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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Schablonendrucker zum Drucken von viskosem Material auf ein Substrat gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einer Substrateinspannanordnung, die insbesondere ausgelegt ist, um Kanten des Substrats während eines Druckvorganges einzuspannen.
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Solch ein Schablonendrucker gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der
US 2006/0081 138 A1 und aus der
US 2005/015 501 A1 bekannt.
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Bei einem typischen Oberflächenmontage-Leiterplattenherstellungsvorgang wird ein Schablonendrucker verwendet, um Lötpaste auf eine gedruckte Leiterplatte zu drucken. Eine Leiterplatte, allgemein als elektronisches Substrat bezeichnet, welche ein Muster aus Arealen (engl. pads) oder irgendwelchen anderen leitfähigen Oberflächen aufweist, auf welche Lötpaste abgeschieden wird, wird automatisch in den Schablonendrucker zugeführt. Ein oder mehrere kleine Löcher oder Markierungen auf der Leiterplatte, Bezugszeichen (engl. fiducials) genannt, werden verwendet, um die Leiterplatte mit der Schablone oder dem Sieb des Schablonendruckers vor dem Drucken der Lötpaste auf die Leiterplatte richtig auszurichten. Sobald eine Leiterplatte mit der Schablone in dem Drucker ausgerichtet ist, wird die Leiterplatte durch einen Substratträger, beispielsweise ein Tisch mit Stiften, zur Schablone hochgehoben, und mit Bezug auf die Schablone fixiert. Dann wird Lötpaste auf die Schablone abgegeben und ein Wischerblatt oder ein Gummiwischer fährt quer über die Schablone, um die Lötpaste durch in der Schablone gebildete Öffnungen und auf die Platte zu drängen. Wenn der Gummiwischer über die Schablone bewegt wird, neigt die Lötpaste dazu, vor dem Wischerblatt herzurollen, was wünschenswerterweise ein Mischen und Scheren der Lötpaste bewirkt, um so eine gewünschte Viskosität zu erreichen, um das Füllen der Öffnungen im Sieb oder der Schablone zu erleichtern. Die Lötpaste wird typischerweise von einer Standardkartusche auf die Schablone abgegeben. Nach dem Druckvorgang wird die Platte dann freigegeben, von der Schablone weg abgesenkt und zu einer anderen Station in der Leiterplatten-Herstellungslinie transportiert.
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Es gibt eine Anzahl von allgemein bekannten Verfahren zum Einspannen der Leiterplatte, so dass sie während des Druckvorganges stabilisiert ist. Ein solches Verfahren ist im
US-Patent Nr. 5,157,438 A von Beale offenbart, welches einen Einspannmechanismus offenbart, welcher sehr dünne Folien aufweist, welche über entgegen gesetzte Kanten der Leiterplatte hinausragen, um die Leiterplatte an der Trägeranordnung zu sichern. Ein Nachteil im Zusammenhang mit dieser Annäherung ist, dass die Folien an ihren jeweiligen Schienen durch ein Klebemittel angebracht sind. Die Anordnung ist dergestalt, dass, wenn bei einer Folie ein Fehlverhalten auftritt, die Folie und die Schiene insgesamt ersetzt werden müssen. Es ist teuer, die gesamte Schienenanordnung zu ersetzen, wenn lediglich die Folie beschädigt ist.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Schablonendrucker bereitzustellen, bei welchem auf einfache und kostengünstige Weise das Substrat während eines Druckvorganges stabil eingespannt wird.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ausführungsformen von der Erfindung liefern Verbesserungen von Schablonen-Trägeranordnungen, wie die oben beschriebenen.
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Die vorliegende Erfindung ist auf einen Schablonendrucker zum Drucken von viskosem Material auf ein Substrat gerichtet. Der Schablonendrucker enthält einen Rahmen, eine an den Rahmen gekoppelte Schablone und einen an den Rahmen gekoppelten Druckkopf, um viskoses Material über der Schablone abzuscheiden und zu drucken. Der Schablonendrucker enthält ferner einen Substratträger, um ein Substrat in einer Druckposition zu tragen, und eine Substrateinspannanordnung, um das Substrat in der Druckposition einzuspannen. Die Substrateinspannanordnung enthält ein Paar von Schienenelementen, die mit dem Rahmen gekoppelt sind. Die Schienenelemente sind dazu angepasst, um mit entgegen gesetzten Kanten des Substrats in Eingriff zu gelangen. Die Substrateinspannanordnung enthält ferner ein Paar von Folien, eine für jedes Schienenelement, wobei jede Folie in einer Position, bei welcher die Folie oberhalb des Substrats liegt, an dem Schienenelement entnehmbar gesichert ist. Die Substrateinspannanordnung enthält ebenfalls ein Paar von Einspannelementen, eines für jedes Schienenelement und Folie, um die Folie an Ort und Stelle auf dem Schienenelement entnehmbar zu sichern. Jedes Schienenelement ist mit einem Foliensitz ausgebildet, welcher dazu konfiguriert ist, um die Folie darin aufzunehmen, wobei der Foliensitz eine geneigte Oberfläche enthält, und die Folie gebogen ist, um die geneigte Oberfläche in Eingriff zu nehmen. Das Einspannelement weist dabei eine passend geneigte Oberfläche auf, um die Folie im Foliensitz einzuspannen.
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Ausführungsformen von dem Schablonendrucker können ferner einen Einspannmechanismus enthalten, welcher an den Rahmen gekoppelt ist, um zumindest eines der Schienenelemente gegen das Substrat zu bewegen, um das Substrat einzuspannen. In einer Ausführungsform enthält der Einspannmechanismus zumindest einen Kolben, um zumindest eines der Schienenelemente zwischen einer ersten Position, in welcher das Schienenelement von einer der entgegen gesetzten Kanten des Substrats entfernt ist, und einer zweiten Position, in welcher das Schienenelement mit einer der entgegen gesetzten Kanten des Substrats in Eingriff ist, zu bewegen, um das Substrat zwischen den Schienenelementen während eines Druckvorganges einzuspannen. Der Einspannmechanismus kann ferner einen Druckregler enthalten, um eine Einspannkraft zu steuern, welche durch den Kolben an das Schienenelement gegen die Kante des Substrats angelegt wird. Der Substratträger kann ein flexibles Trägerelement enthalten. In einer weiteren Ausführungsform kann der Substratträger eine Mehrzahl von Stiften enthalten, die dazu ausgelegt sind, um mit der Bodenfläche des Substrats in Eingriff zu gelangen. Jedes Folienelement ist dazu konfiguriert, um eine Bewegung des Substrats in Z-Richtung zu verhindern. Die Substrateinspannanordnung enthält ferner eine Befestigungseinrichtung, um das Einspannelement an dem Schienenelement entnehmbar zu sichern, wobei das Folienelement zwischen dem Einspannelement und dem Schienenelement angeordnet ist. Die beiliegenden Zeichnungen sollen nicht maßstabsgetreu gezeichnet sein. In den Zeichnungen ist jede identische oder nahezu identische Komponente, die in verschiedenen Figuren dargestellt ist, durch eine gleiche Bezugszahl bezeichnet. Aus Gründen der Klarheit kann nicht jede Komponente in jeder Zeichnung bezeichnet werden. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Vorderansicht eines Schablonendruckers in einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung;
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2 eine perspektivische, schematische Draufsicht eines Abschnittes von einer Einspannanordnung in einer Ausführungsform von der Erfindung, mit einem Substrat, beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte, welche in einer abgesenkten Vor-Druckposition dargestellt ist;
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3 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Einspannanordnung längs der Linie 3-3 in 2;
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4 eine Anordnung in Explosionsdarstellung von einer ersetzbaren Folie und einem Einspannelement von der in 3 gezeigten Einspannanordnung;
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5 eine vergrößerte Querschnittsansicht von einer Einspannanordnung von einer weiteren Ausführungsform von der Erfindung; und
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6 eine vergrößerte Querschnittsansicht von einer Einspannanordnung, ähnlich der in 5 gezeigten Einspannanordnung, von einer weiteren Ausführungsform von der Erfindung.
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Zum Zwecke der Darstellung werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf einen Schablonendrucker beschrieben, der dazu verwendet wird, um Lötpaste auf eine gedruckte Leiterplatte zu drucken. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf Schablonendrucker beschränkt sind, die Lötpaste auf Leiterplatten drucken, sondern vielmehr bei anderen Anwendungen verwendet werden können, die eine Abgabe anderer viskoser Materialien erfordern, wie beispielsweise Klebestoffe und Verkapselungs- bzw. Vergussmaterialien. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel auch bei Spendern, Schmelzöfen, Wellenlötmaschinen und Bestückungsautomaten (engl. pick and place machines) oder irgendwelchen anderen Vorrichtungen verwendet werden, die dazu benutzt werden, eine Komponente an einem elektronischen Substrat (beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte) während eines Arbeitsvorganges zu befestigen. Ferner sind Schablonendrucker gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf solche beschränkt, die Lötpaste auf Leiterplatten drucken, sondern schließen vielmehr solche ein, die dazu verwendet werden, weitere Materialien auf eine Vielzahl von Substraten zu drucken. Die Begriffe Sieb und Schablone können hier ebenfalls austauschbar verwendet werden, um eine Vorrichtung in einem Drucker zu beschreiben, die ein auf ein Substrat zu druckendes Muster definiert.
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Bezug nehmend nun auf die Zeichnungen, und insbesondere auf 1, ist ein Schablonendrucker von einer Ausführungsform von der Erfindung im Allgemeinen mit 10 angezeigt. Es ist ebenfalls angezeigt, dass der Schablonendrucker 10 einen Rahmen 12 enthält, welcher Komponenten des Schablonendruckers trägt. Die Komponenten können zum Teil eine Steuereinrichtung 14, eine Schablone 16 und einen Druckkopf 18 enthalten, welcher einen Spender hat, aus welchem Lötpaste gespendet werden kann. Jede dieser Komponenten kann in geeigneter Weise mit dem Rahmen 12 gekoppelt sein. In einer Ausführungsform ist der Druckkopf 18 an einem Gestell 20, welches es dem Druckkopf ermöglicht, in X-, Y- und Z-Richtung unter der Steuerung der Steuereinrichtung 14 bewegt zu werden. Wie unten detaillierter beschrieben, kann der Druckkopf 18 über der Schablone 16 angeordnet werden und über die Schablone bewegt werden, um das Drucken von Lötpaste auf einer Leiterplatte zu ermöglichen.
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Der Schablonendrucker 10 kann ebenfalls ein Fördersystem mit Schienen 22, 24 enthalten, um eine Leiterplatte 26 an eine Druckposition im Schablonendrucker zu transportieren. Der Schablonendrucker 10 hat eine Anordnung, welche allgemein mit 28 bezeichnet ist, um die gedruckte Leiterplatte 26 (oder das „Substrat”) zu tragen und einzuspannen, welche, wie unten detaillierter beschrieben wird, die gedruckte Leiterplatte anhebt und einspannt, so dass sie während eines Druckvorganges stabil ist. Die Substrattrag- und Einspannanordnung 28 kann ferner ein Substratträgersystem 30 enthalten, beispielsweise eine Mehrzahl von Stiften oder flexibler Werkzeugbestückung, die unterhalb der Leiterplatte 26 angeordnet sind, wenn die Leiterplatte sich in der Druckposition befindet. Das Substratträgersystem 30 kann zum Teil dazu verwendet werden, um die inneren Bereiche der Leiterplatte 26 zu tragen, um ein Durchbiegen oder Verwinden der Leiterplatte während des Druckvorganges zu verhindern.
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Der Druckkopf 18 kann dazu konfiguriert sein, um zumindest eine Lötpastenkartusche 32 aufzunehmen, welche dem Druckkopf während des Druckvorganges Lötpaste liefert. Obwohl in 1 nicht dargestellt, kann die Lötpastenkartusche 32 mit einem Ende eines pneumatischen Luftschlauches gekoppelt sein, während das andere Ende des pneumatischen Luftschlauches an einem Kompressor befestigt sein kann, welcher unter der Steuerung der Steuereinrichtung 14 Druckluft an die Kartusche liefert, um Lötpaste aus der Kartusche in den Druckkopf 18 und auf die Schablone 16 zu drängen. Mechanische Vorrichtungen, wie beispielsweise ein Kolben, können zusätzlich verwendet werden oder anstelle von Luftdruck, um die Lötpaste aus der Kartusche 32 in dem Druckkopf 18 zu drängen. Die Steuereinrichtung 14 kann dazu konfiguriert sein, einen Personal Computer mit einem Microsoft DOS oder Windows XP Betriebssystem mit anwendungsspezifischer Software zu verwenden, um den Betrieb des Schablonendruckers 10 zu steuern.
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In einer Konfiguration arbeitet der Schablonendrucker 10 wie folgt. Eine Leiterplatte 26 wird in den Schablonendrucker 10 unter Verwendung der Förderschienen 22, 24 geladen. Die Trag- und Einspannanordnung 28 hebt die Leiterplatte 26 an eine Druckposition an und spannt sie ein. Der Druckkopf 18 wird dann in der Z-Richtung abgesenkt, bis Rakel des Druckkopfes die Schablone 16 kontaktieren. Der Druckkopf 18 wird dann in der Y-Richtung über die Schablone 16 bewegt. Der Druckkopf 18 scheidet Lötpaste aus dem Spender von dem Druckkopf durch Öffnungen in der Schablone 16 und auf die Leiterplatte 26 ab. Sobald der Druckkopf 18 die Schablone 16 vollständig überquert hat, wird die Leiterplatte 26 losgelassen, zurück auf die Förderschienen 22, 24 abgesenkt und aus dem Drucker 10 transportiert, so dass eine zweite Leiterplatte in den Drucker geladen werden kann. Um auf der zweiten Leiterplatte zu drucken, wird der Druckkopf 18 über die Schablone 16 in der Richtung bewegt, welche zu der für die erste Leiterplatte verwendeten entgegen gesetzt ist. Alternativ könnte in einer weiteren Ausführungsform ein Gummiwischerarm (nicht dargestellt) einwärts geschwenkt werden, um die Lötpaste im Druckkopf 18 zu halten, und der Druckkopf kann dann in der Z-Richtung angehoben werden und in seine Ausgangsposition zurückbewegt werden, um einen Druckvorgang an der zweiten Leiterplatte unter Verwendung eines ähnlichen Richtungsweges durchzuführen.
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Bezug nehmend auf
2 wird die Konstruktion der Trag- und Einspannanordnung
28 gemäß einer Ausführungsform detaillierter dargestellt. Wie angezeigt, hat die gedruckte Leiterplatte
26 einen dünnen rechteckigen Körper mit vier Kanten
34,
36,
38 und
40, von welchen zwei (
34,
38) während eines Druckvorganges eingespannt werden können. Die Leiterplatte
26 enthält eine Oberfläche
42 mit einer Mehrzahl von Arealen
44, welche dazu ausgelegt sind, dass während des Druckvorganges Lötpaste auf ihnen abgeschieden wird. Die Unterseiten- oder Bodenfläche
46 der gedruckten Leiterplatte
26 wird zum Teil vom Substratträgersystem
30 getragen, welches verhindert, dass die gedruckte Leiterplatte sich während des Druckvorganges durchbiegt oder verwindet. Nur zu Darstellungszwecken sind lediglich zwei Trägersysteme
30 in der
2 angezeigt. Auf der linken Seite der
2 trägt in einer bestimmten Ausführungsform ein flexibles Trägersystem, beispielsweise ein Gelwerkzeug
48, die gedruckte Leiterplatte
26. Ein solches Trägersystem ist im
US-Patent Nr. 7 028 391 B2 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING A SUBSTRATE”, welche Eigentum der Anmelderin der vorliegenden Erfindung ist und durch Inbezugnahme aufgenommen wird, offenbart. Das flexible Trägersystem
48 kann dazu ausgelegt sein, um der Bodenfläche
46 der gedruckten Leiterplatte
26 zu entsprechen, um die Leiterplatte auf eine gleichmäßige Art und Weise zu tragen.
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Auf der rechten Seite von der 2 enthält das Trägersystem 30 in einer weiteren Ausführungsform eine Mehrzahl von Stiften 50 zum Tragen der gedruckten Leiterplatte 26, welche in der Schablonendruckertechnik allgemein bekannt sind, und in einem geringeren Ausmaß in der Spendertechnik. Bei weiteren Ausführungsformen kann ein Trägersystem verwendet werden, um die gesamte Leiterplatte von unten zu tragen.
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Nun Bezug nehmend auf 3, werden in einer Ausführungsform die Leiterplatten durch eine Bandtransferanordnung, welche dazu konfiguriert ist, um die Unterseite der Platte im Bereich der Kanten 34, 38 einer Leiterplatte 26 zu tragen (2), in die Trag- und Einspannanordnung 28 hinein und aus ihr heraus transportiert. Die Bandtransferanordnung ist Teil des oben beschriebenen Fördersystems und wirkt mit den Schienen 22, 24 zusammen, um die Leiterplatte 26 in den Schablonendrucker hinein und aus ihn heraus zu überführen. Die Bandtransferanordnung enthält insbesondere ein Band, welches von mindestens einer Rolle (nicht angezeigt) angetrieben wird.
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In einer bestimmten Ausführungsform kann ein Hubmechanismus bereitgestellt sein, um jedes Plattenträgerelement und die Leiterplatte von einer Vor-Druckposition in eine angehobene Druckposition anzuheben. Insbesondere wird ein Tisch, welcher mechanisch mit dem Rahmen gekoppelt ist, angehoben, um mit einer Bodenkante jedes Plattenträgerelements in Eingriff zu gelangen, um die gedruckte Leiterplatte vom Band abzuheben. Obwohl in der 3 nicht angezeigt, hebt der Hubmechanismus die Leiterplatte in eine Position an, so dass sie eine Folie in Eingriff nimmt oder in ihrer Nähe ist. Das Gewicht der Trag- und Einspannanordnung spannt die Trägerelemente in der Vor-Druck- oder abgesenkten Position vor. Die Steuereinrichtung kann dazu konfiguriert sein, um die Bewegung der Leiterplatte zwischen der Vor-Druckposition, in welcher die Leiterplatten in und aus dem Schablonendrucker durch die Bandtransferanordnung hin- und herbewegt werden, und den angehobenen Positionen und Druckpositionen, in welchen der Druckvorgang auf der Leiterplatte ausgeführt werden, zu steuern.
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Bezug nehmend auf 3 und 4 kann die Einspannanordnung in einer bestimmten Ausführungsform derart konfiguriert sein, so dass eine Folie, welche mit 80 angezeigt ist, eine ersetzbare Folie ist, welche an einem Schienenelement 82 entnehmbar gesichert ist. Genauer gesagt kann die Folie 80 in einer Ausführungsform aus Federstahl hergestellt sein, welches ein haltbarer Aufbau ist. Weitere geeignete Materialien können ebenfalls verwendet werden. In einer Ausführungsform kann die Folie 80 aus kaltgewalztem Edelstahl hergestellt sein, welcher eine Dicke zwischen 0,10 und 0,20 mm hat, und vorzugsweise etwa 0,15 mm dick ist. Weitere Dicken können in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen und den Einspannkräften, welche auf das Substrat auferlegt werden, gewählt werden. Es kann ein Einspannelement 84 oberhalb der Folie 80 angeordnet werden, um somit die Folie zwischen dem Schienenelement 82 und dem Einspannelement 84 zu sichern. Eine Mehrzahl von Befestigungseinrichtungen, wie beispielsweise Schraub-Befestigungseinrichtungen 86, können bereitgestellt sein, um das Einspannelement 84 und die Folie 80 an Ort und Stelle auf dem Schienenelement 82 zu sichern. Wie angezeigt, sind Öffnungen 88 in dem Einspannelement 84 ausgebildet, welche Öffnungen 90 entsprechen, welche in dem Schienenelement 82 ausgebildet sind, um die Folie 80 an Ort und Stelle entnehmbar zu sichern.
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In einer Ausführungsform ist die Folie 80 derart gebogen, so dass ein Winkel entlang der Länge von der Folie ausgebildet ist. Genauer gesagt ist ein erster Schenkel 92 von der Folie 80 zwischen dem Einspannelement 84 und dem Schienenelement 82 eingespannt, so dass sich ein zweiter Schenkel 94 während der Verwendung über das Substrat hinweg erstreckt. In einer bestimmten Ausführungsform kann der Winkel zwischen dem ersten Schenkel 92 und dem zweiten Schenkel 94 ungefähr 135° betragen. Die Folie 80 ist innerhalb eines Foliensitzes 96 angeordnet, welcher in einer Oberfläche von dem Schienenelement 82 ausgebildet ist. Wie angezeigt, kann das Schienenelement 82 ein Teil von einer Schienenanordnung sein, welche dazu entworfen ist, um innerhalb eines Schlitzes einzupassen, welcher in dem Schienenelement 62 ausgebildet ist. Der Foliensitz 96 enthält eine geneigte Oberfläche 98, welche dazu konfiguriert ist, um den ersten Schenkel 92 von dem Folienelement 80 aufzunehmen. Das Einspannelement 84 hat eine passende geneigte Oberfläche 100, welche die Folie 80 einspannt, wenn das Einspannelement mit den Befestigungseinrichtungen 86 gesichert wird.
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Wie angezeigt, stellt 4 eine Anordnung in Explosionsdarstellung von dem Einspannelement 84, der Folie 80, dem Schienenelement 82 und den Schraub-Befestigungseinrichtungen 86 dar. In der gezeigten Ausführungsform hat das Einspannelement 84 drei Öffnungen 88, welche zu drei angezapften Öffnungen 90 ausgerichtet sind, welche in dem Schienenelement 82 ausgebildet sind, um das Einspannelement durch die Befestigungseinrichtungen 86 an dem Schienenelement zu sichern. Die Anzahl von Schraub-Befestigungseinrichtungen 86 kann in Abhängigkeit von der Länge von der Folie 80 erhöht oder verringert werden. Die Anordnung ist derart, dass, wenn die Folie 80 beschädigt wird oder anderweitig ein Ersetzen erfordert, die Folie einfach entnommen und ersetzt wird, indem die Schraub-Befestigungseinrichtungen 86 und das Einspannelement 84 entnommen werden. Sobald das Einspannelement 84 entnommen ist, kann die verwendete Folie aus dem Foliensitz 96 entnommen werden und durch eine neue Folie ersetzt werden. Als Nächstes kann das Einspannelement 84 oberhalb der Folie 80 angelegt werden und durch die Schraub-Befestigungseinrichtungen 86 an dem Schienenelement 82 gesichert werden, um die Folie sicher an Ort und Stelle zu befestigen.
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5 stellt eine weitere Ausführungsform von der Einspannanordnung dar. Genauer gesagt ist eine Folie 110, wie angezeigt, in ihrem Aufbau flach. Durch diese Konfiguration kann ein Einspannelement 112 dazu konfiguriert sein, eine ausgefräste Aussparung zu enthalten, welche derart entworfen ist, um die Folie 110 an Ort und Stelle in Eingriff zu nehmen und zu sichern, wenn das Einspannelement an einem Schienenelement 114 befestigt wird. Es können Schraub-Befestigungseinrichtungen 86 bereitgestellt sein, um das Einspannelement 112 und die Folie 110 an Ort und Stelle entnehmbar zu sichern. Das Ersetzen von der Folie 110 kann auf die gleiche Art und Weise erzielt werden, wie das Ersetzen von der Folie 80.
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Mit Bezug auf 6 kann die Substrattrag- und Einspannanordnung 28 derart konfiguriert sein, dass sie ein Paar von Plattenträgerelementen (ein Plattenträgerelement 52 ist in 6 angezeigt) enthält, welche die Bodenfläche 46 der gedruckten Leiterplatte 26 entlang der Kanten 34, 38 der gedruckten Leiterplatte in Eingriff nimmt. Die Plattenträgerelemente (einschließlich des Plattenträgerelements 52) sind längsgestreckt und erstrecken sich längs der Länge der Kante (34 und 38) der gedruckten Leiterplatte 26, um einen Träger längs der gesamten (oder nahezu gesamten) Kante der Leiterplatte bereitzustellen. Wie dargestellt, ist ein Montageblock 54 an dem Plattenträgerelement 52 befestigt und gleitbar mit dem Rahmen 12 (1) des Schablonendruckers 10 durch mindestens eine im Rahmen gebildete Führungsbahn 56 gekoppelt.
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Wie bei den in 3 bis 5 gezeigten Ausführungsformen, kann ein Hubmechanismus bereitgestellt sein, um jeden Plattenträgermechanismus, wie in 6 mit 52 angezeigt, und die Leiterplatte 26 von einer Vor-Druckposition in eine angehobene Druckposition längs der Führungsbahn 56 anzuheben. Insbesondere kann ein Tisch 58, welcher mechanisch mit dem Rahmen 12 (1) gekoppelt ist, angehoben werden, um mit einer Bodenkante von jedem Plattenträgerelement 52 in Eingriff zu gelangen, um die gedruckte Leiterplatte 26 vom Band 51 anzuheben. Der Hubmechanismus hebt die gedruckte Leiterplatte 26 in eine Position an, so dass sie die Folie 60 in Eingriff nimmt. Das Gewicht von der Trag- und Einspannanordnung 28 spannt die Trägerelemente 52 in der Vor-Druck- oder abgesenkten Position vor. Die Steuereinrichtung 14 kann dazu konfiguriert sein, um die Bewegung der Leiterplatte 26 zwischen der Vor-Druckposition, in welcher die Leiterplatten in und aus dem Schablonendrucker 10 durch die Bandtransferanordnung hin- und herbewegt werden, und der angehobenen Position und Druckposition, in welchen der Druckvorgang an der Leiterplatte ausgeführt wird, zu steuern.
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Sobald die Leiterplatte 26 in den Schablonendrucker 10 geladen, innerhalb der Trag- und Einspannanordnung 28 positioniert und in ihre Ausrichtungsposition angehoben ist, kann die Leiterplatte in einer Ausführungsform eingespannt werden, um jegliche seitliche Bewegung der Leiterplatte längs der Ebene der Leiterplatte während des Druckvorgangs zu verhindern. Die Trag- und Einspannanordnung 28 enthält ein Folienelement 60, um eine Bewegung der Leiterplatte 26 in der Z-Richtung zu verhindern. In einer Ausführungsform ist die Folie 60 mit einem fixierten Schienenelement 62 verbunden, wobei die Folie derart positioniert ist, dass sie die Kante 34 der Leiterplatte 26 überlappt. Die Befestigung von der Folie 60 an das Schienenelement wird im Folgenden detaillierter beschrieben.
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Die Trag- und Einspannanordnung 28 kann ferner ein Paar von Schienenelementen (in 6 ist lediglich ein Schienenelement 64 angezeigt) enthalten, welche derart positioniert sind, um die entgegen gesetzten Kanten 34, 38 der Leiterplatte 26 in Eingriff zu nehmen. Das in 6 dargestellte Schienenelement 64 kann auf die unten beschriebene Art und Weise beweglich sein, wobei das Schienenelement, welches in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellt ist, fixiert sein kann. Bei einer weiteren Ausführungsform sind beide Schienenelemente beweglich, um die Leiterplatte in einer sicheren Position einzuspannen, um einen Druckvorgang zu ermöglichen. Wie angezeigt, ist eine nach innen gerichtete Oberfläche 66 des Schienenelements 64 nahe der Kante 34 der Leiterplatte 26 positioniert, wenn die Leiterplatte in den Schablonendrucker 10 geladen wird. Das weitere (fixierte) Schienenelement hat eine ähnliche, nach innen weisende Oberfläche, welche der Oberfläche 66 des beweglichen Schienenelements 64 gegenüberliegt.
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Wie in 6 gezeigt, kann ein Einspannmechanismus 68 in einer bestimmten Ausführungsform dazu konfiguriert sein, das bewegliche Schienenelement 64 gegen die Kante 34 der Leiterplatte 26 zu bewegen, um die Leiterplatte zwischen den Schienenelementen zu sichern. Wie angezeigt, kann der Einspannmechanismus 68 zumindest einen Kolben und vorzugsweise zwei oder mehrere Kolben, welche entlang der Länge von dem bewegbaren Schienenelement 64 bereitgestellt sind, enthalten, um das Schienenelement zwischen einer ersten Position, in welcher das Schienenelement von der Kante 34 von der Leiterplatte 26 beabstandet ist, und einer zweiten Position, in welcher das Schienenelement die Kante von dem Substrat in Eingriff nimmt, zu bewegen, um das Substrat während des Druckvorganges zwischen den Schienenelementen einzuspannen. Es sollte offensichtlich sein, dass der Fachmann mithilfe dieser Offenbarung einen unterschiedlichen Mechanismus anwenden kann, um das Schienenelement 64 gegen die Kante 34 der gedruckten Leiterplatte 26 zu bewegen, und dennoch in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen kann. Beispielsweise kann ein Nockenmechanismus verwendet werden, um die Bewegung des Schienenelements 64 zwischen seiner ersten und zweiten Position zu erreichen.
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Es kann ferner ein Druckregler 70 bereitgestellt sein, um den vom Einspannmechanismus 68 an das Schienenelement angelegten Druck zu überwachen und zu regeln. Der Druckregler 70 kommuniziert mit der Steuereinrichtung 14 sowie mit dem Einspannmechanismus 68, so dass eine Bedienperson des Schablonendruckers 10 die Einspannkraft auf eine Leiterplatte 26 steuern kann. In einer Ausführungsform kann die Einspannkraft, welche durch das Schienenelement 64 an die Leiterplatte 26 angelegt ist, zwischen 1 und 35 Pounds und vorzugsweise zwischen 8 und 15 Pounds betragen, und bevorzugter beträgt die Einspannkraft ungefähr 12 Pounds. Der durch den Einspannmechanismus 68 angelegte Druck sollte ausreichend sein, um die Leiterplatte 26 fest zwischen den Schienenelementen zu sichern, aber nicht zu hoch sein, so dass sich die Leiterplatte aufgrund des übermäßigen Druckes verwindet. Es sollte beachtet werden, dass die Einspannkraft für größere Leiterplatten höher sein kann als der bevorzugte Bereich, und für kleinere Leiterplatten niedriger sein kann als der bevorzugte Bereich. Die durch den Einspannmechanismus 68 beaufschlagte Kraftmenge steht außerdem in Zusammenhang mit der Dicke der gehaltenen Leiterplatte. Insbesondere gilt, dass, je dicker die Leiterplatte ist, desto größer die Einspannkraft ist. Umgekehrt gilt, dass, je dünner die Leiterplatte ist, desto kleiner die Einspannkraft ist.
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Es sollte klar sein, dass der Fachmann mithilfe dieser Offenbarung einen Mechanismus, welcher sich von dem Druckregler 70 unterscheidet, anwenden kann, um die vom Einspannmechanismus 68 auf das Schienenelement angelegte Kraft zu überwachen und zu regeln, wie beispielsweise ein Sensor. Zusätzlich, wie oben angegeben, obwohl lediglich ein Schienenelement dazu konfiguriert ist, um die Leiterplatte einzuspannen, können beide Schienenelemente betätigt werden, um den Einspannvorgang durchzuführen. Es sollte auch beachtet werden, dass die Schienenelemente aus jeglichem geeigneten Material hergestellt werden können, um die Leiterplatte zu sichern, wie beispielsweise Stahl.
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Es sollte erwähnt werden, dass die Maßnahme von einem Einspannmechanismus nicht bereitgestellt zu werden braucht. Insbesondere können die Schienenelemente 64 an Ort und Stelle fixiert sein.
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Es sollte ferner offensichtlich sein, dass die hier offenbarte Trag- und Einspannanordnung 28 bei einer anderen Herstellausrüstung für gedruckte Leiterplatten als bei Schablonendruckern implementiert werden kann. Beispielsweise können, wie oben angegeben, die hier offenbarten Prinzipien leicht auf Spender, die zum Spenden von einem viskosen Material bei der Herstellung gedruckter Leiterplatten verwendet werden, auf Wellenlötmaschinen, Schmelzöfen und Bestückungsautomaten angewendet werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Konzept von einer ersetzbaren Folie in einem Einspannmechanismus verwendet werden, welcher einen „Flipper-Typ”-Mechanismus hat, bei welchem die Folien derart zurückgezogen werden, so dass die Leiterplatte zwischen den Schienen eingespannt wird und an Ort und Stelle gehalten wird.
