KR101479595B1 - 기판을 클램핑하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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제임스 린치
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Abstract

기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터(10)는 프레임(12)과, 프레임에 결합된 스텐실(16)과, 스텐실에 걸쳐 점성 물질을 증착시키고 프린팅하기 위해 프레임에 결합된 프린트 헤드(18)를 포함한다. 스텐실 프린터는 프린트 위치에서 기판을 지지하기 위한 기판 지지부(28)와, 프린트 위치에서 기판을 클램핑하기 위한 지지 클램핑 조립체(28)를 더 포함한다. 특정 실시예에서, 기판 클램핑 조립체는 프레임에 결합된 한 쌍의 레일 부재(22, 24)를 포함한다. 레일 부재는 기판(26)의 대항 에지와 맞물리도록 적응된다. 기판 클램핑 조립체는 각 레일 부재를 위한 한 쌍의 호일을 더 포함하며, 각 호일은 호일(80)이 기판 위에 놓이도록 일정 위치에서 레일 부재(82)에 착탈식으로 고정된다. 기판 클램핑 조립체는 또한 레일 부재 상의 적소에 호일을 착탈식으로 고정시키기 위해 각 레일 부재 및 호일을 위한 것인 한 쌍의 클램핑 부재(84)를 포함한다.

Description

기판을 클램핑하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CLAMPING A SUBSTRATE}
본 발명은 일반적으로 기판 상에서 동작을 수행하는 기계 내에서 기판을 지지하고 안정화시키기 위한 기판 지지 조립체에 관한 것으로, 더 구체적으로, 특히 프린트 동작 동안 기판의 에지를 클램핑하도록 설계된 스텐실 프린터의 기판 클램핑 조립체에 관한 것이다.
전형적인 표면-장착 회로 보드 제조 작업에서, 스텐실 프린터는 땜납 페이스트를 프린트 회로 보드 상에 프린팅하는데 사용된다. 널리 전자 기판으로 언급된 회로 보드는, 패드의 패턴, 또는 땜납 페이스트가 증착되는 몇몇 다른 전도성 표면을 갖고, 스텐실 프린터에 자동으로 공급된다. 회로 보드 상의 하나 이상의 작은 구멍 또는 자국(mark){기점(fiducial)이라 불림}은 땜납 페이스트를 회로 보드 상에 프린팅하기 전에 스텐실 프린터의 스텐실 또는 스크린에 회로 보드를 정렬하는데 사용된다. 일단 회로 보드가 프린터의 스텐실에 정렬되었으면, 회로 보드는 예를 들어 핀을 갖는 테이블과 같은 기판 지지부에 의해 스텐실까지 상승되고, 스텐실에 대해 고정된다. 그런 후에, 땜납 페이스트는 스텐실 상에 분배되고, 와이퍼 블레이드(wiper blade) 또는 스퀴지(squeegee)는 스텐실을 횡단하여, 스텐실에 형 성된 애퍼처를 통해 땜납 페이스트를 보드 상에 밀어 넣는다(force). 스퀴지가 스텐실을 가로질려 이동할 때, 땜납 페이스트는 블레이드의 정면에서 롤링(roll)하는 경향이 있는데, 이것은 바람직하게 원하는 점도를 얻도록 땜납 페이스트의 혼합 및 전단 변형(shearing)을 야기하여, 스크린 또는 스텐실에서의 애퍼처의 채워짐(filling)을 용이하게 한다. 땜납 페이스트는 일반적으로 표준 카트리지로부터 스텐실 상에 분배된다. 프린트 동작 이후에, 보드는 스텐실로부터 분리되어 하강되고, 프린트 회로 보드 제조 라인 내의 다른 스테이션으로 운송된다.
회로 보드가 프린트 동작 동안 안정화되기 위한 다수의 잘 알려진 회로 보드 클램핑 방법이 있다. 그러한 한가지 방법은 Beale의 미국 특허 제 5,157,438에 기재되어 있으며, 이러한 미국 특허 제 5,157,438은 회로 보드를 지지 조립체에 고정시키기 위해 회로 보드의 대항 에지 위에 돌출하는 매우 얇은 호일을 갖는 클램핑 메커니즘을 개시한다. 이러한 접근법과 연관된 하나의 단점은, 호일이 접착제에 의해 각 레일에 부착된다는 점이다. 호일에 장애가 있을 때, 전체 호일 및 레일이 교체되어야 하는 것으로 해결된다. 호일만이 손상될 때, 전체 레일 조립체를 교체하는 것은 비용이 많이 든다.
본 발명의 실시예는 전술한 것과 같은 스텐실 지지 조립체에 대한 개선점을 제공한다.
본 발명의 제 1 양상은 점성 물질을 기판 상에 프린팅하기 위한 스텐실 프린터에 관한 것이다. 일실시예에서, 스텐실 프린터는 프레임과, 프레임에 결합된 스텐실과, 스텐실에 걸쳐 점성 물질을 증착시키고 프린팅하기 위해 프레임에 결합된 프린트 헤드를 포함한다. 스텐실 프린터는 프린트 위치에서 기판을 지지하기 위한 기판 지지부와, 프린트 위치에서 기판을 클램핑하기 위한 기판 클램핑 조립체를 더 포함한다. 특정 실시예에서, 기판 클램핑 조립체는 프레임에 결합된 한 쌍의 레일 부재를 포함한다. 레일 부재는 기판의 대항 에지와 맞물리도록 적응된다. 기판 클램핑 조립체는 각 레일 부재를 위한 한 쌍의 호일을 더 포함하며, 각 호일은 호일이 기판 위에 놓이도록 일정 위치에서 레일 부재에 착탈식으로(releasably) 고정된다. 기판 클램핑 조립체는 또한 레일 부재 상의 적소에 호일을 착탈식으로 고정시키기 위해 각 레일 부재 및 호일을 위한 한 쌍의 클램핑 부재를 포함한다.
스텐실 프린터의 실시예는, 기판을 클램핑하기 위해 기판에 대해 레일 부재 중 적어도 하나를 이동시키도록 프레임에 결합된 클램핑 메커니즘을 더 포함한다. 일실시예에서, 클램핑 메커니즘은, 레일 부재가 기판의 대항 에지 중 하나로부터 이격되는 제 1 위치와, 레일 부재가 프린트 동작 동안 레일 부재들 사이에서 기판을 클램핑하도록 기판의 대항 에지 중 하나와 맞물리는 제 2 위치 사이에서 레일 부재의 적어도 하나를 이동시키기 위한 적어도 하나의 피스톤을 포함한다. 클램핑 메커니즘은 피스톤에 의해 기판의 에지에 대해 레일 부재에 가해진 클램핑 힘을 제어하기 위해 압력 조절기를 더 포함할 수 있다. 기판 지지부는 유연한 지지 부재를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기판 지지부는 기판의 하부 표면과 맞물리고 이를 지지하도록 적응된 복수의 핀을 포함할 수 있다. 각 호일 부재는 기판의 z-방향 이동을 방지하도록 구성된다. 기판 클램핑 조립체는 클램핑 부재와 레일 부재 사이에 배치된 호일 부재를 가지고 클램핑 부재를 레일 부재에 착탈식으로 고정시키기 위해 적어도 하나의 패스너를 더 포함한다. 각 레일 부재는 호일을 수용하도록 구성된 호일 시트로 형성될 수 있다. 호일 시트는 경사진 표면을 포함할 수 있고, 호일은 경사진 표면과 맞물리도록 구부러진다.
본 발명의 다른 양상은 스텐실 프린터의 프린트 동작 동안 프린트 위치에서 기판을 지지하고 클램핑하기 위한 방법에 관한 것이다. 일실시예에서, 상기 방법은 프린트 위치에서 기판을 지지하는 단계와, 기판의 대항 에지를 클램핑하는 단계와, 스텐실 프린터의 레일에 착탈식으로 고정된 호일을 가지고 기판의 z-방향 이동을 방지하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 실시예는 기판이 클램핑되는 클램핑 힘을 제어하는 단계와, 및/또는 기판을 프린트 위치까지 상승시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 추가 양상은 전자 기판 상에서 동작을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 프레임과, 전자 기판 상에서 동작을 수행하기 위해 프레임에 결합된 모듈을 포함한다. 스텐실 프린터는 프린트 위치에서 기판을 지지하기 위한 기판 지지부와; 프린트 위치에서 기판을 클램핑하기 위한 기판 클램핑 조립체를 더 포함한다. 특정 실시예에서, 기판 클램핑 조립체는 프레임에 결합된 한 쌍의 레일 부재를 포함한다. 레일 부재는 기판의 대항 에지와 맞물리도록 적응된다. 기판 클램핑 조립체는, 각 레일 부재를 위한 한 쌍의 호일을 더 포함하고, 각 호일은 호일이 기판 위에 놓이도록 일정 위치에서 레일 부재에 착탈식으로 고정된다. 기판 클램핑 조립체는 또한 레일 부재 상의 적소에 호일을 착탈식으로 고정시키기 위해 각 레일 부재 및 호일을 위한 한 쌍의 클램핑 부재를 포함한다.
스텐실 프린터의 실시예는, 기판을 클램핑하기 위해 기판에 대해 레일 부재 중 적어도 하나를 이동시키도록 프레임에 결합된 클램핑 메커니즘을 더 포함한다. 일실시예에서, 클램핑 메커니즘은, 레일 부재가 기판의 대항 에지 중 하나로부터 이격되는 제 1 위치와, 레일 부재가 프린트 동작 동안 레일 부재 사이에서 기판을 클램핑하도록 기판의 대항 에지 중 하나와 맞물리는 제 2 위치 사이에서 레일 부재의 적어도 하나를 이동시키기 위해 적어도 하나의 피스톤을 포함한다. 클램핑 메커니즘은 피스톤에 의해 기판의 에지에 대해 레일 부재에 가해진 클램핑 힘을 제어하기 위해 압력 조절기를 더 포함할 수 있다. 기판 지지부는 유연한 지지 부재를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기판 지지부는 기판의 하부 표면과 맞물리고 이를 지지하도록 적응된 복수의 핀을 포함할 수 있다. 각 호일 부재는 기판의 z-방향 이동을 방지하도록 구성된다. 기판 클램핑 조립체는, 클램핑 부재와 레일 부재 사이에 배치된 호일 부재를 가지고 클램핑 부재를 레일 부재에 착탈식으로 고정시키기 위해 적어도 하나의 패스너를 더 포함한다. 각 호일 부재는 호일을 수용하도록 구성된 호일 시트로 형성될 수 있다. 호일 시트는 경사진 표면을 포함할 수 있으며, 상기 호일은 경사진 표면과 맞물리도록 구부러진다.
첨부 도면은 축척대로 그려지도록 의도되지 않는다. 도면에서, 다양한 도면에 도시된 각 동일하거나 거의 동일한 구성요소는 유사한 참조 번호로 표시된다. 간략함을 위해, 모든 구성요소가 모든 도면에 라벨링되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예의 스텐실 프린터를 도시한 전면 사시도.
도 2는, 하강된 사전-프린트 위치에 도시된 기판, 예를 들어 프린트 회로 보드에 대한 본 발명의 실시예의 클램핑 조립체의 부분을 위에서 본 개략적인 사시도.
도 3은 도 2에서 라인 3-3을 따라 취한, 클램핑 조립체의 확대된 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 클램핑 조립체의 클램핑 부재 및 교체가능한 호일의 조립체의 분해도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 클램핑 조립체를 확대하여 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예의 도 5에 도시된 클램핑 조립체와 유사한 클램핑 조립체를 확대하여 도시한 단면도.
본 발명은 본 출원에서 다음 설명에 설명되거나 도면에 도시된 구성요소의 구조 및 배열에 대한 세부사항에 한정되지 않는다. 본 발명은 다른 실시예일 수 있고, 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 어구 및 용어는 설명을 위한 것이고, 한정되는 것으로 간주되지 않아야 한다. "포함하는", "갖는", "수반하는"과 그 변이의 사용은 이후에 기재된 항목 및 그 등가물 뿐 아니라 추가 항목을 포함하는 것으로 의도된다.
예시를 위해, 본 발명의 실시예는 프린트 회로 보드 상에 땜납 페이스트를 프린팅하는데 사용된 스텐실 프린터를 참조하여 이제 설명될 것이다. 그러나, 당업 자는, 본 발명의 실시예가 회로 보드 상에 땜납 페이스트를 프린팅하는 스텐실 프린터에 한정되지 않고, 오히려 접착제(glue) 및 캡슐화제(encapsulent)와 같은 다른 점성 물질의 분배를 요구하는 다른 응용에 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 또한 분배기, 역류 오븐, 웨이브 땜납 기계(wave solder machine), 및 픽 앤드 플레이스(pick and place) 기계, 또는 작동 동작 동안 구성요소를 전자 기판(예를 들어, 프린트 회로 보드)에 고정시키는데 사용된 임의의 다른 장치에 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 스텐실 프린터는 회로 보드 상에 땜납 페이스트를 프린팅하는 스텐실 프린터에 한정되지 않고, 오히려 다양한 기판 상에 다른 물질을 프린팅하는데 사용된 스텐실 프린터를 포함한다. 또한, 스크린 및 스텐실이라는 용어는 기판 상에 프린팅될 패턴을 한정하는 프린터에서의 디바이스를 설명하는데 본 명세서에 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
이제 도면, 더 구체적으로 도 1을 참조하면, 일반적으로 본 발명의 실시예의 스텐실 프린터는 10으로 표시된다. 도시된 바와 같이, 스텐실 프린터(10)는 스텐실 프린터의 구성요소들을 지지하는 프레임(12)을 포함한다. 구성요소들은 부분적으로 제어기(14), 스텐실(16), 및 땜납 페이스트가 분배될 수 있는 분배기를 갖는 프린트 헤드(18)를 포함할 수 있다. 이들 구성요소 각각은 프레임(12)에 적합하게 결합될 수 있다. 일실시예에서, 프린트 헤드(18)는 갠트리(gantry)(20) 상에 있고, 이러한 갠트리는 프린트 헤드가 제어기(14)의 제어 하에 x-, y-, z- 방향으로 이동되도록 한다. 더 구체적으로 아래에 설명되는 바와 같이, 프린트 헤드(18)는 스텐 실(16) 위에 위치될 수 있고, 스텐실을 가로질러 이동되어, 회로 보드 상의 땜납 페이스트의 프린팅을 허용한다.
스텐실 프린터(10)는 회로 보드(26)를 스텐실 프린터에서의 프린트 위치로 운송하기 위한 레일(22, 24)을 갖는 컨베이어 시스템을 또한 포함할 수 있다. 스텐실 프린터(10)는, 프린트 회로 보드(26)(또는 "기판")를 지지하고 클램핑하기 위한 조립체(일반적으로 28로 표시됨)를 구비하고, 상기 조립체는 아래에 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 프린트 회로 보드가 프린트 동작 동안 안정화되도록 프린트 회로 보드를 상승시키고 클램핑한다. 기판 지지 및 클램핑 조립체(28)는 회로 보드가 프린트 위치에 있을 때 회로 보드(26) 아래에 위치한 기판 지지 시스템(30), 예를 들어 복수의 핀 또는 유연한 압형(tooling)을 더 포함할 수 있다. 기판 지지 시스템(30)은 부분적으로, 회로 보드(26)의 내부 영역을 지지하여 프린트 동작 동안 회로 보드의 구부러짐 또는 휘어짐을 방지하는데 사용될 수 있다.
프린트 헤드(18)는 프린트 동작 동안 땜납 페이스트를 프린트 헤드에 제공하는 적어도 하나의 땜납 페이스트 카트리지(32)를 수용하도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시되지 않았지만, 땜납 페이스트 카트리지(32)는 공압식(pneumatic) 공기 호스의 일단부에 결합될 수 있는 한편, 공압식 공기 호스의 타단부는, 제어기(14)의 제어 하에, 카트리지로부터 땜납 페이스트를 프린트 헤드(18) 안에 그리고 스텐실(16) 상에 밀어 넣도록(force) 가압된 공기를 카트리지에 제공하는 압축기에 부착될 수 있다. 피스톤과 같은 기계 디바이스는 공기 압력에 더하여, 또는 공기 압력을 대신하여, 카트리지(32)로부터 땜납 페이스트를 프린트 헤드(18) 안으로 밀어 넣는데 사용될 수 있다. 제어기(14)는 스텐실 프린터(10)의 동작을 제어하기 위해 응용 특정 소프트웨어를 갖는 마이크로소프트 DOS 또는 윈도우즈 XP 운영 체제를 갖는 개인용 컴퓨터를 이용하도록 구성될 수 있다.
하나의 구성에서, 스텐실 프린터(10)는 다음과 같이 동작한다. 회로 보드(26)는 컨베이어 레일(22, 24)을 이용하여 스텐실 프린터(10)에 적재된다. 지지 및 클램핑 조립체(28)는 회로 보드(26)를 프린트 위치까지 상승시키고 클램핑한다. 그런 후에 프린트 헤드(18)는 프린트 헤드의 블레이드가 스텐실(16)과 접촉할 때까지 z-방향으로 하강된다. 그런 후에 프린트 헤드(18)는 스텐실(16)을 가로질러 y-방향으로 이동된다. 프린트 헤드(18)는 프린트 헤드의 분배기로부터 땜납 페이스트를 스텐실(16)의 애퍼처를 통해 회로 보드(26) 상으로 증착시킨다. 일단 프린트 헤드(18)가 스텐실(16)을 완전히 횡단하였으면, 회로 보드(26)는 분리(released)되고, 컨베이어 레일(22, 24) 상으로 다시 하강되고, 프린터(10)로부터 운송되어, 제 2 회로 보드는 프린터에 적재될 수 있다. 제 2 회로 보드 상에 프린팅하기 위해, 프린트 헤드(18)는 제 1 회로 보드에 사용된 방향과 반대 방향으로 스텐실(16)을 가로질러 이동된다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 스퀴지 아암(squeegee arm)(미도시)은 프린트 헤드(18)에서 땜납 페이스트를 포함하기 위해 안쪽으로 흔들릴 수 있고, 그런 후에 프린트 헤드는 z-방향으로 들어올려질 수 있고 본래 위치로 다시 이동될 수 있어서, 유사한 방향 스트로크를 이용하여 제 2 회로 보드 상에서 프린트 동작을 수행하게 된다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 지지 및 클램핑 조립체(28)의 구조가 더 구체적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 프린트 회로 보드(26)는 4개의 에지(34, 36, 38, 및 40)를 갖는 얇은 직사각형 바디를 갖는데, 이들 4개의 에지 중 2개(34, 38)는 프린트 동작 동안 클램핑될 수 있다. 회로 보드(26)는 복수의 패드(44)를 갖는 상부 표면(42)을 포함하고, 이러한 복수의 패드는 프린트 동작 동안 증착된 땜납 페이스트를 갖도록 적응된다. 프린트 회로 보드(26)의 밑면 또는 하부 표면(46)은, 부분적으로 기판 지지 시스템(30)에 의해 지지되며, 이러한 기판 지지 시스템은 프린트 동작 동안 프린트 회로 보드가 구부러지거나 휘어지는 것을 방지한다. 단지 예시를 위해, 2개의 지지 시스템(30)은 도 2에 도시된다. 도 2의 좌측 상에, 특정 실시예에서, 유연한 지지 시스템, 예를 들어 겔 압형(gel tooling)(48)은 프린트 회로 보드(26)를 지지한다. 그러한 지지 시스템은, 본 발명의 양수인에 의해 소유되고 본 명세서에 참고용으로 병합되는, "METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING A SUBSTRATE"라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 10/394,814에 개시된다. 유연한 지지 시스템(48)은 일정한 방식으로 회로 보드를 지지하기 위해 프린트 회로 보드(26)의 하부 표면(46)에 따르도록 적응될 수 있다.
도 2의 우측 상에, 다른 실시예에서, 지지 시스템(30)은 프린트 회로 보드(26)를 지지하기 위한 복수의 핀(50)을 포함하는데, 이러한 복수의 핀은 스텐실 프린터 분야, 그리고 더 좁은 범위로 분배기 분야에서 잘 알려져 있다. 다른 실시예에서, 하나의 지지 시스템은 전체 회로 보드의 밑면을 지지하는데 사용될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 일실시예에서, 회로 보드는 벨트 전달 조립체에 의해 지지 및 클램핑 조립체(28)로/로부터 운송되는데, 이러한 벨트 전달 조립체는 회로 보드(26)의 에지(34, 38)의 영역에서 보드의 밑면을 지지하도록 구성된다(도 2). 벨트 전달 조립체는 전술한 컨베이어 시스템의 부분이고, 회로 보드(26)를 스텐실 프린터(10)로/로부터 전달하기 위해 레일(22, 24)과 협력한다. 특히, 벨트 전달 조립체는 적어도 하나의 롤러(미도시)에 의해 구동된 벨트를 포함한다.
특정 실시예에서, 리프트 메커니즘은 각 보드 지지 부재 및 회로 보드를 사전-프린트 위치로부터 상승된 프린트 위치까지 상승시키기 위해 제공될 수 있다. 특히, 프레임에 기계적으로 결합된 테이블은 프린트 회로 보드를 벨트로부터 들어 올리기 위해 각 보드 지지 부재의 하부 에지와 맞물리도록 상승될 수 있다. 도 3에 도시되지 않았지만, 리프트 메커니즘은, 호일과 맞물리거나 이에 가까이 있도록 일정 위치에서 프린트 회로 보드를 상승시킨다. 지지 및 클램핑 조립체의 중량은 사전-프린트 또는 하강 위치에서 지지 부재를 편향시킨다. 제어기는, 회로 보드가 벨트 전달 조립체에 의해 스텐실 프린터로/로부터 왕복하는 사전-프린트 위치와, 프린트 동작이 회로 보드 상에 수행되는 프린트 위치 사이에서 회로 보드의 이동을 제어하도록 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 특정 실시예에서, 클램핑 조립체는, 80으로 표시된 호일이 레일 부재(82)에 착탈식으로 고정되는 교체가능한 호일이 되도록 구성될 수 있다. 특히, 일실시예에서, 호일(80)은 내구성있는 구조인 스프링 스틸(spring steel)로부터 제조될 수 있다. 다른 적합한 물질도 또한 사용될 수 있다. 일실시예에서, 호일(80)은 냉간 압연된(cold rolled) 스테인리스 스틸로부터 제조될 수 있 으며, 이러한 스테인리스 스틸은 0.10 내지 0.20mm 두께이고, 바람직하게는 약 0.15mm의 두께이다. 다른 두께는 동작 상태 및 기판에 가해진 클램핑 힘에 따라 선택될 수 있다. 클램핑 부재(84)는 호일(80) 위에 배치될 수 있어서, 레일 부재(82)와 클램핑 부재(84) 사이에 호일을 고정시킨다. 나사 패스너(86)와 같은 복수의 패스너는 클램핑 부재(84) 및 호일(80)을 레일 부재(82) 상의 위치에 고정시키도록 제공될 수 있다. 도시된 바와 같이, 클램핑 부재(84)에 형성된 개구부(88)는 호일(80)을 착탈식으로 적소에 고정시키기 위해 레일 부재(82)에 형성된 개구부(90)에 대응한다.
일실시예에서, 호일(80)은, 호일의 길이를 따라 일정 각도가 형성되도록 구부러진다. 특히, 호일(80)의 제 1 레그(leg)(92)는 클램핑 부재(84)와 레일 부재(82) 사이에 클램핑되어, 제 2 레그(94)는 사용할 동안 기판에 걸쳐 연장한다. 특정 실시예에서, 제 1 레그(92)와 제 2 레그(94) 사이의 각도는 대략 135°일 수 있다. 호일(80)은 레일 부재(82)의 상부 표면에 형성된 호일 시트(96) 내에 배치된다. 도시된 바와 같이, 레일 부재(82)는 레일 부재(62)에 형성된 슬롯 내에 끼워지도록 설계된 레일 조립체의 부분일 수 있다. 호일 시트(96)는 호일 부재(80)의 제 1 레그(92)를 수용하도록 구성되는 경사진 표면(98)을 포함한다. 클램핑 부재(84)는 패스너(86)를 가지고 클램핑 부재를 고정시킬 때 호일(80)을 클램핑하는 짝을 이루는(mating) 경사진 표면(100)을 갖는다.
도시된 바와 같이, 도 4는 클램핑 부재(84), 호일(80), 레일 부재(82) 및 나사 패스너(86)의 분해된 조립체를 도시한다. 도시된 실시예에서, 클램핑 부재(84) 는 패스너(86)를 가지고 클램핑 부재를 레일 부재에 고정시키기 위해 레일 부재(82)에 형성된 3개의 암나사 골 형태의(tapped) 개구부(90)와 정렬되는 3개의 개구부(88)를 갖는다. 나사 패스너(86)의 개수는 호일(80)의 길이에 따라 증가되거나 감소될 수 있다. 호일(80)이 손상되거나 그렇지 않으면 교체를 요구할 때, 호일이 나사 패스너(86) 및 클램핑 부재(84)를 제거함으로써 쉽게 제거되고 교체되는 것으로 해결된다. 일단 클램핑 부재(84)가 제거되면, 사용된 호일은 호일 시트(96)로부터 제거될 수 있고, 새로운 호일로 교체될 수 있다. 다음으로, 클램핑 부재(84)는 호일(80)에 걸쳐 적용될 수 있고, 나사 패스너(86)를 가지고 레일 부재(82)에 고정될 수 있어, 호일을 적소에 단단히 부착시키게 된다.
도 5는 클램핑 조립체의 다른 실시예를 도시한다. 특히, 도시된 바와 같이, 호일(110)은 구조상 평평하다. 이러한 구성을 통해, 클램핑 부재(112)는 클램핑 부재를 레일 부재(114)에 부착시킬 때 호일(110)과 맞물리고 호일(110)을 적소에 고정시키도록 설계되는 가공된 오목부를 갖도록 설계될 수 있다. 나사 패스너(86)는 클램핑 부재(112) 및 호일(110)을 착탈식으로 적소에 고정시키기 위해 제공될 수 있다. 호일(110)의 교체는 호일(80)의 교체와 동일한 방식으로 달성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 기판 지지 및 클램핑 조립체(28)는 한 쌍의 보드 지지 부재{하나의 보드지지 부재(52)는 도 3에 도시된다}를 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 한 쌍의 보드 지지 부재는 프린트 회로 보드의 에지(34, 38)를 따라 프린트 회로 보드(26)의 하부 표면(46)과 맞물리고 이를 지지한다. 보드 지지 부재{보드 지지 부재(52)를 포함함}는 회로 보드의 전체(또는 거의 전체) 에지를 따른 지지를 제공하기 위해 프린트 회로 보드(26)의 에지(34 및 38)의 길이를 따라 늘어나고 연장된다. 도시된 바와 같이, 장착 블록(54)은 보드 지지 부재(52)에 부착되고, 프레임에 형성된 적어도 하나의 트랙(56)에 의해 스텐실 프린터(10)의 프레임(12)(도 1)에 슬라딩가능하게 결합된다.
도 3 내지 도 5에 도시된 실시예에서와 같이, 리프트 메커니즘은, 각 보드 지지 메커니즘(도 6에서 52로 표시됨) 및 회로 보드(26)를 트랙(56)을 따라 사전-프린트 위치로부터 상승 프린트 위치로 상승시키도록 제공될 수 있다. 특히, 프레임(12)(도 1)에 기계 결합되는 테이블(58)은 벨트(51)로부터 프린트 회로 보드(26)를 들어올리기 위해 각 보드 지지 부재(52)의 하부 에지와 맞물리도록 상승될 수 있다. 리프트 메커니즘은 호일(60)과 맞물리도록 일정 위치에서 프린트 회로 보드(26)를 상승시킨다. 지지 및 클램핑 조립체(28)의 중량은 사전-프린트 또는 하강된 위치에서 지지 부재(52)를 편향시킨다. 제어기(14)는, 회로 보드가 벨트 전달 조립체에 의해 스텐실 프린터(10)로/로부터 왕복되는 사전-프린트 위치와, 프린트 동작이 회로 보드 상에서 수행되는 상승된 프린트 위치 사이에서 회로 보드(26)의 이동을 제어하도록 구성될 수 있다.
일단 회로 보드(26)가 스텐실 프린터(10)에 적재되고, 지지 및 클램핑 조립체(28) 내에 위치되고, 정렬 위치로 상승되면, 일실시예에서, 회로 보드는 프린트 동작 동안 회로 보드의 평면을 따라 회로 보드의 임의의 측면 방향의 이동을 방지하도록 클램핑될 수 있다. 특히, 지지 및 클램핑 조립체(28)는 회로 보드(26)의 z-방향 이동을 방지하기 위해 호일 부재(60)를 포함한다. 일실시예에서, 호일(60)은 고정된 레일 부재(62)에 부착되고, 상기 호일은 회로 보드(26)의 에지(34)와 겹치도록 위치된다. 호일(60)을 레일 부재에 부착시키는 것은 아래에 더 구체적으로 논의될 것이다.
지지 및 클램핑 조립체(28)는 회로 보드(26)의 대항 에지(34, 38)와 맞물리도록 위치되는 한 쌍의 레일 부재{하나의 레일 부재(64)만이 도 3에 도시된다}를 더 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 레일 부재(64)는 아래에 설명되는 방식으로 이동가능한 반면, 도면에 도시되지 않은 레일 부재는 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 양쪽 레일 부재 모두는 프린트 동작을 가능하게 하기 위한 고정 위치에서 회로 보드를 클램핑하도록 이동가능하다. 도시된 바와 같이, 레일 부재(64)의 안쪽을 향하는 표면(66)은, 회로 보드가 스텐실 프린터(10)에 적재될 때 회로 보드(26)의 에지(34)에 근접하게 위치된다. 다른 (고정된) 레일 부재는 이동가능한 레일 부재(64)의 표면(66)을 향하는 유사한 안쪽을 향하는 표면을 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 특정 실시예에서, 클램핑 메커니즘(68)은 레일 부재 사이에 회로 보드를 고정시키기 위해 회로 보드(26)의 에지(34)에 대해 이동가능한 레일 부재(64)를 이동시키도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 클램핑 메커니즘(68)은, 레일 부재가 회로 보드(26)의 에지(34)로부터 이격되는 제 1 위치와, 레일 부재가 프린트 동작 동안 레일 부재 사이에 기판을 클램핑시키기 위해 기판의 에지와 맞물리는 제 2 위치 사이에서 레일 부재를 이동시키기 위해 이동가능한 레일 부재(64)의 길이를 따라 제공된 적어도 하나의 피스톤, 바람직하게 2개 이상의 피스톤을 포함할 수 있다. 이러한 개시의 이익이 주어지면, 당업자가, 프린트 회로 보드(26)의 에지(34)에 대해 레일 부재(64)를 이동시키고 여전히 본 발명의 범주 내에 있는 상이한 메커니즘을 이용할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 캠 메커니즘은 제 1 및 제 2 위치 사이에서 레일 부재(64)의 이동을 달성하도록 이용될 수 있다.
압력 조절기(70)는, 클램핑 메커니즘(68)에 의해 레일 부재에 가해진 압력을 모니터링하고 조절하기 위해 추가로 제공될 수 있다. 압력 조절기(70)는 스텐실 프린터(10)의 조작자가 회로 보드(26) 상의 클램핑 힘을 제어할 수 있도록 제어기(14) 뿐 아니라 클램핑 메커니즘(68)과 통신한다. 일실시예에서, 레일 부재(64)에 의해 회로 보드(26)에 부착된 클램핑 힘은 1파운드(약 453g) 내지 35파운드(약 15,855g), 바람직하게 8파운드(약 3,624g) 내지 15파운드(약 6,795g)일 수 있고, 더 바람직하게, 클램핑 힘은 대략 12파운드(약 5,436g)일 수 있다. 클램핑 메커니즘(68)에 의해 가해진 압력은 회로 보드(26)를 레일 부재 사이에 단단히 고정시킬 정도로 충분해야 하지만, 회로 보드가 과도한 압력으로 인해 휘어질 정도로 크지 않아야 한다. 클램핑 힘이 더 큰 회로 보드에 대한 바람직한 범위보다 더 클 수 있고, 더 작은 회로 보드에 대한 바람직한 범위보다 더 낮을 수 있다는 것이 주지되어야 한다. 또한, 클램핑 메커니즘(68)에 의해 가해진 힘의 양은 회로 보드가 유지되는 두께에 관련된다. 특히, 회로 보드가 더 두꺼울수록, 클램핑 힘은 더 커지게 된다. 반대로, 회로 보드가 더 얇아질수록, 클램핑 힘은 더 적어지게 된다.
이러한 개시의 이익이 주어지면, 당업자가 클램핑 메커니즘(68)에 의해 레일 부재에 가해진 힘을 모니터링하고 조절하기 위해 압력 조절기(70) 이외의 메커니 즘, 예를 들어 센서를 이용할 수 있음이 이해되어야 한다. 더욱이, 전술한 바와 같이, 하나의 레일 부재만이 회로 보드를 클램핑하도록 구성되지만, 양쪽 레일 부재 모두는 클램핑 동작을 수행하도록 조작될 수 있다. 또한, 레일 부재가 회로 보드를 고정시키기 위해 임의의 적합한 물질, 예를 들어 강철(steel)로 제조될 수 있음이 주지되어야 한다.
클램핑 메커니즘의 준비가 제공되지 않을 수 있다는 것이 주지되어야 한다. 특히, 레일 부재(64)는 적소에 고정될 수 있다.
본 명세서에 개시된 지지 및 클램핑 조립체(28)가 스텐실 프린터 이외의 다른 프린트 회로 보드 제조 기기에서 구현될 수 있음이 추가로 이해되어야 한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 본 명세서에 개시된 원리는 프린트 회로 보드 제조시 점성 물질을 분배하는데 사용된 분배기, 웨이브 땜납 기계, 역류 오븐, 및 픽 앤드 플레이스 기계에 쉽게 적용될 수 있다.
다른 실시예에서, 교체가능한 호일의 개념은, 회로 보드가 레일에 의해 클램핑되고 적소에 유지되도록 호일이 수축되는 "플리퍼-유형(flipper-type)" 메커니즘을 갖는 클램핑 메커니즘에 사용될 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예의 몇몇 양상이 이에 따라 설명되었지만, 다양한 변경, 변형 및 개선점이 당업자에게 쉽게 나타날 것임이 인식될 것이다. 그러한 변경, 변형 및 개선점은 이러한 개시의 부분인 것으로 의도되고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있도록 의도된다. 따라서, 이전 설명 및 도면은 단지 예에 불과하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기판 상에서 동작을 수행하는 기계 내에서 기판을 지지하고 안정화시키기 위한 기판 지지 조립체 등에 이용된다.

Claims (10)

  1. 기판상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터로서,
    프레임과;
    상기 프레임에 연결된 스텐실과;
    스텐실에 걸쳐 점성 물질을 증착시키고 프린팅하기 위해 상기 프레임에 연결된 프린트 헤드와;
    프린트 위치에서 기판을 지지하기 위한 기판 지지부와;
    프린트 위치에서 기판을 클램핑하기 위한 기판 클램핑 조립체를 포함하며,
    상기 기판 클램핑 조립체는,
    프레임에 연결되고 기판의 대항 에지와 맞물리도록 된 한 쌍의 레일 부재로서, 각각의 레일 부재는 경사진 표면을 갖는 호일 시트를 갖는, 한 쌍의 레일 부재와,
    각각의 레일 부재를 위한 한 쌍의 호일로서, 각각의 호일은 호일 시트의 경사진 표면과 맞물리는 어떠한 개구도 없이 형성된 제 1 레그와, 기판에 대해 제 1 레그에 대하여 굽혀지는 제 2 레그를 갖는, 한 쌍의 호일과,
    레일 부재 상의 적소에 호일을 착탈식으로 고정시키기 위해 짝을 이루는 경사진 표면을 갖는, 각 레일 부재 및 호일을 위한 한 쌍의 클램핑 부재를 포함하며,
    상기 기판 클램핑 조립체는 기판을 클램핑하기 위해 기판에 대해 레일 부재의 적어도 하나를 이동시키도록 프레임에 연결된 클램핑 메커니즘을 더 포함하며,
    상기 클램핑 메커니즘은, 레일 부재가 기판의 대항 에지 중 하나로부터 이격되는 제 1 위치와, 레일 부재가 프린트 동작 동안 레일 부재 사이에 기판을 클램핑하기 위해 기판의 대항 에지 중 하나와 맞물리는 제 2 위치 사이에서, 레일 부재의 적어도 하나를 이동시키기 위한 적어도 하나의 피스톤을 포함하는, 스텐실 프린터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 클램핑 메커니즘은 피스톤에 의해 기판의 에지에 대해 레일 부재에 가해진 클램핑 힘을 제어하기 위한 압력 조절기를 더 포함하는, 스텐실 프린터.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 기판 지지부는 유연한 지지 부재를 포함하는, 스텐실 프린터.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 기판 지지부는 기판의 하부 표면과 맞물리고 지지하도록 된 복수의 핀을 포함하는, 스텐실 프린터.
  7. 제 1항에 있어서, 각 호일 부재는 기판의 z-방향 이동을 방지하는, 스텐실 프린터.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 기판 클램핑 조립체는 클램핑 부재와 레일 부재 사이에 배치된 호일 부재를 가지고 클램핑 부재를 레일 부재에 착탈식으로 고정시키기 위해 적어도 하나의 패스너를 더 포함하는, 스텐실 프린터.
  9. 삭제
  10. 삭제
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