JP2024002975A - 個片化された基板の位置合わせ - Google Patents

Abstract

【課題】支持タワーツーリングシステムを使用して、ワークピースが印刷機械内に配置されている間であって、印刷動作を実施する前に、個片化されたワークピースを、パターン付けされた印刷スクリーンの開口パターンに位置合わせする装置および方法を提供すること。【解決手段】印刷動作中にワークピースを支持するためのツーリングは、ベースおよびヘッドを備える支持タワーであって、ヘッドが、使用時にベースの鉛直方向上方に配置され、ヘッドが、使用時にベースに対して水平面内で相対的に移動可能である、支持タワーを備え、ヘッドは、その上端に配置された第１および第２の支持面を有し、第１および第２の支持面のそれぞれは、それぞれのワークピースをその上に支持するように構成され、第１の支持面は、使用時に、第１の支持面と第２の支持面が水平面において実質的に同一平面である印刷構成と、第１の支持面と第２の支持面が鉛直方向に間隔を空けて配置される印刷前構成との間で、第２の支持面に対して鉛直方向に相対的に移動可能である。【選択図】図１３

Description

本発明は、ツーリングと、印刷機械と、印刷動作前にワークピースを位置合わせする方法とに関する。

産業用スクリーン印刷機械は、典型的には、角度の付いたブレードまたはスキージを使用して、印刷スクリーン（フォイルまたはステンシルと呼ばれることもある）の開口のパターンを通してはんだペーストまたは導電性インクなどの導電性印刷媒体を塗布することによって、導電性印刷媒体を回路基板などの平面状のワークピース上に塗布する。パターンの領域がスクリーンの領域に対して比較的小さい場合、スクリーン内に２つ以上のパターンを含めることが可能であり、したがって、同じスクリーンを使用して基板の２つ以上の領域または２つ以上の基板を同時に印刷することができる。これに代えて、基板の２つ以上の領域または２つ以上の基板にそれぞれのスクリーンを使用して同時に印刷することを可能にするために、同じ印刷機械内に２つ以上の比較的小さなスクリーンが使用されてもよい。このような同時印刷は、順次印刷よりも明らかに効率的な場合があるが、これらの技術に関連する問題がある。

ｉ）基板の２つ以上の領域の印刷
上述したように、１回の印刷動作で、単一の基板またはパネルのそれぞれの領域上に複数のパターンまたはパターンの配列を印刷し、後で物理的に分離することができる複数のプリント回路基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄｓ）を製造することが可能である。この技法は概念的および技術的に簡単であり、複数の基板を有するパネルが印刷機械に装填され、正しく位置合わせされ、次いで、パネルのすべての基板が同時に印刷される。しかしながら、いかなる回路基板であっても、その基板の少なくとも一部に欠陥があり得、それが欠陥のあるＰＣＢをもたらし得る危険性がある。この状況が図１に概略的に示されており、ここでは、３つのパネル１、２、３が示されており、それぞれ、基板Ａ～Ｄの４×１の配列を有している。最も左のパネル１には欠陥が全くないが、隣接するパネル２は欠陥のある基板２Ａを有し、最も右のパネル３は欠陥のある基板３Ｂを有する。回路基板に欠陥がないかを予め検査し、１つの基板に欠陥が見つかった場合にパネル全体をはねることにするのは非効率的である。また、特定された欠陥のあると基板上にパターンを印刷し、印刷工程の後に分離された欠陥のある基板をはねるのも非効率的であり、問題がある。この問題に対する現在の１つの解決策は、印刷動作を開始する前に欠陥のある基板を特定し、パネルを類似の欠陥を有する別々のバッチに分類することであり、例えば、欠陥のない第１のバッチ、最も左の基板に欠陥のある第２のバッチ、左から２番目の基板に欠陥のある第３のバッチに分類することである。次いで、専用のそれぞれのスクリーンをそれぞれのバッチとともに使用することができる。例えば、第１のバッチには４つの開口パターンをすべて有するスクリーンが使用され、残りの各バッチには３つの開口パターンのみを有するスクリーンが使用される。ここで説明する４×１配列では、これにより、パネルの片面に印刷するために、１つのパネルにつき５つの異なるスクリーンを使用することになる。典型的には、各パネルは両面に印刷されるので、これにより、単一のパネルのタイプに対して、最適な２つ（すなわち、各面に１つ）ではなく、１０個の異なる設定を使用することになる。加えて、第２のバッチから第５のバッチの印刷効率はわずか７５％である。さらに、２つ以上の基板に欠陥がある場合は、追加の対策を講じなければならない。

ｉｉ）２つ以上の基板の印刷
上記の問題に対する解決策は、印刷工程の前に個々の基板を予め分離する、または「個片化する」ことである。この場合、欠陥のある基板はすべて印刷前に特定されて直ちにはねることができ、その結果、欠陥のない基板のみが印刷される。この工程は比較的効率的ではあるが、複雑さが生じる。特に、同時印刷（または順次印刷）のために、個々の比較的小さな基板の支持および位置合わせの両方を行うことは困難である。

これらの問題を克服するために、様々な手法が開発されてきた。例えば、特許文献１には、個々の基板がそれぞれ位置決めされる方法が記載されているが、これは、一度に１つの基板を順次印刷することしかできない。特許文献２には、各基板の位置が個々に検査され、各基板が再配置アームを用いて順次配置し直される方法が記載されている。この技法では、パネルのすべての基板を同時に印刷することができるが、追加装置（すなわち、配置アーム）が必要であり、また、アームをワークピース間で移動させるのに時間がかかる。特許文献３には、基準ウェビングを使用してすべての基板を同時に位置合わせした後、同時に印刷することができる代替の装置が記載されている。この解決策はうまく機能するが、入ってくる未印刷の基板が正しい位置から離れすぎて配置されている場合には適さない。

多数の比較的小さなワークピース（一般に「個片化された」ワークピースと呼ばれる）を支持し、個々に位置合わせすることができるワークピース支持アセンブリが、特許文献４号に記載されている。図２は、ここでは、個々の支持「タワー」５の２×４の配列を含む、このようなアセンブリ４の一例を概略的に示している。各タワー５の上には、印刷動作中にワークピース（図示せず）を支持することができる支持面６がある。さらに、各タワー５は、典型的には水平面内の直交する方向ＸおよびＹに移動するように、また、いわゆるθ補正を行うために、典型的には鉛直方向に延在する直交するＺ軸の周りで回転するように、個々に作動可能である。特許文献４に記載されているように、このような動きは、有利にも、各タワー内の平行運動作動システムを使用することによって提供することができる。もちろん、これより大きなまたは小さな寸法の他の配列は可能である。このシステムはＡＳＭ社から「ＭＡＳＳ」という名称で発表されており、非常に高速で正確な印刷解決策を提供する。ＭＡＳＳ手法の拡張として、特許文献５には、このような装置を使用して、個々の支持タワーの間隔よりも狭い搬送方向のピッチで配置された複数の個片化された基板を印刷することができる方法が記載されている。さらに、ＭＡＳＳ手法のさらなる拡張として、特許文献６には、このような装置を使用して、個々の支持タワーの間隔よりも狭い、搬送方向に直交するピッチで配置された複数の個片化された基板を印刷することができる方法が記載されている。

しかしながら、特許文献５および特許文献６に記載された方法を用いても、個片化されたワークピースの配列の印刷可能なピッチには下限があるという問題が存在する。すなわち、単一の支持タワーの上部支持面の上に２つ以上のワークピースがあるほどワークピースまたはピッチが小さい場合、ＭＡＳＳシステムは適さない。

英国特許第２４８４３７３（Ａ）号 特開第２００９－２４８５５１号 国際公開第２０１４／１６６９５６号 欧州特許第３６９３１６８（Ａ１）号 英国特許第２５９６５１７（Ａ）号 英国特許出願第２１１７５７５．７号 米国特許出願公開第２０２１／００７００３３（Ａ１）号

本発明は、この問題を克服し、現在使用されているすべての個片化されたワークピースの配列とともに、ＭＡＳＳなどの支持タワーツーリングシステムを使用することを可能にしようとするものである。特に、このような支持タワーツーリングシステムを使用して、ワークピースが印刷機械内に配置されている間であって、印刷動作を実施する前に、個片化されたワークピースを、パターン付けされた印刷スクリーンの開口パターンと位置合わせするための装置および方法を提供することが本発明の目的である。したがって、本発明は、「ＪＥＤＥＣ」トレイなどのすべての標準的なキャリアトレイに収められた個片化されたワークピースを、「ＭＡＳＳタイプ」のツーリングを使用して印刷することを可能にする。

本発明によれば、この目的は、複数の支持面を有する各支持タワーを提供し、印刷前構成において、複数の支持面の各支持面が高さに差があるプロファイルで配置され、その結果、各支持タワーを持ち上げることによって個々のワークピースを下方から千鳥状に接触させ、個々に位置合わせすることができるようにすることによって達成される。

本発明の第１の態様によれば、印刷動作中にワークピースを支持するためのツーリングが提供され、本ツーリングは、
ベースおよびヘッドを備える支持タワーであって、ヘッドが、使用時にベースの鉛直方向上方に配置され、ヘッドが、使用時にベースに対して水平面内で相対的に移動可能である、支持タワーを備え、
ヘッドは、その上端に配置された第１および第２の支持面を有し、第１および第２の支持面のそれぞれは、それぞれのワークピースをその上に支持するように構成され、
第１の支持面は、使用時に、第１の支持面と第２の支持面が水平面において実質的に同一平面である印刷構成と、第１の支持面と第２の支持面が鉛直方向に間隔を空けて配置される印刷前構成との間で、第２の支持面に対して鉛直方向に相対的に移動可能である。

本発明の第２の態様によれば、印刷機械内の印刷位置でワークピースを印刷するための印刷機械が提供され、本印刷機械は、
ワークピースを印刷機械内に、そして印刷位置に搬送し、次いで、印刷動作の完了後に、印刷機械から搬出するように構成された搬送システムと、
パターン付けされた印刷スクリーンを印刷位置の上方に保持するための印刷スクリーン支持部と、
印刷位置の下に配置されたツーリングテーブルであって、印刷位置に向かうようにおよび印刷位置から離れるように駆動可能なツーリングテーブルと、
ツーリングテーブルに取り付けられた第１の態様のツーリングと
を備える。

本発明の第３の態様によれば、印刷動作の前にワークピースを位置合わせする方法が提供され、本方法は、
ｉ）印刷機械内で、印刷機械内の印刷位置の下にツーリングを設けるステップであって、ツーリングが、その上端に配置された少なくとも第１および第２の支持面を有する少なくとも１つの支持タワーを備え、少なくとも第１および第２の支持面のそれぞれが、その上にそれぞれのワークピースを支持するように構成され、第１の支持面が第２の支持面よりも高い、ステップと、
ｉｉ）ワークピースがツーリングのそれぞれの支持面の上に重なるように、ワークピースを印刷位置に搬送するステップと、
ｉｉｉ）第１の支持面が、上にあるそれぞれのワークピースと位置が合うように、支持タワーの上端を水平面内で移動させるステップと、
ｉｖ）第１の支持面が、上にあるそれぞれのワークピースを支持接触するようにツーリングを持ち上げるステップと、
ｖ）第２の支持面が、上にあるそれぞれのワークピースと位置が合うように、支持タワーの上端を水平面内で移動させるステップと、
ｖｉ）第２の支持面が、上にあるそれぞれのワークピースを支持接触するようにツーリングを持ち上げるステップと、
ｖｉｉ）それぞれの第１および第２の支持面に支持されたワークピースが印刷動作のために位置合わせされるように、支持タワーの上端を水平面内で移動させるステップと
を含む。

本発明の他の特定の態様および特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。

次に、添付の図面（原寸に比例していない）を参照して本発明を説明する。

それぞれ４つの基板を保持する３つのパネルの概略図である。 既知の複数タワー支持システムの概略図である。 本発明による位置合わせの方法を上から見た概略図である。 図３Ａに対応する方法のステップの概略側面図である。 本発明による位置合わせ方法を上から見た概略図である。 図４Ａに対応する方法のステップの概略側面図である。 本発明による位置合わせ方法を上から見た概略図である。 図５Ａに対応する方法のステップの概略側面図である。 本発明による位置合わせ方法を上から見た概略図である。 図６Ａに対応する方法のステップの概略側面図である。 本発明による位置合わせ方法を上から見た概略図である。 図７Ａに対応する方法のステップの概略側面図である。 本発明による位置合わせ方法を上から見た概略図である。 図８Ａに対応する方法のステップの概略側面図である。 本発明による位置合わせ方法を上から見た概略図である。 図９Ａに対応する方法のステップの概略側面図である。 印刷動作中の印刷装置の概略側面図である。 図１０の印刷動作の後の印刷装置の概略側面図である。 本発明の別の実施形態によるツーリングを上から見た概略図である。 本発明の別の実施形態によるツーリングの概略側面図である。 本発明のさらなる実施形態によるツーリングの概略斜視図である。 ワークピースを位置合わせするためのさらなる例示的な方法の一連のステップを上から見た概略図である。 ワークピースを位置合わせするためのさらなる例示的な方法の一連のステップを上から見た概略図である。 ワークピースを位置合わせするためのさらなる例示的な方法の一連のステップを上から見た概略図である。 ワークピースを位置合わせするためのさらなる例示的な方法の一連のステップを上から見た概略図である。 ワークピースを位置合わせするためのさらなる例示的な方法の一連のステップを上から見た概略図である。 本発明のさらなる実施形態の概略側面図である。

本発明による位置合わせの方法を図３Ａから図９Ｂに概略的に示す。

図３Ａ、図３Ｂは、本方法の最初の段階を示しており、この段階では、印刷機械（２８、図４Ｂ参照）の外部にあるＪＥＤＥＣトレイなどのキャリア１０が、印刷機械２８の搬送システム（図示せず）によって印刷位置に搬送されようとしている。当技術分野においてよく知られているように、このような搬送システムは、典型的には、キャリア１０が直接載ることができるいくつかのコンベヤ（図示せず）を備えることができ、コンベヤは、水平面内で、図示のＸ方向に、未印刷ワークピース１１を載せたキャリア１０を、印刷機械２８への入力部から移動させ、次いで、印刷位置に移動させ、そして、はんだペーストなどの印刷媒体をワークピースの上面に転写する印刷動作が完了した後に、印刷機械２８の出力部に移動させるように構成される。これらの図には示されていないが、キャリア１０は、その後、必要に応じて生産ラインの他の部分、例えば、配置機械、検査機械、またはリフロー炉に搬送されてもよい。当業者であれば理解するように、搬送システムを含む印刷機械２８は、適切にプログラムされたプロセッサまたはコンピュータなどを介して高度なソフトウェアを実行する制御システムによって制御される。

図３Ａに示すように、この例では、キャリア１０には、１１Ａ～１１Ｄと符号が付けられた４つの未印刷の個片化されたワークピース１１が載っている。これらのワークピース１１は、キャリア１０内で十分には位置合わせされていない場合があるが、図３Ａに示す位置ずれの量は、説明を明瞭にするために誇張されていることに留意すべきである。各ワークピース１１は、固定され、予め設定された位置に、光学センサーによって容易に認識することができるグラフィカルシンボルの少なくとも１つのワークピース基準２３を備える。

印刷機械２８は、ツーリングテーブル上面１３を含むツーリングテーブル１２を備え、ツーリングテーブル上面１３は、図示のように、平坦であり、水平（Ｘ、Ｙ）面に合わされている。ツーリングテーブル１２は、駆動機構（図示せず）によって、鉛直方向、すなわち図示のようにＺ軸に対して平行および反平行の両方向に駆動可能である。特に、ツーリングテーブル１２は、少なくとも、ツーリングテーブル上面１３が図示の高さＺ０にある最低位置と、ツーリングテーブル上面１３が図示の高さＺＰにある最高位置との間で駆動可能であり、この範囲には、図示のように中間の高さＺＡおよびＺＢが含まれる。ＺＢとＺＡとの間の高さの差は、ワークピース１１の厚さよりも大きい。

ツーリング１４は、ツーリングテーブル１２とともに鉛直方向に移動するように、ツーリングテーブル上面１３に取り付けられている。図示の例では、ツーリングは、アセンブリユニット２９から上方に突出している２つの支持タワー１５、１６を備える。アセンブリユニット２９は、以下により詳細に説明するように、支持タワー１５、１６の移動を制御するための制御回路を備える。これらの支持タワー１５、１６は、両方とも前に説明した「ＭＡＳＳ」タイプであり、それぞれのベース１７、１８と、ベース１７、１８の鉛直方向上方に配置されたヘッド１９、２０とを備える。各ヘッド１９、２０は、それぞれのベース１７、１８に対して水平（Ｘ、Ｙ）面内で相対的に移動可能である。ＭＡＳＳタイプのタワーであるので、各ベース１７、１８は、それぞれのヘッドを水平面内で、ベース１７、１８に対して相対的に駆動するためのアクチュエータ（図示せず）を備えており、この実施形態では、アクチュエータは、それぞれのヘッド１９、２０を水平面内の直交するＸ、Ｙ方向に駆動するとともに、それぞれのヘッド１９、２０を図示のＺ軸に平行な鉛直軸の周りで回転させるように動作可能である。アクチュエータは、特許文献４に記載されているように、コンパクトなサイズのままこのような動きを提供するために平行運動アクチュエータとすることができることが有利である。支持タワー１５、１６は真空接続部を備えており、その結果、それぞれのヘッド１９、２０は、印刷機械２８の他の場所に別個に配置された真空ポンプ（図示せず）によってかけられる少なくとも部分的な真空を選択的に供給することができる。各ヘッド１９、２０は、直線状の配列に配置された第１および第２の支持部が取り付けられており、ヘッド１９は支持部２１Ａ、２１Ｂを備え、ヘッド２０は支持部２１Ｃ、２１Ｄを備える。各支持部２１Ａ～２１Ｄは、その上端にそれぞれの支持面２２Ａ～２２Ｄを有し、これらの支持面のそれぞれは、その上に単一のそれぞれのワークピース１１Ａ～１１Ｄを支持するように構成される。支持面２２Ａ～２２Ｄのそれぞれは、その上にワークピース１１Ａ～１１Ｄを支持するとき、ワークピースをそれぞれ支持する支持面に固定するために、ワークピース１１Ａ～１１Ｄに少なくとも部分的な真空を選択的にかけるための少なくとも１つの開口（図示せず）を備える。各開口への真空の供給は、それぞれのヘッド１９、２０から受け入れられたものである。開口は、任意選択で、ガーゼタイプの材料を備えてもよい。さらなる代替案として、支持面２２Ａ～２２Ｄは、任意選択で、焼結材料を備え、それを通して真空が供給されてもよい。各支持タワー１５、１６について、使用時、支持面のうちに第１の支持面、すなわち支持面２２Ａおよび２２Ｃは、支持面のうちの第２の支持面、すなわち支持面２２Ｂ、２２Ｄに対して、鉛直方向（Ｚ軸に平行な方向）にのみ相対的に移動可能である。図示のように、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃは、第１の支持面（２２Ａ、２２Ｃ）と第２の支持面（２２Ｂ、２２Ｄ）が（Ｚ軸に平行な）鉛直方向に間隔を空けて配置される印刷前構成、すなわち第１の支持面２２Ａ、２２Ｃが第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄよりも距離ＺＢ－ＺＡだけ鉛直方向に高い印刷前構成に配置される。第１の支持面２２Ａ、２２Ｃは、それらが第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄと水平面（Ｘ、Ｙ）において実質的に同一平面である印刷構成（図９Ｂ参照）まで下方に移動させることができる。図３Ａにおいて上から見るとより明瞭に分かるように、各支持面２２Ａ～２２Ｄは、ワークピース１１の形状および寸法に概ね対応するように選択された形状および寸法を有し、その結果、各支持面２２Ａ～２２Ｄは、ワークピース１１を適切に支持することができる。説明を明瞭にするために、図３Ａなどの上から見たすべての図では、支持面２２Ａ～２２Ｄは破線で示されている。また、説明を明瞭にするために、印刷機械２８内に存在するであろう包囲板（２４、図４Ｂ参照）は省略されている。同様に、包囲板２４は、上から見たすべての図、すなわち図３Ａ～図９Ａから省略されている。

図４Ａ、図４Ｂに示すように、キャリア１０は、未印刷ワークピース１１Ａ～１１Ｄがそれぞれの支持面２２Ａ～２２Ｄの上に重なる印刷位置に搬送される。図４Ａから、ワークピース１１Ａ～１１Ｄはすべて、それらの下にある支持面２２Ａ～２２Ｄと位置ずれしていることが分かる。図４Ｂは、印刷機械２８内の部品の相対的な配置をより明瞭に示している。印刷位置において、キャリア１０は包囲板２４の下に配置され、包囲板２４は、印刷機械２８内の鉛直方向に駆動可能なレール（図示せず）に強固に固定されている。当技術分野においてよく知られているように、包囲板は、それぞれの個片化されたワークピース１１を受け入れるために形成された開口を有する平板である。包囲板２４の上面は、スキージ（２７、図１０参照）によって加えられる下向きの圧力によってワークピース１１に過度の応力が加えられるのを防ぐために、印刷動作中にワークピース１１の上面と同一平面となるように配置される。包囲板２４の上方には、印刷機械２８内に強固に固定され、ワークピース１１に対する所望の目標印刷パターンに対応する開口でパターンが付けられた印刷スクリーンまたはステンシル２５がある。印刷動作中、スキージ（２７、図１０参照）は印刷スクリーン２５の上部を横切って、印刷媒体を、開口を通してワークピース１１に押し付ける。図示の印刷前構成では、ツーリングテーブル上面１３は高さＺ０にあり、包囲板２４と印刷スクリーン２５との間には、カメラシステムのカメラ２６を配置するのに十分な空間がある。本方法のこの段階では、カメラ２６は、各ワークピース１１Ａ～１１Ｄの上方に順次配置されて、それぞれのワークピース基準２３（図３Ａ参照）をそれぞれとらえる。カメラ２６は、例えば、移動可能なガントリー（図示せず）またはアームに取り付けられることによって、キャリア１０を横切って移動することができる。代替の実施形態（図示せず）では、２つ以上のワークピース１１Ａ～１１Ｄのワークピース基準２３を同時にとらえることができるカメラシステムを使用することも可能な場合がある。いずれの場合にも、とらえられた基準に関連するデータは制御システムに渡され、水平（Ｘ、Ｙ）面における各ワークピース１１Ａ～１１Ｄの位置、およびＺ軸に平行な鉛直軸の周りの向き（これはθ回転と呼ばれる）を決定するために処理される。ワークピース基準２３のすべてをとらえた後、カメラ２６は、図１０に示すように、その後のツーリングテーブル１２の移動を妨げないように、キャリア１０から水平方向に間隔を空けられた引っ込み位置に移動される。

図５Ａにおいて上から見ると、各支持タワー１５、１６は、その後、前のステップで決定されたワークピース位置を使用して、下にあるそれぞれの第１の支持面２２Ａ、２２Ｃが、上にあるそれぞれのワークピース１１Ａ、１１Ｃと位置合わせされるように、独立して駆動される（すなわち、ヘッド１９、２０は、それらのベース１７、１８に対して独立して駆動される）。各支持タワー１５、１６の位置は、各支持タワー１５、１６の適切なエンコーダの使用により正確に制御し、決定することができることが理解されるであろう。また、ヘッド１９、２０の移動は小さいので、その結果生じるヘッド１９、２０および支持部２１Ａ～２１Ｄの変位は、図５Ｂでは識別することができないことも理解されるべきである。

図６Ａ、図６Ｂに示すように、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃがワークピース１１Ａ、１１Ｃと位置合わせされると、ツーリングテーブル１２は、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃがそれぞれのワークピース１１Ａ、１１Ｃと接触して、それらを持ち上げてキャリア１０との係合から外すように、上昇される。これは、図示のように、ツーリングテーブル上面１３を高さＺＡまで持ち上げることに相当する。少なくとも部分的な真空が第１の支持面２２Ａ、２２Ｃに供給されて、それぞれのワークピース１１Ａ、１１Ｃを第１の支持面２２Ａ、２２Ｃに確実に密着させる。この少なくとも部分的な真空は、印刷動作が完了するまでかけられる。

次いで、図７Ａ、図７Ｂに示すように、各支持タワー１５、１６は、その後、前に決定されたワークピース位置を使用して、下にあるそれぞれの第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄが、上にあるそれぞれのワークピース１１Ｂ、１１Ｄと位置合わせされるように、独立して駆動される（すなわち、ヘッド１９、２０は、それらのベース１７、１８に対して独立して駆動される）。ヘッド１９、２０の移動は小さいので、その結果生じるヘッド１９、２０および支持部２１Ａ～２１Ｄの変位は、図７Ｂでは識別することができない。

図８Ａ、図８Ｂに示すように、第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄがワークピース１１Ｂ、１１Ｄと位置合わせされると、ツーリングテーブル１２は、第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄがそれぞれのワークピース１１Ｂ、１１Ｄと接触して、それらを持ち上げてキャリア１０との係合から外すように、さらに上昇される。これは、図示のように、ツーリングテーブル上面１３を高さＺＢまで持ち上げることに相当する。少なくとも部分的な真空が第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄに供給されて、それぞれのワークピース１１Ｂ、１１Ｄを第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄに確実に密着させる。この少なくとも部分的な真空は、印刷動作が完了するまでかけられる。この持ち上げの間、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃは、ツーリングテーブル１２とともに上昇するのではなく、一定の絶対高さに留まるようにされ、その結果、すべての支持面２２Ａ～２２Ｄが水平面内において実質的に同一平面となるまで、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃは、第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄが持ち上げられるにつれてこれらに相対的に近づく。この時点で、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃは印刷構成にある。第１の支持面２２Ａ、２２Ｃを印刷構成に移動させる様々な方法がある。例えば、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃのそれぞれは、その印刷構成と印刷前構成との間で駆動可能であってもよい。これは、それぞれの第１の支持部２１Ａ、２１Ｃまたは支持タワーの中に、特にそれぞれのヘッド１９、２０の中に、それぞれの第１の支持面２２Ａ、２２Ｃをそれぞれの第２の支持面２２Ｂ、２２Ｄに対して下方に駆動するように動作可能なＺ軸アクチュエータを設けることによって達成することができる。しかしながら、より簡単な解決策は、ツーリングテーブル上面１３が高さＺＡを過ぎると、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃのそれぞれがツーリングテーブル１２とともにさらに上昇しないようにすることである。これは、例えば、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃのそれぞれを圧縮ばね（図示せず）を介してそれぞれのヘッド１９、２０に接続することによって、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃのそれぞれを印刷前構成の方へ（すなわち、その最大鉛直高さの方へ）弾力的に付勢することによって達成することができる。突出部（図示せず）が、外部制限部材（明示せず）と当接するようにそれぞれの第１の支持面２２Ａ、２２Ｃに設けられてもよく、その結果、突出部が外部制限部材と当接すると、支持タワー１５、１６の持ち上げ中に第１の支持面２２Ａ、２２Ｃの持ち上げが防止される。好ましい実施形態では、制限部材は、包囲板２４の少なくとも一部を含んでもよく、すなわち、突出部と当接するために特別に包囲板に設けられた部材であるか、または、突出部は、この目的のために設けられる任意の追加の部材を含まない「通常の」包囲板自体と当接するような寸法である。

次いで、図９Ａ、図９Ｂに示すように、各支持タワー１５、１６は、その後、支持されたそれぞれのワークピース１１Ａ～１１Ｄを有する支持面２２Ａ～２２Ｄのすべてが正しく位置合わせされるように、すなわち印刷スクリーン（２５、図４Ｂ参照）の開口パターンと位置合わせされるように、独立して駆動される（すなわち、ヘッド１９、２０はそれらのベース１７、１８に対して独立して駆動される）。ヘッド１９、２０の移動は小さいので、その結果生じるヘッド１９、２０の変位は、図９Ｂでは識別することができない。

前のステップが終わると、位置合わせの方法が完了する。これで、１回の印刷動作でワークピース１１Ａ～１１Ｄのすべての上に印刷することが可能になる。図１０に示すように、ワークピース１１Ａ～１１Ｄのすべてが正しく位置合わせされると、ツーリングテーブル１２は、ツーリングテーブル上面１３が高さＺＰになる印刷高さまでさらに持ち上げられる。当技術分野でよく知られているように、このツーリングテーブル１２の持ち上げにより、キャリア１０と包囲板２４の両方も持ち上げられる。ツーリングテーブル１２が印刷高さまで完全に持ち上げられると、ワークピース１１Ａ～１１Ｄの上面が包囲板２４の上面と同一平面である状態で、ワークピース１１Ａ～１１Ｄと包囲板２４は印刷スクリーン２５の下面に押し付けられる。包囲板２４はツーリングテーブル１２とともに持ち上がるので、第１の支持面２２Ａ、２２Ｃは持ち上がっている間、印刷配置のままである。カメラ２６は、ツーリングテーブル１２の持ち上げを妨げない引っ込み位置にあるように示されている。それ自体、当技術ではよく知られているように、ツーリングテーブル１２がその印刷高さまで持ち上げられると、スキージ２７が印刷スクリーン２５の上面を横切って引かれ、印刷スクリーン２５の開口を通して印刷媒体をワークピース１１Ａ～１１Ｄに押し付けることができる。

印刷動作の完了後、ツーリングテーブル１２は、ツーリングテーブル上面１３が高さＺ０に戻るように下げられ、印刷されたワークピースはキャリア１０に戻される。この位置は図１１において側面から示されている。

次いで、搬送システムは、ワークピースを載せたキャリア１０を、図示の正のＸ方向に沿って、印刷機械の出力部へ、したがって、必要に応じて生産ラインの他のモジュールへ搬送することができる。

上記の例は、本発明の簡単な実施形態を示しているが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではない。特に、支持タワーおよび支持タワーの支持面の両方の可能な配置には大きな柔軟性がある。

一例として、図１２Ａおよび図１２Ｂは、キャリア１１０に３×２のマトリクス配列で配置された６つのワークピース１１１Ａ～１１１Ｆのバッチの印刷に使用するのに適したツーリング１１４を、上からおよび側面からそれぞれ概略的に示している。これは、アセンブリユニット１２９に取り付けられた、それぞれが前に説明したようにＭＡＳＳタイプである３つの支持タワー１１５、１１６、１１７を使用することによって達成することができる。各支持タワー１１５、１１６、１１７のそれぞれのヘッド１１９、１２０、１２１はそれぞれ、使用時にそれぞれのワークピース１１１Ａ～１１１Ｆの下になるように直線状の配列に配置された第１および第２の支持面を支え、第１の支持面１２２Ａ、１２２Ｃ、１２２Ｅは、印刷前構成では、第２の支持面１２２Ｂ、１２２Ｄ、１２２Ｆよりも高さが高い。ツーリング１１４の動作は、前に述べたものと同一である。

図１３は、アセンブリユニット１４９上に４×２配列で配置された８つのＭＡＳＳタイプの支持タワー１４５Ａ～１４５Ｈを含むツーリング１４０の概略斜視図である。各支持タワー１４５Ａ～１４５Ｈのヘッドは、２×２の正方行列配列に配置された４つの支持面１４２Ａ～１４２Ｄを支える。これらの支持面のうち、１４２Ａ～１４２Ｃは、前述の第１の実施形態の第１の支持面２２Ａ、２２Ｃと同様に、使用時に、第１の支持面と第２の支持面が水平面において実質的に同一平面である印刷構成と、第１の支持面と第２の支持面が鉛直方向に間隔を空けて配置される印刷前構成との間で、支持面１４２Ｄ（すなわち「第２の支持面」）に対して鉛直方向に相対的に移動可能である「第１の支持面」と考えることができる。図示のこれらの印刷前構成では、支持面１４２Ａ～１４２Ｄはすべて鉛直方向に間隔を空けて配置されており、支持面１４２Ａが支持タワーで最も高く、１４２Ｂ、次いで、１４２Ｃが続き、支持面１４２Ｄが最も低い支持面である。ツーリング１４０は、前に説明したものと極めて同様に動作する。上になるワークピース（図示せず）は、以下のように位置合わせされる。
ｉ）ワークピースから基準情報を取り込む
ｉｉ）支持面１４２Ａが、水平面内で移動させられて、上にあるそれぞれのワークピースと位置が合う
ｉｉｉ）支持面１４２Ａがそのワークピースと係合するように、ツーリングテーブル（図示せず）が高さＺＡまで持ち上げられ、真空がかけられ、ワークピースが持ち上げられてキャリア（図示せず）との係合から外れる
ｉｖ）支持面１４２Ｂが、それぞれのヘッドの移動によって水平面内で移動させられて、上にあるそれぞれのワークピースと位置が合う
ｖ）ツーリングテーブルが、支持面１４２Ｂがそのワークピースと係合するように高さＺＢまで持ち上げられ、真空がかけられ、ワークピースが持ち上げられてキャリアとの係合から外れる
ｖｉ）支持面１４２Ｃが、それぞれのヘッドの移動によって水平面内で移動させられて、上にあるそれぞれのワークピースと位置が合う
ｖｉｉ）ツーリングテーブルが、支持面１４２Ｃがそのワークピースと係合するように高さＺＣまで持ち上げられ、真空がかけられ、ワークピースが持ち上げられてキャリアとの係合から外れる
ｖｉｉｉ）支持面１４２Ｄが、それぞれのヘッドの移動によって移動させられて、上にあるそれぞれのワークピースと位置が合う
ｉｘ）ツーリングテーブルが、支持面１４２Ｄがそのワークピースと係合するように高さＺＤまで持ち上げられ、真空がかけられ、ワークピースが持ち上げられてキャリアとの係合から外れる
ｘ）支持タワーヘッドが、支持面１４２Ａ～１４２Ｄのすべてに支持されたワークピースが印刷動作のために位置合わせされるように水平面内で移動させられる

位置合わせの後、ワークピースは、以下のステップによって印刷することができる。
ｘｉ）支持面１４２Ａ～１４２Ｄに支持されたワークピースが印刷高さになるように、ツーリングテーブルを高さＺＰまでさらに持ち上げる。このステップの間、支持面１４２Ａ～１４２Ｃはそれらの印刷構成にあり、その結果、すべての支持面１４２Ａ～１４２Ｄは実質的に同一平面である
ｘｉｉ）印刷動作を実行する。

前述したように、特許文献５には、ＭＡＳＳタイプのツーリングを使用して、個々の支持タワーの間隔よりも狭い搬送方向のピッチで配置された複数の個片化された基板を印刷することができる方法が記載されており、一方、特許文献６には、このような装置を使用して、個々の支持タワーの間隔よりも狭い、搬送方向に直交するピッチで配置された複数の個片化された基板を印刷することができる方法が記載されている。本質的に、これらの手法は両方とも、キャリア配列の隣接していない行または列に配置されたワークピースが第１の印刷動作で印刷され、キャリア配列の間隔を空けられた行または列に配置されたワークピースがその後、第２の印刷動作で印刷される、２段階プロセスを実施する。

このような方法は、本発明の方法と完全に両立可能である。例として、図１４Ａ～図１４Ｅは、アセンブリユニット２２９に取り付けられた３つの支持タワー２１５、２１６、２１７を備えるツーリング２１４を使用して、９×３のマトリクス配列でキャリア２１０（一例はＪＥＤＥＣ ３１ｍｍ ９×３トレイ）に配置された２７個のワークピース２１１を位置合わせするための方法のステップを順番に示す上から見た概略図である。便宜上、ワークピースの列は、各列の上に「１」から「９」の符号が付けられている。各支持タワー２１５、２１６、２１７は、直線状の配列に配置された３つの支持面２２２を支えるヘッドを含み、支持面はそれぞれ、ワークピース２１１の寸法に対応し、キャリア２１０の１つの列での隣接するワークピース２１１のピッチ（すなわち、Ｘ方向に整列した各ワークピース間のＹ方向の距離）に等しいピッチだけ間隔を空けて配置されている。これらのうち、支持面２２２Ａおよび２２２Ｂは、前述の第１の実施形態の第１の支持面２２Ａ、２２Ｃと同様に、使用時に、第１の支持面と第２の支持面が水平面において実質的に同一平面である印刷構成と、第１の支持面と第２の支持面が鉛直方向に間隔を空けて配置される印刷前構成との間で、支持面２２２Ｃ（すなわち「第２の支持面」）に対して鉛直方向に相対的に移動可能である「第１の支持面」と考えることができる。図示のこれらの印刷前構成では、支持面２２２Ａ～２２２Ｃはすべて鉛直方向に間隔を空けて配置されており、支持面２２２Ａが支持タワーで最も高く、２２２Ｂが続き、支持面２２２Ｃが最も低い支持面である。ツーリング２１４は、前に説明したものと極めて同様に動作することができ、したがって、この態様については再び深く説明することはしない。キャリア２１０におけるワークピース２１１の隣接する列と列との間のピッチ（すなわち、Ｙ方向に整列した３つのワークピースの各列間のＸ方向の距離）は、隣接する支持タワー２１５、２１６、２１７間のピッチよりも狭いことが分かる。

図１４Ａに示すステップでは、ツーリング２１４の上の印刷位置に搬送される前の、未印刷で位置合わせされていないワークピース２１１を有するキャリア２１０が示されている。

図１４Ｂに示すそれに続くステップでは、未印刷で位置合わせされていないワークピース２１１を有するキャリア２１０が印刷位置まで搬送され、その結果、その右端の列「１」のワークピース２１１が支持タワー２１７のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なり、列「４」のワークピース２１１が支持タワー２１６のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なり、列「７」のワークピース２１１が支持タワー２１５のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なることが示されている。この位置になると、これらの列のワークピースは前述のように位置合わせされ、次いで、前述のように印刷される。

図１４Ｃに示すそれに続くステップでは、未印刷で位置合わせされていないワークピース２１１を有するキャリア２１０が、Ｘ方向に１ピッチだけ搬送され、その結果、その２番目に右側の列「２」のワークピース２１１が支持タワー２１７のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なり、列「５」のワークピース２１１が支持タワー２１６のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なり、列「８」のワークピース２１１が支持タワー２１５のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なることが示されている。この位置になると、これらの列のワークピースは前述のように位置合わせされ、次いで、前述のように印刷される。

図１４Ｄに示すそれに続くステップでは、未印刷で位置合わせされていないワークピース２１１を有するキャリア２１０が、Ｘ方向に１ピッチだけ搬送され、その結果、その３番目に右側の列「３」のワークピース２１１が支持タワー２１７のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なり、列「６」のワークピース２１１が支持タワー２１６のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なり、列「９」のワークピース２１１が支持タワー２１５のそれぞれの支持面２２２Ａ～２２２Ｃの上に重なることが示されている。この位置になると、これらの列のワークピースは前述のように位置合わせされ、次いで、前述のように印刷される。

最後に、図１４Ｅに示すように、すべてのワークピースが位置合わせされ印刷されたキャリア２１０は、Ｘ方向に印刷位置から離れ、必要に応じて生産ラインの他のモジュールに搬送される。

本発明のさらなる実施形態の概略側面図が図１５に示されている。図示の構成は、図示のように、基準板３００が、包囲板２４と平行で、包囲板２４の鉛直方向上方に設けられていることを除けば、図５に示した構成と非常に類似している。基準板は、ＭＡＳＳタイプのツーリングが使用されない場合に、個片化されたワークピースを能動的に位置合わせするために、特定の印刷機械のいくつかの構成において使用される。２つの隣接する基準板を使用する例示的な基準システムは、例えば、特許文献７に完全に記載されており、それには、個片化されたワークピースの縁に接触して正しく位置合わせさせるために、水平面内で基準板の少なくとも１つをスライドさせることによって、ワークピースを位置合わせすることが記載されている。図１５に示す実施形態では、制限部材は、基準板３００の少なくとも一部を含む、すなわち、突出部と当接するために特別に基準板に設けられた部材であるか、または、突出部は、この目的のために設けられる任意の追加の部材を含まない「通常の」基準板自体と当接するような寸法である。当業者であれば理解するように、このような基準板は、印刷動作の開始前に印刷位置から引っ込められる。

上記の実施形態は例示的なものに過ぎず、本発明の範囲内の他の可能なものおよび代替案は当業者には明らかであろう。

１、２、３ パネル
１Ａ～３Ｄ 基板
４ ワークピース支持アセンブリ
５ タワー
６ 支持面
１０、１１０ キャリア
１１、１１Ａ～１１Ｄ 未印刷ワークピース
１２ ツーリングテーブル
１３ ツーリングテーブル上面
１４、１１４、１４０ ツーリング
１５、１６、１１５、１１６、１１７、１４５Ａ～１４５Ｈ 支持タワー
１７、１８ ベース
１９、２０、１１９、１２０、１２１ ヘッド
２１Ａ～２１Ｄ 支持部
２２Ａ、２２Ｃ、１２２Ａ、１２２Ｃ、１２２Ｅ、２２２Ａ、２２２Ｂ 第１の支持面
２２Ｂ、２２Ｄ、１２２Ｂ、１２２Ｄ、１２２Ｆ、２２２Ｃ 第２の支持面
２３ ワークピース基準
２４ 包囲板
２５ 印刷スクリーン
２６ カメラ
２７ スキージ
２８ 印刷機械
２９、１２９、１４９、２２９ アセンブリユニット
３００ 基準板

Claims (22)

1. 印刷動作中にワークピースを支持するためのツーリングであって、
   ベースおよびヘッドを備える支持タワーであって、前記ヘッドが、使用時に前記ベースの鉛直方向上方に配置され、前記ヘッドが、使用時に前記ベースに対して水平面内で相対的に移動可能である、支持タワーを備え、
   前記ヘッドが、その上端に配置された第１および第２の支持面を有し、前記第１および第２の支持面のそれぞれが、それぞれのワークピースをその上に支持するように構成され、
   前記第１の支持面が、使用時に、前記第１の支持面と前記第２の支持面が前記水平面において実質的に同一平面である印刷構成と、前記第１の支持面と前記第２の支持面が鉛直方向に間隔を空けて配置される印刷前構成との間で、前記第２の支持面に対して前記鉛直方向に相対的に移動可能である、印刷動作中にワークピースを支持するためのツーリング。
2. 前記ヘッドが少なくとも１つの追加の支持面を備え、それぞれの印刷前構成において、前記第１および第２の支持面ならびに追加の各支持面がすべて前記鉛直方向に間隔を空けて配置される、請求項１に記載のツーリング。
3. 前記第１および第２の支持面、ならびに追加の各支持面が、前記ヘッドに直線状の配列で配置されている、請求項２に記載のツーリング。
4. 前記第１および第２の支持面、ならびに追加の各支持面が、前記ヘッドに２次元マトリクス配列で配置されている、請求項２に記載のツーリング。
5. 前記支持タワーが、前記ヘッドを前記ベースに対して前記水平面内で駆動するためのアクチュエータを備える、請求項１に記載のツーリング。
6. 前記アクチュエータが、前記ヘッドを前記水平面内の直交するＸおよびＹ方向に駆動するとともに、前記ヘッドを鉛直軸の周りで回転させるように動作可能である、請求項５に記載のツーリング。
7. 前記第１の支持面が、前記印刷前構成の方へ弾力的に付勢される、請求項１に記載のツーリング。
8. 前記第１の支持面が、外部制限部材と当接するための突出部を備え、その結果、前記突出部が前記外部制限部材と当接すると、前記支持タワーの持ち上げ中に前記第１の支持面の持ち上げが防止される、請求項１に記載のツーリング。
9. 前記第１の支持面が、印刷構成と印刷前構成との間で駆動可能である、請求項１から６のいずれか一項に記載のツーリング。
10. 印刷機械内の印刷位置でワークピースを印刷するための印刷機械であって、
    ワークピースを前記印刷機械内に、そして前記印刷位置に搬送し、次いで、印刷動作の完了後に、前記印刷機械から搬出するように構成された搬送システムと、
    パターン付けされた印刷スクリーンを前記印刷位置の上方に保持するための印刷スクリーン支持部と、
    前記印刷位置の下に配置されたツーリングテーブルであって、前記印刷位置に向かうようにおよび前記印刷位置から離れるように駆動可能なツーリングテーブルと、
    前記ツーリングテーブルに取り付けられた請求項１に記載のツーリングと
    を備える印刷機械。
11. 前記搬送システムが、キャリアを前記印刷機械内に、そして前記印刷位置に搬送し、次いで、印刷動作の完了後に、前記印刷機械から搬出するように構成され、前記キャリアが、複数のワークピースを支持するように構成されている、請求項１０に記載の印刷機械。
12. 前記ツーリングテーブルを上方に駆動しているときに前記第１の支持面の鉛直位置を制限するために、前記第１の支持面と当接するように配置された制限部材を備える、請求項１０に記載の印刷機械。
13. 前記制限部材が、少なくとも１つの開口を備える包囲板の少なくとも一部を含み、前記印刷位置にあるとき、前記少なくとも１つの開口がそれぞれのワークピースの上に重なる、請求項１２に記載の印刷機械。
14. 前記制限部材が基準板の少なくとも一部を含む、請求項１２に記載の印刷機械。
15. 前記印刷位置に搬送されたワークピースの向きを決定するためのカメラシステムを備える、請求項１０に記載の印刷機械。
16. 前記カメラシステムが、使用時に前記搬送システムと前記印刷スクリーンとの間の鉛直高さに配置されるカメラを備える、請求項１５に記載の印刷機械。
17. 前記カメラが、個々のワークピースの上にあってそれらを連続してスキャンするように前記水平面内で駆動可能である、請求項１６に記載の印刷機械。
18. 印刷動作の前にワークピースを位置合わせする方法であって、
    ｉ）印刷機械内で、前記印刷機械内の印刷位置の下にツーリングを設けるステップであって、前記ツーリングが、その上端に配置された少なくとも第１および第２の支持面を有する少なくとも１つの支持タワーを備え、前記少なくとも第１および第２の支持面のそれぞれが、その上にそれぞれのワークピースを支持するように構成され、前記第１の支持面が前記第２の支持面よりも高い、ステップと、
    ｉｉ）前記ワークピースが前記ツーリングのそれぞれの支持面の上に重なるように、前記ワークピースを前記印刷位置に搬送するステップと、
    ｉｉｉ）前記第１の支持面が、上にあるそれぞれのワークピースと位置が合うように、前記支持タワーの前記上端を水平面内で移動させるステップと、
    ｉｖ）前記第１の支持面が、上にあるそれぞれのワークピースと支持接触するように、前記ツーリングを持ち上げるステップと、
    ｖ）前記第２の支持面が、上にあるそれぞれのワークピースと位置が合うように、前記支持タワーの前記上端を前記水平面内で移動させるステップと、
    ｖｉ）前記第２の支持面が、上にあるそれぞれのワークピースと支持接触するように前記ツーリングを持ち上げるステップと、
    ｖｉｉ）それぞれの第１および第２の支持面に支持された前記ワークピースが前記印刷動作のために位置合わせされるように、前記支持タワーの前記上端を前記水平面内で移動させるステップと
    を含む方法。
19. ｖｉｉｉ）それぞれの第１および第２の支持面に支持された前記ワークピースが印刷高さまで持って行かれるように前記ツーリングを持ち上げるステップ
    をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記印刷位置における各ワークピースの前記水平面内の向きを決定するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
21. 前記印刷位置におけるすべてのワークピースの前記水平面内の向きが、ステップｉｉｉ）の前に決定される、請求項２０に記載の方法。
22. それぞれの第１の支持面の上にある第１のワークピースの前記水平面内の向きが、ステップｉｉｉ）の前に決定され、それぞれの第２の支持面の上にある第２のワークピースの前記水平面内の向きが、ステップｖ）の前に決定される、請求項２０に記載の方法。