DE60105431T2

DE60105431T2 - Strahldruckvorrichtung und verfahren zur herstellung von leiterplatten

Info

Publication number: DE60105431T2
Application number: DE60105431T
Authority: DE
Inventors: Ron Zohar; Dan Sagi; Benjamin Sadowski
Original assignee: Printar Ltd
Current assignee: Printar Ltd
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: EP1300059A2; WO2002001929A3; WO2002001929A2; EP1300059B1; JP2004509780A; ATE275812T1; IL153581A0; US6754551B1; AU2001269397A1; ES2228902T3; DE60105431D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatten-Herstellung und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ablagern verschiedener Muster auf Leiterplatten unter Verwendung einer Strahlausgabe-Technologie.
QUELLENANGABEN
Es folgt eine Liste mit Quellenangaben auf die in der nachstehenden Beschreibung Bezug genommen wird.

1. Sematech Dictionary (http://www.sematech.org/public/publications/dict/con_to_cz.htm)
2. Circuit Board Terminology (http://www.sdcbs.com/term.htm)
3. Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits (IPC), Lincolnwood, Illinois
4. SMEMA 7 Fluid Dispensing Terms and Definitions (http://ipc.org/html/smemastandards.htm)
5. SMEMA 3.1 Fiducial Mark Standard (http://ipc.org/html/smemastandards.htm)
6. Printed circuits handbook, /Clyde F. Coombs, Jr., Leitender Herausgeber, 3. Aufl. ISBN 0-07-012609-7
7. US 5,637,426 Uchikawa 6/1997
8. US 4,668,533 Miller 5/1987
9. Offenlegungsschrift (Kokai) Hei 9-18115, Niijima 1/1997, Japan
10. US 4,767,489 Lindner 8/1988
11. US 5,270,368 Lent et al., 12/1993
12. Offenlegungsschrift (Kokai) Hei 11-87883, Takada et al., 3/1999, Japan
13. US 4,748,453 Lin et al., 5/1988
14. US 4,963,882 Hickman, 10/1990
15. US 4,999,646 , Trask, 3/1991
16. US 5,239,312 , Merna et al., 8/1993
17. US 5,790,150 Lidke et al., 8/1998
18. US 5,587,730 , Karz, 12/1996
19. US 5,984,455 , Anderson, 11/1999
20. US 6,030,072, Silverbrook, 2/2000

GLOSSAR
Es folgt ein Glossar von in der nachstehenden Beschreibung benutzten Begriffen. Die Definitionen der Begriffe werden zur Erleichterung der Erklärung angegeben und sollten nicht als bindend angesehen werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der gegenwärtige und weiter andauernde Trend zur Miniaturisierung und Weiterverbesserung in der Elektronik und die Zunahme von elektronischen Vorrichtungen in nahezu allen Bereichen moderner Technologie haben zu strengen Anforderungen bei der Herstellung elektronischer Ausstattung geführt. Die Massenproduktion von komplexen Systemen, wobei der Einbau einer ständig zunehmenden Bestandteildichte in einer kompetitiven Umgebung erfolgt, erfordert automatisierte Serienproduktionsvorgänge bei elektronischer Ausstattung.
Die Plattform, welche die meisten elektronischen Bestandteil miteinander und mit anderen Elementen unter anderem in Computern, Kommunikationsvorrichtungen, Verbraucherelektronik, automatisierter Herstellungs- und Überprüfungsvorrichtungen befestigt, verbindet und in Kontakt bringt, ist die Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board) oder die gedruckte Schaltung (PWB, printed wiring board). Die Weise, in der diese Leiterplatten hergestellt werden und das Verfahren des Einfügens und Verbindens mehrerer Bestandteile großer Vielfalt (unter anderem Widerstände, Kondensatoren bzw. Kapazitäten und integrierte Schaltungen} können in Massenproduktionsumgebungen angewendet werden, wobei eine substantielle Automatisierung erreicht wird, die zu einer Kostenverringerung, einer hohen Verlässlichkeit und einer hohen Bestandteilpackungsdichte führt. Rückwandleiterplatten bzw. Rückwandplatinen (backplanes) und Schalttafeln bzw. Tafeln (panels) (verbindende Platten, bei denen gedruckte Schaltungen, Schalttafeln oder Packungen von integrierten Schaltungen hinein- oder darauf-gesteckt oder darin oder darauf angebracht werden können) werden ebenfalls in einer ähnlichen Weise hergestellt.
Während der Anfänge der PCB-Verwendung enthielten die PCBs im Wesentlichen wenige Bestandteile und gemäßigt einfache Verbindungspfadstrukturen, während moderne Platten, die mit hoher Dichte bestückt sind, weiterentwickelte und hochauflösende Herstellungstechniken mit genauen Registrationsfähigkeiten erfordern.
Für das Verständnis der Technologie der vorliegenden Erfindung folgt eine kurze Diskussion des Stands der Technik eines weitverbreiteten Herstellungsverfahrens für PCBs und insbesondere von Lötmasken- und Legenden-Verfahren.
Kurz gesagt, bildet eine PCB am Anfang einer Fertigungsstraße eine Basis aus isolierendem Material, auf dem eine dünne Kupferschicht laminiert oder plattiert ist, welche als freiliegende Kupfer-plattierte Platte (bare copper plated board) bekannt ist. Ein chemischer Ätzschritt entfernt selektiv Bereiche des Kupfers, um elektrisch leitfähige Pfade hexzustellen. Diese selektive Entfernung wird erreicht, indem die Kupferschicht mit einer Maske mit Muster (Ätz-Resist) bedeckt ist, welche die Kupferschicht in dem folgenden Ätzschritt schützt. Im Allgemeinen werden Siebdrucktechniken verwendet, um eine Maske mit Muster in Low-End-PCBs bzw. in PCBs, an die geringere Ansprüche gestellt werden, zu bilden. Bei höheren Ansprüchen, bei dichter bestückten PBCs mit im Allgemeinen komplizierten Mehrschicht-Leitpfaden, werden gewöhnlich Liquid-Photo-Imageable- (bildfähige Flüssig-Foto-)Ätz- und Löt-Resist-Masken-Verfahren verwendet (welche nachstehend detaillierter beschrieben werden). UV-Vernetzen und anschließendes Entwickeln von hergestellten Resist-Masken mit vordefinierten Mustern. Das Muster, das auf der Platte nach dem Ätzschritt verbleibt ist gewöhnlich als das primäre Bild-Leiter-Muster bekannt.
Während eine Ätz-Resist-Maske bzw. ätzbeständige Maske die Bereiche der leitenden Pfade während des vorstehend erwähnten Ätzschritts schützt, schützt die Löt-Resist-Maske bzw. Lötmittel-beständige Maske die leitenden Pfade vor einem Beschichten mit Lötmittel während des Löt-Schritts. Der Löt-Schritt verbindet im Allgemeinen die Bestandteilleitungen zu vorbestimmten Positionen in den leitenden Pfaden (weitverbreitet als Lands bzw. Kontaktflecke oder Pads bzw. Matten bzw. Anschlussflecke bezeichnet) durch Fixieren der Leitungen und der lei tenden Pfade unter Verwendung einer geschmolzenen Metall-Legierung, die nach dem Verfestigen eine permanente elektrisch leitfähige Bindung erreicht. In der Massenproduktion werden gewöhnlich Schwall-Lötverfahren verwendet. Beim Schwall-Löten durchläuft die PCB einen Schwall geschmolzenen Lötmittels, das die Anschlussflecke und die Leitungen beschichtet und folglich die erforderlichen Lötmittel-Anschlüsse bildet. Die Löt-Resist-Maske lässt nur Anschlussflecke unbedeckt; die durch das geschmolzene Lötmittel bedeckt werden müssen, da andernfalls auch die leitenden Pfade mit Lötmittel. bedeckt sein würden, wodurch verschiedene Probleme, wie unter anderem Abkürzungen durch überbrückendes Lötmittel, entstehen würden.
Es sei hier erwähnt, dass in modernen Herstellungsverfahren, derart wie beispielsweise SMT und HASL, die vorstehend erwähnte Löt-Maske ihre schützende Funktion behält.
Der Löt-Resist dient zusätzlich auch als ein Schutz vor der Umgebung (insbesondere vor Feuchtigkeit) während der Dienstlebensdauer der Platte, da gewöhnlich die gesamte PCB, mit Ausnahme der vorstehend erwähnten Anschlussflecke, durch den Löt-Resist bedeckt ist. Es sei erwähnt, dass eine Vielzahl von zusätzlichen Funktionen erwartet werden oder vorzugsweise auf der Löt-Maske durchgeführt werden sollen, wobei diese detaillierter in dem Printed Circuits Handbook, Kapitel 16 [6] beschrieben werden. Das Printed Circuits Handbook erwähnt ebenfalls die Klassifizierung gemäß der ANSI/IPC-SM-840 – Spezifikation, worin das Lötmasken-Leistungsverhalten in drei Klassen aufgeteilt wird.

Klasse 1: Verbraucher – Nicht-kritische Steuerungsvorrichtungen für Industrie und Verbraucher und Unterhaltungselektronik
Klasse 2: Allgemeiner industrieller Bereich – Computer, Telekommunikationsausstattung, Geschäftsvorrichtungen, Instrumente und bestimmte nicht-kritische militärische Anwendungen
Klasse 3: Hohe Verlässlichkeit – Ausstattung, bei der die ständige Leistung kritisch ist; militärische, elektronische Ausstattung.

Einem Fachmann ist deshalb bewusst, dass die Löt-Masken-Eigenschaften signifikante Auswirkungen auf die Eigenschaften und das Leistungsverhalten des Endprodukts haben.
Vor einer Bestandteil-Bestückung und einem anschließenden Löten, wird die PCB-Legende auf die Platte gedruckt, um unter anderem Identifikation, Reparatur, Verifizierung und Kundendienst von nicht-funktionsfähigen Platten zu unterstützen. Die PCB-Legende enthält Bestandteil-ID, Polaritätsmarkierungen, Rahmen, welche die körperliche Anordnung von Bestandteilen auf der Platte anzeigen, und manchmal zusätzliche Information, derart wie Firmenname, PCB-Version und funktionelle Anweisungen, derart wie Jumper-Funktion, Beschreibung von Verbindungselementen, usw.
Nachdem die Basisschritte bei der Herstellung kurz beschrieben wurden, folgt nun eine Beschreibung der Beschichtungstechniken des Stands der Technik und verwandter Probleme bei Resists und insbesondere bei Löt-Resists. Es sei erwähnt, dass der Unterschied in der Verwen dung zwischen Ätz-Resist und Löt-Resist relativ klein ist, da beide funktionelle Masken sind, die ausgewählte Bereiche vor bestimmten Wechselwirkungen mit Ätzmitteln, Lötmitteln, chemischen Reduktionsmitteln oder anderen externen Einflüssen schützen müssen.
Es gibt permanente und temporäre Typen von Löt-Resists. Die temporären Löt-Resists werden üblicherweise auf ausgewählte Bereiche aufgebracht und bestehen gewöhnlich aus einem Latex-Gummi-Material oder aus einem von verschiedenen adhäsiven Bändern. Gewöhnlich werden temporäre Löt-Resists durch manuelle oder automatische Ausgabeverfahren unter Verwendung von gewöhnlich vorgebildeten "Patches" oder Streifen aufgebracht. Indem das Lötmittel von den gewählten Löchern ferngehalten wird, ermöglichen die temporären Resists, dass Temperatur- oder Verfahrens-empfindliche Bestandteile später hinzugefügt werden. Eine Entfernung einer temporären Löt-Maske basiert auf den Eigenschaften der temporären Löt-Maske. Einige der temporären Löt-Masken sind abziehbar, während andere in nachfolgenden Säuberungsschritten löslich sind, wobei Säuberungsmittel verwendet werden, die ebenso temporäre Löt-Masken entfernen.
Permanente Löt-Masken werden nach Aufbringung nicht entfernt und werden folglich zu einem Teil der PCB-Zusammenstellung und bedecken wesentliche Bereiche der gesamten PCB. Während vorgefertigte trockene Löt-Masken-Filme und Siebdrucktechniken gewöhnlich bei weniger anspruchsvollen Low-End-Produkten verwendet werden, werden High-End-Produkte im Allgemeinen unter Verwendung des Liquid-Photo-Imageable-Löt-Masken (Liquid Photo Imageable Solder Mask)-Verfahrens (im Allgemeinen als LPISM abgekürzt) hergestellt, das unter Bezugnahme auf 1 diskutiert wird.

1. Nach einem Laminieren oder Plattieren in einem vorhergehenden Schritt der Fertigungsstraße 100, wird eine PCB zu der Löt-Masken-Station 102 transportiert 101.
2. In der Säuberungsstufe 103, besteht die Oberflächenvorbereitung im Allgemeinen aus einem mechanischen Bürsten-Schrupp-Vorgang, auf den eine Bims-Behandlung, eine Entfettung mit Lösungsmittel, eine chemische Säuberung und schließlich eine Ofentrocknung folgt.
3. Ein Beschichten der PCB durch LPISM-Material 104 wird in der Beschichtungsstufe 105 durchgeführt. Die Beschichtung kann auf die Platte unter anderem durch Blank- (kein Muster) Siebdrucken (blank (no pattern) screen printing), Walzbeschichtung (roller coating), Gießbeschichtung (curtain coating) oder elektrostatisches Sprühen aufgebracht werden.
4. Ein teilweises Vernetzen der Beschichtung zum Erreichen einer anhaftungsfreien (nichtanhaftenden) Beschichtung wird in der Trockenstufe 106 durchgeführt.
5. Eine UV-Exposition bzw. UV-Bestrahlung durch eine Photo-Vorrichtung 107, die zuvor vorbereitet wurde und nachstehend detaillierter beschrieben ist, wird in der Expositionsstufe 108 durchgeführt.
6. Eine Entwicklung der exponierten und folglich teilweise vernetzten Maske löst und entfernt die nicht-exponierten Bereiche oder die exponierten Bereiche, die durch die vorherige Exposition nicht vernetzt sind, in der Entwicklungsstufe 109.
7. Falls ein anderes Verfahren der Löt-Maskierung verwendet wird, so werden dann einige oder alle Schritte und Stufen in der Umgrenzung 110 ersetzt oder modifiziert.
8. End-Vernetzungsstufe 111 vernetzt die Maske, um alle Funktionen durchzuführen, die vorstehend erwähnt sind und die PCB wird zu der folgenden Station auf der Fertigungsstrasse 100 transportiert 112.

Das LPISM-Verfahren ist sowohl kosten-, als auch arbeitsintensiv, was aus der Liste des erforderlichen Ausstattung ersichtlich ist:

a. Beschichtungseinheit (unter Bezugnahme auf Stufe 105)
b. Vor-Expositions-Vernetzungseinheit (unter Bezugnahme auf Stufe 106)
c. Expositionsvorrichtung (unter Bezugnahme auf Stufe 108)
d. Entwicklungsvorrichtung (unter Bezugnahme auf Stufe 109)
e. Beförderungsvorrichtungen und automatisierte Handhabungsausstattung zum Transportieren der PCB von jedem Ausstattungselement zu dem Nachfolgenden (113)

Zu der in der vorstehenden Liste aufgeführten Ausstattung sollte die notwendige Ausstattung für die Photo-Vorrichtung 107 hinzugefügt werden, die zur Herstellung der optischen Maske in der vorstehend erwähnten Expositions-Stufe 108 obligatorisch ist. Opake und transparente Bereiche werden unter Verwendung photographischer Verfahren und Materialien gebildet, was schematisch in der Photo-Vorrichtungsstation 114 gezeigt wird.

f. Licht-empfindliches Filmmaterial 115, das in einem Plotter 116 exponiert wird, der die Ausgabe von einer CAD-(Computer Aided Design, Computer-gestützter Entwurf)-Workstation oder einer anderen Quelle auf Filmmaterial 115 abbildet.
g. Unter Verwendung geeigneter GA (Graphic Arts, Graphischer Techniken) – Verarbeitungschemikalien wird das Filmmaterial 115 in der Verarbeitungsstufe 118 verarbeitet (unter anderem entwickelt, fixiert und getrocknet).

Wie aus der vorstehenden Diskussion einfach ersichtlich, sind vielfältige Vorrichtungen, Materialien und Verfahren erforderlich, um die Löt-Masken-Herstellungsstufe zu vervollständigen.
Wie vorstehend erwähnt, erfolgt als letzte Station der Plattenfertigungsstrasse, bevor die verschiedenen Bestandteile an der PCB befestigt werden, die Legenden-Druck-Station.
Nun erfolgt eine Bezugnahme auf 3, worin schematisch ein Legenden-Druckverfahren des Stands der Technik gezeigt wird. Das erforderliche Photo-Vorrichtungs-Herstellungsverfahren zum Siebdrucken ist im Wesentlichen identisch mit dem Photo-Vorrichtungs-Herstellungsverfahren, das vorstehend unter Bezugnahme auf die Photo-Vorrichtungs-Station 114 in 1 beschrieben wurde und deshalb wird die Photo-Vorrichtungs-Station 300 nicht weiter be schrieben.
Bei der Siebdruck-Vorrichtungs-Station 301 wird eine Druckvorrichtung hergestellt, welche die per se bekannte (Seiden) Siebdruck-Technik verwendet. Siebdruck wird weitverbreitet verwendet, da er die Verwendung einer breiten Vielfalt an Drucktinten ermöglicht und deshalb unter anderem ebenso auf einer breiten Vielfalt von Substraten drucken kann. Aus diesem Grunde werden Siebdrucktechniken vorzugsweise zum Legenden-Drucken verwendet. Ein fein strukturiertes Netz (net), das im Allgemeinen Netz (Web) oder Gitter (Mesh) genannt wird, wird mit einer photo-bildfähigen Maskiersubstanz 302, die im Allgemeinen Photo-Resist-Emulsion genannt wird, in einer Beschichtungsstufe 303 imprägniert oder beschichtet. Es sei erwähnt, dass Siebdrucktechniken manchmal ebenfalls als Beschichtungstechnik verwendet werden, da wie zuvor erwähnt, eine breite Vielfalt an Tinten oder in diesem Falle an Beschichtungssubstanzen verwendet werden können. Deshalb wird in einem Siebdruck-Beschichtungsverfahren ein Masken-"Blank"-Typ 304 verwendet, der im Wesentlichen den gesamten Bereich der zu beschichtenden Oberfläche definiert. Ein kurzer Trocknungsschritt 305 stellt sicher, dass die Photo-Resist-Emulsion anhaftungsfrei (nicht-anhaftend) ist. Die Photo-Vorrichtungs-Maske, die in der vorstehend erwähnten Photo-Vorrichtungs-Station 300 bereitet wurde, wird in nahen Kontakt mit dem Netz gebracht, das mit der nun im Wesentlichen trockenen Photo-Resist-Emulsion imprägniert ist, und in einer gewöhnlich verwendeten Kontakt-UV-Expositions-Vorrichtung 306 exponiert. Die Entwicklungsstufe 307 wird wirksam Bereiche der Photo-Resist-Emulsion entfernen, die nicht durch Exposition mit UV-Licht vernetzt sind. Folglich sind die zahlreichen Löcher des Netzes nun durch die in dem Entwicklungsverfahren nicht gelöste Photomaske geschlossen oder verstopft. Das von nun an vorbereitete Netz ist in einem Rahmen mit geeigneten Abmessungen angeordnet und gedehnt, bevor es in der Vernetzungsstufe 308 vernetzt (cured) (gehärtet (hardened)) wird, um eine körperliche Widerstandsfähigkeit gegenüber unter anderem Abrasion während des folgenden Druckverfahrens zu erreichen. Alternativ kann das Netz auf dem vorstehend erwähnten Rahmen vor einer Imprägnierung mit einer Photo-Resist-Emulsion und einer folgenden Exposition gedehnt werden. Ein signifikanter körperlicher Widerstand ist erwünscht und erforderlich, wie es aus der kurzen Diskussion des folgenden Siebdruckschritts klar wird. Vernetzen wird im Allgemeinen durch eine Exposition gegenüber erhöhten Temperaturen während einer bestimmten Zeitspanne in einem Ofen erreicht. Optional kann ein Vernetzen ebenso durch eine UV-Exposition erreicht werden, wobei dies aufgrund der Leistungsgrenze der UV-vernetzbaren Legenden-Tinten selten verwendet wird.
Bei dem Siebdruckschritt 309 wird der vorstehend beschriebene Rahmen, der ebenso als Seidenschablone bzw. Schirmschablone bekannt ist, und der das gedehnte Gitter oder Netz unter Spannung hält, in einer vorzugsweise genauen Registrationsweise in nahen Kontakt zu der PCB gebracht. Geeignete Legenden-Tinte bzw. Beschriftungstinte 310 wird in den Rahmen gegossen und eine flexible Wischvorrichtung, die als "Doctor's Blade" bzw. Rakel bezeichnet wird, wird von einer Seite des Rahmens zu der anderen bewegt. Die "Doctor's Blade" drückt die Tinte wirksam durch die Löcher oder Gänge (mazes) des Netzes, die nicht mit der vernetzten Photo-Resist-Emulsion gefüllt sind; und folglich wird Tinte durch diese Löcher in einem bestimmten Muster auf die Oberfläche der PCB transferiert. Ein Erhitzungsverfahren im Ofen 311 vernetzt die Legenden-Tinte und macht diese dauerhaft und widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen.
Schließlich wird die PCB zu einer folgenden Station in der Fertigungsstrasse 313 transportiert 312.
Registrations-Probleme, welche betreffen,

a. Positionieren des Rahmens und folglich die Tintenübertragung mit Muster auf die PCB;
b. akkumulierte Abmessungsverzerrungen der Photo-Vorrichtungen und der Schablonenschirme; und
c. akkumulierte Abmessungsverzerrungen der PCB ("potato-chipping" ("Kartoffel-Schnipseln"), die durch moderne Herstellungsschritte, derart wie Laminieren, Wärmebehandeln und Säubern, usw. induziert werden,

Während einer Herstellung von Prototypen ist das vorstehend erwähnte, bislang übliche Herstellungsverfahren insbesondere mühsam und zeitaufwendig, da viele Veränderungen an den Schaltungen induziert werden, was die Herstellung von neuen Photo-Vorrichtungen für eine jeweilige und jede Veränderung erfordert. Da alle vorstehend erwähnten Herstellungsschritte für jede Veränderung erforderlich sind, erfordert selbst die Herstellung einer geringen Menge von PCBs und das Einführen weniger Veränderungen während der Prototyp-Phase wesentliche Investitionen hinsichtlich Arbeitskraft, Material und Zeit.
Um die Leiterplattenherstellungszeit zu verkürzen, haben sich viele Veröffentlichungen den Problemen zugewendet, die mit der Photo-Vorrichtungs- und/oder der Siebdruckverwendung verknüpft sind. US 5,637,426 , Uchikawa 611997 [7], schlägt die Verwendung einer Tintenstrahl-Vorrichtung zum Bilden eines Maskenmusters direkt auf einem transparenten Maskensubstrat vor, wobei folglich die Photo-Vorrichtungs-Schritte umgangen werden, wobei jedoch weiterhin das vorstehend erwähnte mühsame LPISM-Verfahren erforderlich ist.
Nun folgt eine Diskussion über per se als Tintenstrahl- oder allgemeiner als Strahl-Technologien bekannte Technologien und einige ihrer spezifischen Nachteile.
Das Verfahren zur Strahlausgabe von flüssigen oder viskosen Substanzen ist wohlbekannt und wurde in vielen Technologiegebieten angewendet und heutzutage wird weitverbreitet, insbesondere in Haushalten und in Büros, kostengünstige, hochqualitative Text-, Graphik- und Photobild-Druck-Ausstattung verwendet. Viele Verbesserungen machten dieses Verfahren für einen weiten Bereich von Anwendungen und für flüssige und viskose Substanzen in signifikanter Weise anpassbar. Eine der vielen Veröffentlichungen, welche die PCB-Herstellung betrifft, ist die US 4,668,533 von Miller, 5/1987 [8], die eine Bild-Zusatz-Ablagerung von Tinte auf einem Substrat, wie einer Leiterplatte, durch Tintenstrahltechnologie in einem Zweischrittverfahren offenbart, bei dem die Tinte entweder als ein Aktivator oder als ein Sensibilisator verwendet wird.
In der Japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Hei 9-18115 von Januar 1997, offenbart Niijima [9] ein Resist-Musterbildungsverfahren direkt auf der Platte (für Ätz-Resist oder Löt-Resist), das einen Tintenstrahldrucker verwendet und daher ebenso die Photo-Vorrichtung umgeht.
Für einzelne Prototyp-Platten oder experimentelle Platten offenbart die US 4,767,489 von Lindner, 8/1988 [10], eine kleine, kompakte, computer-gestützte Druck-Ätzvorrichtung, die unter anderem ein Resist-Muster aus schmelzbarem Wachs oder thermoplastischem Material in einer Strahlausgabe-Weise aufbringt.
Geeignete UV-vernetzbare Tinten-Zusammensetzungen für Ätz-Resists werden in der US 5,270,368 von Lent et al., 12/1993 [11], offenbart.
In der Japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Hei 11-87883, 3/1999, offenbaren Takada et al. [12] ein Tintenstrahldruckverfahren für Löt-Resist und Legendenmuster in Anwendungen mit geringen Mengen und im Versuchsstadium (für Prototypen), unter Verwendung von UV-vernetzbaren Tinten.
Ein anderer Aspekt des Tintenstrahldruckens ist die Frage der Tintenbereichsabdeckung. Viele Veröffentlichungen haben sich mit dieser Frage und insbesondere mit der Bildung von Bildern auf Medien des transparenten Overhead-Projektions-Typs beschäftigt. Lin et al. [13] erwähnte, dass für Projektionszwecke eine intensive Farbsättigung wünschenswert ist und durch eine Gesamt-Tintenbereichsabdeckung und ein Überlappen von Spots (die Tinten-Dots, die auf den Medien durch den Tintenstrahl-Drucker erzeugt werden) erreichbar ist. Lin et al. lehren, dass dieses qualitativ hochwertige Drucken erreichbar ist, indem "weiße" Räume zwischen den Spots vermieden werden. Dies wird durch zwei Durchläufe des Druckkopfs pro Drucklinie erreicht und indem ein Spot-Größen-Durchmesser gewählt wird, der im Wesentlichen gleich dem √ 2 -fachen des Pixelabstands von Zentrum zu Zentrum ist. Folglich werden sich diagonal benachbarte Flecke eben berühren, während horizontal und vertikal benachbarte Flecken überlappen werden, was zu 100 % Pixel-Bereich-Abdeckung führt.
In der US 4,963,882 offenbart Hickman [14] Verfahren zum Erleichtern per se bekannter Probleme einer Druckqualitätsverschlechterung bei einer ausgedehnten Verwendung von Tintenstrahl-Druckköpfen. Verschiedene Strategien werden offenbart, um die Druckqualität zu verbes sern und Verfahren werden beschrieben, die gegenüber einer Verschlechterung der Druckqualität bei einer ausgedehnten Verwendung von Druckköpfen widerstandsfähig sind. Im Wesentlichen erfolgt ein Double-Dotting- (Doppel-Punktierungs-) Ansatz (Ablagerung von zwei Dots einer einzelnen Farbe in einer einzelnen Pixelreihe erfolgt unter Verwendung von Tröpfchen aus verschiedenen Düsen, derart dass die Verschlechterung in der Bildqualität aufgrund eines Düsenversagens signifikant vermindert wird). Die Vorteile werden bei einem verminderten Qualitätsniveau erreicht, was bedeutet, dass die Druck-Auflösung vermindert ist.
Trask offenbart in der US 4,999,646 [15] Verbesserungen bei der Druckqualität und der Farb-Einheitlichkeit als ein direktes Ergebnis von Verbesserungen hinsichtlich der Einheitlichkeit und Konsistenz der Dot-Bildung. Trask erkennt, dass unter anderem Düsen-Richtungsfehler, Tintentropfenvolumenveränderungen, Papierbewegungsfehler und Wagenbewegungsfehler Probleme in Bezug auf die Druckqualität, die Tintenbereichsabdeckung und Probleme in Bezug auf ein Abbilden auf Papier und anderen Medien induzieren. Zum Erleichtern dieser Probleme schlägt Trask vor, die Verwendung einer Kombination aus:

a. Super-Pixel-Bildung in den überlagernden, gedruckten Bereichen, um Dot-next-to-Dot (DND) – Druckbilder zu erzeugen, und
b. Bereitstellen komplementärer und überlagernder Bahn – (gedruckter Streifen oder Linie) Muster eines Tintenstrahldrucks.

Merna et al. beschäftigt sich in der US 5,239,312 [16] mit dem Problem der unerwünschten "Streifenbildung" und "Saumbildung" durch Einführen eines einzigartigen Druckverfahrens und -systems mit verschachtelten Reihen, das die Nicht-Einheitlichkeit bei festen Mustern minimiert.
Lidke et al. [17] offenbaren ein Verfahren zum selektiven Drucken von lediglich einem Abschnitt der Druck-Dots in einem Multi-Durchlauf-Druckverfahren. Das Verfahren betrifft die Bereitstellung von Pixeldaten an den Druckkopf gemäß einer bestimmten Schiess-Sequenz für mehrere Druckdüsen, die den Druckkopf für jeden von mehreren Druckzyklen umfasst.
Karz [18] offenbart einen thermischen Tintenstrahldrucker mit redundanten Druckfähigkeiten dank Verwendung eines sekundären Druckkopfs. In einem Modus ergänzen beide Druckköpfe einander, während in dem anderen Modus der zweite Druckkopf als Reserve für den ersten Druckkopf im Falle einer Fehlfunktion dient.
Der weitergehende Bedarf nach höheren Druckgeschwindigkeiten hat zu weiteren Dilemmata geführt, derart wie kritische Düsenanordnung und Düsenfehlfunktion aufgrund einer erhöhten Menge an Düsen und einer erhöhten Druckkopf-Düsensäulenlänge. Zum Minimieren dieser Probleme schlägt Anderson in der US 5,94,455 [19] vor, eine Tintenstrahldruckvorrichtung zu verwenden, die primäre und sekundäre Düsen aufweist. Die sekundären Düsen definieren redundante Düsen, die Düsen-Fehlfunktionen angehen und eine weiter erhöhte Druckgeschwindigkeit in einem nicht-redundanten Düsendruckverfahren ermöglichen. In dem redundanten (nor malen) Druckgeschwindigkeitsmodus wird die Druckaufgabe einer Düse mit Fehlfunktion von ihrer assoziierten Düse auf der gleichen horizontalen Linie übernommen. Weiterhin betrachtet auch Anderson die Bereitstellung einer Düsen-Test-Station, die jede einzelne Düse auf ihre Funktionalität testet.
Kürzlich hat die Nachfrage nach Digital-Druckpressen zu vielen Veröffentlichungen geführt, welche Verbesserungen der Tintenstrahl-Technologie betreffen, um den strengen Anforderungen nach hohem Volumen und gleichzeitig nach Tintenstrahldruckern mit hoher Qualität Genüge zu tun. Silverbrook [20] offenbart Verfahren zum Verringern der "Downtime" von Drucklinien aufgrund einer Einführung von mindestens einem zusätzlichem Druckmodul. Silverbrook erwähnt auch, dass die statischen Seitenbreite-Druckköpfe, welche Tausende von Düsen enthalten, signifikant einen Vorteil aus der Fehlertoleranz aufgrund von redundanten Düsen ziehen. Übereinstimmend mit Hickmann und Anderson erwähnt Silverbrook ebenso die Zunahme der Druckgeschwindigkeit durch Verwendung mehrerer Düsen. Darüber hinaus lehrt Silverbrook, dass bei einem Drucken mit hoher Qualität bei geringer Auflösung die Menge an abgelagerter Tinte direkt proportional zu der Anzahl der gedruckten Dots ist.
Das Dokument DE-A-198 42 379, das als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, zeigt:
ein Drucksystem zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als Muster auf die Oberfläche einer Plattform, umfassend:

A) ein Drucksystem, das umfasst: a) ein Druckbrückensystem, das eine starre Druckbrücke umfasst, um in genauer Weise mehrere Strahldruckköpfe unterzubringen, wobei jeder mit einer Vielzahl von Strahldüsen ausgestattet ist, wobei die Druckköpfe in verschiedenen Anordnungen auf der Brücke gruppiert sind und entlang der Brücke in einer Richtung bewegbar sind, und wobei die Brücke in einer Richtung senkrecht zu der Bewegung der Gruppe von Druckköpfen bewegbar ist; und b) ein Plattformsystem umfassend: i) einen Drucktisch zum Unterbringen der Plattform; und ii) ein motorisiertes System, um die Gruppe von Druckköpfen und die Brücke zu bewegen, und
B) ein Versorgungssystem zur Versorgung mit der flüssigen oder viskosen Substanz; und
C) ein Steuerungssystem, das auf Muster und Brücke zur Steuerung des Druckbrückensystems reagiert; und
D) eine Benutzerschnittstelle.

Es sei erwähnt, dass alle vorstehend erwähnten Veröffentlichungen, welche die PCB-Herstellung betreffen, entweder ihren Fokus auf UV-vernetzbare Tintenzusammensetzungen legen oder im Wesentlichen lediglich das Verfahren des Tintenstrahldruckens in führenden Anwendungen zur Herstellung von Leiterplatten als einzelne Prototypen oder als Prototypen in geringer Stückzahl oder zur experimentellen Leiterplattenherstellung offenbaren. PCB-Herstellungsverfahren zur Massenproduktion wurden noch nicht offenbart, welche die Vorteile einer Strahlausgabe-Resist-Maske oder einer Legendendruck-Technologie für schnelle, verlässliche, hochqualitative Herstellung mit großer Serienzahl verwenden können, da die Voraussetzungen vom Stand der Technik noch nicht erfüllt wurden. Derartige Voraussetzungen sind unter anderem eine hohe Auflösung mit Fehlertoleranz Null, Positionswiederholbarkeit, mit sehr geringen Toleranzen und strahlbare Substanzen, die für Resist-Masken geeignet sind.
Demzufolge besteht ein Bedarf in der Technik nach der Bereitstellung eines Strahlausgabe-Systems und -Verfahrens, das die Begrenzungen bei bislang bekannten Lösungen im Wesentlichen vermindert oder eliminiert und Lösungen bei PCB-Fertigungsstraßen in industriellem Maßstab zum Strahlen eines bestimmten Musters von verschiedenen Substanzen bereitstellt und das ebenfalls bei Platten mit großer Größe und Rückwandleiterplatten anwendbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es sei angemerkt, dass anwendbare Tintenstrahl-Verfahren für eine industrielle PCB-Herstellung vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise die Fragen angehen sollten:

1. Druckqualität (a) Auflösung: (i) mindestens 300 × 300 dpi für Legendenbildgebung; (ii) mindestens 600 × 600 dpi für verschiedene Ätz- und Löt-Masken; (b) Tintenbereichsabdeckung, insbesondere für, jedoch nicht beschränkt auf Ätz- und Löt-Masken; (i) im Wesentlichen Verringern der Möglichkeiten zu Stiftlöchern (pin holes) und/oder unbedeckten Bereichen; (ii) ausreichende Tintenablagerung zum Verwenden des abgelagerten Bildes für Maskierungszwecke; (iii) Optimieren von Einheitlichkeit (Abwesenheit von "Streifenbildung" und/oder "Saumbildung") von festen Bereichen (führende Masken); (c) Verzerrungen: (i) Verringern von Tintentröpfchen-Verzerrungen aufgrund ihrer relativen x-Geschwindigkeitskomponente der Fortbewegung bei Kontakt mit der Druck-Oberfläche; (ii) Kompensieren von Abmessungsverzerrungen einer PCB ("potatochipping") aufgrund vorhergehender Herstellungsschritte der PCB;
2. Durchsatz: (a) Ausrüsten des PCB-Druckers mit signifikant genügenden Düsen zum: (i) Erreichen einer erforderlichen Auflösung bei einer inhärenten Redundanz zum Vermeiden mehrerer Druckdurchläufe; (ii) Erreichen einer gewünschten Druckbereichsabdeckung mit einer erwünschten Tintenmenge bei vorzugsweise einer minimalen Anzahl an Druckdurchläufen (Bahnen); (b) Ausrichten von Druckmuster mit einer PCB "on the fly" ("im Fluge"), wobei folglich die Handhabung und die Positionierung einer PCB vor einem Drucken minimiert wird;
3. spezifische PCB-Herstellungserfordernisse: (a) Kompensieren von PCB-Abmessungsverzerrungen oder "potato-chipping", wobei eine akkurate Registrierung von gedruckten Mustern ermöglicht wird; (b) Aufrechterhalten der PCB-Flachheit in vordefinierten Toleranzen während eines Druckens durch ausreichende Vakuumsaugkraft, wobei eine Unterstützung einer optimalen Arbeitsentfernung zwischen PCB und Druckkopf ermöglicht wird; (c) Ermöglichen eines Drucks von PCBs mit großer Größe (beispielsweise bis zu 24 × 30") in vorzugsweise einem kontinuierlichen Druckschritt; (d) Ermöglichen einer Vielzahl von Bildgebungen auf PCBs, derart wie unter anderem: (i) Ätz-Resist-Masken, (ii) Löt-Resist-Masken, (iii) Plattier-Resist-Masken, (iv) Legendendruck, (v) abziehbare, temporäre Masken, (vi) konforme Beschichtungen (vii) Lötmittelpastendruck, (viii) Laminate und Leiter, (ix) PCB-Löcher und Via-Plugging bzw. mittels Stecken, (x) direktes Drucken von Widerständen und/oder Kondensatoren-Bestandteilen, (xi) Kanten-Uneinheitlichkeits-Kompensationssteuerung, (xii) Unterfüllung, (xiii) freiliegender Rohchip (die) und chip-on-board (Chip-an-Bord) – Verkapselung, (xiv) CSP-Verkapselung, (xv) Haftmittel-Ablagerung.

Die vorliegende Erfindung stellt in vielfältigen Ausführungsformen ein industrielles Tintenstrahl-System und Verfahren bereit, um die Legende (Markierung und/oder Nomenklatur) und den Löt-Resist (die Löt-Maske) auf Leiterplatten (PCBs), einschließlich Rückwandleiterplatten und Schalttafeln, unter Verwendung strahlbarer Tintenzusammensetzungen zu drucken. Geeignete Tintenzusammensetzungen sind unter anderem: Melamin, Epoxy- bzw. Epoxidharz, und Acrylat-Tinten, die jeweils durch UV-Exposition, durch Wärmebehandlung oder/und durch eine Kombination von einigen Vernetzungsmechanismen vernetzbar sind. Es sei hier angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht an die Verwendung der vorstehend erwähnten Tintenzusammensetzungen und/oder eines bestimmten Vernetzungsvorgangs gebunden ist.
Es sei angemerkt, das die Erfindung nicht an eine spezifische Vernetzungstechnik gebunden ist. Alternativ oder zusätzlich wird ein Heizsystem zum schnellen Fixieren der Tinte bereitgestellt. In einem nicht-einschränkenden Beispiel enthält das Heizsystem eine Gebläsevorrichtung (schematisch als 710 in 7 bezeichnet), die das Medium mittels eines Heißluft-Blasvorgangs schnell trocknen kann.
In einer Ausführungsform verwendet das System eine horizontale, statische und starre Druckbrücke, die mehrere industrielle Druckköpfe enthält, wobei eine substantielle Anzahl (vorzugsweise einige Tausende) an Tintenstrahl-Düsen gebildet wird. Durch Verwendung einer horizontalen, statischen und starren Druckbrücke werden Zuverlässigkeitsprobleme, die durch eine Beschleunigung und eine Verringerung der Beschleunigung von sich bewegenden Druckbrücken induziert werden, in signifikanter Weise vermieden.
Während das spezifizierte Beispiel auf eine horizontal ausgerichtete Brücke fokussiert ist, sei angemerkt, dass im Allgemeinen, die relative Position des Tisches und der Brücke derart sind, dass die Ebene der Düsen und des Tisches im Wesentlichen parallel verlaufen. Das letztere Beispiel betraf horizontal ausgerichtete Ebenen, jedoch sind auch andere Ausrichtungen anwendbar, beispielsweise vertikal ausgerichtete Ebenen.
Das System verwendet zusätzlich eine reichliche Menge an Düsen zum Bereitstellen einer mehrfachen Redundanz, die das per se bekannte Problem von Düsen-Fehlfunktionen, derart wie Verstopfung und Fehlschussabgaben, angehen kann. Die Schussverzögerung zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Düsen wird von den empfohlenen Werten des Herstellers für eine bestimmte relative Geschwindigkeit zwischen Druckkopf und Ziel-Oberfläche modifiziert. Folglich ist beispielsweise für einen bestimmten Düsenzwischenraum-Wert und eine bestimmte relative Druckkopfzieloberflächengeschwindigkeit eine Schussverzögerung von 50 μsec angezeigt, um eine bekannte per se erwünschte Dot-Musterabdeckung zu erzielen. Durch Verringern der Schussverzögerung wird ein Dot-Muster erreicht, das durch im Wesentlichen überlappende benachbarte Dots gekennzeichnet ist, was eine inhärente Redundanz induziert und weiterhin die erwünschte Tintenmenge für eine zufriedenstellende Maskierqualität bereitstellt. Da dies die er reichbare Druckauflösung um den Redundanzfaktor verringern würde, sei angemerkt, dass das System mit einer Druckauflösungsfähigkeit ausgestattet ist, die um den gleichen Redundanzfaktor höher ist, wobei wirksam die bevorzugte Druckauflösung erreicht wird, während die Fehlertoleranz aufrechterhalten bleibt.
Das System in einer bevorzugten Ausführungsform kann irgendeine PCB-Größe annehmen und darauf drucken, bis zu und einschließlich von Platten mit der Größe von Rückwandplatinen und Schalttafeln (beispielsweise 24 × 30 Inch), wobei ein Vakuumtisch verwendet wird, der sowohl in der x-, als auch in der y-Richtung bei hoher Geschwindigkeit und mit hoher Präzision bewegbar ist. Weiterhin kann die horizontal statische und starre Druckbrücke sich vertikal in der z-Richtung bewegen (senkrecht zu der Ziel-Oberfläche) um PCBs mit verschiedenen Dickenabmessungen unterbringen zu können, um die Düsenöffnung der Druckköpfe bei der optimalen Arbeitsentfernung vom Druckziel zu halten. Vor Beginn des Druckauftrags wird die starre Druckbrücke auf eine bestimmte Position gesetzt, um verschiedene Schalttafel/Plattendicken unterbringen zu können, da die optimale Strahldistanz zwischen 0,8 und 1,0 mm gewahrt werden sollte.
Weiterhin ist der erfindungsgemäße Vakuumtisch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit mehreren Vakuumeinlässen ausgestattet, wobei jeder Einlass mit einer Saugzone verbunden ist. Folglich wird eine Bereichs-addressierbare Saugkraft erreicht, um:

1. die notwendige PCB-Flachheit in vordefinierten, erwünschten Toleranzen zu erreichen, falls aufgrund von mechanischen Behandlungen und Wärme-Behandlungen während aufeinanderfolgender Herstellungsschritte eine PCB nicht die erforderliche Flachheit aufweist. Folglich kann für PCBs, die nicht den gesamten Vakuumstischbereich bedecken, eine ausreichende Saugkraft allein auf den Bereich aufgebracht werden, den die PCB bedeckt.
2. temporäres Umschalten entsprechend dem Bereich, in dem gegenwärtig Tinte abgelagert wird auf ein vordefiniertes System mit verminderter Saugkraft. Folglich wird das per se bekannte Problem des Saugens durch zahlreiche Löcher, das in PCBs vorliegt, auf denen Lötmasken und/oder Legendendruck abgelagert wird, wesentlich erleichtert.

Das System der vorliegenden Erfindung, in Übereinstimmung mit bevorzugten Ausführungsformen, ist mit einem Bilderkennungssystem ausgestattet, das eine Bilderkennungsbearbeitungseinheit und eine Bilderkennung-Registrations- und Verzerrrungs- Kompensationseinheit umfasst, wobei die allgemeinen Probleme angegangen werden:

a) Erreichen einer PCB-Ausrichtung mit dem gedruckten Muster und
b) Kompensieren von PCB-Abmessungsverzerrungen.

Durch Anpassen (Drehen) des Druckbilds wird eine globale Registration mit einer erwünschten Genauigkeit erreicht, ohne zu erfordern, dass die PCB in einer genauen, definierten Weise positioniert wird. Die erfindungsgemäße Software, in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform ist weiter mit Verschiebungsalgorithmen bzw. Abschrägalgorithmen (skewing algorithms) konfiguriert, um eine vollständige Ausrichtung mit unter anderem Vergleichsmarkierungen gemäß im wesentlichen allen IPC (Institute for Interconnecting und Packaging Electronic Circuits) – Standards zu erreichen. Weiterhin stellt das Bilderkennungssystem eine globale Ausrichtung mit hoher Präzision von sowohl Legenden- als auch Löt-Resist-Mustern auf die PCB-Abmessungsmerkmale bereit, wobei ermöglicht wird, dass der Druckschritt beginnt, ohne dass die PCB in einer in signifikanter Weise genauen und vordefinierten Position angeordnet wird.
Zusätzlich stellt das Bilderkennungssystem eine autonome Identifikation von fehlfunktionierenden Düsen bereit, indem ein geeignetes Probedruckmuster verwendet wird, das vorzugsweise von allen Düsen gedruckt worden ist. Folglich werden jeweilige fehlfunktionierende Düsen identifiziert und folglich durch das System geschlossen. Das System berechnet die verbleibende Redundanz und falls ein vordefiniertes Redundanzniveau nicht erreicht wird, so wird ein geeignetes Warnsignal erzeugt.
Indem in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung doppelt so viele Düsen bereitgestellt werden, wie für eine bestimmte Druckauflösung erforderlich sind, werden verstopfte und folglich geschlossene Düsen die Druckqualität nicht beeinflussen (in diesem Zusammenhang liegt keine Verschlechterung der Kanten-Geradlinigkeit vor, was gewöhnlich das Ergebnis bei geringerer Druckauflösung ist). Die Druckqualität wird nicht in Mitleidenschaft gezogen aufgrund dessen, dass jeder Zielbereich durch mindestens zwei Dots abgedeckt wird, die aus zwei Düsen kommen, wobei erreicht wird, dass jede Düse mindestens eine andere Düse als Reserve aufweist. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine modifizierte Schusszeit verwendet und folglich dienen ungeradzahlige Reihenöffnungen der gleichen Strahl-Druckkopf-Funktion als "Reserve" für die geradzahligen Reihen-Öffnungen und umgekehrt. In einer anderen Ausführungsform weist jeder Strahl-Druckkopf einer Reihe von Strahl-Druckköpfen einen anderen Strahl-Druckkopf als Reserve auf, der gegenüber in einer parallelen Reihe von Strahl-Druckköpfen angeordnet ist. In noch einer anderen Ausführungsform wird ein Farb-Tintenstrahl-Druckkopf verwendet, der mehrere Farben gleichzeitig strahlen kann. Indem die selbe Tinte für jeden Farbkanal verwendet wird, wird in entsprechender Weise, wie vorstehend beschrieben, eine mehrfache Redundanz erreicht.
Strahlbare Zusammensetzungen, derart wie unter anderem Melamin, Epoxy-, und Acrylat-Tinten, die jeweils entweder durch UV-Exposition, durch Wärmebehandlung oder/und durch eine Kombination von einigen Vernetzungsmechanismen vernetzbar sind, werden vorzugsweise in dem erfindungsgemäßen System verwendet.
Das System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird aus einer Drucker-Konsole und einer Benutzer-Konsole gebildet, die an die Drucker-Konsole mittels Verkabelung gebunden ist.
Ungeachtet einer Verbesserung hinsichtlich der Druck-Geschwindigkeit wurde bislang noch nicht ein erwünschtes Niveau erreicht und demzufolge stellt die Druck-Geschwindigkeit weiterhin einen Engpass bei Fertigungsstraßen für hohe Serienzahlen dar. Folglich steuert gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Zentral-Benutzer-Konsole mehrere Drucker-Konsolen, wobei Engpässe abgewendet werden, indem der Druckschritt in einer parallelen Weise auf mehr als einen Drucker verteilt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße System ein allein standfähiges bzw. freistehendes (stand-alone) System und folglich enthält die Drucker-Konsole im Wesentlichen alle Systeme.
Für Fachleute ist klar, dass die vorliegende Erfindung in signifikanter Weise einfachere und weniger mühsame Resist-Masken- und Legenden-Druck-Vorgänge als gewöhnliche Vorgänge des Stands der Technik ermöglicht, wie zuvor und unter Bezugnahme auf 1 und 3 beschrieben und wie es aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich wird.
Demgemäß stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bereit:
ein Strahlausgabe-Drucksystem zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als Muster auf die Oberfläche einer Plattform in einer industriellen Fertigungsstraße, umfassend:

(A) ein Drucksystem, das umfasst: (I) ein Druckbrückensystem, das eine statische und starre Druckbrücke umfasst, um in genauer Weise mehrere Strahldruckköpfe unterzubringen, wobei jeder mit einer Vielzahl von Strahldüsen ausgestattet ist, wobei die Strahldruckköpfe in verschiedenen Anordnungen auf der statischen und starren Druckbrücke gruppiert sind, wobei die Strahldruckköpfe verwendet werden, um Mehrfach-Redundanz zu erreichen, wobei ein Teil der Gesamtmenge verfügbarer Düsen als Reservedüsen verwendet wird, und (II) ein Plattformsystem umfassend: (a) einen Drucktisch, der eine Tischebene aufweist, die im Wesentlichen parallel zu der Ebene der Strahldüsen der statischen und starren Druckbrücke ist, um die Plattform unterzubringen während das Muster in einer Strahl-Weise auf die Plattform ausgegeben wird; und (b) ein motorisiertes System, um den Drucktisch gleichzeitig in mindestens zwei zueinander senkrechte bzw. senkrecht verlaufenden Richtungen zu bewegen, und
(B) ein Versorgungssystem zur Versorgung der mehreren Strahldruckköpfe mit der flüssigen oder viskosen Substanz; und
(C) ein Steuerungssystem, das auf mindestens Muster- und Plattformdaten zur Steuerung des Plattformsystems reagiert, um die Ausgabe der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als das Muster auf der Oberfläche der Plattform zu erreichen, und (D) eine Benutzerschnittstelle, um mindestens einen Zustandbericht des Drucksystems bereitzustellen.

Demgemäss wird durch einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung bereitgestellt: Ein Strahlausgabe-Druckverfahren zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als ein Muster auf die Oberfläche einer Plattform in einer industriellen Fertigungsstrasse, umfassend die Schritte der Verwendung:

A) eines Drucksystems, umfassend: (I) ein Druckbrückensystem, umfassend eine statische und starre Druckbrücke, um in einer genauen Art und Weise mehrere Strahldruckköpfe unterzubringen, wobei jeder mit einer Vielzahl von Strahldüsen ausgestattet ist, wobei die Strahldruckköpfe in verschiedenen Aufbauten bzw. Anordnungen auf der statischen und starren Druckbrücke gruppiert sind, wobei die Strahldruckköpfe verwendet werden, um Mehrfach-Redundanz zu erreichen, wobei ein Teil der Gesamtmenge verfügbarer Düsen als Reservedüsen verwendet wird, und (II) ein Plattformsystem umfassend: (a) einen Drucktisch, der eine Tischebene aufweist, die im Wesentlichen parallel zu der Ebene der Strahldüsen der statischen und starren Druckbrücke ist, um die Plattform unterzubringen, während das Muster in einer Strahl-Art und Weise auf die Plattform ausgegeben wird, (b) einen Bereichs-adressierbaren Ansaugkraft-Vakuumtisch, und (c) ein motorisiertes System, um den Drucktisch gleichzeitig in mindestens zwei zueinander senkrechten Richtungen zu bewegen, und
B) ein Versorgungssystem zur Versorgung der mehreren Strahldruckköpfe mit der flüssigen oder viskosen Substanz, und
C) ein Steuerungssystem, das auf mindestens Muster und Plattformdaten reagiert und das Plattformsystem steuert, um die Ausgabe der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als das Muster auf die Oberfläche der Plattform zu erreichen, und
D) eine Benutzerschnittstelle, um mindestens einen Zustandbericht des Drucksystems bereitzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen wie sie in der Praxis ausgeführt werden kann, wird nun eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei dies lediglich in Form eines nicht-beschränkenden Beispiels erfolgt, worin:
1 ist ein Fließdiagramm des Lötmaskenverfahrens des Stands der Technik.
2 ist ein verallgemeinertes Fließdiagramm eines Lötmaskenverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Fließdiagramm des Legenden-Druckverfahrens des Stands der Technik.
4 ist ein verallgemeinertes Fließdiagramm eines Legenden-Druckverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5A ist eine schematische, Top-Down-Ansicht des Strahlausgabe-Drucksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5B ist eine schematische Darstellung des Bereichs-adressierbaren Ansaugkraft-Vakuumtischs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5C ist eine schematische Darstellung von einem der mehreren Ansaugventil-Umschaltsolenoide, die in der Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
5D ist eine schematische Darstellung von einem der mehreren Ansaugventil-Brückensolenoide, die in der Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
5E ist eine schematische Darstellung von einem der mehreren Ansaugventil-Umschalt-/Hemm -Solenoide, die in der Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
6A ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung der Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6B ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung der Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung..
6C ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung der Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6D ist eine schematische Seitenansichtsdarstellung der Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die verschiedenen Bestandteile und eine topographische Darstellung des Datenflusses der Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8A zeigt schematisch einen industriellen 4-Farb-Druckkopf.
8B zeigt schematisch zwei Druckkopfanordnungen, die jeweils eine Vielzahl von 4-Farb-Druckköpfen bilden, unter Bezugnahme auf 8A.
8C zeigt schematisch eine Druckkopfanordnung, die eine Vielzahl von Einzelfarb-, Monochrom- Tintentyp-Strahldruck-Druckköpfen bildet.
9A ist eine schematische Zeichnung, die den Stand der Technik des verschachtelten Strahlens zeigt.
9B zeigt Schiess-Zeitabstimmungsdiagramme für geradzahlige und ungeradzahlige Reihen des Stands der Technik eines Druckkopfs.
9C ist eine schematische Zeichnung, welche die modifizierte Schiess-Sequenz zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Reihen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9D zeigt Schiess-Zeitabstimmungsdiagramme für geradzahlige und ungeradzahlige Reihen eines Druckkopfs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9E ist eine schematische Zeichnung, welche die Redundanz- und Reserve-Technik gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9F ist eine schematische Zeichnung, welche die Tinten-Dot-Muster von zwei im Wesentlichen überlappenden Dots und die resultierende Kante des kombiniert gedruckten Dot-Musters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9G ist eine schematische Zeichnung, welche den Querschnitt von im Wesentlichen überlappenden Dots gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10A ist eine schematische Ansicht der Anordnung von Tintenstrahlköpfen auf der horizontal statischen Druckbrücke.
10B ist eine schematische Zeichnung, welche die relative Positionierung von zwei benachbarten Tintenstrahlköpfen gemäß Entwurfs-Abmessungsspezifikationen zeigt, wie durch den Hersteller von geeigneten Tintenstrahlköpfen vom Industriegrad gezeigt.
10C ist eine schematische Zeichnung, welche den vollständigen Druck-Weg zum Erreichen einer Abdeckung des Druckbereichs unter Verwendung von Strahl-Druckköpfen des spezifischen Herstellers zeigt, wie in 10B gezeigt.
11A ist eine schematische Zeichnung, welche die Gestalt und Position von zwei Legendenelementen eines PCB-Layouts zeigt.
11B ist eine schematische Zeichnung, welche eine rohe Abmessungsverzerrung einer PCB nach gewöhnlicher Laminierung, Wärmebehandlung und Säuberungsvorgängen zeigt.
11C ist eine schematische Zeichnung, welche die Verschiebungs-Technik einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Erreichen einer genauen Ausrichtung des Druckbilds gemäß der Zeichnung von 11A, auf einer verzerrten Leiterplatte, wie in 11B gezeigt, zeigt.
12A ist eine schematische Zeichnung, welche die PCB-Ausrichtung auf dem Vakuumtisch unter Verwendung des Bilderkennungssystems und von Markierungen, die auf der PCB vorliegen, derart wie Vergleichsmarkierungen und Anschlussflecke, zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Aus Gründen einer Erleichterung der Erklärung wird die Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, die ein Legendendruck- und ein Lötmasken-Drucksystem bilden. Für Fachleute ist klar, dass die Erfindung keinesfalls an diese Ausführungsformen und verschiedene Ausgabeverfahren gebunden ist, unter anderem für:

a. Primärbildleitmuster,
b. Ätz-Resist-Maskenmuster,
c. temporäre Masken
d. Kanten-Uneinheitlichkeits-Kompensationssteuerungsmasken
e. selektive konforme Beschichtungen
f. chip-on-board (Chip-an Bord) – Verkapselung,
g. Flüssig-Verkapslungen (liquid encapsulates),
h. Strichcodes, und
i. Haftmittel in der Oberflächenanbringungstechnologie (SMT, surface mount technology),

Angemerkt sei, dass die nachstehend diskutierten bevorzugten Ausführungsformen auf einer Verwendung von DPC (nunmehr Hitachi Kokai Imaging Inc.) Gen3 Industrie-Druckköpfen basieren. Andere Köpfe können in äquivalenter Weise verwendet werden, derart wie die Spectra Inc. Nova 256/80 JA Druckköpfe, obgleich einige korrelierte Betriebsparameter geändert werden müssen, um derartige andere Druckköpfe in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen unterzubringen.
Unter Bezugnahme auf 5A wird eine Top-Down-Ansicht bzw. eine Ansicht mit abgenommener Abdeckung des erfindungsgemäßen Strahlausgabe-Drucksystems gezeigt. Die Druckbrücke 500 ist eine horizontal statische, starre Plattform, welche die Druckkopf-Aufbauten 501 und 502 zeigt, die jeweils einige und vorzugsweise mehrere Strahl-Druckköpfe bilden. Eine von mehreren möglichen Anordnungen, um mehrere Strahl-Druckköpfe in Aufbauten 501 und 502 anzuordnen, ist schematisch als eine Reihe gezeigt, die mit der Reihe auf dem anderen Aufbau verschachtelt ist. Zwei der Köpfe sind in der schematischen Zeichnung durch Gegenstände 503 und 504 gezeigt. Jeder der Köpfe ist mit dem Rohr 505 verbunden, das ein Teil des Tinten-Versorgungssystems 506 zum Zuführen von Tinte aus Tintentanks (hier nicht gezeigt) ist. Aufgrund spezifischer Anforderungen, die nachstehend detailliert beschrieben sind, ermöglicht die statische und starre Plattform (Druckbrücke) 500 die Positionierung und Ausrichtung von jedem Strahl-Druckkopf mit einem Präzisionsgrad signifikanter Höhe. Um Anzuzeigen, dass die Fülle und die jeweilige Anordnung der Strahl-Druckköpfe lediglich schematisch angegeben ist, wird ein "Bruch"-Symbol 507 und 508 für die Druckbrücke, Kopf-Aufbauten und Tinten-Versorgungssystem angewendet.
Jeder einzelne Druckkopf bildet mehrere Strahldüsen, die Teil der Druckkopf-Öffnungsplatte sind, und kann durch den Entwurf des Herstellers ein bestimmtes, vorbestimmtes Niveau an Druckauflösung, beispielsweise 300 oder 600 dpi (Dots pro Inch) erreichen.
Um bekannte, per se inhärente Düsen-Fehlfunktions-Probleme zu verhindern, verwendet die vorliegende Erfindung eine reichliche Menge an Düsen, um wie nachstehend detailliert beschrieben, eine mehrfache Redundanz bereitzustellen. Angemerkt sei hier, dass die mehrfache Redundanz ein Dot-Muster herstellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass jeder Zielbereich durch zwei oder mehr Tinten-Dots aus zwei oder mehr einzelnen Düsen abgedeckt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform überlappen die Dots mit einem signifikanten Ausmaß, jedoch nicht notwendigerweise vollständig. Falls eine Düse eine Fehlfunktion aufweist, so wird der Bereich noch von einem oder mehreren Tinten-Dots aus einer oder mehreren anderen Düsen abgedeckt sein. Um die Auflösungsabnahme zu überwinden, die inhärent vorliegt, falls ein Teil der verfügbaren Düsen für Reservezwecke in Beschlag genommen sind, so müssen mehr Düsen als für eine bestimmte Auflösung erforderlich verwendet werden. Im Allgemeinen wird ein Überfluss an Düsen für eine mehrfache Redundanz verwendet.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Industrie-Farb-Tintenstrahl-Druckkopf in einer modifizierten Weise verwendet. Farbtintenköpfe können mehrere Farben gleichzeitig strahlen und gewöhnlich werden vier Farben (Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz) verwendet, um ein Farbbild zu bilden. Angemerkt sei, dass bei einer Büro-/Heim-Strahldruck-Ausstattung gewöhnlich ein separater schwarzer Tintenkopf verwendet wird. Um die übermäßige Menge an Düsen in einer Ausführungsform zu erreichen, werden 4-Farb-Tintenstrahl-Druckköpfe mit der gleichen Tinte für alle Farb-Kanäle (Fließbereiche) versorgt, wobei folglich eine bis zu 3-fache oder 200%-ige Redundanz erreicht wird, falls eine Düse für das Hauptbild und die drei anderen Düsen als Reserve verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden jedoch zwei Düsen für das Hauptbild verwendet und zwei Düsen dienen als Reserve, wobei folglich 100%-ige Redundanz oder Fehlertoleranz erreicht wird. Dieser Betriebsmodus wird weiter unten detaillierter unter Bezugnahme auf die 8A, 8B, 9C, 9D, 9E, 9F und 9G beschrieben.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mehrere Strahl-Druckkopf-Aufbauten vom Einzelfarb-, Monochrom-Tintentyp verwendet, wobei mehr als 1500 Düsen angegliedert sind, wobei eine erwünschte mehrfache Redundanz bereitgestellt wird.
Zur Lösung der vorstehend erwähnten bekannten Probleme einer Düsenfehlfunktion ist das System der vorliegenden Erfindung derart entworfen, dass es bei einem Minimum von 100 % Redundanz arbeitet, was die doppelte Anzahl an Düsen darstellt, die zum Erreichen einer bestimmten Druckauflösung notwendig ist.
Aus Klarheitsgründen werden die elektronische Multi-Druckkopf-Antriebseinheit, das motorisierte Druckbrücken-Vertikalbewegungssystem und das elektronische, motorisierte Planarbewegungs-Steuerungssystem in 5A weggelassen und werden detaillierter unter Bezugnahme auf 7 diskutiert.
Ein Drucktisch 509 wird in einer anfänglichen Start- oder Park-Position gezeigt, um das Laden oder die Anordnung einer PCB 510 vor einem Drucken zu erleichtern. Die PCB 510 ist an den Drucktisch 509 in fester Weise gesichert, indem der Vakuumtisch 511 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwendet wird (nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf 5B beschrieben), welche die Befestigung der PCB in einer unverrückbaren Weise am Drucktisch 509 während des nachfolgenden Druckschritts zeigt. Der Drucktisch 509 und Vakuumtisch 511 sind derart dimensioniert, dass die Aufnahme aller gewöhnlich verwendeten PCB-Größen, einschließlich von Rückwandplatinen und von Schalttafeln, beispielsweise bis zu 24×30 Inch, erleichtert wird. Gewöhnlich sind PCBs während sie hergestellt werden nicht in idealerweise flach, sondern derartige PCBs weisen aufgrund von mehreren Schichten verschiedener Materialien, die während der aufeinanderfolgenden Herstellungsschritte mechanischen Behandlungen und Wärmebehandlungen unterworfen waren, einen signifikanten Mangel an Flachheit ("potato chipping") auf. Es ist per se bekannt, dass eine optimale Arbeitsentfernung zwischen der Öffnungsplatte eines Strahl-Druckkopfs und der Oberfläche, die bedruckt wird, vorliegt. Eine signifikante Abnahme der Druckqualität wird erfahren, wenn die Arbeitsentfernung von der optimalen Arbeitsentfernung abweicht. Zum Beheben dieses geläufigen Problems wird der Vakuumtisch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung derart entworfen, dass die gewöhnlich angetroffenen maximalen Höhenverzerrungen von PCBs überwunden werden, und eine wesentliche Flachheit erreicht wird, während die PCB an dem Vakuumtisch befestigt ist. Es sei hier angemerkt, dass eine beträchtliche Saugkraft auf die PCB angewendet werden muss, um eine vordefinierte erwünschte Planarisierung zu erreichen. Die Bereitstellung einer maximalen Saugkraft allein auf die an dem Vakuumtisch befestigte PCB, induziert die folgende per se bekannte Zwangslage.
Ein Strahlen einer fluiden Flüssigkeit auf eine Oberfläche mit zahlreichen Löchern induziert ein Saugen von gestrahlter, noch fluider Tinte unmittelbar nach Ausgabe durch diese Löcher durch die Saugkraft des Vakuumtischs. Es sei angemerkt, dass Lötmasken und Legende auf die PCBs aufgebracht werden, die in dieser Stufe des Herstellungsverfahrens, wenn diese Muster auf die PCB aufgebracht werden, im Allgemeinen zahlreiche Löcher aufweisen. Um dieses per se bekannte Problem anzugehen, enthält die vorliegende Erfindung einen Bereichs-adressierbaren Ansaugkraft-Vakuumtisch. Folglich wird ein auf die PCB angewendetes Ansaugen klar ein Ansaugen von abgelagerter und noch im Wesentlichen flüssiger oder viskoser Tinte durch diese zahlreichen Löcher hervorrufen. Zum Beheben dieses Problems wird die Ansaugkraft zeitweilig in jenen spezifischen Bereichen, in denen gegenwärtig Tinte abgelagert wird, vermindert oder gehemmt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden bestimmte Vakuumeinlässe des Vakuumtischs der vorliegenden Erfindung zeitweilig durch das System entsprechend zu dem Bereich geschaltet, in dem gegenwärtig Tinte zu bzw. bei einem System mit vordefinierter verminderter Ansaugkraft abgelagert wird, wobei dies nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf 5A und 5C beschrieben wird.
Wie nachstehend detaillierter beschrieben, kann das Drucksystem der vorliegenden Erfin dung weiter eine optimale Arbeitsentfernung einstellen.
Nun folgt eine detaillierte Beschreibung des Vakuumtisches, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Befestigen und Planarisieren der PCB während des Strahl-Druckschritts verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf 5B, bildet der Vakuumtisch 511 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwei adressierbare Ansaugkraft-Bereiche, Bereich A 512 und Bereich B 513. Jeder Bereich ist in mehrere Ansaugzonen 514, 515, 516, 517, 518, 519, 520, 521, 522 und 523 im Bereich A 512 und mehrere Ansaugzonen 524, 525, 526, 527, 528, 529, 530, 531, 532 und 533 im Bereich B 513 geteilt. Jede Ansaugzone in einem Bereich ist parallel zu jeder anderen und parallel zu dem Druckkopfaufbau positioniert, wie nachstehend detaillierter beschrieben. Die Ansaugzone 514 im Bereich A 512 und die Ansaugzone 524 im Bereich B 513 sind längs zueinander positioniert, um im Wesentlichen mit der Druckbahn ausgerichtet zu sein. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf die bestimmte Beschreibung des Vakuumtisches 511 beschränkt ist, und unter anderem, Variationen hinsichtlich des Layouts, der Anzahl an Ansaugzonen und der Anzahl an adressierbaren Bereichen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst sind. Weiterhin wird, um die Erklärung zu erleichtern, lediglich die Ansaugzone 514 nachstehend detaillierter beschrieben und der Fachmann wird einfach erkennen, dass alle Ansaugzonen in ihrer Leistung im wesentlichen identisch sind.
Die Ansaugzone 514 ist mit dem ersten Vakuumeinlass 534 über Kanal 535 verbunden, während die Ansaugzone 524 mit dem zweiten Vakuumeinlass 536 über Kanal 537 verbunden ist. Mehrere Ansauglöcher sind im Ansaugabschnitt 538, 539 und 540 in Ansaugzone 514 eingesetzt, wobei. eine Ansaugkraft an eine PCB bereitgestellt wird, die auf dem Vakuumtisch 511 positioniert ist.
Bei nochmaliger Betrachtung von 5A, folgt nun eine detaillierte Beschreibung des Vakuum-Subsystems, das die Bereichs-adressierbare Ansaugkraft von der Vakuumpumpe 541 zur Ansaugzone 514 und 524 anwendet. Zum Erleichtern der Erklärung, werden lediglich die mit der Ansaugzone 514 und 524 verbundenen Vakuumsubsysteme nachstehend detaillierter beschrieben und ähnlich wie zuvor erwähnt sind die mehreren Vakuumsubsysteme, die mit jeder Ansaugzone verbunden sind, im Wesentlichen in ihrer Leistung identisch.
Die Ansaugkraft wird durch die Vakuumpumpe 541 bereitgestellt. Die Vakuumpumpe 541 ist mit dem Verteiler 542 verbunden, wobei mehrere Ansaugventil-Umschaltsolenoide 543-544 (unter Bezugnahme auf 5C nachstehend detaillierter beschrieben) direkt mit der Vakuumpumpe 541 verbunden sind. Daher ist eine vorbestimmte maximale Ansaugkraft, die durch die Vakuumpumpe 541 bereitgestellt wird, am Eingang 545 des Ansaugventil-Umschaltssolenoids 543 über Kanal 546 verfügbar, unter Verbindung mit dem Verteiler 542. Zusätzlich ist die Vakuumpumpe 541 mit dem Verteiler 547 über das Reduzierventil 548 verbunden, das die vor stehend erwähnte maximale Ansaugkraft auf ein vordefiniertes verringertes Niveau verringern kann und optional ist die Ansaugkraft im Verteiler 547 auf im wesentlichen keine Ansaugkraft vermindert. Daher ist eine vordefinierte, verminderte Ansaugkraft am Eingang 549 des Ansaugventil-Umschaltsolenoids 543 über die Rohrleitung bzw. Leitung (tubing) 550 verfügbar, unter Verbindung mit dem Verteiler 547.
Unter Bezugnahme auf 5C, wird das Ansaugventil-Umschaltsolenoid 543 schematisch gezeigt und ist für alle Ansaugventil-Umschaltsolenoide 1n 543–544 (5A) repräsentativ. Die Maximum-Ansaugkraftleitung 546 (5A) ist mit dem Eingang 545 verbunden und die Leitung mit verminderter Ansaugkraft 550 (5A) ist mit dem Eingang 549 verbunden. Die Leitung 546 und die Leitung 550 werden, um die Identifizierung zu erleichtern, als Verteiler-Zwillingsrohrleitung bezeichnet. Während die Druckköpfe eine Druckbahn oberhalb der Ansaugzonen 514 und 524 (5A) strahlen, wird eine maximale Ansaugkraft auf alle anderen Ansaugzonen aufgebracht, die gegenwärtig nicht unter der Druckbahn sind. Daher werden die elektrischen Systemsteuerungssignale 551, die nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden, bewirken, dass der Zylinder 552 die maximale Ansaugkraft dabei hindert, mit dem einzigen Ausgang 553 verbunden zu sein (mit Kanälen und folglich mit Ansaugbereichen unter der Druckbahn verbunden), aufgrund einer Zufuhr von Energie zu oder optional einem Entzug von Energie von dem Solenoid bzw. dem Selenoid 554. Gleichzeitig wird eine verminderte Ansaugkraft dabei gehindert, mit dem einzigen Ausgang (sole exit) 553, aufgrund des Zylinders 552, der den Eingang 549 schließt, verbunden zu sein. 5C zeigt schematisch eine momentane Situation, bei der eine maximale Ansaugkraft daran gehemmt wird, den einzigen Ausgang 553 zu erreichen. Folglich sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung es erzielt hat, entweder die maximale Ansaugkraft oder verminderte Ansaugkraft (optional auf im Wesentlichen Null verringert oder keine Ansaugkraft) unter der Steuerung des Drucksystems auf adressierbare Ansaugzonen (mehrere Ansaugbereiche enthaltend) des Vakuumtisches anzuwenden, wobei im Wesentlichen das Problem eines Ansaugens von noch flüssigem, gestrahltem Fluid durch Löcher durch die Ansaugkraft des Vakuumtisches erleichtert wird.
Wie detaillierter nachstehend diskutiert, erfordert der Vakuumtisch 511 (5A) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Planarisierung von PCBs auf eine Flachheit in vordefinierten, erwünschten Toleranzen, was eine beträchtliche Ansaugkraft erfordert, um dieses Ziel zu erreichen. In Fällen jedoch bei denen kleinere PCBs an Vakuumtisch 511 befestigt werden, können keine merklichen Ergebnisse erwartet werden, indem eine Ansaugkraft auf unbedeckte Bereiche angewendet wird, während die verwendbare Ansaugkraft zum Befestigen und Planarisieren von einem vorbestimmten Niveau auf ein weniger optimales Niveau vermindert wird. Für einen Fachmann ist deshalb klar, dass indem der Vakuumtisch in vorzugsweise zwei adressierbare Ansaugbereiche geteilt wird, Ansaugkraft führend in Bereichen des Vakuumtisches 511 verbraucht wird, in denen eine PCB vorliegt, wobei folglich die verfügbare Ansaugkraft erhöht wird. Folglich kann die Systemsteuerung bei kleineren PCBs die Ansaugkraft lediglich auf Bereich A 512 begrenzen, während ein Ansaugen im Bereich B 513 behindert ist.
Nun folgt eine Beschreibung des Vakuumsubsystems, das diese Errungenschaft aufgrund der vorstehend erwähnten, adressierbaren Ansaugkraft-Ansaugzonen ermöglicht.
Zum Inhibieren von Ansaugkraft in Bereich B 513, werden mehrere Ansaugventil-Brückensolenoide 1 ... n 555–556 verwendet.
Nun wird auf 5D Bezug genommen, worin das Ansaugventil-Brückensolenoid 555 schematisch gezeigt ist und für alle Ansaugventil-Brückensolenoide 1 ... n 555–556 (5A) repräsentativ ist. Die Ansaugkraft (entweder maximale oder verminderte) tritt in das Ansaugventil-Brückensolenoid 555 am einzigen Eingang 558 mittels der Rohrleitung 559 (5A) ein und tritt bei Ausgang 560 aus. Falls Bereich B 513 (5A) daran gehindert werden muss, eine (maximale oder verminderte) Ansaugkraft aufzubringen, dann werden elektrische Systemsteuersignale 561, die nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden, bewirken, dass der Zylinder 562 die Verbindung zwischen dem einzigen Eingang 558 und dem zweiten Ausgang 563 aufgrund von einem Zuführen von Energie an oder optional einem Abziehen von Energie von einem Solenoid 564 schließt. In dieser Situation, ist die Ansaugkraft folglich lediglich auf Ausgang 560 gerichtet. Im anderen Falle, ist die Ansaugkraft gleichmäßig auf beide Ausgänge 560 und 563 gerichtet. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5A erwähnt, gibt es zwei Vakuum-Einlässe 534 beziehungsweise 536, welche die Ansaugkraft zur Ansaugzone 514 und zur Ansaugzone 524 koppeln. Folglich werden mittels Rohrleitung 573 beziehungsweise 565, Ansaugzone 514 und 524 zur Ansaugkraft verbunden, während Ansaugventilbrückensolenoid 555 unter Systemsteuerung die Ansaugkraft entweder an Ansaugzone 514 allein oder an beide Ansaugzonen 514 und 524 adressiert. Die Leitung 573 und die Leitung 565 werden zur Vereinfachung der Identifikation als Einlass-Zwillingsrohrleitung bezeichnet.
In 5E wird das vorstehend unter Bezugnahme auf 5C beschriebene Ansaugventil-Umschaltsolenoid 543 durch ein zusätzliches Solenoid-Ventil 567 weiter verstärkt 566, was eine weitere Beschränkung der Ansaugkraft auf lediglich jene Ansaugzonen ermöglicht, die durch die PCB 510 auf dem Vakuumtisch 511 bedeckt sind. Falls eine PCB lediglich beispielsweise die Ansaugzonen 514, 515, 516, 517 und 518 (5B) bedeckt, dann werden die elektrischen Systemsteuerungssignale 568, die nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf 7 beschrieben sind, bewirken, dass der Zylinder 569 den einzigen Ausgang 553 aufgrund von einem Zuführen von Energie an oder optional einem Abziehen von Energie von Solenoid 567 des Ansaugventil-Umschalt/Hemm-Solenoids 557 schließt, das die Ansaugkraft inhibiert. Falls folglich die Ansaugzone, an die das bestimmte Ansaugventil-Umschalt/Hemm-Solenoid verbunden ist, nicht durch die PCB bedeckt ist, so wird im Wesentlichen keine Ansaugkraft verbraucht, wobei deshalb die Ansaugkraft zwischen der PCB 510 und dem Vakuumtisch 511 weiter erhöht wird (5A).
Es sei angemerkt, dass im Wesentlichen keine Grenze für die erreichbare maximale Druckgröße bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens vorliegt. Es ist deshalb klar, dass die hierin erwähnte Begrenzung der maximalen Druckgröße auf 24×30 Inch lediglich deshalb gewählt wurde, weil es sich hierbei um die heutzutage gewöhnlich verwendete, größte Plattengröße in der PCB-Industrie handelt. Falls ein Bedarf nach einer Platte größerer Größe künftig bestehen wird, so ist klar, dass der künftige Bedarf durch Anwendung vergleichsweise einfacher und per se bekannter Up-Scaling-Techniken gestillt werden kann.
Nun wird wieder auf 5A Bezug genommen, wobei der Wartungsdruck-Bereich 571 optional Druckkopf-Wartungseinheiten bilden kann, derart wie:

a. ein Druckkopf-Verschlussmechanismus zum Schützen von Druckköpfen vor getrockneter Tinte, einem Verstopfen von Öffnungen, das nach einer signifikanten Zeitspanne der Druck-Inaktivität oder des Druck-Ruhezustands erfolgt (der Verschlussmechanismus wird entweder auf Anfrage des Benutzers oder automatisch nach einer vorbestimmten Inaktivitätszeitspanne aktiviert);
b. ein Säuberungs- und Priming-System zum Konditionieren (Säubern) der Druckkopf-Öffnungsplatten in vorbestimmten Intervallen oder nach jedem Druckauftrag;
c. ein Satz von Druckkopfwischvorrichtungen zum Entfernen (Reinigen) und Säubern von überschüssiger Tinte von den Druckkopf-Öffnungsplatten;
d. ein Solvenswaschsystem zum Säuberen der Druckkopf-Öffnungsplatten mit einer Tintenlöslichen Lösung;
e. eine Drainage-Öffnung zum Sammeln von Tinte, die auf einen Bereich oberhalb der Drainage-Öffnung ausgegeben ist (periodisch wird Tinte von den Öffnungen ausgegeben, um die Düsen in einem betriebsbereiten Zustand zu halten) und weiterhin um die Säuberungsfluide zu sammeln, die während des Reinigungs- und Priming-Vorgangs verwendet werden;
f. ein Vakuum-Ansaugsystem für einen besseren Säuberungs- und Priming-Betriebsvorgang.

Ein reservierter Bereich des Drucktisches 509 ist der Wartungs-Probe-Druck-Bereich 571, worin die Funktionsfähigkeit der Druckköpfe getestet wird, wie weiter nachstehend detaillierter beschrieben.
Der Drucktisch 509 ist mit einem motorisierten Hochpräzisionssystem 572 verbunden, um den Drucktisch 509 gleichzeitig in mindestens zwei senkrechte Richtungen zu bewegen.
Für Fachleute ist klar, dass zum Ausgeben eines Musters auf eine Oberfläche die relativen Bewegungen zwischen den Druckkopfdüsen und der Ziel-Oberfläche relevant sind.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden ein motorisiertes, horizontales x-y-Drucktischsystem und ein zusätzliches motorisiertes, elektronisches Druckbrückenbewegungssystem für vertikale Bewegungen, wie weiter nachstehend detaillierter beschrieben. Zum Erleichtern der Erklärung wurden detaillierte schematische Zeichnungsdetails des motorisierten, planaren Systems 572 in 5A ausgelassen, da derartige Bewegungssysteme per se unter anderem von Plottern und anderer ähnlicher Ausstattung bekannt sind. Es sei angemerkt, dass für PCB-Fertigungsstrassen diese Bewegungstechnologie neu ist.
Nun wenden wir uns 6A zu, worin eine schematische Seitenansicht des Systems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt wird. Die Zentralkonsole 600 enthält verschiedene elektrische und mechanische Systeme, die nachstehend detaillierter beschrieben werden. Zusätzlicher Raum ist in zwei Abteilungen 601 und 602 verfügbar, die benachbart zu der Zentralkonsole 600 sind. Zusätzlich zu einer Bereitstellung von mechanischer Unterstützung für den Drucktisch 603, wie weiter nachstehend detaillierter beschrieben, enthalten die Abteilungen 601 und 602 unter anderem ein Vakuumpumpensystem und ein Tinten-Versorgungssystem, einschließlich Tanks, Pumpen, Rohrleitungen, Filtrier- und anderen optionalen Systemen, die weiter nachstehend detaillierter beschrieben werden.
Die Zentralkonsole 600 bildet weiter ein motorisiertes Druckbrücken-Vertikalbewegungssystem 604, das zwei Motoren bildet (lediglich ein Motor 605 ist in der Seitenansicht von 6A sichtbar), um die statische und starre Druckbrücke 606 in eine vertikale Ebene 607 zu bewegen, die im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der PCB ist. Zum Erreichen optimaler Ausgabeeigenschaften müssen die Öffnungsplatten der gegenwärtig strahlenden Druckköpfe in einem in signifikanter Weise nahem Distanzbereich von der Ziel-Oberfläche sein, was folglich erfordert, dass das vorstehend beschriebene motorisierte Druckbrücken-Vertikalbewegungssystem 604 den Betrieb der Tintenstrahl-Druckköpfe in einer optimalen, vorbestimmten Arbeitsentfernung ermöglicht. Folglich muss das motorisierte Druckbrücken-Vertikalbewegungssystem 604 derart entworfen sein, um die Druckbrücke in einem vertikalen Fenster von 15 mm nach oben und unten zu bewegen, um die Arbeitsentferung der Strahl-Druckköpfe anzupassen. Zur Wartung und für einen bequemen Zugang, beispielsweise zum Säubern, Wischen, usw. ermöglicht das motorisierte Druckbrücken-Vertikalbewegungssystem 604, dass die Druckbrücke mindestens um 400 mm angehoben wird. Es sei angemerkt, dass künftige Entwurfsüberlegungen andere Werte für die vorstehend erwähnten Arbeits- und Wartungsdistanzen bestimmen können. Für die vorstehend erwähnten DPC Gen3 Köpfe wurde bestimmt, dass die optimale Arbeitsentfernung ungefähr 1,0 mm ± 10% beträgt.
Wie vorstehend erwähnt, sind die relativen Bewegungen zwischen den Strahl-Druckköpfen und dem Zielbereich relevant und folglich kann entsprechend eine vorbestimmte optimale Arbeitsentfernung zwischen den Öffnungsplatten und der Zieloberfläche erreicht werden, indem entweder die statische und starre Druckbrücke 606 in einer vertikalen Ebene bewegt wird oder die Zieloberfläche in einer vertikalen Ebene bewegt wird. Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden wünschenswerte Hochpräzisions-Drucktisch-Bewegungen erreicht, indem das motorisierte System 572 auf ausschließlich planare Bewegungen beschränkt wird und indem eine optimale Arbeitsentfernung erreicht wird, dadurch dass die Druckbrücke 500 in einer senkrechten Ebene bewegt wird.
Fachleute werden die nachstehenden Verfahren und Vorrichtungen einfach klar, die verwendet werden, um diese in signifikanter Weise strengen Bedingungen aufrechtzuerhalten. Folglich hat die vorliegende Erfindung zusätzlich zu der im Wesentlichen starren Konstruktion der vorstehend erwähnten statischen Druckbrücke, einer akkuraten Anordnung der mehreren Druckköpfe in dem Druckkopf-Aufbau und einer Gesamtstabilität der Superstruktur der Druckeinheit weiterhin signifikante Aufmerksamkeit verwendet auf:

1. Bewahren der PCB-Flachheit in vordefinierten Toleranzen während eines Druckens durch eine ausreichende Vakuum-Ansaugkraft, sogar in Situationen, bei denen ein Druck auf PCBs mit signifikanten Abmessungsverzerrungen ("potato chipping") erfolgt, wie vorstehend erwähnt, unter Verwendung der vorstehend erwähnten adressierbaren Ansaugkraft-Ansaugzonen-Subsysteme, und
2. Bereitstellen akkurater Mittel (motorisiertes Druckbrückenvertikalbewegungssystem)

Der Drucktisch 603 bildet den Vakuumtisch (511 in 5A) zum Befestigen der PCB in einer unverrückbaren Weise, während das Muster auf die Oberfläche der PCB gedruckt wird. Der Drucktisch 603 ist mit dem Arm 608 verbunden, der ein Teil des motorisierten, planaren Systems 609 ist, das für die Positionierung des Drucktisches und folglich der PCB verantwortlich ist, unter der horizontalen, statischen und starren Druckbrücke in einer derartigen Weise, dass alle Abschnitte der PCB in konsekutiver Weise Zielbereich für jene Tintenstrahl-Druckköpfe sind, die dafür vorbestimmt sind, diese Abschnitte abzudecken. Motorisierte, planare Systeme, welche Linearmotoren, Kodiereinrichtungen und Closed-Loop-Feedback-Systeme umfassen sind per se bekannt, beispielsweise aus CNC-Werkzeugen. CNC (Computer Numerical Control, Numerische Computer Steuerung) – Vorrichtungen werden bei Herstellungsaufgaben, derart wie beim Fräsen, Drehen, Stanzen und Bohren verwendet. In der bevorzugten Ausführungsform ist das motorisierte, planare System 609 entworfen, um ein Bewegen des Drucktischs 603 mit hoher Präzision und gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen. Um die folglich resultierenden unerwünschten Wirkungen der Relativgeschwindigkeit zwischen der PCB und den Druckköpfen anzugehen, werden Kompensationsalgorithmen verwendet, die nachstehend detaillierter diskutiert werden.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Benutzer-Konsole 610 eine separate Einheit, die mit der Konsole 600 vorzugsweise durch Kabel 611 verbunden ist. Andere Kommunikationsmittel, drahtlose oder über ein bestehendes Netz, sind ebenfalls vorstellbar. Die Konsole 610 enthält einen Computer 612, mit Speicher mit per se bekannter Funktionalität. Der Computer 612 ist mit mehreren Peripherie-Eingabevorrichtungen, derart wie Tastatur 613 und anderen per se bekannten Vorrichtungen, derart wie einer Maus 615 zum Bereitstellen einer Benutzereingabe verbunden. Weiterhin umfasst der Computer 612 per se bekannte Vorrichtungen, derart wie ein Diskettenlaufwerk und Speichermedien, derart wie ein oder mehrere Festplattenlaufwerke. Die Display-Vorrichtung 614 stellt bereit:

1. visuelle Benutzerinteraktivität mit verschiedenen Systemen, Einrichtungen und Einheiten des Drucksystems,
2. visuelle graphische Darstellung von Dateneingabe von den mehreren peripheren Eingabeeinrichtungen, was nachstehend detaillierter diskutiert wird;
3. Überprüfung des Musters und Ermöglichen von Abänderungen an dem Muster vor dem Drucken, falls erforderlich.

Da gewöhnlich PCs in ihrem Gehäuse keinen ausreichenden Raum zum Unterbringen mehrerer zusätzlicher Karten aufweisen, stellt die Benutzer-Konsole 610 deshalb einen adäquaten Raum für alle zusätzlichen notwendigen Karten bereit. Der Baugruppenrahmen 616 hält folglich eine passive Rückwandplatine, um die verschiedenen Bestandteilkarten unterzubringen, wie nachstehend detaillierter beschrieben. Weiterhin bildet der Computer 612 mehrere periphere Eingabeeinrichtungen, derart wie unter anderem, eine entfernbare Datenspeicherungs-Eingabe/Ausgabe-Einrichtung 617. Gewöhnlich werden Datenkassetten (data cartridges) 618 verwendet, die unter anderem Datendateien unter anderem im "Gerber"-Format enthalten, um die Daten der Muster, die auf die Oberfläche der PCB aufzubringen sind, einzugeben. Andere periphere Eingabeeinrichtungen, derart wie unter anderem, Intranet oder/und Internet 619 sind mit dem System durch per se bekannte Netz-Schnittstellen-Karten (NIC's, network interface cards) verbunden, auch Teil von Computer 612.
6B zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, worin eine zentralisierte Benutzer-Konsole 620 durch mehrere Kabel 621, 622 und 623 mit den Druck-Konsolen 624, 625 beziehungsweise 626 verbunden ist. Zur Erleichterung der Erklärung werden lediglich drei Druck-Konsolen gezeigt, wobei die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls an diese spezifische Anzahl von mehreren Druck-Konsolen gebunden ist und irgendeine Anzahl von Druck-Konsolen kann verwendet werden, um Engpässe in PCB-Fertigungsstraßen mit großer Serienzahl abzuwenden. Es sei angemerkt, dass ungeachtet einer signifikant erhöhten Druck-Geschwindigkeit, die nichtsdestotrotz relativ moderate Druck-Geschwindigkeit der vorliegenden Erfindung inhärente Engpässe induzieren könnte, die wirksam durch eine Verwendung mehrerer Drucker-Konsolen und Verteilen des Druckschritts in einer parallelen Weise auf mehr als einen Drucker abgewendet werden können. Unter Verwendung eines einzelnen Computer-Systems 627 und einem einzelnen Baugruppenrahmen 628 (616 in 6A), der mit den nachstehend erwähnten Bestandteilen bestückt ist, werden signifikante Einsparungen bei der Ausstattung und der Bodenfläche erreicht. Zusätzlich kann ein einzelner Benutzer folglich die mehreren Druck-Konsolen von der zentralisierten Benutzer-Konsole 620 steuern.
Nun wenden wir uns 6C zu, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, worin die Konsole 629 alle notwendigen Bestandteile enthält, um das System in einer mehr oder weniger autonomen Weise in Abhängigkeit von verschiedenen Fertigungsstraßen-Entwurfsüberlegungen zu betreiben. Folglich können alle vorstehend beschriebenen Bestandteile in Konsole 629 des Strahl-Druckers untergebracht werden, um Bodenraum zu sparen und das Strahl-Druckersystem zu konsolidieren. Folglich sind vorstehend beschriebenes Display 630, Tastatur 631, und Datenkassetteneinheit 632 alle Teil von Konsole 629. Der einstückige Baugruppenrahmen 633 enthält in dieser Ausführungsform den vorstehend erwähnten Computer (627 in 6B oder 612 in 6A) als einen Single-Board-Computer.
Unter Bezugnahme auf 6D, kann die Benutzer-Konsole 634 optional in einer Einheit auf einer Drehscheibe 635 untergebracht werden, die an einem bewegbaren Arm 636 angebracht ist.
Nun wenden wir uns 7 zu, wobei eine detailliertere Beschreibung des System-Block-Diagramms folgt, wobei die verschiedenen Bestandteile und die topographische Darstellung des Datenflusses der Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5 und 6A beschrieben.
System P.C. 700 enthält den vorstehend erwähnten Baugruppenrahmen 701 (616 in 6A) um die vorstehend erwähnten elektronischen Karten unterzubringen und Speisespannungen und Datenpfade zu diesen und von diesen Karten weg bereitzustellen. Es sei hier angemerkt, dass das I.S.P. (Image Processing System, Bildbearbeitungssystem) 702 in der vorliegenden Erfindung ein dediziertes Softwaremodul ist, dass in signifikanter Weise ähnlich zu per se bekannter R.I.P. (Raster Image Processor, Raster-Bild-Prozessor) Hardware funktioniert. I.S.P. 702 konvertiert gewöhnlich unterstützte Bilddatei-Formate, derart wie PDL (Page Description Language, Seiten-Beschreibungs-Sprache), Postscript oder andere Graphik-Dateien vom Vektor-Typ in ein Seitenbild mit Pixelmuster, das praktisch die aktuellen Druckdaten bildet, die dem Drucker zugeführt werden, um ein Muster zu drucken, welches das Bild der Daten-Datei darstellt. Ein weit verbreitetes Dateiformat ist beispielsweise das Gerber- oder das erweiterte Gerber-Format.
Das System verwendet Bildbearbeitungsalgorithmen, welche die Wechselwirkung Tinte-Substrat und die Wechselwirkung zwischen benachbarten Tintentröpfchen in Betracht ziehen.
Konvertierte Druckdaten werden über Datenweg 703 und über die synchronisierende Platte 704 zu den Druckkopftreibern 705 und anschließend zu den mehreren Druckköpfen 706 transferiert, die auf der statischen und starren Druckbrücke 707 (500 in 5A) vorliegen. Die synchronisierende Platte 704 stellt Mittel zum Synchronisieren der Datenzeitabstimmuung mit der Vakuumtisch 708 – Bewegung bereit.
Optional wird das System mit einem Bilderkennungssystem erweitert, das Bilderkennungsprozessoreinheit 709 und Bilderkennung-Registration- und Verzerrungskompensation-Einheit 710 umfasst, das für verschiedene Aufgaben verwendet wird, insbesondere für einen Lötmasken-Druck, wie nachstehend detaillierter beschrieben. Es sei hier angemerkt, dass zum Legenden-Drucken die inhärente Druck-Genauigkeit und Wiederholbarkeit des Systems der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen ausreichend ist und dass folglich das vorstehend erwähnte Bilderkennungssystem zum Legenden-Drucken ohne signifikant schädliche Ergebnisse weggelassen werden kann.
Von der seriellen Kommunikations-Einheit 711 werden Daten in die Bewegungssteuervorrichtung und Antriebs-Einheit 712 eingegeben, welche die elektrischen Positionssignale, welche repräsentativ für die Positionsdaten sind, in elektrische Steuersignale transformiert, im Allgemeinen Pulse, die den Linear-Servomotor 71.3 und den Stromrichtermotor 714 des motorisierten, planaren Systems, das den Vakuumtisch 708 bewegt, antreiben. Die Bewegungssteuervorrichtung und Antriebs-Einheit 712 gibt zusätzlich Vertikal-Positions-Steuersignale aus, die in die zwei Motoren 715 und 716 eingegeben werden, welche die horizontale statische und starre Druckbrücke 707 in eine Vertikalebene bewegen, die im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der PCB ist. Die Anmelder haben nun herausgefunden, dass ein Vertikalbewegungsfenster von etwa 15 mm ausreichend ist, um eine erwünschte, optimale Arbeitsentfernung zwischen der Öffnungsplatte eines strahlenden Druckkopfs und der Zieloberfläche einer PCB einzustellen, die unterscheidbare Dickenunterschied aufweist. Vor dem Starten eines Druckauftrags, gibt der Benutzer die Dicke der PCB-Platte in das System ein, das dann die Druckbrückenhöhe mittels der Motoren 715 und 716 auf die vorstehend erwähnte optimale Arbeitsentfernung einstellt. Wenn es notwendig ist eine Wartung an dem System durchzuführen, so werden Vertikal-Positionsü-Steuersignale durch das System erzeugt, um die Druckbrücke um etwa 400 mm anzuheben, wobei verschiedene Wartungsaufgaben erleichtert werden.
Die I/O-Einheit 717 steht mit verschiedenen Systemen der Druckvorrichtung in Kommunikation, derart wie unter anderem, Brücken-Sensoren und Heizvorrichtungen und System-Heizvorrichtungen 719 und Beladevorrichtung/Entladevorrichtung 720.
Die I/O-Einheit 717 steht weiterhin in Kommunikation (551, 561 und 568 in 5C, 5D und 5E) mit den vorstehend erwähnt Ventilen (543, 555 oder 557 in 5A, 5C, 5D und 5E) zum Erreichen einer Bereichs-adressierbaren Ansaugkraft im Vakuumtisch 708, Teil des Bereichs-adressierbaren Ansaugkraft-Ventilsystems 718.
Nun folgt eine kurze Beschreibung des Tinten-Versorgungssystems der vorliegenden Erfindung.
Wie vorstehend erwähnt, ist die Tintenstrahldruck-Technologie per se bekannt, aber es sollte erwähnt werden, dass eine Ausgabe von verschiedenen flüssigen oder viskosen Substanzen, die Aufgaben erfüllen sollen, derart wie beispielsweise Ätzmaske, Lötmaske, Legendendruck, oder/und Haftmittel und die sich vorzugsweise zusätzlich an strikte Spezifikationen, deran wie die vorstehend erwähnte IPC-SM-840-Spezfikation, halten in signifikanter Weise komplex ist. Der vereinfachte Strahl-Vorgang der Resist-Maskierung, wie nachstehend diskutiert, macht die Anstrengung im Wesentlichen lohnend. Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren zusammen mit den nachstehend diskutierten Systemen und Verfahren, hat die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen alle per se bekannten Probleme und Nachteile angegangen. Die für das vorstehend erwähnte Masken- und Legenden-Drucken auszugebende Substanz wurde durch die Anmelder in einer bevorzugten Ausführungsform als eine "one-pack" Epoxy-basierte; mit Wärme vernetzbare, strahlbare Substanz oder Tinte gewählt, mit geeigneten Additiven. Folglich enthält die Zusammensetzung von geeigneten Tinten unter anderem, einen vernetzbaren Binder, optional Lösungsmittel, Pigmente, Farbstoffe, Füllmittel und andere funktionale Materialien. Der Binder ist ein Harz, das mit anderen Bestandteilen kombiniert ist, die das Vernetzen der Tinte nach Kontakt mit dem Substrat ermöglichen. Das Harz kann vernetzt werden, oder mit Wärme vernetzt werden oder durch eine Kombination verschiedener Vernetzungsmechanismen vernetzt werden. Derartige Harze können basieren auf, sind jedoch nicht beschränkt auf: Melamin-, Epoxy-, oder Acrylat-Chemie. Es sei angemerkt, dass hier der Begriff Binder als ein Bestandteil verwendet wird, welcher die Fähigkeit hat an ein Substrat zu haften und optional einige Bestandteile an das Substrat zu binden.
Zum Legenden-Drucken wird ein weißes oder gelbes Pigment verwendet, während zum Lötmasken-Drucken ein grüner Farbstoff verwendet wird.
Es sei angemerkt, dass die Druckköpfe im Wesentlichen mit allen verwendeten Tinten oder Haftmitteln durch ein gewöhnliches Industrie-Tintenstrahl-Versorgungssystem versorgt werden, was bildet:

1. ein Lagersystem, bildend:
1. mehrere Hauptbehälter 721, 722 und 723;
2. einen sekundären Behälter 724; der als ein Pegelsteuerungssystem durch Aufbringen von Schwerkraft und das physikalische Prinzip der kommunizierenden Röhren funktioniert, wobei folglich der negative Meniskusdruck gesteuert wird;
3. ein Druckregulierungssystem, welches das vorstehend erwähnte Prinzip der kommunizierenden Röhren verwendet;
4. ein Versorgungspumpensystem, das durch System-PC 700 gesteuert wird;
5. eine Mehrstufen-Filtereinheit 725, welche die maximale Teilchengröße der Tintensubstanz steuert (in einer bevorzugten Ausführungsform hat sich eine obere Grenze von 5 μ als ausreichend erwiesen;
6. mehrere Tintenventile 726, die durch den System-PC 700 gesteuert werden;
7. ein Pegel- und Reinigungssteuersystem 727 mit mehreren Pegel erfassenden Vorrichtungen;
8. eine Wisch-, Lösungsmittelwasch-, Reinigungs-, und Priming-Einheit (nicht gezeigt und vorstehend unter Bezugnahme auf den Wartungsdruckbereich 571 in 5A erwähnt); und
9. ein Fluid-Sammel-Gefäß, das Tinte und Säuberungsfluids sammelt);
10. ein Luftblasendrainagesystem (nicht gezeigt); und
11. ein Temperatursteuerungssystem (nicht gezeigt), welches bildet: (A) eine Heizeinheit, und (B) eine Temperaturabtasteinheit, und (C) eine Temperatursteuerungseinheit.

Jeder einzelne Druckkopf ist mit dem vorstehend erwähnten Tinten-Versorgungssystem verbunden, wobei mehrere geeignete Rohrleitungen 728 verwendet werden.
Anschließend wird ein anfängliches Vernetzen (wobei das ausgegebene Bild im Wesentlichen anhaftungsfrei wird), oder optional ein vollständiges Vernetzen in dem Vernetzungssystem 729 erreicht, wobei gemäß dem verwendeten Tintentyp entweder ein thermaler, IR (Infrarot)-Ofen oder Vernetzen durch UV (Ultraviolett) – Exposition angewendet wird.
Verschiedene Benutzer betreffende Interaktionen mit dem System werden durchgeführt, wobei Display und Tastatur-Einheit 730 verwendet wird.
Nun folgt die Diskussion über die vorstehend erwähnte, inhärente Druck-Redundanz der vorliegenden Erfindung, die in signifikanter Weise die per se bekannten Tintenstrahldruckprobleme abwendet oder minimiert.
Wie vorstehend erwähnt, wurde in den Offenbarungen des Stands der Technik eine redundante Druckfähigkeit verwendet. Die vorliegende Erfindung verwendet jedoch Redundanz in einer neuen Weise, indem ein Überschuss an Düsen bereitgestellt wird und folglich wird eine mehrfache Redundanz erreicht, wobei eine Düsen-Fehlfunktion, eine Hochauflösungsdruckfähigkeit und eine ausreichende Druckgeschwindigkeit gleichzeitig erreicht werden. Fachleute werden einfach verstehen, dass eine Hochauflösung (600 dpi) und eine fehlertolerante Tinten-Ausgabe-Technologie gemäß der vorliegende Erfindung die Kanten-Auflösung von Masken verbessern und weiterhin ein Ausgeben von Lötmaskensubstanz zusätzlich zwischen dicht angeordneten Anschlussflecken ermöglichen, um als Lötmitteldamm zu dienen, wobei die Lötmittelbrückenprobleme gemindert werden, die gewöhnlich bei mit hoher Dichte bestückten PCBs auftreten.
Wenden wir uns nun 8A zu, worin ein 4-Farb-Industrie-Druckkopf 800 gezeigt wird. Jede Farbe wird durch eine separate Reihe von Düsen ausgegeben. Folglich gibt Reihe 801 Gelb, Reihe 802 gibt Magenta, Reihe 803 gibt Cyan und Reihe 804 gibt schwarze Tinte aus. Unter Verwendung von entweder DOD- oder/und DND-Ausgabe-Verfahren kann eine vorbestimmte Druckauflösung durch mehrere Durchläufe und/oder ein Variieren der relativen Geschwindigkeit zwischen Medien und Druckkopf erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden alle Düsen in Reihe 801, 802, 803 und 804 mit der gleichen Tinte versorgt und eine 100%-ige Redundanz wird erreicht, indem benachbarte Reihen 801 und 802 zu einer Einheit 805 kombiniert werden, um das Haupt- oder erste Bild auszugeben. Folglich kann die Druckauflösung auf einem bestimmten Wert aufrechterhalten werden, während die Druckgeschwindigkeit erhöht wird. Alternativ kann die Druckauflösung wie durch den Hersteller angegeben verdoppelt werden, indem eine Standard (Empfehlungen des Druckkopf-Herstellers)-Druckgeschwindigkeit aufrechterhalten wird.
Benachbarte Reihen 803 und 804 sind in Reserve-Einheit 806 kombiniert. Folglich wird jeder Düse von Einheit 805 eine andere Düse von Einheit 806 als Reserve bereitgestellt.
Optional werden die Reihen 801 und 803 zu einer Einheit zum Ausgeben des Haupt- oder ersten Bilds kombiniert und die Reihen 802 und 804 werden zu einer Reserve-Einheit kombiniert, wobei folglich benachbarte Reihen als Reserve wirken.
In 8B werden zwei Druckkopf-Aufbauten 807 und 808 gezeigt, die jeweils eine Vielzahl an den vorstehend erwähnten (8A) 4-Farb-Druckköpfen bilden. In der bevorzugten Ausführungsform enthält jeder Druckkopf-Aufbau 10 Köpfe. Aus Klarheitsgründen werden lediglich zwei Druckköpfe gezeigt. Folglich sind Druckkopf 809 und 810, Teil des Druckkopf-Aufbaus 807, genau in einer verschachtelten Weise mit den Druckköpfen 811 und 812 von Aufbau 808 angeordnet. Aufgrund einer Verwendung einer starren und statischen Druckbrücke, wird festgestellt, dass eine vorbestimmte relative Kopfpositionierungsgenauigkeit erreicht wird und darüber hinaus während des Druckschritts bewahrt wird, da lediglich die PCB in x- und y- Richtung durch das motorisierte, planare Hochpräzisionssystem (572 in 5A) bewegt wird.
8C zeigt schematisch einen Druckkopfaufbau 813, der mehrere Strahl-Druckköpfe vom Einzelfarb-Monochrom-Tinten-Typ 814, 815, 816, 817, 818 und 819 bildet, derart wie beispielsweise Spectra Inc. Nova 256/80 JA Druckköpfe. Es sei angemerkt, dass die Erfinder hier gefunden haben, dass eine schräge Anordnung von Köpfen 814, 815, 816, 817, 818 und 819 wie hier gezeigt zu bevorzugen ist, jedoch werden Fachleute einfach erkennen, dass viele weitere Anordnungen sich als vorteilhaft erweisen können. Fachleute werden einfach erkennen, dass die Köpfe 814, 815, 816 und 817 im Wesentlichen ähnlich wie die Funktion des 4-Farb-Druckkopfs 800 funktionieren, der vorstehend unter Bezugnahme auf 8A beschrieben wurde, während ermöglicht wird, dass mehr Reihen von Düsen zugefügt werden, da jede Reihe von Düsen einen separaten Druckkopf (818 und 819) darstellt. Ähnlich wie das vorstehend erwähnte Kombinieren von Reihen zu zwei Einheiten, eine für das primäre Bild und eine Einheit als Reserve (8A), können Strahl-Druckköpfe vom Einzelfarb-Monochrom-Tinten-Typ 814, 815, 816, 817,518 und 819 in einigen Weisen angeordnet werden, um die Köpfe in Primär-Bild-Einheiten und Reserveeinheiten aufzuteilen. Deshalb werden die Köpfe 814, 816 und 818 zu einer Einheit kombiniert, um das Haupt- oder erste Bild auszugeben und die Köpfe 815, 817 und 819 werden zu einer Reserveeinheit kombiniert, wobei folglich benachbarte Köpfe als Reserve dienen.
Es sei angemerkt, dass hier in 8C lediglich 6 Köpfe gezeigt werden, wobei die Erfindung jedoch keinesfalls auf diese bestimmte Zahl beschränkt ist, und falls erforderlich können mehr Köpfe verwendet werden, um Auflösung, Druckgeschwindigkeit und/ Redundanzpegel zu verbessern.
Während der PCB-Legenden-Druck Anforderungen erfüllen sollte, derart wie:

1. gute Lesbarkeit (ausreichende Auflösung und Kontrast der Legendentinte);
2. Positionsgenauigkeit, stellt eine Lötmaskierung weiter folgende Ansprüche:
3. gute Maskiereigenschaften (ausreichende Tintendicke um das Eindringen von geschmolzenen Lötmittel zu darunter liegenden Kupferschichten zu verhindern);
4. geradlinige Kanteneigenschaften (durch eine ausreichend hohe Druckauflösung erreichbar);
5. Abwesenheit von virtuell jeglichem unbedecktem Bereich, Pin-Hole, usw. (wird durch die vorstehend diskutierte Fehlertoleranz oder Druckredundanz erreicht).

Es sei angemerkt, dass die Verwendung von mehreren Druckköpfen im Allgemeinen und insbesondere für PCB-Industrie-Druck-Systeme im Wesentlichen die Leistung und folglich die C.O.P. bzw. Leistungskosten verbessert hat, indem die Anzahl an Druckbahnen verringert wurden, die für eine vorbestimmte erwünschte Druckqualität erforderlich ist.
In 9A wird der Stand der Technik des verschachtelten Strahlens gezeigt. Entweder durch ein Mehrfach-Durchlaufverfahren oder unter Verwendung der von dem Hersteller empfohlene Schiesszeitabstimmung wird ein Dot-Muster 900 erreicht. Wie wohlbekannt, werden Düsen von geradzahligen und ungeradzahligen Reihen gewöhnlich nicht gleichzeitig abgefeuert. Die folgende Formel wird verwendet, um die von dem Hersteller empfohlene Schiessverzögerung Δ T zu berechnen:
worin:
Spalt 901 der Zwischenraum zwischen geradzahligen und ungeradzahligen Reihen eines gegebenen Druckkopfs ist. V_Medium ist die relative Geschwindigkeit zwischen Druckkopf und Ziel-Oberfläche.
Folglich beträgt für einen Spaltzwischenraum von beispielsweise 25 μm und eine Relativgeschwindigkeit zwischen Druckkopf und Ziel-Oberfläche von 0.5 m/s, die Schiessverzögerung Δ T 50 μs.
In 9B werden Schiesszeitabstimmungsdiagramme für geradzahlige und ungeradzahlige Reihen gemäß den Herstellerempfehlungen gezeigt. Folglich führt die Schiessfrequenz t₁ 902 für ungeradzahlige Reihen 903 zu zwei Dots 904 und 905, die wie in 9A gezeigt, angeordnet sind: Unter Verwendung von Formel (1), führt die Schiessverzögerung Δ T 906 zwischen ungeradzahligen Reihen 903 und geradzahligen Reihen 907 zu einer Dot-Reihe 908, die wie in 9A gezeigt angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass hier die Schiessfrequenz t₁ 902 (9B) für geradzahlige und ungeradzahlige Reihen im Wesentlichen gleich ist.
In 9C wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, worin die Schiessfrequenz modifiziert ist, (t₂ <t₁) um ein Dot-Muster 909 zu erreichen. Es sei angemerkt, dass die Dot-Reihe 910 und die Dot-Reihe 911 nun im Wesentlichen benachbart sind, mit einer vordefinierten, wünschenswerten Spanne, die von V_Medium und t₂ abhängig ist.
In 9D werden Schiesszeitabstimmungsdiagramme für geradzahlige und ungeradzahlige Reihen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Unter Verwendung von Formel (1), führt die Schiessverzögerung Δ T_m 912 (t₂<t₁) zwischen geradzahligen Reihen 913 und ungeradzahligen Reihen 914 zu einer Dot-Reihe 915, die wie 9C angeordnet ist, wobei ein Überlappen zwischen Dot-Reihen 910 und 915 auf eine vordefinierte, erwünschte Menge erreicht wird. Wie vorstehend erwähnt, ist die Schiessfrequenz t₂ 912 (9D) für geradzahlige und ungeradzahlige Reihen im Wesentlichen gleich.
Für Fachleute ist einfach klar, dass eine Düse in ausgeprägter Weise oder falls erwünscht zusätzlich zu ihrer normalen Ausgabe-Funktion als Reserve-Düse dienen kann. Darüber hinaus ist Redundanz und Reserve nicht notwendigerweise auf ein volles Überlappen begrenzt, sondern ein eher teilweises Überlappen mit einer oder mehreren Düse(n) ist ebenfalls anwendbar. Andere Varianten für Reserve und Redundanz sind ebenfalls anwendbar in Abhängigkeit von der bestimmten Anwendung, jeweils wie erforderlich und geeignet.
Wenden wir uns nun 9E zu, worin eine Ausführungsform der Redundanz und Reserve-Technik der vorliegenden Erfindung gezeigt wird, das heißt ein 100% Redundanz-Ansatz. Jeder geradzahlig nummerierten Düse einer bestimmten Öffnungsreihe 922, 924, 926 und 928 wird als Reserve die ungeradzahlig nummerierten Düsen 923, 925, 927 beziehungsweise 929 der gleichen Reihe bereitgestellt. Falls die Wartungs-Einheit beispielsweise die Düse 924 geschlossen hat, so wird die "Reserve"-Düse 925 folglich den nicht-abgedeckten Substrat-Bereich der geschlossenen Düse 924 abdecken.
9F zeigt die resultierenden Tinten-Dot-Muster 930 (909 in 9C) von zwei im Wesentlichen überlappenden Dots 931, wobei ein Dot von einer Düse ausgegeben wird, der Teil der Hauptbild-Druck-Einheit 805 in 8A ist, während der überlappende Dot "Reserve"-Dot durch die Reserve-Einheit 806 in 8A ausgegeben wird. Tinten-Dot 930 ist in den bevorzugten Ausführungsformen ein ausgebreiteter Dot, da die Dots einander nicht vollständig überlappen. Die Überlapp-Menge ist aufgrund eines Modifizierens der Schiessverzögerung variabel und durch bevorzugte Systementwurfsüberlegungen vordefiniert. Es sei hier erwähnt, dass die gestrahlte Tintensubstanz beim Auftreffen auf die Ziel-Oberfläche sich über eine bestimmte Distanz ausbreiten wird und sich mit benachbarten Dots vereinigen wird, um eine ununterbrochene Schicht oder Maske vor der Verfestigung zu bilden. Sogar im Falle einer fehlfunktionierenden Düse wird der einzelne Tinten-Dot 932 noch nahe genug zu sein, um sich mit benachbarten Dots zu vereinigen, um eine ununterbrochene Schicht zu bilden. Höchstens führt der einzelne Tinten-Dot 932 zu einer Kante (Linie 933 stellt etwa die resultierende Kante des kombinierten gedruckten Dot-Musters dar) mit unsignifikant geringeren geradlinigen Eigenschaften im Vergleich zu Kante 934, die für ein kombiniertes, gedrucktes Dot-Muster repräsentativ ist, bei dem alle Düsen funktionsfähig waren.
Querschnitt AA', der in 9G gezeigt ist, erläutert die überlappende und folglich Dot-on-dot-Ausgabe-Technik gemäß der vorliegenden Erfindung. Folglich wird eine ausreichende Menge an Maskiersubstanz ausgegeben, um als eine Maske zu funktionieren, während die Möglichkeit zu Pin-Holes und/oder unbedeckten Bereichen im Wesentlichen verringert wird. Ein Zeitabstimmungssystemteil des vorstehend erwähnten System-PCs (700 in 7) wird verwendet, um diese Technik zu erreichen.
Wenden wir uns nun 10A zu, worin die horizontal statische Druckbrücke 1000 (707 in 7) in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt wird, die eine Anordnung von 20 Köpfen in zwei Druckkopf-Aufbauten 1001 und 1002 (807 und 808 in 8) bildet, die jeweils 10 Köpfe bilden. Folglich wird eine Druckbahnbreite 1003 erreicht, während die Schlange von Druckköpfen betrieben wird, um ein Ausgeben von Tinte in einer kontinuierlichen Band-Weise zu erreichen.
In 10B wird die relative Positionierung von zwei benachbarten Tintenstrahlköpfen 1006 und 1007 gezeigt, gemäß Entwurfsabmessungsspezifikationen, wie sie durch die Hersteller von geeigneten industriellen Tintenstrahlköpfen bereitgestellt werden. Daher hat der Tinten-Strahlkopf 1006 eine Öffnungsplatte 1008, die eine Breite 1009 von 16 mm aufweist. Daher ist der benachbarte Tinten -Strahlkopf 1007 in Bezug zu Tinten-Strahlkopf 1006 in einer derartigen Weise positioniert, dass die Distanz 1010 zwischen zwei benachbarten Öffnungsplatten 1008 und 1011 exakt 48 mm beträgt. Daher sind die zwei linken Öffnungsplatten-Ränder 1012 und 1013 48+16=64 mm voneinander entfernt, was 64/16 = 4 Druckdurchläufe erfordert, um die Distanz von 64 mm vollständig abzudecken.
In 10C erfordern vier Durchläufe 1014, 1015, 1016 und 1017 daher eine Bewegung 1018, 1019, 1020 und 1021 der PCB von 16 mm nach jedem Durchlauf in senkrechter Richtung in Bezug zu den Druckpfadrichtungen 1022 (im Falle eines bidirektionalen Druckmodus). Der Durchlauf einer PCB von einer Seite zu der anderen bildet folglich 4 Durchläufe.
Der vorstehend kurz erwähnte System P.C. (700 in 7) bildet die Datenpfad-Einheit 703, die synchronisierende Platte 704 und die Bewegungssteuerungsvorrichtungs-Einheit 712 zusammen mit Software der vorliegende Erfindung sind zum Durchführen der vorstehend diskutierten Ausgabe-Pfad-Verfahren entworfen.
Da im vorstehenden Beispiel aus Gründen der Klarheit lediglich zwei willkürliche Momente während zwei Durchläufen eines einzelnen Strahl-Druckkopfs beschrieben sind, wobei Tintentröpfchen im selben Ziel-Bereich ausgegeben werden, ist es für den Fachmann klar, dass falls ein Überschuss an Strahl-Druckköpfen verfügbar ist, mehr als ein Kopf verwendet werden kann, um einen bestimmten Bereich mit Strahldrucksubstanz zu bedecken, um mehrfache Redundanz zu erreichen. Falls eine oder mehrere Düsen fehlfunktionieren sollten, gibt es daher für jede derartige fehlfunktionierende Düse mindestens eine, jedoch vorzugsweise mehr als eine "Reserve"-Düse. Die Wartungs-Einheit führt die Abdeckungs-, Wisch- und Reinigungs- Vorgänge vor Beginn eines neuen PCB-Druckauftrags durch. Der Probedruckmuster-Schritt, der nach dem vorstehend erwähnten Abdecken, Wischen und Reinigen durchgeführt wird, induziert einen Betrieb aller Düsen in einer charakteristischen Weise und daher zeigt ein fehlendes Muster die Fehlfunktion einer bestimmten Düse an. In ähnlicher Weise kann eine merkliche Veränderung im Probedruckmuster zeigen, dass eine oder mehrere Düsen eine Fehlfunktion, derart wie beispielsweise Fehlschiessen, Schießen mit Unterbrechung(en), usw. aufweist.
In einer Ausführungsform untersucht der Benutzer manuell das Probedruckmuster und falls er zu dem Schluss kommt, dass das Muster entsprechend den vordefinierten Kriterien ist, so wird der Benutzer den Druckauftrag starten. Falls jedoch ein Problem erfasst worden ist, so wird der Benutzer entweder einen zweiten Abdeck-, Wisch- und Reinigungs-Zyklus beginnen und folglich ein zweites Probedruckmuster drucken, oder er wird die eine oder die mehreren identifizierten, fehlfunktionierenden Düsen schließen, solange die vordefinierte Redundanz aufrechterhalten bleibt, die durch das System nach einer manuellen Schließung von einer oder mehreren Düsen berechnet wird.
Optional wird das System eine fehlfunktionierende Düse wirksam schließen, indem die fehlfunktionierenden Düsen identifiziert werden, während ein Prohedruckmuster in dem vorstehend erwähnten Wartungs-Druck-Bereich 571 (5A) gedruckt wird.
Nach einer entweder manuellen oder automatischen Schließung von fehlfunktionierenden Düsen berechnet das System die Redundanz der verbleibenden richtig funktionierenden Düsen und benachrichtigt das System über das Vorhergehende zum Drucken eines Redundanzstatus. Gemäß der Art des auszuführenden Druckauftrags, warnt das System entweder den Benutzer oder/und das betreibende System, dass die Redundanz verringert ist oder tolerierbare Pegel überschritten sind. Es sei hier angemerkt, dass Legenden-Druckaufträge keine Redundanz von 100% erfordern, jedoch dem Benutzer oder dem betreibenden System ermöglichen, den Druckauftrag falls erwünscht fortzusetzen. Löt-Masken-, Ätz-Resist-Masken- und Primärbildleitermuster-Druckaufträge erfordern hingegen im Wesentlichen eine Düsen-Betriebsfähigkeit von 100 %, wobei deshalb eine Redundanz von mindestens 100 % erforderlich ist. Folglich wird das System wirksam angehalten, um dem Benutzer oder/und dem betreibenden System eine Behebung der erfassten Probleme vor einer Fortsetzung des Druckauftrags zu ermöglichen.
Es ist klar, dass zum Verwenden eines Teils der Gesamtzahl an Düsen für Reservezwecke die Positionierung von jedem Kopf in Bezug zu den anderen Köpfen signifikant kritisch ist, insbesondere von jenen Köpfen, die als die Reserve dienen. Die Verwendung der neuen starren Druckbrücke ist ein Aspekt der vorliegende Erfindung, welche diese Anforderung signifikant ermöglicht. Deshalb wurde es notwendig, die PCB zu bewegen, anstelle der gewöhnlich praktizierten Technik des Bewegens des Druckkopfs. Wie vorstehend erwähnt, wurden Vollseitenbreite-Druckköpfe unter anderem in Druckpressen für große Serienzahlen verwendet, wobei jedoch die vorliegende Erfindung mehrere Druckköpfe des Stands der Technik in einer bislang nicht erreichbaren relativen und absoluten Positionsgenauigkeit zur Verwendung in PCB-Fertigungsstraßen mit großer Serienzahl, in signifikanter Weise aufgrund der statischen und starren Druckbrücke, verwendet.
Wie vorstehend diskutiert, ist die Anzahl an Tintenstrahlköpfen von einer erwünschten Redundanz und einem erwünschten Durchsatz abhängig. Es sei angemerkt, dass Abmessungsentwurfsspezifikationen, wie sie von dem spezifischen Hersteller der verwendeten Strahl-Druckköpfe bestimmt wurden, ebenso von Bedeutung für die Weise sind, die zum Abtasten eines Ziel-Bereichs erforderlich ist, um eine vollständige Abdeckung zu erreichen.
Unter Bezugnahme auf die vorstehend erwähnten Veröffentlichungen, die verschiedene Probleme der Streifenbildung und andere Zwangslagen angehen, die mit einer Tintenstrahl-Bildgebung auf Papiersubstraten verbunden sind, sei hier angemerkt, dass die PCB-Substrate nicht in signifikanter Weise zu einem Bleeding bzw. Ausbluten beitragen, weshalb Tröpfchen von ausgegebener Substanz ihre Form nicht in signifikanter Weise ändern werden, nach dem sie auf das Substrat abgegeben wurden. Daher wird in der folgenden Diskussion, bei der eine PCB das aufnehmende Medium ist, die geometrische Form der Tröpfchen in signifikanter Weise ihre anfängliche Form nach einem Auftreffen auf die Oberfläche der PCB bewahren. Es sei hier angemerkt, dass die Trocknungseigenschaften der gestrahlten Substanzen in signifikanter Weise zum Erreichen der erwünschten End-Abdeckungsqualitäten von Wichtigkeit sind. Wie weiter nachstehend diskutiert, ist erforderlich, dass zusätzliche Vorgänge im Zusammenhang mit bestimmten Tinten-Zusammensetzungen angewendet werden, um eine vollständige Abdeckung der abgegebenen Substanz zu erreichen, die erforderlich ist, um als Maske zu dienen.
In einer Ausführungsform gibt der Strahldrucker der vorliegenden Erfindung eine Löt-Resist-maskierendes Muster ab und folglich ist freiliegendes Laminat/Kupfer-PCB das Substrat. Diese Löt-Resist-Hauptanwendungstechnologie wird gewöhnlich SMOBC genannt. In einer anderen Ausführungsform, bei welcher der erfindungsgemäße Strahl-Drucker ein Ätz-Resistmaskierendes Muster abgibt, ist das Substrat eine planare, freiliegende Kupferschicht.
In einer anderen Ausführungsform, bei welcher der erfindungsgemäße Strahl-Drucker einen Legenden-Druck abgibt, ist das Substrat die vorstehend beschriebene Lötmaske.
Es sei angemerkt, dass durch Verwenden der vorstehend beschriebenen mehrfachen Redundanz-Technik die wirksam erreichbare Druckauflösung um einen Faktor gleich dem Redundanz-Faktor gesenkt wird. Falls eine doppelte oder 100%-ige Redundanz gewählt wird, so muss das auf das Substrat abzugebende Muster bei der doppelten oder Zweifachen der erwünschten Auflösung gedruckt werden. Deshalb verwendet das erfindungsgemäße Strahl-Druck-System einen Überschuss an Strahldruckköpfen zum Erreichen der erwünschten Druckauflösung mit einer vorbestimmten Redundanz. Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Legendendruck bei 300 dpi (Dots pro Inch) gedruckt. Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Lötmasken-Resist bei 600 dpi oder optional bei 1200 dpi gedruckt. Es sollte erwähnt werden, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls an diese Auflösungszahlen gebunden ist und dass durch Wählen aus einer Auswahl an verschiedenen, geeigneten Druckköpfen ein geeigneter Überschuss an Strahl-Druckköpfen erreichbar ist, weshalb im Wesentlichen jede erwünschte Druckauflösung ausgeführt werden kann.
Es folgt nun eine Diskussion über das Bilderkennungssystem, das kurz vorstehend erwähnt wurde (710 in 7), das optional für das Legenden-Drucken verwendet wird, das jedoch eine Vorrausetzung für Resist-Masken-Abgabe-Vorgänge ist, wobei eine Abmessungsverzerrung bei PCBs angetroffen wird, die die Positionsgenauigkeit und die nachstehend diskutierte, erfindungsgemäße Verschiebungstechnik erfordert.
Das Bilderkennungssystem weist drei Hauptfunktionen auf, die vor Beginn eines PCB-Druckauftrags verwendet werden:

1. Eine globale Ausrichtung mit hoher Präzision sowohl des Legenden-, als auch des Löt-Resists auf die PCB-Abmessungsmerkmale, was ermöglicht den Druckschritt zu beginnen, ohne die PCB in einer in signifikanter Weise genau vordefinierten Position anzuordnen;
2. Kompensieren für verzerrte PCB's, was eine signifikant hohe Registrationsgenauigkeit ermöglicht mittels einer Anwendung von Verschiebungsvorgängen, wobei das Druckbild angepasst wird, um mit dem verzerrten PCB-Substrat konform zu sein.
3. Optional Identifizieren von autonom fehlfunktionierenden Düsen, was einen im Wesentlichen autonomen Betrieb ermöglicht.

Das Bilderkennungssystem kann verwendet werden, um ein geeignetes Probemuster abzubilden, das in einem vordefinierten Bereich des vorstehend erwähnten Wartungs-Bereichs 571 in 5A gedruckt wird, und folglich können Mustererkennungs-Algorithmen die richtige Funktionsweise von jeder einzelnen Tintenstrahldüse bestimmen. Das Probedruckmuster ist vorzugsweise entworfen, um einen Betrieb von allen Düsen zu induzieren und deshalb lässt ein fehlendes Dot-Muster an einer bestimmten Stelle des Probedrucks auf eine bestimmte fehlfunktionierende Düse schließen. In ähnlicher Weise lässt ein geändertes Probedruckmuster auf ein Fehlschiessen oder ein Schiessen mit Unterbrechungen) schließen.
Folglich kann entweder der Benutzer das System anhalten, wie vorstehend unter Bezugnahme auf den Wartungsbereich 571 in 5A diskutiert, um die notwendige Wartung durchzuführen oder das System wird automatisch angehalten und ein geeignetes Warnsignal wird erzeugt, falls das optionale Bilderkennungssystem verwendet wird.
Es folgt nun eine kurze Beschreibung der Verzerrungskompensation und einer globalen Ausrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform unter Verwendung des vorstehend erwähnten Bilderkennungssystems.
In 11A wird eine gewöhnliche PCB 1100 schematisch gezeigt, wobei weiter die Position von zwei auf die PCB zu druckenden Legendenmarken 1101 und 1102 angezeigt wird.
Wie vorstehend erwähnt, bewirken gewöhnlich verschiedene Herstellungsschritte, derart wie Ätzen, Laminieren, Vernetzungsvorgänge, usw. eine Abmessungsverzerrung der PCB, was ebenso als "potato chipping" bekannt ist. In 11B wird PCB 1103 gezeigt, die eine schematisch angegebene Verzerrung aufweist, die durch vorhergehende Herstellungsschritte bewirkt sind. Es sollte für den Fachmann klar sein, dass die Legendenmarken 1101 und 1102 nicht auf eine verzerrte PCB 1103 in der gleichen Weise wie in 11A angegeben gedruckt werden können. Zum Kompensieren der Verzerrung ist erforderlich, dass das Bild der Legendenmarken in einer ähnlichen Weise wie die PCB verschoben bzw. abgeschrägt (verzerrt) wird, um eine genaue Positionierung trotz der verzerrten PCB-Abmessungen zu erreichen. Bei Resist-Masken werden vorzugsweise Vergleichsmarkierungen oder/und Anschlussflecke verwendet, um genaue Positionierungsreferenzdaten zu erhalten. In 11C sind beide Legendenmarken 1104 und 1105 folglich in Übereinstimmung mit der Verzerrung von PCB 1106 verzerrt. Folglich wurde die akkurate relative Positionierung mit der selben Genauigkeit wie in 11A gezeigt aufrechterhalten.
Eine weitere Funktion des Bilderkennungssystems ist die Erleichterung der Positionsgenauigkeit einer PCB auf dem Vakuumtisch vor dem Druckschritt. In 12 werden Vakuumtisch 1200 und die optische Erfassungsvorrichtung 1201 schematisch gezeigt. Für Fachleute ist die erforderliche Positionsgenauigkeit zum Anordnen einer PCB in der Druckposition einfach klar. Erfindungsgemäß tastet die stationäre optische Erfassungsvorrichtung 1201 PCB 1202 ab, die auf dem Vakuumtisch 1200 angeordnet ist, der in x- und y-Richtungen 1203 durch das planare Bewegungssystem bewegt wird und identifiziert die aktuelle Positionen der Vergleichsmarkierungen 1204 und 1205. Daher wird eine nicht-senkrechte Anordnung der PCB 1202 sofort erkannt und erfasst 1206. Zusätzliche Vergleichsmarkierungen, derart wie beispielsweise 1207, 1208 helfen weiter dabei den genauen Winkel zu erhalten, unter dem PCB 1202 auf dem Vakuumtisch 1200 angeordnet wird. Es sei angemerkt, dass Vergleichsmarkierungen gewöhnlich verwendet werden, um genaue Positionsreferenzdaten der verschiedenen leitfähigen Muster bzw. Leitmuster, Bestandteile und anderer Merkmale, die Teil einer PCB sind, zu erhalten. Optional können Anschlussflecke 1209 für diesen Zweck verwendet werden, da ihre Position mit ebenso ausreichender Präzision bekannt ist. Daher kann für in signifikanter Weise kleine Anordnungsfehler (kleine Winkel) eine genauere Erfassung erhalten werden, indem Vergleichsmarkierungen 1204 und 1207 verwendet werden, die eine in signifikanter Weise größere Basis aufweisen, was zu einer größeren Verschiebung 1210 führt. Der System-PC der Druckvorrichtung (700 in 7), der unter Verwendung der folglich erhaltenen Drehwinkelinformationen mit Winkeltransformationsalgorithmen ausgestattet ist, dreht die Druckbilddaten demgemäss, um für den erfassten Anordnungsfehler zu kompensieren. Dieses Verfahren vereinfacht in signifikanter Weise die automatische Handhabung und die erforderliche Robotikgenauigkeit der PCB-Handhabungs- und Transport-Ausstattung. Darüber hinaus wird die Handhabungsgeschwindigkeit in signifikanter Weise verbessert, indem weitere Anordnungs-Anpassungen verhindert werden, da der Druck schritt nun ohne weitere Ausrichtungen begonnen wird.
Nachdem nun das Strahl-Ausgabe-Drucksystem diskutiert wurde, folgt nun eine kurze Diskussion über die Verwendung von Epoxy-basierten Tinten als strahlbare Substanz zum Ausgeben eines Musters auf eine PCB, Rückwandleiterplatte oder/und Schalttafel.
Epoxy- oder Melamin-basierte Tinten weisen eine in signifikanter Weise bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien und hohen Temperaturen auf, denen ein ausgegebenes Muster ausgesetzt ist, als gewöhnliche UV-vernetzbare Tinten. Weiterhin zeigen Epoxy- oder Melamin-basierte Tinten wesentlich bessere Adhäsionseigenschaften als gewöhnliche PCB-Substrate und zeigen keine signifikante Gelbfärbung, wobei dies ein Effekt ist, der bei UV-vernetzbaren Tinten üblich ist. Zusätzlich sind die Zusammensetzungen der Epoxy-basierten strahlbaren Tinten, die für Lötmasken verwendet werden mit im Wesentlichen allen IPC-Spezifikationen aufgrund ihrer Ähnlichkeit in Bezug auf die Zusammensetzung zu gewöhnlich verwendeten Lötmaskenmaterialien in per se bekannten vorstehend diskutierten Herstellungsverfahren, verträglich.
Nachdem die Vorrichtung und die Verfahren der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, wird für Fachleute die erreichbare Erleichterung unter Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung und unter Verwendung von strahlbaren Tinten-Polymer-Zusammensetzungen, derart wie unter anderem Melamin-, Epoxy-, oder Acrylat-Tinten, welche jeweils entweder durch UV-Exposition, durch Wärme- (vorzugsweise IR) Behandlung oder durch eine Kombination von einigen Vernetzungsmechanismen vernetzbar sind, bei erforderlichen Resist-Masken- und Legendendruck-Vorgängen einfach klar. Bei den folgenden Anwendungen wird davon ausgegangen, dass sie geeignet sind, um die Vorrichtung und die Verfahren der vorliegenden Erfindung mit den wie vorstehend diskutierten signifikanten Verbesserungen zu verwenden.

1. PCB-Herstellung: (a) Legendendruck, (b) Lötmaske, (c) Ätz-Resist für primäre Bildgebung (Leiter), (d) Ätz-Resist für Ätz-Einheitlichkeit (in Kombination mit einer Bilderkennungseinheit, welche die Linienbreite abtastet), (e) Plattier-Resist für primäre Bildgebung (Leiter), (f) Plattier-Resist für Plattier-Einheitlichkeit (mit oder ohne Bilderkennungseinheit), (g) temporäre (abziehbare) Maske zum selektiven Plattieren (derart wie Gold-Plattierung für Kanten-Verbindungseinrichtungen (edge connectors), während Maskierung aller anderer Anschlussflecke), (h) Aufbringen von Laminaten und/oder Leitern bei sequentiellem Aufbau von PCBs, (i) PCB-Löcher und via-plugging. (j) direktes Drucken von Leitern (unter Verwendung von leitfähigen, strahlbaren Tinten), und (k) mit einer Verstäubungseinheit verbunden, direktes Drucken von Widerständen und/oder Kondensatoren-Bestandteilen auf PCB's (auf inneren Schichten – "buried" bzw. "eingegraben") oder auf äußeren Schichten unter Verwendung von Kohlenstoff (carbon) – basierten strahlbarer Tinte mit Kohlenstoffkonzentrationsabhängigen elektrisch leitfähigen Eigenschaften aufgrund der Kohlenstoff-Teilchen).
2. PCB-Aufbau a) Drucken von Haft-Mustern während des PCB-Aufbaus, b) mit einer Verstäubungseinheit verbunden, Lötmittelpasten-Drucken während des PCB-Aufbaus, (c) Einkapselung von freiem Die (nach Anbringen auf einem PCB – erfolgte bislang in einer klebrigen Weise durch inadäquate, spezialisierte Ausgabe-Ausstattung) (d) freiliegender Die / CSP-Einkapselung, (e) freiliegender Die / Unterfüllung, (f) selektive konforme Beschichtung eines fertigen PCB-Aufbaus; und (g) Verabreichen von Löt-Flussmittel.

Es sei angemerkt, dass die vorstehende Liste keinesfalls auf die erwähnten spezifischen Anwendungen beschränkt ist.
Fachleute werden einfach erkennen, dass in signifikanter Weise die gleichen Vorrichtungen und Verfahren bei einer im Wesentlichen kleineren und einfacheren Druckvorrichtung angewendet werden können, die zur PCB-Herstellung mit geringer Serienstückzahl und zur Prototypen-Herstellung verwendet kann, weshalb derartige Modifikationen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst werden.
Daher sind Modifikationen, die eine kleine Vorrichtung in Desktop-Größe bereitstellen vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise begrenzt auf:

(a) Verwendung weitverbreitet erhältlicher, gewöhnlicher Heim-/Klein-Büro-Druckköpfe, die signifikant weniger kostspielig sind und eine kleinere Größe aufweisen,
(b) Verwendung eines einfachen Drucktisches, optional ohne Vakuum,
(c) Verwendung eines signifikant kleiner dimensionierten und weniger genauen motorisierten, planaren Systems,
(d) Beschränken der PCB-Größe auf vorbestimmte, erwünschte Maximalabmessung,
(e) Tintenbehälter mit niedrigerer Aufnahmekapazität,
(f) Verwendung eines einfacheren Tinten-Versorgungssystems
(g) Bereitstellen beispielsweise eines Maximums von 100% Redundanz, während einer Beschränkung der Druckauflösung auf 300 oder 600 dpi,
(h) kein Bilderkennungssystem,
(i) gesamtes Steuerungssystem derart dimensioniert, um in wenigen Karten mit PC-Platten-Größe enthalten zu sein, wobei ermöglicht wird, dass das vollständige System mit einem gewöhnlichen Desktop-PC betrieben wird,
(j) kein Verschiebungs- und Registrations-System, und
(k) weniger strenge Druckgenauigkeitsspezifikationen, weniger wichtig für die vorstehend erwähnten Zwecke.

Das vorstehend beschriebene System bietet alle vorstehend erwähnten Merkmale und Fähigkeiten, kann in bequemer Weise in einer Umfassung von Desktop-Größe verwirklicht werden, und durch einen gewöhnlichen Desktop-PC betrieben und gesteuert werden, während Eigentümer-Kosten signifikant verringert werden können
Um weiter den vereinfachten Strahl-Vorgang der Löt-Resist-Maskierung zu zeigen, wird nun 2 diskutiert und die nachstehende Diskussion wird mit der vorstehend erwähnten Diskussion zur Löt-Resist-Maskierung des Stands der Technik unter Bezugnahme auf 1 verglichen, wobei die Vorteile einfach ersichtlich werden:
In 2, wird ein Fließdiagramm des Lötmasken-Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt:

1. Eine PCB wird transportiert 200, von der Fertigungsstrasse 201 zu der Säuberungsstufe 203, und es sollte erwähnt werden, dass bis zu diesem Zeitpunkt der Vorgang zu gewöhnlichen Vorgängen des Stands der Technik identisch ist.
2. Die PCB wird auf den Strahl-Drucker 204 geladen und in einem Schritt wird vorzugsweise mit Wärme vernetzbare, Lötmasken-Tinte 205 in einer gewünschten und genauen Weise auf die Oberfläche der PCB ausgegeben.
3. Eine End-Vernetzungsstufe 206 (gemäß per se bekannter Vorgänge) durch Wärme-Behandlung in einem Ofen vervollständigt den gesamten Lötmasken-Vorgang und die PCB wird zu der folgenden Station auf der Fertigungsstrasse 201 transportiert 207.

Wegen der wenigen Stufen in der Lötmasken-Station 208, zusätzlich zu einem signifikant einfacheren, preiswerteren, genaueren und schnelleren Lötmaskenverfahren, wird weiterhin Zeit, Ausstattung und Handhabung durch die demgemäss wenigen Beförderungsvorrichtungen und die automatisierte Handhabungsausstattung gespart, die notwendig ist, um den PCB von jedem Ausstattungsteil zu dem Nächsten 209 zu transportieren. Darüber hinaus wird die Geschwindigkeit und die Handhabung aufgrund des Bilderkennungssystems weiter verbessert, welches das Druckbild mit der aktuellen PCB-Positionierung ausrichten kann, wie vorstehend diskutiert.
Wenden wir uns nun dem Legendendrucken zu, wobei 4 nun diskutiert und die nachstehende Diskussion mit der vorstehend erwähnten Diskussion des Stands der Technik unter Bezugnahme auf 3 verglichen wird, wobei die Vorteile einfach ersichtlich werden:

1. Eine PCB wird transportiert 400, von der Fertigungsstrasse 401 direkt zu dem Strahl-Drucker 402, und in einem Schritt wird vorzugsweise mit Wärme vernetzbare Legenden-Tinte 403 in einer gewünschten und genauen Weise auf die Oberfläche der PCB ausgegeben.
2. Eine End-Vernetzungsstufe 404 durch Wärme-Behandlung in einem Ofen vervollständigt den gesamten Legenden-Druck-Vorgang und die PCB wird zu der folgenden Station auf der Fertigungsstrasse 401 transportiert 405.

Die vorliegende Erfindung wurde bis zu einem bestimmten Grad ins Detail gehend beschrieben. Für Fachleute ist klar, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen ausgeführt werden können ohne den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Claims

Strahlausgabe-Drucksystem zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als Muster auf die Oberfläche einer Plattform in einer industriellen Fertigungsstraße, umfassend: A) ein Drucksystem, das umfasst: a) ein Druckbrückensystem, das eine statische und starre Druckbrücke umfasst, um in genauer Weise mehrere Strahldruckköpfe unterzubringen, wobei jeder mit einer Vielzahl von Strahldüsen ausgestattet ist, wobei die Strahldruckköpfe in verschiedenen Anordnungen auf der statischen und starren Druckbrücke gruppiert sind, wobei die Strahldruckköpfe verwendet werden, um Mehrfach-Redundanz zu erreichen, wobei ein Teil der Gesamtmenge verfügbarer Düsen als Reservedüsen verwendet wird, und b) ein Plattformsystem umfassend: i) einen Drucktisch, der eine Tischebene aufweist, die im Wesentlichen parallel zu der Ebene der Strahldüsen der statischen und starren Druckbrücke ist, um die Plattform unterzubringen während das Muster in einer Strahl-Art und Weise auf die Plattform ausgegeben wird; und ii) ein motorisiertes System, um den Drucktisch gleichzeitig in mindestens zwei zueinander senkrechte Richtungen zu bewegen, und B) ein Versorgungssystem zur Versorgung der mehreren Strahldruckköpfe mit der flüssigen oder viskosen Substanz; und C) ein Steuerungssystem, das auf mindestens Muster- und Plattformdaten zur Steuerung des Plattformsystems reagiert, um die Ausgabe der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als das Muster auf der Oberfläche der Plattform zu erreichen, und D) eine Benutzerschnittstelle, um mindestens einen Zustandbericht des Drucksystems bereitzustellen.
System nach Anspruch 1, worin das Druckbrückensystem eine horizontale statische und starre Druckbrücke ist, und worin das motorisierte System ein motorisiertes planares System zum gleichzeitigen Bewegen des Drucktisches in zwei zueinander senkrechten, planaren Richtungen ist.
System nach Anspruch 1, worin das motorisierte System ein motorisiertes planares System zum gleichzeitigen Bewegen des Drucktisches in zwei zueinander senkrechten, planaren, horizontalen Richtungen und zusätzlich in eine vertikale Richtung ist.
System nach Anspruch 1, worin das Drucksystem eine zentrale Konsole umfasst, die weiter einschließt: A) ein elektronisches Druckträgersystem, das im Wesentlichen auf der statischen und starren Druckbrücke angeordnet ist, umfassend: a) eine elektronische Vielfach-Druckkopfantriebseinheit, die eine Vielzahl von Leistungsverstärkern zum Verstärken elektrischer Signale zu der Vielzahl von Strahldruckköpfen bildet, wobei die elektronische Vielfach-Druckkopfantriebseinheit auf Signale reagiert, die Bilddaten von dem Steuerungssystem darstellen und als das Muster auf die Plattform durch die mehreren Strahldruckköpfe ausgegeben werden sollen, wobei die elektronische Vielfach-Druckkopfantriebseinheit im Wesentlichen nahe an den verschiedenen Strahldruckköpfen angeordnet ist; und B) eine gepaarte Struktur, die die zwei Säulen der statischen und starren Druckbrücke bildet, die die statische und starre Druckbrücke in einer unverrückbaren Art und Weise sichert, wobei die gepaarte Struktur zwischen den peripheren Enden der horizontalen, statischen und starren Druckbrücke und der obersten Außenseite der Zentralkonsole angeordnet ist.
System nach Anspruch 2, worin sich die horizontale statische und starre Druckbrücke weiter in einer gesteuerten Weise in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene bewegen kann.
System nach Anspruch 4, worin das elektronische Druckträgersystem weiter einschließt: ein motorisiertes, elektronisches Druckbrücken-Vertikalbewegungssystem, das zwischen der gepaarten Struktur und der horizontalen statischen und starren Druckbrücke angeordnet ist, das zwei Motoren zum Bewegen der horizontalen statischen und starren Druckbrücke in einer vertikalen Ebene umfasst, die im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Plattform ist zum Erreichen und Aufrechterhalten der erwünschten Strahlbetriebsentfernung zwischen Öffnungsplatten der Vielzahl von Strahldruckköpfen und der Oberfläche der Plattform, wobei die zwei Motoren jeweils zwischen jeder der zwei Säulen und der horizontalen statischen und starren Druckbrücke angeordnet sind, und auf Eingabe der Dicke der Plattform durch den Benutzer reagieren.
System nach Anspruch 1, worin der Drucktisch weiter einen Wartungsdruckbereich umfasst, in dem ein bestimmtes Probedruckmuster durch die Strahldruckköpfe erzeugt wird, wobei das bestimmte Probedruckmuster eine Vielzahl von Druckkopffehlfunktionen beziehungsweise deren Abwesenheit anzeigt.
System nach Anspruch 1, worin der Drucktisch weiter umfasst, ein einen Bereichadressierbares Ansaugkraftventilsystem, umfassend: A) ein Vakuumpumpensystem zum Bereitstellen von Ansaugkraft, B) einen mit der Vakuumpumpe verbundenen Verteiler zum Bereitstellen maximaler Ansaugkraft, C) ein Reduzierventil, das mit der Vakuumpumpe verbunden ist, um die maximale Ansaugkraft auf einen vorbestimmten verminderten Grad zu vermindern oder wahlweise die Ansaugkraft auf im Wesentlichen keine Ansaugkraft zu vermindern, D) einen mit dem Reduzierventil verbundenen Verteiler zum Bereitstellen der verminderten oder keinen Ansaugkraft, E) eine Vielzahl von Verteiler-Zwillingsrohrleitungen, die die Verteiler mit einer Vielzahl von Ansaugventil-Umschaltselenoide verbindet, F) wobei die Vielzahl von Ansaugventilumschalt-Selenoiden, jeweils umfasst: a) zwei Eingänge, die jeweils über die Verteiler-Zwillingsrohrleitung mit der maximalen, beziehungsweise der verminderten Ansaugkraft (wahlweise keiner Ansaugkraft) verbunden sind, b) einen auf einen Selenoid reagierenden Zylinder zum Verbinden entweder der maximalen oder der verminderten Ansaugkraft (wahlweise keiner Ansaugkraft) mit einzigem Ausgang, c) wobei der Selenoid auf elektrische Signale der Systemsteuerung zum Hemmen maximaler Ansaugkraft in Ansaugbereichen unterhalb des Druckdurchgangs reagiert, d) wobei der einzige Ausgang entweder die maximale Ansaugkraft oder die verminderte Ansaugkraft (wahlweise die keine Ansaugkraft) in Reaktion auf die elektrischen Signale der Systemsteuerung bereitstellt, G) eine Vielzahl von Rohrleitungen, die den einzigen Ausgang jeden der Ansaugventil-Umschaltselenoide mit dem einzigen Eingang einer Vielzahl von Ansaugventilbrücken-Selenoiden verbinden; H) wobei die Vielzahl von Ansaugdruckbrücken-Selenoiden, jeweils umfasst: a) den einzigen Eingang, b) wobei der einzige Eingang mit einem Ausgang verbundenen ist, c) einen auf einen Selenoid reagierenden Zylinder, um den einzigen Eingang weiterhin mit einem zweiten Ausgang zu verbinden, d) wobei der Selenoid auf die elektrischen Signale des Steuerungssystems zum Beschränken der maximalen Ansaugkraft oder der verminderten Ansaugkraft (wahlweise der keinen Ansaugkraft) auf Ansaugdruckbereiche des Vakuumtisches reagiert, wo sich die Plattform befindet, I) eine Vielzahl von Einlass-Zwillingsrohrleitungen, die den Ausgang und den zweiten Ausgang mit einer Vielzahl von jeweils ersten und zweiten Ventileinlässen, Bestandteilen eines Vakuumtisches, verbinden, J) wobei der Vakuumtisch die Plattform auf eine unverrückbare An und Weise befestigt und die Platform planarisiert, während das Muster auf die Oberfläche der Plattform ausgegeben wird, wobei der Vakuumtisch umfasst: a) eine Vielzahl der adressierbaren Ansaugkraftbereiche, b) wobei die adressierbaren Ansaugkraftbereiche in eine Vielzahl von Ansaugzonen aufgeteilt sind, die im Wesentlichen parallel zu dem Druckdurchgang sind, c) wobei die Ansaugzonen in eine Vielzahl von Ansaugabschnitte aufgeteilt sind, d) eine Vielzahl von Ansauglöchern, Bestandteilen der Ansaugabschnitte, und e) wobei die Ansaugzonen jeweils mit den ersten und mit den zweiten Vakuumeinlässen durch Kanäle verbunden sind.
System nach Anspruch 8, worin jede der Vielzahl von Ansaugventilbrücken-Selenoiden weiter umfasst: A) einen auf einen Selenoid reagierenden Zylinder, der mit dem einzigen Ausgang verbunden ist, und B) wobei der Selenoid, der auf elektrische Signale eines Steuerungssystems reagiert, Ansaugkraft in der entsprechenden Ansaugzone, die sich nicht unterhalb der Plattform befindet, hemmt.
System nach Anspruch 8, worin der Drucktisch weiter umfasst: A) ein Druckkopfabdecksystem zum Verhindern von Verstopfung der industriellen Druckköpfe während eines Druckruhezustands; und B) ein Druckkopfwischsystem zum Entfernen der überschüssigen, flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz von den Öffnungsplatten der industriellen Druckkäpfe; und C) Lösungswaschsystem zum Säubern der industriellen Druckköpfe durch Waschen der Öffnungsplatten mit einer eine flüssige oder viskose, strahlbare Substanz lösenden Lösung.
System nach Anspruch 2, worin das Versorgungssystem umfasst: A) mindestens eine Lagerungseinheit, die die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz hält; und B) eine Rohrleitung zum Transportieren der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz von der Lagerungseinheit zu der Vielzahl von Strahldruckköpfen; und C) ein Pumpsystem zum Bewegen der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz von der Lagerungseinheit zu der Vielzahl von Strahldruckköpfen.
System nach Anspruch 1, worin ein freistehendes Versorgungssystem zum Versorgen der Strahldruckköpfe mit der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz verwendet wird.
System nach Anspruch 1, worin die Strahldruckköpfe ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Einfarben-monochromen-Strahldruckköpfen und Vielfarben-Einzeldurchgang-Strahldruckköpfen.
System nach Anspruch 1, worin die Lagereinheit, die die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz hält, umfasst: A) mindestens eine Haupttankeinheit, und B) eine zweite Tankeinheit zum temporären Halten der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz, die von der Haupttankeinheit zu der Vielzahl von Strahldruckköpfen transportiert wird.
System nach Anspruch 11, worin das Versorgungssystem weiter umfasst: D) ein Pumpsystem, und E) ein Pegelerfassungssteuerungssystem zum Erfassen der Pegel der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz an verschiedenen Orten, das elektrische Signale ausgibt, die die Pegel des Pumpsystems darstellen, und F) eine Vielzahl von Pegelabtasteinrichtung zum Aufrechterhalten der erwünschten Pegel in dem Versorgungssystem der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz, und G) ein Druckregelsystem, um den Druck der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz gemäß optimaler Strahlbedingungen zu regulieren, und H) eine Mehrstufenfiltereinheit, um unterschiedliches unerwünschtes Material aus der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz zu entfernen, die in einer Strahl-Art und Weise durch die Vielzahl von Stahldruckköpfen auf die Plattform ausgegeben werden soll, und I) eine Abdeckungs-, Reinigungs-, Vor-Wisch- und Wascheinheit zum Aufbereiten der Vielzahl von Strahldruckköpfen, und J) ein Luftblasendrainagesystem zum Entfernen unerwünschter Luftblasen aus der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz, und K) ein Temperatursteuerungssystem umfassend: a) eine Heizeinheit zum Anpassen der Temperatur der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz, und b) eine Temperaturabtasteinheit, die die tatsächliche Temperatur der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz abtasten kann, bevor sie in einer Strahl-Art und Weise durch die Vielzahl von Stahldruckköpfen auf die Plattform ausgegeben werden soll, und übertragen von Daten, die dem elektrischen System die tatsächlichen Temperaturen darstellen, und c) eine Temperatursteuerungseinheit, die auf die Temperaturabtasteinheit reagiert, und die Temperatur der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz auf ein erwünschtes und vorbestimmtes Temperaturniveau ändern kann und zusätzlich das erwünschte und vorbestimmte Temperaturniveau innerhalb erwünschter und bevorzugter enger Grenzen aufrechterhalten kann.
System nach Anspruch 1, worin die Plattform eine Leiterplatte (PCB) ist.
System nach Anspruch 1, worin die Plattform eine Rückwandplatine ist.
System nach Anspruch 1, worin die Plattform eine Tafel ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster eine Ätz-beständige Maske ist, und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz eine Ätz-beständige flüssige oder viskose Maskiersubstanz ist, die die Plattform in einer vorbestimmten, teilweisen Art und Weise bedecken kann, um bedecktes Material gegen chemische Agenzien zu schützen.
System nach Anspruch 19, worin die Ätz-beständige Maske eine abziehbare, temporäre Ätz-beständige Maske ist.
System nach Anspruch 19, worin die Ätz-beständige, flüssig oder viskos strahlbare Maskiersubstanz eine: A) Melamin-, oder B) Epoxidharz-, oder C) Acrylat-, Maskiersubstanz ist, die durch Hitze, UV-Bestrahlung oder durch eine Kombination mehrerer Vernetzungsmechanismen vernetzbar ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster eine Lötmittel-beständige Maske ist und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz eine Lötmittel-beständige flüssige oder viskose Maskiersubstanz ist, die die Plattform in einer vorbestimmten, teilweisen Art und Weise abdecken kann, um das bedeckte Material gegen geschmolzenes Lötmittel zu schützen.
System nach Anspruch 22, worin die Lötmittel-beständige Maske eine abziehbare, temporäre Lötmittel-beständige Maske ist, um die Lötmittel-beständige Maske in temporärer Art und Weise zu verwenden.
System nach Anspruch 22, worin die Lötmittel-beständige flüssige oder viskose, strahlbare Maskiersubstanz eine: A) Melamin-, oder B) Epoxidharz-, oder C) Acrylat-Maskiersubstanz ist, die durch Hitze, UV-Bestrahlung, oder durch eine Kombination mehrerer Vernetzungsmechanismen vernetzbar ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster eine konforme Beschichtung ist und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz eine flüssige oder viskose, strahlbare Beschichtungs-Substanz ist, um die Plattform in einer ausgewählten, vorbestimmten, teilweisen oder vollständigen Art und Weise zu beschichten.
System nach Anspruch 24, worin die flüssige oder viskose, strahlbare Beschichtungs-Substanz eine: A) Melamin-, oder B) Epoxidharz-, oder C) Acrylat-, Beschichtungssubstanz ist, die durch Hitze, UV-Bestrahlung, oder durch eine Kombination mehrerer Trocknungsmechanismen vernetzbar ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster eine Galvanisier-beständige Maske ist und die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz eine flüssige oder viskose, strahlbare Galvanisiersteuerungs-Substanz ist, die die Plattform in einer vorbestimmten, teilweisen Art und Weise beschichten kann, um einen Galvanisierschritt zu leiten.
System nach Anspruch 27, weiter umfassend eine Bilderkennungseinheit, die die Galvanisiereinheitlichkeit erfassen kann.
System nach Anspruch 1, worin die Galvanisier-beständige Maske eine abziehbare, tempo räre Galvanisier-beständige Maske ist, um die Galvanisier-beständige Maske in einer temporären Art und Weise zu verwenden.
System nach Anspruch 1, worin das Muster eine Beschriftung ist und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz eine Beschriftungstinte zum Ausgeben auf eine Plattform ist.
System nach Anspruch 30, worin das Muster einen variablen Informations-Inhaltsteil bildet.
System nach Anspruch 30, worin die Beschriftungstinte eine A) Melamin-, oder B) Epoxidharz-, oder C) Acrylatstrahlbare Tinte ist, die durch Hitze, UV-Bestrahlung oder durch eine Kombination mehrerer Vernetzungsmechanismen-vernetzbar ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster ein Kanten-Uneinheitlichkeits-Kompensations-Steuerungsmuster ist und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz eine Kanten-Uneinheitlichkeits-Kompensationssteuerungs-Maskiersubstanz ist für die Steuerung der Kantenbildung der Leitermuster der Plattform, während die Plattform den Ätzmittelagenzien ausgesetzt wird.
System nach Anspruch 33, weiter umfassend eine Bilderkennungseinheit, die die Breite der Kante abtasten kann.
System nach Anspruch 1, worin das Muster ein Haftmuster ist und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz ein Haftmittel ist, um temporäre Befestigung von Bestandteilen vor dem Löten in SMT-Verfahren bereitzustellen.
System nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Aufstäubeeinheit und worin das Muster ein Widerstandsbestandteilmuster ist, und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz Kohlenstoffkonzentrations-abhängige, elektrisch leitende Eigenschaften aufweist, auf Grund von Kohlenstoffteilchen, die inhärenter Teil der strahlbaren Substanz sind.
System nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Aufstäubeeinheit und worin das Muster ein Kondensatorbestandteil-Muster ist und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz Kohlenstoffkonzentrations-abhängige, elektrisch leitende Eigenschaften aufweist, auf Grund von Kohlenstoffteilchen, die inhärenter Teil der strahlbaren Substanz sind.
System nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Aufstäubeeinheit und worin das Muster ein Lötpastenmuster ist, und worin die flüssige oder viskose, strahlbare Substanz eine Lötpastensubstanz ist.
Strahlausgabe-Druckverfahren zur Ausgabe einer flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als ein Muster auf die Oberfläche einer Plattform in einer industriellen Fertigungsstrasse, umfassend die Schritte der Verwendung: A) eines Drucksystems, umfassend: a) ein Druckbrückensystem, umfassend eine statische und starre Druckbrücke, um in einer genauen Art und Weise mehrere Strahldruckköpfe unterzubringen, wobei jeder mit einer Vielzahl von Strahldüsen ausgestattet ist, wobei die Strahldruckköpfe in verschiedenen Anordnungen auf der statischen und starren Druckbrücke gruppiert sind, wobei die Strahldruckköpfe verwendet werden, um Mehrfach-Redundanz zu erreichen, wobei ein Teil der Gesamtmenge verfügbarer Düsen als Reservedüsen verwendet wird, und b) ein Plattformsystem umfassend: i) einen Drucktisch, der eine Tischebene aufweist, die im Wesentlichen parallel zu der Ebene der Strahldüsen der statischen und starren Druckbrücke ist, um die Plattform unterzubringen, während das Muster in einer Strahl-Art und Weise auf die Plattform ausgegeben wird, ii) einen Bereichs-adressierbaren Ansaugkraft-Vakuumtisch, und iii) ein motorisiertes System, um den Drucktisch gleichzeitig in mindestens zwei zueinander senkrechten Richtungen zu bewegen, und B) ein Versorgungssystem zur Versorgung der mehreren Strahldruckköpfe mit der flüssigen oder viskosen Substanz, und C) ein Steuerungssystem, das auf mindestens Muster und Plattformdaten reagiert und das Plattformsystem steuert, um die Ausgabe der flüssigen oder viskosen, strahlbaren Substanz als das Muster auf die Oberfläche der Plattform zu erreichen, und D) eine Benutzerschnittstelle, um mindestens einen Zustandbericht des Drucksystems bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 39, weiter umfassend den Schritt der Verwendung einer horizontalen, statischen und stauen Druckbrücke und worin das motorisierte System ein planares, motorisiertes System ist, um den Drucktisch gleichzeitig in zwei zueinander senkrechten, planaren Richtungen zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 40, weiter umfassend die Schritte der Verwendung: A) eines elektronischen Druckträgersystems, B) einer Vielfach-Druckkopfantriebseinheit, die eine Vielzahl von Leistungsverstärkern bildet, um elektrische Signale zu der Vielzahl von Strahldruckköpfen zu verstärken, wobei die elektronische Vielfach-Druckkopfantriebseinheit auf Signale reagiert, die Bilddaten von dem Steuerungssystem darstellen und als ein Muster auf die Plattform durch die Vielfach-Strahldruckköpfe ausgegeben werden soll, wobei die elektronische Vielfach-Druckkopfantriebseinheit im Wesentlichen nahe an den Vielfach-Strahldruckköpfen angeordnet ist, und C) einer gepaarten Struktur, die die zwei Säulen der statischen und starren Druckbrücke bildet, die die statische und starre Druckbrücke in einer unbeweglichen Art und Weise befestigt, wobei die gepaarte Struktur zwischen den peripheren Enden der horizontalen statischen und stauen Druckbrücke und der obersten Außenseite der Zentralkonsole angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 41, weiter umfassend den Schritt der Verwendung eines motorisierten, elektronischen Druckbrücken-Vertikalbewegungssystems, um eine erwünschte Strahlbetriebsentfernung zwischen den Öffnungsplatten der Vielzahl von Strahldruckköpfen und der Oberfläche der Plattform zu erreichen und aufrechtzuerhalten, und das auf die Benutzereingabe der Dicke der Plattform reagiert.
Verfahren nach Anspruch 39, weiter umfassend die Schritte der Verwendung eines Computers, der Teil des Steuerungssystems ist, unter Verwendung: A) einer Tastatur, um Mittel für die Eingabe des Benutzers bereitzustellen, und B) mehrerer peripherer Eingabeeinrichtungen, um Mittel zur Dateneingabe bereitzustellen, und C) eines Speichers, und D) einer oder mehrerer Festplattenlaufwerke, und E) einer Anzeigeeinrichtung zur Bereitstellung: a) visueller Benutzerinteraktivität mit verschiedenen Systemen, Einrichtungen und Einheiten des Drucksystems, und b) visueller graphischer Darstellung von Dateneingabe von den mehreren peripheren Eingabeeinrichtungen, wobei die Daten das auf die Plattform zu druckenden Musters darstellen; und c) Überprüfung des Musters und Ermöglichen von Abänderungen an dem Muster vor dem Drucken, und F) ein Schnittstellensystem zum Verbinden der Benutzerkonsole mit verschiedenen Bestandteilen des Drucksystems, umfassend Verkabelung und verschiedene Schnittstellenkarten, und G) eine Energieersorgungseinheit zur Versorgung mit elektrischem Strom: a) des elektronischen, motorisierten planaren Bewegungssteuerungssystems, und b) der elektronischen Vielfach-Druckkopfantriebseinheit, und c) des motorisierten, elektronischen Druckbrücken-Vertikalbewegungssystems, und H) ein Bereichs-adressierbares Ansaugkraftventilsystem, das steuert: a) eine Vielzahl von Ansaugventil-Umschaltselenoiden, und b) eine Vielzahl von Ansaugventil-Brückenselenoiden, um die maximale Ansaugkraft oder die verminderte Ansaugkraft (wahlweise die keine Ansaugkraft) auf die Ansaugdruckbereiche des Vakuumtisches zu begrenzen, auf dem die Plattform vorhanden ist, und zum Hemmen der maximalen Ansaugkraft in den Ansaugbereichen unterhalb des Druckdurchgangs, und I) eine Wartungssteuerungseinheit, steuernd: a) das Druckkopfabdeckungssystem, b) das Druckkopfwischsystem, c) das Lösungswaschsystem, und J) ein Dateneingabeschnittstellensystem, zur Eingabe der Dateneingabe der mehreren peri pheren Eingabeeinrichtungen, wobei die Daten in einem unterstützten Dateiformat vorliegen, und K) ein Bildverarbeitungssystem, um die Daten, die in einem unterstützten Dateiformat vorliegen. in Rasterdaten umzuwandeln, und L) ein Aufteilsystem, um die Rasterdaten in kleinere Datendateien aufzuteilen, wobei die kleineren Datendateien benachbarte Streifen des variablen Musters darstellen, wobei die benachbarten Streifen die Bestandteile des Musters darstellen, das der Druckkopf in einer Richtung des motorisierten, planaren Systems drucken kann, und M) einen Druckpuffer, um temporär die Rasterdaten zu speichern, wobei die Rasterdaten in die elektronische Vielfach-Druckkopfantriebseinheit nacheinander eingegeben werden, die die Daten einer Drucklinie bilden, die während eines Durchgangs des Druckkopfs gedruckt werden soll, und N) einen Kompensationsalgorithmenprozessor für Relativgeschwindigkeit zum: a) Kompensieren unerwünschter Wirkungen, die aus der Relativgeschwindigkeit zwischen der Platform und den Strahldruckköpfen entstehen, und b) Optimieren der Dateneingabe, um optimale Ergebnisse zu erhalten, wenn das Muster auf die Oberfläche der Plattform in der Strahl-Art und Weise ausgegeben wird, und O) ein Bilderkennungssystem reagierend auf: a) Plattform-Abmessungsmerkmale, so dass das auf die Plattform ausgegebene Muster ausgerichtet werden kann, und b) Verzerrungen der Plattform, so dass Abschrägungsverfahren angewendet werden können, wodurch das Muster angepasst wird, mit der verzerrten Plattform übereinzustimmen, und c) identifizierende Positionsdaten einer oder mehrerer Vergleichsmarkierungen und/oder Matten, um genaue Referenzdaten zur Positionierung zu erhalten, die zu dem für das Abschrägen und Ausrichten des auf die Plattform auszugebenden Musters zu verwenden sind.
System nach Anspruch 1, worin das Steuerungssystem in einem Computer implementiert ist, umfassend: A) eine Tastatur, um Mittel für die Eingabe des Benutzen bereitzustellen, und B) mehrere periphere Eingabeeinrichtungen, um Mittel zur Dateneingabe bereitzustellen, und C) einen Speicher, und D) eine oder mehrere Festplattenlaufwerke, und E) eine Anzeigeeinrichtung zur Bereitstellung: a) visueller Benutzerinteraktivität mit verschiedenen Systemen, Einrichtungen und Einheiten des Drucksystems, und b) visueller graphischer Darstellung von Dateneingabe von den mehreren peripheren Eingabeeinrichtungen, wobei die Daten das auf die Plattform zu druckende Muster darstellen; und c) Überprüfung des Musters und Ermöglichen von Abänderungen an dem Muster vor dem Drucken, und F) ein Schnittstellensystem zum Verbinden der Benutzerkonsole mit verschiedenen Bestandteilen des Drucksystems, umfassend Verkabelung und verschiedene Schnittstellenkarten, und G) eine Energieversorgungseinheit zur Versorgung mit elektrischem Strom: a) des elektronischen motorisierten planaren Bewegungssteuerungssystem, und b) der elektronischen Vielfach-Druckkopfantriebseinheit, und c) des motorisierten elektronischen Druckbrücken-Vertikalbewegungssystems, und H) eine Wartungssteuerungseinheit steuernd: a) das Druckkopfabdeckungssystem, b) das Druckkopfwischsystem, c) das Lösungswaschsystem, und I) ein Dateneingabeschnittstellensystem, um die Dateneingabe der mehreren peripheren Eingabeeinrichtungen einzugeben, wobei die Daten in einem unterstützten Dateiformat vorliegen, und J) ein Bildverarbeitungssystem, um die Daten, die in einem unterstützten Dateiformat vorliegen, in Rasterdaten umzuwandeln, und K) ein Aufteilsystem, um die Rasterdaten in kleinere Datendateien aufzuteilen, wobei die kleineren Datendateien benachbarte Streifen des variablen Musters darstellen, wobei die benachbarten Streifen die Bestandteile des Musters darstellen, das der Druckkopf in einer Richtung des motorisierten, planaren Systems drucken kann, und L) einen Druckpuffer, um temporär die Rasterdaten zu speichern, wobei die Rasterdaten in die elektronische Vielfach-Druckkopfantriebseinheit nacheinander eingegeben werden, die die Daten einer Drucklinie bilden, die während eines Durchgangs des Druckkopfs gedruckt werden soll, und M) einen Kompensationsalgorithmenprozessor für Relativgeschwindigkeit zum: a) Kompensieren unerwünschter Wirkungen, die aus der Relativgeschwindigkeit zwischen der Plattform und den Strahldruckköpfen entstehen, und b) Optimieren der Dateneingabe, um, wenn das Muster auf die Oberfläche der Plattform in der Strahl-Art und Weise ausgegeben wird, optimale Ergebnisse zu erhalten.
System nach Anspruch 1, worin das Steuerungssystem weiter umfasst: A) einen Computer, umfassend: a) eine Tastatur, um Mittel zur Benutzereingabe bereitzustellen, und b) mehrere periphere Eingabeeinrichtungen, um Mittel zur Eingabe von Daten bereitzustellen, und c) einen Speicher, und d) ein oder mehrere Festplattenlaufwerke, und e) eine Anzeigeeinrichtung zum Bereitstellen: i) einer optischen Benutzerinteraktivität mit verschiedenen Systemen, Einrichtungen und Einheiten des Drucksystems, und ii) einer optischen graphischen Darstellung von Eingabedaten von den mehreren peripheren Eingabeeinrichtungen, wobei die Daten das auf die Plattform zu druckende Muster darstellen, und iii) Überprüfung des Musters und Ermöglichen von Abänderungen an dem Muster vor dem Drucken, und f) ein Schnittstellensystem zum Verbinden der Benutzerkonsole mit verschiedenen Bestandteilen des Drucksystems, umfassend Verkabelung und verschiedene Schnittstellenkarten, und g) eine Energieversorgungseinheit zur Versorgung mit elektrischem Strom: i) des elektronischen, motorisierten planaren Bewegungssteuerungssystems, und ii) der elektronischen Vielfach-Druckkopfantriebseinheit, und iii) des motorisierten elektronischen Druckbrücken-Vertikalbewegungssystems, und h) eine Wartungssteuerungseinheit steuernd: i) das Druckkopfabdeckungssystem, ii) das Druckkopfwischsystem, iii) das Lösungswaschsystem, und i) ein Dateneingabeschnittstellensystem, um die Dateneingabe der mehreren peripheren Eingabeeinrichtungen einzugeben, wobei die Daten in einem unterstützten Dateiformat vorliegen, und j) einen Kompensationsalgorithmenprozessor für Relativgeschwindigkeit zum: i) Kompensieren unerwünschter Wirkungen, die aus der Relativgeschwindigkeit zwischen der Plattform und den Strahldruckköpfen entstehen, ii) Optimieren der Dateneingabe, um, wenn das Muster auf die Oberfläche der Plattform in der Strahl-Art und Weise ausgegeben wird, optimale Ergebnisse zu erhalten, und B) ein Bilderkennungssystem, reagierend auf a) Plattform-Abmessungsmerkmale, so dass das auf die Plattform ausgegebene Muster ausgerichtet werden kann, und b) Verzerrungen der Plattform, so dass Abschrägungsverfahren angewendet werden können, wodurch das Muster angepasst wird, mit der verzerrten Plattform überein zustimmen, und c) identifizierende Positionsdaten einer oder mehrerer Vergleichsmarkierungen und/oder Druckunterlagen, um genaue Referenzdaten zur Positionierung zu erhalten, die zu dem für das Abschrägen und Ausrichten des auf die Plattform auszugebenden Musters zu verwenden sind.
System nach Anspruch 45, worin das Bilderkennungssystem die Plattformabmessungsmerkmale bestimmt, wodurch die Ausrichtung des auf die Plattform ausgegebenen Musters bei weniger kritischen Musterausgabeverfahren ermöglicht wird.
System nach Anspruch 45, worin das Bilderkennungssystem weiter auf das Probedruckmuster reagiert, das in dem Wartungsdruckbereich gedruckt wird, der Teil des Drucktisches zum Erzeugen elektrischer Steuerungssignale, die die Leistung der Strahldruckköpfe anzeigt.
System nach Anspruch 44, worin das unterstützte Dateiformat ein Gerber-Dateiformat oder ein erweitetes Gerber-Dateiformat ist.
System nach Anspruch 44, weiter umfassend ein Vernetzungssystem, das eine UV-Bestrahlungseinheit zur anfänglichen oder vollständigen Vernetzung oder anheftungsfreiem Trocknen nach dem UV-vernetzbare, strahlbare Substanz ausgegeben wurde, verwendet wird.
System nach Anspruch 1, worin die Ebenen horizontal oder vertikal ausgerichtet sind.
System nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Vernetzungssystem, das eine UV-Bestrahlungseinheit zur anfänglichen oder vollständigen oder anheftungsfreiem Trocknen nach dem UV-vernetzbare, strahlbare Substanz ausgegeben wurde, verwendet wird.
System nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Vernetzungssystem, das einen Heizofen zur anfänglichen oder, vollständigen Vernetzung von anheftungsfreiem Trocknen, nach dem Hitze-vernetzbare, strahlbare Substanz ausgegeben wurde, verwendet.
System nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Heizsystem zum schnellen Fixieren einer strahlbaren Substanz.
System nach Anspruch 1, worin das Muster ein Material ist, das für PCB-Löcher und mittels Stecken vorgesehen ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster eine leitende, strahlbare Substanz ist, die für direktes Drucken von Leitern vorgesehen ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster eine freiliegende Die\CSP-Verkapselung ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster ein freiliegende Die\Unterfüllung ist.
System nach Anspruch 1, worin das Muster ein Schichtmaterial oder ein leitendes Material ist, das in dem aufeinanderfolgenden Aufbau von PCBs verwendet wird.