JP4201352B2 - はんだ収集ヘッドを備えた二重トラックステンシル印刷装置 - Google Patents
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Description
関連出願
この出願は二重トラックステンシル／スクリーンプリンタなる名称で１９９７年２月２１日に出願された特許出願番号第０８／８０２，９３４号の一部継続出願である。
発明の分野
本発明は一般に回路板製造の分野に関し、特に回路板ステンシル作業の遂行を改善する方法及び装置に関する。
発明の背景
従来既知のように、回路板製造者の成否は一定の時間期間に供給できる欠陥の無い製品の数により判断される。不運にも、所望の生産レベルの達成は、このような欠陥の無い製品を得るのに固有の精度要求により、妨げられる。技術の進歩により、一層小さな部品寸法が求められ、また、極めて接近したパッドを備えた回路板上に取り付けるパッケージ毎に一層多くのピンが求められるにつれて、精度要求を達成するのが一層困難になってきている。欠陥のある板は即座に排斥されるか又は再加工できるが、時間を要し、費用を増大させてしまう。
例えば、典型的な回路板製造プロセスは、普通、独立の機械によりそれぞれ実施される３つの基本的な作業を含む。これらの作業は入来する回路板のパッド上にはんだのパターンをステンシル印刷する工程と、板のパッド上に要素を配置する工程と、板を加熱して、はんだと板と要素のピンとパッドとの間の完全な接触を確立する工程とを含む。
ステンシル印刷及び配置作業は、欠陥の無い製品を提供するのを保証するように精確な方法で行わねばならない。ステンシル印刷作業は典型的にはステンシル印刷機により遂行される。ステンシル印刷機に供給される板はパッド、又は、はんだを付着させる一般に導電性の表面領域のパターンを有する。更に、１以上の小さな穴又は基準（fiducials）と呼ばれる標識が整合の目的で板上に設けられる。ステンシル印刷機はまた典型的には、ステンシル（ステンシル型又はスクリーン）を備え、ステンシルは、該ステンシルを通してエッチングされ回路板上に配置すべき予定のはんだパターンに適合する孔のパターンを有する。
回路板がステンシル機内へ供給されたとき、最初に、回路板をステンシルに整合させて、回路板がステンシルの孔とほぼ整合するのを保証しなければならない。この仕事を遂行する１つの装置は光学整合装置であり、この装置は回路板とステンシルとの間に導入されて、板の基準をステンシル上の１以上の基準に整合させる。例えば、１９９１年１０月２１日に発行された米国特許第５，０６０，０６３号明細書及び１９９２年１月３１日に発行された米国再特許第３４，６１５号明細書に記載されているようなＭＰＭ（商標）社により提供された光学整合装置を代わりに使用することができる。
板がステンシルと整合された後、板がステンシルへ持ち上げられ、はんだがステンシル上に施され、ワイパーブレード（又はゴムぞうきん即ちスキージー）がステンシルに対して横断運動し、ステンシルの孔を通して板上へはんだを供給する。ステンシル作業が完了した後、板を下降させ、摘出及び配置機械まで前進させ、この機械が板上の特定の位置に電気要素を配置する。
摘出及び配置機械は板により要求される要素を提供する。これらの要素は適当な位置（ステンシル機により遂行されたはんだの付着位置）に配置され、回路板上で適正に方位決めされる。要素のピンの数及びピン間の接近距離のため、はんだによる連結時の要素の正確な配置を保証するためには、摘出及び配置機械が正確な規格で作動する必要がある。
従って、摘出及び配置機械はまた作動前に整合チェックをも行わなければならない。
プロセスにおける次の工程はステンシル印刷されたはんだ上に位置する要素を有する回路板をリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）機械まで前進させることである。リフロー機械は存在するはんだを加熱して、はんだにより、摘出及び配置機械によって配置された要素のピン及びパッド又は板の他の表面との緊密な接続を達成させる。
上述の装置においては、回路板上でのはんだの印刷及び印刷されたはんだ上での要素の配置に必要な精度のため、回路板のための整合手続きが必要となり、これが製造プロセスを遅鈍化させる。更に、摘出及び配置機械には、ステンシル機からの板を待つ「遅延時間」と呼ばれる付加的な遅鈍要因がある。これらの各遅鈍要因は製造プロセスの全体の性能及び生産率を低下させる。回路板製造プロセスのスループットを増大させる方法及び装置を開発するのが望ましい。
発明の概要
本発明の１つの態様によれば、回路板製造プロセスに使用するステンシル装置は複数組のレールと、はんだ収集スキージーアームとを有し、各組のレールは複数の回路板を支持し、ステンシル装置を通して複数の回路板を前進させ、アームは複数組のレールの上方に位置し、複数組のレールの第１の組のレール上での第１の回路板についてのステンシル印刷中にはんだをスクリーン上に付着させ、第１の回路板についてのステンシル印刷後にスクリーンから過剰のはんだを除去する。このような構成により、融通性のある二重トラックステンシル印刷装置が提供され、この装置は任意の特定の処理シーケンスに限定されない。その理由は、はんだがスクリーン上に残らず、はんだヘッド内に保持されるからである。
本発明の別の態様によれば、２つのトラックを有するステンシル印刷装置内で回路板を処理する方法が提供される。各トラックは、回路板を受け取り、板をトラック内の同様の位置まで前進させるリーダー即ち先導部を有する。ステンシル印刷装置は、トラック上に位置したステンシル上にはんだを供給し、ステンシルから過剰のはんだを除去するはんだ供給機構を有する。この方法は、それぞれが異なるトラック上に位置する一対の板を受け取る工程と、一対の板、ステンシル及びはんだ供給機構を関連させる工程と、トラックのうちの第１のトラック上の一対の回路板のうちの第１の回路板の上方のステンシルの上方ではんだ供給ユニットを前進させ、一対の回路板のうちの第１の回路板上にステンシルを通してはんだを施す工程と、はんだ供給ユニットにより、ステンシルから過剰のはんだを除去する工程と、はんだ供給ユニットをトラックのうちの第２のトラックまで前進させる工程と、トラックのうちの第２のトラック上の一対の回路板のうちの第２の回路板の上方のステンシルの上方ではんだ供給機構を前進させ、一対の回路板のうちの第２の回路板上にステンシルを通してはんだを施す工程とを有する。このような構成においては、過剰のはんだを供給及び除去できるはんだ供給機構を使用することにより、両方の回路板は二重トラックステンシル印刷装置に同時に係合して順々にステンシル印刷でき、装置の全体の性能及び融通性を増大させる。
本発明の別の態様によれば、回路板製造プロセスに使用するステンシル印刷装置は複数組のレールと、はんだ供給ヘッドとを有し、各組のレールは複数の回路板を支持し、ステンシル印刷装置を通して複数の回路板を前進させ、ヘッドは複数組のレールの上方に位置し、複数組のレールの第１の組のレール上での第１の回路板についてのステンシル印刷中にはんだをステンシル上に付着させる。
本発明の別の態様によれば、２つのトラックを有するステンシル印刷装置内で回路板を処理する方法が提供される。各トラックは、回路板を受け取り、板をトラック内の同様の位置まで前進させるリーダー即ち先導部を有する。ステンシル印刷装置は、トラック上に位置したステンシル上にはんだを供給するはんだ供給機構を有する。この方法は、トラックのうちの一方のトラック上で少なくとも１つの板を受け取る工程と、少なくとも１つの板、ステンシル及びはんだ供給機構を関連させる工程と、はんだがはんだ供給機構の関連する幅を有する開口を通し、ステンシルを通して回路板上に押出されるように、少なくとも１つの板の上方ではんだ供給機構を通過させる通過工程と、開口の幅が少なくとも１つの回路板のすべてをステンシル印刷するように少なくとも１つの回路板に関連するステンシル上のすべてのパターンを横切って横断運動するまで、通過工程を繰り返す工程とを有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る回路板製造プロセスに使用される別個の工程を示す流れ線図、
第２図は第１図の回路板製造プロセスに使用するステンシル印刷装置の図、
第３図は第２図のステンシル印刷装置の制御構成を示すブロック線図、
第４図はステンシル印刷装置を作動させる１つの方法を示す、第２図のステンシル印刷装置の一部の側面図、
第５図はステンシル印刷装置の二重レール上の二重ステンシルの配置を示す、第２図のステンシル印刷装置のレール装置の図、
第６ａ図ないし第６ｄ図は、第２図のステンシル印刷装置における回路板の取り扱いシーケンスを示すブロック線図、
第７図は第２図の二重トラックステンシル印刷装置に使用するはんだ収集ヘッドを示す概略図、
第８ａ図ないし第８ｃ図は、第７図のはんだ収集ヘッドの作動を示す図、
第９ａ図ないし第９ｅ図は、第７図のはんだ収集ヘッドを使用する第２図のステンシル印刷装置における回路板を取り扱うシーケンスを示すブロック線図、
第１０ａ図ないし第１０ｃ図は、第２図の二重トラックステンシル印刷装置に使用するはんだ収集ヘッドの複数の実施の形態を示すブロック線図、
第１１図は第２図のステンシル印刷装置のモータ制御及びレールを示す図、
第１２図は単一トラックモードにおけるステンシル印刷装置の作動時のレールの配置を示す図、
第１３図は単一トラックモードにおけるレールの位置を示す図、
第１４図は二重トラックモードにおけるレールの位置を示す図、
第１５図はリブーツ／リセットプロセスを示すフローチャート、
第１６図は二重レール装置が短いレールを有するような二重レール装置の別の実施の形態を示す図、
第１７図は装置の片側ですべての材料を取り扱う二重レール装置の別の実施の形態を示す図、
第１８図は装置の片側ですべての材料を取り扱う二重レール装置の別の実施の形態を示す図、
第１９図は２つの板への同時の印刷を許容する機械的な固定装置を有する二重レール装置を示す図である。
発明の詳細な説明
ここで第１図を参照すると、回路板製造の改善された性能を提供する装置はステンシル印刷装置１４に一対の回路板１２ａ、１２ｂを提供する二重トラックレール装置１１を含む。装置の二重トラック特性は摘出及び配置機械に組み込まれ、２つの板が摘出及び配置機械１６へ独立に前進できるようにする。各トラックはリフロー機械１８への二重入力経路を提供するように延びる。完成した回路板２０ａ、２０ｂはリフロー機械１８から出る。ステンシル印刷装置１４と摘出及び配置機械１６とリフロー機械との間のインターフェイスは表面装着機器製造協会（Surface Mount Equipment Manufacturing Association）（ＳＭＥＭＡ）により規定されたプロトコルに従って制御される。
二重トラック装置を提供すると、回路板製造プロセスの性能を改善できる。その理由は、摘出及び配置機械において従来生じていた遅延時間を排除できるからである。これは、摘出及び配置機械が第１のトラック上の第１の板に対して作動している間に摘出及び配置機械の第２のトラックへ第２の板を提供することにより、達成される。摘出及び配置機械が第１の板に対する作業を完了したとき、第２の板がその作業領域へ移送されるのを待たずに、すぐに第２のトラックへ移動する。
本発明の二重トラック装置は、トラック上を通って２つの板を前進させ、板を同時に処理することにより、並列処理機械として作動する融通性を有し、または、代わりに、一度に１つのトラックのみに対して作動することに留意すべきである。更に、二重トラック装置はステンシル印刷装置の一側においてのみ作業場所に対して板を出入り移動させるロボットローダと一緒に作動するように構成でき、または、付加的には、ステンシル印刷すべき１つのトラック上へ材料を前進させ、材料を他のトラック上へ戻すことにより、感応性材料を取り扱うためのパレットと一緒に作動するように構成できる。これらの実施の形態については後に更に説明する。これらすべての実施の形態は大量の付加的なハードウエアを従来のステンシル印刷装置に付加することなく実行することができるとだけ言っておこう。更に、二重レールステンシル印刷装置は、板の上面又は底面のいずれかを印刷する必要がある場合、母板及び妹板を印刷する必要がある場合の製造プロセスに対して、又は、１つの板の一層迅速な処理に対して最適に使用できること明らかである。
ここで、第２図を参照すると、本発明に係るステンシル印刷装置３０の１つの実施の形態が示されている。ステンシル印刷装置３０はレール２２、２４、２６、２８を有する。レールは、回路板がステンシル印刷装置３０へ入力されるときに、回路板のｘ軸２５に沿う運動を提供する。本発明のこの実施の形態においては、レール２２、２４の如き各対のレールは１つのトラックを形成する。各トラックの各レールは更にコンベヤベルト（ここでは図示しない）を有し、回路板がステンシル印刷装置を通して推進されるときに、回路板がコンベヤベルト上に載置される。各トラックは、異なるトラック上の板が異なる位置へ同時に移動できるように、独立に制御される。
領域３７はステンシル印刷装置３０の「作業場所」であり、ｚ軸２９に沿う板の運動を提供するＺタワー（ここでは図示しない）を含む。作業場所は板のステンシル印刷が行われる機械内の領域である。
ステンシル支持体３８はレールのいずれかの側に位置する。ステンシル支持体３８はステンシル（図示せず）がｙ軸２７に沿って挿入され、レールの上方で固定されるのを許容する。ステンシルについての更なる詳細は後述する。ここでは「ステンシル」なる用語を使用するが、スクリーン（なる用語）も使用できることに留意すべきである。
スキージーアーム３５の１つの実施の形態は、枢動スキージーヘッド３２、スキージーモータ３３及びペースト供給器３４を含むものとして示されている。ここでの説明ははんだペーストの分配を参照するが、材料の付着中、インク、にかわ又は他の材料と交換できることを理解すべきである。スキージーヘッド３２は金属、ポリウレタン又はステンレス鋼又は他の同様な材料から製造された一対のブレードを有し、ステンシルを横切ってはんだペーストを供給できるような角度で傾斜する。１つの適当なスキージーヘッドはマサチューセッツ州フランクリン（Franklin）のＭＰＭ社（MPM Corporation）から入手できるプロヘッド（Pro-head）スキージーである。スキージーアームはステンシル及びレール上でｙ軸２７に沿って運動する。ペースト供給器３４はレールと整合したほぼｘ軸２５上で枢動スキージーヘッドにはんだペーストを供給する。ここでは、スキージーヘッドはブレードを有するものとして説明したが、実際は、スキージーヘッドはステンシルの孔を通してはんだペーストを分配できる任意の装置とすることができることに留意すべきである。
二重トラック装置の各トラックに割り当てられた別個の真空ホース（図示せず）を備えた真空ユニット３６を設けることもできる。真空ユニット３６は作業場所における板の下面に吸引力を提供し、板の位置を維持する。本発明の別の実施の形態においては、真空ユニットの代わりに、印刷作業中に回路板（又はその上へ印刷を行うべきある他の基体）を適所に保持する側スナッバ又は把持フィンガを使用することができる。
スキージーアーム、ペースト供給器、枢動スキージーヘッド、二重トラック及び真空（ユニット）の作動はすべて、ステンシル印刷装置に結合されたコンピュータ装置２１で実行されるシステム（装置）制御ソフトウエア３９を介して制御される。ここで第３図を参照すると、ステンシル印刷装置３０の制御構造を示すブロック線図が示されている。１つの実施の形態においては、回路板はローダ（図示せず）からステンシル印刷装置内へ装填される。センサ３８は各トラック上の板の利用可能性を示すローダからの信号を受け取る。更に、センサ３８は、一定のトラック上の板をステンシル印刷装置から受け取るために摘出及び配置機械を利用できるか否かを示す信号を摘出及び配置機械から受け取る。ローダ、ステンシル印刷装置、摘出及び配置機械並びにリフロー機械はＳＭＥＭＡハンドシェークプロトコルを使用して通信を行う。
センサ３８はローダ並びに摘出及び配置機械から受け取った現状をコンピュータ装置２１（第２図）へ送る。コンピュータ装置はまた、例えば回路板の寸法を示す入力を装置の使用者から受け取る。コンピュータ装置２１はステンシル印刷装置の可動要素に結合される。要素の運動の複雑さに応じて、付随するモータの作動を制御する制御装置が要素に関連する。要素が行わねばならない運動の複雑さに応じて、制御装置はマイクロプロセッサの如き複雑な制御装置又は簡単でプログラム可能なロジック装置のいずれかとする。装置制御ソフトウエア３９を介して、コンピュータ装置２１は、トラック１コントローラ３９ａ、トラック２コントローラ３９ｂ、スキージー／ペーストコントローラ３９ｃ、レール１モータコントローラ３９ｄ、レール２モータコントローラ３９ｅ及びレール３モータコントローラ３９ｆの如き各コントローラへ制御信号を発信する。これら各要素の作動については後に詳細に説明する。
ここで第４図を参照して、ステンシル印刷装置の１つのトラックの作動を説明する。ここでは１つのみのトラックを説明するが、トラックにおける回路板がステンシル印刷されているときには同じ作動が両方のトラックにおいて生じる。第４図に示すように、回路板１２はレール２２のコンベヤベルト４１の如きコンベヤベルトを介してステンシル印刷装置内へ前進せしめられ、Ｚタワー４２の上方の適正な位置に置かれる。Ｚタワー４２は、ステンシル印刷プロセス中の回路板の曲げを阻止するために、多数の支持体４２ａ、４２ｂ、及び、便宜的には、中央支持体（図示せず）を有する。回路板が各レール上のコンベヤベルトによりＺタワー内へ滑入されると、真空装置３６がオンし、回路板１２上に軽い下向きの圧力を作用させ、回路板を適所に保持する。Ｚタワーの頂板４３ａに組み込まれた孔板４３は真空装置をＺタワーの空気空間に接続する。孔板４３はステンレス鋼又は他の剛直材料の多数の部片から形成することができ、空気の流通を許容する多数の孔を有する。ステンレス鋼の多数の部片から孔板を形成すると、部片の１つを交換するだけで、板の寸法従って孔の位置を変更することができる。孔板の孔は、真空による下向きの圧力が板上で真空による下向きの圧力をセンタリングさせる回路板の位置に向くように、位置決めされる。
上述のように、ステンシル支持体３８内に滑入したステンシル４０は、他のステンシルと交換されるまで、その位置で固定維持される。
回路板のステンシル印刷の準備が整うと、Ｚタワー４２がｚ軸上で板をコンベヤベルト４１の上方へ持ち上げ、板とステンシルとを接触させる。ペースト供給器３４はステンシル上のパターンに隣接するステンシル上の位置にはんだペーストのラインを供給する。はんだペーストがステンシル上に置かれた後、枢動スキージー３２がステンシルを横切ってｙ軸方向にストローク運動してはんだを変位させ、はんだがステンシルの孔を通って回路板上に分配されるようにする。スキージーのｙ軸運動が完了した後、回路板のステンシル印刷が完了し、Ｚタワー４２がｚ軸に沿ってその元の位置へ下降する。Ｚタワーがその元の位置へ下降したとき、回路板がコンベヤベルト４１上に再度置かれ、ステンシル印刷装置から出て摘出及び配置機械まで前進せしめられる。
ここで第５図を参照すると、二重平行トラックに２つの回路板が入力される場合、ステンシル４０に切断加工された２つの別個のステンシル印刷パターンが存在することを認識すべきである。本発明の実施の形態においては、ステンシル４０はスタンピング加工又はステンレス鋼の板４０ａの所望の位置に穴を形成することにより形成される。ステンレス鋼の板の外縁は剛直なアルミニウムフレームに装着された弾性ポリエチレンスクリーンに結合される。代わりに、プラスチックの如き他の材料を使用することができ、また、ステンシルの代わりにスクリーンを使用できることに留意されたい。フレーム付きのステンシルの全体寸法は例えば２９インチ×３５インチとすることができるが、このような寸法は使用者の要求に従って変更することができる。２つのステンシル印刷パターンは同じであっても異なっていてもよい。本発明の１つの利点は１つのステンシルで回路板の上面及び底面の両方をステンシル印刷できることである。
第５図において、レール２２を横切る多数の回路板５０ａ、５０ｂ、５０ｃが示されている。前述のように、回路板はレールを取り巻くコンベヤベルト上に位置する。コンベヤベルトは布、ゴム又は同様の材料のいずれかから作ることができる。レール２２、２４を含むトラック１及びレール２６、２８を含むトラック２からなる２つのトラックはそれぞれ別個に駆動され、トラックに沿った回路板の別個の前進運動を可能にする。
例えば、ここで第６ａ図を参照すると、２つの板即ち板Ａ１及び板Ｂ１がそれぞれのトラックＡ、Ｂ上で示されている。第６ａ−６ｄ図に示す板の相対位置は破線の矩形にて示す位置１、位置２及び位置３により示される。スキージーヘッド３２は２つのトラックの中心に位置するものとして第６ａ図に示されている。第６ａ−６ｄ図に示す実施の形態においては、第６図に矩形５５にて示すＺタワーは両方のトラックを跨ぐ１つのユニットとして形成される。トラックのいずれか又は両方に対してステンシル印刷が必要になる毎に、Ｚタワーはｚ軸に沿って上昇される。本発明の別の実施の形態においては、各トラックのために別個のＺタワーを設けることができる。
スキージーアーム３５を使用するような１つの実施の形態においては、印刷プロセスは印刷を開始するトラックを特定することにより開始される。ステンシル印刷装置内に板が無い場合は、各トラックに結合された板ローダ（図示せず）からの板を受付け、両方の板Ａ１、Ｂ１を第６ａ図に示すようなトラック内の位置１へ移動させる。トラックＡ上のローダが利用可能な第２の板を有する場合、プリンタは第１のトラック上の板Ａ１を位置２へ搬送する。板Ａ１が位置２へ移動された後、板Ａ１に対して処理を開始できる。第４図に関連して既述したように、Ｚタワーを用いて板Ａ１を上昇させ、板Ａ１をステンシルに接触させることにより、処理が開始する。レール２４に隣接する位置からレール２２に隣接する位置へｙ軸に沿ってスキージーヘッド３２を横断運動させることにより、はんだが板Ａ１上に分配される。板Ａ１がコンベヤベルトから離れるように持ち上げられている間、板Ａ２が位置１へ前進せしめられる。板Ａ１に対する印刷が終了したとき、Ｚタワーが下降し、板Ａ１がトラックＡのコンベヤベルト上に再度置かれる。板Ａ１は位置３へ移動し、板Ａ２は位置２へ移動する。
次の印刷サイクル中、はんだが板Ａ２上に印刷される。上述のように、Ｚタワーが板Ａ２を上昇させ、ステンシルに接触させる。スキージーヘッド３２はレール２２に隣接する位置からレール２４に隣接する位置へ横断運動し、印刷プロセスを完了させる。（板）Ａ２が上昇している時間期間中、摘出及び配置機械が使用可能になったときに、板Ａ１は位置３から摘出及び配置機械まで移動することができる。
Ｚタワーが両方のトラックを跨ぐ１つのユニットであるような実施の形態においては、板Ａ２がＺタワーにより上昇せしめられている時間期間中、板Ｂ１はトラックＢに沿う前進を阻止される。板Ａ２が上昇する前に、板Ｂ１はトラックＢ上のステンシル印刷位置へ移動することができる。しかし、（後述する他の実施の形態のように）装置が２つの板を同時に処理するように設計されていない場合は、上記の移動がステンシルと板Ｂ１との間の望ましくない接触を生じさせることとなる。各トラックに対して別個のＺタワーを設けたような実施の形態においては、ステンシル印刷位置への板Ｂ１の前進運動は板Ａ２の前進運動又はステンシル印刷中の任意の時期に遂行することができる。第６ｄ図に示す例においては、板Ａ２が処理されてＺタワーが下降するとき、板Ｂ１が位置２へ移動できるとだけ言っておこう。ほぼこの時点で、板Ａ２は位置３へ移動することができる。
板Ｂ１が位置２へ移動し、板Ａ２が位置３へ移動するようなサイクル中、板Ｂ２はローダ内に留まることができる。好ましい実施の形態においては、板Ｂ１がＺタワー５５により上昇されて板Ｂ１をコンベヤベルトから持ち上げた後、第６ｄ図に示すように、板Ｂ２が位置１へ前進する。
ローダ内に利用可能な板が存在する限り、上述の作動シーケンスが連続的に実行される。しかし、印刷プロセス中、回路板製造装置の１又はそれ以上の要素について問題が生じる可能性がある。コンピュータ装置２１及び装置制御ソフトウエア３９はこれらの問題を認識し、それに応じてステンシル印刷装置の作動を調整する。例えば、一組の２つの連続する板のうちの第１の板が位置１に位置する場合、ローダが位置１への移動を待っている第２の板が存在することを示さない限り、ステンシル印刷装置は、印刷のために位置２への第１の板の前進を許容しない。ローダが、既知の適当な手段（図示せず）を介して、待っている第２の板が存在することを示さない場合は、装置制御ソフトウエアが対応するトラックのためのローダが空である状態を示し、ステンシル印刷装置を他のトラック上での単一トラック印刷に切り換える。単一トラック印刷中は、１つのトラックのみに対して回路板印刷が行われる。装置制御ソフトウエアはまた、単一トラック印刷に対してスキージーの運動の作動を修正し、回路板が存在しないステンシル印刷パターン上でのスキージーのストローク運動を排除する。
板がトラック上の位置１に位置し、ローダが同じトラック上での処理に利用できる別の板が存在することを示した場合、ステンシル印刷装置の装置制御ソフトウエアは、摘出及び配置機械の同じトラック上に空いた位置が無い限り、印刷のために位置２への位置１内の板の前進を許容しない。摘出及び配置機械並びにステンシル印刷装置は表面装着機器製造協会（ＳＭＥＭＡ）により規定されたハンドシェークプロトコルを使用して通信を行う。摘出及び配置機械が、トラック上に空いた位置が無いことをステンシル印刷装置に対して示した場合、ステンシル印刷装置における制御ソフトウエアはこのことを配置トラックダウン状態（place ment track down situation）として検出し、他のトラック上での単一トラック印刷に頼る。
単一トラックモードに頼る前に、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアはローダから受け取った現状情報を調べ、他のトラックにバックアップ問題が存在するか否かを決定する。存在した場合は、制御ソフトウエアはこれを板の利用不可能性の如き外部影響に関連するスローダウンとして解釈する。このような場合、制御ソフトウエアは二重トラックモードを待ち、自由になった第１のトラックに対して印刷を行う。
単一トラックモードの間は、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアはローダ並びに摘出及び配置機械から受け取った情報を監視し、可能なら、二重トラックモードへ戻す。この戻し変更は、スキージーヘッドがステンシルの中心に位置するときに、生じる。
第２の組の２つの連続する板が位置３にあり、制御ソフトウエアが（摘出及び配置機械から受け取った信号に応答して）板を摘出及び配置機械へ移動できないと決定した場合、ステンシル印刷装置は別の板を位置１に装填しない。代わりに、ステンシル印刷装置はこれをトラックダウン状態として捕らえ、他のトラック上での単一トラック印刷に頼る。
一定のトラックにおいて、１つの板が位置２にあり、第２の板が位置３にあるが、摘出及び配置機械へ移動できない場合、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアは印刷された板を位置２から移動させることができず、他のトラック上での単一トラック印刷に頼る。この場合、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアは、手動の介入が必要であることを合図し、他のトラック上での単一トラック印刷を開始する。本発明の別の実施の形態においては、上述の状況における手動の介入の必要性を排除するため、レール間に位置するピンを、コンピュータ装置からの指令に応答して上昇させる。次いで、トラックを後方へ移動させ、位置２にある板を位置１へ移動させる。ピンは位置３にある板が位置２へ戻り移動するのを阻止する。次いで、ステンシル印刷装置が単一トラックモードで作動を続行する。
一定のトラックにおいて、１つの板が位置２で印刷されており、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアが第２の板がローダから出て位置１へ入ることができないと決定した場合、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアは第２の板を装填するために手動の介入を要求することができる。代わりに、制御ソフトウエアは第１の板を位置３へ前進させ、スキージーヘッドをステンシルの中心へ戻し、他のトラック上での単一トラック印刷を開始させることができる。
上述のすべてのプロトコルはレールのコンベヤベルトのモータ及びスキージーヘッドの位置決めを制御する装置制御ソフトウエアプログラムを使用して実行される。更に、装置制御ソフトウエアはＳＭＥＭＡハンドシェークプロトコルに従って回路板製造装置の隣接する要素と共働する。
第５図に戻って、ステンシルを横切ってスキージーアーム３５を運動させる方法を簡単に説明する。本発明の１つの実施の形態においては、ステンシル印刷装置を通して前進せしめられるときの板の処理順序は２つのステンシル印刷パターンに関するスキージーヘッドの位置により規定される。例えば、第５図に示すように、スキージーヘッドは、その始動時位置即ち「ホーム」ポジションにあるときには、ステンシルの２つのパターン上でセンタリングされている。ペースト供給器ははんだペースト（又はある同様の材料）の２つのビード４６ａ、４６ｂをステンシルの中央部分上でそれぞれのパターンに隣接して配置する。
作動中、スキージーヘッド３２は第６ａ図に示すように板Ａ１上に印刷を行うように位置Ａから位置Ｂ（第５図に示す）へ移動する。前述のように、１つの実施の形態においては、スキージーヘッドはステンシルの表面上方に位置する一対のブレードを有する。別の実施の形態においては、ブレードはステンシルの表面に対して非係合／係合するように上下に独立に運動できることに留意すべきである。一方のブレードはｙ軸に沿って傾斜していて一方向に運動でき、他方のブレードはｙ軸に沿って傾斜していて他の方向に運動できる。
コンピュータ装置２１はスキージーヘッドをｙ軸に沿って傾斜させるような作動を生じさせ、スキージーブレードのうちの第１のブレードをはんだペーストに接触させる。第２のブレードはステンシルの表面のはんだペースト係合位置から持ち上げられる。上述のようなこの実施の形態においては、はんだペーストはブレード間に位置し、ブレード間を進行する。スキージーヘッドはステンシルを横切ってはんだペーストをストローク運動させ、パターンの孔を通してはんだを板Ａ１上に分配する。板Ａ１の処理後、スキージーヘッドは位置Ｂに来る。この時点で、スキージーヘッドのブレード間にはんだが残っており、これは板Ａ２を処理するために使用される。
処理すべき第２の板がトラックＡ上に無い場合は、スキージーヘッド３２は（トラックＢ上の板を処理するために）位置Ｂから位置Ａ′へ移動する。好ましくは、この移動はステンシルを横切るワイパーブレードの引きずり運動を伴わずに生じる。その理由は、板が適所に無かった場合に、このような作動がステンシルの孔の上方ではんだをストローク運動させてしまうからである。更に、ブレードを持ち上げ、位置Ａ′へ移動させることは望ましくない。その理由は、はんだが位置Ｂに残り、最終的に乾燥して粘性をなくし、ステンシルの完全性を損なわせるからである。更に、ブレードが持ち上がった場合、ブレードが位置Ａ′へ移動するときに、ペーストがブレードからしたたり落ちることがある。本発明の実施の形態は、装置の性能を維持する必要がある場合に、ブレードのこのような持ち上げ及び移動動作を遂行することができる。しかし、上述の理由により、これは最小限にすべきである。
従って、上述の理由により、スキージーアーム３５を使用する場合は、第６ａ−６ｄ図に関連して上述した順序で板を処理するのが有利である。上述の順序を使用すると、板Ａ２がステンシル印刷位置へ前進せしめられるとき、スキージーヘッド３２はｙ軸に沿って傾斜し、スキージーヘッドの第１のブレードをはんだ係合位置から引き離し、スキージーヘッドの第２のブレードがはんだを位置Ｂから位置Ａ1（第５図）へストローク移動できるようにする。板Ａ１を処理するためのはんだペーストは位置Ａと位置Ａ1との間に位置する。
次いで、スキージーヘッドはブレードを持ち上げ、トラックＢ上で位置Ａ1から位置Ａ′へ移動させ、はんだライン４６ｂを越えて飛躍させ、ステンシルの中心上への接触圧力を回避する。スキージーヘッドはトラックＢにおいて同様の方法で作動し、位置Ａ′から板Ｂ１を処理する（位置）Ｂ′へ、及び位置Ｂ′から板Ｂ２を処理する（位置）Ａ1′へ移動する。
別の実施の形態においては、２つの独立に運動できるスキージーヘッドをステンシル４０の上方に配置することができ、第５図に示すように、２つのステンシル印刷パターンをステンシル内に切断加工する。この別の実施の形態においては、上述のように構成することのできる２つのスキージーヘッドは第５図に示すヘッド３２の同じ運動方向においてそれぞれのステンシル印刷パターンの上方でそれぞれ独立にストローク運動できる。２つのスキージーヘッドの休止位置即ち「ホーム」ポジションは２つのステンシル印刷パターン間とすることができ又は両方のステンシル印刷パターンの外側とすることができる。この別の実施の形態においては、もちろん２つの回路板が処理するのに適した位置にある場合は、２つの回路板を同時に処理即ちステンシル印刷することができる。更に、この別の実施の形態においては、上述し第６ａ−６ｄ図に示したシーケンスは処理を行うステンシル印刷装置の領域へ回路板を同時に送給するように修正することができる。２つの回路板の整合は上述の光学整合工程又は後に詳細に説明する機械的な固定装置により遂行することができる。
本発明の別の実施の形態によれば、第２図に示す二重トラックステンシル印刷装置は、スキージーアーム３５を、はんだをステンシル上に配置し各ストローク運動においてはんだを収集できるようにするはんだ収集スキージーアーム１３５と交換するように、修正することができる。ステンシルを横切る各ストロークに対してはんだを配置及び収集できるはんだ収集スキージーアームを設けることにより、二重トラックステンシル印刷装置の性能を向上させることができる。その理由は、Ｚタワーの昇降による消費時間を必要とせずに、作業場所における両方の回路板を直列に処理できるからである。
例えば、ここで第７図を参照すると、第２図のステンシル印刷装置の代わりに使用できるはんだ収集スキージーアーム１３５の１つの実施の形態が示されている。はんだ収集スキージーアーム１３５ははんだを供給し、各ストロークにおいて過剰なはんだを取り戻すように作動する。はんだ収集スキージーアーム１３５はｙ及びｚ軸内で移動できる。はんだ収集スキージーアームはｙ軸においてステンシル印刷装置の前部からステンシル印刷装置の後部へ（又はその逆に）移動してステンシルを横切ってステンシル印刷装置の作業場所内の回路板上へはんだをストローク運動させる。はんだ収集スキージーアーム１３５はまた、ｚ軸において移動し、ステンシルの表面に対してスキージーブレード１４６、１５２を係合させ、係合解除させる。はんだ収集スキージーアームを使用する１つの利点は、二重トラックステンシル印刷装置が上記の第６ａ−６ｄ図に記載したような回路板の処理に限定されないことである。第６ａ−６ｄ図に記載した処理シーケンスにおいては、２つの板は、はんだペーストを供給する方法のため、次のトラックに切り換わる前に各トラック上で処理された。第６ａ−６ｄ図の実施の形態においては、はんだはスキージーブレードの前面へ押される。ブレード３２が第６ｂ図の板Ａ２のステンシル印刷の前にはんだを位置へ押した場合、板Ａ２の印刷前に板Ｂ１を続いて印刷できる方法はない。その理由は、板Ｂ１を印刷する位置へはんだを移動させる機構が無いからである。従って、第６ａ−６ｄ図の実施の形態においては、完全な多目的性がない。
しかし、はんだ収集スキージーアーム１３５を使用することにより、アームが各ストロークではんだを供給し、収集するので、二重トラックステンシル印刷装置において任意の種々の処理シーケンスを利用できる。第７図において、はんだ収集スキージーアーム１３５の例示的な実施の形態がキャリッジ１１２を含むものとして示されている。はんだ収集スキージーアーム１３５は米国特許第５，０４４，３０６号明細書に詳細に記載されている。キャリッジ１１２はスキージー１４６、１４４と、ペースト供給ユニット１３４とを担持する。ペースト供給ユニット１３４はキャリッジ１１２を通って延び、対をなすスキージーブレード１４６、１４４間にはんだペーストを供給する。以下ワイパースキージーとも呼ぶスキージーブレード１４６はポリウレタンで作られ、ブロック１３３によりブラケット１４８に交換可能に固定される。ブラケット１４８はキャリッジ１１２から吊下がり、キャリッジと一緒に運動できる。作動中、ワイパースキージー１４６はステンシルの表面を横切ってはんだペーストを拭払する。更に、はんだペーストのストローク動作の終期において、ワイパースキージー１４６は過剰のはんだペーストをはんだ収集ヘッド１２４内へ移動させるために使用される。これについては後述する。以下分配スキージーとも呼ぶ第２のスキージー１４４は好ましくはテフロンで作られ、ネジによりスキージーホルダ１２６に交換可能に固定される。スキージーホルダ１２６はキャリッジ１１２に結合されたバネ１２３の力に抗して自由に浮揚する。所望の位置に調整された後、分配スキージー１４４はステンシルの表面の上方で前後に往復運動するようにキャリッジに固定されたままとなる。はんだ収集スキージーアームの作動についての後の説明から分かるように、分配スキージーは主としてブレード間にはんだを保持するように作用し、はんだ収集スキージーアームの必須の素子ではない。
キャリッジ１１２はボス１１４に結合され、ボスはアーム１１８を調整可能に収容する溝穴を有する。アーム１１８はスキージーモータ３３（第２図）により推進される。スキージーモータはアーム１１８の前進運動それ故ｙ軸方向におけるはんだ収集スキージーヘッド１３５の前進運動を制御する。ボス１１４にはｚ軸制御ビーム１２２も結合されている。ｚ軸制御ビームはｚ軸方向に運動できる。後に一層詳細に説明するように、ｚ軸制御ビームはまたステンシル印刷動作中にはんだ収集スキージーアーム１３５を昇降させるためにスキージーモータ３３により制御される。
はんだ収集ヘッド１２４は可動ピストン及びロッド１４０と、可動ロッド１３６とを介してキャリッジに取り付けられる。はんだ収集ヘッド１２４ははんだ収集ヘッド内にはんだを保持するために板部分１２７及び側部片１２９を有することができる。従って、はんだ収集ヘッド１２４はほぼシャベルに似た形をしている。はんだ収集ヘッド１２４はフレーム部材１３０を取り巻くわずかに大きなＵ字状のフレーム部材１３２により逆Ｕ字状のフレーム部材１３０上のピン１２８に枢着される。従って、はんだ収集ヘッド１２４のシャベル部分は第２図に示すようにフレーム部材１３２の下端に固定される。停止ピン１３１がフレーム部材１３０に結合されている。フレーム部材１３２（及びはんだ収集ヘッドのシャベル部分）は、フレーム部材３１２が停止ピン１３１に係合するまで、ピン１２８上で枢動する。
ロッド１３６はキャリッジ１１２に対して進退するように、フレーム部材３０従ってはんだ収集ヘッド１２４を推進させるように作用する。ロッド１３６はフレーム部材１３０並びにキャリッジ１１２の側及び水平ボアに固定される。従って、ロッド１３６がキャリッジ１１２に対して出入り摺動するときに、はんだ収集ヘッド１２４はキャリッジ１１２に対して進退するように運動する。
１つの実施の形態によれば、一対の空気シリンダ１４０又は他の等価の手段がキャリッジ１１２に装着される。ピストン１４２はシリンダから延び、フレーム部材３１２に固定的に取り付けられる。スキージーモータ３３（第２図）により作動されると、ピストン１４２はピン１２８のまわりではんだ収集ヘッド１３２を回転させ、はんだ収集ヘッドのシャベル部分をステンシルに関して枢動させ、作動中スクリーンからはんだを掬いあげる。
例えば、ここで第８Ａ−８Ｃ図を参照して、はんだ収集スキージーアーム１３５の作動を説明する。第８Ａ図において、ペースト供給ユニット（図を明瞭にする目的でここでは示さない）はワイパースキージー１４６と分配スキージー１４４との間へはんだペーストを配置してしまっている。ピストン１４２及びシリンダ１４０はスキージー１４６、１４４から離した状態ではんだ収集ヘッド１２４を維持するように伸長される。スキージーモータ３３（第２図）が作動され、ステンシルＳを横切ってキャリッジ１１２それ故スキージー１４６を移動させ、はんだを回路板上に供給する。
第８Ｂ図において、ストロークの端部で、１つの回路板が処理されたとき、ロッド１３６がスキージーモータにより移動され、フレーム部材１３０をキャリッジ１１２の方へ移動させる。更に、ピストン及びロッド構造体１４０、１４２はフレーム部材１３２の頂部をキャリッジの方へ移動させ、はんだ収集ヘッド１２４が分配スキージー１４４の下方でワイパースキージー１４６に遭遇するような角度で摺動できるようにする。はんだ収集ヘッドがロッドによりキャリッジの方へ推進されると、ピストン／ロッドの対１４０／１４２が第８Ｂ図に示すように枢ピン１２８上ではんだ収集ヘッドを回転させ、スクリーンのベースからはんだを有効に持ち上げる。未使用のはんだペーストはワイパースキージー１４６により保持され、はんだ収集ヘッド１２４上で有効に拭払され、分配スキージー１４４により保持される。
第１の回路板が完成しているので、はんだ収集スキージーアームは二重トラックステンシル印刷装置の他のトラック内の板まで又は同じトラックの板まで前進せしめられる；すなわち、次にどの板を処理すべきかについての制限は無い。その理由は、板をステンシル印刷するためのはんだがはんだヘッド内に保持され、スクリーン表面上に位置していないからである。第８Ｃ図に示すように、はんだ収集スキージーアーム１３５はスクリーンから離れるように持ち上げられ、次の選択されたステンシルを処理するための適正な位置に移動される。このような方法ではんだ収集スキージーアームを持ち上げると、ステンシルの摩耗及び破損を有効に減少させる。次の回路板を処理する位置に到達したとき、はんだ収集ヘッドが下降し、スキージーを次のストロークのためのステンシルに係合させる。
融通性のある処理シーケンスを可能にすることに加えて、第７図及び第８Ａ−８Ｃ図について説明したようにはんだ収集スキージーヘッドを使用することにより、二重トラックステンシル印刷装置の性能が向上する。その理由は、板処理間でＺタワーを昇降させることなく、各板に対して処理を実行できるからである。例えば、ここで第９ａ図を参照すると、第７図のはんだ収集ヘッドを使用して第２図の二重トラックステンシル印刷装置で２つの回路板をステンシル印刷する方法が示されている。第６Ａ−６Ｄ図のように、板の相対作動位置は第９Ａ−９Ｅ図に示され、破線の矩形による位置１、位置２及び位置３により表される。第９Ａ図において、トラックＡ上の板Ａ１及びトラックＢ上の（板）Ａ１は位置１へ移動される。この時点で、はんだ収集スキージーアーム１３５は板Ｂ１に隣接してステンシル印刷装置の後部に位置する。第９Ｂ図において、板Ａ１、Ｂ１は二重トラックステンシル印刷装置の位置２即ち作業場所へ移動される。この時点又はその近辺で、板Ｂ２、Ａ２は位置１へ移動される。板Ａ１、Ｂ１が位置２に来ると、ステンシル上従って回路板上へのはんだの供給プロセスが開始する。スキージーアームが下降してステンシルに係合し、はんだペーストがスキージーブレード１４６、１４４間に供給される。第１のストローク運動中、はんだ収集スキージーアーム１３５は第９Ｂ図に示す位置から第９Ｃ図に示す位置へ前進し、ここでアームは２つのビード間に位置する。この時点で、ステンシルの摩耗及び破損を減少させるのが有利なので、スキージーアームが（第８Ｃ図について述べたように）持ち上げられ、板Ａ１のための開始位置へ前進せしめられる。次のストローク運動中、板Ａ１がステンシル印刷され、スキージーアーム１３５が第９Ｄ図に示す位置へ前進する。この時点で、板Ａ１、Ｂ１は共にステンシル印刷されており、はんだ収集スキージーアームはその最初の位置へ戻ることができる。はんだ収集スキージーアーム１３５が最初の位置へ戻っている間、Ｚタワーが下降し、第９Ｅ図に示すように、板Ｂ１、Ａ１が位置３へ移動し、板Ａ２、Ｂ２が位置２へ移動するのを許容する。従って、板Ａ２、Ｂ２をステンシル印刷するプロセスが開始する。
上述の実施の形態においては、スキージーアームが元の位置へ移動するものを示したが、別の実施の形態においては、はんだ収集スキージーアームはまた、ｙ軸の両方向に進む板のステンシル印刷を可能にするように、１８０度の角度にわたって回転できる。従って、回転可能なはんだ収集スキージーアームを使用することにより、新たな対の板が作業場所へ前進している間に、スキージーアームをその元の位置に戻す工程を省略することができる。更に、回転可能なはんだ収集スキージーアームを使用することにより、第６Ａ−６Ｄ図に関連して述べた処理シーケンスを使用することができ、板の各ストローク後のはんだ収集スキージーアームの回転によって、他のレールへ前進する前に２つの板を処理できる。
従って、板をステンシル印刷するためのはんだがはんだヘッド内に保持され、スクリーン上に分配されていないので、どちらの板又はどちらのトラックを次に処理しなければならないかの制限が無いことを保証するはんだ収集スキージーヘッドを利用する二重トラックステンシル印刷装置を説明した。更に、はんだ収集ヘッドは性能を向上させる処理シーケンスを可能にする。その理由は、２つの板を処理するためには、Ｚタワーを一度だけ上昇させればよいからである。別の実施の形態においては、はんだ収集スキージーヘッドは回転することができ、ｙ軸方向でのステンシル印刷を可能にし、二重トラックステンシル印刷装置に利用できる処理方法の種類を増大させる。
ここで第１０Ａ−１０Ｃ図を参照すると、第２図のステンシル印刷装置に使用できるはんだ供給ヘッドの多数の実施の形態が示されている。第１０Ａ図のはんだ供給ヘッド３１０はフォード・モータ社（Ford Motor Company Limited）により１９９５年１２月２１日に出願された「粘性材料を供給する方法及び装置」なる名称のＰＣＴ特許出願公告番号ＷＯ９６／２００８８号明細書に詳細に記載されている。はんだ供給ヘッド３１０は実質的に次のように作動する。
はんだ供給ヘッド３１０は鉄、ステンレス鋼、又は、はんだペーストの如き加圧粘性材料と一緒に使用される他の適当な材料から作ることができる。はんだ供給ヘッド３１０は、はんだペーストの如き粘性材料を収容する注射器ハウジング（図示せず）を取り付けることのできる頂表面３１１を有する。注射器ハウジングは圧力源（図示せず）に応答してはんだ供給ヘッドの先細り内部空洞３１３内へはんだ３００を供給するように結合される。圧力源は注射器ハウジング又は他のリザーバからの粘性材料を定量供出するように機械的、電気的又は液圧的に作動することができる。更に、リザーバハウジングからはんだ供給ヘッド３１０へ粘性はんだ材料を直接強制送給するために空気圧を使用することができる。
先細り内部空洞３１３はディフューザ３２５を有する。ディフューザ３２５及び内部空所３１３の先細り形状は内部空洞３１３を通るはんだの前進速度を遅くするように作用する。先細り内部空洞３１３はほぼ矩形の出口３１４で終端する。はんだの容積３１２は矩形の開口３１４から押し出され、圧縮ヘッドキャップ３２０により画定される実質上一様な開口３１５を通して推進される。圧縮ヘッドキャップ３２０ははんだ供給ヘッド３１０内ではんだの容積３１２を画定する連続的な壁から形成される。圧縮ヘッドキャップ３２０は単一体として形成でき又は別個の素子から形成でき、接触点でのステンシルとの均一で実質上平らな結合を提供する如くにステンシルと接触するように構成される。
従って、はんだははんだ供給ヘッド３１０の内部室３１３を出た後圧縮ヘッドキャップ３２０内へ流入し、圧縮ヘッドキャップ３２０はステンシル内へのはんだの流れを収容し、導くように作用する。第１０Ａ図に示すように、圧縮ヘッドキャップ３２０は矩形のブレード３１８と、実質上矩形の開口３１５を画定する端キャップ３１６とを有する。１つの実施の形態においては、ブレードは鉄及びステンレス鋼の如き剛直な材料から形成される。便宜的には、装置がステンシルを横切って水平に位置する場合は、ブレード３１８は圧縮ヘッドキャップ３２０内のステンシルに接触するはんだを剪断するように作動する。ブレードは剛直であり、はんだ材料の円滑な剪断を有効に達成するように傾斜する。端キャップはポリウレタンの如き可撓性から形成され、作動中のステンシルの損傷を防止する。ブレード３１８及び端キャップ１８０はそれぞれ圧縮ヘッドキャップ３２０に固定的に装着される。
圧縮ヘッドキャップ３２０はステンシルの開口を通る加圧はんだの押出しを導き補助するような閉じた環境を提供する。次いで、押出されたはんだは印刷配線板のパターン上に付着される。従って、はんだ供給ヘッド３１０は、印刷鮮明度を維持しステンシル印刷サイクル時間を減少させながら、極めて高速な印刷能力を提供する。ステンシル印刷プロセス中に消費されるはんだペーストの量は、圧縮ヘッドキャップ３２０により提供される閉じた環境のため、最小化される。端キャップの矩形の開口の長さは、ステンシルの複数の開口を通しての圧縮印刷が同時に生じるのを可能にする。圧縮ヘッドキャップ３２０は便宜的には矩形の形状を有し、各パスにおいてステンシルの大きな領域にわたって作動できるようにする。
回路板のステンシル印刷動作中、はんだ供給ヘッド３１０はステンシルの上面に接触せしめられ、回路板と緊密に接触しステンシルを横切って移動するまで、ステンシルを下方へ押圧する。はんだ供給ヘッドの運動中、圧力源は注射器ハウジングに作用し、はんだ材料を注射器ハウジングからはんだ供給ヘッド３１０の内部空洞３１３内へ送り込み、ここで、はんだはディフューザ３２５により放散され、矩形の出口３１４へ導かれる。次いで、粘性材料は圧縮ヘッドキャップ３２０の容積３１２へ入り、キャップはブレード３１８及び端キャップ３１６を介して閉じた環境を提供し、加圧された粘性材料をステンシルの上表面へ導く。次いで、粘性材料は圧縮ヘッドキャップが横断運動するステンシルの開口を通して押出され、印刷配線板上に印刷される。ステンシル表面を横切る圧縮ヘッドキャップ３１６の運動により、内部室３１３に関して内方に傾斜した後ブレード３１８がステンシルの上表面から粘性材料を剪断する。はんだ供給ヘッドが回路板の長さを横断運動した後、はんだ供給ヘッド３１０はその運動方向を変え、圧縮印刷プロセスを続行する。
はんだ供給ヘッド３１０の如き圧縮型のヘッドを使用して回路板をステンシル印刷するために使用されるプロセスは第６Ａ−６Ｄ図及び第９Ａ−９Ｅ図に関連して説明したプロセスとは異なる。その理由は、一般に、はんだ供給ヘッドの頂部が処理されている回路板の幅より一般に狭いからである。従って、はんだ供給ヘッド３１０の多数回のパスをしばしば行って全体の回路板をステンシル印刷する。しかし、第７、８図に関連して説明したはんだ収集ヘッドと同様、はんだペーストははんだ供給ヘッド内に保持され、従って、ステンシル印刷装置は任意の所望の順序で回路板を自由に処理できる。
ここで第１０Ｂ図を参照すると、ステンシル印刷装置２に使用するはんだ供給ヘッド３５０の第２の実施の形態が示されている。第１０Ｂ図のはんだ供給ヘッド３５０は米国特許第４，６２２，２３９号明細書に詳細に記載されている。はんだ供給ヘッド３５０は一般に次のように作動する。はんだ供給ヘッド３５０は一対のアーム３７２に取り付けた矩形のハウジング３６０を有し、アームは二重矢印にて示す軸線に沿ってステンシルを横切ってハウジングを移動させる機構（図示せず）に連結される。ハウジングは一対の平行な側離間壁３６２を有する。一対の内方及び外方に向いた底壁３６３の１つが各壁３６２の下縁から延びる。底壁３６３はＶ字状の底部を有するハウジング３６０を提供する。底壁３６３は交差しない。その理由は、側壁３６２の長さを延びるギャップ即ち溝穴３６５が底壁間に設けられているからである。
各底壁３６３は、その露出した下表面に、溝穴３６５と連通するポケット３６８を有する。各ポケット３６８は側壁３６２の長さに沿って水平に延び、一対のバー状のエラストマースキージーブレード３７０のそれぞれを受け入れるような寸法を有し、各ブレードの縁部がポケットから垂直下方に突出するようになっている。ブレード３７０は各ポケット３６８より僅かに大きな幅を有していて、ブレード間の空間が溝穴３６５の幅より小さくなっている。作業領域３６４がブレード３７０間に画定される。
ピストン３７０がハウジング３６０内に摺動装着される。ピストン３７０はほぼ矩形の形状を有し、Ｖ字状の底部３７６を有する。一対の離間した平行な連続リップ部３７４はそれぞれピストン３７０の側部及び端部から水平に外方へ延びる。リップ部３７４はハウジングの内表面に接触するピストン３７０の面積を減少させ、これらの間の摩擦を最小化する。
Ｕ字状のチャンネル３７８がリップ部３７４間に位置する。ピストンがハウジング３６０内に挿入されてしまった後、チャンネルが流体（図示せず）で満たされ、空気がピストン３７０とハウジング３６０との間へ漏洩するのを阻止する。チャンネル３７８内への流体の導入を容易にするため、ノッチ等の形をした開口がリップ部３７４のうちの上方のリップ部に設けられる。
はんだペーストの如き粘性結合材料はハウジングの側壁３６２の１つに取り付けられた中空マニホルド３８０を介してピストン３７０の下方でハウジング３６０内に導入される。マニホルドは板３８３によりシールされた空洞３８２を有する。マニホルド３８０の中心における入口３８４は空洞３８２に連通し、空洞内への比較的高圧でのはんだペーストの導入を許容する。複数の離間した開口が板３８３に設けられて、ハウジング３６０の１つの側壁３６２を通って延び、はんだペーストが空洞３８２からハウジング３６０へ導入されるのを許容する。空洞を通して離間した漸進的に大きくなる寸法の開口内へ粘性はんだペーストを導入する利点は、流動中にはんだペーストが受ける圧力降下が空洞の増大する横断面及び開口の漸進的に増大する直径により補償されることである。このように、はんだペーストは気泡を伴わずにピストン３７０の下方のハウジング３６０の空間を均一に満たす。ペーストがピストン３７０の下方でハウジング３６０内に導入されるのを保証するため、ピストンが開口の下方へ下降するのを阻止するようにストッパ（図示せず）を端壁のいずれかの側に設けることができる。１つの実施の形態においては、ストリップヒータ３９０が、マニホルド３８０を装着した側壁とは反対側の側壁３６２に平行に延び、はんだを加熱してはんだペーストの粘度を調整し、制御する。従って、通常大きな粘性を有していてその供給を極めて困難にするはんだペーストは供給を容易にする自由流れ状態に加熱できる。加熱されたはんだペーストがステンシルの開口を通って回路板の表面上に押出された後、ペーストが冷却し、はんだの粘度及び付着力を元のレベルに戻す。
作動中、ハウジングはステンシルを横切って移動し、同時に、加圧流体がピストン３７０に対して導かれる。流体圧力はハウジング３６０内でピストン３７０を下降させ、はんだペーストを溝穴３６５を通してステンシル上方の作業領域３６４内へ押出す。ブレード３７０は領域内のペーストをステンシルの開口内へ押し出し、回路板上にはんだペーストを印刷する。十分な量のペーストが回路板上に印刷された後、ピストンに対する圧力を解除し、ペーストの供給を終了させる。
従って、スクリーンを通して回路板上にはんだを押し出すためにピストン上の流体圧力を使用するはんだ供給ヘッドの第２の実施の形態が提供される。第１０Ａ図の実施の形態と同様、全体の回路板をステンシル印刷するためにはんだ供給ヘッド３１０の多数回のパスをしばしば行う。更に、第７図及び第８Ａ−８Ｃ図に関連して説明したはんだ収集ヘッドの実施の形態と同様、はんだペーストははんだ供給ヘッド内に保持され、従って、ステンシル印刷装置は任意の所望の順序で回路板を自由に処理できる。はんだ供給ヘッド３５０がヘッド内にはんだを保持するので、第６ａ−６ｄ図に関連して説明した処理工程を実行する必要がない。その理由は、すべてのペースがヘッド内に収容されているからである。
ここで第１０Ｃ図を参照すると、はんだ供給ヘッドの第３の実施の形態が示されている。第１０Ｃ図のはんだ供給ヘッド４２８は１９９６年２月８日に出願された米国特許出願第０８／５９８，２８８号明細書に記載されている。一般に、はんだ供給ヘッド４２８は次のように作動する。第１０Ｃ図のはんだ供給ヘッド４２８は回転可能な部材４４０を内部に備えた細長い室４３６を具備するハウジング４３４を有する。ハウジング４３４ははんだペーストを室４３６内で受け取るように接続された入口４４２と、室からはんだペーストを送給するための室の底部に設けた細長い開口４４４とを有する。
ハウジング４３４はまた、ステンシルの上表面とシール接触するガスケット即ちブレード４４７に対して先細りとなった下表面４４６を有する。事実、各ブレード４４７はステンシル上に残っているはんだを「掻き出し」、ステンシル上に（時間が経つにつれ硬化する）過剰なはんだが残らないようにする。ハウジング４３４は矢印４５２の方向へ移動し、回転可能な部材４４０は回転軸４５５のまわりで回転する。１つの実施の形態においては、回転可能な部材４４０はスキージーモータ３３（第２図）により右まわりに回転し、細長い開口４４４上に高圧を発生させる。はんだ供給ヘッド４２８はまた、はんだペーストの温度従って粘度を調整するための温度コントローラ４４９を有する。室４３６内での回転可能な部材４４０の回転が部材４４０上に負荷を加え、はんだを開口４４４から押出させる。
作動中、開口４４４でのはんだペーストの圧力及び粘度を制御し、従って、ステンシルを通してのはんだペーストの供給を制御するために、円筒状部材４４０の回転速度及びはんだペーストの温度を調整できる。作動中、はんだは室４３６内に供給され、部材４４０の回転により、はんだは溝穴４４４からステンシル上に押出される。次いで、回路板をステンシル印刷するための多数回のパスにおいて、ステンシルに沿っていずれかの方向にはんだ供給ヘッドを推進させることができる。
従って、第２図に示したステンシル印刷装置にも使用できるはんだ供給ヘッドの３つの実施の形態が提供される。はんだ供給ヘッドは、一対のブレードとステンシル板上に付着され次いで上述の所定のシーケンスでストローク運動するペーストのビードとを使用する既述の一般目的のはんだヘッドよりも優れた利点を有する。更に、はんだ供給ヘッドは、各回路板上での多数回のパスを必要とするかもしれないが、はんだ収集ヘッド装置に使用されるようなはんだを収集する取り戻し工程を必要としない。しかし、要素の利用可能性及び所望の処理時間に応じて、ここで述べたはんだ収集又は供給機構のうちの任意のものをステンシル機械の代わりに使用でき、従って、本発明は任意の特定の実施の形態に制限されるべきではない。従って、どの板又はどのトラックを次に処理すべきかの制限を無くすのを保証するためにはんだ収集スキージーヘッド又は種々のはんだ供給ヘッドのいずれかを利用する融通性のある二重トラックステンシル印刷装置を説明した。これは、板をステンシル印刷するためのはんだがスクリーン上に位置せずにはんだヘッド内に保持されるためである。更に、はんだ収集ヘッドは処理シーケンスの性能が向上するのを可能にする。その理由は、２つの板の処理のためにＺタワーが１回のみ上昇するだけで済むからである。別の実施の形態においては、はんだヘッドはｙ軸のいずれかの方向でのステンシル印刷を可能にし、二重トラックステンシル印刷装置に利用できる処理方法の種類を増大させる。
別の実施の形態によれば、上述のステンシル印刷装置のための二重トラック装置はｙ軸に沿うレールの運動を提供するように修正される。ｙ軸に沿ってレールが移動できるようにすることにより、異なる寸法の板を取り扱うことができる。
どのレールを可動にするかの選択は製造プロセスの摘出及び配置機械の融通性により部分的に規定される。第１及び第３のレールが固定（不動）又は第１及び第４のレールが固定となっているような多くの商業的に入手できる摘出及び配置機械が提供される。本発明の１つの実施の形態においては、レール１を固定し、種々の幅の板を取り扱えるようにレール２、３、４をｙ軸似沿って可動とすることができる。レール１、２、３、４はそれぞれ第６ａ−６ｄ図及び第９ａ−９ｅ図のレール２２、２４、２６、２８に対応する。
ここで第１１図を参照すると、可動レールの制御が一層詳細に示され、この制御においては、前部支持板７１にそれぞれ結合されたレール２モータ６０及びレール３モータ６２、並びに、後部支持板７３に結合されたレール４モータ６４を含む。これらの各モータはレール１に関するレールの位置決めについて独立の制御を有する。各モータはステンシル印刷装置のコンピュータ装置により管理される制御ロジックを介して制御される。各モータは離間したレール７０に沿ってｙ軸２７において関連するレールを移動させる。第１１図はまた、第４図に関連して先に述べたような二重トラック装置のコンベヤベルトの前進運動を制御するｘ軸モータ６６、６８の位置を一層明確に示す。
上述のように、本発明の１つの実施の形態においては、第１のレールは固定される。開口６９は第１のレールのための別の固定配置位置を提供する。
第１１図に示す実施の形態においては、レールは二重トラックモードで２インチ×２インチから２０インチ×１０インチまでの寸法範囲の板を取り扱うように調整できる。装置は更に、単一トラックモードで一層大なる板上で作動できるようにする付加的な融通性を提供する。第１２図に示すように、単一トラックモードは、使用されていないトラックのレールを後部支持板７３の方へ移動させることにより、達成できる。レール３、４は互いに隣接するように移動され、この位置においては、入来する板を受け取らない。レール２はレール３に隣接するように移動され、トラックＡ上で処理すべき板を支持するようにレール１と一緒に使用される。１つの実施の形態においては、単一トラックモードにおいて、装置は、レール２とレール１との間の間隔に応じて、２インチ×２インチから２０インチ×２０インチまでの範囲の板を処理することができる。
従って、ステンシル印刷装置の寸法形状性は、板の規格又は寸法が変化しても、間隔要求に適合するのに十分な融通性を有する。好ましい実施の形態においては、二重トラックモードにおいて、２インチの板間隔での２つの８．５インチ最大幅の板から４インチ板間隔での２つの１０インチ最大幅の板までの範囲とすることができる。同様に、最大板幅は単一トラックモードにおいて１７インチから２０インチまでの範囲とすることができる。間隔規格における変更は、好ましくは、２０レール間隔変化の可能性を与えるために、０．５インチの増分として提供されるが、これらの規格は使用者の要求を満たすように変更することができる。
可動レール装置に使用されるステンシル上のパターンの位置はその処理のためのレールの特定の間隔に直接依存する。従って、微妙なステンシルは各可能なレール間隔オプションを支える必要があるかもしれない。
種々の寸法の板並びに作動の二重及び単一トラックモードを支持するために多数のステンシルを提供することに加えて、孔板の開口が異なる寸法の回路板の最適の保持を提供するのに適するように位置決めされるのを保証するために、多数の孔板を設けることができる。
この実施の形態の１つのバージョンにおいては、コンピュータ装置２１は、レールが単一トラックモードのために位置しているか二重トラックモードのために位置しているかを決定するために、リセット又はリブーツ（reboot）するように構成される。この手続きは手動で行うことができるが、使用者による間違った入力によりステンシル印刷装置が損傷するのを阻止するために、後述するようなコンピュータ装置を使用してこれを遂行するのが望ましい。コンピュータ制御装置２１がリセット／リブーツを完成させる手続きを第１３−１５図を参照して説明する。第１３図は単一の作業場所１５４が第１のレール１２２と第２のレール２４との間に位置し、レールが単一トラックモードに位置決めされた状態での、第１１図の二重レール装置を示す。第１４図は２つの作業場所１５０、１５２を備えた第１１図の二重レール装置を示す。作業場所１５０は第１のレール２２と第２のレール２４との間に位置し、作業場所１５２は第３のレール２６と第４のレール２８との間に位置する。第１５図はリセット／リブーツプロセス２００のフローチャートを示す。第１４、１５図のレールは（正の方向として定義される）＋符号に向かう方向に移動でき、（負の方向として定義される）−符号に向かう方向に移動できる。
第１３、１４図に示すように、第２、第３及び第４のレールの各々はホームセンサ１５６、１５８、１６０を有する。ホームセンサは光学、磁気又は他の利用可能なセンサを使用して実現できる。ホームセンサは、センサがフラグＡ、Ｂ、Ｃの１つに整合しているか否かを検出する。センサがフラグの１つを検出したとき、センサは「閉」位置にあるものとして定義される。センサがフラグを検出しない場合は、「開」位置にあるものとして定義される。レールを移動させ、開から閉への遷移を検出することにより、レールの絶対位置を決定できる５つの位置が存在する（レール４は＋符号により示される方向にフラグＣを通過して移動できないことに留意されたい）。
レールはまた近接センサを含む。レール４は近接センサ１６２、１６４を有し、レール３は近接センサ１６６、１６８を有し、レール２は近接センサ１７０を有する。近接センサは光学、磁気又は他の利用可能なセンサを使用して実現され、レールが別の物体（即ち、作業場所の１つ又は他のレール）に近接した時期を検出するために使用される。各ホームセンサ及び近接センサはコンピュータ装置に結合され、その状況（開又は閉）をコンピュータ装置へ中継する。
ここで、リセット又はリブーツ時の作動モードを決定するためのプロセス２００を第１５図を参照して説明する。ステップ２０２において、コンピュータ装置はレール４上のホームセンサ１６０の現状をチェックする。センサの現状が「閉」である場合は、プロセスはステップ２０６へ進む。センサの現状が「開」である場合は、プロセスはステップ２０４へ進み、ホームセンサ１６０の現状が「閉」（第１４図のレール４の位置）に変わるまでレール４を正方向に移動させる。次いで、プロセスはステップ２０６を実行する。
ステップ２０６において、レール３上のセンサ１６８が作業場所１５２により閉じられるまで又はレール４上のセンサ１６２がレール３により閉じられるまで、レール３を正方向に移動させる。ステップ２０８において、ホームセンサ１５８の現状がコンピュータ装置によりチェックされる。ホームセンサ１５８が「開」である場合は、レール３は第１３図に示す位置にあり、装置は作動の単一トラックモード用に位置づけられる。次いで、プロセスはステップ２１０へ進み、フラグＡ、Ｂの後縁を検出し、次いで単一トラックモード不履行設定に従ってレールを位置決めすることにより、レール２、３の真の位置を決定する。
ステップ２０８において、ホームセンサ１５８が「閉」位置にある場合は、レール３は第１４図に示す位置にあり、装置は二重トラックモード用に位置づけられる。次いで、プロセスはステップ２１２へ進み、フラグＡ、Ｂの前縁を検出し、次いでコンピュータ装置に記憶された二重トラックモード不履行設定に従ってレールを位置決めすることにより、レール２、３の真の位置を決定する。
上述の自動リセット／リブーツプロセスはオペレータの介入無しにステンシル印刷装置の形状（二重モード又は単一モード）に基づき単一トラックモード不履行設定又は二重トラックモード不履行設定にレールを自動的に位置決めするという利点を与える。
ここで第１６図を参照すると、レールが短くなった二重レール装置の別の実施の形態が示されている。この実施の形態においては、レールは短くされている。その理由は、二重レール装置を購入した者がステンシル印刷装置をロード及びアンロードするための待ち合わせステーションを備えた機器を既に所有しているかもしれない状況が生じる場合があるからである。代わりに、回路製造プラントで存在する摘出及び配置機械がローダユニットと既に関連している状況が生じる場合がある。種々の既存の形状を容易にするため、二重レール装置のこの実施の形態は短くなったレール８０、８２、８４、８６を具備する。このユニットの作動は第６ａ−６ｄ図及び第９ａ−９ｅ図に関連して説明したものと同様であり、位置１及び位置３は待ち合わせステーション７７、７９におけるそれぞれの待ち合わせ位置を表す。しかし、この実施の形態においては、板は二重レール装置内の１つの位置のみへ移動され、その位置は作業場所５５である。従って、この形状は第６ａ−６ｄ図に関連して説明した、装置ダウン状況を生じさせるかもしれない拘束を有しない。
ここで第１７図を参照すると、本発明の別の実施の形態が示され、例えばグリーン（生の）テープのような微妙な材料を取り扱うための二重トラック装置の能力を示す。グリーンテープは焼成前には剛直でないセラミック型の基体である。剛直でない性質のため、グリーンテープは普通付加的な支持を提供するパレット上でステンシル印刷装置を通して搬送される。第１７図において、ローダ／アンローダ装置９２は第１組のレール９４、９６及び第２の組のレール９８、９９に結合されたものとして示されている。パレットは第１の組のレール上のローダ／アンローダからステンシル印刷装置９０に入り、第２の組のレールにおいてステンシル印刷装置からローダへ戻る。パレットはシャトル装置１０１を使用して第１の組のレールから第２の組のレールへ至る。シャトル装置は印刷後のパレットを第１の組のレールから受け取り、パレットを第２の組のレールへ搬送する。第１７図において、シャトル装置はトラックＡからパレットを受け取る位置で示されている。パレットを受け取った後、シャトル装置は矢印方向にパレットを移動させ、トラックＢにパレットを供給する。
上述の循環レール装置を得るため、作業場所５５は、トラックＡ上の板に対してのみ作業を行い、トラックＢ上では作業を行わないように変更される。従って、作動中、板Ａ２の如き板がＺタワー上の作業場所へ持ち上げられたとき、板Ａ１はトラックＢに影響されずにまだ運行することができ、ローダ／アンローダ９２へ戻ることができる。
ここで第１８図を参照すると、本発明の別の実施の形態が示されている。第５の実施の形態においては、ステンシル印刷装置１００は第１の組のレール１０８、１１０と第２の組のレール１０４、１０６とを有する。上述の第４の実施の形態と同様、第５の実施の形態においては、板（又はある他の基体）は一側のみからステンシル印刷装置に対してロード及びアンロードされる。第５の実施の形態が第４の実施の形態と異なる点は、板がローダ／アンローダ１０２により各トラックＡ、Ｂからロード及びアンロードされ、トラックＡ、Ｂの両方において印刷が行われることである。第５の実施の形態においては、印刷は代わりの方法でトラックＡ、Ｂのうちの一方のみにおいて一度に行われる。
ここで第１９図を参照すると、スキージーヘッド３２の１ストローク及び１回のｚ軸運動で２つの板のステンシル印刷を可能にすることによりステンシル印刷スループットを向上させることのできる本発明の別の実施の形態が示されている。第６の実施の形態は第５の実施の形態に類似するが、異なる点は、第６の実施の形態においては、ステンシル印刷装置１２０が板をｘ、ｙ、θ軸において適正に整合させるために光学整合装置の代わりに使用される機械的な固定装置１１２を有することである。機械的な固定装置は板がステンシル印刷装置に受け取られる前にステンシルと予め整合し、適正に整合した位置で板を支持する。１つの実施の形態においては、機械的な固定装置はステンシル印刷装置内で板を適正な整合状態で保持するための側スナッガ（snuggers）を使用する。好ましくは、この実施の形態は板の縁部を使用して板の整合を達成できるような板又は他の基体と一緒に使用される。
機械的な固定装置は第１図のステンシル印刷装置に関連して説明した光学整合工程の必要性を排除する。第１９図の実施の形態においては、ローダ／アンローダ１０２又はある他の型式のローダを使用して板を作業場所へ前進させる。スキージーは地点Ａに位置し、上述のような方法でステンシル上にはんだペーストを供給し、両方の板を印刷する。次いで、ローダ／アンローダにより板を取り戻す。
第１９図の機械的な固定装置１１２はまた、ステンシル印刷装置の一側で材料を受け取り、ステンシル印刷装置の反対側で材料を例えば摘出及び配置機械へ送給して、ステンシル印刷装置のスループットを向上させるように設計された本発明の実施の形態と一緒に使用できる。この状況においては、摘出及び配置機械はスループットを最大化するために２つの板を受け取り、２つの板に対して同時に作動するように構成すべきである。
多くの異なる回路板製造要求に対する装置の融通性及び可能性を示すために二重トラック装置の多数の実施の形態を説明した。上述の説明では二重トラック装置を述べたが、本発明はこのような構造に限定されないことに留意すべきである。板処理の順序シーケンスを調整し、性能を維持することが可能であれば更なるハードウエアを出来れば付加することにより、３以上のトラックを有する多重トラック装置を提供することができる。多重トラック装置は多数の固定のトラックを有することができ、または、ここで教示された可動レール作動モードを同様に使用できる。
従って、回路板製造プロセスのステンシル印刷相における性能を向上させる方法及び装置を示した。二重トラック装置を提供することにより、回路板のスループットが向上し、機械間の待ち時間が減少する。更に、既存のステンシル印刷要素を使用できるようにする２つの処理シーケンスが提供され、付加的なハードウエアの度合いを最小化し、装置の全体コストを最小化する。各処理シーケンスは異なるはんだ収容ヘッドを使用することができ、それ故、二重トラックステンシル印刷装置内の回路板を種々のシーケンスで処理できる融通性のある装置が提供された。更に、本発明の別の実施の形態によれば、二重トラックのレールは１つのステンシル印刷装置で異なる幅の板の処理を可能にするように可動とすることができる。更に、可動レールはステンシル印刷装置と他のベンダーにより及び印刷回路板（ＰＣＢ）の寸法を変更することにより提供される種々の摘出及び配置機械との両立性を向上させることができる。更に、可動レールを使用すると、所望時にステンシル印刷装置を単一トラックモードでの作動用に変換できる。代わりに、回路板製造プロセスにおける既存の設備に適合するように、二重トラックレールを短くすることができる。更に、微妙な材料を取り扱う際のスループットをどのようにして達成できるかを示した。最後に、両方のレールに対して印刷を可能にすることにより高いスループットを提供する装置も説明した。
はんだペーストを回路板上に印刷するステンシル印刷装置を主に参照して本発明の実施の形態を説明したが、実施の形態本発明ははんだペーストプリンタに限定されず、にかわやインクのごとき材料を回路板以外の基体上に印刷するための他のプリンタに使用できる。
本発明の好ましい実施の形態につき説明したが、当業者なら、その概念を組み込んだ他の実施の形態を使用できること明白である。それ故、本発明は開示した実施の形態に限定されず、請求の範囲の精神及び要旨によってのみ制限されるべきである。
この出願は二重トラックステンシル／スクリーンプリンタなる名称で１９９７年２月２１日に出願された特許出願番号第０８／８０２，９３４号の一部継続出願である。
発明の分野
本発明は一般に回路板製造の分野に関し、特に回路板ステンシル作業の遂行を改善する方法及び装置に関する。
発明の背景
従来既知のように、回路板製造者の成否は一定の時間期間に供給できる欠陥の無い製品の数により判断される。不運にも、所望の生産レベルの達成は、このような欠陥の無い製品を得るのに固有の精度要求により、妨げられる。技術の進歩により、一層小さな部品寸法が求められ、また、極めて接近したパッドを備えた回路板上に取り付けるパッケージ毎に一層多くのピンが求められるにつれて、精度要求を達成するのが一層困難になってきている。欠陥のある板は即座に排斥されるか又は再加工できるが、時間を要し、費用を増大させてしまう。
例えば、典型的な回路板製造プロセスは、普通、独立の機械によりそれぞれ実施される３つの基本的な作業を含む。これらの作業は入来する回路板のパッド上にはんだのパターンをステンシル印刷する工程と、板のパッド上に要素を配置する工程と、板を加熱して、はんだと板と要素のピンとパッドとの間の完全な接触を確立する工程とを含む。
ステンシル印刷及び配置作業は、欠陥の無い製品を提供するのを保証するように精確な方法で行わねばならない。ステンシル印刷作業は典型的にはステンシル印刷機により遂行される。ステンシル印刷機に供給される板はパッド、又は、はんだを付着させる一般に導電性の表面領域のパターンを有する。更に、１以上の小さな穴又は基準（fiducials）と呼ばれる標識が整合の目的で板上に設けられる。ステンシル印刷機はまた典型的には、ステンシル（ステンシル型又はスクリーン）を備え、ステンシルは、該ステンシルを通してエッチングされ回路板上に配置すべき予定のはんだパターンに適合する孔のパターンを有する。
回路板がステンシル機内へ供給されたとき、最初に、回路板をステンシルに整合させて、回路板がステンシルの孔とほぼ整合するのを保証しなければならない。この仕事を遂行する１つの装置は光学整合装置であり、この装置は回路板とステンシルとの間に導入されて、板の基準をステンシル上の１以上の基準に整合させる。例えば、１９９１年１０月２１日に発行された米国特許第５，０６０，０６３号明細書及び１９９２年１月３１日に発行された米国再特許第３４，６１５号明細書に記載されているようなＭＰＭ（商標）社により提供された光学整合装置を代わりに使用することができる。
板がステンシルと整合された後、板がステンシルへ持ち上げられ、はんだがステンシル上に施され、ワイパーブレード（又はゴムぞうきん即ちスキージー）がステンシルに対して横断運動し、ステンシルの孔を通して板上へはんだを供給する。ステンシル作業が完了した後、板を下降させ、摘出及び配置機械まで前進させ、この機械が板上の特定の位置に電気要素を配置する。
摘出及び配置機械は板により要求される要素を提供する。これらの要素は適当な位置（ステンシル機により遂行されたはんだの付着位置）に配置され、回路板上で適正に方位決めされる。要素のピンの数及びピン間の接近距離のため、はんだによる連結時の要素の正確な配置を保証するためには、摘出及び配置機械が正確な規格で作動する必要がある。
従って、摘出及び配置機械はまた作動前に整合チェックをも行わなければならない。
プロセスにおける次の工程はステンシル印刷されたはんだ上に位置する要素を有する回路板をリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）機械まで前進させることである。リフロー機械は存在するはんだを加熱して、はんだにより、摘出及び配置機械によって配置された要素のピン及びパッド又は板の他の表面との緊密な接続を達成させる。
上述の装置においては、回路板上でのはんだの印刷及び印刷されたはんだ上での要素の配置に必要な精度のため、回路板のための整合手続きが必要となり、これが製造プロセスを遅鈍化させる。更に、摘出及び配置機械には、ステンシル機からの板を待つ「遅延時間」と呼ばれる付加的な遅鈍要因がある。これらの各遅鈍要因は製造プロセスの全体の性能及び生産率を低下させる。回路板製造プロセスのスループットを増大させる方法及び装置を開発するのが望ましい。
発明の概要
本発明の１つの態様によれば、回路板製造プロセスに使用するステンシル装置は複数組のレールと、はんだ収集スキージーアームとを有し、各組のレールは複数の回路板を支持し、ステンシル装置を通して複数の回路板を前進させ、アームは複数組のレールの上方に位置し、複数組のレールの第１の組のレール上での第１の回路板についてのステンシル印刷中にはんだをスクリーン上に付着させ、第１の回路板についてのステンシル印刷後にスクリーンから過剰のはんだを除去する。このような構成により、融通性のある二重トラックステンシル印刷装置が提供され、この装置は任意の特定の処理シーケンスに限定されない。その理由は、はんだがスクリーン上に残らず、はんだヘッド内に保持されるからである。
本発明の別の態様によれば、２つのトラックを有するステンシル印刷装置内で回路板を処理する方法が提供される。各トラックは、回路板を受け取り、板をトラック内の同様の位置まで前進させるリーダー即ち先導部を有する。ステンシル印刷装置は、トラック上に位置したステンシル上にはんだを供給し、ステンシルから過剰のはんだを除去するはんだ供給機構を有する。この方法は、それぞれが異なるトラック上に位置する一対の板を受け取る工程と、一対の板、ステンシル及びはんだ供給機構を関連させる工程と、トラックのうちの第１のトラック上の一対の回路板のうちの第１の回路板の上方のステンシルの上方ではんだ供給ユニットを前進させ、一対の回路板のうちの第１の回路板上にステンシルを通してはんだを施す工程と、はんだ供給ユニットにより、ステンシルから過剰のはんだを除去する工程と、はんだ供給ユニットをトラックのうちの第２のトラックまで前進させる工程と、トラックのうちの第２のトラック上の一対の回路板のうちの第２の回路板の上方のステンシルの上方ではんだ供給機構を前進させ、一対の回路板のうちの第２の回路板上にステンシルを通してはんだを施す工程とを有する。このような構成においては、過剰のはんだを供給及び除去できるはんだ供給機構を使用することにより、両方の回路板は二重トラックステンシル印刷装置に同時に係合して順々にステンシル印刷でき、装置の全体の性能及び融通性を増大させる。
本発明の別の態様によれば、回路板製造プロセスに使用するステンシル印刷装置は複数組のレールと、はんだ供給ヘッドとを有し、各組のレールは複数の回路板を支持し、ステンシル印刷装置を通して複数の回路板を前進させ、ヘッドは複数組のレールの上方に位置し、複数組のレールの第１の組のレール上での第１の回路板についてのステンシル印刷中にはんだをステンシル上に付着させる。
本発明の別の態様によれば、２つのトラックを有するステンシル印刷装置内で回路板を処理する方法が提供される。各トラックは、回路板を受け取り、板をトラック内の同様の位置まで前進させるリーダー即ち先導部を有する。ステンシル印刷装置は、トラック上に位置したステンシル上にはんだを供給するはんだ供給機構を有する。この方法は、トラックのうちの一方のトラック上で少なくとも１つの板を受け取る工程と、少なくとも１つの板、ステンシル及びはんだ供給機構を関連させる工程と、はんだがはんだ供給機構の関連する幅を有する開口を通し、ステンシルを通して回路板上に押出されるように、少なくとも１つの板の上方ではんだ供給機構を通過させる通過工程と、開口の幅が少なくとも１つの回路板のすべてをステンシル印刷するように少なくとも１つの回路板に関連するステンシル上のすべてのパターンを横切って横断運動するまで、通過工程を繰り返す工程とを有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る回路板製造プロセスに使用される別個の工程を示す流れ線図、
第２図は第１図の回路板製造プロセスに使用するステンシル印刷装置の図、
第３図は第２図のステンシル印刷装置の制御構成を示すブロック線図、
第４図はステンシル印刷装置を作動させる１つの方法を示す、第２図のステンシル印刷装置の一部の側面図、
第５図はステンシル印刷装置の二重レール上の二重ステンシルの配置を示す、第２図のステンシル印刷装置のレール装置の図、
第６ａ図ないし第６ｄ図は、第２図のステンシル印刷装置における回路板の取り扱いシーケンスを示すブロック線図、
第７図は第２図の二重トラックステンシル印刷装置に使用するはんだ収集ヘッドを示す概略図、
第８ａ図ないし第８ｃ図は、第７図のはんだ収集ヘッドの作動を示す図、
第９ａ図ないし第９ｅ図は、第７図のはんだ収集ヘッドを使用する第２図のステンシル印刷装置における回路板を取り扱うシーケンスを示すブロック線図、
第１０ａ図ないし第１０ｃ図は、第２図の二重トラックステンシル印刷装置に使用するはんだ収集ヘッドの複数の実施の形態を示すブロック線図、
第１１図は第２図のステンシル印刷装置のモータ制御及びレールを示す図、
第１２図は単一トラックモードにおけるステンシル印刷装置の作動時のレールの配置を示す図、
第１３図は単一トラックモードにおけるレールの位置を示す図、
第１４図は二重トラックモードにおけるレールの位置を示す図、
第１５図はリブーツ／リセットプロセスを示すフローチャート、
第１６図は二重レール装置が短いレールを有するような二重レール装置の別の実施の形態を示す図、
第１７図は装置の片側ですべての材料を取り扱う二重レール装置の別の実施の形態を示す図、
第１８図は装置の片側ですべての材料を取り扱う二重レール装置の別の実施の形態を示す図、
第１９図は２つの板への同時の印刷を許容する機械的な固定装置を有する二重レール装置を示す図である。
発明の詳細な説明
ここで第１図を参照すると、回路板製造の改善された性能を提供する装置はステンシル印刷装置１４に一対の回路板１２ａ、１２ｂを提供する二重トラックレール装置１１を含む。装置の二重トラック特性は摘出及び配置機械に組み込まれ、２つの板が摘出及び配置機械１６へ独立に前進できるようにする。各トラックはリフロー機械１８への二重入力経路を提供するように延びる。完成した回路板２０ａ、２０ｂはリフロー機械１８から出る。ステンシル印刷装置１４と摘出及び配置機械１６とリフロー機械との間のインターフェイスは表面装着機器製造協会（Surface Mount Equipment Manufacturing Association）（ＳＭＥＭＡ）により規定されたプロトコルに従って制御される。
二重トラック装置を提供すると、回路板製造プロセスの性能を改善できる。その理由は、摘出及び配置機械において従来生じていた遅延時間を排除できるからである。これは、摘出及び配置機械が第１のトラック上の第１の板に対して作動している間に摘出及び配置機械の第２のトラックへ第２の板を提供することにより、達成される。摘出及び配置機械が第１の板に対する作業を完了したとき、第２の板がその作業領域へ移送されるのを待たずに、すぐに第２のトラックへ移動する。
本発明の二重トラック装置は、トラック上を通って２つの板を前進させ、板を同時に処理することにより、並列処理機械として作動する融通性を有し、または、代わりに、一度に１つのトラックのみに対して作動することに留意すべきである。更に、二重トラック装置はステンシル印刷装置の一側においてのみ作業場所に対して板を出入り移動させるロボットローダと一緒に作動するように構成でき、または、付加的には、ステンシル印刷すべき１つのトラック上へ材料を前進させ、材料を他のトラック上へ戻すことにより、感応性材料を取り扱うためのパレットと一緒に作動するように構成できる。これらの実施の形態については後に更に説明する。これらすべての実施の形態は大量の付加的なハードウエアを従来のステンシル印刷装置に付加することなく実行することができるとだけ言っておこう。更に、二重レールステンシル印刷装置は、板の上面又は底面のいずれかを印刷する必要がある場合、母板及び妹板を印刷する必要がある場合の製造プロセスに対して、又は、１つの板の一層迅速な処理に対して最適に使用できること明らかである。
ここで、第２図を参照すると、本発明に係るステンシル印刷装置３０の１つの実施の形態が示されている。ステンシル印刷装置３０はレール２２、２４、２６、２８を有する。レールは、回路板がステンシル印刷装置３０へ入力されるときに、回路板のｘ軸２５に沿う運動を提供する。本発明のこの実施の形態においては、レール２２、２４の如き各対のレールは１つのトラックを形成する。各トラックの各レールは更にコンベヤベルト（ここでは図示しない）を有し、回路板がステンシル印刷装置を通して推進されるときに、回路板がコンベヤベルト上に載置される。各トラックは、異なるトラック上の板が異なる位置へ同時に移動できるように、独立に制御される。
領域３７はステンシル印刷装置３０の「作業場所」であり、ｚ軸２９に沿う板の運動を提供するＺタワー（ここでは図示しない）を含む。作業場所は板のステンシル印刷が行われる機械内の領域である。
ステンシル支持体３８はレールのいずれかの側に位置する。ステンシル支持体３８はステンシル（図示せず）がｙ軸２７に沿って挿入され、レールの上方で固定されるのを許容する。ステンシルについての更なる詳細は後述する。ここでは「ステンシル」なる用語を使用するが、スクリーン（なる用語）も使用できることに留意すべきである。
スキージーアーム３５の１つの実施の形態は、枢動スキージーヘッド３２、スキージーモータ３３及びペースト供給器３４を含むものとして示されている。ここでの説明ははんだペーストの分配を参照するが、材料の付着中、インク、にかわ又は他の材料と交換できることを理解すべきである。スキージーヘッド３２は金属、ポリウレタン又はステンレス鋼又は他の同様な材料から製造された一対のブレードを有し、ステンシルを横切ってはんだペーストを供給できるような角度で傾斜する。１つの適当なスキージーヘッドはマサチューセッツ州フランクリン（Franklin）のＭＰＭ社（MPM Corporation）から入手できるプロヘッド（Pro-head）スキージーである。スキージーアームはステンシル及びレール上でｙ軸２７に沿って運動する。ペースト供給器３４はレールと整合したほぼｘ軸２５上で枢動スキージーヘッドにはんだペーストを供給する。ここでは、スキージーヘッドはブレードを有するものとして説明したが、実際は、スキージーヘッドはステンシルの孔を通してはんだペーストを分配できる任意の装置とすることができることに留意すべきである。
二重トラック装置の各トラックに割り当てられた別個の真空ホース（図示せず）を備えた真空ユニット３６を設けることもできる。真空ユニット３６は作業場所における板の下面に吸引力を提供し、板の位置を維持する。本発明の別の実施の形態においては、真空ユニットの代わりに、印刷作業中に回路板（又はその上へ印刷を行うべきある他の基体）を適所に保持する側スナッバ又は把持フィンガを使用することができる。
スキージーアーム、ペースト供給器、枢動スキージーヘッド、二重トラック及び真空（ユニット）の作動はすべて、ステンシル印刷装置に結合されたコンピュータ装置２１で実行されるシステム（装置）制御ソフトウエア３９を介して制御される。ここで第３図を参照すると、ステンシル印刷装置３０の制御構造を示すブロック線図が示されている。１つの実施の形態においては、回路板はローダ（図示せず）からステンシル印刷装置内へ装填される。センサ３８は各トラック上の板の利用可能性を示すローダからの信号を受け取る。更に、センサ３８は、一定のトラック上の板をステンシル印刷装置から受け取るために摘出及び配置機械を利用できるか否かを示す信号を摘出及び配置機械から受け取る。ローダ、ステンシル印刷装置、摘出及び配置機械並びにリフロー機械はＳＭＥＭＡハンドシェークプロトコルを使用して通信を行う。
センサ３８はローダ並びに摘出及び配置機械から受け取った現状をコンピュータ装置２１（第２図）へ送る。コンピュータ装置はまた、例えば回路板の寸法を示す入力を装置の使用者から受け取る。コンピュータ装置２１はステンシル印刷装置の可動要素に結合される。要素の運動の複雑さに応じて、付随するモータの作動を制御する制御装置が要素に関連する。要素が行わねばならない運動の複雑さに応じて、制御装置はマイクロプロセッサの如き複雑な制御装置又は簡単でプログラム可能なロジック装置のいずれかとする。装置制御ソフトウエア３９を介して、コンピュータ装置２１は、トラック１コントローラ３９ａ、トラック２コントローラ３９ｂ、スキージー／ペーストコントローラ３９ｃ、レール１モータコントローラ３９ｄ、レール２モータコントローラ３９ｅ及びレール３モータコントローラ３９ｆの如き各コントローラへ制御信号を発信する。これら各要素の作動については後に詳細に説明する。
ここで第４図を参照して、ステンシル印刷装置の１つのトラックの作動を説明する。ここでは１つのみのトラックを説明するが、トラックにおける回路板がステンシル印刷されているときには同じ作動が両方のトラックにおいて生じる。第４図に示すように、回路板１２はレール２２のコンベヤベルト４１の如きコンベヤベルトを介してステンシル印刷装置内へ前進せしめられ、Ｚタワー４２の上方の適正な位置に置かれる。Ｚタワー４２は、ステンシル印刷プロセス中の回路板の曲げを阻止するために、多数の支持体４２ａ、４２ｂ、及び、便宜的には、中央支持体（図示せず）を有する。回路板が各レール上のコンベヤベルトによりＺタワー内へ滑入されると、真空装置３６がオンし、回路板１２上に軽い下向きの圧力を作用させ、回路板を適所に保持する。Ｚタワーの頂板４３ａに組み込まれた孔板４３は真空装置をＺタワーの空気空間に接続する。孔板４３はステンレス鋼又は他の剛直材料の多数の部片から形成することができ、空気の流通を許容する多数の孔を有する。ステンレス鋼の多数の部片から孔板を形成すると、部片の１つを交換するだけで、板の寸法従って孔の位置を変更することができる。孔板の孔は、真空による下向きの圧力が板上で真空による下向きの圧力をセンタリングさせる回路板の位置に向くように、位置決めされる。
上述のように、ステンシル支持体３８内に滑入したステンシル４０は、他のステンシルと交換されるまで、その位置で固定維持される。
回路板のステンシル印刷の準備が整うと、Ｚタワー４２がｚ軸上で板をコンベヤベルト４１の上方へ持ち上げ、板とステンシルとを接触させる。ペースト供給器３４はステンシル上のパターンに隣接するステンシル上の位置にはんだペーストのラインを供給する。はんだペーストがステンシル上に置かれた後、枢動スキージー３２がステンシルを横切ってｙ軸方向にストローク運動してはんだを変位させ、はんだがステンシルの孔を通って回路板上に分配されるようにする。スキージーのｙ軸運動が完了した後、回路板のステンシル印刷が完了し、Ｚタワー４２がｚ軸に沿ってその元の位置へ下降する。Ｚタワーがその元の位置へ下降したとき、回路板がコンベヤベルト４１上に再度置かれ、ステンシル印刷装置から出て摘出及び配置機械まで前進せしめられる。
ここで第５図を参照すると、二重平行トラックに２つの回路板が入力される場合、ステンシル４０に切断加工された２つの別個のステンシル印刷パターンが存在することを認識すべきである。本発明の実施の形態においては、ステンシル４０はスタンピング加工又はステンレス鋼の板４０ａの所望の位置に穴を形成することにより形成される。ステンレス鋼の板の外縁は剛直なアルミニウムフレームに装着された弾性ポリエチレンスクリーンに結合される。代わりに、プラスチックの如き他の材料を使用することができ、また、ステンシルの代わりにスクリーンを使用できることに留意されたい。フレーム付きのステンシルの全体寸法は例えば２９インチ×３５インチとすることができるが、このような寸法は使用者の要求に従って変更することができる。２つのステンシル印刷パターンは同じであっても異なっていてもよい。本発明の１つの利点は１つのステンシルで回路板の上面及び底面の両方をステンシル印刷できることである。
第５図において、レール２２を横切る多数の回路板５０ａ、５０ｂ、５０ｃが示されている。前述のように、回路板はレールを取り巻くコンベヤベルト上に位置する。コンベヤベルトは布、ゴム又は同様の材料のいずれかから作ることができる。レール２２、２４を含むトラック１及びレール２６、２８を含むトラック２からなる２つのトラックはそれぞれ別個に駆動され、トラックに沿った回路板の別個の前進運動を可能にする。
例えば、ここで第６ａ図を参照すると、２つの板即ち板Ａ１及び板Ｂ１がそれぞれのトラックＡ、Ｂ上で示されている。第６ａ−６ｄ図に示す板の相対位置は破線の矩形にて示す位置１、位置２及び位置３により示される。スキージーヘッド３２は２つのトラックの中心に位置するものとして第６ａ図に示されている。第６ａ−６ｄ図に示す実施の形態においては、第６図に矩形５５にて示すＺタワーは両方のトラックを跨ぐ１つのユニットとして形成される。トラックのいずれか又は両方に対してステンシル印刷が必要になる毎に、Ｚタワーはｚ軸に沿って上昇される。本発明の別の実施の形態においては、各トラックのために別個のＺタワーを設けることができる。
スキージーアーム３５を使用するような１つの実施の形態においては、印刷プロセスは印刷を開始するトラックを特定することにより開始される。ステンシル印刷装置内に板が無い場合は、各トラックに結合された板ローダ（図示せず）からの板を受付け、両方の板Ａ１、Ｂ１を第６ａ図に示すようなトラック内の位置１へ移動させる。トラックＡ上のローダが利用可能な第２の板を有する場合、プリンタは第１のトラック上の板Ａ１を位置２へ搬送する。板Ａ１が位置２へ移動された後、板Ａ１に対して処理を開始できる。第４図に関連して既述したように、Ｚタワーを用いて板Ａ１を上昇させ、板Ａ１をステンシルに接触させることにより、処理が開始する。レール２４に隣接する位置からレール２２に隣接する位置へｙ軸に沿ってスキージーヘッド３２を横断運動させることにより、はんだが板Ａ１上に分配される。板Ａ１がコンベヤベルトから離れるように持ち上げられている間、板Ａ２が位置１へ前進せしめられる。板Ａ１に対する印刷が終了したとき、Ｚタワーが下降し、板Ａ１がトラックＡのコンベヤベルト上に再度置かれる。板Ａ１は位置３へ移動し、板Ａ２は位置２へ移動する。
次の印刷サイクル中、はんだが板Ａ２上に印刷される。上述のように、Ｚタワーが板Ａ２を上昇させ、ステンシルに接触させる。スキージーヘッド３２はレール２２に隣接する位置からレール２４に隣接する位置へ横断運動し、印刷プロセスを完了させる。（板）Ａ２が上昇している時間期間中、摘出及び配置機械が使用可能になったときに、板Ａ１は位置３から摘出及び配置機械まで移動することができる。
Ｚタワーが両方のトラックを跨ぐ１つのユニットであるような実施の形態においては、板Ａ２がＺタワーにより上昇せしめられている時間期間中、板Ｂ１はトラックＢに沿う前進を阻止される。板Ａ２が上昇する前に、板Ｂ１はトラックＢ上のステンシル印刷位置へ移動することができる。しかし、（後述する他の実施の形態のように）装置が２つの板を同時に処理するように設計されていない場合は、上記の移動がステンシルと板Ｂ１との間の望ましくない接触を生じさせることとなる。各トラックに対して別個のＺタワーを設けたような実施の形態においては、ステンシル印刷位置への板Ｂ１の前進運動は板Ａ２の前進運動又はステンシル印刷中の任意の時期に遂行することができる。第６ｄ図に示す例においては、板Ａ２が処理されてＺタワーが下降するとき、板Ｂ１が位置２へ移動できるとだけ言っておこう。ほぼこの時点で、板Ａ２は位置３へ移動することができる。
板Ｂ１が位置２へ移動し、板Ａ２が位置３へ移動するようなサイクル中、板Ｂ２はローダ内に留まることができる。好ましい実施の形態においては、板Ｂ１がＺタワー５５により上昇されて板Ｂ１をコンベヤベルトから持ち上げた後、第６ｄ図に示すように、板Ｂ２が位置１へ前進する。
ローダ内に利用可能な板が存在する限り、上述の作動シーケンスが連続的に実行される。しかし、印刷プロセス中、回路板製造装置の１又はそれ以上の要素について問題が生じる可能性がある。コンピュータ装置２１及び装置制御ソフトウエア３９はこれらの問題を認識し、それに応じてステンシル印刷装置の作動を調整する。例えば、一組の２つの連続する板のうちの第１の板が位置１に位置する場合、ローダが位置１への移動を待っている第２の板が存在することを示さない限り、ステンシル印刷装置は、印刷のために位置２への第１の板の前進を許容しない。ローダが、既知の適当な手段（図示せず）を介して、待っている第２の板が存在することを示さない場合は、装置制御ソフトウエアが対応するトラックのためのローダが空である状態を示し、ステンシル印刷装置を他のトラック上での単一トラック印刷に切り換える。単一トラック印刷中は、１つのトラックのみに対して回路板印刷が行われる。装置制御ソフトウエアはまた、単一トラック印刷に対してスキージーの運動の作動を修正し、回路板が存在しないステンシル印刷パターン上でのスキージーのストローク運動を排除する。
板がトラック上の位置１に位置し、ローダが同じトラック上での処理に利用できる別の板が存在することを示した場合、ステンシル印刷装置の装置制御ソフトウエアは、摘出及び配置機械の同じトラック上に空いた位置が無い限り、印刷のために位置２への位置１内の板の前進を許容しない。摘出及び配置機械並びにステンシル印刷装置は表面装着機器製造協会（ＳＭＥＭＡ）により規定されたハンドシェークプロトコルを使用して通信を行う。摘出及び配置機械が、トラック上に空いた位置が無いことをステンシル印刷装置に対して示した場合、ステンシル印刷装置における制御ソフトウエアはこのことを配置トラックダウン状態（place ment track down situation）として検出し、他のトラック上での単一トラック印刷に頼る。
単一トラックモードに頼る前に、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアはローダから受け取った現状情報を調べ、他のトラックにバックアップ問題が存在するか否かを決定する。存在した場合は、制御ソフトウエアはこれを板の利用不可能性の如き外部影響に関連するスローダウンとして解釈する。このような場合、制御ソフトウエアは二重トラックモードを待ち、自由になった第１のトラックに対して印刷を行う。
単一トラックモードの間は、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアはローダ並びに摘出及び配置機械から受け取った情報を監視し、可能なら、二重トラックモードへ戻す。この戻し変更は、スキージーヘッドがステンシルの中心に位置するときに、生じる。
第２の組の２つの連続する板が位置３にあり、制御ソフトウエアが（摘出及び配置機械から受け取った信号に応答して）板を摘出及び配置機械へ移動できないと決定した場合、ステンシル印刷装置は別の板を位置１に装填しない。代わりに、ステンシル印刷装置はこれをトラックダウン状態として捕らえ、他のトラック上での単一トラック印刷に頼る。
一定のトラックにおいて、１つの板が位置２にあり、第２の板が位置３にあるが、摘出及び配置機械へ移動できない場合、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアは印刷された板を位置２から移動させることができず、他のトラック上での単一トラック印刷に頼る。この場合、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアは、手動の介入が必要であることを合図し、他のトラック上での単一トラック印刷を開始する。本発明の別の実施の形態においては、上述の状況における手動の介入の必要性を排除するため、レール間に位置するピンを、コンピュータ装置からの指令に応答して上昇させる。次いで、トラックを後方へ移動させ、位置２にある板を位置１へ移動させる。ピンは位置３にある板が位置２へ戻り移動するのを阻止する。次いで、ステンシル印刷装置が単一トラックモードで作動を続行する。
一定のトラックにおいて、１つの板が位置２で印刷されており、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアが第２の板がローダから出て位置１へ入ることができないと決定した場合、ステンシル印刷装置の制御ソフトウエアは第２の板を装填するために手動の介入を要求することができる。代わりに、制御ソフトウエアは第１の板を位置３へ前進させ、スキージーヘッドをステンシルの中心へ戻し、他のトラック上での単一トラック印刷を開始させることができる。
上述のすべてのプロトコルはレールのコンベヤベルトのモータ及びスキージーヘッドの位置決めを制御する装置制御ソフトウエアプログラムを使用して実行される。更に、装置制御ソフトウエアはＳＭＥＭＡハンドシェークプロトコルに従って回路板製造装置の隣接する要素と共働する。
第５図に戻って、ステンシルを横切ってスキージーアーム３５を運動させる方法を簡単に説明する。本発明の１つの実施の形態においては、ステンシル印刷装置を通して前進せしめられるときの板の処理順序は２つのステンシル印刷パターンに関するスキージーヘッドの位置により規定される。例えば、第５図に示すように、スキージーヘッドは、その始動時位置即ち「ホーム」ポジションにあるときには、ステンシルの２つのパターン上でセンタリングされている。ペースト供給器ははんだペースト（又はある同様の材料）の２つのビード４６ａ、４６ｂをステンシルの中央部分上でそれぞれのパターンに隣接して配置する。
作動中、スキージーヘッド３２は第６ａ図に示すように板Ａ１上に印刷を行うように位置Ａから位置Ｂ（第５図に示す）へ移動する。前述のように、１つの実施の形態においては、スキージーヘッドはステンシルの表面上方に位置する一対のブレードを有する。別の実施の形態においては、ブレードはステンシルの表面に対して非係合／係合するように上下に独立に運動できることに留意すべきである。一方のブレードはｙ軸に沿って傾斜していて一方向に運動でき、他方のブレードはｙ軸に沿って傾斜していて他の方向に運動できる。
コンピュータ装置２１はスキージーヘッドをｙ軸に沿って傾斜させるような作動を生じさせ、スキージーブレードのうちの第１のブレードをはんだペーストに接触させる。第２のブレードはステンシルの表面のはんだペースト係合位置から持ち上げられる。上述のようなこの実施の形態においては、はんだペーストはブレード間に位置し、ブレード間を進行する。スキージーヘッドはステンシルを横切ってはんだペーストをストローク運動させ、パターンの孔を通してはんだを板Ａ１上に分配する。板Ａ１の処理後、スキージーヘッドは位置Ｂに来る。この時点で、スキージーヘッドのブレード間にはんだが残っており、これは板Ａ２を処理するために使用される。
処理すべき第２の板がトラックＡ上に無い場合は、スキージーヘッド３２は（トラックＢ上の板を処理するために）位置Ｂから位置Ａ′へ移動する。好ましくは、この移動はステンシルを横切るワイパーブレードの引きずり運動を伴わずに生じる。その理由は、板が適所に無かった場合に、このような作動がステンシルの孔の上方ではんだをストローク運動させてしまうからである。更に、ブレードを持ち上げ、位置Ａ′へ移動させることは望ましくない。その理由は、はんだが位置Ｂに残り、最終的に乾燥して粘性をなくし、ステンシルの完全性を損なわせるからである。更に、ブレードが持ち上がった場合、ブレードが位置Ａ′へ移動するときに、ペーストがブレードからしたたり落ちることがある。本発明の実施の形態は、装置の性能を維持する必要がある場合に、ブレードのこのような持ち上げ及び移動動作を遂行することができる。しかし、上述の理由により、これは最小限にすべきである。
従って、上述の理由により、スキージーアーム３５を使用する場合は、第６ａ−６ｄ図に関連して上述した順序で板を処理するのが有利である。上述の順序を使用すると、板Ａ２がステンシル印刷位置へ前進せしめられるとき、スキージーヘッド３２はｙ軸に沿って傾斜し、スキージーヘッドの第１のブレードをはんだ係合位置から引き離し、スキージーヘッドの第２のブレードがはんだを位置Ｂから位置Ａ1（第５図）へストローク移動できるようにする。板Ａ１を処理するためのはんだペーストは位置Ａと位置Ａ1との間に位置する。
次いで、スキージーヘッドはブレードを持ち上げ、トラックＢ上で位置Ａ1から位置Ａ′へ移動させ、はんだライン４６ｂを越えて飛躍させ、ステンシルの中心上への接触圧力を回避する。スキージーヘッドはトラックＢにおいて同様の方法で作動し、位置Ａ′から板Ｂ１を処理する（位置）Ｂ′へ、及び位置Ｂ′から板Ｂ２を処理する（位置）Ａ1′へ移動する。
別の実施の形態においては、２つの独立に運動できるスキージーヘッドをステンシル４０の上方に配置することができ、第５図に示すように、２つのステンシル印刷パターンをステンシル内に切断加工する。この別の実施の形態においては、上述のように構成することのできる２つのスキージーヘッドは第５図に示すヘッド３２の同じ運動方向においてそれぞれのステンシル印刷パターンの上方でそれぞれ独立にストローク運動できる。２つのスキージーヘッドの休止位置即ち「ホーム」ポジションは２つのステンシル印刷パターン間とすることができ又は両方のステンシル印刷パターンの外側とすることができる。この別の実施の形態においては、もちろん２つの回路板が処理するのに適した位置にある場合は、２つの回路板を同時に処理即ちステンシル印刷することができる。更に、この別の実施の形態においては、上述し第６ａ−６ｄ図に示したシーケンスは処理を行うステンシル印刷装置の領域へ回路板を同時に送給するように修正することができる。２つの回路板の整合は上述の光学整合工程又は後に詳細に説明する機械的な固定装置により遂行することができる。
本発明の別の実施の形態によれば、第２図に示す二重トラックステンシル印刷装置は、スキージーアーム３５を、はんだをステンシル上に配置し各ストローク運動においてはんだを収集できるようにするはんだ収集スキージーアーム１３５と交換するように、修正することができる。ステンシルを横切る各ストロークに対してはんだを配置及び収集できるはんだ収集スキージーアームを設けることにより、二重トラックステンシル印刷装置の性能を向上させることができる。その理由は、Ｚタワーの昇降による消費時間を必要とせずに、作業場所における両方の回路板を直列に処理できるからである。
例えば、ここで第７図を参照すると、第２図のステンシル印刷装置の代わりに使用できるはんだ収集スキージーアーム１３５の１つの実施の形態が示されている。はんだ収集スキージーアーム１３５ははんだを供給し、各ストロークにおいて過剰なはんだを取り戻すように作動する。はんだ収集スキージーアーム１３５はｙ及びｚ軸内で移動できる。はんだ収集スキージーアームはｙ軸においてステンシル印刷装置の前部からステンシル印刷装置の後部へ（又はその逆に）移動してステンシルを横切ってステンシル印刷装置の作業場所内の回路板上へはんだをストローク運動させる。はんだ収集スキージーアーム１３５はまた、ｚ軸において移動し、ステンシルの表面に対してスキージーブレード１４６、１５２を係合させ、係合解除させる。はんだ収集スキージーアームを使用する１つの利点は、二重トラックステンシル印刷装置が上記の第６ａ−６ｄ図に記載したような回路板の処理に限定されないことである。第６ａ−６ｄ図に記載した処理シーケンスにおいては、２つの板は、はんだペーストを供給する方法のため、次のトラックに切り換わる前に各トラック上で処理された。第６ａ−６ｄ図の実施の形態においては、はんだはスキージーブレードの前面へ押される。ブレード３２が第６ｂ図の板Ａ２のステンシル印刷の前にはんだを位置へ押した場合、板Ａ２の印刷前に板Ｂ１を続いて印刷できる方法はない。その理由は、板Ｂ１を印刷する位置へはんだを移動させる機構が無いからである。従って、第６ａ−６ｄ図の実施の形態においては、完全な多目的性がない。
しかし、はんだ収集スキージーアーム１３５を使用することにより、アームが各ストロークではんだを供給し、収集するので、二重トラックステンシル印刷装置において任意の種々の処理シーケンスを利用できる。第７図において、はんだ収集スキージーアーム１３５の例示的な実施の形態がキャリッジ１１２を含むものとして示されている。はんだ収集スキージーアーム１３５は米国特許第５，０４４，３０６号明細書に詳細に記載されている。キャリッジ１１２はスキージー１４６、１４４と、ペースト供給ユニット１３４とを担持する。ペースト供給ユニット１３４はキャリッジ１１２を通って延び、対をなすスキージーブレード１４６、１４４間にはんだペーストを供給する。以下ワイパースキージーとも呼ぶスキージーブレード１４６はポリウレタンで作られ、ブロック１３３によりブラケット１４８に交換可能に固定される。ブラケット１４８はキャリッジ１１２から吊下がり、キャリッジと一緒に運動できる。作動中、ワイパースキージー１４６はステンシルの表面を横切ってはんだペーストを拭払する。更に、はんだペーストのストローク動作の終期において、ワイパースキージー１４６は過剰のはんだペーストをはんだ収集ヘッド１２４内へ移動させるために使用される。これについては後述する。以下分配スキージーとも呼ぶ第２のスキージー１４４は好ましくはテフロンで作られ、ネジによりスキージーホルダ１２６に交換可能に固定される。スキージーホルダ１２６はキャリッジ１１２に結合されたバネ１２３の力に抗して自由に浮揚する。所望の位置に調整された後、分配スキージー１４４はステンシルの表面の上方で前後に往復運動するようにキャリッジに固定されたままとなる。はんだ収集スキージーアームの作動についての後の説明から分かるように、分配スキージーは主としてブレード間にはんだを保持するように作用し、はんだ収集スキージーアームの必須の素子ではない。
キャリッジ１１２はボス１１４に結合され、ボスはアーム１１８を調整可能に収容する溝穴を有する。アーム１１８はスキージーモータ３３（第２図）により推進される。スキージーモータはアーム１１８の前進運動それ故ｙ軸方向におけるはんだ収集スキージーヘッド１３５の前進運動を制御する。ボス１１４にはｚ軸制御ビーム１２２も結合されている。ｚ軸制御ビームはｚ軸方向に運動できる。後に一層詳細に説明するように、ｚ軸制御ビームはまたステンシル印刷動作中にはんだ収集スキージーアーム１３５を昇降させるためにスキージーモータ３３により制御される。
はんだ収集ヘッド１２４は可動ピストン及びロッド１４０と、可動ロッド１３６とを介してキャリッジに取り付けられる。はんだ収集ヘッド１２４ははんだ収集ヘッド内にはんだを保持するために板部分１２７及び側部片１２９を有することができる。従って、はんだ収集ヘッド１２４はほぼシャベルに似た形をしている。はんだ収集ヘッド１２４はフレーム部材１３０を取り巻くわずかに大きなＵ字状のフレーム部材１３２により逆Ｕ字状のフレーム部材１３０上のピン１２８に枢着される。従って、はんだ収集ヘッド１２４のシャベル部分は第２図に示すようにフレーム部材１３２の下端に固定される。停止ピン１３１がフレーム部材１３０に結合されている。フレーム部材１３２（及びはんだ収集ヘッドのシャベル部分）は、フレーム部材３１２が停止ピン１３１に係合するまで、ピン１２８上で枢動する。
ロッド１３６はキャリッジ１１２に対して進退するように、フレーム部材３０従ってはんだ収集ヘッド１２４を推進させるように作用する。ロッド１３６はフレーム部材１３０並びにキャリッジ１１２の側及び水平ボアに固定される。従って、ロッド１３６がキャリッジ１１２に対して出入り摺動するときに、はんだ収集ヘッド１２４はキャリッジ１１２に対して進退するように運動する。
１つの実施の形態によれば、一対の空気シリンダ１４０又は他の等価の手段がキャリッジ１１２に装着される。ピストン１４２はシリンダから延び、フレーム部材３１２に固定的に取り付けられる。スキージーモータ３３（第２図）により作動されると、ピストン１４２はピン１２８のまわりではんだ収集ヘッド１３２を回転させ、はんだ収集ヘッドのシャベル部分をステンシルに関して枢動させ、作動中スクリーンからはんだを掬いあげる。
例えば、ここで第８Ａ−８Ｃ図を参照して、はんだ収集スキージーアーム１３５の作動を説明する。第８Ａ図において、ペースト供給ユニット（図を明瞭にする目的でここでは示さない）はワイパースキージー１４６と分配スキージー１４４との間へはんだペーストを配置してしまっている。ピストン１４２及びシリンダ１４０はスキージー１４６、１４４から離した状態ではんだ収集ヘッド１２４を維持するように伸長される。スキージーモータ３３（第２図）が作動され、ステンシルＳを横切ってキャリッジ１１２それ故スキージー１４６を移動させ、はんだを回路板上に供給する。
第８Ｂ図において、ストロークの端部で、１つの回路板が処理されたとき、ロッド１３６がスキージーモータにより移動され、フレーム部材１３０をキャリッジ１１２の方へ移動させる。更に、ピストン及びロッド構造体１４０、１４２はフレーム部材１３２の頂部をキャリッジの方へ移動させ、はんだ収集ヘッド１２４が分配スキージー１４４の下方でワイパースキージー１４６に遭遇するような角度で摺動できるようにする。はんだ収集ヘッドがロッドによりキャリッジの方へ推進されると、ピストン／ロッドの対１４０／１４２が第８Ｂ図に示すように枢ピン１２８上ではんだ収集ヘッドを回転させ、スクリーンのベースからはんだを有効に持ち上げる。未使用のはんだペーストはワイパースキージー１４６により保持され、はんだ収集ヘッド１２４上で有効に拭払され、分配スキージー１４４により保持される。
第１の回路板が完成しているので、はんだ収集スキージーアームは二重トラックステンシル印刷装置の他のトラック内の板まで又は同じトラックの板まで前進せしめられる；すなわち、次にどの板を処理すべきかについての制限は無い。その理由は、板をステンシル印刷するためのはんだがはんだヘッド内に保持され、スクリーン表面上に位置していないからである。第８Ｃ図に示すように、はんだ収集スキージーアーム１３５はスクリーンから離れるように持ち上げられ、次の選択されたステンシルを処理するための適正な位置に移動される。このような方法ではんだ収集スキージーアームを持ち上げると、ステンシルの摩耗及び破損を有効に減少させる。次の回路板を処理する位置に到達したとき、はんだ収集ヘッドが下降し、スキージーを次のストロークのためのステンシルに係合させる。
融通性のある処理シーケンスを可能にすることに加えて、第７図及び第８Ａ−８Ｃ図について説明したようにはんだ収集スキージーヘッドを使用することにより、二重トラックステンシル印刷装置の性能が向上する。その理由は、板処理間でＺタワーを昇降させることなく、各板に対して処理を実行できるからである。例えば、ここで第９ａ図を参照すると、第７図のはんだ収集ヘッドを使用して第２図の二重トラックステンシル印刷装置で２つの回路板をステンシル印刷する方法が示されている。第６Ａ−６Ｄ図のように、板の相対作動位置は第９Ａ−９Ｅ図に示され、破線の矩形による位置１、位置２及び位置３により表される。第９Ａ図において、トラックＡ上の板Ａ１及びトラックＢ上の（板）Ａ１は位置１へ移動される。この時点で、はんだ収集スキージーアーム１３５は板Ｂ１に隣接してステンシル印刷装置の後部に位置する。第９Ｂ図において、板Ａ１、Ｂ１は二重トラックステンシル印刷装置の位置２即ち作業場所へ移動される。この時点又はその近辺で、板Ｂ２、Ａ２は位置１へ移動される。板Ａ１、Ｂ１が位置２に来ると、ステンシル上従って回路板上へのはんだの供給プロセスが開始する。スキージーアームが下降してステンシルに係合し、はんだペーストがスキージーブレード１４６、１４４間に供給される。第１のストローク運動中、はんだ収集スキージーアーム１３５は第９Ｂ図に示す位置から第９Ｃ図に示す位置へ前進し、ここでアームは２つのビード間に位置する。この時点で、ステンシルの摩耗及び破損を減少させるのが有利なので、スキージーアームが（第８Ｃ図について述べたように）持ち上げられ、板Ａ１のための開始位置へ前進せしめられる。次のストローク運動中、板Ａ１がステンシル印刷され、スキージーアーム１３５が第９Ｄ図に示す位置へ前進する。この時点で、板Ａ１、Ｂ１は共にステンシル印刷されており、はんだ収集スキージーアームはその最初の位置へ戻ることができる。はんだ収集スキージーアーム１３５が最初の位置へ戻っている間、Ｚタワーが下降し、第９Ｅ図に示すように、板Ｂ１、Ａ１が位置３へ移動し、板Ａ２、Ｂ２が位置２へ移動するのを許容する。従って、板Ａ２、Ｂ２をステンシル印刷するプロセスが開始する。
上述の実施の形態においては、スキージーアームが元の位置へ移動するものを示したが、別の実施の形態においては、はんだ収集スキージーアームはまた、ｙ軸の両方向に進む板のステンシル印刷を可能にするように、１８０度の角度にわたって回転できる。従って、回転可能なはんだ収集スキージーアームを使用することにより、新たな対の板が作業場所へ前進している間に、スキージーアームをその元の位置に戻す工程を省略することができる。更に、回転可能なはんだ収集スキージーアームを使用することにより、第６Ａ−６Ｄ図に関連して述べた処理シーケンスを使用することができ、板の各ストローク後のはんだ収集スキージーアームの回転によって、他のレールへ前進する前に２つの板を処理できる。
従って、板をステンシル印刷するためのはんだがはんだヘッド内に保持され、スクリーン上に分配されていないので、どちらの板又はどちらのトラックを次に処理しなければならないかの制限が無いことを保証するはんだ収集スキージーヘッドを利用する二重トラックステンシル印刷装置を説明した。更に、はんだ収集ヘッドは性能を向上させる処理シーケンスを可能にする。その理由は、２つの板を処理するためには、Ｚタワーを一度だけ上昇させればよいからである。別の実施の形態においては、はんだ収集スキージーヘッドは回転することができ、ｙ軸方向でのステンシル印刷を可能にし、二重トラックステンシル印刷装置に利用できる処理方法の種類を増大させる。
ここで第１０Ａ−１０Ｃ図を参照すると、第２図のステンシル印刷装置に使用できるはんだ供給ヘッドの多数の実施の形態が示されている。第１０Ａ図のはんだ供給ヘッド３１０はフォード・モータ社（Ford Motor Company Limited）により１９９５年１２月２１日に出願された「粘性材料を供給する方法及び装置」なる名称のＰＣＴ特許出願公告番号ＷＯ９６／２００８８号明細書に詳細に記載されている。はんだ供給ヘッド３１０は実質的に次のように作動する。
はんだ供給ヘッド３１０は鉄、ステンレス鋼、又は、はんだペーストの如き加圧粘性材料と一緒に使用される他の適当な材料から作ることができる。はんだ供給ヘッド３１０は、はんだペーストの如き粘性材料を収容する注射器ハウジング（図示せず）を取り付けることのできる頂表面３１１を有する。注射器ハウジングは圧力源（図示せず）に応答してはんだ供給ヘッドの先細り内部空洞３１３内へはんだ３００を供給するように結合される。圧力源は注射器ハウジング又は他のリザーバからの粘性材料を定量供出するように機械的、電気的又は液圧的に作動することができる。更に、リザーバハウジングからはんだ供給ヘッド３１０へ粘性はんだ材料を直接強制送給するために空気圧を使用することができる。
先細り内部空洞３１３はディフューザ３２５を有する。ディフューザ３２５及び内部空所３１３の先細り形状は内部空洞３１３を通るはんだの前進速度を遅くするように作用する。先細り内部空洞３１３はほぼ矩形の出口３１４で終端する。はんだの容積３１２は矩形の開口３１４から押し出され、圧縮ヘッドキャップ３２０により画定される実質上一様な開口３１５を通して推進される。圧縮ヘッドキャップ３２０ははんだ供給ヘッド３１０内ではんだの容積３１２を画定する連続的な壁から形成される。圧縮ヘッドキャップ３２０は単一体として形成でき又は別個の素子から形成でき、接触点でのステンシルとの均一で実質上平らな結合を提供する如くにステンシルと接触するように構成される。
従って、はんだははんだ供給ヘッド３１０の内部室３１３を出た後圧縮ヘッドキャップ３２０内へ流入し、圧縮ヘッドキャップ３２０はステンシル内へのはんだの流れを収容し、導くように作用する。第１０Ａ図に示すように、圧縮ヘッドキャップ３２０は矩形のブレード３１８と、実質上矩形の開口３１５を画定する端キャップ３１６とを有する。１つの実施の形態においては、ブレードは鉄及びステンレス鋼の如き剛直な材料から形成される。便宜的には、装置がステンシルを横切って水平に位置する場合は、ブレード３１８は圧縮ヘッドキャップ３２０内のステンシルに接触するはんだを剪断するように作動する。ブレードは剛直であり、はんだ材料の円滑な剪断を有効に達成するように傾斜する。端キャップはポリウレタンの如き可撓性から形成され、作動中のステンシルの損傷を防止する。ブレード３１８及び端キャップ１８０はそれぞれ圧縮ヘッドキャップ３２０に固定的に装着される。
圧縮ヘッドキャップ３２０はステンシルの開口を通る加圧はんだの押出しを導き補助するような閉じた環境を提供する。次いで、押出されたはんだは印刷配線板のパターン上に付着される。従って、はんだ供給ヘッド３１０は、印刷鮮明度を維持しステンシル印刷サイクル時間を減少させながら、極めて高速な印刷能力を提供する。ステンシル印刷プロセス中に消費されるはんだペーストの量は、圧縮ヘッドキャップ３２０により提供される閉じた環境のため、最小化される。端キャップの矩形の開口の長さは、ステンシルの複数の開口を通しての圧縮印刷が同時に生じるのを可能にする。圧縮ヘッドキャップ３２０は便宜的には矩形の形状を有し、各パスにおいてステンシルの大きな領域にわたって作動できるようにする。
回路板のステンシル印刷動作中、はんだ供給ヘッド３１０はステンシルの上面に接触せしめられ、回路板と緊密に接触しステンシルを横切って移動するまで、ステンシルを下方へ押圧する。はんだ供給ヘッドの運動中、圧力源は注射器ハウジングに作用し、はんだ材料を注射器ハウジングからはんだ供給ヘッド３１０の内部空洞３１３内へ送り込み、ここで、はんだはディフューザ３２５により放散され、矩形の出口３１４へ導かれる。次いで、粘性材料は圧縮ヘッドキャップ３２０の容積３１２へ入り、キャップはブレード３１８及び端キャップ３１６を介して閉じた環境を提供し、加圧された粘性材料をステンシルの上表面へ導く。次いで、粘性材料は圧縮ヘッドキャップが横断運動するステンシルの開口を通して押出され、印刷配線板上に印刷される。ステンシル表面を横切る圧縮ヘッドキャップ３１６の運動により、内部室３１３に関して内方に傾斜した後ブレード３１８がステンシルの上表面から粘性材料を剪断する。はんだ供給ヘッドが回路板の長さを横断運動した後、はんだ供給ヘッド３１０はその運動方向を変え、圧縮印刷プロセスを続行する。
はんだ供給ヘッド３１０の如き圧縮型のヘッドを使用して回路板をステンシル印刷するために使用されるプロセスは第６Ａ−６Ｄ図及び第９Ａ−９Ｅ図に関連して説明したプロセスとは異なる。その理由は、一般に、はんだ供給ヘッドの頂部が処理されている回路板の幅より一般に狭いからである。従って、はんだ供給ヘッド３１０の多数回のパスをしばしば行って全体の回路板をステンシル印刷する。しかし、第７、８図に関連して説明したはんだ収集ヘッドと同様、はんだペーストははんだ供給ヘッド内に保持され、従って、ステンシル印刷装置は任意の所望の順序で回路板を自由に処理できる。
ここで第１０Ｂ図を参照すると、ステンシル印刷装置２に使用するはんだ供給ヘッド３５０の第２の実施の形態が示されている。第１０Ｂ図のはんだ供給ヘッド３５０は米国特許第４，６２２，２３９号明細書に詳細に記載されている。はんだ供給ヘッド３５０は一般に次のように作動する。はんだ供給ヘッド３５０は一対のアーム３７２に取り付けた矩形のハウジング３６０を有し、アームは二重矢印にて示す軸線に沿ってステンシルを横切ってハウジングを移動させる機構（図示せず）に連結される。ハウジングは一対の平行な側離間壁３６２を有する。一対の内方及び外方に向いた底壁３６３の１つが各壁３６２の下縁から延びる。底壁３６３はＶ字状の底部を有するハウジング３６０を提供する。底壁３６３は交差しない。その理由は、側壁３６２の長さを延びるギャップ即ち溝穴３６５が底壁間に設けられているからである。
各底壁３６３は、その露出した下表面に、溝穴３６５と連通するポケット３６８を有する。各ポケット３６８は側壁３６２の長さに沿って水平に延び、一対のバー状のエラストマースキージーブレード３７０のそれぞれを受け入れるような寸法を有し、各ブレードの縁部がポケットから垂直下方に突出するようになっている。ブレード３７０は各ポケット３６８より僅かに大きな幅を有していて、ブレード間の空間が溝穴３６５の幅より小さくなっている。作業領域３６４がブレード３７０間に画定される。
ピストン３７０がハウジング３６０内に摺動装着される。ピストン３７０はほぼ矩形の形状を有し、Ｖ字状の底部３７６を有する。一対の離間した平行な連続リップ部３７４はそれぞれピストン３７０の側部及び端部から水平に外方へ延びる。リップ部３７４はハウジングの内表面に接触するピストン３７０の面積を減少させ、これらの間の摩擦を最小化する。
Ｕ字状のチャンネル３７８がリップ部３７４間に位置する。ピストンがハウジング３６０内に挿入されてしまった後、チャンネルが流体（図示せず）で満たされ、空気がピストン３７０とハウジング３６０との間へ漏洩するのを阻止する。チャンネル３７８内への流体の導入を容易にするため、ノッチ等の形をした開口がリップ部３７４のうちの上方のリップ部に設けられる。
はんだペーストの如き粘性結合材料はハウジングの側壁３６２の１つに取り付けられた中空マニホルド３８０を介してピストン３７０の下方でハウジング３６０内に導入される。マニホルドは板３８３によりシールされた空洞３８２を有する。マニホルド３８０の中心における入口３８４は空洞３８２に連通し、空洞内への比較的高圧でのはんだペーストの導入を許容する。複数の離間した開口が板３８３に設けられて、ハウジング３６０の１つの側壁３６２を通って延び、はんだペーストが空洞３８２からハウジング３６０へ導入されるのを許容する。空洞を通して離間した漸進的に大きくなる寸法の開口内へ粘性はんだペーストを導入する利点は、流動中にはんだペーストが受ける圧力降下が空洞の増大する横断面及び開口の漸進的に増大する直径により補償されることである。このように、はんだペーストは気泡を伴わずにピストン３７０の下方のハウジング３６０の空間を均一に満たす。ペーストがピストン３７０の下方でハウジング３６０内に導入されるのを保証するため、ピストンが開口の下方へ下降するのを阻止するようにストッパ（図示せず）を端壁のいずれかの側に設けることができる。１つの実施の形態においては、ストリップヒータ３９０が、マニホルド３８０を装着した側壁とは反対側の側壁３６２に平行に延び、はんだを加熱してはんだペーストの粘度を調整し、制御する。従って、通常大きな粘性を有していてその供給を極めて困難にするはんだペーストは供給を容易にする自由流れ状態に加熱できる。加熱されたはんだペーストがステンシルの開口を通って回路板の表面上に押出された後、ペーストが冷却し、はんだの粘度及び付着力を元のレベルに戻す。
作動中、ハウジングはステンシルを横切って移動し、同時に、加圧流体がピストン３７０に対して導かれる。流体圧力はハウジング３６０内でピストン３７０を下降させ、はんだペーストを溝穴３６５を通してステンシル上方の作業領域３６４内へ押出す。ブレード３７０は領域内のペーストをステンシルの開口内へ押し出し、回路板上にはんだペーストを印刷する。十分な量のペーストが回路板上に印刷された後、ピストンに対する圧力を解除し、ペーストの供給を終了させる。
従って、スクリーンを通して回路板上にはんだを押し出すためにピストン上の流体圧力を使用するはんだ供給ヘッドの第２の実施の形態が提供される。第１０Ａ図の実施の形態と同様、全体の回路板をステンシル印刷するためにはんだ供給ヘッド３１０の多数回のパスをしばしば行う。更に、第７図及び第８Ａ−８Ｃ図に関連して説明したはんだ収集ヘッドの実施の形態と同様、はんだペーストははんだ供給ヘッド内に保持され、従って、ステンシル印刷装置は任意の所望の順序で回路板を自由に処理できる。はんだ供給ヘッド３５０がヘッド内にはんだを保持するので、第６ａ−６ｄ図に関連して説明した処理工程を実行する必要がない。その理由は、すべてのペースがヘッド内に収容されているからである。
ここで第１０Ｃ図を参照すると、はんだ供給ヘッドの第３の実施の形態が示されている。第１０Ｃ図のはんだ供給ヘッド４２８は１９９６年２月８日に出願された米国特許出願第０８／５９８，２８８号明細書に記載されている。一般に、はんだ供給ヘッド４２８は次のように作動する。第１０Ｃ図のはんだ供給ヘッド４２８は回転可能な部材４４０を内部に備えた細長い室４３６を具備するハウジング４３４を有する。ハウジング４３４ははんだペーストを室４３６内で受け取るように接続された入口４４２と、室からはんだペーストを送給するための室の底部に設けた細長い開口４４４とを有する。
ハウジング４３４はまた、ステンシルの上表面とシール接触するガスケット即ちブレード４４７に対して先細りとなった下表面４４６を有する。事実、各ブレード４４７はステンシル上に残っているはんだを「掻き出し」、ステンシル上に（時間が経つにつれ硬化する）過剰なはんだが残らないようにする。ハウジング４３４は矢印４５２の方向へ移動し、回転可能な部材４４０は回転軸４５５のまわりで回転する。１つの実施の形態においては、回転可能な部材４４０はスキージーモータ３３（第２図）により右まわりに回転し、細長い開口４４４上に高圧を発生させる。はんだ供給ヘッド４２８はまた、はんだペーストの温度従って粘度を調整するための温度コントローラ４４９を有する。室４３６内での回転可能な部材４４０の回転が部材４４０上に負荷を加え、はんだを開口４４４から押出させる。
作動中、開口４４４でのはんだペーストの圧力及び粘度を制御し、従って、ステンシルを通してのはんだペーストの供給を制御するために、円筒状部材４４０の回転速度及びはんだペーストの温度を調整できる。作動中、はんだは室４３６内に供給され、部材４４０の回転により、はんだは溝穴４４４からステンシル上に押出される。次いで、回路板をステンシル印刷するための多数回のパスにおいて、ステンシルに沿っていずれかの方向にはんだ供給ヘッドを推進させることができる。
従って、第２図に示したステンシル印刷装置にも使用できるはんだ供給ヘッドの３つの実施の形態が提供される。はんだ供給ヘッドは、一対のブレードとステンシル板上に付着され次いで上述の所定のシーケンスでストローク運動するペーストのビードとを使用する既述の一般目的のはんだヘッドよりも優れた利点を有する。更に、はんだ供給ヘッドは、各回路板上での多数回のパスを必要とするかもしれないが、はんだ収集ヘッド装置に使用されるようなはんだを収集する取り戻し工程を必要としない。しかし、要素の利用可能性及び所望の処理時間に応じて、ここで述べたはんだ収集又は供給機構のうちの任意のものをステンシル機械の代わりに使用でき、従って、本発明は任意の特定の実施の形態に制限されるべきではない。従って、どの板又はどのトラックを次に処理すべきかの制限を無くすのを保証するためにはんだ収集スキージーヘッド又は種々のはんだ供給ヘッドのいずれかを利用する融通性のある二重トラックステンシル印刷装置を説明した。これは、板をステンシル印刷するためのはんだがスクリーン上に位置せずにはんだヘッド内に保持されるためである。更に、はんだ収集ヘッドは処理シーケンスの性能が向上するのを可能にする。その理由は、２つの板の処理のためにＺタワーが１回のみ上昇するだけで済むからである。別の実施の形態においては、はんだヘッドはｙ軸のいずれかの方向でのステンシル印刷を可能にし、二重トラックステンシル印刷装置に利用できる処理方法の種類を増大させる。
別の実施の形態によれば、上述のステンシル印刷装置のための二重トラック装置はｙ軸に沿うレールの運動を提供するように修正される。ｙ軸に沿ってレールが移動できるようにすることにより、異なる寸法の板を取り扱うことができる。
どのレールを可動にするかの選択は製造プロセスの摘出及び配置機械の融通性により部分的に規定される。第１及び第３のレールが固定（不動）又は第１及び第４のレールが固定となっているような多くの商業的に入手できる摘出及び配置機械が提供される。本発明の１つの実施の形態においては、レール１を固定し、種々の幅の板を取り扱えるようにレール２、３、４をｙ軸似沿って可動とすることができる。レール１、２、３、４はそれぞれ第６ａ−６ｄ図及び第９ａ−９ｅ図のレール２２、２４、２６、２８に対応する。
ここで第１１図を参照すると、可動レールの制御が一層詳細に示され、この制御においては、前部支持板７１にそれぞれ結合されたレール２モータ６０及びレール３モータ６２、並びに、後部支持板７３に結合されたレール４モータ６４を含む。これらの各モータはレール１に関するレールの位置決めについて独立の制御を有する。各モータはステンシル印刷装置のコンピュータ装置により管理される制御ロジックを介して制御される。各モータは離間したレール７０に沿ってｙ軸２７において関連するレールを移動させる。第１１図はまた、第４図に関連して先に述べたような二重トラック装置のコンベヤベルトの前進運動を制御するｘ軸モータ６６、６８の位置を一層明確に示す。
上述のように、本発明の１つの実施の形態においては、第１のレールは固定される。開口６９は第１のレールのための別の固定配置位置を提供する。
第１１図に示す実施の形態においては、レールは二重トラックモードで２インチ×２インチから２０インチ×１０インチまでの寸法範囲の板を取り扱うように調整できる。装置は更に、単一トラックモードで一層大なる板上で作動できるようにする付加的な融通性を提供する。第１２図に示すように、単一トラックモードは、使用されていないトラックのレールを後部支持板７３の方へ移動させることにより、達成できる。レール３、４は互いに隣接するように移動され、この位置においては、入来する板を受け取らない。レール２はレール３に隣接するように移動され、トラックＡ上で処理すべき板を支持するようにレール１と一緒に使用される。１つの実施の形態においては、単一トラックモードにおいて、装置は、レール２とレール１との間の間隔に応じて、２インチ×２インチから２０インチ×２０インチまでの範囲の板を処理することができる。
従って、ステンシル印刷装置の寸法形状性は、板の規格又は寸法が変化しても、間隔要求に適合するのに十分な融通性を有する。好ましい実施の形態においては、二重トラックモードにおいて、２インチの板間隔での２つの８．５インチ最大幅の板から４インチ板間隔での２つの１０インチ最大幅の板までの範囲とすることができる。同様に、最大板幅は単一トラックモードにおいて１７インチから２０インチまでの範囲とすることができる。間隔規格における変更は、好ましくは、２０レール間隔変化の可能性を与えるために、０．５インチの増分として提供されるが、これらの規格は使用者の要求を満たすように変更することができる。
可動レール装置に使用されるステンシル上のパターンの位置はその処理のためのレールの特定の間隔に直接依存する。従って、微妙なステンシルは各可能なレール間隔オプションを支える必要があるかもしれない。
種々の寸法の板並びに作動の二重及び単一トラックモードを支持するために多数のステンシルを提供することに加えて、孔板の開口が異なる寸法の回路板の最適の保持を提供するのに適するように位置決めされるのを保証するために、多数の孔板を設けることができる。
この実施の形態の１つのバージョンにおいては、コンピュータ装置２１は、レールが単一トラックモードのために位置しているか二重トラックモードのために位置しているかを決定するために、リセット又はリブーツ（reboot）するように構成される。この手続きは手動で行うことができるが、使用者による間違った入力によりステンシル印刷装置が損傷するのを阻止するために、後述するようなコンピュータ装置を使用してこれを遂行するのが望ましい。コンピュータ制御装置２１がリセット／リブーツを完成させる手続きを第１３−１５図を参照して説明する。第１３図は単一の作業場所１５４が第１のレール１２２と第２のレール２４との間に位置し、レールが単一トラックモードに位置決めされた状態での、第１１図の二重レール装置を示す。第１４図は２つの作業場所１５０、１５２を備えた第１１図の二重レール装置を示す。作業場所１５０は第１のレール２２と第２のレール２４との間に位置し、作業場所１５２は第３のレール２６と第４のレール２８との間に位置する。第１５図はリセット／リブーツプロセス２００のフローチャートを示す。第１４、１５図のレールは（正の方向として定義される）＋符号に向かう方向に移動でき、（負の方向として定義される）−符号に向かう方向に移動できる。
第１３、１４図に示すように、第２、第３及び第４のレールの各々はホームセンサ１５６、１５８、１６０を有する。ホームセンサは光学、磁気又は他の利用可能なセンサを使用して実現できる。ホームセンサは、センサがフラグＡ、Ｂ、Ｃの１つに整合しているか否かを検出する。センサがフラグの１つを検出したとき、センサは「閉」位置にあるものとして定義される。センサがフラグを検出しない場合は、「開」位置にあるものとして定義される。レールを移動させ、開から閉への遷移を検出することにより、レールの絶対位置を決定できる５つの位置が存在する（レール４は＋符号により示される方向にフラグＣを通過して移動できないことに留意されたい）。
レールはまた近接センサを含む。レール４は近接センサ１６２、１６４を有し、レール３は近接センサ１６６、１６８を有し、レール２は近接センサ１７０を有する。近接センサは光学、磁気又は他の利用可能なセンサを使用して実現され、レールが別の物体（即ち、作業場所の１つ又は他のレール）に近接した時期を検出するために使用される。各ホームセンサ及び近接センサはコンピュータ装置に結合され、その状況（開又は閉）をコンピュータ装置へ中継する。
ここで、リセット又はリブーツ時の作動モードを決定するためのプロセス２００を第１５図を参照して説明する。ステップ２０２において、コンピュータ装置はレール４上のホームセンサ１６０の現状をチェックする。センサの現状が「閉」である場合は、プロセスはステップ２０６へ進む。センサの現状が「開」である場合は、プロセスはステップ２０４へ進み、ホームセンサ１６０の現状が「閉」（第１４図のレール４の位置）に変わるまでレール４を正方向に移動させる。次いで、プロセスはステップ２０６を実行する。
ステップ２０６において、レール３上のセンサ１６８が作業場所１５２により閉じられるまで又はレール４上のセンサ１６２がレール３により閉じられるまで、レール３を正方向に移動させる。ステップ２０８において、ホームセンサ１５８の現状がコンピュータ装置によりチェックされる。ホームセンサ１５８が「開」である場合は、レール３は第１３図に示す位置にあり、装置は作動の単一トラックモード用に位置づけられる。次いで、プロセスはステップ２１０へ進み、フラグＡ、Ｂの後縁を検出し、次いで単一トラックモード不履行設定に従ってレールを位置決めすることにより、レール２、３の真の位置を決定する。
ステップ２０８において、ホームセンサ１５８が「閉」位置にある場合は、レール３は第１４図に示す位置にあり、装置は二重トラックモード用に位置づけられる。次いで、プロセスはステップ２１２へ進み、フラグＡ、Ｂの前縁を検出し、次いでコンピュータ装置に記憶された二重トラックモード不履行設定に従ってレールを位置決めすることにより、レール２、３の真の位置を決定する。
上述の自動リセット／リブーツプロセスはオペレータの介入無しにステンシル印刷装置の形状（二重モード又は単一モード）に基づき単一トラックモード不履行設定又は二重トラックモード不履行設定にレールを自動的に位置決めするという利点を与える。
ここで第１６図を参照すると、レールが短くなった二重レール装置の別の実施の形態が示されている。この実施の形態においては、レールは短くされている。その理由は、二重レール装置を購入した者がステンシル印刷装置をロード及びアンロードするための待ち合わせステーションを備えた機器を既に所有しているかもしれない状況が生じる場合があるからである。代わりに、回路製造プラントで存在する摘出及び配置機械がローダユニットと既に関連している状況が生じる場合がある。種々の既存の形状を容易にするため、二重レール装置のこの実施の形態は短くなったレール８０、８２、８４、８６を具備する。このユニットの作動は第６ａ−６ｄ図及び第９ａ−９ｅ図に関連して説明したものと同様であり、位置１及び位置３は待ち合わせステーション７７、７９におけるそれぞれの待ち合わせ位置を表す。しかし、この実施の形態においては、板は二重レール装置内の１つの位置のみへ移動され、その位置は作業場所５５である。従って、この形状は第６ａ−６ｄ図に関連して説明した、装置ダウン状況を生じさせるかもしれない拘束を有しない。
ここで第１７図を参照すると、本発明の別の実施の形態が示され、例えばグリーン（生の）テープのような微妙な材料を取り扱うための二重トラック装置の能力を示す。グリーンテープは焼成前には剛直でないセラミック型の基体である。剛直でない性質のため、グリーンテープは普通付加的な支持を提供するパレット上でステンシル印刷装置を通して搬送される。第１７図において、ローダ／アンローダ装置９２は第１組のレール９４、９６及び第２の組のレール９８、９９に結合されたものとして示されている。パレットは第１の組のレール上のローダ／アンローダからステンシル印刷装置９０に入り、第２の組のレールにおいてステンシル印刷装置からローダへ戻る。パレットはシャトル装置１０１を使用して第１の組のレールから第２の組のレールへ至る。シャトル装置は印刷後のパレットを第１の組のレールから受け取り、パレットを第２の組のレールへ搬送する。第１７図において、シャトル装置はトラックＡからパレットを受け取る位置で示されている。パレットを受け取った後、シャトル装置は矢印方向にパレットを移動させ、トラックＢにパレットを供給する。
上述の循環レール装置を得るため、作業場所５５は、トラックＡ上の板に対してのみ作業を行い、トラックＢ上では作業を行わないように変更される。従って、作動中、板Ａ２の如き板がＺタワー上の作業場所へ持ち上げられたとき、板Ａ１はトラックＢに影響されずにまだ運行することができ、ローダ／アンローダ９２へ戻ることができる。
ここで第１８図を参照すると、本発明の別の実施の形態が示されている。第５の実施の形態においては、ステンシル印刷装置１００は第１の組のレール１０８、１１０と第２の組のレール１０４、１０６とを有する。上述の第４の実施の形態と同様、第５の実施の形態においては、板（又はある他の基体）は一側のみからステンシル印刷装置に対してロード及びアンロードされる。第５の実施の形態が第４の実施の形態と異なる点は、板がローダ／アンローダ１０２により各トラックＡ、Ｂからロード及びアンロードされ、トラックＡ、Ｂの両方において印刷が行われることである。第５の実施の形態においては、印刷は代わりの方法でトラックＡ、Ｂのうちの一方のみにおいて一度に行われる。
ここで第１９図を参照すると、スキージーヘッド３２の１ストローク及び１回のｚ軸運動で２つの板のステンシル印刷を可能にすることによりステンシル印刷スループットを向上させることのできる本発明の別の実施の形態が示されている。第６の実施の形態は第５の実施の形態に類似するが、異なる点は、第６の実施の形態においては、ステンシル印刷装置１２０が板をｘ、ｙ、θ軸において適正に整合させるために光学整合装置の代わりに使用される機械的な固定装置１１２を有することである。機械的な固定装置は板がステンシル印刷装置に受け取られる前にステンシルと予め整合し、適正に整合した位置で板を支持する。１つの実施の形態においては、機械的な固定装置はステンシル印刷装置内で板を適正な整合状態で保持するための側スナッガ（snuggers）を使用する。好ましくは、この実施の形態は板の縁部を使用して板の整合を達成できるような板又は他の基体と一緒に使用される。
機械的な固定装置は第１図のステンシル印刷装置に関連して説明した光学整合工程の必要性を排除する。第１９図の実施の形態においては、ローダ／アンローダ１０２又はある他の型式のローダを使用して板を作業場所へ前進させる。スキージーは地点Ａに位置し、上述のような方法でステンシル上にはんだペーストを供給し、両方の板を印刷する。次いで、ローダ／アンローダにより板を取り戻す。
第１９図の機械的な固定装置１１２はまた、ステンシル印刷装置の一側で材料を受け取り、ステンシル印刷装置の反対側で材料を例えば摘出及び配置機械へ送給して、ステンシル印刷装置のスループットを向上させるように設計された本発明の実施の形態と一緒に使用できる。この状況においては、摘出及び配置機械はスループットを最大化するために２つの板を受け取り、２つの板に対して同時に作動するように構成すべきである。
多くの異なる回路板製造要求に対する装置の融通性及び可能性を示すために二重トラック装置の多数の実施の形態を説明した。上述の説明では二重トラック装置を述べたが、本発明はこのような構造に限定されないことに留意すべきである。板処理の順序シーケンスを調整し、性能を維持することが可能であれば更なるハードウエアを出来れば付加することにより、３以上のトラックを有する多重トラック装置を提供することができる。多重トラック装置は多数の固定のトラックを有することができ、または、ここで教示された可動レール作動モードを同様に使用できる。
従って、回路板製造プロセスのステンシル印刷相における性能を向上させる方法及び装置を示した。二重トラック装置を提供することにより、回路板のスループットが向上し、機械間の待ち時間が減少する。更に、既存のステンシル印刷要素を使用できるようにする２つの処理シーケンスが提供され、付加的なハードウエアの度合いを最小化し、装置の全体コストを最小化する。各処理シーケンスは異なるはんだ収容ヘッドを使用することができ、それ故、二重トラックステンシル印刷装置内の回路板を種々のシーケンスで処理できる融通性のある装置が提供された。更に、本発明の別の実施の形態によれば、二重トラックのレールは１つのステンシル印刷装置で異なる幅の板の処理を可能にするように可動とすることができる。更に、可動レールはステンシル印刷装置と他のベンダーにより及び印刷回路板（ＰＣＢ）の寸法を変更することにより提供される種々の摘出及び配置機械との両立性を向上させることができる。更に、可動レールを使用すると、所望時にステンシル印刷装置を単一トラックモードでの作動用に変換できる。代わりに、回路板製造プロセスにおける既存の設備に適合するように、二重トラックレールを短くすることができる。更に、微妙な材料を取り扱う際のスループットをどのようにして達成できるかを示した。最後に、両方のレールに対して印刷を可能にすることにより高いスループットを提供する装置も説明した。
はんだペーストを回路板上に印刷するステンシル印刷装置を主に参照して本発明の実施の形態を説明したが、実施の形態本発明ははんだペーストプリンタに限定されず、にかわやインクのごとき材料を回路板以外の基体上に印刷するための他のプリンタに使用できる。
本発明の好ましい実施の形態につき説明したが、当業者なら、その概念を組み込んだ他の実施の形態を使用できること明白である。それ故、本発明は開示した実施の形態に限定されず、請求の範囲の精神及び要旨によってのみ制限されるべきである。
Claims (3)
- それぞれが回路板を受付け当該板をトラック内の同様の位置へ前進させる２つのトラックを有するステンシル印刷装置であって、上記ステンシル印刷装置が上記トラックの上方に位置するステンシルへはんだを供給し、上記ステンシルから過剰のはんだを除去するためのはんだ供給機構を備えたステンシル印刷装置内で回路板を処理する方法において、
（ａ） 上記トラックのそれぞれのトラック上にそれぞれの板が位置するように、一対の板を受け取る工程と；
（ｂ） 上記一対の板、上記ステンシル及び上記はんだ供給機構を関連させる工程と；
（ｃ） 上記トラックのうちの第１のトラック上の上記一対の回路板のうちの第１の回路板の上方の上記ステンシルの上方へ上記はんだ供給機構を前進させ、当該ステンシルを通して上記第１の回路板上にはんだを配置する工程と；
（ｄ） 上記はんだ供給機構により過剰のはんだを上記ステンシルから除去する工程と；
（ｅ） 上記はんだ供給機構を上記トラックのうちの第２のトラックへ前進させる工程と；
（ｆ） 上記第２のトラック上の上記一対の回路板のうちの第２の回路板の上方の上記ステンシルの上方へ上記はんだ供給機構を前進させ、当該ステンシルを通して上記第２の回路板上にはんだを配置する工程と；
を有することを特徴とする方法。 - 請求の範囲第１項に記載の方法において、上記はんだ供給機構が上記２つのトラックの上方に位置し、当該トラックを横切って横断運動するキャリッジを有し、上記キャリッジが上記前進工程中に上記ステンシルに係合するように当該キャリッジに直角に結合された少なくとも１つのブレードを有し、該キャリッジがまた前進ロッド及び枢動ロッドを介して該キャリッジに結合されたはんだ収集ヘッドを有し、上記はんだ収集ヘッドがシャベル装置に結合された枢動部材を有し、上記ステンシルから過剰のはんだを除去する工程が更に、
上記枢動ロッドを上記キャリッジの方へ前進させて、上記はんだ収集ヘッドを上記ステンシルに関して枢動させる工程と；
上記前進ロッドを上記キャリッジの方へ前進させて、上記はんだ収集ヘッドの上記シャベルを上記スクリーンに沿って上記少なくとも１つのブレードの方へ前進させ、当該前進ロッドの前進の結果当該シャベルによりはんだを収集する工程と；
を有することを特徴とする方法。 - それぞれが回路板を受付け当該板をトラック上の印刷位置へ前進させるローダを備えた２つのトラックを有するステンシル印刷装置であって、上記ステンシル印刷装置が上記トラックの上方に位置するステンシルへはんだペーストを供給するためのはんだ供給機構を備えたステンシル印刷装置内で回路板を処理する方法において、
（ａ） 上記トラックのうちの第１のトラック上で上記回路板のうちの第１の回路板を受け取る工程と；
（ｂ） 上記トラックのうちの第２のトラック上で上記回路板のうちの第２の回路板を受け取る工程と；
（ｃ） 上記第１の回路板および上記第２の回路板を上記ステンシルの下方に位置づける工程と；
（ｄ） はんだが上記はんだ供給機構の開口を通り、上記ステンシルを通って上記第１の回路板および上記第２の回路板上へ押出されるように、上記第１の回路板および上記第２の回路板の上方で上記ステンシルを横切って当該はんだ供給機構が通過するようにさせる通過工程と；
を有することを特徴とする方法。
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