CN1158155C - 在印刷机中用来分配材料的方法和器械 - Google Patents

Abstract

一种用来把粘性材料印刷在预定位置上以便在基材上形成图案的印刷机(10)。印刷机(10)包括机座(12)；安装在机座(12)上的设备，该设备有为形成图案而安排的大量的孔眼；与机座耦合的支撑器械，该支撑器械在所述装置下方把基材支撑在印刷位置上；以及材料分配器。材料分配器具有容纳打算印到基材上的粘性材料的腔室(110)。腔室(110)有供被分配的粘性材料通过的分配孔。材料分配器与机座(12)耦合，被定位在所述装置上方，并且其结构和安排适合通过所述装置上的孔眼把粘性材料分配到基材上。材料分配器有回缩装置，该回缩装置在完成分配后阻止粘性材料从分配孔泄漏。

Description

在印刷机中用来分配材料的方法和器械

本发明的相关专利申请：这项专利申请是1997年11月7日归档的美国专利申请第08,966,057号的部分继续申请，在此通过引证将它并入。

技术领域

本发明涉及用来分配材料的器械和方法，具体地说涉及在丝网或模绘板印刷机中用来分配焊锡膏的器械和方法。

背景技术

在典型的表面安装电路板的制造过程中，模绘板印刷机被用于把焊锡膏印刷到电路板上。通常，具有焊接区或一些其它表面(通常是导电的)的图案(焊锡膏将沉积其上)的电路板被自动地喂入模绘板印刷机，而电路板上的一个或多个小孔或标记(被称为基准点)被用于在把焊锡膏印刷到电路板上之前使电路板与模绘板印刷机的模绘板或丝网适当地对齐。在一些现有技术的系统中，光学准直系统被用于使电路板与模绘板适当地对齐。用于模绘板印刷机的光学准直系统的典范是在1991年10月21日授权给Freeman的美国专利第5,060,063号和1992年1月31日授权给Freeman的美国专利第Re.34,615号中介绍的，在此通过引证将它们全部并入。

一旦电路板已经与印刷机上的模绘板适当地对齐，电路板就被提升到模绘板，焊锡膏被分配到模绘板上，刮刀(或者橡皮刮板)横着跨过模绘板，以迫使焊锡膏通过模绘板上的缝隙到电路板上。当橡皮刮板横跨模绘板移动时，焊锡膏倾向于在刮刀前面滚动，这令人满意地使焊锡膏得以混合和剪切，以便到达有利于填充丝网或模绘板上的缝隙的预期粘度。焊锡膏通常是从类似于SEMCO股份有限公司制造的那种标准的焊剂盒中被分配到模绘板上的。

在一些现有技术的模绘板印刷机中，在橡皮刮板已经充分地横越过模绘板之后仍然留在橡皮刮板下面的任何过量的焊锡膏在橡皮刮板为了印刷第二块电路板返回其初始位置时仍然留在该模绘板上。在一些现有技术的丝网印刷机中，第二个橡皮刮板被用于按照与第一个橡皮刮板的移动方向相反的方向横穿模绘板移动。为了连续地印刷每块电路板，第一个橡皮刮板和第二个橡皮刮板将在电路板上被交替地使用以使焊锡膏在模绘板的缝隙上连续地滚动。在利用两个橡皮刮板的现有技术的模绘板印刷机中，仍然存在着这样的问题，即在结束制造时或打算更换模绘板时过量的焊锡膏通常还留在模绘板上必须通过手工操作将它除掉。另外，在这些现有技术的印刷机中，因为挥发性的溶媒从焊锡膏中逸出因此影响焊锡膏的粘度，所以难以维持合乎需要的粘度。

在前面讨论的现有技术的模绘板印刷机中，橡皮刮板通常相对呈某个预定的角度，以便在橡皮刮板横跨模绘板移动时对焊锡膏施加向下的压力，从而迫使焊锡膏通过模绘板上的缝隙中。刮板的角度是根据该刮板横跨模绘板的移动速度和预期刮板作用于焊锡膏的压力选定的。合乎需要的是当橡皮刮板横跨模绘板移动时作用在焊锡膏上的压力保持恒定，但是，在现有技术的印刷机中，压力是变化的，这是因为在整个生产过程中焊锡膏的粘度在变化以及由于橡皮刮板的驱动设备施加给橡皮刮板的压力造成橡皮刮板变换引起橡皮刮板的角度发生变化。

所以，人们希望提供一种用来把材料分配到印刷机的模绘板上的方法和器械，以解决前面讨论过的问题。

发明内容

本发明的实施方案提供能解决前面讨论过的现有技术的问题的用来分配材料的方法和具有分配器械的模绘板印刷机。

在本发明的第一实施方案中，提供一种在预定位置印刷粘性材料以便在基材上形成图案的印刷机。这种印刷机包括：机座；安装在机座上并且有为形成图案而安排的大量的孔眼的设备；与机座耦合并且在所述设备下面的印刷位置上支撑基材的支撑器械；以及具有本质上呈圆筒形的腔室的材料分配器，其中所述腔室装有打算在所述设备上印刷的粘性材料。所述腔室有用来分配粘性材料的分配孔。材料分配器与机座耦合，定位在所述设备的上方，并且其构造和安排适合通过所述设备上的孔眼将粘性材料分配到基材上。

本发明的第一实施方案的替代变换包括大量的不同的特点。在一个变换中，材料分配器的构造和安排适合在分配腔室中的粘性材料时沿着横跨所述设备的第一轴线移动。在另一个变换中，所述腔室有沿着腔室的长度延伸的圆筒轴线，而且腔室的内表面涂有低摩擦系数的涂料，以便在材料分配器横跨所述设备移动时允许粘性材料在腔室里面混合。在替代实施方案中，在腔室的内表面上可以使用具有高和低两种摩擦系数的不同的涂层，以便增强材料在腔室中的层流流动。

在第一实施方案的另一个变换中，印刷机进一步包括给粘性材料加热的加热器或使该材料冷却的冷却器，而材料分配器包括至少一个用来接收增压的焊锡膏的口，以便增加腔室中焊锡膏的压力迫使粘性材料从腔室中流出。

在第一实施方案的又一个变换中，材料分配器进一步包括检测腔室内压力的压力传感器，而且该印刷机进一步包括与压力传感器耦合的控制器，该控制器检测腔室内的压力并且将该压力维持在预期的数值。

在第一实施方案的第三个变换中，材料分配器适合接纳可卸焊剂盒，而且在一些变换中，可卸焊剂盒是标准的SEMCO焊剂盒。

在第一实施方案的第四个变换中，材料分配器包括一对带边坝且面朝里的刮板，该刮板在印刷期间与所述设备接触以便防止过量的材料在所述设备上聚集。

在第一实施方案的第五个变换中，印刷机进一步包括收集焊锡膏的橡皮刮板臂，该橡皮刮板臂在材料分配器被抬起离开所述设备时收集留在所述设备上的过量的粘性材料。

在本发明的第二实施方案中，提供用来在预定位置印刷粘性材料在基材上形成图案的印刷机。该印刷机包括机座；安装在机座上并且有为了形成图案而安排的大量的孔眼的设备；在所述设备下方的印刷位置支撑基材的支撑器械；以及具有腔室的材料分配器，该腔室装有打算印在基材上的粘性材料。所述腔室有用来分配粘性材料的分配孔。材料分配器定位在所述设备上面，并且其构造和安排适合通过所述设备上的孔眼把粘性材料分配到基材上和适合接纳向腔室提供粘性材料的可卸焊剂盒。所述腔室具有适合接收来自可卸焊剂盒的粘性材料的入口。

本发明的第二实施方案的替代变换可以包括前面讨论过的第一实施方案的各种变换的一个或多个特点。

本发明的第三实施方案提供把粘性材料分配到印刷机的模绘板上的材料分配器。材料分配器包括用来装粘性材料的本质上呈圆筒形的腔室。该腔室有用来分配粘性材料的分配孔。该材料分配器还包括一对面朝里的刮板和安装在材料分配器上非常靠近分配孔的边坝。刮板适合在印刷期间与模绘板接触以防止过量的材料留在所述设备上。

在材料分配器的一个变换中，腔室的内表面涂有低摩擦系数的涂料，以便在材料分配器横跨所述设备移动时允许粘性材料在腔室里面混合。

本发明的第四实施方案提供在预定位置印刷粘性材料以便在基材上形成图案的印刷机。这种印刷机包括机座；安装在机座上并且具有为了形成图案而安排的大量的孔眼的设备；与机座耦合用来在所述设备下方的印刷位置支撑基材的支撑器械；以及有腔室的材料分配器，该腔室装有打算印在基材上的粘性材料。该腔室有分配粘性材料的分配孔。该材料分配器与机座耦合，定位在所述设备的上方，并且其构造和安排适合通过所述设备上的孔眼把粘性材料分配到基材上。材料分配器有回缩装置，该回缩装置在完成分配后阻止粘性材料从分配孔泄漏。

在一个变换中，该回缩装置包括至少一个柱塞，该柱塞可以延伸到腔室中以便改变腔室的容积，该回缩装置还可以包括与柱塞耦合的致动器，该致动器控制柱塞的运动。致动器可以具有第一个空气入口和第二入口，而且致动器的构造和安排适合在第一入口提供压缩空气时使柱塞按第一方向运动，在第二入口提供压缩空气时使柱塞按第二方向运动。

在第四实施方案的各个变换中，材料分配器可以包括至少一个用来接收压缩空气的口，以便在分配期间向腔室提供空气压力迫使粘性材料从腔室中流出，该材料分配器还可以包括检测腔室内压力的压力传感器，而印刷机可以进一步包括与所述压力传感器耦合的控制器，该控制器检测腔室内的压力并且控制通过所述的口提供的压缩空气以使腔室内的压力维持在预期的数值。该印刷机适合接纳向腔室提供粘性材料的可卸焊剂盒，而所述腔室可以有接收来自可卸焊剂盒的粘性材料的入口。为了迫使粘性材料从焊剂盒流入腔室，将压缩空气提供给焊剂盒。

在第五实施方案中，印刷机是为了在基材上形成图案的预定位置印刷粘性材料而准备的。该印刷机包括机座；安装在机座上并且具有为了形成图案而安排的大量的孔眼的设备；与所述的机座耦合在所述设备下方的印刷位置上支撑基材的支撑器械；以及具有腔室的材料分配器，其中所述腔室装有打算印在基材上的粘性材料。所述腔室有分配粘性材料的分配孔；而所述的材料分配器与机座耦合，定位在所述设备的上方，并且其构造和安排适合通过所述设备上的孔眼把粘性材料分配到基材上。该印刷机还包括在完成分配后使粘性材料保持在腔室内的装置。

在第五实施方案的各个变换中，所述的保留装置包括用来增大腔室容积的装置，而所述的材料分配器适合接纳为腔室供应粘性材料的可卸焊剂盒，所述腔室具有接收来自可卸焊剂盒的粘性材料的入口。该印刷机可以进一步包括用来对焊剂盒中的粘性材料施加压力迫使粘性材料从焊剂盒进入所述的腔室和迫使粘性材料通过分配孔从腔室流出的装置。

在本发明的第六实施方案中，提供一种方法，该方法利用具有腔室的分配器把粘性材料的图案印到基材上，其中所述腔室具有用来接收粘性材料的入口和用来分配粘性材料的出口。该方法包括下述步骤：把分配器定位在基材的上方；对腔室中的粘性材料施加压力以便将来自腔室出口的粘性材料分配到基材上；降低施加在粘性材料上的压力以便中断分配；以及增大腔室的容积以使粘性材料保留在腔室内。

第六实施方案的方法可以进一步包括如下步骤：在把材料分配到基材上之前使腔室的容积减小；使装有粘性材料的可卸焊剂盒与分配器这样耦合以致可卸焊剂盒的出口恰好与腔室的入口耦合。在第六实施方案的各种变换中，在施加压力的步骤中，空气压力是供应给可卸焊剂盒的。

附图说明

为了更好地理解本发明，请参照在此通过引证并入的附图，其中：

图1提供按照本发明的一个实施方案的模绘板印刷机的正视图；

图2提供在图1的模绘板印刷机中使用的材料分配头的透视图；

图3提供用图2表示的材料分配头的侧剖图；

图4展示图2所示材料分配器的腔室的特写侧视图；

图5更详细地展示材料分配器的仰视图；

图6展示带焊锡膏收集臂的材料分配器的侧视图；

图7展示在图1的模绘板印刷机中使用的分配头的另一个实施方案的正视图；

图8展示图7所示分配头的俯视图；

图9展示图7所示分配头的侧视图；

图10展示沿着图8的线10-10截取的分配头的侧剖图；

图11展示沿着图10的线11-11截取的分配头的剖视图；

图12展示在图7所示的分配头中使用的回缩组件的侧视图；

图13展示图12的回缩组件的俯视图；以及

图14展示拆除了回缩组件的图7所示分配头的透视图。

具体实施方式

为了图解说明，现在将参照用来把焊锡膏印刷到电路板上的模绘板印刷机介绍本发明的各种实施方案。但是，熟悉这项技术的人将承认本发明的实施方案不限于把焊锡膏印刷到电路板上的模绘板印刷机，而是可以用于需要分配其它粘性材料(例如，粘接剂和密封剂)其它应用中。进一步说，按照本发明的实施方案的模绘板印刷机不局限于把焊锡膏印刷在电路板上的那些印刷机，而是包括为了把其它材料印在各种基材上所使用的那些印刷机。另外，术语“丝网和模绘板”在本文中可以互换地用于描述在印刷机中定义印到基材上的图案的设备。

图1展示按照本发明的一个实施方案的模绘板印刷机10的正视图。模绘板印刷机10包括机座12，该机座支撑着模绘板印刷机的组成部分，其中包括控制器14、模绘板16和分配头100，该分配头具有可以用来分配焊锡膏的分配狭长孔102。

分配头100利用两个指旋螺丝22与第一块板18耦合。第一块板18与第二块板20耦合，而第二块板又与模绘板印刷机10的机座12耦合。第一块板18是以这样的方式与第一块板耦合的，以致第一块板可以沿着z轴相对第二块板20移动，其中z轴是由图1所示的坐标轴系统23定义的。第一块板是在控制器14的控制下借助马达移动的。

第二块板20与机座12这样可移动地耦合，以致第二块板20能沿着x轴相对机座12移动，其中x轴也是由坐标轴系统23定义的。如同下面将进一步详细介绍的那样，第一和第二块板的运动允许将分配头100放在模绘板16上方并且横跨模绘板移动，以便允许把焊锡膏印刷到电路板上。

模绘板印刷机10还包括在模绘板印刷机中把电路板26输送到印刷位置的具有轨道24的传送带系统。模绘板印刷机有大量的销钉28，这些销钉当电路板处在分配位置时位于电路板的下方。这些销钉被用于将电路板26举起使它离开轨道24，以便在印刷时使电路板接触到或者非常靠近模绘板16。

分配头100的构造适合接纳两种标准的SEMCO牌3盎司或6盎司的焊锡膏盒104，该焊锡膏盒在印刷操作期间把焊锡膏提供给分配头。每个焊锡膏盒104都与压缩空气软管30的一端耦合。如同熟悉这项技术的人很容易理解的那样，分配头可能适合接纳其它标准或非标准的焊剂盒。每个压缩空气软管的另一端被固定到压缩机上，该压缩机在控制器14的控制下把压缩空气提供给焊剂盒，以便迫使焊锡膏从焊剂盒流入分配头100，再流到丝网16上。诸如活塞之类的机械装置可以用来辅助或取代空气压力，迫使焊锡膏从SEMCO焊剂盒流入分配头。

在本发明的一个实施方案中，控制器14如同在本文中描述的那样是使用采用Microsoft DOS或Windows NT操作系统的个人计算机用专用的应用软件来控制模绘板印刷机的操作实现的。

模绘板印刷机10如同下面介绍的那样操作。利用传送带轨道24把电路板26装入模绘板印刷机。然后，分配头在z方向上被降低到它与模绘板16接触。在分配头横跨模绘板16沿着x方向移动时将压缩空气提供给焊剂盒104。压缩空气迫使焊锡膏流出焊剂盒，并且在分配头中形成作用于焊锡膏的压力以迫使焊锡膏从分配头的分配狭长孔通过模绘板16上的缝隙流到电路板26上。一旦分配头100充分地横跨模绘板16，电路板降回到传送带的轨道24上，并且被这样运离印刷机，以致第二块电路板可以被装入印刷机。为了在第二块电路板上印刷，分配头按照与用于第一块电路板的方向相反的方向横跨模绘板移动。作为替代，橡皮刮板臂(如同下边介绍的那样)可以通过转动把焊锡膏装在分配器中，然后，分配器可以在z方向上升起退回其最初的位置以准备利用同样方向的行程在第二块电路板上印刷。有关分配头100的操作和构造的进一步描述下面参照图2-5予以提供。

分配头100包括与两个支撑臂106耦合的壳体105。在每个支撑臂106的一端是指旋螺丝22，这些指旋螺丝是为易于拆除和安装分配头100准备的。壳体105有两个适合接纳标准的SEMCO焊锡膏盒的口108。在本文中介绍的实施方案中，分配头适合接纳两个SEMCO焊剂盒，但是该分配头可能适合包括比在此展示的两个多或少的焊剂盒。所用的焊剂盒的数量是根据分配头的长度L和所用的焊剂盒的容量选定的。长度L是部分地根据待印刷的电路板的宽度决定的。如果电路板的尺寸改变，那么分配头可以被长度L按新电路板的尺寸制造的新分配头替换。为了适应比较小的电路板，狭长孔102的有效长度也可以通过局部地覆盖狭长孔而被减少。

壳体105包括圆筒形的腔室110，从SEMCO焊剂盒接收的焊锡膏在被分配到模绘板上之前被储备在该腔室中。在一个实施方案中，腔室110的内壁涂有低摩擦系数的材料。摩擦系数在宽广范围内变动的其它材料被用于该涂层，以便在腔室中形成焊锡膏的预期的层流流动。在一个实施方案中，大量的具有各种摩擦系数的不同的涂层可以被用来形成预期的层流流动。在狭长孔102处，壳体有两个面朝里的刮板112和114。每个面朝里的刮板(112和114)都具有近似等于狭长孔长度L的长度，近似等于0.38英寸的宽度和近似等于0.004～0.010英寸的厚度。在本发明的一个实施方案中，每个刮板112和114都是用弹簧钢制成的。在刮板的两端是边坝103。尽管其它材料(例如，塑料)可以用来制作刮板，但是使用弹簧钢将提供持续具有弹性的长寿命。每个刮板都是这样安排的，以致在刮板和模绘板的顶面之间提供大约15度的角度。部分地根据用来制作刮板的材料和材料分配器横跨模绘板的移动速度，刮板可能以不同于15度的角度取向。

在本发明的一个实施方案中，分配头100进一步包括压力传感器116和温度控制器120。热电器件和温度传感器被合并在温度控制器之内。压力传感器116和温度控制器120分别通过电缆118和122与控制器14耦合。控制器14是为了根据来自传感器的信号测定腔室110内焊锡膏的压力和温度而配置的，该控制器通过调节施加给焊剂盒中的焊锡膏的力和通过控制装在温度控制器中的热电器件来控制压力和温度。在一个实施方案中，腔室中焊锡膏的压力是通过压缩空气把每平方英寸大约1至25磅的压力施加给每个焊剂盒104得以维持的。腔室中焊锡膏的温度在印刷操作期间被维持在大约20摄氏度。在一个实施方案中，压力传感器是利用备有可编程的调节器的压力传感器实现的，而温度控制器是利用备有热电器件的温度探针实现的，其中所述的热电器件能够为焊锡膏提供冷却和加热。

如同前面讨论的那样，当分配头处于这样降低的印刷位置以致它接触到模绘板时，模绘板印刷机10是这样操作的，即当分配头横穿模绘板时利用施加在每个SEMCO焊剂盒上的空气压力迫使焊锡膏从分配头100流到模绘板上。在印刷位置，刮板112和114和模绘板的顶面接触。就分配头横穿模绘板移动的每个方向而言，刮板112和114之一将是拖后的刮板并且将过量的焊锡膏从模绘板上全部擦掉。例如，当分配头100按图3中的箭头122的方向移动时，刮板112将是拖后的刮板，它把在任何过量的焊锡膏从模绘板上除去。当分配头按箭头122的方向移动时，在分配头中刮板的取向和圆筒形腔室的运用使得焊锡膏在腔室110里面按箭头124的方向滚动或流动。焊锡膏在腔室内的运动引起焊锡膏的混合和剪切，这有助于维持焊锡膏的预期的温度和粘度。用于腔室110的内壁的涂层允许焊锡膏在腔室内自由地运动。

在印刷终结时，人们希望把分配头升起脱离模绘板，此时控制器14在分配头升起前关闭压缩空气源。这使得焊锡膏在分配头升起时留在腔室110中并且有效地减少了完成印刷时留在模绘板上的焊锡膏的数量。

为了进一步减少残留在模绘板上的焊锡膏的数量，收集焊锡膏的橡皮刮板臂可以用来除掉过量的焊锡膏。可以在本发明的实施方案中使用的收集焊锡膏的橡皮刮板臂的一个实例是在美国专利第5,044,306号中介绍的，在此通过引证将它并入。图6展示并入分配头100的焊锡膏收集臂130。焊锡膏收集臂包括橡皮刮板131。该焊锡膏收集臂被安装在托架132上，该托架本身又被安装到一个或两个支撑臂106上。焊锡膏收集臂利用可旋转的铰链134安装在托架132上，而托架132相对支撑臂106可按箭头122指示的方向移动。

在焊锡膏收集臂象下面介绍的那样操作。当分配头100稍稍升起脱离模绘板时，托架132按箭头122的方向移动，而焊锡膏收集臂按箭头136表示的方向旋转，从而使橡皮刮板131沿着模绘板刮削和清除模绘板上的任何过量的焊锡膏。在焊锡膏收集臂的旋转和托架132的移动是利用马达或致动器在控制器14的控制下完成的。

在本发明的一些不使用焊锡膏收集臂的实施方案中，刮板112和114可以被安装到马达或致动器上，它们在控制器的控制下彼此朝对方移动，把任何过量的焊锡膏从丝网上刮掉并且彻底地关闭狭长孔102。作为替代，除了刮板112和114之外，另一对可移动的刮板可以被安装到分配头上并且彼此朝对方移动，以便从模绘板上刮掉过量的焊锡膏。

在本发明的另一个实施方案中(现在将参照图7-13介绍它)，在印刷终结时将降低分配头腔室内的压力，以便把过量的焊锡膏吸入该腔室。图7展示按照本发明的这个实施方案的分配头200的侧视图。分配头200类似于分配头100，并且用与两个支撑臂206耦合的两个指旋螺丝222安装在印刷机上。与分配头100一样，分配头200是为了适应将两种标准的焊锡膏盒104安装到口208上而设计的。该分配头包括托架224，在该托架上装有传导性靠近开关225。该传导性靠近开关检测何时焊剂盒中焊锡膏的水平下降到预定水平以下，并且在那个时刻阻止进一步的印刷和向操作员提供低焊锡膏条件的指示。在一个实施方案中，传导性靠近开关是利用那个检测导电材料的关闭(例如，按部件编号E2K-F10MC2购自Omron公司的那些)实现的。在其它的实施方案中，可以使用更多或更少的焊锡膏盒。

分配头200有包含圆筒形腔室210的壳体205。该壳体有两个把焊锡膏从焊锡膏盒送入圆筒形腔室210的口208。类似于分配头100，分配头200有刮板212和214以及边坝203。在一个实施方案中，边坝具有下半部分和上半部分。下半部分是由刚性比较强的材料(例如，硬度为70 shore D的聚氨酯)制成的，以便防止磨损；而上半部分是由更顺从的材料(例如，硬度为10至15 shore A的聚氨酯)制成的，以便在分配头横穿模绘板移动时允许轻微地压缩边坝。此外，分配头200有检测腔室210内压力的压力传感器216和检测腔室中焊锡膏温度的温度传感器。在壳体内，如同在图11中清楚地看到的那样，毗邻该腔室的是沟道209、211和213。沟道209和211被用于使焊锡膏从焊锡膏盒通过口208到腔室更均衡地分布，而沟道213使压力传感器216能够测定腔室内的压力。

分配头200不同于分配头100，它包括焊锡膏回缩组件230。如同下面更详细地介绍的那样，完成了基材上的印刷之后，焊锡膏回缩组件使腔室210的有效容积增大以便在腔室内形成负压，这个负压使过量的焊锡膏回缩到腔室中。

回缩组件230包括4个有活塞238的致动器232，它们与两个柱塞安装托架244耦合。每个柱塞安装托架244都用螺丝241耦合到两个细长的U形柱塞240上。每个致动器都被安装到致动器安装托架242上，而这个致动器安装托架用螺丝243安装到壳体205上。

如同在图14中清楚地看到的那样(该图展示带回缩组件的壳体205并且将焊锡膏盒拆除)，壳体205有上层沟道248、2条中间沟道250和4个下层狭长孔252。上层沟道穿过壳体延伸并且是按适合致动器托架242的尺寸制造的。2条中层沟道250是在致动器沟道内形成的并且是按适合柱塞安装托架244的尺寸制造。4条下层狭长孔252中的两条是在各自的中层沟道250中形成的。每条下层狭长孔都是按适合柱塞240之一的尺寸制造的。

在本发明的一个实施方案中，致动器是利用9/16英寸直径和1/8英寸冲程的双动式扁平气缸(按部件号FOD-020.125-H购自IL州Monee镇的Bimba公司)实现的。这些致动器有两个压缩空气入口234和236，这两个压缩空气入口在本发明的实施方案中与可控制的压缩空气源耦合，以便控制活塞238的运动。压缩空气提供给致动器的入口234推动活塞前移，而压缩空气提供给入口236使活塞回缩。

在一个实施方案中，u形柱塞是由弹性材料(例如，硬度为65-70 shore D的聚氨酯)制成的。在其它的实施方案中，其它的材料可以被用来制作柱塞。柱塞在细长的狭长孔252中提供密封，以防止腔室中的焊锡膏通过狭长孔252逸出。

现在介绍分配头200的操作。为了利用定义图案的模绘板把焊锡膏或一些其它物质的图案印刷到电路板之类的基材上，分配头200在印刷周期以本质上与分配头100相同的方式操作。在印刷终结时，压缩空气被提供给入口236使每个活塞238回缩到致动器中并且使每个柱塞240在细长的狭长孔252中升高。当柱塞升高时，腔室210的有效容积增大，从而在腔室中形成瞬间的真空条件，这个瞬间真空把焊锡膏吸入腔室。在另一块基材上开始印刷之前，压缩空气提供给入口234使每个活塞从致动器中伸出并且使柱塞在细长的狭长孔252中下降。

在本发明的一个用来印刷焊锡膏的实施方案中，活塞和柱塞在伸出和回缩位置之间移动都大约0.125英寸的距离。在这个实施方案中，在活塞处于缩回位置时腔室容积增大大约2％到4％。在其它的实施方案中，根据接受印刷的材料的特点和腔室的设计，按其它数值改变腔室容积可能是符合要求的。

在前面介绍过的分配头200的作为例证的实施方案中，在回缩组件中使用带4个致动器的4个柱塞，而且壳体包括2个中层沟道和4个下层狭长孔，适应该回缩组件。在其它的实施方案中，使用更多或者更少的柱塞，致动器，中层沟道和下层狭长孔可能是符合要求的，这取决于印刷头和腔室的尺寸。此外，在本发明的其它实施方案中，不同于柱塞的器件可以被用来扩展腔室的容积。

在上述的作为例证的实施方案中，空气致动器被用来使活塞伸缩。如同熟悉这项技术的人所理解的那样，在其它的实施方案中，电动马达之类的其它机构可以被用了来移动活塞。

在不包括带回缩组件的分配头200的本发明的实施方案中，人们业已发现开始印刷之后在把基材从模绘板上取走时焊锡膏可能从腔室中漏出。从腔室中漏出的焊锡膏经常能在模绘板和刮板之间流动并且不合乎需要地聚集在刮板的背面。使用回缩组件在印刷之后把焊锡膏吸入腔室对于减少从腔室中泄漏的焊锡膏是有效的。

美国专利申请第08/598,288号(1996年2月8日申请，并且部分地转让给本申请的受让人，在此通过引证将它并入)揭示一种有焊锡涂布器的丝网印刷机，其中所述的涂布器把焊锡膏涂到模绘板上。在一个实施方案中，焊锡涂布器包括可旋转的零部件，该零部件使焊锡膏在焊锡涂布器中混合。本发明的实施方案可以在腔室内包括可旋转的零部件，以便协助焊锡膏在腔室中混合。

本发明的上述实施方案也可以被合并到双轨模绘板印刷机中，例如，在1997年2月21日提交的美国专利申请第08/802,934号中介绍的那些双轨模绘板印刷机，在此通过引证将该申请并入。

本发明的上述实施方案包括用来把焊锡膏装入分配头的标准的SEMCO焊剂盒。其它的可卸焊剂盒可以被用来代替SEMCO焊剂盒。但是，使用标准的可更换的焊剂盒是符合要求的。

在本发明的实施方案中，分配头的腔室已被描绘成圆筒形的。分配头没有必要是圆筒形的，本质上呈圆形横断面允许焊锡膏在腔室内滚动以便本质上形成层流流动的其它的形状也可以被使用。此外，在一个实施方案中，腔室通常是肾脏形状，而且这种特定的形状是可编程的，以便根据所用的特定的焊锡膏材料、分配头横穿模绘板的速度和任何其它因素控制焊锡膏在腔室内的流动。

本发明的各个实施方案的分配头被描绘成与模绘板印刷机一起使用。诸如Ultraprint 3000型模绘板印刷机和AP系列的模绘板印刷机(两者都购自MA州Franklin镇的MPM公司)之类的模绘板印刷机可能很容易适合与本发明的各种实施方案一起使用。

本发明的各种实施方案都通过提供有效地从模绘板上清除过量的焊锡膏的分配头和模绘板印刷机解决了与现有技术的模绘板印刷机相关联的问题。此外，施加给焊锡膏迫使它通过模绘板上的缝隙的压力是利用闭环反馈系统予以精确控制的。

至此已经介绍了至少一个本发明的作为例证的实施方案，对于熟悉这项技术的人各种各样的变化、修改和改进都很容易产生。这样的变化、修改和改进倾向于在本发明的精神和范围内。因此，前面的介绍仅仅是举例说明而不倾向于作为限制。本发明的限度仅仅是由权利要求书及其等同物定义的。

Claims (20)

1.一种用来在预定位置印刷粘性材料，以便在基材上形成图案的印刷机，所述印刷机包括：

机座；

设备，所述设备具有为形成图案而安排的大量的孔眼；

支撑器械，所述支撑器械用来在所述设备下方把所述基材支撑在印刷位置上；以及

材料分配器，所述材料分配器具有容纳打算印在所述基材上的粘性材料的腔室，所述腔室具有通过它分配粘性材料的分配孔，所述材料分配器与所述机座耦合，定位在所述设备上方，并且其构造和安排适合通过所述设备上的孔眼把粘性材料分配到所述基材上，

其特征在于：

所述设备被安装在所述机座上，所述支撑器械与所述机座耦合，所述材料分配器具有完成分配之后阻止粘性材料从所述分配孔泄漏的回缩装置。

2.根据权利要求1的印刷机，其中所述回缩装置包括至少一个柱塞，所述柱塞能延伸到所述腔室中以便改变所述腔室的容积。

3.根据权利要求2的印刷机，其中所述回缩装置包括与所述柱塞耦合的致动器，以便控制所述柱塞的运动。

4.根据权利要求3的印刷机，其中所述致动器具有第一空气入口和第二入口，而且所述致动器的构造和安排适合在所述第一入口施加压缩空气时使所述柱塞按第一方向运动、在所述第二入口施加压缩空气时使所述柱塞按第二方向运动。

5.根据权利要求4的印刷机，其中所述材料分配器的构造和安排适合在分配所述腔室中的材料的同时沿着第一轴线移动。

6.根据权利要求5的印刷机，其中所述的腔室具有沿着所述腔室长度延伸的圆筒轴线，而且所述圆筒轴线与所述的第一轴线正交。

7.根据权利要求6的印刷机，其中所述材料分配器包括至少一个接收压缩空气的口，以便在分配期间向所述腔室提供空气压力，迫使粘性材料从所述腔室中流出。

8.根据权利要求7的印刷机，其中所述材料分配器包括用来检测所述腔室内压力的压力传感器，而且所述印刷机进一步包括与所述压力传感器耦合的控制器，所述控制器检测腔室内的压力并且控制通过所述口提供的压缩空气，以使所述腔室内的压力维持在预期的数值。

9.根据权利要求8的印刷机，其中所述材料分配器适合接纳给所述腔室提供粘性材料的可卸的焊剂盒，所述腔室有用来接收来自所述可卸的焊剂盒的粘性材料的入口。

10.根据权利要求9的印刷机，其中所述压缩空气是提供给所述焊剂盒的，以便迫使粘性材料从所述焊剂盒流入所述腔室。

11.根据权利要求10的印刷机，其中所述粘性材料是焊锡膏，而所述设备是用来把所述焊锡膏印刷到电路板上的模绘板。

12.根据权利要求1的印刷机，其中所述材料分配器适合接纳把粘性材料提供给所述腔室的可卸焊剂盒，而所述腔室有接收来自可卸焊剂盒的粘性材料的入口。

13.根据权利要求12的印刷机，其中所述压缩空气是提供给所述焊剂盒的，以便迫使粘性材料从所述焊剂盒的腔室流入所述腔室并且迫使粘性材料从所述腔室流出。

14.一种用来在预定位置印刷粘性材料，以便在基材上形成图案的印刷机，所述印刷机包括：

机座；

设备，所述设备具有有为形成图案而安排的大量的孔眼；

支撑器械，所述支撑器械用来在所述设备下方将所述基材支撑在印刷位置上；以及

材料分配器，所述材料分配器具有容纳打算印在所述基材上的粘性材料的腔室，所述腔室具有通过它分配粘性材料的分配孔，所述材料分配器与所述机座耦合，定位在所述设备上方，并且其构造和安排适合通过所述设备上的所述孔眼把粘性材料分配到所述基材上；

其特征在于：

所述设备被安装在所述机座上，所述支撑器械与所述机座耦合，所述印刷机包括完成分配之后用来在所述腔室中保留粘性材料的保持装置，所述保持装置包括增大所述腔室容积的装置。

15.根据权利要求14的印刷机，其中所述材料分配器适合接纳向所述腔室提供粘性材料的可卸焊剂盒，而所述腔室有入口接收来自所述可卸焊剂盒的粘性材料。

16.根据权利要求15的印刷机，进一步包括向所述焊剂盒中的粘性材料施加压力的装置，以便迫使粘性材料从所述焊剂盒流入所述腔室，再从所述腔室通过分配孔流出。

17.一种利用具有腔室的分配器在基材上印刷粘性材料图案的方法，其中所述腔室具有接收粘性材料的入口和分配粘性材料的出口，并且具有一定的容积，所述方法包括下述步骤：

把所述分配器定位在所述基材的上方；

对所述腔室中的粘性材料施加压力，以便将粘性材料从所述腔室的出口分配到所述基材上；

接受施加给粘性材料的压力以便中断分配；以及

使所述腔室的容积增大以便将粘性材料保留在所述腔室中。

18.根据权利要求17的方法，进一步包括在将材料分配到所述基材上之前减小所述腔室容积的步骤。

19.根据权利要求18的方法，进一步包括使装有粘性材料的可卸焊剂盒与分配器这样耦合以致所述可卸焊剂盒的出口和所述腔室的入口耦合的步骤。

20.根据权利要求19的方法，其中施加压力的步骤包括向所述可卸焊剂盒提供空气压力。

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