JP2022537680A - ステンシルプリンタ内における転換及び交換を自動化する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

ステンシルプリンタ内における転換及び／又は交換プロセスを完全に自動化するシステム又は方法は、ステンシルプリンタであって、ステンシルプリンタ内において交換が予定されている少なくとも１つの部品を有するステンシルプリンタと、複数の部品を貯蔵するように構成された貯蔵室と、送達デバイスとを有する。送達デバイスは、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送し、交換が予定されている使用済みの部品を取り外し、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタに設置し、使用済みの部品に対して検査を行うとともに１つ以上の機能を実行することで使用済みの部品を使用の準備ができた状態とするように構成されたステーションへ使用済みの部品を輸送し、ステンシルプリンタ内において将来使用するために使用済みの部品を貯蔵室へ輸送するように構成される。
【選択図】図８

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、「METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATED CHANGEOVER AND REPLACEMENT WITHIN A STENCIL PRINTER」と題する、２０１９年６月１３日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第６２／８６１，０２５号、「AUTOMATED PRINTER ROBOTIC ARM」と題する、２０１９年６月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／８６１，０３１号、及び「AUTOMATED PRINTER SMART CART」と題する、２０１９年６月１３日に出願された米国特許出願第６２／８６１，０３５号の米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づく利益を主張し、これらの米国特許出願は、あらゆる目的で、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

本願は、包括的には、粘性材料、例えばはんだペーストを電子基板、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）上に印刷するステンシルプリンタ及び関連する方法に関し、より具体的には、このようなステンシルプリンタ及び方法を完全に自動化するシステム及び方法に関する。

表面実装プリント回路基板を製造する際に、ステンシルプリンタを用いて、回路基板上にはんだペーストを印刷することができる。通常、その上にはんだペーストが堆積されることになる、パッド又は何らかの他の導電性表面のパターンを有する回路基板がステンシルプリンタの中に自動的に送り込まれ、回路基板上にはんだペーストを印刷する前に、回路基板上の１つ以上の小穴又はマーク（「フィデューシャル（fiducials：基準部）」として知られる）を用いて、回路基板をステンシルプリンタのステンシル又はスクリーンと適切に位置合わせする。幾つかのシステムでは、視覚システムを具現する光学位置合わせシステムを用いて、回路基板をステンシルと位置合わせする。

上記プリンタにおいて、回路基板がステンシルと適切に位置合わせされると、回路基板はステンシルまで上昇されて、はんだペーストがステンシルに吐出される。ワイパーブレード（すなわちスクイージー）がステンシルを横断して、ステンシルの孔を通して回路基板にはんだペーストを押し出す。スクイージーがステンシルを横切るように移動する際、はんだペーストはブレードの前方において伸び広がる傾向がある。これにより、望ましくははんだペーストの混合及び剪断が生じ、スクリーンすなわちステンシルの孔を満たすのを容易にするのに所望の粘度が得られる。はんだペーストは、通常、標準的なカートリッジからステンシルに吐出される。その後、ステンシルは回路基板から切り離され、回路基板とはんだペーストとの間の接着によって、材料の大部分が回路基板上に留まる。ステンシルの表面上に残される材料は、更なる回路基板が印刷される前に、洗浄プロセスにおいて除去される。

回路基板を印刷する際の別のプロセスは、はんだペーストが回路基板の表面上に堆積された後に、回路基板を検査することを伴う。回路基板を検査することは、清浄な電気的接続を形成できると判断するのに重要である。はんだペーストが多すぎると短絡が生じる可能性があり、一方、適切な位置においてはんだペーストが少なすぎると、電気的接触が妨げられる可能性がある。一般に、視覚検査システムを更に利用して、回路基板上のはんだペーストの２次元又は３次元の検査を提供する。

現代のステンシルプリンタには、ルーティン動作を行うために、手作業による介入が必要となる。例えば、転換（changeover）中において、作業者は、ステンシルの変更、はんだペーストカートリッジの交換（replacing）、スクイージーブレードの交換、及び支持ツールの交換等、多くの手作業によるタスクを行わなければならない。これらのタスクのそれぞれにおいて、作業者は手作業でタスクを行う必要がある。例えば、大多数のステンシルプリンタにおいて、作業者は、ステンシルをロック解除し、ステンシルを取り外し、交換ステンシルを適切に挿入し、交換ステンシルを適所にロックしなければならない。転換動作は３０分程かかり得て、その間、ステンシルプリンタは動作しておらず、ＰＣＢ作製ラインが稼働しないという結果となり得る。

ステンシルプリンタは、交換動作及び／又は補充動作を行うために、手作業による介入が更に必要となる。例えば、温度制御されたはんだペーストをステンシルプリンタへ供給するはんだペーストカートリッジは、時間の経過に伴い、例えば、４時間又はそれ以下の時間内において交換が必要である。スクイージーブレード及びステンシル等、通常の摩耗及び引裂が起こる部品は、破損した場合に定期的な交換が必要となり得る。

本開示の１つの態様は、ステンシルプリンタ内における転換及び／又は交換プロセスを完全に自動化する方法に関する。１つの実施の形態において、方法は、ステンシルプリンタ内における交換が予定されている部品を識別することと、部品を貯蔵するように構成された貯蔵室内に複数の部品を貯蔵することと、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送することと、交換が予定されている使用済みの部品を取り外すことと、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタに設置することと、使用済みの部品に対して検査を行うとともに１つ以上の機能を実行することで使用済みの部品を使用の準備ができた状態とするように構成されたステーションへ使用済みの部品を輸送することと、ステンシルプリンタ内において将来使用するために使用済みの部品を貯蔵室へ輸送することとを含む。

方法の実施の形態は、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送し、使用済みの部品をステーションへ輸送し、使用済みの部品を貯蔵室へ輸送するように構成された少なくとも１つの送達システムを設けることを更に含むことができる。部品は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールのうちの１つを含むことができ、少なくとも１つの送達システムは、これらの部品のうちの１つ以上を支持するように構成される。少なくとも１つの送達システムは、ステンシルプリンタに関連付けられたドッキングステーションとインタラクトするように構成されたインターフェースを有することができる。方法は、交換が予定されている使用済みの部品を取り外し、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタに設置するように構成されたロボットアームを設けることを更に含むことができる。部品は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールのうちの１つを含むことができ、送達システムは、これらの部品のうちの１つ以上を支持するように構成される。使用済みの部品は使用済みのステンシルとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい清浄なステンシルである。１つ以上の機能を実行することは、使用済みのステンシルを洗浄することを含むことができる。使用済みの部品は消費済み又は一部が消費済みのペーストカートリッジとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい満杯のペーストカートリッジである。１つ以上の機能を実行することは、消費済み又は一部が消費済みのペーストカートリッジを将来の生産運転に使用することができるかどうかを判定することを含むことができる。使用済みの部品は使用済みのスクイージーブレードとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい清浄なスクイージーブレードである。１つ以上の機能を実行することは、使用済みのスクイージーブレードを洗浄することを含むことができる。使用済みの部品は使用済みのツールとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しいツールである。１つ以上の機能を実行することは、使用済みのツールを洗浄することを含むことができる。方法は、人の介入を要することなく行うことができる。方法は、少なくとも２つのステンシルプリンタに対して行うことができる。部品を識別することは、部品の画像を取得することと、所定の識別マークに基づいて部品が正しい部品かどうかを照合することとを含むことができる。

本開示の別の態様は、ステンシルプリンタ内における転換及び／又は交換プロセスを完全に自動化するシステムに関する。１つの実施の形態において、システムは、ステンシルプリンタであって、ステンシルプリンタ内における交換が予定されている少なくとも１つの部品を有する、ステンシルプリンタと、複数の部品を貯蔵するように構成された貯蔵室と、輸送デバイスとを備える。輸送デバイスは、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送し、交換が予定されている使用済みの部品を取り外し、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタに設置し、使用済みの部品に対して検査を行うとともに１つ以上の機能を実行することで使用済みの部品を使用の準備ができた状態とするように構成されたステーションへ使用済みの部品を輸送し、ステンシルプリンタ内において将来使用するために使用済みの部品を貯蔵室へ輸送するように構成される。

システムの実施の形態は、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送し、使用済みの部品をステーションへ輸送し、使用済みの部品を貯蔵室へ輸送する少なくとも１つの送達システムを有するように輸送デバイスを構成することを更に含むことができる。部品は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールのうちの１つを含むことができ、少なくとも１つの送達システムは、これらの部品のうちの１つ以上を支持するように構成することができる。少なくとも１つの送達システムは、ステンシルプリンタに関連付けられたドッキングステーションとインタラクトするように構成されたインターフェースを有することができる。輸送デバイスは、交換が予定されている使用済みの部品を取り外し、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタに設置するように構成されたロボットアームを更に有することができる。部品は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールのうちの１つを含むことができ、少なくとも１つの送達システムは、これらの部品のうちの１つ以上を支持するように構成することができる。使用済みの部品は使用済みのステンシルであり、複数の部品のうちの部品は新しい清浄なステンシルである。ステーションは、使用済みのステンシルを洗浄するように構成することができる。使用済みの部品は消費済み又は一部が消費済みのペーストカートリッジとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい満杯のペーストカートリッジとすることができる。ステーションは、消費済み又は一部が消費済みのペーストカートリッジを将来の生産運転に使用することができるかどうかを判定するように構成することができる。使用済みの部品は使用済みのスクイージーブレードとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい清浄なスクイージーブレードとすることができる。ステーションは、使用済みのスクイージーブレードを洗浄するように構成することができる。使用済みの部品は使用済みのツールとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しいツールとすることができる。ステーションは、使用済みのツールを検査及び／又は洗浄するように構成することができる。輸送デバイスは、部品の画像を取得し、所定の識別マークに基づいて部品が正しい部品かどうかを照合することによって部品を識別する撮像装置を有することができる。

本開示の別の態様は、人の介入なしにステンシルプリンタ内における転換及び／又は交換を完全に自動化する方法に関する。１つの実施の形態において、方法は、ステンシルプリンタ内における交換が予定されている部品を識別することと、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送することと、交換が予定されている使用済みの部品を取り外すことと、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタに設置することとを含む。

方法の実施の形態は、使用済みの部品が使用済みのステンシルであることと、複数の部品のうちの部品が新しい清浄なステンシルであることとを更に含むことができる。使用済みの部品は消費済み又は一部が消費済みのペーストカートリッジとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい満杯のペーストカートリッジとすることができる。使用済みの部品は使用済みのスクイージーブレードとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい清浄なスクイージーブレードとすることができる。使用済みの部品は使用済みのツールとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しいツールとすることができる。方法は、人の介入を要することなく行うことができる。方法は、少なくとも２つのステンシルプリンタに対して行うことができる。方法は、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送するとともに使用済みの部品をステーションへ輸送するように構成された少なくとも１つの送達デバイスを設けることを更に含むことができる。部品は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールのうちの１つを含むことができ、少なくとも１つの送達デバイスは、これらの部品のうちの１つ以上を支持するように構成される。少なくとも１つの送達デバイスは、ステンシルプリンタに関連付けられたドッキングステーションとインタラクトするように構成されたインターフェースを有することができる。少なくとも１つの送達デバイスは、ステンシルプリンタに関連付けられた少なくとも１つのガイド部内で受けられ、少なくとも１つの送達デバイスが完全にドッキングされる前に少なくとも１つの送達デバイスをステンシルプリンタに対して位置合わせする少なくとも１つのピンを有することができる。部品を識別することは、部品の画像を取得することと、所定の識別マークに基づいて部品が正しい部品かどうかを照合することとを含むことができる。

本開示の別の態様は、ステンシルプリンタ内における転換及び／又は交換プロセスを完全に自動化するシステムに関する。１つの実施の形態において、システムは、ステンシルプリンタであって、ステンシルプリンタ内における交換が予定されている少なくとも１つの部品を有するステンシルプリンタと、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送し、交換が予定されている使用済みの部品を取り外し、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタに設置するように構成された送達デバイスとを備える。

システムの実施の形態は、使用済みの部品が使用済みのステンシルであることと、複数の部品のうちの部品が新しい清浄なステンシルであることとを更に含むことができる。使用済みの部品は消費済み又は一部が消費済みのペーストカートリッジとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい満杯のペーストカートリッジとすることができる。使用済みの部品は使用済みのスクイージーブレードとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しい清浄なスクイージーブレードとすることができる。使用済みの部品は使用済みのツールとすることができ、複数の部品のうちの部品は新しいツールとすることができる。送達デバイスは、複数の部品のうちの部品をステンシルプリンタへ輸送し、使用済みの部品をステーションへ輸送し、使用済みの部品をステーションへ輸送するように構成された少なくとも１つの可動カートを有することができる。少なくとも１つの可動カートは、ステンシルプリンタに関連付けられたドッキングステーションとインタラクトするように構成されたインターフェースを有することができる。少なくとも１つの可動カートは、ステンシルプリンタに関連付けられた少なくとも１つのガイド部内で受けられ、少なくとも１つの可動カートが完全にドッキングされる前に少なくとも１つの可動カートをステンシルプリンタに対して位置合わせする少なくとも１つのピンを有することができる。送達デバイスは、部品の画像を取得し、所定の識別マークに基づいて部品が正しい部品かどうかを照合することによって部品を識別する撮像装置を有することができる。

添付図面は、縮尺どおりに描かれることを意図されていない。図面では、種々の図に示されている同一又は略同一の各構成部材は同様の符号によって表される。明確であるために、全ての図面において全ての構成部材が符号を付けられていない場合がある。

ステンシルプリンタの前面図である。 ステンシルプリンタの前面斜視図である。 図２に示されているステンシルプリンタの上面図であって、一部を取り除いた状態を示す図である。 ステンシルプリンタ内においてステンシルを交換する方法を示す図である。 ステンシルプリンタ内においてペーストカートリッジを交換する方法を示す図である。 ステンシルプリンタ内においてスクイージーブレードを交換する方法を示す図である。 ステンシルプリンタ内において基板を支持するために使用されるツールを交換する方法を示す図である。 本開示の実施形態に係る可動カートの概略図であって、可動カートがステンシルプリンタに近接した状態を示す図である。 ステンシルプリンタへステンシルを送達する、及びステンシルプリンタからステンシルを受け取るように構成された可動カートの概略図である。 ステンシルプリンタへ部品を送達する、及びステンシルプリンタから部品を受け取るように構成された可動カートの概略図である。 ステンシルプリンタへ部品を送達する、及びステンシルプリンタから部品を受け取るように構成された可動カートの概略図である。 ステンシルプリンタへツールを送達する、及びステンシルプリンタからツールを受け取るように構成された可動カートの概略図である。 本開示の実施形態に係るロボットアームの斜視概略図であって、２つのブレードを有するスクイージーブレードを操作するように構成されたロボットアームを示す図である。 ブレードの斜視概略図である。 本開示の実施形態に係るロボットアームの別の概略図である。 本開示の実施形態に係るロボットアームの概略図であって、ロボットアームがステンシルプリンタ内に搭載された状態を示す図である。 本開示の実施形態に係るロボットアームの概略図であって、ロボットアームがステンシルプリンタ内において異なる箇所に搭載されている状態を示す図である。 本開示の別の実施形態に係るロボットアームの概略図であって、ロボットアームがステンシルプリンタ外の箇所に搭載されている状態を示す図である。

本開示は包括的には、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセスラインにおいて利用され、アセンブリ材料（例えば、はんだペースト、導電性インク又は封入材料）を基板（substrate）（例えば、本明細書において、「電子基板」、「回路基板」、「板（board）」、「ＰＣＢ」、「ＰＣＢ基板」、「基板」、又は「ＰＣＢ板」と称する）上に塗布するか、又は検査、再加工又は基板上への電子構成要素の載置のような他の動作を実行するように構成される、材料塗布機械（本明細書において、「ステンシルプリンタ」、「スクリーンプリンタ」、「印刷機」、又は「プリンタ」と称する）及び他の機器に関する。具体的には、本開示の実施形態は、プリント回路基板を作製するために使用されるステンシルプリンタを参照しながら以下に説明される。

例示のためだけであり、普遍性を限定するものではないが、ここで、添付の図面を参照しながら本開示が詳細に説明される。本開示は、その応用形態に関して、以下の説明に記載されるか、又は図面に示される構成の細部及び構成要素の配置には限定されない。本開示において記載される原理は、他の実施形態でも使用可能であり、種々の方法において実践又は実行することができる。また、本明細書において用いられる言い回し及び用語は、説明することを目的としており、限定するものと見なされるべきではない。本明細書において単数のものとして参照されるシステム及び方法の例、実施形態、構成要素、要素又は動作に対する任意の参照は、複数のものを含む実施形態も包含することができ、本明細書における任意の実施形態、構成要素、要素又は動作に対する複数のものとしての任意の参照は、単数のもののみを含む実施形態も包含することができる。単数形又は複数形における参照は、本明細書において開示されるシステム又は方法、それらの構成要素、動作又は要素を限定することを意図されていない。本明細書において「～を含む」、「～を備える」、「～を有する」、「～を含有する」、「～を伴う」及びそれらの変形の用語を使用することは、その前に列挙される物品と、その均等物及び追加の物品とを包含することを意味する。「又は／若しくは」に対する参照は、「又は／若しくは」を用いて説明される任意の用語が、この説明される用語の単一のもの、２つ以上、及び全てのもののうちの任意のものを示すことができるような包括的なものと解釈することができる。加えて、本明細書と、引用することにより本明細書の一部をなす書類との間で用語の使用法が一貫しない場合、本明細書の一部をなす文献における用語の使用法は、本明細書の使用法に対する補足であり、非一貫性が矛盾をきたすものである場合、本明細書における用語の使用法が有効である。

例示を目的として、以下、本開示の実施形態について、はんだペースト等のアセンブリ材料を回路基板上に印刷するために使用されるステンシルプリンタを参照しながら説明する。しかしながら、当業者であれば、本開示の実施形態は回路基板上にはんだペーストを印刷するステンシルプリンタに限らず、糊及び封止材料等の他の粘着性のアセンブリ材料の吐出を必要とする他の用途において使用できることを理解するであろう。例えば、チップスケールパッケージ用のアンダーフィルとして使用されるエポキシを印刷するために装置を使用することができる。さらに、本開示の実施形態に係るステンシルプリンタは、回路基板上にアセンブリ材料を印刷するものに限らず、半導体ウエハ等の様々な基板上に他の材料を印刷するために使用されるものを含む。また、スクリーン及びステンシルの用語は、本明細書においては、基板に印刷されるパターンを規定するプリンタ内のデバイスを説明するために区別なく使用することができる。或る特定の実施形態において、ステンシルプリンタは、マサチューセッツ州ホプキントンのITW Electronic Assembly Equipmentにより提供されるＭｏｍｅｎｔｕｍ（商標）又はＥｄｉｓｏｎ（商標）シリーズのステンシルプリンタプラットフォームを含むことができる。例示的なステンシルプリンタは、概して図１において５で指定されている。この実施形態において、ステンシルプリンタ５は、マサチューセッツ州ホプキントンのITW Electronic Assembly Equipmentにより提供されるＭｏｍｅｎｔｕｍ（商標）シリーズのステンシルプリンタプラットフォームである。

図２を参照すると、本開示の実施形態に係るステンシルプリンタが概して１０で示されている。示されているように、ステンシルプリンタ１０は、ステンシルプリンタの構成部品を支持するフレーム１２を有する。ステンシルプリンタの構成部品は、一部として、コントローラ１４と、ディスプレイ１６と、ステンシル１８と、プリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリとを含むことができる。プリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリは、概して２０で示されており、以下でより詳細に説明する方法ではんだペーストを塗布するように構成される。

図２に示され、以下で説明するように、ステンシル及びプリントヘッドアセンブリは、適宜、フレーム１２に連結することができる、又は別様に接続することができる。１つの実施形態において、プリントヘッドアセンブリ２０は、プリントヘッドアセンブリガントリー２２上に搭載することができ、プリントヘッドアセンブリガントリー２２は、フレーム１２上に搭載することができる。プリントヘッドアセンブリガントリー２２により、プリントヘッドアセンブリ２０は、コントローラ１４の制御下においてｙ軸方向に移動することが可能となるとともに、ステンシル１８と係合することでプリントヘッドアセンブリに圧力を加えることが可能となる。或る特定の実施形態において、プリントヘッドアセンブリ２０は、ステンシル１８の上方に載置することができるとともに、ｚ軸方向に降下してステンシルに接触及び封止係合することができる。

ステンシルプリンタ１０は、プリント回路基板（本明細書においては「プリント配線基板」、「基板」、又は「電子基板」と称する場合がある）をステンシルプリンタ内の印刷位置へ輸送する、レール（図示せず）を有するコンベヤシステムも有することができる。レールは、本明細書においては「トラクターフィード機構」と称する場合がある。トラクターフィード機構は、本明細書において「プリントネスト」と称する場合があるステンシルプリンタの作業領域へ回路基板を送り込む、積み込む、又は別様に送達するとともに、プリントネストから回路基板を積み下ろすように構成される。

加えて図３を参照すると、ステンシルプリンタ１０は、回路基板２９（破線で示されている）を支持する支持アセンブリ２８を有する。支持アセンブリ２８は、印刷動作時に回路基板が安定するように、回路基板を上昇させ、固定する。或る特定の実施形態において、基板支持アセンブリ２８は、特定の基板支持システム、例えば、堅固な支持体、複数のピン、又は柔軟なツール等を更に有することができ、基板支持システムは、回路基板が印刷位置にあるときに回路基板の下方に位置決めされる。基板支持システムは、一部が、回路基板の内部領域を支持して、印刷動作時の回路基板の曲げ又は反りを防止するのに使用することができる。

１つの実施形態において、プリントヘッドアセンブリ２０は、印刷動作時にはんだペーストをプリントヘッドアセンブリに提供する、ディスペンサー、例えば、はんだペーストカートリッジ等の供給源からはんだペーストを受け取るように構成することができる。カートリッジの代わりに、はんだペーストを供給する他の方法を利用してもよい。例えば、はんだペーストは、ブレード間において又は外部の供給源から手作業で堆積させることができる。加えて、或る特定の実施形態において、コントローラ１４は、Microsoft Corporationによって提供されるＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム等の適したオペレーティングシステムを有するパーソナルコンピュータを使用し、特定用途向けソフトウェアを用いてステンシルプリンタ１０の動作を制御するように構成することができる。コントローラ１４は、回路基板を作製する生産ラインを制御するために使用されるマスターコントローラとネットワーク接続することができる。

１つの構成において、ステンシルプリンタ１０は以下のように動作する。回路基板２９は、コンベヤレールを使用してステンシルプリンタ１０内へ積み込まれる。支持アセンブリ２８は、印刷位置へ回路基板２９を上昇させ、固定する。そして、プリントヘッドアセンブリ２０は、プリントヘッドアセンブリのブレードがステンシル１８に対して所望の圧力で接触するまでｚ軸方向に降下される。そして、プリントヘッドアセンブリ２０は、プリントヘッドアセンブリガントリー２２によって、ステンシル１８を横切ってｙ軸方向に移動される。プリントヘッドアセンブリ２０は、ステンシル１８内の孔を通じて回路基板２９上にはんだペーストを堆積させる。ひとたびプリントヘッドアセンブリが孔を横切ってステンシル１８を完全に横断すると、プリントヘッドアセンブリはステンシルから持ち上げられ、回路基板２９はコンベヤレール上へ戻るように降下させられる。回路基板２９は、ステンシルプリンタ１０から解放及び輸送され、これにより、第２の回路基板をステンシルプリンタ内へ積み込むことができる。第２の回路基板２９上に印刷するために、プリントヘッドアセンブリはｚ軸方向に降下させられてステンシルと接触し、第１の回路基板に使用された方向とは逆方向にステンシル１８を横切って移動させられる。

印刷前に回路基板２９に対してステンシル１８を位置合わせする、及び印刷後に回路基板を検査する目的のために、撮像システム３０を設けることができる。１つの実施形態において、撮像システム３０は、ステンシル１８と回路基板が支持される支持アセンブリ２８との間に配設することができる。撮像システム３０は、撮像システムを移動させるために撮像ガントリー３２に連結される。１つの実施形態において、撮像ガントリー３２は、フレーム１２に連結することができ、フレーム１２の側方レール間を延在する梁を有し、ｙ軸方向における回路基板２９の上方で撮像システム３０に前後移動をもたらす。撮像ガントリー３２は、撮像システム３０を収容するキャリッジデバイスを更に有することができ、ｘ軸方向における梁の長さに沿って移動するように構成される。撮像システム３０を移動させるために使用される撮像ガントリー３２の構造は、はんだペースト印刷の技術において既知である。回路基板又はステンシルの予め定められた領域の画像をそれぞれ撮影するためにステンシル１８の下方であって回路基板２９の上方の任意の位置に撮像システム３０が位置することができるような配置となっている。

はんだペーストを回路基板に対して１回以上塗布した後、余分なはんだペーストがステンシル１８の底に蓄積し得て、概して３４で示されるステンシルワイパーアセンブリがステンシルの下方を移動して余分なはんだペーストを除去することができる。他の実施形態において、ステンシル１８は、ステンシルワイパーアセンブリの上方を移動してもよい。

ステンシルプリンタ内における自動化された転換及び交換
上述のように、ステンシルプリンタは、或る特定の部品の交換及び／又は補充動作を行うために、手作業による介入が必要となる。例えば、典型的なステンシルは、或る特定の期間後、例えば、４時間後に交換が必要となる。また、ステンシルは、別個の生産運転（production run）のために交換が必要となる。加えて、温度制御されたはんだペーストをステンシルプリンタに供給するはんだペーストカートリッジは、時間の経過に伴い、例えば、４時間以内に交換が必要となる。別個の生産運転には、異なるはんだペースト材料が必要となり得る。定期的な交換を必要とする別の部品は、使用時に摩耗するスクイージーブレードである。そして最後に、印刷位置において基板を支持するために使用されるツールは、１つの生産品から別の生産品へ変更するときに交換される。

図４を参照すると、ステンシルを交換する方法が概して４０で指定されている。ステンシルは、はんだペーストをプリント回路基板上に印刷するために使用される。ステンシルは、多くの場合、ステンレス鋼又はニッケルから作製される。示されているように、新しい生産運転のために、又は既設のステンシルの摩耗により、４１において新しいステンシルの要求が行われると、４２において清浄なステンシルがステンシル貯蔵室から取り出され、４３において、「プリンタ１」、「プリンタ２」、及び「プリンタ３」として識別された幾つかのステンシルプリンタのうちの１つへ輸送される。ステンシルプリンタは、プリント回路基板を作製するために使用される単一の生産ラインの一部、又は幾つかの生産ラインの一部とすることができる。ステンシルプリンタの数は様々であり得る。生産ラインにおいて、「清浄でない」又は使用済みのステンシルはステンシルプリンタから取り外され、「清浄な」又は新しいステンシルは、ステンシルプリンタ内へ挿入され、使用のために固定される。清浄でないステンシルは、４４において、ステンシルを洗浄して再利用の準備をするステンシル洗浄ステーション４５へ輸送される。ひとたび洗浄されると、ステンシルは、４６において、ステンシルを同じ又は異なる生産運転時に再利用する準備ができている清浄なステンシル貯蔵室４２へ戻るように輸送される。

図５を参照すると、ペーストカートリッジを交換する方法が概して５０で指定されている。示されているように、新しい生産運転のために、又は既設のペーストカートリッジの消尽により、５１において新しいペーストカートリッジの要求が行われると、５２において新しいペーストカートリッジがペーストカートリッジ貯蔵室から取り出され、５３において、「プリンタ１」、「プリンタ２」、及び「プリンタ３」として識別された幾つかのステンシルプリンタのうちの１つへ輸送される。ステンシルプリンタは、プリント回路基板を作製するために使用される単一の生産ラインの一部、又は幾つかの生産ラインの一部とすることができる。ステンシルプリンタの数は様々であり得る。この実施形態において、貯蔵室５２内でのペーストカートリッジの貯蔵、及び５３でのペーストカートリッジの輸送は、はんだペーストカートリッジ内に収容されたはんだペーストを保存するのに適した、温度及び／又は気候の制御された環境において行われなければならない。生産ラインにおいて、「消費済み」又は使用済みのペーストカートリッジはステンシルプリンタから取り外され、「満杯の」又は新しいペーストカートリッジはステンシルプリンタ内へ挿入され、使用のために固定される。消費済みペーストカートリッジは、５４において、ペーストカートリッジが確保される（完全に使用済みではないため）又はリサイクルのために確保される、ステーション５５へ輸送される。ひとたび確保又はリサイクルされると、ペーストカートリッジは、５６において、ペーストカートリッジを同じ又は異なる生産運転時に使用する準備ができているペーストカートリッジ貯蔵室５２へ戻るように輸送される。

図６を参照すると、スクイージーブレード又は一対のスクイージーブレードを交換する方法が概して６０で指定されている。示されているように、新しい生産運転のために、又は既設のスクイージーブレードに欠陥が検知されたことにより、６１において新しいスクイージーブレードの要求が行われると、６２において新しいスクイージーブレードがスクイージーブレード貯蔵室から取り出され、６３において、「プリンタ１」、「プリンタ２」、及び「プリンタ３」として識別された幾つかのステンシルプリンタのうちの１つへ輸送される。ステンシルプリンタは、プリント回路基板を作製するために使用される単一の生産ラインの一部、又は幾つかの生産ラインの一部とすることができる。ステンシルプリンタの数は様々であり得る。生産ラインにおいて、使用済みのスクイージーブレードはステンシルプリンタから取り外され、新しいスクイージーブレードは、ステンシルプリンタ内へ挿入され、使用のために固定される。使用済みのスクイージーブレードは、６４において、スクイージーブレードが検査されるとともに回収可能な場合には再利用のために洗浄されるステーション６５へ輸送される。欠陥がある場合、スクイージーブレードは責任ある方法で廃棄される。ひとたび洗浄されると、スクイージーブレードは、６６において、スクイージーブレードを同じ又は異なる生産運転時に再利用する準備ができているスクイージーブレード貯蔵室６２へ戻るように輸送される。

図７を参照すると、基板を印刷位置において支持するために使用されるツールを交換する方法が概して７０で指定されている。示されているように、新しい生産運転のために、又は既設のツールに欠陥が検知されたことにより、７１において新しいツールの要求が行われると、７２において新しいツールがツール貯蔵室から取り出され、７３において、「プリンタ１」、「プリンタ２」、及び「プリンタ３」として識別された幾つかのステンシルプリンタのうちの１つへ輸送される。ステンシルプリンタは、プリント回路基板を作製するために使用される単一の生産ラインの一部、又は幾つかの生産ラインの一部とすることができる。ステンシルプリンタの数は様々であり得る。生産ラインにおいて、使用済みのツールはステンシルプリンタから取り外され、新しいツールは、ステンシルプリンタ内へ挿入され、使用のために固定される。使用済みのツールは、７４において、ツールが検査されるとともに回収可能な場合には再利用のために洗浄されるステーション７５へ輸送される。欠陥がある場合、ツールは責任ある方法で廃棄される。ひとたび洗浄されると、ツールは、７６において、ツールを同じ又は異なる生産運転時に再利用する準備ができているツール貯蔵室７２へ戻るように輸送される。

可動カート
本開示の実施形態は、ステンシルプリンタの転換プロセスを自動化するとともに、図４～図７を参照して説明した方法のうちの１つ以上を実施するように構成された送達システムに関する。１つの実施形態において、送達システムは、ステンシルプリンタに係合し、交換用及び補充用の部品及び材料をステンシルプリンタに対して供給する及び受け取るように構成された可動カートを有する。例えば、ステンシルプリンタは、可動カートを受けるように構成されたドッキングステーションを有することができる。ドッキングステーションは、可動カートがステンシルプリンタと通信できるようにするインターフェースを有することができる。単一の可動カートは、転換ステンシル、交換ステンシル、交換はんだペーストカートリッジ、補充はんだペーストカートリッジ、交換スクイージーブレード、補充スクイージーブレード、及び交換支持ツールを有するように構成することができる。転換時において、例えば、ステンシルプリンタは、異なる物品を生産するように再構成しなければならない。したがって、異なる基板に適応するための新しいステンシル、異なるタイプのはんだペースト、異なる長さを有する新しいブレード、及び新しい支持ツールをステンシルプリンタ内に利用し、異なる製品を生産することができる。ステンシルワイパーにおいて使用される紙及び溶媒等、他の部品を更に交換及び／又は補充してもよい。

本明細書において説明する転換プロセスは、各部品を交換及び／補充するように構成された単一の可動カートによって実現することができる。他の実施形態において、２つ以上の可動カートを設けることができる。例えば、ステンシルの転換のために、可動カートは、所定数のステンシルを支持するように構成される。可動カート及び／又はステンシルプリンタは、ステンシルを識別し、ステンシルを貯蔵し、ステンシルをステンシルプリンタへ及びステンシルプリンタから輸送し、ステンシルを検査し、ステンシルプリンタとインターフェース接続するように構成することができる。可動カートは、ステンシル等の使用済み部品をステンシルプリンタから取り外すように構成することもできる。

可動カート又は別の可動カートは、特定の日又は特定の期間に予定されている生産運転に対して選択される、所定数のペーストカートリッジを支持するように構成される。可動カート及び／又はステンシルプリンタは、ペーストカートリッジを識別し、ペーストカートリッジを適した環境において貯蔵し、ペーストカートリッジをステンシルプリンタへ及びステンシルプリンタから輸送し、ペーストカートリッジを検査し、ステンシルプリンタとインターフェース接続するように構成することができる。可動カートは、ペーストカートリッジ等の使用済みの部品をステンシルプリンタから取り外すように構成することもできる。また、可動カートは、長期に渡ってペーストカートリッジを貯蔵するように構成することができる。１つの実施形態において、はんだペーストの長期の貯蔵は、０℃～１０℃（３２°Ｆ～５０°Ｆ）で冷蔵することによって実現することができる。ペーストカートリッジは、可動カート内においてこの温度範囲を維持する箇所で貯蔵することができる。別の実施形態において、可動カートは、使用前にペーストカートリッジを予熱し、ステンシルプリンタ内における使用のためにカートリッジを準備するように構成することができる。

可動カート又は別の可動カートは、特定の日又は特定の期間に予定されている生産運転に対して選択される、所定数のスクイージーブレードを支持するように構成される。可動カート及び／又はステンシルプリンタは、スクイージーブレードを識別し、スクイージーブレードを貯蔵し、スクイージーブレードをステンシルプリンタへ及びステンシルプリンタから輸送し、スクイージーブレードを検査し、ステンシルプリンタとインターフェース接続するように構成することができる。可動カートは、スクイージーブレード等の使用済みの部品をステンシルプリンタから取り外すように構成することもできる。

可動カート又は別の可動カートは、特定の日又は特定の期間に予定されている生産運転に対して選択される、プリント回路基板を印刷位置において支持するために使用される所定数のツールを支持するように構成される。可動カート及び／又はステンシルプリンタは、ツールを識別し、ツールを貯蔵し、ツールをステンシルプリンタへ及びステンシルプリンタから輸送し、ツールを検査し、ステンシルプリンタとインターフェース接続するように構成することができる。可動カートは、ツール等の使用済みの部品をステンシルプリンタから取り外すように構成することもできる。

本開示の実施形態は、ステンシルプリンタのための補充プロセスを自動化するように構成された送達システムに更に関する。１つの実施形態において、送達システムは、ステンシルプリンタに係合し、交換用及び補充用の部品及び材料をステンシルプリンタに対して供給する及び受け取るように構成された可動カートを有する。例えば、ステンシルプリンタは、可動カートを受けるように構成されたドッキングステーションを有することができる。ドッキングステーションは、可動カートがステンシルプリンタと通信できるようにするインターフェースを有することができる。単一の可動カートは、転換ステンシル、交換ステンシル、交換はんだペーストカートリッジ、補充はんだペーストカートリッジ、交換スクイージーブレード、補充スクイージーブレード、及び交換支持ツールを有するように構成することができる。補充時において、例えば、ステンシルプリンタの決定的な消費可能製品は、定期的に補充されなければならない。１つの例において、はんだペーストカートリッジは、使い果たされたときに交換を必要とする。ステンシルワイパーにおいて使用される紙及び溶媒等、他の部品も更に補充してもよい。

本明細書において説明する補充プロセスは、全ての補充可能な部品を補充するように構成された単一の可動カートによって実現することができる。他の実施形態において、２つ以上の可動カートを設けることができる。例えば、ステンシルの補充のために、可動カートは、幾つかの交換はんだペーストカートリッジを支持するように構成される。可動カート及び／又はステンシルプリンタは、交換はんだペーストカートリッジを識別し、カートリッジを貯蔵し、カートリッジをステンシルプリンタへ及びステンシルプリンタから輸送し、カートリッジを検査し、ステンシルプリンタとインターフェース接続するように構成することができる。可動カートは、消費済みカートリッジ等の使用済み部品をステンシルプリンタから取り外すように構成することもできる。

可動カートは、幾つかの交換スクイージーブレードを支持するように構成される。可動カート及び／又はステンシルプリンタは、交換スクイージーブレードを識別し、スクイージーブレードを貯蔵し、スクイージーブレードをステンシルプリンタへ及びステンシルプリンタから輸送し、スクイージーブレードを検査し、ステンシルプリンタとインターフェース接続するように構成することができる。可動カートは、使用済み又は欠陥のあるスクイージーブレード等の使用済みの部品をステンシルプリンタから取り外すように構成することもできる。

図８を参照すると、１つの実施形態において、概して８０で示されている可動カートは、交換及び／又は補充部品を支持するように構成されたフレーム又はハウジング８２を有する。示されているように、フレーム８２は、概して矩形であり、それぞれ８４で示されているホイール又はキャスター上で支持される。１つの実施形態において、可動カート８０は、作業者が可動カートのハウジング８２を押すことによって手作業で移動されるように構成される。この実施形態において、可動カート８０は、プッシュバー又はハンドルを有して構成することができる。別の実施形態において、可動カート８０は、可動カート、ステンシルプリンタ１０、生産ライン、及び／又は何らかの他の専用の制御と関連付けられる遠隔制御又は自動化された制御によって自動的に移動されるように構成される。この実施形態において、可動カート８０は、適したモーター及びドライブトレインによって駆動されるホイールを含むことができ、可動カート、ステンシルプリンタ１０、生産ライン、及び／又は何らかの他の専用の制御と関連付けられた制御は、可動カートを制御するように構成される。可動カート８０は、可動カートを貯蔵室から例えばステンシルプリンタへ案内するために、１つ以上のセンサー及び／又は視覚システム、例えばカメラを更に有することができる。

可動カート８０は、それぞれが８６で示される１つ以上の棚を有し、１つ以上の棚は、ステンシルプリンタ１０のための部品を貯蔵するように構成される。例えば、棚８６は、新しい及び使用済みのステンシル、新しい及び消費済み／使用済みのペーストカートリッジ、新しい及び使用済みのスクイージーブレード、並びに新しい及び使用済みのツールを支持するように特定的に設計することができる。１つ以上の棚８６は、ステンシルプリンタ１０との動作に適した高さを実現するために、ハウジング８２内で鉛直に移動するように構成することができる。幾つかの棚８６は、ステンシルプリンタ１０内における使用の準備ができた清浄な又は新しい部品を支持する「清浄な棚」として指定することができる。幾つかの棚８６は、ステンシルプリンタ１０から取り出される使用済みの部品を支持する「清浄でない棚」として指定することができる。棚８６は、様々な部品を受け取るために、互いに特定の距離だけ間隔を空けることができる。例えば、棚８６は、ステンシルのフレーム厚さに適応するために、３／８インチ～１１／２インチだけ間隔を空けることができる。

可動カート８０は、部品を可動カートからステンシルプリンタ１０へ、及びステンシルプリンタから可動カートへ輸送するために使用される１つ以上のデバイスを有して構成することができる。例えば、デバイスは、ペーストカートリッジ等の部品と係合して消費済みのペーストカートリッジをステンシルプリンタから可動カート８０のトレイへ移動させるとともに満杯のペーストカートリッジを可動カートからステンシルプリンタ１０へ移動させる把持部を有することができる。

可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０上に設けられたドッキングステーション内でドッキングするように設計されたインターフェースを有して構成することができる。図８に示されている１つの実施形態において、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０のドッキングステーション１１２内で機械インターフェース及び電気通信インターフェースの両方からドッキングするように構成されたインターフェース１１０を有する。特定の実施形態において、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０の固有の機械インターフェースに接続する固有の機械インターフェースを有して構成することができる。固有の機械インターフェースは、幾何学的特徴を含むことができる。図９に示されている別の実施形態において、可動カート８０は、それぞれが１１４で示されるピンを有して構成することができ、ピンは、それぞれが１１６で示される、ステンシルプリンタ１０に関連付けられたガイド部内で受けられ、可動カートを完全にドッキングする前に、可動カートがステンシルプリンタに対して位置合わせされる。電気／磁気ガイド部、視覚ガイド部、センサー、ラッチ等、他のタイプのガイド部を使用することができる。可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０のドッキングステーション内でドッキングすると、ステンシルプリンタと物理的に係合することができる、又はステンシルプリンタから間隔を空けることができる。

図９及び図１０を参照すると、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０内において、それぞれが１８で示されるステンシルを交換するのに特に適したものとすることができる。棚８６は、ステンシルプリンタ１０の内外へ往復するステンシル１８を支持するように構成される。棚８６は、所望の高度を実現するために鉛直方向に移動するように構成することができる。以下でより詳細に説明する、可動カート８０と関連付けられたデバイスは、ひとたびステンシルが所望の高度に置かれると、可動カートからステンシル１８をステンシルプリンタ１０の内外へ移動させるように構成することができる。ステンシル１８の移動は、可動カート８０、ステンシルプリンタ１０、及び／又は生産ラインと関連付けられたコントローラの制御下において自動的に実現することができる。図１０は、可動カートの棚８６上で支持されたステンシル１８を示している。図１０は、可動カートの上面にピン等の支持ツール９０を有する可動カートも示している。

図１１及び図１２を参照すると、可動カート８０は、ペーストカートリッジ等、ステンシルプリンタ１０内における他の部品を交換するのに特に適している。１つの実施形態において、可動カート８０は、ペーストカートリッジを支持するように構成された、それぞれが９４で示される複数の開ソケットを有するカルーセルホイール９２を有する。例示的なペーストカートリッジは、図１２において９６で示されている。カルーセルホイール９２は、回転することでペーストカートリッジをステンシルプリンタ１０に提示するように構成することができる。可動カート８０と関連付けられたデバイスは、可動カートのカルーセルホイール９２からペーストカートリッジをステンシルプリンタの内外へ移動させるように構成することができる。ペーストカートリッジの移動は、可動カート８０、ステンシルプリンタ１０、及び／又は生産ラインと関連付けられたコントローラの制御下において自動的に実現することができる。

１つの実施形態において、可動カート８０は、ペーストディスペンサーをステンシルプリンタ１０のプリントヘッドの後ろに位置させるとともに到達させるように構成することができる。ペーストカートリッジを収容したカルーセルホイール９２は、カルーセルホイールと関連付けられたインデックス機構が新しいペーストカートリッジを提示する、可動カート８０の面上に位置決めされる。ペーストカートリッジを回転させるとともに、ペーストカートリッジ上に設けられた所定の識別マーク１２０（図１２）を読み取る／照合するために、ピンチローラーを設けることができる。１つの実施形態において、所定の識別マーク１２０は、撮像システム３０によって又は可動カートに関連付けられた撮像システムによって読み取られるように構成された、バーコードとすることができる。別の実施形態において、所定の識別マークは、リーダーによって読み取られるＲＦＩＤタグを具現することができる。使用済みのペーストカートリッジは、カルーセルホイール９２内に設けられた開ソケット９４内に堆積させることができる。

図１１に戻り、１つの実施形態において、可動カート８０は、１２２で示される適切なモーター及びドライブトレインによって駆動されるホイール８４と、可動カートの移動を制御するように構成された遠隔コントローラ１２４等のコントローラとを有する。可動カート８０は、モーター及びドライブトレイン１２２を介して可動カートの移動に動力を供給する。

図１３を参照すると、可動カート８０は、ツール９８を送達する及びステンシルプリンタ１０から取り外すように構成される。示されている実施形態において、コンベヤアセンブリ１００は、可動カート８０とステンシルプリンタ１０との間に位置決めされる。コンベヤアセンブリ１００は、ステンシルプリンタ１０のための専用のコンベヤ又はコンベヤシステムの一部とすることができる。可動カート８０の棚８６は、ツール９８を支持するとともにツールを所望の高度に位置決めするように構成される。同様に、コンベヤアセンブリ１００は、ツール９８を可動カート８０から所望の高度で受け取るとともに、ツールをステンシルプリンタ１０へ移送するように構成される。コンベヤアセンブリ１００は、ツール９８をステンシルプリンタ１０から所望の高度で受け取るとともに、ツールを可動カート８０へ戻すように移送するように更に構成される。例えば、転換作業時において、新しいツール９８が必要となり得る。可動カート８０及びコンベヤアセンブリ１００は、ツール９８をステンシルプリンタ１０から取り外すとともに、コンベヤアセンブリを介して使用済みのツールを可動カートへ移送するように構成される。新しいツール９８は、可動カート８０から取り外され、コンベヤアセンブリ１００を介してステンシルプリンタ１０へ移送される。

幾つかの実施形態において、ステンシルプリンタ１０内においてステンシルを変更する際に、可動カート８０は、可動カート上の新しく正しいステンシルを照合し、可動カートの空の棚８６の上に使用済みのステンシルを位置決めし、新しく正しいステンシルをステンシルプリンタ内において適切な位置及び向きで位置決めするように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、スクイージーブレードから使用済みのペーストを洗浄することによって、又は別様に除去することによって、スクイージーブレードを洗浄するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、スクイージーブレードをプリントヘッド２０から外し、可動カートの開いた棚８６の上に使用済みのスクイージーブレードを位置決めすることによって、使用済みのスクイージーブレードを変更するように構成することができる。新しいスクイージーブレードは、可動カート８０から取り出され、ステンシルプリンタ１０のプリントヘッド２０上に搭載される。幾つかの実施形態において、可動カート８０は、コントローラを有し、コントローラは、コントローラによって得られた動作パラメーターに基づいて可動カートの動作を制御するように適合される。コントローラは、ステンシルプリンタ１０のコントローラ１４及び／又は生産ラインと関連付けられたコントローラと通信するように構成することができる。複数の可動カート８０を有する１つの実施形態において、コントローラは、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス又は他のタイプのネットワークを介して互いに通信する、各可動カート内に設けられた複数のコントローラを具現することができる。他の実施形態において、可動カート８０のコントローラの動作を制御するためにマスターコントローラを設けることができる。各可動カート８０には、コントローラに動作可能に連結されるディスプレイを設けることができる。ディスプレイは、限定はしないが、清浄なステンシル及び使用済みのステンシルの数、満杯のペーストカートリッジ及び消費済み／使用済みのペーストカートリッジの数、新しいスクイージーブレード及び使用済みのスクイージーブレードの数、及び／又は新しいツール及び使用済みのツールの数等、可動カートの動作パラメーターを表示するように適合される。このような情報を取得するために、適したモニターを設けることができる。代替的に、又は前述の実施形態に加えて、ステンシルプリンタ１０内に設けられたディスプレイ１６及び／又は生産ラインと関連付けられたディスプレイ上に動作パラメーターを表示させてもよい。

他の実施形態において、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０のコントローラ１４及び／又は生産ラインと関連付けられたコントローラによって制御することができる。コントローラは、１つ以上の可動カート８０専用のコントローラとすることができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０上の部品についての材料識別は、部品を操作するデバイスと、部品をスキャン及び識別するスキャナーとを含むことができる。例えば、ペーストカートリッジ９６について、可動カート８０は、ペーストカートリッジを回転させ、ペーストカートリッジ上に設けられたコード又は所定の識別マークを可動カート上に設けられたスキャナーに対して位置合わせするピンチホイールを有するように構成することができる。システムは、ペーストカートリッジ９６と関連付けられた材料識別をステンシルプリンタ１０のレシピ及び生産時間等に関連付けるように構成される。１つの実施形態において、部品を識別するバーコードを提供することができる。例えば、バーコードは、ＵＰＣコード用の１Ｄスキャナー、ＱＲＣコード用の２Ｄスキャナー、部品上に貼り付けられた印刷ラベル、又は部品上にエッチングされたレーザーエッチングラベルを含むことができる。別の実施形態において、部品を識別するＲＦＩＤシステムを適用することができる。例えば、ＲＦＩＤシステムは、部品に貼り付けられるＲＦＩＤタグと、可動カート８０と関連付けられたＲＦＩＤリーダーとを含むことができる。ＲＦＩＤシステムを用いることにより、リーダーと部品との間の見通し線（line-of-site）が不要となる。また、可動カート８０内における全ての部品を識別するためのスキャンが不要となる。別の実施形態において、部品を識別する撮像又は視覚システムを適用することができる。視覚システムは、ステンシルプリンタ１０と関連付けられた撮像システム３０と同様の撮像システムであり得て、ステンシルプリンタ上、ステンシルプリンタ外、又は可動カート８０上で関連付けることができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０上にストックされた部品を追跡するためにデータベースが設けられる。１つの実施形態において、データベースは、オープンアプリケーション（Ａｐｐ）アーキテクチャを含むことができるとともに、データをステンシルプリンタ１０にプッシュするように構成することができる。可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０と通信してステンシルプリンタ及び又は生産ラインに対してデータをプッシュ／プルする、又は生産ラインと直接的に通信するように構成することができる。データベースは、ジョブ情報又は材料情報を含むことができる。データベースは、生産ライン、ステンシルプリンタ１０、又はこれら両方と関連付けられた製造実行システム（ＭＥＳ）と更に通信することができる。ＭＥＳシステムは、生産運転にどの材料が必要かを知るように構成することができる。可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０への部品の送達を調整するためにＭＥＳシステムと通信するように構成することができる。

データベースは、識別情報、例えばバーコード番号に基づいて部品についての情報を取り出すように更に構成することができる。１つの実施形態において、可動カートから来る材料を受け入れるようにステンシルプリンタ１０及び／又は可動カート８０がプログラムされる中央管理システムを設けることができる。可動カート８０は、可動カート上の材料を識別するためにデータベースを更新し、可動カート及び／又はステンシルプリンタ１０と関連付けられたデータベースにネットワークから情報をロードするようにプログラムされ、情報は更にＭＥＳシステムに関連付けられる。

データベースは、使用量及び消費量等の追加の情報を記憶するように更に構成することができる。データベースは、情報をローカル又はリモートに記憶するように構成することができるとともに、１つ以上の生産運転と関連付けられたデータを記憶するように構成することができる。例えば、データベースは、限定はしないが、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールの追跡可能性、ペースト使用量、サイクル等を含むデータを取得及び記憶するように構成することができる。

データベースは、交換／補充が必要な場合に予測データを共有するように構成することができる。例えば、ペーストカートリッジに関する情報の記憶に対し、データベースは、ペーストカートリッジへの補充がいつ必要かについての情報を記憶すること、ペーストカートリッジのペーストが少ない場合に特定の機能を実行すること、ペーストカートリッジが少ないことについての警報及び／又は報告をトリガーすること、ステンシルプリンタ１０及び／又は生産ラインと関連付けられた在庫管理システムへ信号を送ること、動作パラメーター及び実際の使用並びに上流／下流の機器の活動に基づく消費可能な使用量についての分析を実行すること、交換又は保守（ステンシルプリンタについて及び／又は可動カート８０について）を予測すること、並びに複数箇所に対する相関を行ってペーストカートリッジをいつ切り替えるかについて予測することのうちの１つ以上を実行するように構成することができる。データベースは、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツール等、他の変更可能／消費可能な部品について予測データを共有するように構成することができる。

データベースは、ロット追跡可能性と関連付けられたデータを記憶するように構成することができる。加えて、これらの部品がステンシルプリンタ１０に挿入される際に位置合わせ、向き、方向、前後、上下が確実に正しくなるように基板のＲＦＩＤ若しくは機械的キーイング又はステンシルのステンシルフレームが設けられる。この情報は、部品が倉庫から輸送される前、及び／又は部品がステンシルプリンタ１０に設置される前に、正しい向き及び／又は嵌め合いを照合するために使用することができる。低コストなリーダーによりこの機能を実行することができる。

再び図１１を参照すると、１つの実施形態において、遠隔コントローラ１２４は、上記の機能を提供するために、クラウド１３２又はＩＳＰを介してデータベース１３０と通信するように構成することができる。別の実施形態において、データベース１３０は、ステンシルプリンタ１０、又は可動カート８０、又は生産ライン用のコンピュータコントロールシステムの一部とすることができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、材料を貯蔵するように構成することができる。可動カート８０は、材料がどこから来るのか及び材料がどこへ行くのかについて適応する柔軟性を有するように構成することができる。加えて、可動カート８０は、特定の材料が可動カート上のどこに位置するのかを識別するように構成することができる。或る特定の実施形態において、場所は、自動的な送達又は手作業による送達に関わらず、リモート、ローカル、可動カート８０上、及び／又はステンシルプリンタ１０上である。上述のように、可動カート８０は、環境パラメーターを制御するように構成することができる。例えば、可動カート８０は、貯蔵されたペーストカートリッジを冷やす、使用の準備ができているペーストカートリッジを加熱する、及び使用されたがペーストを保持しているペーストカートリッジを冷やすことにより、ペーストカートリッジ内に収容されたペーストの温度を制御するように構成することができる。１つの実施形態において、ハウジング８２は断熱することができ、ハウジングの内部、及びこれに伴いペーストカートリッジを冷却又は加熱するために、冷却／加熱ユニット１３４（図１１）を設けることができる。可動カート８０は、近々行われる生産に基づいてペーストカートリッジをいつ加熱する／冷やすかを予測する、貯蔵寿命についての時間を追跡する、及び各ペーストカートリッジを適切な温度に正しい時間で個別に制御するように更に構成することができる。他の実施形態において、可動カート８０は、ペーストカートリッジを移動させるカートリッジシューターを有することができる。可動カート８０は、復水を回避するために湿度を制御するように更に構成することができる。可動カート８０は、清浄な環境、例えば、標準メカニカルインターフェース（ＳＭＩＦ）環境で動作するように更に構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、在庫管理を実行するように構成することができる。具体的には、可動カート８０は、材料がどこに位置するのか、材料がどれくらい使用されるのか、材料がどのように使用されるのか、材料がいつ使用されるのかを識別し、材料及び材料についての情報を顧客在庫管理システムと関連付け、基板当たり又は基板のロット当たりに消費される材料のタイプを追跡するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、可動カート上に貯蔵される部品を整理するように構成することができる。上述のように、１つの実施形態において、限定されないが、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールを含む複数の資源を貯蔵、輸送、及び送達するために、１つの可動カート８０を設けることができる。別の実施形態において、可動カート８０は、単一の資源又は部品を貯蔵し、ステンシルプリンタ１０に輸送、及び送達するように構成することができる。例えば、可動カート８０は、複数のステンシルを貯蔵するように構成することができる。可動カート８０は、複数の生産ラインに供するように構成することができる。別の実施形態において、可動カート８０は、１つのステンシルプリンタ１０に供するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、部品を可動カートからステンシルプリンタ１０へ、及びステンシルプリンタから可動カートへ輸送するように構成することができるとともに、可動カートとステンシルプリンタとの間の高度差を計算に入れることが可能なように構成することができる。輸送は、自動化することができる、又は手作業とすることができる。１つの実施形態において、可動カート８０は、可動カートと関連付けられた無人搬送車（ＡＶＧ）技術によって移動させることができる、又はリモート制御することができる。別の実施形態において、可動カート８０は、自律的に移動するように構成することができる。別の実施形態において、可動カート８０は、手作業で移動されるように構成することができる。更に他の実施形態において、可動カート８０は、可動カート上に貯蔵される部品を自動的に及び／又は手作業により移動するように構成することができる。例えば、可動カート８０は、部品を自動で移動させるように構成することができるとともに、部品が手作業で移動される事前に計画された活動の中断に備えることができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０の輸送機能の実行と関連付けられたタイミングは、シフト変更、例えば、作業員のシフト、予定された保守、オンデマンドの活動、例えば、レシピ変更、及び前兆となる事象（ジャストインタイム交換）を計算に入れるようにプログラムすることができる。タイミングは、１つ以上の可動カート８０を用いた複数ラインバランス制御要件を満たすとともに、生産ライン上におけるリアルタイムのオンデマンド材料供給の需要を満たすようにプログラムすることができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、検査を実行するように構成される。例えば、可動カート８０は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールを含む、カート上及びカート外の部品に対して検査することができる。１つの実施形態において、可動カートと関連付けられた視覚システムは、部品の画像を得るように構成することができる。コントローラと連動した視覚システムは、清浄さ、損傷、摩耗、及び識別情報読取可能性、例えば、バーコードラベルが摩耗しているか、清浄でないか、又は破れているかを検査するように構成することができる。視覚システムは、任意のタイプの２Ｄ、３Ｄ、又はカラーカメラを具現することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、機械インターフェース及び電気通信インターフェースの両方からステンシルプリンタ１０とインターフェース接続するように構成される。１つの実施形態において、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０の固有の機械インターフェースに接続する固有の機械インターフェースを有して構成することができる。固有の機械インターフェースは、幾何学的特徴とすることができる。別の実施形態において、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０と関連付けられたガイド部内で受けられるピンを有して構成することができ、可動カートを完全にドッキングする前に、ステンシルプリンタに対して可動カートを位置合わせする。ピン及びガイド部は逆とすることができ、ピンがステンシルプリンタ１０上に設けられ、ガイド部が可動カート８０内に設けられる。電気／磁気ガイド部、視覚ガイド部、センサー、ラッチ等、他のタイプのガイド部を使用することができる。

幾つかの実施形態において、インターフェース及びドッキングステーションは、可動カート８０をステンシルプリンタ１０に対して適所に維持するクランプシステムを有して構成することができる。例えば、磁気クランプシステムを利用することができる。

幾つかの実施形態において、ステンシルプリンタ１０は、複数のドッキングステーション、例えば、５つのドッキングステーションを有して構成することができる。ドッキングステーションは、ステンシルプリンタ１０の前部、又はステンシルプリンタの後部に設けることができる。

可動カート８０及び／又はステンシルプリンタ１０は、可動カートがステンシルプリンタに対してドッキングできる及びインターフェース接続できるかどうかを照合するように構成することができる。１つの実施形態において、照合は、可動カート８０が適切な位置にあってステンシルプリンタ１０とインターフェース接続する準備ができているかどうかを確認するために提供することができる。この照合プロセスにより、正しい材料が可動カート８０上にあるかどうか、及び可動カート材料情報をＭＥＳシステムから受け取ることができるか又はローカルで識別できるかどうかを更に判定することができる。正しくない場合、可動カート８０は、誤った又は損傷した材料が可動カート上にある場合に警報を起動する及び／又は作業者に警告するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、ひとたび可動カートがステンシルプリンタ１０にドッキングされると可動カート上へ及び可動カート外へ部品を移動させる作動デバイス又はアクチュエータを有して構成することができる。アクチュエータの実施形態は、可動カート８０、ステンシルプリンタ１０、又はこれら両方に適用することができる。別の実施形態において、部品は、可動カート８０に対して手作業で積み込む及び積み下ろすことができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、生産ラインとインターフェース接続するように構成することができる。この実施形態によれば、生産ラインの作業者は、ステンシルプリンタ１０上における可動カート８０の正しい場所を確認するとともに受け入れを知らせることができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、オープンプラットフォームを介してステンシルプリンタ１０、生産ライン、及び／又は生産ライン内における選択されたマシンと通信するように構成することができる。通信システムは、有線システム、無線システム（共通ネットワーク、メッシュ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＷＡＮ、Ｎｏｄｅｓ、Ｌｉ－Ｆｉ等を介して）、有線及び無線システムの組み合わせ、並びに赤外線（ＩＲ）システムを含むことができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、専用の電源を有して構成することができる。１つの実施形態において、可動カート８０は、可動カート内に設けられた自動化された構成部品、例えば、可動カートの内外へステンシルを移動させるために使用される機構、可動カートの内外へペーストカートリッジを移動させるために使用される機構、可動カートの内外へスクイージーブレードを移動させるために使用される機構、及び可動カートの内外へツールを移動させるために使用される機構に給電するように構成されたバッテリーを有する。他の実施形態において、可動カート８０は、無停電電源装置を有して構成することができる。電源は、「ドッキング」されている間に作動を支持するように構成することができる（ドッキングされているときはステンシルプリンタからの高電圧、ドッキング解除されたときは別様に低電圧）。電源は、自律動作のために再充電する、例えば、ステンシルプリンタ１０によって提供される電力からバッテリーを再充電するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０とともに機能するように構成することができる。例えば、可動カート８０は、部品を移送する前に、例えば「ステンシル＃１２３４を私にください」といった、ステンシルプリンタ１０とのハンドシェーク機能を提供するように構成することができる。可動カート８０及びステンシルプリンタ１０は、通信プロトコル及び／又は何が消費可能かについてのライブラリリファレンスを有して構成することができる。可動カート８０は、可動カートが正しい部品を有しているかどうかを判定するように構成することができる。ハンドシェーク機能は、例えば、「ここにステンシル＃１２３４があります」といった、部品の正しい移送を確実にする、及び／又は例えば「私はステンシル＃１２３４を有しています」といった、部品の後続の移送を確実にするように構成することができる。１つの実施形態において、モバイルデバイスは、可動カート８０内の部品をスキャン及び識別するとともに、例えば、部品が使用の準備ができているかどうか、洗浄が必要であるかどうか等を判定するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、可動カート内の部品の扱い及び取り出しと関連付けられたエラーに対処するように構成することができる。例えば、可動カート８０は、一当事者による不完全なアクション、部品の不完全な移送、例えば、引っかかった又は詰まった部品、移送の落下、例えば、「私はステンシル＃１２３４をあなたに渡しました、持っていませんか？」、及び手作業による介入又はマニュアルオーバーライド、例えば、「ここで、助けましょう」を検知するように構成することができる。１つの実施形態において、可動カート８０と関連付けられたコントローラは、静電放電制御、データ回復及び／又は保護を実行するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、より高い能力を有して構成することができる。全ての機器を正しい高さにインデックス化することに加えて、可動カート８０は、取り付けのために全ての機器をマシンガントリーに対して押し入れ／押し出しする必要が生じ得る。

幾つかの実施形態において、ステンシルプリンタ１０の既設のマシンガントリー、レール、及びプリントヘッドは、部品を内外へ往復させるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、ステンシルプリンタ１０のプリントヘッド２０は、ツールプレートを持ち上げるとともに往復させるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、ペーストカートリッジを積み込む／積み下ろすために可動カートの頂部にペーストカートリッジインデクサーを有して構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０、生産ライン、及び生産ラインと関連付けられた倉庫と通信するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、電気／空気インターフェースを有して構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、場所、温度、及び他のデータを含め、例えばはんだペーストカートリッジ等、可動カート上における新しい及び使用済の消耗品を追跡するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、生産運転の継続期間にわたってステンシルを貯蔵及び供給するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、転換中に部品の互換性を確保するために、スクイージーブレードがステンシルと関連付けられていることを照合及び確保するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、スクイージーブレードは、プラスチック成形されたブレードである使い捨てのブレードを含むことができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、バーコードリーダー又はＲＦＩＤリーダー等の適したスキャンデバイスを用いて全ての消耗品をスキャンするように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、消耗品を適切に位置させるインデックス機構を有して構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、可動カートに問題がある場合に可動カートをステンシルプリンタ１０から接続解除するバイパススイッチを有して構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、手作業又は無人輸送車（ＡＧＶ）によって移動されるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、ステンシルプリンタ１０とドッキング及びインターフェース接続するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、複数のステンシルプリンタ１０に供するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、１つの消耗部品、例えば、ステンシル、又は複数の消耗／転換部品専用となるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、リモートステーションにおいて洗浄される消耗品を輸送して渡すように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、倉庫と関連付けられた貯蔵室において補充されるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、能動的又は受動的に環境制御されるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、スマートフォン統合可能なアプリケーション（Ａｐｐ）によって制御されるように構成することができる。

ロボットアーム
上述のように、デバイスは、可動カート８０とステンシルプリンタ１０との間の移送機能を実行するように設けることができる。このデバイスは、ステンシルプリンタ１０及び／又は可動カート８０と関連付けられたロボットアームを具現することができる。ロボットアームは、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールの取り外し及び設置を含む多くの機能を実行するように構成される。ロボットアームは、独立したコントローラを有することができる、又は、ロボットアームが搭載される装置、すなわち、ステンシルプリンタ１０若しくは可動カート８０によって制御することができる。

図１４を参照すると、ロボットアームは、概して１４０で示される。示されている実施形態において、ロボットアーム１４０は、ロボットアームの所望の方向における端部においてロボットアームに取り付けられたデバイス１４８を移動させることができる複数の連接セグメント１４２、１４４、１４６を有する。１つの実施形態において、ロボットアーム１４０は、適した方法で支持構造のフレーム又はハウジングに取り外し可能に接続されるベースセグメント１４２を有する。例えば、ベースセグメント１４２は、ロボットアーム１４０がステンシルプリンタ内において動作するように、ステンシルプリンタ１０のカバーの内面に固定することができる。別の実施形態において、ベースセグメント１４２は、可動カートのフレーム８２上に設けられる、適した面に固定することができる。１つの実施形態において、ベースセグメント１４２は、ベースセグメントが搭載される面に対して垂直な軸周りに回転するように構成される。別の実施形態において、ロボットアーム１４０は、追加のセグメントを有して構成することができる。

ベースセグメント１４２の反対側の端部は第１の関節セグメント１４４に回転可能に接続され、第１の関節セグメント１４４は第２の関節セグメント１４６に回転可能に接続される。デバイス１４８は、第２の関節セグメントの端部において第２の関節セグメント１４６に固定される。ロボットアーム１４０がコントローラの制御下において動作機能を実行するために所望の方向においてデバイス１４８を位置決めできるように接合することができる配置となっている。セグメント１４２、１４４、１４６は、１つのセグメントを隣接するセグメントに対して接合することを可能にするのに適したコネクタによって互いに固定される。例えば、ボールジョイントコネクタ又はユニバーサルジョイントコネクタを設けることができる。

図１４に示されている１つの実施形態において、デバイス１４８は、スクイージーブレードアセンブリ１５０に固定されるように構成される。この実施形態において、スクイージーブレードアセンブリ１５０は、２つの別個のブレードを有し、はんだペーストがこのブレード間に堆積される。また、デバイス１４８は、図１５に示されているスクイージーブレードアセンブリ１５２等、任意のタイプのブレードアセンブリに固定されるように構成することができる。

図１６を参照すると、別の実施形態において、ロボットアーム１４０は、可動カート８０からステンシルプリンタ１０内において動作するように構成される。ロボットアーム１４０の端部に取り付けられたデバイス１４８は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及び／又はツールをステンシルプリンタへ及びステンシルプリンタから移送するように構成することができる。ロボットアーム１４０のデバイス１４８は、ロボットアーム、ステンシルプリンタ１０、及び／又は可動カート８０と関連付けられたコントローラの制御下において動作する。

図１７を参照すると、別の実施形態において、ロボットアーム１４０はステンシルプリンタ１０内に搭載される。上記のように、ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０のカバー１７０の内面に搭載される。ロボットアーム１４０は、可動カート８０からステンシルプリンタ１０の内外へ部品を移動させる移送機能を実行することに加え、例えば、ステンシルプリンタ内で印刷機能を実行するように構成することができる。例えば、ロボットアーム１４０の端部に搭載されたデバイス１４８は、はんだペーストの供給と、印刷動作時にステンシル１８上に材料を印刷するスクイージーブレードとを有するプリントヘッドを有することができる。デバイス１４８は、他の部品も有することができる。

図１８を参照すると、別の実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０外の場所に搭載することができる。この実施形態によれば、ロボットアーム１４０は、図１７に示されているロボットアーム１４０を参照して説明されるものと同じ機能を実行することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタのカバーの内面に搭載される。ロボットアーム１４０は、幾つかの接合されたアームセグメント１４２、１４４、１４６と把持部デバイス等のデバイス１４８とを有し、多軸動作を可能にする。１つの実施形態において、ロボットアーム１４０は、伸縮式とすることができ、命令によって伸縮することができる。１つの実施形態において、可動カート８０から取り出された部品又はステンシルプリンタ１０上で使用された部品について、例えば、スクイージーブレード、ツールの損傷、ステンシルの向き等を検査するために、デバイス１４８に隣接した又はデバイス１４８上のロボットアームの端部に搭載されるカメラ等の視覚システムを更に有する。１つの実施形態において、ロボットアーム１４０は、可動カートへ又は可動カートから部品を移送するために使用される様々なエンドエフェクターを有するように構成することができる。１つの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０に搭載される代わりに、ステンシルプリンタ１０から離れて位置させることができる、例えば、ロボットアームは、可動カート上に搭載することができる。この実施形態において、ロボットアーム１４０は、部品を取り出して貯蔵室へ送達するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、アームセグメントによってすくい角及び迎え角の移動に関して無限の自由度が可能となることから、スクイージー機能を実行するように構成される。加えて、ロボットアーム１４０は、スクイージー機能を実行する前にステンシル１８上にはんだペーストを吐出するように更に構成される。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０の把持部デバイス１４８は、部品を可動カート８０から取り出すとともに使用済み又は消費済みの部品を可動カートへ戻すように構成することができる。この実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツール等の部品がステンシルプリンタ１０から取り外されて可動カート８０へ戻され、新しい部品がステンシルプリンタ内に搭載される転換機能を実行するように構成される。ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０の全ての交換された部品が正しいことを照合するように構成することができる。ロボットアーム１４０と関連付けられたカメラ等の視覚システムが、この機能を実行することができる。ロボットアーム１４０は、限定されないが、ペーストをすくい出す、ブレードを洗浄する、及びリサイクル容器に使用済み又は消費済み部品を置くことを含む他の機能を実行するように更に構成される。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ペーストカートリッジ内におけるはんだペーストの補充を局所化するように構成することができる。１つの実施形態において、ロボットアーム１４０と関連付けられたカメラ等の視覚システムは、ペーストカートリッジ内のどこでペーストが少ないかを識別する。これは、ペースト高さ監視機能と称する場合がある。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、エラーの対処及び修復を提供するように構成することができる。視覚システム、例えばカメラを含むロボットアーム１４０は、脱落又は紛失した基板があるかどうかを判定する、基板がステンシルプリンタ１０内に残されているかを照合する、ステンシルプリンタと関連付けられたカメラ又は他のセンサーを使用して基板高さ監視を判定する、及び部品を積み込む前に部品を照合するように構成することができる。他の機能も構成することができる。例えば、ロボットアーム１４０は、紙の変更、溶媒の補充、全ての消耗品の補充、ブロワー／ワイパー及びカメラ補助に関わる局所的な問題への対処、及び専用の吐出ヘッド／ピックアンドプレース（pick and place）／洗浄を実行するように構成することができる。

上述のように、ロボットアーム１４０は、可動カート８０と関連付けることができる。例えば、ロボットアーム１４０は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールを交換するように構成することができる。ロボットアーム１４０は、古いステンシル１８をステンシルプリンタから摺動させるとともに新しいステンシルをステンシルプリンタ内へ摺動させるように構成することができる。ロボットアーム１４０は、スクイージーブレード１５０又は１５２をステンシルプリンタ１０から可動カート８０と関連付けられたトレイ内へ取り外すとともに、新しいスクイージーブレードを可動カートと関連付けられた同じ又は別のトレイからステンシルプリンタ内へ取得するように構成することができる。ロボットアーム１４０は、ツール９８をステンシルプリンタ１０から可動カート８０に関連付けられたトレイ内へ取り外すとともに、新しいツールを可動カートと関連付けられた同じ又は別のトレイからステンシルプリンタ内へ取得するように構成することができる。ロボットアーム１４０を利用する場合、ロボットアーム１４０がツールを持ち上げて移動させることができるように、ツール９８を軽くすることができる。ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０と関連付けられた部品を交換するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、可動カート８０に加えて、又は可動カートとは独立して、ステンシルプリンタ１０は、可動カートを参照して説明した移送機能を実行するロボットアーム１４０を有して構成することができる。１つの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０のプリントヘッド２０を交換し、ステンシルプリンタのカバー１７０の内面上に搭載されるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、スクイージー拭き機能及びペースト吐出を必要に応じて行う。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０の前部又は後部において、可動カート８０へ及び可動カート８０からステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールを移送するように構成される。

幾つかの実施形態において、可動カート８０は、複数のステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールを収容するとともに、ロボットアーム１４０が効果的にこれらを取り外し得る位置にこれらをインデックス化するように構成される。可動カート８０を参照して上述したように、可動カート８０は、これらの機能をロボットアーム１４０が実行できるようにするために、標準的な場所においてステンシルプリンタ１０にドッキングする必要がある。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０内においてツールを交換するように構成することができる。１つの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０のプリントヘッド２０と関連付けられたデバイスを用いて可動カート８０からツールを取り外すように構成される。プリントヘッド２０は、ツールの上方に位置し、下方に延びてツールを固定し、ツールとともに視覚ガントリー３２の上方へ上昇し、可動カート８０の棚８６上にツールを置く。新しいツールは、上記の工程を逆に行うことによって適所に固定される。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０はコントローラを有し、コントローラは、コントローラによって得られた動作パラメーターに基づいてロボットアームの動作を制御するように適合される。コントローラは、ステンシルプリンタ１０のコントローラ、可動カート８０、及び／又は生産ラインと関連付けられたコントローラと通信するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０のデバイス１４８は、交換スクイージーブレッドをスナップ嵌合及び接続するように設計された一般的なホルダーを有することができる。デバイス１４８は、任意のサイズのスクイージーブレードに適合するように側方ダムを有して構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、スクイージーなしで第１の開始ビードを用いてはんだペーストを吐出するとともに、各印刷において補充を行って一貫したビードのサイズを維持するようにプログラムされたプリントヘッドを有して構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、プリントヘッドを用いて、及びプリントヘッドを用いずに動作することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ロボットアームのヘッド上に搭載される、例えばねじで搭載される把持ツールを有して構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、カバーの内面に搭載することができるとともに、ステンシルプリンタ１０内において機能を実行するためにロボットアームの端部の高度を調整するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ツール等の重い物体及びステンシル等の嵩張る物体を持ち上げてステンシルプリンタ内において載置するように構成される。例えば、ロボットアーム１４０は、可動カート８０からツールを持ち上げ、ステンシルプリンタ１０の基板支持部２８上にツールを載置するように構成される。１つの実施形態において、上板は、ステンシルプリンタ１０の内外へ取り替えられ、基部板はステンシルプリンタ内に置かれたままとなる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルと係合するように指定されたピンを有するロボットアームの端部におけるデバイスを用いてステンシルを移動させるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、取り外されステンシルプリンタ１０内において設置されている部品を追跡するとともにこのような部品の向きを照合するために、視覚システム、例えばカメラを有して構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、スクイージーブレードを取り外すとともに、ステンシルプリンタ１０内におけるペーストによる汚染を排除するように構成することができる。

幾つかの実施形態において、ロボットアーム１４０は、ステンシルの上面から余分なペーストを除去するように構成することができる。

マシンの作業者により管理される機能
幾つかの実施形態において、ステンシルプリンタの作業者には、転換材料及び消費必需品を貯蔵室内に貯蔵する責任がある。言及したように、作業者には、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールを貯蔵室内にストックする責任がある。また、作業者は、ステンシルを洗浄するために使用されるワイパー紙及び溶媒等の他の消耗部品を貯蔵する必要があり得る。

幾つかの実施形態において、作業者には、ストックされた部品の一部又は全てをステンシルプリンタへ及びステンシルプリンタから輸送する責任がある。１つの実施形態において、人、無人輸送車（ＡＧＶ）、又は他のロボット装置が可動カートをストックする。

幾つかの実施形態において、作業者には、可動カートをステンシルプリンタにドッキングさせる責任がある。

本明細書において使用される場合、「自動化された」又は「完全に自動化された」転換は、人間の介入なしに部品を交換又は補充することを説明している。

本明細書において使用される場合、「部分的に自動化された」転換は、幾分かの又は限定された人間の介入により部品を交換又は補充することを説明している。

本明細書において使用される場合、「輸送（transport）」又は「輸送する（transporting）」は、手作業又はマシンを用いて部品を１つの位置から別の位置へ移動させることを説明している。

本明細書において使用される場合、「設置（install）」又は「設置する（installing）」は、使用の準備ができた位置に部品を載置するプロセスを説明している。

上述のように、可動カート８０及びロボットアーム１４０は、ステンシルプリンタ１０内において他の部品を交換するために利用することができる。例えば、ステンシルワイパーアセンブリ３４は、可動カート８０及びロボットアーム１４０によって自動的に交換することができる紙及び溶媒等の消耗品を含む。

本明細書において開示されているコンセプトは、ディスペンサー、ピックアンドプレイスマシン、リフロー炉、ウェーブはんだ付け機、選択的はんだ付け機、検査ステーション、及び洗浄ステーションを含む、電子基板を作製するために使用される他のタイプの機器に利用してもよい。例えば、ペーストカートリッジの交換に向けられたコンセプトは、粘性材料を吐出するために使用されるディスペンサーに利用することができる。別の例において、ツールの交換に向けられたコンセプトは、ディスペンサー、及び電子部品を電子基板に搭載するために使用されるピックアンドプレイスマシンに利用することができる。別の例において、部品の交換に向けられたコンセプトは、ウェーブはんだ付け機及び選択的はんだ付け機内におけるはんだの交換、及び洗浄ステーション内における製品の洗浄に利用することができる。

このように、少なくとも１つの実施形態の幾つかの態様を記載したが、様々な変形、変更、及び改良が当業者には容易に想到されることが理解される。そのような変形、変更、及び改良は、本開示の一部であることが意図されるとともに、本開示の範囲内にあることが意図される。したがって、前述の記載及び図面は単に例としてのものである。

Claims (21)

1. 人の介入なしにステンシルプリンタ内における転換及び／又は交換プロセスを完全に自動化する方法であって、
   前記ステンシルプリンタ内における交換が予定されている部品を識別することと、
   複数の部品のうちの部品を前記ステンシルプリンタへ輸送することと、
   交換が予定されている使用済みの部品を取り外すことと、
   前記複数の部品のうちの前記部品を前記ステンシルプリンタに設置することと、
   を含む、方法。
2. 前記使用済みの部品は使用済みのステンシルであり、前記複数の部品のうちの前記部品は新しい清浄なステンシルである、請求項１に記載の方法。
3. 前記使用済みの部品は消費済み又は一部が消費済みのペーストカートリッジであり、前記複数の部品のうちの前記部品は新しい満杯のペーストカートリッジである、請求項１に記載の方法。
4. 前記使用済みの部品は使用済みのスクイージーブレードであり、前記複数の部品のうちの前記部品は新しい清浄なスクイージーブレードである、請求項１に記載の方法。
5. 前記使用済みの部品は使用済みのツールであり、前記複数の部品のうちの前記部品は新しいツールである、請求項１に記載の方法。
6. 前記方法は人の介入を要することなく行われる、請求項１に記載の方法。
7. 前記方法は少なくとも２つのステンシルプリンタに対して行われる、請求項１に記載の方法。
8. 前記複数の部品のうちの前記部品を前記ステンシルプリンタへ輸送するとともに前記使用済みの部品をステーションへ輸送するように構成された少なくとも１つの送達デバイスを設けることを更に含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記部品は、ステンシル、ペーストカートリッジ、スクイージーブレード、及びツールのうちの１つを含み、前記少なくとも１つの送達デバイスは、これらの部品のうちの１つ以上を支持するように構成される、請求項８に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの送達デバイスは、前記ステンシルプリンタに関連付けられたドッキングステーションとインタラクトするように構成されたインターフェースを有する、請求項８に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの送達デバイスは、前記ステンシルプリンタに関連付けられた少なくとも１つのガイド部内で受けられ、前記少なくとも１つの送達デバイスが完全にドッキングされる前に前記少なくとも１つの送達デバイスを前記ステンシルプリンタに対して位置合わせする少なくとも１つのピンを有する、請求項８に記載の方法。
12. 部品を識別することは、前記部品の画像を取得することと、所定の識別マークに基づいて前記部品が正しい部品かどうかを照合することとを含む、請求項１に記載の方法。
13. ステンシルプリンタ内における転換及び／又は交換プロセスを完全に自動化するシステムであって、
    ステンシルプリンタであって、該ステンシルプリンタ内における交換が予定されている少なくとも１つの部品を有する、ステンシルプリンタと、
    送達デバイスであって、
    複数の部品のうちの部品を前記ステンシルプリンタへ輸送し、
    交換が予定されている使用済みの部品を取り外し、
    前記複数の部品のうちの前記部品を前記ステンシルプリンタに設置するように構成される、送達デバイスと、
    を備える、システム。
14. 前記使用済みの部品は使用済みのステンシルであり、前記複数の部品のうちの前記部品は新しい清浄なステンシルである、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記使用済みの部品は消費済み又は一部が消費済みのペーストカートリッジであり、前記複数の部品のうちの前記部品は新しい満杯のペーストカートリッジである、請求項１３に記載のシステム。
16. 前記使用済みの部品は使用済みのスクイージーブレードであり、前記複数の部品のうちの前記部品は新しい清浄なスクイージーブレードである、請求項１３に記載のシステム。
17. 前記使用済みの部品は使用済みのツールであり、前記複数の部品のうちの前記部品は新しいツールである、請求項１３に記載のシステム。
18. 前記送達デバイスは、前記複数の部品のうちの前記部品を前記ステンシルプリンタへ輸送し、前記使用済みの部品を前記ステーションへ輸送し、前記使用済みの部品をステーションへ輸送するように構成された少なくとも１つの可動カートを有する、請求項１３に記載のシステム。
19. 前記少なくとも１つの可動カートは、前記ステンシルプリンタに関連付けられたドッキングステーションとインタラクトするように構成されたインターフェースを有する、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記ステンシルプリンタに関連付けられた少なくとも１つのガイド部内で受けられ、前記少なくとも１つの可動カートが完全にドッキングされる前に前記少なくとも１つの可動カートを前記ステンシルプリンタに対して位置合わせする少なくとも１つのピンを有する、請求項１８に記載の方法。
21. 前記送達デバイスは、前記部品の画像を取得し、所定の識別マークに基づいて前記部品が正しい部品かどうかを照合することによって部品を識別する撮像装置を有する、請求項１３に記載のシステム。

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