ITUD20090157A1 - Apparato e procedimento per la lavorazione di un substrato - Google Patents

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ITUD20090157A1
ITUD20090157A1 IT000157A ITUD20090157A ITUD20090157A1 IT UD20090157 A1 ITUD20090157 A1 IT UD20090157A1 IT 000157 A IT000157 A IT 000157A IT UD20090157 A ITUD20090157 A IT UD20090157A IT UD20090157 A1 ITUD20090157 A1 IT UD20090157A1
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head
machining
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IT000157A
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Andrea Baccini
Giorgio Cellere
Santi Luigi De
Marco Galiazzo
Gianfranco Pasqualin
Tommaso Vercesi
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Applied Materials Inc
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Description

Descrizione
"APPARATO E PROCEDIMENTO PER LA LAVORAZIONE DI UN SUBSTRATO"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Forme di realizzazione della presente invenzione si riferiscono generalmente ad un apparato e a un processo per la movimentazione, l'allineamento e la lavorazione di un substrato. In particolare, forme di realizzazione della presente invenzione possono essere utilizzate per depositare e successivamente processare con precisione uno strato secondo uno schema su un substrato.
STATO DELLA TECNICA
Le celle solari sono dispositivi fotovoltaici (FV) che convertono la luce solare direttamente in energia elettrica. Le celle solari presentano tipicamente una o più giunzioni p-n. Ciascuna giunzione p-n comprende due diverse zone all'interno di un materiale semiconduttore, in cui un lato à ̈ identificato come la zona di tipo p e l'altro come la zona di tipo n. Quando la giunzione p-n di una cella solare à ̈ esposta alla luce solare (consistente in energia derivante da fotoni), la luce solare viene convertita direttamente in elettricità attraverso l'effetto FV. Le celle solari generano una specifica quantità di energia elettrica e vengono impilate in moduli dimensionati in modo da erogare il quantitativo desiderato di energia di sistema. I moduli solari sono collegati in pannelli con specifici telai e connettori. Le celle solari sono comunemente formate su substrati di silicio, i quali possono essere substrati di silicio singoli o multicristallini . Una tipica cella solare comprende un wafer, substrato o lamina di silicio, di spessore tipicamente inferiore a circa 0,3 mm, con un sottile strato di silicio del tipo n sulla sommità di una zona del tipo p formata sul substrato.
II mercato FV ha vissuto un'espansione con tassi di crescita annuali superiori al 30% negli ultimi dieci anni. Alcuni articoli hanno ipotizzato che la produzione mondiale di energia da celle solari potrebbe superare i 10 GWp nel prossimo futuro. È stato stimato che più del 95% di tutti i moduli solari sono a base di wafer di silicio. L'elevato tasso di crescita del mercato, combinato alla necessità di ridurre sostanzialmente i costi dell'elettricità solare, ha determinato una quantità di sfide serie per la creazione a basso costo di celle solari di alta qualità. Pertanto, uno dei maggiori fattori nel rendere commercialmente percorribile la via delle celle solari risiede nella riduzione dei costi di produzione richiesti per realizzare le celle solari, migliorando la resa del dispositivo e aumentando la capacità produttiva nel processo di fabbricazione delle celle solari.
La stampa serigrafica e a getto di inchiostro sono state utilizzate nella stampa di disegni su oggetti, quali tessuti o ceramica, e sono utilizzate nell'industria elettronica per stampare schemi di componenti elettriche, quali contatti o interconnessioni elettriche, su una superficie di un substrato. I procedimenti di fabbricazione di celle solari della tecnica nota impiegano anche procedimenti di stampa serigrafica e a getto di inchiostro. In questi procedimenti, la capacità di produzione à ̈ limitata dalla quantità di tempo usata nella movimentazione e nella stampa di uno schema su un substrato singolo. Un procedimento per aumentare la capacità à ̈ di stampare uno schema su più di un substrato alla volta mediante una singola testa di stampa. Tuttavia, i procedimenti attuali falliscono nel fornire un consistente allineamento di schema su ogni singolo substrato, il che può portare ad una prestazione insufficiente di dispositivo e ad una bassa efficienza di dispositivo.
Perciò, c'à ̈ la necessità di un apparato per la produzione di celle solari, circuiti elettronici, o altri utili dispositivi che abbia un procedimento migliore per il controllo del movimento e dell'allineamento di substrati in un sistema di lavorazione substrati.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
In una forma di realizzazione della presente invenzione, un apparato per la lavorazione di un substrato comprende:
mezzi di supporto di detto substrato
- mezzi di ingresso atti a posizionare detti mezzi di supporto in una prima posizione di caricamento;
- mezzi di ispezione atti a rilevare dati di posizione ed orientamento del substrato disposto su detti mezzi di supporto in detta prima posizione; - almeno una prima testa di lavorazione atta ad effettuare in una seconda posizione di lavorazione, una prima lavorazione su detto substrato disposto su detti mezzi di supporto, - almeno una seconda testa di lavorazione atta ad effettuare, in una terza posizione di lavorazione, una seconda lavorazione, differente da detta prima lavorazione, su detto substrato disposto su detti mezzi di supporto,
- mezzi di movimentazione atti a movimentare detti mezzi di supporto almeno da detta prima posizione a detta seconda posizione e tra detta seconda posizione e terza posizione.
Secondo un aspetto del presente trovato, i mezzi di supporto e 1'almeno una seconda testa di lavorazione sono reciprocamente configurati in modo da mantenere detto substrato sui medesimi mezzi di supporto anche durante la seconda lavorazione.
Secondo altre forme di realizzazione dell'invenzione, un procedimento per la lavorazione di un substrato comprende:
- una operazione di trasferimento del substrato; - una operazione di caricamento del substrato su mezzi di supporto in una prima posizione;
- un'unica operazione di ispezione atta a rilevare dati di posizione ed orientamento del substrato disposto su detti mezzi di supporto in detta prima posizione;
operazioni di movimentazione atte almeno a posizionare i mezzi di supporto con il substrato in una seconda posizione in corrispondenza di almeno una prima testa di lavorazione;
- un'operazione di allineamento atta ad allineare la posizione reciproca tra detta almeno una prima testa di lavorazione ed il substrato disposto su detti mezzi di supporto in detta seconda posizione, sulla base di detti dati rilevati in detta unica operazione di ispezione;
- un'operazione di prima lavorazione atta ad effettuare, mediante detta almeno una prima testa di lavorazione in detta seconda posizione, una prima lavorazione sul substrato disposto su detti mezzi di supporto in detta seconda posizione;
- una terza operazione di movimentazione atta a movimentare i mezzi di supporto, disposti nella seconda posizione, verso una terza posizione in corrispondenza di almeno una seconda testa di lavorazione ed a movimentare i mezzi di supporto, già disposti in detta terza posizione, verso la seconda posizione in corrispondenza di detta almeno una prima testa di lavorazione dove viene ripetuta sia detta operazione di allineamento, solamente sulla base di detti dati rilevati in detta unica operazione di ispezione, sia detta operazione di prima lavorazione;
un'operazione di seconda lavorazione atta ad effettuare, in detta terza posizione mediante detta seconda testa di lavorazione, una seconda operazione di lavorazione sul substrato disposto su detti mezzi di supporto, detta seconda lavorazione essendo differente da detta prima lavorazione;
- una quarta operazione di movimentazione atta a movimentare i mezzi di supporto da detta seconda posizione a detta terza posizione, dove viene ripetuta detta operazione di seconda lavorazione, ed atta a movimentare i mezzi di supporto, già sottoposti alla ripetizione di detta operazione di seconda lavorazione, dalla terza posizione verso una posizione di uscita.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Al fine di comprendere in dettaglio il modo in cui le sopra esposte caratteristiche della presente invenzione possono essere ottenute, viene inclusa una descrizione più particolareggiata dell'invenzione, sopra riassunta brevemente, con riferimento alle forme di realizzazione della stessa, alcune delle quali sono illustrate negli acclusi disegni. Si deve, tuttavia, notare che i disegni acclusi illustrano solo forme tipiche di realizzazione di questa invenzione e pertanto non devono essere considerati limitativi del suo ambito, in quanto l'invenzione può ammettere altre forme di realizzazione ugualmente efficaci.
La Figura 1 Ã ̈ una vista schematica isometrica di un sistema di lavorazione secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.
La Figura 2 Ã ̈ una vista in pianta schematica del sistema illustrato in Figura 1.
La Figura 3 Ã ̈ una vista schematica isometrica di un gruppo attuatore secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.
La Figura 4 Ã ̈ un diagramma schematico di una sequenza operativa secondo forme di realizzazione della presente invenzione.
Le Figure 5A - 5C sono viste in pianta schematiche del sistema che illustrano la sequenza operativa di Figura 4 secondo forme di realizzazione della presente invenzione.
La Figura 6 Ã ̈ una vista in pianta schematica di una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione;
La Figura 7 Ã ̈ un diagramma schematico di una sequenza operativa secondo forme di realizzazione alternative della presente invenzione.
Per facilitare la comprensione, sono stati utilizzati numeri di riferimento uguali, ove possibile, per identificare uguali elementi comuni nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni .
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Forme di realizzazione della presente invenzione forniscono un apparato ed un procedimento per la lavorazione di substrati in un sistema di lavorazione il quale ha una capacità produttiva di sistema maggiore, un tempo di disponibilità migliorato, e una migliore resa del dispositivo, mantenendo una lavorazione substrato ripetibile ed accurata. In una forma di realizzazione, il sistema di lavorazione à ̈ atto a realizzare una lavorazione di stampa serigrafica o a getto di inchiostro all'interno di una porzione di una linea di produzione di celle solari in silicio cristallino nella quale un substrato viene realizzato secondo uno schema con un materiale desiderato, e viene poi lavorato in una o più camere di lavorazione successive.
La Figura 1 à ̈ una vista schematica isometrica di un sistema di lavorazione substrato, o sistema 100, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. In una forma di realizzazione che prevede l'utilizzo di due linee di lavorazione parallele, il sistema 100 comprende generalmente due convogliatori di ingresso 111, un gruppo attuatore 140, una pluralità di nidi di lavorazione 131, una pluralità di teste di lavorazione 102, 202, di cui due prime teste di lavorazione 102 atte ad effettuare un primo tipo di lavorazione sul substrato ed almeno una seconda testa di lavorazione 202 atta ad effettuare un secondo tipo di lavorazione sul substrato, differente dal primo tipo di lavorazione, due convogliatori di uscita 112, e un controllore 101 di sistema. I convogliatori di ingresso 111 sono configurati in una configurazione di lavorazione parallela in modo che ciascuno possa ricevere substrati 150 non lavorati da un dispositivo di ingresso, come un convogliatore di alimentazione 113, e trasferire ciascun substrato 150 non lavorato ad un nido di lavorazione 131 accoppiato al gruppo attuatore 140. In aggiunta, i convogliatori di uscita 112 sono configurati in parallelo in modo che ciascuno possa ricevere un substrato 150 lavorato da un nido di lavorazione 131 e trasferire ciascun substrato 150 lavorato ad un dispositivo di rimozione substrato, come un convogliatore di evacuazione 114.
In una forma di realizzazione, i substrati 150 sono substrati di silicio microcristallino utilizzati per la lavorazione su di essi di celle solari. In un'altra forma di realizzazione, i substrati 150 sono substrati ceramici "green-tape" o similari.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, il sistema 100 Ã ̈ un sistema di lavorazione atto ad effettuare sequenze di diverse operazioni sui substrati, come ad esempio operazioni multiple di stampa serigrafica e di asciugatura del materiale stampato.
Secondo una forma di realizzazione, le prime teste di lavorazione 102 includono componenti di stampa serigrafica, i quali sono configurati per serigrafare uno strato di materiale secondo uno schema su un substrato 150. In un'altra forma di realizzazione, il sistema 100 Ã ̈ un sistema di stampa a getto di inchiostro e le prime teste di lavorazione 102 includono componenti di stampa a getto di inchiostro, i quali sono configurati per depositare uno strato di materiale secondo uno schema su un substrato 150.
Altra forma di realizzazione prevede che una delle due prime teste di stampa 102 sia configurata per la stampa serigrafica ed un'altra delle due prime teste di stampa 102 sia configurata per la stampa a getto d'inchiostro.
Secondo un'ulteriore forma di realizzazione, la seconda testa di lavorazione 202 include componenti configurati per fungere da unità di asciugatura laser dello strato di materiale stampato dalle prime teste di lavorazione. Alternativamente, variando opportunamente il materiale di stampa impiegato, l'asciugatura può essere fatta mediante luce UV o fascio di elettroni, od altre fonti di energia termica che non sottopongono il nido di lavorazione a stress termici che possono danneggiare i vari componenti associati e che quindi non necessitano di adottare uno specifico e diverso nido di lavorazione e quindi di spostare il substrato 150 da un nido di lavorazione ad un altro .
Secondo un'ulteriore forma di realizzazione, una delle teste di lavorazione 102, 202, oppure un ulteriore modulo di lavorazione del substrato (non rappresentato nei disegni) à ̈ atta ad effettuare lavorazioni di rimozione materiale del substrato, come ablazione laser o incisione di una o più regioni di un substrato oppure di strati di materiale precedentemente deposti con una delle tecnologie di stampa e deposizione sopra indicate.
In altre forme di realizzazione, il sistema 100 può comprendere altri moduli di lavorazione substrato che richiedono movimentazione e posizionamento precisi dei substrati per la lavorazione. Ad esempio, può essere prevista una terza testa di lavorazione, non rappresentata nei disegni, atta ad effettuare la stampa serigrafica del suddetto materiale di stampa, oppure di un materiale di stampa differente, su detto substrato.
La Figura 2 à ̈ una vista in pianta schematica del sistema 100 illustrato in Figura 1. Le Figure 1 e 2 illustrano il sistema 100 il quale ha due nidi di lavorazione 131 (in prime posizioni "1" e "3") ciascuno posizionato sia per trasferire un substrato 150 lavorato verso il convogliatore di uscita 112 sia per ricevere un substrato 150 non lavorato dal convogliatore di ingresso 111. Così, nel sistema 100, la movimentazione del substrato segue generalmente il percorso "A" illustrato nella Figura 2. In questa configurazione, ciascuno degli altri due nidi di lavorazione 131 (in seconde posizioni di lavorazione 2 e "4") viene posizionato rispettivamente sotto alla prima testa di lavorazione 102 ed alla seconda testa di lavorazione 202, così che possa essere realizzata la prima lavorazione, ad esempio stampa serigrafica di un primo strato di materiale di stampa, sui substrati 150 non lavorati posti sui rispettivi nidi di lavorazione 131 in corrispondenza delle prime testa di lavorazione 102.
La seconda lavorazione, differente e successiva alla prima lavorazione, ad esempio l'asciugatura laser, viene effettuata sui substrati 150 lavorati in corrispondenza della seconda testa di lavorazione 202.
Ai fini di realizzare la stampa multipla, i substrati 150 lavorati e sottosti alla seconda lavorazione, ad esempio asciugatura laser, oppure UV, vengono nuovamente posizionati sotto alle relative prime teste di lavorazione 102, per effettuare una seconda stampa di un secondo strato di materiale di stampa sul substrato 150.
Utilizzando due teste di lavorazione 102 Ã ̈ possibile realizzare la seconda operazione di stampa secondo uno schema diverso da quanto realizzato nella prima operazione di stampa.
Successivamente, il substrato 150 può essere sottoposto ad una seconda lavorazione, tipo asciugatura laser o riscaldamento laser, del secondo strato di materiale di stampa stampato e il ciclo può proseguire un numero voluto di volte, a seconda del numero di strati di materiale di stampa da stampare uno sopra l'altro. Tale ciclo può essere effettuato in parallelo per più substrati 150 alimentati dalle due linee di lavorazione in parallelo. La seconda lavorazione, ad esempio asciugatura laser, può essere tale da poter essere eseguita in contemporanea su più substrati lavorati 150, ottimizzando, così, i tempi di lavorazione. Infatti, dopo che un primo ed un secondo substrato 150 sono stati stampati, sotto alle rispettive teste di lavorazione 102, possono essere sottoposti in contemporanea alla seconda lavorazione, ad esempio asciugatura laser, per poi essere nuovamente sottoposti alla stampa del secondo strato di materiale di stampa e così via.
Sebbene il sistema 100 sia illustrato con due teste di lavorazione 102 e quattro nidi di lavorazione 131, il sistema 100 può comprendere prime teste di lavorazione 102 e/o nidi di lavorazione 131 e/o seconde teste di lavorazione 202 addizionali senza allontanarsi dall'ambito della presente invenzione.
In una forma di realizzazione, il convogliatore di ingresso 111 e il convogliatore di uscita 112 comprendono almeno un nastro 116 per sostenere e trasportare i substrati 150 verso una posizione desiderata nel sistema 100 utilizzando un attuatore (non illustrato) che à ̈ in comunicazione con il controllore 101 di sistema. Anche se le Figure 1 e 2 illustrano generalmente un sistema di trasferimento substrato del tipo a due nastri 116, possono essere usati altri tipi di meccanismi di trasferimento per realizzare le stesse funzioni di trasferimento e di posizionamento substrato senza scostarsi dallo scopo fondamentale dell'invenzione. In una forma di realizzazione, il sistema 100 comprende, inoltre, un sistema di ispezione 200, il quale à ̈ atto a individuare ed ispezionare i substrati 150 almeno prima che la lavorazione sia stata effettuata, vantaggiosamente anche dopo. Il sistema di ispezione 200 può comprendere una o più telecamere 120 le quali sono posizionate per ispezionare un substrato 150 posizionato nelle posizioni "1" e "3 " di caricamento/scaricamento, come illustrato nelle Figure 1 e 2. Il sistema di ispezione 200 comprende generalmente almeno una telecamera 200 (ad esempio una telecamera CCD) ed altri componenti elettronici che sono in grado di individuare, ispezionare, e comunicare i risultati al controllore 101 di sistema. In una forma di realizzazione, il sistema di ispezione 200 individua la posizione di certe caratteristiche di un substrato 150 entrante e comunica i risultati dell'ispezione al controllore 101 di sistema per l'analisi dell'orientamento e della posizione del substrato 150 per assistere nel posizionamento preciso del substrato 150 sotto ad una testa di lavorazione 102 prima di effettuare la lavorazione del substrato 150. In una forma di realizzazione, il sistema di ispezione 200 ispeziona i substrati 150 anche in modo che i substrati danneggiati o mal lavorati possano essere rimossi dalla linea di produzione. In una forma di realizzazione, ciascun nido di lavorazione 131 può contenere una lampada, 0 altro simile dispositivo di radiazione ottica, per illuminare il substrato 150 posizionato su di esso in modo che possa essere più facilmente ispezionato dal sistema di ispezione 200.
Il controllore 101 di sistema agevola il controllo e l'automazione di tutto il sistema 100 e può comprendere una unità di elaborazione centrale (CPU) (non illustrata), una memoria (non illustrata), e circuiti ausiliari (o I/O) (non illustrati). La CPU può essere un qualsiasi tipo di processore per computer che sono utilizzati nelle regolazioni industriali per controllare differenti processi di camera e dispositivi hardware (come convogliatori, rivelatori, motori, dispositivi di erogazione fluidi, ecc.) e monitorare il sistema e 1 processi di camera (come la posizione substrato, i tempi di processo, i rivelatori di segnale ecc.). La memoria à ̈ connessa alla CPU, e può essere una o più fra quelle prontamente disponibili, come una memoria ad accesso casuale (RAM), una memoria a sola lettura (ROM), floppy disk, disco rigido, o qualsiasi altra forma di immagazzinamento digitale, locale o remota. Le istruzioni software e i dati possono essere codificati e memorizzati nella memoria per comandare la CPU. Anche i circuiti ausiliari sono connessi alla CPU per aiutare il processore in maniera convenzionale. I circuiti ausiliari possono includere circuiti cache, circuiti di alimentazione, circuiti di clock, circuiteria di ingresso/uscita, sottosistemi, e similari. Un programma (o istruzioni computer) leggibile dal controllore 101 di sistema determina quali compiti possono essere realizzati su un substrato. Preferibilmente, il programma à ̈ un software leggibile dal controllore 101 di sistema, il quale comprende un codice per generare e memorizzare almeno informazioni di posizione del substrato, la sequenza di movimento dei vari componenti controllati, informazioni del sistema di ispezione substrato, e qualsiasi altra corrispondente combinazione.
In una forma di realizzazione, le due prime teste di lavorazione 102 utilizzate nel sistema 100 possono essere teste di stampa serigrafica convenzionali disponibili dalla Applied Materials Baccini S.p.A. le quali sono atte a depositare il materiale secondo uno schema desiderato sulla superficie di un substrato 150 disposto su un nido di lavorazione 131 in posizione 2 o "4" durante un processo di stampa serigrafica. In una forma di realizzazione, ciascuna prima testa di lavorazione 102 comprende una pluralità di attuatori, ad esempio, attuatori 105 (ad esempio motori a passo o servomotori) che sono in comunicazione con il controllore 101 di sistema e sono usati per regolare la posizione e/o l'orientamento angolare di una maschera di stampa serigrafica (non illustrata) disposta in ciascuna prima testa di lavorazione 102 rispetto al substrato 150 che viene stampato. In una forma di realizzazione, la maschera di stampa serigrafica à ̈ una lamina, un retino o una piastra metallica con una pluralità di elementi distintivi, come fori, fessure, o altre aperture realizzate fra di esse per definire uno schema e una disposizione del materiale serigrafato (come inchiostro o pasta) su una superficie di un substrato 150.
In generale, lo schema serigrafato che deve essere depositato sulla superficie di un substrato 150 Ã ̈ allineato al substrato 150 in maniera automatica, orientando la maschera di stampa serigrafica usando gli attuatori 105 e l'informazione ricevuta dal controllore 101 di sistema dal sistema di ispezione 200.
La Figura 3 à ̈ una vista schematica isometrica di un gruppo attuatore 140 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. In una forma di realizzazione, il gruppo attuatore 140 à ̈ un motore planare che comprende uno statore 142 e uno o più sistemi di spostamento 144. Lo statore 142 può comprendere una parte magnete permanente 143 che ha una pluralità di magneti permanenti polo sud e magneti permanenti polo nord disposti a forma di griglia. Il sistema di spostamento 144 può comprendere una parte indotto bobina 145, la quale riceve un segnale elettrico mediante cavi 149. Quando un segnale elettrico viene applicato alla parte indotto bobina 145, viene generata una spinta fra la parte indotto bobina 145 del sistema di spostamento 144 e la parte magnete permanente 143 dello statore 142.
In una forma di realizzazione della presente invenzione, ciascun sistema di spostamento 144 ha un rispettivo nido di lavorazione 131 ad esso accoppiato. In tale forma di realizzazione, il gruppo attuatore 140 Ã ̈ in grado di eseguire un movimento X-Y preciso e un posizionamento di ciascun nido di lavorazione 131 attraverso segnali inviati mediante i cavi 149 dal controllore 101 di sistema.
In una forma di realizzazione, ciascun nido di lavorazione 131 viene fissato ad un attuatore rotante 148 (Figura 3), il quale viene posizionato fra e accoppiato al nido di lavorazione 131 e al suo rispettivo sistema di spostamento 144, per posizionare con precisione ciascuno dei nidi di lavorazione 131 ad angolo rispetto al rispettivo sistema di spostamento 144.
La Figura 4 Ã ̈ un diagramma schematico di una sequenza operativa 600 secondo forme di realizzazione della presente invenzione. Le Figure 5A - 5C sono viste schematiche in pianta del sistema 100 che illustrano la sequenza operativa 600 secondo forme di realizzazione della presente invenzione .
In una operazione di trasferimento substrato 602, una prima coppia di substrati 150 viene trasferita lungo i percorsi "Al" dai convogliatori di alimentazione 113 ai convogliatori di ingresso 111. Di seguito, in una operazione di caricamento substrato 604, ciascun convogliatore di ingresso 111 carica la prima coppia di substrati 150 sui nidi di lavorazione 131 disposti nelle posizioni di caricamento/scaricamento "1" e "3" come illustrato nella Figura 5A. In questa configurazione ciascun substrato 150 viene trasferito dai nastri 116 sul nido di lavorazione 131 seguendo il percorso di trasferimento "A2".
Mediante un'unica operazione di ispezione 606 ciascun sistema di ispezione 200 può acquisire immagini del substrato 150 posizionato sul nido di lavorazione 131 in posizione "1" e "3" ed inviare le immagini al controllore 101 di sistema per l'analisi per determinare la posizione e l'orientamento esatto di ciascun substrato 150 sul rispettivo nido di lavorazione 131. I dati di disposizione e orientamento di ciascun substrato 150 su ciascun nido di lavorazione 131 sono usati successivamente dal controllore 101 di sistema in congiunzione con la rispettiva prima testa di lavorazione 102 e/o sistema di spostamento 144 e/o seconda testa di lavorazione 202, per il posizionamento preciso del substrato 150 durante un'operazione di lavorazione come di seguito descritto .
In aggiunta, ciascun substrato 150 della prima coppia può essere ispezionato dal sistema di ispezione 200 per assicurare che non ci siano substrati 150 rotti, scheggiati o incrinati posizionati sui nidi di lavorazione 131.
Successivamente, in una prima operazione 608 di movimentazione del nido di lavorazione, i nidi di lavorazione 131 con i substrati 150 non lavorati disposti su di essi vengono mossi ciascuno verso l'interno rispetto alle loro rispettive posizioni di caricamento "1" e "3" lungo il percorso "A3" come illustrato in Figura 5B.
In una seconda operazione 610 di movimentazione del nido di lavorazione, i due nidi di lavorazione 131 movimentati verso l'interno vengono mossi sostanzialmente in maniera contemporanea lungo i percorsi "A4" mediante i rispetti sistemi di spostamento 144 del gruppo attuatore 140 come illustrato in Figura 5B, mentre i due nidi di lavorazione 131 in posizione "2" e "4" sotto le due prime teste di lavorazione 102 vengono movimentati lungo i percorsi "A5", sotto la seconda testa di lavorazione 202.
In questa configurazione, i nidi di lavorazione 131 che erano originalmente posizionati nelle posizioni di caricamento/scaricamento "1" e "3" vengono mossi lungo i percorsi "A3" e "A4" nelle rispettive posizioni di lavorazione "2" e "4" mediante i loro rispettivi sistemi di spostamento 144
Contemporaneamente, i nidi di lavorazione 131 che erano posizionati originalmente nelle posizioni di lavorazione "2" e "4" vengono mossi lungo il percorso "A5" per posizionarsi sotto la seconda testa di lavorazione 202, mediante i rispettivi sistemi di spostamento.
Successivamente, si effettua un'operazione di allineamento 612, di cui si dirà meglio nel prosieguo, per allineare le prime teste di lavorazione 102 ai sottostanti substrati 150 da lavorare disposti sul nido di lavorazione 131, sulla base dei dati rilevati nell'operazione di ispezione 606.
Successivamente, si effettua una operazione di prima lavorazione 614 mediante la quale si stampa un primo strato di materiale sul substrato 150 disposto sotto ciascuna prima testa di lavorazione 102
In seguito, in una terza operazione 616 di movimentazione del nido di lavorazione, i nidi di lavorazione 131 con i substrati 150 che si trovavano nelle posizioni "2" e "4" i che ivi sono stati lavorati con la stampa di un primo strato, vengono mossi lungo il percorso "A5" e posizionati in una terza posizione "5" di lavorazione sotto la seconda testa di lavorazione 202 per effettuare una operazione di seconda lavorazione 618, ad esempio l'asciugatura laser del primo strato di materiale stampato fresco. Contemporaneamente, i nidi di lavorazione 131 posizionati precedentemente sotto la seconda testa di lavorazione 202 in posizione "5" vengono mossi lungo il percorso "A5" per essere disposti in posizione "2" e "4" sotto una corrispondente prima testa di lavorazione 102 in cui viene ripetuta l'operazione di prima lavorazione 614 per effettuare la stampa di un secondo strato di materiale di stampa sul substrato 150.
In una quarta operazione 620 di movimentazione, dopo avere effettuato, in posizione "2" e "4" la stampa del secondo strato sui substrati 150 lavorati, questi ultimi vengono nuovamente mossi, lungo il percorso "A5" in posizione "5" sotto la seconda testa di lavorazione 202, dove viene ripetuta l'operazione di seconda lavorazione 618 per eseguire la seconda lavorazione, nella fattispecie asciugatura laser, anche sul secondo strato di materiale stampato, mentre contemporaneamente, i substrati 150 con il secondo strato di materiale stampato che si trovavano in posizione "5" vengono mossi lungo il percorso "A6" e posizionati nelle rispettive posizioni di caricamento/scaricamento "1" e "3", per liberare la seconda testa di lavorazione 202 e proseguire lungo la linea di produzione come spiegato in dettaglio nel prosieguo della descrizione.
In una quinta operazione 622, i nidi di lavorazione 131 posizionati internamente alle rispettive posizioni di caricamento/scaricamento "1" e "3" vengono mossi verso l'esterno lungo percorsi "A7" nelle posizioni di caricamento/scaricamento "1" e "3" mediante i loro rispettivi sistemi di spostamento 144 del gruppo attuatore 140 come illustrato in Figura 5C.
Come detto, preliminarmente all'operazione di prima lavorazione 614 dei substrati 150 disposti sui nidi di lavorazione 131 posizionati nelle posizioni di lavorazione "2" e "4" illustrate nella Figura 5C, viene eseguita la suddetta operazione di allineamento 612 in cui detti substrati 150 vengono allineati precisamente per una successiva operazione di lavorazione sotto la rispettiva prima testa di lavorazione 102. In una forma di realizzazione, i dati di disposizione e orientamento di ciascun substrato 150 su ciascun rispettivo nido di lavorazione 131 raccolti dal sistema di ispezione 200 nell'operazione di ispezione 606 vengono usati dal controllore 101 di sistema per posizionare ed orientare i componenti nella prima testa di lavorazione 102 per migliorare la precisione della successiva lavorazione.
Secondo il trovato, viene utilizzata un'unica fase di rilevazione per posizionare e allineare il substrato 150 sul nido di lavorazione 131 e per posizionare ed orientare i componenti nelle prime teste di lavorazione 102, senza la necessità, dopo avere eseguito la movimentazione dalla prima testa di lavorazione 102 verso la seconda testa di lavorazione 202 e viceversa, di rilevare nuovamente posizione ed allineamento ai fini della stampa del secondo strato di stampa per mezzo della prima testa di lavorazione 102.
Tale unica rilevazione di posizione ed allineamento viene effettuata dal sistema di ispezione 200 per ciascun substrato 150 da lavorare quando il substrato 150 deve essere ancora lavorato e si trova sostanzialmente in posizione "1" e "3". Nella forma di realizzazione, in cui il sistema 100 Ã ̈ un sistema di stampa serigrafica, i dati di posizione e orientamento possono essere utilizzati per posizionare ed orientare i componenti di stampa serigrafica della testa di lavorazione 102 per migliorare la precisione della lavorazione di stampa serigrafica.
In una forma di realizzazione, i dati di posizione e orientamento raccolti dal sistema di ispezione 200 per ciascun substrato 150 su ciascun nido di lavorazione 131 nelle posizioni "1" e "3" vengono usati dal controllore 101 di sistema per posizionare con precisione ciascun nido di lavorazione 131 rispetto alla maschera di stampa in ciascuna testa di lavorazione 102 nelle direzioni X-Y mediante i rispettivi sistemi di spostamento 144 e per regolare angolarmente l'orientamento della maschera di stampa nella testa di lavorazione 102 in una posizione e un orientamento desiderati rispetto al substrato 150 posizionato sul nido di lavorazione 131 usando uno o più degli attuatori 105.
Come sopra accennato, l'operazione di prima lavorazione 614, una lavorazione come la stampa serigrafica o la stampa a getto di inchiostro, o similari, viene effettuata sulla prima coppia di substrati 150 posizionati con precisione nelle posizioni di lavorazione "2" e "4" come illustrato in Figura 5C.
Invece, l'operazione di seconda lavorazione 618, vantaggiosamente una lavorazione di asciugatura tramite esposizione del substrato ad un laser, viene effettuata presso la posizione "5" dalla seconda testa di lavorazione 202 sui substrati 150 lavorati nelle posizione "2" e "4".
A seconda delle caratteristiche del laser e delle dimensioni del substrato, il laser potrebbe coprire tutto il substrato, oppure solo una sua parte.
In tal caso, l'asciugatura di tutto il substrato può essere ottenuta tramite la traslazione del nido di lavorazione 131 e/o del fascio laser.
In particolare, la potenza emessa dal laser, la velocità di scansione e l'area esposta devono essere controllate per garantire un'asciugatura uniforme e ripetibile senza bruciare o danneggiare il materiale stampato sul substrato. Un laser con caratteristiche diverse potrebbe, invece, essere utilizzato per operazioni differenti, come l'incisione di strati superficiali del substrato di stampa, l'incisione del substrato stesso, oppure per effettuare una lavorazione sullo strato deposto nella fase precedente alla stampa.
In una forma di realizzazione, il laser utilizzato à ̈ uno fra quelli facilmente disponibili in commercio, ad esempio del tipo a onda continua, a onda pulsata, di potenza, a lunghezza d'onda, ecc....
La seconda lavorazione potrebbe essere anche un'asciugatura mediante lampada UV, oppure fascio di elettroni.
Si potrebbe anche avere che la seconda lavorazione à ̈ un'asciugatura tradizionale mediante esposizione a raggi infrarossi e/o aria calda, in tal caso con la previsione che il nido di lavorazione 131 sia opportunamente realizzato con materiali resistenti, o non sensibili, alle temperature, in modo da evitare il cambio di nido di lavorazione e mantenere invariati i dati di posizionamento ed angolazione rilevati nell'operazione di ispezione 606.
L'operazione di prima lavorazione 614 viene quindi ripetuta sui substrati 150 nelle posizioni "2" e "4" dopo che su di essi à ̈ stata eseguita la seconda lavorazione nella posizione "5", ai fini di stampare un secondo strato di materiale sopra il primo strato precedentemente realizzato.
L'operazione di seconda lavorazione 618 viene, infine, ripetuta sui substrati 150 sui quali à ̈ stato stampato il secondo strato di materiale e che vengono mossi dalle posizioni "2" e "4" e posizionati nella posizione "5". E' chiaro che, secondo le esigenze di realizzazione anche di più di due strati di materiale di stampa, potrà essere possibile iterare le operazioni di lavorazione di cui sopra un desiderato numero di volte.
L'utilizzo della tecnica di asciugatura laser, o di altre tecniche di asciugatura che non richiedono di cambiare il nido di lavorazione, oppure l'utilizzo di un nido di lavorazione che non sia sensibile alle temperature che si raggiungono normalmente nei forni tradizionali, Ã ̈ vantaggioso in quanto permette di mantenere il substrato 150 lavorato sempre sullo stesso nido di lavorazione 131, utilizzando, come riferimento, unicamente i dati di posizione ed orientamento rilevati un'unica volta dal sistema di ispezione 200 all'inizio del ciclo di lavorazione per lo specifico substrato 150
Infatti, con la presente invenzione, il nido di lavorazione 131 non si rovina e non à ̈ necessario spostare, quindi, il substrato 150, consentendo così di usare, i parametri di orientazione e posizione rilevati a monte della lavorazione. Al contrario, i forni di essiccazione o cottura utilizzati nei procedimenti noti in abbinamento ai nidi di lavorazione tradizionali, a causa della sensibilità dei componenti del nido di lavorazione tradizionale alle alte temperature che si raggiungono al loro interno, impongono di cambiare nido di lavorazione per i substrati 150 da asciugare, con ciò perdendo, di fatto, i riferimenti di posizione ed orientamento originariamente rilevati.
Ciò si traduce, nel caso di eventuali successive operazioni di lavorazione che richiedono elevata precisione come nella stampa di strati multipli, nella necessità di acquisire nuovi dati di posizione ed orientazione e di tarare nuovamente le eventuali successive teste di lavorazione rispetto ad i nuovi dati, con evidente spreco di tempo.
In questo modo, à ̈ possibile, secondo forme realizzative del trovato, realizzare una stampa multipla senza mai rimuovere il substrato dal nido di lavorazione su cui à ̈ posizionato. Ciò ha il vantaggio pratico di elevata precisione. Ad esempio, in forme di realizzazione del trovato che effettuano la stampa serigrafica, à ̈ possibile stampare due o più volte con lo stesso retino serigrafico, eliminando così le imprecisioni dovute a due retini nominalmente identici ma che, all'atto pratico, presentano comunque differenze.
In una forma di realizzazione, per aumentare la capacità del sistema, mentre viene eseguita l'operazione di prima lavorazione 614, su una coppia di substrati 150 rispettivamente nelle posizioni "2" e "4", viene effettuata anche l'operazione di seconda lavorazione 618 su una coppia di substrati 150 già sottoposti alla prima lavorazione.
In un'altra forma di realizzazione, per aumentare la capacità del sistema, mentre viene eseguita l'operazione di prima lavorazione 614, su una coppia di substrati 150 rispettivamente nelle posizioni "2" e "4", le operazioni 602 - 608 vengono ripetute per una seconda coppia di substrati 150. Cioà ̈, una seconda coppia di substrati 150 viene prima trasferita dai convogliatori di alimentazione 113 ai convogliatori di ingresso 111 in una seconda operazione di trasferimento 602. Ciascun substrato della seconda coppia di substrati 150 viene caricato sui nidi di lavorazione 131 posizionati nelle posizioni "1" e "3" in una ulteriore operazione di caricamento 604. Secondo forme di realizzazione, si ha l'accortezza di sincronizzare l'alimentazione della seconda coppia di substrati 150 con il completamente della lavorazione multipla della prima coppia di substrati 150 alimentati sotto la prima testa di lavorazione 102, comprendendo con ciò anche la seconda lavorazione sotto la seconda testa di lavorazione 202. Secondo una forma di realizzazione del trovato, si prevede che, mentre la prima e la seconda coppia di substrati 150 vengono sottoposte alla ripetizione delle prime e seconde lavorazioni in sequenza, venendo movimentate lungo il percorso "A5", una terza, od una successiva, coppia di substrati 150 non viene ancora mossa dalla posizione "1" e "3" alla posizione "2" e "4", in quanto si avrebbe una contemporanea presenza di substrati sotto le prime teste di lavorazione 102.
Altre forme di realizzazione, invece, possono prevedere una contemporanea presenza di substrati 150 da lavorare appartenenti a differenti coppie di substrati sotto le prime teste di lavorazione 102. Altre forme di realizzazione ancora possono prevedere che un substrato 150 lavorato nella posizione "2" o "4" venga movimentato e lavorato nella posizione "5" e da qui nuovamente movimentato nella posizione "2" o "4".
In alternativa, forme di realizzazione del trovato possono prevedere che un substrato 150 lavorato nella posizione "2" o "4" venga movimentato e lavorato nella posizione "5" e da qui movimentato nella posizione opposta "4" o “2" rispettivamente .
Ed ancora, in una operazione di stato stazionario, i substrati 150 lavorati vengono disposti sui nidi di lavorazione 131, i quali vengono scaricati quando la seconda coppia di substrati 150 non lavorati viene caricata. Ciascun substrato della seconda coppia di substrati 150 viene ispezionato mediante il sistema di ispezione 200 in una ulteriore operazione di ispezione 606. Poi, ciascuno dei nidi di lavorazione 131 che supporta la seconda coppia di substrati 150 viene mosso verso l'interno lungo il percorso "A3" in una ulteriore operazione di movimentazione 608.
In una sesta operazione 624 di movimentazione del nido di lavorazione, i nidi di lavorazione 131 che supportano i substrati 150 lavorati dopo che si à ̈ conclusa la ripetizione del desiderato numero di volte della sequenza delle operazioni di prima lavorazione 614 e di seconda lavorazione 618, e posizionati nelle posizioni di caricamento/scaricamento "1" e "3", vengono mossi verso l'esterno lungo i percorsi "A8" (Figura 5C).
In un'operazione di scaricamento 626, ciascun substrato della prima coppia di substrati 150 lavorati supportati dai nidi di lavorazione 131 posizionati nelle posizioni di caricamento/scaricamento "1" e "3" viene scaricato sul rispettivo convogliatore di uscita 112 come illustrato in Figura 5C. In questa configurazione, ciascun substrato lavorato 150 viene trasferito dal nido di lavorazione 131 ai nastri 116 dei convogliatori di uscita 112 seguendo il percorso "A8". Contemporaneamente i substrati 150 non lavorati vengono caricati sui nidi di lavorazione 131 come precedentemente descritto nell'operazione di caricamento 604.
Infine, in una operazione di trasferimento substrato 628, la prima coppia di substrati 150 lavorati viene trasferita lungo i percorsi "A9" dai convogliatori di uscita 112 verso i convogliatori di evacuazione 114 come illustrato in Figura 5C.
E' chiaro che, sebbene la suddetta sequenza operativa 600 preveda, come sopra descritto in una forma di realizzazione dell'invenzione l'effettuazione di due prime lavorazioni e due seconde lavorazioni, ciò non esclude che rientri nello spirito dell'invenzione prevedere anche terze od ulteriori lavorazioni intermedie, o a valle od a monte o combinazione di queste, di tipo uguale o differente sia tra loro, sia rispetto alla prima ed alla seconda lavorazione, aggiungendo, adattando o variando, di conseguenza, le movimentazioni del nido di lavorazione tra le varie teste di lavorazione .
Inoltre, in un'operazione a stato stazionario, le operazioni 602-628 della sequenza operativa 600 possono venire ripetute continuamente per la lavorazione continua dei substrati 150 in un ambiente di una linea di produzione. Il numero e la sequenza di operazioni illustrata in Figura 4 non vanno intese come limitative dell'ambito dell'invenzione qui descritta, in quanto una o più operazioni possono essere eliminate e/o riordinate senza scostarsi dallo scopo fondamentale dell'invenzione qui descritta. In aggiunta, la rappresentazione schematica delle operazioni illustrate nelle Figure 5A - 5C non deve essere intesa come limitativa dello scopo dell'invenzione descritta, in quanto le operazioni non hanno bisogno di essere completate in maniera sequenziale come illustrato nei disegni, e due o più delle operazioni possono essere completate simultaneamente.
In aggiunta alla movimentazione di ciascun substrato 150 fra le posizioni di caricamento/scaricamento "1" e "3" e le posizioni di lavorazione "2" e "4", un numero di altri cammini di trasferimento alternativi sono incorporati entro l'ambito della presente invenzione. In una forma di realizzazione, i nidi di lavorazione 131 che vengono inizialmente posizionati nelle posizioni "1" e "2" scambiano continuamente posizione nelle operazioni di caricamento, lavorazione e scaricamento. Simultaneamente, i nidi di lavorazione 131 che sono inizialmente posizionati nelle posizioni "3" e "4" scambiano continuamente posizione nelle operazioni di caricamento, lavorazione e scaricamento.
In un'altra forma di realizzazione, il nido di lavorazione 131 che à ̈ inizialmente disposto nella posizione di caricamento/scaricamento "1", si muove nella posizione di stampa "2" e nella posizione "5" e poi indietro nella posizione di caricamento/scaricamento "1". Simultaneamente, il nido di lavorazione 131, che à ̈ inizialmente disposto nella posizione di caricamento/scaricamento "3", si muove nella posizione di lavorazione "4" e nella posizione "5" e poi indietro nella posizione di caricamento/scaricamento "3". Questi movimenti vengono ripetuti continuamente lungo tutta la sequenza di lavorazione.
In un'altra forma di realizzazione ancora, il nido di lavorazione 131 che à ̈ inizialmente disposto nella posizione di caricamento/scaricamento "1", si muove nella posizione di lavorazione "2" e nella posizione "5" e poi si muove nella posizione di caricamento/scaricamento "3", come descritto in precedenza. Il nido di lavorazione 131 poi si muove indietro nella posizione di lavorazione "2" e poi si muove indietro nella posizione di caricamento/scaricamento "1". Simultaneamente, il nido di lavorazione 131 che à ̈ inizialmente disposto nella posizione di caricamento/scaricamento "3", si muove nella posizione di lavorazione "4" e nella posizione "5" e poi si muove nella posizione di caricamento/ scaricamento "1 " Il nido di lavorazione 131 poi si muove indietro nella posizione di lavorazione "4" e poi si muove indietro nella posizione di caricamento/scaricamento "3". Questi movimenti vengono ripetuti continuamente lungo tutta la sequenza di lavorazione.
Forme di realizzazione della presente invenzione prevedono una configurazione minimale del sistema 100 ad un'unica linea di produzione che potrebbe comprendere, come ad esempio rappresentato in Figura 6:
- un unico convogliatore di alimentazione 113, un unico convogliatore di ingresso 111 per posizionare un substrato 150 su un nido di lavorazione 131 in una prima posizione "1" di caricamento ,
- una prima testa di lavorazione 102 in una seconda posizione "2" di lavorazione che effettua una prima lavorazione, ad esempio la stampa serigrafica;
- una seconda testa di lavorazione 202 in una terza posizione "5" di lavorazione che effettua una seconda lavorazione differente dalla prima lavorazione, ad esempio l'asciugatura laser, od equivalente tecnologia come sopra discusso, del substrato 150;
- un gruppo attuatore 140 che sposta il nido di lavorazione 131 con relativo substrato 150 dalla prima posizione "1" alla seconda posizione "2", tra la seconda posizione "2" e la terza posizione "5", secondo un numero di ripetizioni desiderato, e dalla posizione "5" ad una quarta posizione "6" di scaricamento od uscita in cui il substrato 150 che ha subito tutto il ciclo di lavorazione di stampa serigrafica à ̈ deposto su un nido di lavorazione 131 che viene indirizzato, come indica la freccia E, verso un unico convogliatore di uscita 112 ed un successivo convogliatore di evacuazione 114.
Il gruppo attuatore 140 che effettua il passaggio dalla prima testa di lavorazione 102 alla seconda testa di lavorazione 202 può essere realizzato ad esempio mediante un sistema di movimentazione 144 come in Figura 3.
Oppure, il gruppo attuatore 140 può essere configurato a tavola rotante come descritto nella domanda di brevetto italiano UD2007A000119 a nome della Richiedente, e qui incorporata interamente come riferimento.
Anche nella soluzione di Figura 6 e nella relativa sequenza operativa 700 di Figura 7, à ̈ prevista un'unica operazione di ispezione condotta per mezzo del sistema di ispezione 200, del tutto analogo a quanto già descritto, che rileva un'unica volta, per ciascun substrato 150 da lavorare, i dati di posizione e di orientamento del substrato 150 sul nido di lavorazione 131 nella posizione "1" di Figura 6. Tali dati vengono utilizzati dal controllore 101 per riferire ed allineare la posizione reciproca di substrato 150 da lavorare e prima testa di lavorazione 102, sia nel corso della realizzazione del primo strato di materiale da stampare, sia nel corso dell'una o più successive realizzazioni di molteplici strati oltre al primo. Secondo l'invenzione, il substrato 150, nel corso del ciclo di lavorazione, ad esempio prima stampa serigrafica di strato di materiale, prima asciugatura, seconda stampa serigrafica, seconda asciugatura e così via, non viene mai spostato dal nido di lavorazione 131 sul quale à ̈ deposto. Ciò vantaggiosamente, come detto in precedenza, anche grazie alla scelta di un'unità di asciugatura, per effettuare la seconda lavorazione, che non necessita di cambiare il nido di lavorazione 131. Non si ha, dunque, la necessità, dopo ciascuna seconda lavorazione sotto la seconda testa di lavorazione 202, di rilevare nuovamente posizione ed orientamento del substrato 150, in quanto lo stesso non à ̈ stato spostato rispetto al suo nido di lavorazione 131.
Nella specifica forma di realizzazione di Figura 6, la sequenza operativa 700 di procedimento secondo il trovato, illustrata schematicamente in Figura 7, prevede una operazione di trasferimento substrato 702 in cui il substrato 150 viene trasferito dal convogliatore di alimentazione 113 al convogliatore di ingresso 111 lungo il percorso della freccia "A" di Figura 6.
Successivamente, si ha una prima operazione di caricamento 704 mediante la quale il substrato 150 viene deposto sul nido di stampa 131 in posizione "1". In tale posizione 1 si ha una operazione di ispezione 706, mediante la quale il suddetto sistema di ispezione 200 rileva posizione ed orientamento del substrato 150 da lavorare sul nido di lavorazione 131 in posizione "1" e trasmette tali dati al controllore 101 di sistema che li utilizza per tarare e regolare la posizione reciproca tra substrato 150 ed almeno la prima testa di lavorazione 102, in modo analogo a quanto effettuato secondo la sequenza operativa 600.
Successivamente, mediante una prima operazione 708 di movimentazione, lungo il percorso "Di", il nido di lavorazione 131 con il substrato 150 da lavorare viene mosso verso l'interno, per esempio mediante un sistema di spostamento 144 come in Figura 3, rispetto alla posizione di caricamento
Una seconda operazione 710 di movimentazione sposta il nido di lavorazione 131 con il substrato 150 sotto la prima testa di lavorazione 102, secondo il percorso "D2", dove, in posizione "2", viene effettuata un'operazione di allineamento 712, in cui la prima testa di lavorazione 102 viene regolata sulla base dei dati acquisiti nell'unica operazione di ispezione 706 per avere il corretto allineamento di stampa con il substrato 150 sottostante. Successivamente, sempre in posizione "2" viene condotta una operazione di prima lavorazione 714, ad esempio una stampa serigrafica di un primo strato di materiale di stampa sul substrato 150.
Successivamente, una terza operazione 716 di movimentazione prevede di spostare, secondo il percorso "D3", il nido di lavorazione 131 con il substrato 150 lavorato sotto la seconda testa di lavorazione 202
un'unità di asciugatura laser, dove viene effettuata una operazione di seconda lavorazione 718 sul substrato 150, ad esempio l'asciugatura laser. Con la terza operazione 716 di movimentazione si prevede anche di muovere il nido di lavorazione 131 con il substrato 150, sottoposto alla seconda lavorazione, lungo il percorso "D3" dalla posizione "5" sotto la seconda testa di lavorazione 202 nuovamente alla posizione "2" sotto la prima testa di lavorazione 102 dove viene ripetuta sia l'operazione di allineamento 712, sia in seguito l'operazione di prima lavorazione 714 per stampare un secondo strato di materiale, sopra al primo strato di materiale già stampato.
Successivamente, una quarta operazione 720 di movimentazione prevede di spostare, lungo il percorso "D3", il nido di lavorazione 131 con il substrato 150 lavorato dalla posizione "2" ancora in posizione "5" di Figura 6, dove viene ripetuta l'operazione di seconda lavorazione 718 sotto la seconda testa di lavorazione 202 e contemporaneamente di spostare in posizione interna rispetto alla quarta posizione "6" il nido di lavorazione 131 con il substrato 150 già sottoposto alla ripetizione della seconda lavorazione.
In seguito, si avrà una quinta operazione 722 di movimentazione per spostare i nidi di lavorazione 131 posizionati internamente rispetto alla quarta posizione "6" verso l'esterno lungo il percorso "D4" nella quarta posizione "6".
In una sesta operazione 724 di movimentazione, i nidi di lavorazione 131 che supportano i substrati 150 lavorati nella quarta posizione "6" vengono mossi verso l'esterno come indicato dalla freccia "E"
Si ha, poi, una operazione di scaricamento 726 in cui ciascun substrato 150 lavorato supportato dal nido di lavorazione 131 viene scaricato sul rispettivo convogliatore di uscita 112. In questa configurazione, ciascun substrato lavorato 150 viene trasferito dal nido di lavorazione 131 ai nastri 116 del convogliatore di ingresso 111 seguendo il percorso "E". Contemporaneamente i substrati 150 non lavorati vengono caricati sui nidi di lavorazione 131 come precedentemente descritto nell'operazione di caricamento 704.
Infine, in una operazione di trasferimento substrato 728, il substrato 150 lavorato viene trasferito lungo il percorsi "E" dal convogliatore di uscita 112 verso i convogliatori di evacuazione 114 come illustrato in Figura 6. In questa configurazione, il controllore 101 viene utilizzato per coordinare la movimentazione dei nastri 116 ed azionare gli attuatori (non illustrati) in ciascun convogliatore di uscita 112 e convogliatore di evacuazione 114 così che i substrati 150 vengano trasferiti in maniera affidabile fra questi componenti di automazione.
E' chiaro che, sebbene la suddetta sequenza operativa 700 preveda, come sopra descritto in una forma di realizzazione dell'invenzione, l'effettuazione di due prime lavorazioni e due seconde lavorazioni, ciò non esclude che rientri nello spirito dell'invenzione prevedere anche terze od ulteriori lavorazioni intermedie, oppure a valle od a monte o combinazione di queste, di tipo uguale o differente sia tra loro, sia rispetto alla prima ed alla seconda lavorazione, aggiungendo, adattando o variando, di conseguenza, le movimentazioni del nido di lavorazione tra le varie teste di lavorazione .
Inoltre, in un'operazione a stato stazionario, le operazioni 702 - 728 della sequenza operativa 700 vengono ripetute continuamente per la lavorazione continua dei substrati 150 in un ambiente di una linea di produzione. Il numero e la sequenza di operazioni illustrata in Figura 7 non vanno intese come limitative dell'ambito dell'invenzione qui descritta, in quanto una o più operazioni possono essere eliminate e/o riordinate senza scostarsi dallo scopo fondamentale dell'invenzione qui descritta.
Anche se quanto sopra descritto à ̈ diretto a forme di realizzazione della presente invenzione, altre ed ulteriori forme di realizzazione dell'invenzione possono essere realizzate senza uscire dal corrispondente ambito di protezione, il quale à ̈ determinato dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (17)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato per la lavorazione di un substrato comprendente : - mezzi di supporto di detto substrato; - mezzi di ingresso atti a posizionare detti mezzi di supporto in una prima posizione; mezzi di ispezione atti a rilevare dati di posizione ed orientamento del substrato disposto su detti mezzi di supporto in detta prima posizione; - almeno una prima testa di lavorazione atta ad effettuare, in una seconda posizione, una prima lavorazione; - almeno una seconda testa di lavorazione atta ad effettuare, in una terza posizione, una seconda lavorazione, differente da detta prima lavorazione; - mezzi di movimentazione atti a movimentare detti mezzi di supporto almeno da detta prima posizione a detta seconda posizione e tra detta seconda posizione e terza posizione; detti mezzi di supporto e detta almeno una seconda testa di lavorazione essendo reciprocamente configurati in modo da mantenere detto substrato sui medesimi mezzi di supporto anche durante detta seconda lavorazione.
  2. 2. Apparato come nella rivendicazione 1, in cui detta almeno una prima testa di lavorazione à ̈ una testa di stampa.
  3. 3. Apparato come nella rivendicazione 2, in cui detta almeno una prima testa di lavorazione à ̈ una testa di stampa serigrafica, oppure una testa di stampa a getto d'inchiostro.
  4. 4. Apparato come nella rivendicazione 1, 2 o 3, in cui detta almeno una seconda testa di lavorazione à ̈ un'unità di asciugatura.
  5. 5. Apparato come nella rivendicazione 4, in cui detta asciugatura à ̈ di tipo laser.
  6. 6. Apparato come nella rivendicazione 1, 2 o 3, in cui detta almeno una seconda testa di lavorazione à ̈ un'unità di incisione di strati superficiali.
  7. 7. Apparato come nella rivendicazione 6, in cui detta unità di incisione di strati superficiali à ̈ di tipo laser.
  8. 8. Apparato come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di movimentazione sono atti, inoltre, a movimentare i mezzi di supporto dalla terza posizione ad una posizione di scaricamento od uscita dalla quale il substrato lavorato può essere indirizzato verso mezzi di uscita.
  9. 9. Apparato come nella rivendicazione 8, in cui la posizione di scaricamento od uscita coincide con detta prima posizione, oppure à ̈ una quarta posizione differente dalla prima posizione.
  10. 10. Procedimento per la lavorazione di un substrato comprendente: - una operazione di trasferimento del substrato; - una operazione di caricamento del substrato su mezzi di supporto in una prima posizione; - un'unica operazione di ispezione atta a rilevare dati di posizione ed orientamento del substrato disposto su detti mezzi di supporto in detta prima posizione; - prime e seconde operazioni di movimentazione atte almeno a posizionare detti mezzi di supporto con il substrato in una seconda posizione in corrispondenza di almeno una prima testa di lavorazione; - una operazione di allineamento atta ad allineare la posizione reciproca tra almeno detta una prima testa di lavorazione ed il substrato disposto su detti mezzi di supporto in detta seconda posizione sulla base unicamente di detti dati rilevati in detta unica operazione di ispezione; un'operazione di prima lavorazione atta ad effettuare, mediante detta almeno una prima testa di lavorazione, una prima lavorazione sul substrato disposto su detti mezzi di supporto in detta seconda posizione; - una terza operazione di movimentazione atta a movimentare i mezzi di supporto, disposti in detta seconda posizione, verso una terza posizione in corrispondenza di almeno una seconda testa di lavorazione ed atta a movimentare mezzi di supporto, disposti in detta terza posizione, verso la seconda posizione in corrispondenza di detta almeno una prima testa di lavorazione dove viene ripetuta sia detta operazione di allineamento, solamente sulla base di detti dati rilevati in detta unica operazione di ispezione, sia detta operazione di prima lavorazione; - un'operazione di seconda lavorazione atta ad effettuare, in detta terza posizione mediante detta seconda testa di lavorazione, una seconda lavorazione, differente da detta prima lavorazione, sul substrato disposto su detti mezzi di supporto; - una quarta operazione di movimentazione atta a movimentare i mezzi di supporto da detta seconda posizione a detta terza posizione, dove viene ripetuta detta operazione di seconda lavorazione, ed atta a movimentare i mezzi di supporto già sottoposti alla ripetizione di detta operazione di seconda lavorazione dalla terza posizione verso una posizione di scaricamento od uscita.
  11. 11. Procedimento come nella rivendicazione 10, in cui detta operazione di prima lavorazione à ̈ una lavorazione di stampa.
  12. 12. Procedimento come nella rivendicazione 11, in cui detta operazione di prima lavorazione à ̈ una lavorazione di stampa serigrafica, oppure di stampa a getto d'inchiostro.
  13. 13. Procedimento come nella rivendicazione 10, 11 o 12, in cui detta operazione di seconda lavorazione à ̈ un'asciugatura .
  14. 14. Procedimento come nella rivendicazione 13, in cui detta asciugatura à ̈ di tipo laser.
  15. 15. Procedimento come nella rivendicazione 10, 11 o 12, in cui detta operazione di seconda lavorazione à ̈ un'operazione di incisione di strati superficiali.
  16. 16. Procedimento come nella rivendicazione 15, in cui detta operazione di incisione di strati superficiali à ̈ di tipo laser.
  17. 17. Procedimento come nella rivendicazione 10, in cui la posizione di scaricamento od uscita coincide con detta prima posizione, oppure à ̈ una quarta posizione differente dalla prima posizione.
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