CN102027812B - 利用固定式印刷头来施加粘滞材料 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于将粘滞材料(113a)施加到用于电子元件组件的基片(185)上的印刷站。印刷站(110)包括：传送装置(105)，其适于以连续方式沿传送方向(105a)使工件保持器(180)线性地运动，其中工件保持器(180)适于接收基片(185)；以及固定式印刷头(112)，其被定位成在一固定位置中邻近传送装置(105)。固定式印刷头(112)适于在工件保持器(180)被传送装置(105)运动的同时将粘滞材料(113a)施加到基片(185)。还描述了一种印刷布局结构，其包括印刷站(110)和另外的工作站(120，130，140，160，170)；以及一种电子组装线(390)，其包括印刷站(110)和/或印刷布局结构(100)。更进一步地，描述了一种用于将粘滞材料(113a)施加到用于电子元件组件的基片(185)上的方法。

Description

利用固定式印刷头来施加粘滞材料

技术领域

本发明涉及利用电子组装线来制造电子元件组件的领域。具体地，本发明涉及用于施加粘滞材料到用于电子元件组件的基片上的印刷站和印刷布局结构。进一步地，本发明涉及电子组装线，其包括如上所述的印刷站和/或印刷布局结构。更进一步地，本发明涉及用于施加粘滞材料到用于电子元件组件的基片上的方法。

背景技术

用于制造电子元件组件的电子组装线典型地包括：(a)用于施加焊膏到基片上的印刷机，(b)用于将电子元件安放在所述基片上的预定位置的安装机器，以及(c)用于使被施加的焊膏液化的烘箱。在焊膏冷却下来之后，被安放的电子元件将被以导电方式牢牢地附连到正被提供在所述基片处的接触表面。高性能电子组装线可包括多于一个的印刷机，安装机器和/或烘箱，以便实现高吞吐量。因此，所述各个装置可相对于传送方向被并联地或串联地布置。一种已知的沿用已久的用于施加焊膏和/或导电粘合剂到基片例如印刷电路板(PCB)上的技术就是所谓的丝网印刷或模板印刷法。藉此，首先将基片装载到工件保持器上，工件保持器也被称为模板床座(stencil nest)或支持块。第二，所述床座和基片以适当的方式呈现给所述模板。藉此，可以通过采用光学检验来执行所述基片与所述模板之间的对齐。在实现了适当的相对对齐之后，所述基片和所述模板被例如利用适当的夹紧机构固定在模板床座内。其后，实际的印刷程序完成。在印刷基片可用于与电子元件进行安装之前，夹紧床座内的固定被松开，工件保持器或模板床座和模板可被用来与其他基片执行进一步的印刷程序。

上面描述的用于执行模板印刷的测量全部要求一个时间长度，其至少为大致10秒。然而，擦拭模板还需要额外的时间，擦拭模板是完成预定数量的印刷程序之后通常要进行的。在许多应用中，所述预定数量例如是6。假如有效的工艺设计被用来擦拭所述模板，那么平均起来至少另有5秒的时间不得不被加到印刷周期时间中。平均起来，这对于单面基片而言导致最小的印刷机周期时间为至少15秒。

如果某一高性能电子组装线要求例如每18.5秒送入两个基片，那么对于每条用于单面产品或单面基片的组装线而言，需要至少两个印刷装置。然而，如果基片在另一面上不得不设置一些电子元件，那么该组装线将需要至少三个印刷机。所以，所有的“高容量电子组装线”都将需要至少三个印刷装置。对于那些将运行更复杂产品的组装线而言，周期时间的需求可能很少。然而，如果采用已知的高容量高混合方案，那么将同时生产出两种不同的电子元件组件。因此，这种“高容量高混合”电子组装线将需要至少四个印刷装置。

由于现代电子元件组件的复杂性增加，因此越来越多的电子组装线被转变到“高容量高混合”方案。因此，可能需要提供新的利用模板印刷程序施加粘滞材料例如焊膏到基片上的方案。这种新的方案应该允许显著加快印刷程序而不降低印刷准确性，而且该印刷程序的速度对于小型化的电子元件而言也仍然是高的。

发明内容

这一需求可由根据独立权利要求所述的主题来实现。本发明有利的实施例由从属权利要求描述。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于将粘滞材料施加到用于电子元件组件的基片上的印刷站。提供的这一印刷站包括：(a)传送装置，其适于以连续方式使工件保持器沿传送方向线性地运动，其中所述工件保持器适于接收所述基片，和(b)固定式印刷头，其被定位成在一相对于所述传送装置的固定位置中邻近所述传送装置，其中，所述印刷头适于在所述传送装置使所述工件保持器运动时施加所述粘滞材料到所述基片上。

所述的粘滞材料施加站是基于如下思想，即，通过相对于固定式印刷头沿预定方向以连续方式传送基片可实现准连续的印刷程序。藉此，所述工件保持器从第一方向朝所述固定式印刷头被送入，而在与所述第一方向相对的第二方向上从所述印刷头被移除。这可允许进行准连续的印刷，因为当从所述印刷头移除第一基片时，第二基片已经能够被供应给该印刷头。通过同时地从所描述的粘滞材料施加站移除第一基片以及将第二基片送入该粘滞材料施加站，能够显著地减少用于处理单个基片的周期时间。

所述粘滞材料具体地可以是焊膏，其应该是被施加于所述基片的预定位置。在例如利用回流烘箱进行了规定的熔化过程以及随后冷却下来之后，所述焊膏可在所述基片上形成的导体路径与粘附到所述焊膏的正被安装的电子元件之间提供可靠的电接触。然而，所述粘滞材料例如也可以是导电粘合剂，其适于提供导体路径与电子元件之间可靠的电接触，而不需要进行暂时的熔化过程。

使用固定式印刷头可提供的优点在于，它不需要采用任何活动部件(除传送装置的运动部件之外)即可实现适当的粘滞材料沉积。这特别地与利用刮料器来施加和/或分配粘滞材料到用于电子组件的基片上的已知技术形成了鲜明的对比。

使用固定式印刷头可进一步提供如下优点，即可以在不停止印刷程序的情况下进行粘滞材料的补充。这可在原始提供到所述固定式印刷头的粘滞材料消耗完的情况下，仍然允许进行不间断的继续印刷程序。

必须说明的是，术语“邻近”的含义不过是表示固定式印刷头被定位成紧紧地接近传送装置，这种紧密的接近度使得能够以空间上精确的规定方式将粘滞材料沉积到基片上。具体地，所述固定式印刷头可以是位于所述传送装置的侧向、下方或上方。然而，所述印刷头优选被定位成在所述传送装置上方，从而使得粘滞材料的施加被重力支持。

根据本发明的一个实施例，所述固定式印刷头包括分配器开口，其具有伸长的形状。这可提供如下优点，即使得所述固定式印刷头能被用来同时地沿线性线施加粘滞材料。

优选地，所述伸长形状的线性线或纵向轴线被定向成垂直于所述工件保持器或所述基片的传送方向或相对于所述传送方向至少成一角度。这可提供如下优点，即：能够利用所述工件保持器的单一运动在所述基片的二维区域上设置粘滞材料。具体地，如果所述线性线的长度至少大致对应于所述基片的宽度(即所述基片的垂直于所述传送方向的横向尺寸)，那么粘滞材料能够被施加于整个基片，而基片只需要经过印刷头仅仅一次。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述固定式印刷头包括用于所述的储存器。所述储存器表示用于所述粘滞材料的贮存装置。藉此，所述贮存装置能够有规律地补充粘滞材料，以免粘滞材料耗尽。这可提供如下优点，即：当预定量的粘滞材料已被使用时，不需要中断印刷程序。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述固定式印刷头包括加热元件，其适于加热所述粘滞材料。这可提供如下优点，即：通过调整粘滞材料的温度，能够以适当的方式选择粘滞材料的粘度。

在这一方案中，需要说明的是，如果热的粘滞材料碰到所述基片的表面，那么所述粘滞材料将被冷却下来。这至少意味着所述基片的温度低于所述粘滞材料的温度。进一步地，粘滞材料温度的下降将导致粘滞材料的粘度升高，从而使得所沉积的粘滞材料的形状稳定性增加。藉此，能够实现具有至少大致块状形状的粘滞材料沉积物。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述传送装置适于支持正被所述工件保持器接收的基片，从而使得至少部分地防止了基片的弯曲。

基片的支持可以利用二维的或至少准二维的支持机构来实现。所述支持机构例如可以是可膨胀气球，其可被用来在所述基片的底侧面上施加均匀的支持压力。在这一方案中，例如可利用多个支持销来实现准二维的支持，所述多个支持销被压靠于所述基片的底侧面。如果这些支持销被分布在基片的整个区域上，那么就能够有效地防止印刷程序期间基片的弯曲。

为了实现支持力的暂时性的和/或空间上的平滑趋向，可通过所述传送装置以与所述工件保持器同样的方式来输运支持机构。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述工件保持器还适于接收模板(stencil)。所述模板可被容装在所述工件保持器内直接处于所述基片的上方。藉此，可按已知方式来使用所述模板，从而实现在空间上选择性地将粘滞材料沉积到基片表面上。在相应的模板印刷程序中，粘滞材料将仅仅在模板包括开口或凹进部的区域内被施加于所述基片。

所述模板的厚度或高度可决定所得到的粘滞材料施加的高度。由于模板内所述开口的侧向延伸是由所述基片的布局决定的，因此所述模板的高度还决定了粘滞材料沉积物的用量。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述工件保持器包括夹紧机构，其用于可拆卸地将所述基片与所述模板相对于彼此固定。可例如利用锁定螺钉和/或弹性元件来实现所述夹紧机构。所述弹性元件可例如是弹簧元件和/或橡胶元件。

优选地，所述夹紧机构还适于将所述工件保持器固定到所述基片和/或固定到所述模板。藉此，所述工件保持器、所述基片和所述模板表现为一种机械刚性系统，在所述模板印刷程序进行期间，其经过所述固定式印刷头。

根据本发明的进一步方面，提供了一种用于将粘滞材料施加到用于电子元件组件的基片上的印刷布局结构。提供的这一印刷布局结构包括：(a)如上所述的印刷站，(b)装载部分，其相对于所述印刷站被布置在上游，并且其适于输送所述基片到所述工件保持器，(c)卸载站，其相对于所述印刷站被布置在下游，并且其适于将所述基片从所述工件保持器移除，以及(d)再进给路径，其延伸在所述卸载站和所述装载站之间，并且其适于将所述工件保持器从所述卸载站返回到所述装载站。

本发明的这一方案基于的思想是，能够为所述工件保持器建立起一个闭环过程。优选地，所描述的印刷布局结构配备有多个工件保持器，以致所述印刷过程能够被高性能地执行。藉此，在某一时间点，第一工件保持器能够位于所述装载站处，第二工件保持器能够位于所述印刷站处，第三工件保持器能够位于所述卸载站处，而向前工件保持器能够位于所述再进给路径处。在完成了所述印刷程序之后，即第二工件保持器上各自的基片已经完全经过所述固定式印刷头之后，所有的工件保持器运动到用于所述工件保持器的闭环的下一站。

术语“上游”和“下游”是相对于所述传送装置的运动方向也即分别相对于所述工件保持器的运动方向而言的。由于每个工件保持器用作所述基片和/或模板的携载器，因此所述工件保持器还可以被称为携载器元件。

需要说明的是，所述再进给路径还可适于将所用的模板从所述卸载站输送到所述装载站。这可提供如下优点，即使得还能为所述模板建立闭环过程。为了为小周期时间的印刷程序作好准备，对于每个工件保持器应该有至少一个模板可用。藉此，还能够为所述模板建立高效率的闭环输送。

所描述的印刷布局结构可进一步提供如下优点，即能够同时地执行与可靠的印刷程序相关联的不同工艺步骤。因此，所述印刷布局结构的不同部件可以并行方式执行不同的步骤。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述装载站包括用于将所述基片与模板对齐的装置。这可提供如下优点，即：能够实现所述基片和所述模板之间的自动对齐。因此，任何用于所述基片和/或所述模板的适当装卸设备(handling equipment)能被使用。所述装卸系统例如可包括机械臂和/或夹臂。

将所述模板与所述基片对齐的过程能够通过适当的视觉系统监视。所述视觉系统可估计提供在所述基片和/或所述模板处的基准的位置。所述视觉系统还可被用来执行闭环对齐操作，其中所述视觉系统提供所述基片和所述模板之间相对位置的反馈控制参数。

需要说明的是，所述加载单元可进一步包括用于控制所述工件保持器的夹紧机构的单元。这可提供如下优点，即：相对于所述基片成功对齐了所述模板之后，所述基片和所述模板能够被自动地牢牢固定到所述工件保持器。

在这一方案中需要进一步说明的是，所述卸载站可配备有相应的松开机构，其在所述基片能够从所述工件保持器中释放(或称松脱)之前必须被启动。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述印刷布局结构进一步包括清洁站，其位于所述再进给路径处并且其适于对模板和/或工件保持器执行清洁程序。这可提供如下优点，即：可能已经被特别是所述粘滞材料污染的部件能够在重用于进一步的印刷程序之前被清洁。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述印刷布局结构进一步包括识别单元，其用于从多个模板中识别个别模板和/或用于从多个模板中识别个别模板和/或用于从多个工件保持器中识别工件保持器和/或用于从多个基片中识别基片。这可提供如下优点，即：可为每个模板记录完成的印刷程序的数量。这能够例如通过所述印刷布局结构的控制单元来实现，其中所述控制单元被耦连到所述识别单元。

所述识别单元可进一步被直接地或间接地(例如经由所述控制单元)耦连到所述清洁站。因此，很容易实现仅仅在所述模板已被用来进行了预定数量的印刷程序之后才执行清洁程序。这可提供如下优点，即：能够仅仅在人们预计必须进行清洁时的情况下才自动地执行清洁程序。

识别所述个别模板可基于提供在各个模板处的任何适当的识别元件。所述识别元件例如可以是一维的或二维的条型码，其可被适当的条型码读取器检测。所述识别元件还可以是射频识别(RFID)芯片，其被附连到所述各个的模板。在那种情况下，所述识别单元应该包括适当的RFID读取装置。使用RFID芯片可进一步提供如下优点，即：每个模板，其设置有包含唯一RFID码的RFID芯片，在所描述的印刷布局结构内能够被追踪。如果所描述的印刷布局结构与多个模板相互作用，那么这样的追踪能力是特别有利的。

需要说明的是，所述对适当识别元件的使用来可以允许追踪不同类型的模板和/或不同类型的基片。这可提供如下优点，即：在用于“高混合”电子组装线的印刷布局结构内，能够监视每个个别(或称独立)模板的使用和/或当前位置。进一步地，提供于不同基片的识别元件能被用来提供电子元件组件整个制造过程的追踪能力。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述印刷布局结构进一步包括缓存站，其位于所述再进给路径中并且其适于暂时地储存正在从所述卸载站被返回到所述装载站的至少一个模板和/或工件保持器。这可提供如下优点，即：可以备用方式储存多个模板和/或工件保持器。因此，所述缓存站可适于储存不同类型的模板和/或工件保持器。当某一需要相应模板和/或工件保持器的基片将要被供应给所述装载站时，所述模板和/或所述工件保持器可被从所述缓存站中取回。

所述缓存站还可被实现为所谓的先进先出(FIFO)缓存器，这种缓存器按照与模板和/或工件保持器贮存顺序相同的顺序释放出模板和/或工件保持器。FIFO缓存器可提供如下优点，即：能够以相对简单的机械设计来实现所述缓存站。

所述FIFO缓存器能够被布置在上面描述的清洁站和所述加载单元之间。这可提供如下优点，即：在清洁程序之后，模板和/或工件保持器被保持在所述缓存站中至少一预定时间段，在此期间例如清洁用化学品能够被蒸发。

根据本发明的一个进一步的实施例，所述印刷布局结构进一步包括检查站，其相对于所述卸载站位于下游并且其适于执行对粘滞材料施加的检查。

所述检查站可包括光学系统，其能够所述粘滞材料施加的侧向尺寸和/或高度。所述光学系统例如可以是所谓的自动光学检测系统，其能够执行所述粘滞材料沉积物的二维和/或三维测量。

需要说明的是，除能够估计所述粘滞材料施加的质量外，配备所描述的检查站允许被施加的粘滞材料冷却下来，如果粘滞材料被施加于所述基片时是热的话。

根据本发明一个进一步的方案，提供了一种用于制造电子元件组件的电子组装线。所提供的电子组装线包括：(a)如上所述的印刷站和/或如上所述的印刷布局结构。

本发明的这一方案是基于如下思想，即：上面描述的印刷站和/或上面描述的印刷布局结构可被用来加快电子元件组件的制造过程。因此，印刷过程(其在已知的电子组装线中典型地表现出在电子元件组件制造过程中降低周期时间的限制因素)能够被显著地加快，而不使用多个独立基片印刷站的复杂和昂贵的并行布局结构。

所述电子组装线可进一步包括至少一个自动安装机器，用于将电子元件安放到所述基片上的预定位置上。如果所述电子组装线包括多个不同的安装机器，这些安装机器能够被沿所述传送装置和/或沿上文参考所述印刷站描述的传送装置的连续传送装置以相继的方式布置。然而，这些不同安装机器中的至少一些还能被布置成并行方式。这意味着由上述印刷站和/或由上述印刷布局结构提供的印刷基片沿不同传送路径或不同传送装置被分布。

所述电子组装线可进一步包括烘箱，例如用于使被施加的焊膏液化的回流烘箱，以致在所述焊膏冷却下来之后，所安放的电子元件将被牢牢地以导电方式附连到提供在所述基片处的接触表面。

根据本发明一个进一步的方案，提供了一种用于施加粘滞材料到用于电子元件组件的基片上的方法。所提供的方法包括：(a)利用传送装置以连续方式使工件保持器沿传送方向线性地运动，其中所述基片由所述工件保持器接收，以及(b)在所述工件保持器被所述传送装置运动的同时，利用固定式印刷头将粘滞材料施加到所述基片上，所述固定式印刷头被定位成相对于所述传送装置处于一固定位置中邻近所述传送装置。

此外，本发明的这一方案是基于如下思想，即，通过相对于固定式印刷头沿预定方向以连续方式传送基片能够实现准连续的印刷程序。藉此，所述工件保持器从第一方向朝所述固定式印刷头被送入，而在与所述第一方向相对的第二方向上从所述印刷头被移除。这可允许进行准连续的印刷，因为当从所述印刷头移除第一基片时，第二基片已经能够被供应给该印刷头。通过同时地(a)从所描述的粘滞材料施加站中移除第一基片以及(b)供应第二基片到所描述的粘滞材料施加站，能够显著地减少处理单一基片的周期时间。

如果粘滞材料在加热的情况下被施加于所述基片，那么使用固定式印刷头可提供如下优点，即：所述基片被精确地暴露于规定的热处理中。具体地，当使所述基片的任意表面点朝所述固定式印刷头运动时，这一表面点的温度将随着该表面点接近所述印刷头而升高。当所述粘滞材料被施加于所述基片的所述表面点时，温度将达到最大值。其后，当所述表面点离开所述印刷头时，所述温度将再次下降。这意味着，与已知的需要反复来回地使活动刮料器运动的焊膏施加技术相比，任意的基片表面点的温度特性仅仅表现为首先是单一的温度升高，随后是单一的温度下降。这可提供如下优点，即：由于精确地限定了热状态，因此整个印刷过程能够在规定状况下被执行。

必须说明的是，已参考不同的主题描述了本发明的实施例。具体地，某些实施例已被参考方法类型的权利要求进行了描述，而其他实施例已被参考设备类型的权利要求进行了描述。然而，本领域技术人员将会集合上文和下文的描述，除非另行说明，否则除了任意结合属于同一类型主题的特征之外，还可在涉及不同主题的特征之间进行任意结合，具体地是在方法类型权利要求的特征和设备类型权利要求的特征之间进行结合，这些结合应被认为是已随本申请被公开。

根据在下文中描述的实施方式的示例，上文限定的各个方案以及本发明进一步的方案将变得明了，而且它们也将被参考所述实施例的示例进行解释。在下文中，本发明将被参考实施方式的示例更详细地描述，但是本发明并不被限制于这些示例。

附图说明

图1以示意性图的形式示出了一种印刷布局结构，其包括带有固定式印刷头的印刷站，所述固定式印刷头用于将焊膏施加到正在被工件保持器携载的基片上。

图2以剖视图的形式示出了一种工件保持器，其包括夹紧机构，该夹紧机构用于可拆卸地将基片、模板和工件保持器相对于彼此固定。

图3示出了电子组装线，其包括图1所示的印刷布局结构。

图4示出了一张图表，其描绘了带有用于工件保持器和模板的反馈环路的基片印刷程序，其中所述反馈环路任选地包括模板清洁程序。

具体实施方式

附图中的图示是示意性的，往往并没有按比例绘制。应注意，在不同的图中类似或相同的元件由相同的附图标记标示。

图1示出了印刷布局结构100，其包括多个工作站120、110、130、140、170和160。印刷布局结构100的核心是印刷站110和传送装置105。所述传送装置105适于使工件保持器180以连续方式沿传送方向105a线性地运动。每个工件保持器180适于接收应被印刷上焊膏113a的基片或PCB(印刷电路板)185。所述工件保持器180适于接收模板，该模板被定位成直接地处于所述基片185上方。所述模板包括多个开口，这些开口允许焊膏从中穿过并被沉积到所述基片185的上表面上的预定区域内。

利用固定式印刷头112来执行印刷程序，所述固定式印刷头被定位成在一相对于传送装置105的固定位置中邻近传送装置105。固定式印刷头112适于施加焊膏113a(代表粘滞材料113a)到各自的基片185上，同时工件保持器180被传送装置105运动。

固定式印刷头112包括用于焊膏113a的储存器113。储存器113代表了用于焊膏113a的储罐。固定式印刷头112进一步地包括加热元件115。根据这里所描述的实施例，所述加热元件是加热盘管115，其适于在焊膏113a被传到各基片185的上表面之前加热焊膏113a。由于焊膏113a的粘度表现出不同的温度依赖性，因此整个焊膏转移过程能够通过以适当的方式启动加热元件115来调节。具体地，当热的焊膏113a接触到较冷的基片185时，能够实现较好的印刷图象。这基于以下事实，即：在热状态下，焊膏113a具有较低的粘度。当焊膏113a接触较冷的基片185时，焊膏113a的粘度将快速升高，以致形状稳定性增加。因此，块状形状的焊膏沉积物能够被实现。

根据这里描述的实施例，焊膏113a被从印刷头112经由具有伸长形状的分配器开口114转移到基片185上。所述伸长形状被定向成垂直于传送方向105a。伸长形状的长度大致对应于基片185的侧向宽度，以致所述粘滞材料能够在所述基片正经过印刷头112时被施加在整个基片表面上。

为了建立用于工件保持器180和模板的闭合环路，包括多个区域150a-f的再进给路径或返回路径从卸载站130延伸到装载站120。装载站120被布置成相对于印刷站110处于上游。卸载站130被布置成相对于印刷站110处于下游。

装载站120用于将已被沿传送方向185a供应给装载站120的基片185转移到已被沿路径节段150c供应给装载站120的工件保持器180。所述工件保持器配备有模板，为清楚起见，图1中未示出模板。装载站120包括用于将所述基片与模板对齐的对齐装置122。根据这里描述的实施例，所述对齐装置包括装卸系统122，其具有机械臂122a。机械臂122a适于将模板和基片185相对于彼此安放在预定的空间位置中，该位置由所述模板的开口和基片表面上应被沉积焊膏113a的区域确定。为了将所述模板与基片185对齐，可使用光学检测系统，以便精确地确定模板和基片185之间的相对位置。因此，通过光学检测系统来测量基片185和模板当前的线性和角位置。

机械臂122a可进一步适于启动夹紧机构，后文将会参考图2更详细地描述夹紧机构。利用所述夹紧机构，模板、基片185和工件保持器180能够以可拆卸的方式固定到彼此。当被固定到彼此时，工件保持器180、基片185和所述模板表现为一种机械刚性系统，在所述模板印刷程序进行期间，其经过所述固定式印刷头。

上述印刷站110被定位成处于相对于装载站120的下游，其中所述模板印刷程序被完成。

所述卸载站130被定位成处于相对于印刷站110的下游。卸载站130配备有未示出的机构，以便将基片185从工件保持器180中松开。在已经松开了基片185和工件保持器180之间的连接之后，基片被沿传送方向185b转移到检查站170。根据这里描述的实施例，传送方向1485b与传送装置105的传送方向105a相同。

检查站170包括光学检测系统172，用于对(一个或多个)焊膏沉积物的尺寸形状和/或体积进行光学检测。如果焊膏沉积物符合给定要求，现准备好用于接收电子元件的相应基片185被沿传送方向185c从所描述的印刷布局结构100中输出。如果所述焊膏沉积物并不符合给定要求，那么相应基片185能够被抛弃。

根据这里描述的实施例，所述卸载站130包括识别单元132，用于从多个模板中识别个别模板。因此，识别元件例如条型码和/或射频识别(RFID)芯片能够被所述识别单元132辨识。模板的辨识能被用来为每个模板记录完成的印刷程序的数量。因此，能够采用印刷布局结构100的未示出的控制单元。

根据图1可以看出，所描述的印刷布局结构进一步包括清洁站140。如果对于特定的已被从印刷站110转移到卸载站130的模板而言，到目前为止完成的印刷程序的数量超过了预定数量例如6次，那么该特定模板和工件保持器180一起被预备地沿传送方向140a转移到清洁站140。在清洁站140中，特别是粘附到模板和/或工件保持器180的焊膏材料被去除。因此，适当的化学和/或机械清洁程序能够被执行。在已经完成了所描述的清洁程序之后，所述特定模板和所述工件保持器180一起被沿传送方向140b向前转送到缓存站160。

为完整起见，需要说明的是，如果在先前的清洁程序之后执行完成的印刷程序的数量没有超过预定数量，那么清洁程序被认为并不是必需的，所述特定模板和所述工件保持器180一起被沿再进给路径区段150a直接地转移到缓存站160。

在缓存站160中，工件保持器180和模板一起被储存到先进先出(FIFO)缓存器165中。返回路径进入FIFO缓存器165的相应区段用附图标记150b和150c标示。根据图1可以看出，所述FIFO缓存器适于接收多个工件保持器180在竖直堆叠中。

为了闭合所述再进给路径，工件保持器180从FIFO缓存器165从被移走，并被沿再进给路径的区段150e和150f转移到装载站120。

需要说明的是，在印刷布局结构100内的其他位置处布置缓存器和/或进一步的缓存器也是可能的。具体地，如果缓存器被布置在印刷站110和卸载站130之间，那么在印刷基片185和从模板和/或从工件保持器分离基片185之间的时间跨度能够被延长。因此，更好的印刷结果可以被实现。

还必须说明的是，如果不同类型的模板和/或基片被同时地处理，那么所描述的印刷布局结构100还能以有利的方式被使用。在那种情况下，上述例如通过RFID芯片来识别个别模板的技术能够被延伸至识别个别基片。因此，能够实现对基片和/或对随后安装在基片上的电路电路布局结构的追踪能力。

所描述的印刷布局结构可提供如下优点，即：通过使用多个工件保持器185，各个工作站110、120、130、140、170和160中的操作循环可被同时地执行。换句话说，通过将标准印刷机的处理流程改变成这样一种方式，即使得允许所述处理大量并行化，与印刷程序相关联的不同步骤能够被并行地执行，以致非常快的周期时间能够被实现。进一步地，通过应用所描述的固定式印刷头的方案，能够避免刮料器和/或基片和所述模板一起的前后运动。因此，在不放松所述印刷程序性能的情况下，能够实现为1的最小的批量大小。

图2以剖视图的形式示出了所述工件保持器，其现在由附图标记280标示。所述工件保持器280包括机架281。机架281包括下凸缘281b和上凸缘281a。所述工件保持器280适于接收基片285和模板283。在图2中可以看出，基片285和模板283能够被利用夹持元件288可拆卸地附加到上凸缘281a。根据这里描述的实施例，所述夹持元件是夹板288。

在固定状态中，所述夹板288被向上压靠在基片285上。向上定向的压力通过弹性夹紧机构287产生。根据这里描述的实施例，所述夹紧机构包括弹簧287。

为了从所述工件保持器280中松开所述基片285和/或所述模板283，可在卸载站130中使用适当的装卸机构。这一装卸机构可接合于夹板288，并使夹板288克服弹簧力向下运动，以便使基片285和/或模板283分块(deblock)。

图3示出了电子组装线390。所述电子组装线390包括图1所示的印刷布局结构，其现在标示以附图标记300。在相对于所述印刷布局结构300的下游，布置有多个电子元件安装机器392。在安装机器392之后，提供有回流烘箱394。在回流烘箱394之后，提供有输出站396，用于输出已由印刷站300、电子元件安装机器392和回流烘箱394制造的电子元件组件。

图4示出了一个图表，其描绘了根据本发明一个优选实施例的基片印刷程序。所述基片印刷程序包括用于工件保持器和模板的反馈环路。所述反馈环路任选地包括模板清洁程序。

根据该图表，人们可以看出整个印刷过程经历了“泰勒制”分工。在该图中，人们可以看出在左手边缘处具有不同的图1工作站，它们现在被标示以附图标记420、410、430、470、460和440。下文将描述的对特定工件保持器相继地执行的不同工艺步骤被分别分配给工作站420、410、430、470、460或440中的一个。然而，由于多个工件保持器与相应基片和模板能够被一起采用，这些工艺步骤还能被彼此并行地执行，因为每个主要的被分配到它自己的代表印刷布局结构100的微型机器的工作站。进一步地，由于采用了所述“泰勒制”，因此可以在不停止所述印刷过程的情况下补充其他用于清洁的消耗品。

可以从图4中看出，所述印刷过程起始于用“开始”标示的循环过程。下列步骤由装载站420执行：

第一步骤S21包括松开工件保持器，并将基片或印刷电路板(PCB)装载到所述工件保持器中。在下文中，适于接收基片和模板两者的所述工件保持器也被称为“床座”。接下来，在步骤S22中，被床座接收的所述基片和模板两者被相对于彼此对齐。进一步地，基片和模板被夹紧到所述床座。随后的步骤S23包括将床座组件转移到印刷站410的输入缓存器(在图1中未示出)。

下列步骤由印刷站410执行：

在步骤S11，已组装的床座被装载入印刷站410的输入缓存器。在随后的步骤S12中，已组装的床座被配对到已经存在于印刷站中的下游床座。所述已组装的床座沿所述传送装置的传送方向以所述下游床座的印刷速度跟随着所述下游床座。在随后的步骤S 13中，所述已组装的床座以预定速度在所述印刷头下方经过。藉此，所述焊膏沉积物被完成。在随后的步骤S14中，带有印刷基片的所述已组装的床座被转移到卸载站430。

下列步骤由卸载站430执行：

在步骤S31中，带有印刷基片的所述已组装的床座被从印刷站410装载到卸载站430中。在随后的步骤S32中，所述基片被从所述床座中松开。这是以确定的脱卡速度(snap off speed)完成的。在随后的步骤S14中，所述印刷基片被转移到检查站470。在随后的步骤S34中，所述床座(和所述模板一起)被转移到缓存站460，所述缓存站在下文中也可被称为返回站。

在下文中将描述一些步骤，它们在检查站470处对所述印刷基片被执行：

在步骤S71中，所述印刷基片被检查站470从卸载站430中装载。在随后的步骤S72，所沉积的焊膏被检查。藉此，用于测量各焊膏沉积物的侧向和竖直延伸程度的自动光学检测系统能够被使用。在步骤S73中，测量结果被储存在检查数据库中。在步骤S74中，被测量的印刷基片被转移到布置在下游的机器。这一机器具体可以是电子元件安装机器。于是，所述基片的印刷程序结束。这在图4中用“结束”标示。

为了建立用于床座或用于工件保持器的闭合环路，缓存站460变成了活动的。在接下来的下面这一段中将描述的步骤由缓存站460执行：

在步骤S61中，从基片释放开的所述床座以及所述模板由缓存站460从卸载站430中装载。在随后的步骤S62中，将确定在先前的清洁程序之后，模板是否已经为了进行进一步的印刷程序而被使用了6次。

如果模板已被使用的次数小于6次，在步骤S63中，所述床座与所述模板一起被转移到床座缓存器，其在图1中以附图标记165标示。在随后的步骤S64中，如果在FIFO缓存器165中已经经过了等待时间，那么所述床座和所述模板一起被转移到装载站420。

在相应的随后步骤S24中(该步骤由装载站420执行)，所述床座和所述模板一起被装载入装载站420中。

如果在上文描述的步骤S62中确定了自上次清洁程序之后所述模板已经被用了6次，那么所述床座和所述模板一起被转移到清洁站440。这一步骤被标示为S41。在随后的步骤S42中，所述模板被所述清洁站440清洁。在所述清洁程序中残留的焊膏被特别地从所述模板上去除，在该清洁程序之后，在步骤S43中，所述床座和所述清洁模板一起被被插入进一步的缓存器中。这一缓存器(其在图1中未示出)，被分配给清洁站440。藉此，所述床座和所述清洁模板一起在相对于储存在所述缓存器中的其他床座的正确位置处被插入。其后，所述床座和所述清洁模板一起被转移到所述FIFO缓存器165。这是用步骤S63标示的，其已经在上文描述过。

由于利用工作站420、410、430、470、和460实现了不同任务的所描述的并行化，因此能够实现每个站内小于6秒的短周期时间。如果必须执行清洁程序，那么所得到的周期时间被延长至大约8.5秒。这由图4的上部界限标示。

在这一应用内所描述的基片印刷程序可提供各种优点，这些优点如下所示：

·整个印刷过程被分成在不同工作站中执行的不同程序。

·这些不同工作站能够与所有其他的工作站并行地执行它们的功能。

·所述基片被装载入模板床座。藉此，能够使用作为所述模板的一个整体部分的“支持块”。所述支持块可包括促动式“弹簧加载”机构。

·所述装载模板床座被以最优化处理性能的预定方式在固定式印刷头下方传送，这允许进行连续的印刷流。

·所有床座循环通过印刷布局结构。藉此可允许将床座添加到床座缓存系统或从床座缓存系统中移除。藉此，可以实现甚至仅仅为1的批量大小。

·能够并行于主要的基片印刷过程执行模板清洁。

·各独立工作站能够被独立地更换，因而通过离线式预防性和校正性维护可允许高的运行时间。

·有可能布置成为每个模板床座装载两个基片。

·利用所描述的基片印刷方案，可以在6秒内印刷两个基片。藉此，还允许一次制造出多个模板图像。这能够满足制造电子元件组件的高容量和高混合方案的要求。

应该说明的是，术语“包括”并不排除其他元件或步骤，而“一”或“一个”并不排除复数。此外，联系不同实施例描述的元件可被结合。还应说明的是，权利要求中的附图标记不应被认为是对权利要求范围的限制。

附图标记列表

100    印刷布局结构

105    传送装置

105a   传送方向

110    印刷站

112    固定式印刷头

113    储存器/储罐

113a   粘滞材料/焊膏

114    分配器开口

115    加热元件/加热盘管

120    装载站

122    对齐装置/装卸系统

122a   机械臂

130    卸载站

132    识别单元

140    清洁站

140a   传送方向(在清洁程序之前)

140b   传送方向(在清洁程序之后)

150a-f 再进给路径的区段/返回路径的区段

160    缓存站/返回站

165    先进先出缓存器

170    检查站

172    光学检测系统

180    工件保持器/携载器

185    基片/PCB(印刷电路板)

185a   传送方向(装载基片)

185b   传送方向(卸载基片)

185c   传送方向(输出基片)

280    工件保持器/携载器

281    机架

281a   上凸缘

281b   下凸缘

283    模板

285    基片/PCB(印刷电路板)

287    夹紧机构/弹簧

288    夹持元件/夹板

300    印刷布局结构

390    电子组装线

392    安装机器

394    回流烘箱

396    输出站

410    印刷站

420    装载站

430    卸载站

440    清洁站

460    缓存站/返回站

470    检查站

Claims (15)

1.一种用于将粘滞材料(113a)施加到用于电子元件组件的基片(185)上的印刷站，所述印刷站(110)包括：

·传送装置(105)，其以连续方式沿传送方向(105a)使工件保持器(180)线性地运动，其中所述工件保持器(180)接收所述基片(185)，

·固定式印刷头(112)，其被定位成在一相对于所述传送装置(105)的固定位置中邻近所述传送装置(105)，和

·模板(283)，其以能够拆卸的方式固定到所述工件保持器(180)，使得所述模板(283)可在基片(185)上方的预定空间位置处对齐，

其中所述固定式印刷头(112)在所述工件保持器(180)被所述传送装置(105)运动的同时将所述粘滞材料(113a)施加到所述基片(185)上。

2.根据权利要求1所述的印刷站，其中

所述固定式印刷头(112)包括具有伸长形状的分配器开口(114)。

3.根据权利要求1或2所述的印刷站，其中

所述固定式印刷头(112)包括用于所述粘滞材料(113a)的储存器(113)。

4.根据权利要求1或2所述的印刷站，其中

所述固定式印刷头(112)包括加热元件(115)，其加热所述粘滞材料(113a)。

5.根据权利要求1或2所述的印刷站，其中

所述传送装置(105)支持正在被所述工件保持器(180)接收的基片(185)，以致至少部分地防止了所述基片(185)的弯曲。

6.根据权利要求1或2所述的印刷站，其中

所述工件保持器(180，280)包括夹紧机构(287，288)，用于将所述基片(185，285)和所述模板(283)相对于彼此可拆卸地固定。

7.根据权利要求6所述的印刷站，其中所述工件保持器(180，280)将所述模板(283)容装在所述工件保持器(180，280)内直接处于所述基片的上方以接收模板(283)。

8.一种用于将粘滞材料(113a)施加到用于电子元件组件的基片(185)上的印刷布局结构，所述印刷布局结构(100)包括：

·根据前述权利要求中任一项所述的印刷站(110)，

·装载站(120)，其被布置在相对于所述印刷站(110)的上游，并且其将所述基片(185)转移到所述工件保持器(180)，

·卸载站(130)，其被布置在相对于所述印刷站(110)的下游，并且其将所述基片(185)从所述工件保持器(180)中移除，和

·再进给路径(150a-150f)，其在所述卸载站(130)和所述装载站(120)之间延伸，并且其将所述工件保持器(180)从所述卸载站(130)返回到所述装载站(120)。

9.根据权利要求8所述的印刷布局结构，其中所述装载站(120)包括用于将所述基片(185)与模板(283)对齐的装置(122)。

10.根据权利要求8或9所述的印刷布局结构，进一步包括

·清洁站(140)，其位于所述再进给路径(150a-150f)处，并且其对模板(283)和／或所述工件保持器(180)执行清洁程序。

11.根据权利要求8或9所述的印刷布局结构，进一步包括，

·识别单元(132)

-用于从多个模板中识别个别模板(283)，和／或

-用于从多个工件保持器中识别工件保持器(180，280)，和/或

-用于从多个基片中识别基片(185，285)。

12.根据权利要求8或9所述的印刷布局结构，进一步包括

·缓存站(160)，其位于所述再进给路径(150a-150f)处，并且其暂时地储存从所述卸载站(130)中返回到所述装载站(120)的至少一个模板(283)和／或工件保持器(180，280)。

13.根据权利要求8或9所述的印刷布局结构，进一步包括

·检查站(170)，其被定位成处于相对于所述卸载站(130)的下游，并且其执行所述粘滞材料的施加情况的检查。

14.一种用于制造电子元件组件的电子组装线，所述电子组装线(390)包括

·根据权利要求1-7中任一项所述的印刷站(110)，或

·根据权利要求8-13中任一项所述的印刷布局结构(100)。

15.一种用于将粘滞材料(113a)施加到用于电子元件组件的基片(185)上的方法，所述方法包括：

·利用传送装置(105)以连续方式沿传送方向(105a)使工件保持器(180)线性地运动，其中所述基片(185)由所述工件保持器(180)接收，

·提供模板(283)，其以能够拆卸的方式固定到所述工件保持器(180)，使得所述模板(283)可在基片(185)上方的预定空间位置处对齐，和

·利用固定式印刷头(112)在所述工件保持器(180)被所述传送装置(105)运动的同时施加所述粘滞材料(113a)到所述基片(185)上，其中所述固定式印刷头(112)被定位成在一相对于所述传送装置(105)的固定位置中邻近所述传送装置(105)。