CN104203579A - 模板印刷机的印刷头 - Google Patents

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Abstract

一种用于在电子基板上印刷粘性材料的模板印刷机包括：模板，其具有形成在其内的孔隙；印刷头，位于所述模板上方并且被配置成在所述模板的孔隙中沉积粘性材料。所述印刷头包括：限定细长的腔室的壳体；限定通道的源端口，所述通道具有定位成允许粘性材料流入所述细长的腔室内的入口；一对限定狭槽的刮刀，所述狭槽设有出口，粘性材料能够从所述出口流出所述细长的腔室；细长的柱塞，可在所述细长的腔室内移动以减少粘性材料在所述细长的腔室内的体积；以及至少一个传感器，用于检测所述细长的腔室内的粘性材料的压力。

Description

模板印刷机的印刷头
背景技术
在制造表面贴装印刷电路板中，模板印刷机可以用于在电路板上印刷焊膏。通常，具有焊盘图案的电路板或者上面将沉积焊膏的一些其他导电表面被自动进给到模板印刷机中，并且在电路板上印刷焊膏之前，电路板上的一个或多个小孔或标记(称为“基准点”)用于正确对准电路板和模板印刷机的模板或丝网。在一些系统中，光学对准系统用于对准电路板和模板。
一旦电路板与印刷机中的模板正确对准，电路板就升高到模板，在模板上施配焊膏，并且刮刀(或刮板)横穿模板以迫使焊膏穿过模板中的孔隙并到达电路板上。随着刮板移动穿过模板，焊膏容易在刮刀前滚动，这样有利地使焊膏混合并剪切以便获得所需粘度，从而便于填充丝网或模板中的孔隙。焊膏通常从标准匣施配到模板上。
在一些模板印刷机中，当刮板返回到用于在第二电路板上印刷的初始位置时，刮板下方剩余的任何过多的焊膏在完全横穿模板之后留在模板上。在一些模板印刷机中，第二刮板在与第一刮板相反的方向上移动穿过模板。在交替的电路板上使用第一刮板和第二刮板以在模板的孔隙上连续穿过焊膏的辊子，从而印刷在每个连续的电路板上。在利用两个刮板的模板印刷机中，仍然存在的问题是在一个生产日结束时，或者当将要更换模板时，过多的焊膏通常留在模板上并且必须手动清除。另外，在这些已知的印刷机中，难以维持所需的粘度，因为挥发性溶剂从焊膏逸出，从而影响焊膏的粘度。
在这些模板印刷机中，刮刀通常相对于模板成预设角度以在焊膏上施加向下的压力，从而随着刮板移动穿过模板迫使焊膏穿过模板中的孔隙。根据刮刀横穿模板的速度并且根据刮刀在焊膏上所需的向下压力来选择刮刀的角度。希望随着刮板横穿模板在焊膏上维持一致的压力，然而，在典型的印刷机中，由于焊膏粘度在整个生产运行中发生变化并且由于刮板驱动装置施加的压力导致刮板变形所引起的刮板角度发生变化，压力发生变化。
针对如上所述的一些问题，美国专利No.5,947,022、No.6,324,973、No.6,453,810和No.6,955,120描述了改进的焊膏印刷头，这些专利的每个通过引用的方式全部合并于此。这些专利描述了具有腔室的活动印刷头，该腔室包括与供应焊膏的可移动匣连接的端口。焊膏穿过可移动匣进入腔室中，然后从施配狭槽出来，穿过模板并到达所需图案的电路板上。
目前需要一种尤其是在印刷头的整个宽度上具有改善的压力控制、更大柔性、需要操作者更少维护和更高价值的印刷头。
发明内容
本文公开的改进的印刷头包括具有直接压力控制系统的腔室，所述直接压力控制系统用于从所述腔室排出粘性材料。“粘性”材料是在给定配置和条件下具有足以使材料在没有其他外力的作用下不会自然(只在简单的重力原理下)流动以填充所述腔室内的施配区并且从施配区施配的粘性的材料。本发明的粘性材料印刷头(还称为“施配头”)具有粘性材料(例如，焊膏)可以穿过的腔室。印刷头包括：至少一个源端口，其可以与粘性材料的源连接，例如，焊膏匣；以及施配狭槽，粘性材料可以穿过施配狭槽从腔室出来。
所述印刷头可以安装在框架上，模板也可以安装在该框架上。所述模板定位在所述印刷头的施配狭槽与所述基板(例如，印刷电路板)之间。粘性材料因此可以从印刷头穿过模板中的孔隙到基板表面上的选定位置。
本发明的多个方面涉及一种用于在电子基板上印刷粘性材料的模板印刷机。在一个实施例中，所述模板印刷机包括：模板，其具有形成在其内的孔隙；印刷头，位于所述模板上方并且被配置成在所述模板的孔隙中沉积粘性材料。所述印刷头包括：限定细长的腔室的壳体；限定通道的源端口，所述通道具有定位成允许粘性材料流入所述细长的腔室内的入口；一对限定狭槽的刮刀，所述狭槽设有出口，粘性材料能够从所述出口流出所述细长的腔室；细长的柱塞，可在所述细长的腔室内移动以减少粘性材料在所述细长的腔室内的体积；以及至少一个传感器，用于检测所述细长的腔室内的粘性材料的压力。
所述模板印刷机的实施例进一步包括控制器，所述控制器与所述印刷头连接以控制细长的柱塞的操作，进而维持所需压力的粘性材料。所述印刷头可以进一步包括电机，所述电机连接到所述印刷头的壳体以及所述控制器上，从而在所述控制器的控制下驱动所述细长的柱塞在所述细长的腔室内运动。至少一个传感器可以包括沿着所述细长的腔室的壁设置的压力传感器。所述模板印刷机可以进一步包括柔性膜，所述柔性膜位于所述细长的柱塞与设置在所述细长的腔室内的粘性材料之间。所述刮刀可以朝着彼此成角度。模板印刷机可以进一步包括沿着所述细长的腔室的长度放置的三个传感器。
本发明的另一方面涉及一种用于印刷焊膏的方法，所述方法包括：供应粘性材料到印刷头的细长的腔室；用细长的柱塞在所述粘性材料上施加压力，从而使所述粘性材料移位到基板上；并且感测所述细长的腔室内的压力以将所述粘性材料维持在所需的压力。
所述方法的实施例进一步包括通过对从所述细长的腔室内的多个压力传感器获取的读数取平均值以控制所述细长的腔室内的粘性材料的压力来感测所述细长的腔室内的压力。所述方法可以进一步包括在所述细长的柱塞与所述细长的腔室内的粘性材料之间放置柔性膜。所述方法可以进一步包括在将所述粘性材料维持在所需的压力的同时供应粘性材料到所述细长的腔室。可以在所述细长的腔室的左手侧以及所述细长的腔室的右手侧感测压力。所述方法可以包括在印刷行程期间主动控制从所述细长的腔室排出的粘性材料的量。所述粘性材料可以是焊膏，并且所述方法可以进一步包括使所述焊膏穿过模板使得从所述细长的腔室排出焊膏用于有选择地沉积在所述基板上。
本发明的另一方面涉及一种印刷头，所述印刷头包括：限定细长的腔室的壳体；限定通道的源端口，所述通道具有定位成允许粘性材料流入所述细长的腔室内的入口；一对限定狭槽的刮刀，所述狭槽设有出口，粘性材料能够从所述出口流出所述细长的腔室的出口；细长的柱塞，可在所述细长的腔室内移动以减少粘性材料在所述细长的腔室内的体积；以及用于检测所述细长的腔室内的粘性材料的压力的装置。
印刷头的实施例可以进一步包括控制器，所述控制器与所述印刷头连接以控制细长的柱塞的操作，进而将粘性材料维持在所需的压力。所述印刷头可以进一步包括电机，所述电机连接到所述印刷头的壳体以及所述控制器上，从而在所述控制器的控制下驱动所述细长的柱塞在所述细长的腔室内运动。所述用于检测压力的装置可以包括沿着所述细长的腔室的壁设置的压力传感器。所述印刷头可以进一步包括在所述细长的腔室内的所述细长的柱塞下方的柔性膜。所述刮刀可以朝着彼此成角度。所述用于检测压力的装置可以包括沿着所述细长的腔室的长度放置的三个传感器。
附图说明
附图并非旨在按照比例绘制。图中，在多张附图中示出的每个相同或几乎相同的部件用相似的数字表示。为了简洁的目的，没有在每张附图中标出每个部件。图中：
图1是本发明的实施例的模板印刷机的前透视图；
图2是印刷头台架系统所支撑的印刷头的透视图；
图3是图2所示的印刷头和印刷头台架系统的端视图；
图4是从模板印刷机的一端取下的印刷头的透视图；
图5是从模板印刷机的另一端取下的图4所示的印刷头的透视图；
图6A是刮刀成30°角度的印刷头的剖视图；
图6B是刮刀成45°角度的印刷头的剖视图；
图7是印刷头的透视剖视图；以及
图8是本发明的另一个实施例的印刷头的剖视图。
具体实施方式
为了说明的目的，以下参照用于在电路板上印刷焊膏的模板印刷机描述本发明的实施例。该设备及相关联方法还可以用于需要在各种基板上施配其他粘性材料或印刷材料(例如，胶水、粘合剂和封装剂)的其他应用。例如，该设备可以用于印刷用作芯片级封装的底部填充的环氧树脂。本发明的实施例的印刷头可以用于模板印刷机。在某些实施例中，模板印刷机可以包括由Speedline Technologies,Inc.(Franklin,Massachusetts)提供的或系列模板印刷机平台。
本发明的实施例的印刷头被设计成提供受控涂覆的印刷材料，用于自动化模板印刷操作。如上所述，印刷材料可以是焊膏、粘合剂或其他印刷材料。材料不受周围环境影响并且在调节的受控压力下涂覆到模板上。印刷材料封闭在细长的壳体中，所述壳体的唯一出口位于底部，该壳体的底部保持紧密地抵靠模板。印刷头包括在壳体顶部上细长的机械柱塞，所述机械柱塞提供用于以受控压力将材料涂覆到模板上的装置。沿着壳体的长度设置几个压力传感器以测量腔室内的内部材料压力。在操作期间，有两个力要考虑，第一个是物理壳体抵靠模板的力，第二个是壳体的腔室内的材料抵靠模板所施加的压力。第一个力由印刷头z轴控制器控制，并且第二个力受到壳体柱塞的控制。
现在参照附图，尤其是参照图1，通常以10表示本发明的实施例的模板印刷机。如图所示，模板印刷机10包括支撑模板印刷机的部件的框架12。模板印刷机的部件可以部分地包括控制器14、显示器16、模板18和印刷头组件或印刷头(一般表示为20)，该印刷头被配置成按照以下更加详述的方式涂覆焊膏。
如图1所示并且如以下所述，模板和印刷头可以适当地耦接到或者连接到框架12。在一个实施例中，印刷头20可以安装在印刷头台架22上，所述印刷头台架22可以安装在框架12上。印刷头台架22允许印刷头20在控制器14的控制下在y轴方向上移动并且随着印刷头与模板18接合而在印刷头上施加压力。如以下更详细地描述，印刷头20可以放置在模板18上方并且可以在z轴方向上下降以接触并密封接合模板。
模板印刷机10还可以包括输送系统，所述输送系统具有导轨24和26，所述导轨24和26用于将印刷电路板(在本文中有时候称为“印刷线路板”、“基板”或“电子基板”)输送到模板印刷机的印刷位置。导轨24和26在本文中有时候可以称为“牵引进给机构”，所述导轨24和26被配置成进给、加载或者说是输送电路板到模板印刷机的工作区(在本文中也可以称为“打印巢”)，并且从打印巢卸载电路板。
模板印刷机10具有支撑组件28以支撑电路板，所述支撑组件28上升并固定电路板使得该电路板在打印操作期间保持稳定。在某些实施例中，基板支撑组件28可以进一步包括特定的基板支撑系统，例如，固体支架，多个销钉或柔性工具，当电路板在印刷位置时，所述基板支撑系统位于电路板下方。基板支撑系统可以部分地用于支撑电路板的内部区域以在印刷操作期间防止电路板挠曲或翘曲。
在一个实施例中，如以下更加详细的描述，印刷头20可以被配置成从来源接收焊膏，例如，施配器，比如焊膏匣，所述来源在印刷操作期间提供焊膏到印刷头。可以采用供应焊膏的其他方法来代替匣。例如，可以手动地将焊膏放置在刮刀之间，或者从外部来源放置焊膏。另外，在某些实施例中，控制器14可以被配置成使用具有合适的操作系统(例如，MicrosoftDOS或Windows XP操作系统)的个人计算机，所述个人计算机具有专用软件来控制模板印刷机10的操作。控制器14可以与主控制器联网，所述主控制器用于控制制造电路板的生产线。
在一种配置中，模板印刷机10按照如下方式操作。使用传输轨道24和26将电路板装载到模板印刷机10中。支撑组件28升高并且将电路板固定在印刷位置。印刷头20然后在z轴方向上下降，直到印刷头的刮刀以所需的压力接触模板18。印刷头20然后通过印刷头台架22在y轴方向上移动横穿模板18。印刷头20沉积焊膏穿过模板18上的孔隙并且到达电路板上。一旦印刷头穿过孔隙完全横穿模板18，印刷头升高离开模板并且电路板下降回到传输轨道24和26上。从模板印刷机10释放并输送电路板，使得第二电路板可以装载到模板印刷机中。为了在第二电路板上印刷，印刷头在z轴方向上下降到与模板接触并且在与第一电路板的方向相反的方向上移动横穿模板18。
仍然参照图1，为了在印刷之前使模板18与电路板对准并且在印刷之后检查电路板的目的，可以设置成像系统30。在一个实施例中，成像系统30可以设置在模板18与支撑电路板的支撑组件28之间。成像系统30连接到成像台架32以移动成像系统。在一个实施例中，成像台架32可以连接到框架12上，并且包括在框架12的纵梁之间延伸的梁以提供成像系统30在y轴方向上在电路板上方往复运动。成像台架32可以进一步包括匣装置，该匣装置容纳成像系统30，并且所述闸装置被配置成在x轴方向上沿着梁的长度运动。在焊膏印刷的领域中，用于移动成像系统30的成像台架32的结构是公知的。布置是使得成像系统30可以分别位于在模板18下方和电路板上方的任意位置以捕获电路板或模板的预定区域的图像。在其他实施例中，当成像系统位于在印刷位置之外时，成像系统可以位于模板和电路板上方或下方。
参照图2和图3，示出了印刷头20和印刷头台架22。如图所示，印刷头台架22沿着一对导轨34和36骑行以实现印刷头台架和印刷头20在y轴方向的运动。提供了连接到驱动电机(未示出)上的滚珠螺杆38以用于驱动印刷头台架22沿着导轨在y轴方向上运动。在另一个实施例中，可以提供皮带和皮带轮机构以用于替代滚珠螺杆驱动机构以实现使印刷头台架22沿着导轨运动。提供了驱动组件40以用于使印刷头20在z轴方向上相对于印刷头台架22运动。布置是使得滚珠螺杆38在控制器14的命令下使印刷头台架22和印刷头20运动以执行印刷行程。如以下更加详细的描述，印刷头20被配置成在z轴方向上运动，以便与模板18接合，所述模板18用于在印刷行程期间当印刷头20在y轴方向上运动时在模板的孔隙内沉积粘性材料(例如，焊膏)。
印刷头台架22支撑印刷头20的工作部件。如图所示，印刷头20包括支撑支架42，所述支撑支架42适当地固定到印刷头台架22，使得印刷头位于印刷头台架的中心。印刷头20进一步包括：细长的腔室壳体44，所述腔室壳体44固定在支撑支架42上；柱塞46；和阻塞致动组件48，被设计成使柱塞相对于腔室壳体垂直运动。
参照图3至图5，腔室壳体44包括矩形主体50，所述矩形主体50具有顶壁52及两个侧壁54和56。一对端盖58和60封闭腔室壳体44的主体50的端部，这对端盖支撑各自的材料供应匣62和64。具体地，如图3所示的左手供应匣62连接到固定在端盖58上的紧固件66上并且由所述紧固件66支撑，以输送粘性材料到腔室壳体44的左手侧。类似地，右手供应匣64连接到固定在端盖60上的紧固件68上并且由所述紧固件68支撑，以输送粘性材料到腔室壳体44的右手侧。布置是使得粘性材料输送到腔室壳体44的两端以确保施配操作期间在腔室壳体中沉积适量的粘性材料。可以沿着腔室壳体44的长度适当地设置一个或多个额外的供应匣以输送粘性材料到腔室壳体的内部区域中用于长印刷头。
现在特别参照图4和图5，细长的柱塞46被设计成密封地安装在细长的腔室内，并且可通过形成在腔室壳体的顶壁52中的开口70进入，所述细长的腔室设置在腔室壳体44中。如图所示，细长的柱塞46包括在细长的腔室内往复运动的窄主体部72以及比主体部宽的上凸缘部74。柱塞致动组件48包括：柱塞致动器76，其固定在细长的柱塞46的上凸缘部74上；一对滚珠螺杆78和80，允许柱塞致动器相对于支撑支架42在z轴方向上运动；一对滑轮82和84，由安装在支撑支架上的皮带86和单个步进电机88驱动。步进电机88被图示为安装在支撑支架42的顶面上；然而，在另一个实施例中，步进电机可以安装在支撑支架下方在柱塞致动器76所限定的空间中，从而节省空间。连接到控制器14上的电路板90被设置用于控制步进电机88以及印刷头20的其他部件的操作。布置是使得皮带86和皮带轮82和84在步进电机88操作时绕着它们各自的滚珠螺杆78和80使柱塞致动器76在z轴方向上运动。细长的柱塞46的主体部72在运行时进入腔室壳体44的腔室中以在粘性材料上施加压力。
参照图6A和图6B，另外参照图7，印刷头20的腔室壳体44进一步包括形成在腔室壳体的主体50中的腔室92。如图所示，通过开口70可进入腔室92并且所述腔室92被配置成从端口(例如，如图6A和图6B所示的端口94)接收粘性材料，所述端口与其各自的供应匣62或64流体连通。当柱塞通过柱塞致动器组件48在z轴方向上向下运动时，通过细长的柱塞46对腔室92中的粘性材料加压。
印刷头20进一步包括一对刮刀96和98，这对刮刀通过枢转机构100和102可枢转地连接到各自的端盖(如图6A和图6B所示的端盖58)上。如图所示，每个刮刀96和98在彼此相向的方向上成角度以限定狭槽104，穿过所述狭槽104施配粘性材料。在操作期间，印刷头20通过驱动组件40下降以接合模板18，使得刮刀96和98以预设的压力接合模板。一旦充分接合，通过细长的柱塞46加压的腔室92内的粘性材料进入形成在模板上的孔隙以在电子基板上沉积粘性材料。图6A示出了刮刀96和98相对于水平面成30°角。图6B示出了与水平面成45°角的刮刀96和98。可以根据沉积在电子基板上的粘性材料的类型以及其他操作参数来选择刮刀96和98的角度。设置端盖58和60允许快速释放和附接具有不同角度的刮刀，所述端盖58和60具有连接到刮刀96和98上的枢转机构100和102。
重新参照图5，另外参照图6A和图6B，为了在腔室92内获得规定压力的粘性材料，细长的壳体44的背侧56设有若干个压力传感器，均以106表示。同样，压力传感器106被配置成通过例如使用控制器14和电路板90对腔室内压力取平均值来测量腔室壳体44的腔室92内的压力。尽管图5示出了四个压力传感器106，但是可以设置任意数量的压力传感器，例如，三个压力传感器，以测量腔室92内的粘性材料的压力。
如图6A和图6B所示，当柱塞46通过柱塞致动器组件48的柱塞致动器76在z轴方向上运动到细长的腔室92中时，腔室内的粘性材料被加压。在某些实施例中，提供所需的或预设的压力用于从印刷头20最佳地施配材料。每个压力传感器106在108连接到控制器14和/或电路板90，其中控制器被配置成操纵柱塞致动器以达到预设压力。具体地，控制器14被配置成响应于从压力传感器106获得的读数使用柱塞致动器组件48来控制柱塞46的操作并且供应粘性材料，所述粘性材料通过供应匣62和64提供给腔室92。这种布置可以称为“闭环”系统，其中材料供应和材料加压由控制器14(和/或电路板90)自动执行以控制印刷头20的这种功能。
参照图8，在一个实施例中，柔性膜110位于细长的柱塞46与细长的腔室92内设置的粘性材料之间。柔性膜110被设置成使细长的柱塞46与粘性材料分离以更好地控制腔室92内的粘性材料的压力。
在某些实施例中，驱动细长的柱塞46在细长的腔室92内运动的步进电机88可以通过控制器14(和/或电路板90)编程从而使粘性材料(例如，焊膏)在腔室内振动。在填充模板上的空孔隙时，柱塞46的振动有助于从印刷头20输送粘性材料到模板18。在其他实施例中，另一个装置，例如，压电装置，可以用于特别是以高频使细长的柱塞46振动。这种装置可以独立于步进电机88、细长的柱塞46和柱塞致动器组件48。
在操作期间，可以实现印刷头20的几种工作模式。在“准备印刷”模式，足够的填充材料输被送到印刷头20的细长的腔室92，并且刮刀96和98以零容纳力(housing force)和零材料压力与模板18接触。
在“印刷”模式中，刮刀96和98接合模板18或者说是以规定的力对着模板运动，其中在印刷头台架22以预定的距离和速度驱动印刷头20横穿模板和电路板的同时，细长的柱塞46对保持在细长的腔室92内的粘性材料施力。在“印刷”模式中，监控细长的腔室92的内部材料压力，并且细长的柱塞46的位置通过控制器14(和/或电路板90)连续调节以维持规定的压力。另外，可以在柱塞46上施加振荡或振动运动以帮助将粘性材料均匀地转移并压入到模板18的孔隙中。这种运动还可以受到控制器14(和/或电路板90)的控制。
在“填充材料”模式下，印刷头20的刮刀96和98以规定的压力对抗被支撑的模板18或平表面。细长的柱塞46最初在行程的印刷工作端的下端处或下方或者接触现有填充材料的顶部。随着粘性材料通过各自的供应匣62和64穿过端口94进给到细长的腔室92中，内部材料压力被监控并且细长的柱塞46上升以便维持规定的填充压力。因此，细长的柱塞46的运动通过控制器14(和/或电路板90)与填充材料协调。填充持续到细长的柱塞46到达行程的印刷工作范围的顶端。当材料填充正在进行时，可以在柱塞46上施加如上所述的振动运动以帮助在整个壳体腔室92上均匀地分配材料。
在“清洁”模式下，细长的柱塞46可以上升到细长的壳体44的腔室92以外以便于清洁柱塞和壳体。
在“上升”模式下，细长的壳体44可以上升离开模板18以帮助清洁或者更换模板。“上升”模式可以利用z轴运动路径来减轻印刷头20与模板18之间的粘附。
在一个实施例中，印刷头包括在每个端的源端口，所述源端口被配置成接收标准的三盎司或六盎司焊膏匣，所述焊膏匣在印刷操作期间将焊膏提供给印刷头。每个匣连接到气动空气软管的一端，空气软管的另一端与迫使焊膏从匣进入印刷头的空气压缩机连接。本领域技术人员容易理解的是，印刷头可以适于接收其他标准、或非标准的匣或其他来源的焊膏。除气压之外或代替气压，可以使用机械装置，例如活塞，以迫使焊膏从匣进入印刷头。
可以在印刷头设置任意数量的源端口，从而与印刷头连接更多或更少的匣。根据印刷头的长度和使用的匣的容量来选择匣的数量。印刷头的长度部分地基于将要在其上进行印刷的电子基板(例如，电路板)的宽度来确定。如果电路板的尺寸发生变化，那么印刷头可以替换成具有针对新电路板设定尺寸的长度的新印刷头。还可以减小施配狭槽的有效长度(其中沿着与图示节段的平面垂直的轴测量长度)以通过部分地覆盖一部分狭槽来适应更小的电路板。在某些实施例中，施配狭槽长度约20cm至约60cm(8至24英寸)。
如上所述，印刷头包括限定细长的腔室的壳体。在一个实施例中，柔性膜(图8)将腔室分隔成活化区和施配区。在特定的实施例中，施配区域的长度为20cm至60cm，直径/宽度为约1cm。膜可以是由柔性聚合物形成的，例如，胶乳或硅树脂。
如上所述，当印刷头在降低的印刷位置使得印刷头与模板接触时，模板印刷机通过从匣供应焊膏到施配区来工作。当施配区填满焊膏时，压缩气源泵送气体到活化区中，从而对抗柔性膜施加压力。柔性膜由于此压力的作用朝着狭槽移动，并且焊膏由此从施配区穿过狭槽自腔室离开。然后，施配的焊膏流到定位在基板上方的模板(例如，印刷电路板)上，焊膏穿过模板中的孔隙以预定图案流动到印刷电路板上。
在两个刮刀之间，焊膏被加压。为了防止加压的焊膏破坏形成在刮刀与模板的界面处的密封，在印刷头上施加力以对抗模板挤压印刷头。可以通过气动致动器施加力。在印刷头横穿模板的行程末端，此前在后的刮刀变成在前的刮刀，因为印刷头在相反方向上横穿模板返回。
在某些实施例中，印刷头与具有计算机可读介质的控制器连接，所述控制器与处理器连接，所述处理器用于执行存储在存储介质上的软件代码。
使用移位机构(使用或不使用柔性膜)允许这样一种印刷头设计：腔室的移位区在与腔室的长轴垂直的平面上可以具有非常小的横截面，而焊膏仍然可以沿着狭槽的长度基本上均匀地穿过狭槽进行施配。使用相对较小的施配区以及均匀流出腔室外的焊膏有助于减少或延迟焊膏开始凝结。此外，移位机构允许对焊膏流过狭槽进行高响应管理。
在其他实施例中，使用如上所述的装置和方法印刷除焊膏之外的粘性材料。在一个实施例中，从印刷头印刷液体环氧树脂。液体环氧树脂可以用作芯片级封装的底部填充，其中环氧树脂沉积在印刷电路板上约1cm2的区域中，然后将芯片贴装在环氧树脂上。
因此，应当看到本发明的实施例的印刷头在印刷操作期间能精确地控制印刷头的腔室内的压力。印刷头实现的精确压力控制提高了印刷操作的质量。具体地，印刷头能在腔室内维持粘性材料的一致压力以提高印刷沉积在整个电子基板的宽度上的完整性。
实施例的应用不限于以下说明阐述的或附图图示的结构细节和元件布置。另外，本文使用的措辞和术语是为了说明的目的并且不应当视为限制。本文中使用“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型意味着涵盖其后列出的各项及其等同物以及附加项。
因此已经描述了至少一个实施例的若干方面，要理解的是，本领域技术人员将能容易地进行变更、修改和改进。这些变更、修改和改进旨在成为本发明的一部分，并且旨在落入本发明的范围内。因此，上述说明和附图只是举例。

Claims (20)

1.一种用于在电子基板上印刷粘性材料的模板印刷机，所述模板印刷机包括：
模板，其具有形成在其内的孔隙；
印刷头，其位于所述模板上方并且被配置成在所述模板的孔隙中沉积粘性材料，所述印刷头包括：限定细长的腔室的壳体；
限定通道的源端口，所述通道具有定位成允许粘性材料流入所述细长的腔室内的入口；
一对限定狭槽的刮刀，所述狭槽设有出口，粘性材料能够从所述出口流出所述细长的腔室；
细长的柱塞，所述细长的柱塞可在所述细长的腔室内移动以减少粘性材料在所述细长的腔室内的体积；以及
至少一个传感器，其用于检测所述细长的腔室内的粘性材料的压力。
2.根据权利要求1所述的模板印刷机，进一步包括控制器，所述控制器与所述印刷头连接以控制细长的柱塞的操作，以将粘性材料维持在所需的压力。
3.根据权利要求2所述的模板印刷机，其中所述至少一个传感器包括沿着所述细长的腔室的壁设置的压力传感器。
4.根据权利要求2所述的模板印刷机，其中所述印刷头进一步包括电机，所述电机连接到所述印刷头的壳体以及所述控制器，以在所述控制器的控制下驱动所述细长的柱塞在所述细长的腔室内运动。
5.根据权利要求1所述的模板印刷机，进一步包括柔性膜，所述柔性膜位于所述细长的柱塞与设置在所述细长的腔室内的粘性材料之间。
6.根据权利要求1所述的模板印刷机，其中所述刮刀朝着彼此成角度。
7.根据权利要求1所述模板印刷机，进一步包括沿着所述细长的腔室的长度放置的三个传感器。
8.一种用于印刷焊膏的方法，包括：
供应粘性材料到印刷头的细长的腔室；
用细长的柱塞施加压力到所述粘性材料，以使所述粘性材料移位到基板上；以及
感测所述细长的腔室内的压力以将所述粘性材料维持在所需的压力。
9.根据权利要求8所述的方法，其中感测所述细长的腔室内的压力包括对从所述细长的腔室内的多个压力传感器获取的读数取平均值以控制所述细长的腔室内的粘性材料的压力。
10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在所述细长的柱塞与所述细长的腔室内的粘性材料之间放置柔性膜。
11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在将所述粘性材料维持在所需压力的同时供应粘性材料到所述细长的腔室。
12.根据权利要求8所述的方法，其中在所述细长的腔室的左手侧以及所述细长的腔室的右手侧感测压力。
13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在印刷行程期间主动控制从所述细长的腔室排出的粘性材料的量。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述粘性材料是焊膏，并且其中所述方法进一步包括当焊膏从所述细长的腔室排出时使所述焊膏穿过模板以有选择地沉积在所述基板上。
15.一种印刷头，包括：
限定细长的腔室的壳体；
限定通道的源端口，所述通道具有定位成允许粘性材料流入所述细长的腔室内的入口；
一对限定狭槽的刮刀，所述狭槽设有出口，所述粘性材料能够从所述出口流出所述细长的腔室；
细长的柱塞，所述细长的柱塞可在所述细长的腔室内移动以减少粘性材料在所述细长的腔室内的体积；以及
装置，其用于检测所述细长的腔室内的所述粘性材料的压力。
16.根据权利要求15所述的印刷头，进一步包括控制器，所述控制器与所述印刷头连接以控制细长的柱塞的操作，以将粘性材料维持在所需的压力。
17.根据权利要求16所述的印刷头，进一步包括电机，所述电机连接到所述壳体以及所述控制器上，以在所述控制器的控制下驱动所述细长的柱塞在所述细长的腔室内运动。
18.根据权利要求15所述的印刷头，其中所述用于检测压力的装置包括沿着所述细长的腔室的壁设置的压力传感器。
19.根据权利要求15所述的印刷头，进一步包括在所述细长的腔室内的所述细长的柱塞下方的柔性膜。
20.根据权利要求15所述的印刷头，其中所述用于检测压力的装置包括沿着所述细长的腔室的长度放置的三个传感器。
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