し、これらの真空ポケットは、リフター部分を支持面２４上の適所に保持するように設計される。各真空ポケット８６は、支持面２４に係合すると真空ポケット内に真空を発生させる少なくとも１つのポート８８を有する。具体的には、ポート８８は、ステンシルプリンター１０に関連付けられるとともに、真空ポケット８６に対して選択的な真空源を提供し、保持力を増大させるようにコントローラー２６によって制御される真空源に結合される。
【００４７】
図１３及び図１４を参照すると、リフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４がリフター部分４４の足部分４８に接触した直後、真空がオンにされ、リフター部分の足部分の更なる固定力を支持面にもたらす。真空源の配管は、図１３及び図１４において９０で示されている。２つの真空ポケット８６が示されているが、任意の数の真空ポケットを設けることができ、真空ポケットのサイズは、リフター部分４４の足部分４８のサイズ及び形状と、足部分の支持面２４に対する係合を維持するのに必要な固定力とに応じて適合させることができる。
【００４８】
したがって、永久磁石８４と、コントローラー２６の制御下で真空ポケット８６内に真空をもたらすこととを組み合わせることで、リフター部分４４をリフトテーブルアセンブリ２２の支持面２４に解除可能に係止することができることが見て取れるはずである。起動時、真空ポケット８６によって生じる真空は、リフター部分４４を支持面２４に固定するか又は別様に係止する。停止時、真空が除去されることで、永久磁石８４によって生じる引力にもかかわらず、リフター部分４４が支持面２４から解放されることを可能にする。
【００４９】
実施形態は、以下の記載において述べられ又は図面に示されている構成の詳細及び構成部材の配置構成に適用が限定されない。また、本明細書において用いた言い回し及び用語は、説明のためのものであり、限定するものとしてみなされるべきではない。本明細書における「有する、含む、備える（including）」、「有する、含む、備える（comprising）」又は「有する（having）」、「含む（containing）」、「伴う（involving）」という用語及びそれらの変形の使用は、その前に記載される事項及びそれらの均等物並びに更なる事項を包含することが意図される。
【００５０】
このように、少なくとも１つの実施形態の幾つかの態様を記載したが、種々の変形、変更、及び改良が当業者には容易に想到されることが理解される。そのような変形、変更、及び改良は、本開示の一部であることが意図されるとともに、本開示の範囲内にあることが意図される。したがって、前述の記載及び図面は単に例としてのものである。
【符号の説明】
【００５１】
１０    ステンシルプリンター
１２    フレーム
１４    コンベヤシステム
１６    プリント回路基板
１８    ステンシルシャトルアセンブリ
２２    リフトテーブルアセンブリ
２４    支持面
２６    コントローラー
２８    移送レール部材
３０    移送レール部材
３２    リフトツールアセンブリ
３４    モーター
３６    移送ベルト
４０    板ガイド
４２    センサー
４４    リフター部分
４６    モジュール式クランプサブアセンブリ
４８    足部分
５０    腕部分
５２    底面
５４    支柱
５６    バックプレーン
５８    上面
６０    リニアベアリング
６４    Ｌ字形プレート
６６    クランプアセンブリ
６８    クランプ部材
７０    薄箔
７２    空気圧シリンダー
７４    ロケーターピン
７６    ロケーター
８０    底面
８２    ポケット
８４    永久磁石
８６    真空ポケット
８８    ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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