KR20100015514A

KR20100015514A - 기판 지지부를 조정하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20100015514A
Application number: KR1020097021281A
Authority: KR
Inventors: 존 지. 클로저; 로날드 제이. 포겟
Original assignee: 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2010-02-12
Also published as: KR101515521B1; US20080250951A1; CN101678672B; EP2144755A1; US20110120325A1; EP2144755B1; CN101678672A; US8230783B2; WO2008127825A1; US7861650B2

Abstract

기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터는 프레임(12)과, 스텐실(16)과, 스텐실에 걸쳐 점성 물질을 증착 및 프린팅하기 위한 프린트 헤드(18)를 포함한다. 기판 지지부(78)는 프린트 위치에서 기판을 지지한다. 기판 지지부 이동 조립체(30)는 제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘(100A)과, 제 1 방향에 일반적으로 수직인 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘(100B)과, 제 1 방향으로 기판을 이동시키도록 구성된, 제 1 이동 메커니즘으로부터 이격된 제 3 이동 메커니즘(100A)을 포함한다. 스텐실 프린터는 기판을 정렬시키기 위해 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 기판 지지부를 이동시키기 위해 기판 지지부 이동 조립체에 결합된 제어기(14)를 더 포함한다.

Description

기판 지지부를 조정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ADJUSTING A SUBSTRATE SUPPORT}

본 발명은 일반적으로 기판 지지 조립체, 및 기판 상에서 동작을 수행하는 기계 내에서 기판을 지지하고 안정화시키는 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 특히 프린트 동작 동안 기판의 위치를 조정하도록 설계된 스텐실 프린터의 기판 조정 조립체에 관한 것이다.

기존의 표면-장착 회로 보드 제조 동작에서, 스텐실 프린터는 땜납 페이스트를 프린팅된 회로 보드 상에 프린트하는데 사용된다. 땜납 페이스트가 증착될 패드의 패턴 또는 몇몇 다른 전도성 표면을 갖는 회로 보드(넓게 전자 기판으로 지칭됨)는 스텐실 프린터에 자동으로 공급된다. 회로 보드 상의 하나 이상의 작은 구멍 또는 마크{기점(fiducial)으로 지칭됨}는 회로 보드 상으로의 땜납 페이스트의 프린?? 이전에 스텐실 프린터의 스텐실 또는 스크린과 회로 보드를 정렬시키는데 사용된다. 기점은 회로 보드를 스텐실에 정렬시킬 때 기준점으로서 작용한다. 일단 회로 보드가 프린터에서의 스텐실과 정렬되었으면, 회로 보드는 기판 지지부, 예를 들어 핀을 갖는 테이블에 의해 스텐실로 상승되고, 스텐실에 대해 고정된다. 그런 후에 땜납 페이스트는 스텐실 상에 분배되고, 와이퍼 블레이드(wiper blade) 또는 스퀴지(squeegee)는 스텐실을 가로질러, 땜납 페이스트가 스텐실에 형성된 애퍼처를 통과하여 보드 상으로 나아가도록 한다. 스퀴지가 스텐실에 가로질러 이동될 때, 땜납 페이스트는 블레이드 전면에서 굴러가는 경향이 있는데, 이것은 바람직하게 스크린 또는 스텐실에서 애퍼처의 채워짐을 용이하게 하기 위해 원하는 점성을 얻도록 땜납 페이스트의 혼합 및 전단 변형(shearing)하도록 한다. 땜납 페이스트는 일반적으로 표준 카트리지로부터 스텐실 상으로 분배된다. 프린트 동작 이후에, 보드는 분리되고, 스텐실로부터 하강되고, 프린팅된 회로 보드 제조 라인 내에 다른 스테이션으로 전달된다.

전술한 바와 같이, 스텐실 및 회로 보드는 회로 보드의 패드 상에 정밀하게 땜납 페이스트를 적절하게 프린팅하도록 정렬된다. 하나의 알려진 스텐실 프린터에서, 기판 지지부는 기판 지지부의 x-축 이동, y-축 이동, 및 θ 또는 회전 이동을 제어하기 위해 스프링-장전된 엑추에이터에 연결된다. 기판과 스텐실의 정렬을 달성하기 위해, 스프링-장전된 엑추에이터는 기판 지지부의 이동을 제어하도록 조작된다.

본 발명의 실시예는 전술한 것과 같은 스텐실 지지 조립체에 개선을 제공한다.

본 발명의 양상은 기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터에 관한 것이다. 특정 실시예에서, 스텐실 프린터는 프레임, 프레임에 결합된 스텐실, 및 스텐실에 걸쳐 점성 물질을 증착 및 프린팅하기 위해 프레임에 결합된 프린트 헤드를 포함한다. 스텐실 프린터는 프린트 위치에서 기판을 지지하기 위해 프레임에 결합된 기판 지지부와, 기판 지지부에 결합된 기판 지지부 이동 조립체를 더 포함한다. 기판 지지부 이동 조립체는 기판 지지부를 제 1 방향으로 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과, 기판 지지부를 제 2 방향으로 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과, 기판을 제 1 방향으로 이동시키도록 구성된, 제 1 이동 메커니즘으로부터 이격된 제 3 이동 메커니즘을 포함하며, 상기 제 2 방향은 제 1 방향에 일반적으로 수직이다. 스텐실 프린터는 기판을 정렬하기 위해 제 1, 제 2, 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 기판 지지부를 x-방향, y-방향, 및 회전 방향으로 이동시키도록 기판 지지부 이동 조립체에 결합된 제어기를 더 포함한다.

스텐실 프린터의 실시예는 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 y-방향, 제 2 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 x-방향, 반대 방향으로 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 회전 방향을 달성하는 것을 포함할 수 있다. 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘 각각은, 나사산 형성된(threaded) 샤프트 및 나사산 형성된 샤프트의 길이를 따라 축 방향으로 이동가능한 볼 나사 부재를 갖는 볼 나사 구동 조립체를 포함할 수 있으며, 볼 나사 부재는 기판 지지부에 결합된다. 기판 지지부 이동 조립체는 나사산 형성된 샤프트에 결합된 드라이브를 더 포함할 수 있으며, 드라이브는 제어기의 제어 하에 나사산 형성된 샤프트를 회전시키도록 구성된다. 기판 지지부 이동 조립체의 볼 나사 부재는 선형 베어링(linear bearing)을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상은 프레임과, 프린트 위치에서 기판을 지지하도록 프레임에 결합된 기판 지지부와, 기판 지지부 이동 조립체를 포함하는 기판 지지부 조립체에 관한 것이다. 일실시예에서, 기판 지지부 이동 조립체는 기판 지지부를 제 1 방향으로 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과, 기판 지지부를 제 2 방향으로 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과, 기판을 제 1 방향으로 이동시키도록 구성된, 제 1 이동 메커니즘으로부터 이격된 제 3 이동 메커니즘을 포함하며, 제 2 방향은 제 1 방향에 일반적으로 수직이다. 기판 지지부 이동 조립체는 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 기판 지지부를 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 이동시킬 수 있다.

기판 지지부 조립체의 실시예는 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 y-방향, 제 2 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 x-방향, 반대 방향으로 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 회전 방향을 달성하는 것을 포함할 수 있다. 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘 각각은, 나사산 형성된 샤프트 및 나사산 형성된 샤프트의 길이를 따라 축 방향으로 이동가능한 볼 나사 부재를 갖는 볼 나사 구동 조립체를 포함할 수 있으며, 볼 나사 부재는 기판 지지부에 결합된다. 기판 지지부 이동 조립체는 나사산 형성된 샤프트에 결합된 드라이브를 더 포함할 수 있으며, 드라이브는 제어기의 제어 하에 나사산 형성된 샤프트를 회전시키도록 구성된다. 기판 지지부 이동 조립체의 볼 나사 부재는 선형 베어링을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상은 땜납 페이스트를 기판 상에 분배하는 방법에 관한 것이다. 특정 실시예에서, 상기 방법은, 기판을 스텐실 프린터의 기판 지지부에 전달하는 단계와; 프린트 위치에서 기판을 배향하도록 기판 지지부를 조종하는 단계로서, 기판 지지부를 조종하는 단계는 기판 지지부를 제 1 방향으로 이동시키고 기판 지지부를 제 2 방향으로 이동시킴으로써 달성되는, 기판 지지부를 조종하는 단계와; 땜납 페이스트를 기판의 패드 상에 프린팅하기 위해 프린트 동작을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 방법의 실시예는 기판 상에 배치된 적어도 하나의 기점의 이미지를 포착하는 단계를 포함할 수 있다. 기판 지지부를 조종하는 것은 적어도 하나의 기점의 이미지에 기초할 수 있다. 기판 지지부를 조종하는 것은, 기판 지지부를 제 1 방향으로 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과, 기판 지지부를 제 2 방향으로 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과, 기판을 제 1 방향으로 이동시키도록 구성된 제 3 이동 메커니즘을 포함하는 기판 지지부 이동 조립체에 의해 달성될 수 있으며, 제 2 방향은 제 1 방향에 일반적으로 수직이다. 기판 지지부 이동 조립체는 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 기판 지지부를 이동시킬 수 있다. 상기 방법은 프린트 동작을 수행할 때 스텐실을 기판 상에 위치시키는 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상은 기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 일실시예에서, 상기 장치는 프레임과, 프레임에 결합된 분배기와, 프린트 위치에서 기판을 지지하기 위해 프레임에 결합된 기판 지지부와, 기판 지지부에 결합된 기판 지지부 이동 조립체를 포함하며, 상기 분배기는 기판 상에 점성 물질을 분배하도록 구성된다. 기판 지지부 이동 조립체는 기판 지지부를 제 1 방향으로 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과, 기판 지지부를 제 2 방향으로 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과, 제 1 이동 메커니즘으로부터 이격되고 기판 지지부를 제 1 방향으로 이동시키도록 구성된 제 3 이동 메커니즘을 포함하며, 제 2 방향은 제 1 방향에 일반적으로 수직이다. 이미징 시스템은 프린트 위치에서 기판을 보기 위해 프레임에 결합된다. 상기 장치는 기판을 정렬시키기 위해 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 기판 지지부를 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 이동시키도록 기판 지지부 이동 조립체 및 이미징 시스템에 결합된 제어기를 더 포함한다.

상기 장치의 실시예는 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 y-방향과, 제 2 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 x-방향과, 반대 방향으로 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 이동의 회전 방향을 달성하는 것을 포함할 수 있다. 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘 각각은, 나사산 형성된 샤프트 및 나사산 형성된 샤프트의 길이를 따라 축 방향으로 이동가능한 볼 나사 부재를 갖는 볼 나사 구동 조립체를 포함할 수 있으며, 볼 나사 부재는 기판 지지부에 결합된다. 기판 지지부 이동 조립체는 나사산 형성된 샤프트에 결합된 드라이브를 더 포함할 수 있으며, 드라이브는 제어기의 제어 하에 나사산 형성된 샤프트를 회전시키도록 구성된다. 기판 지지부 이동 조립체의 볼 나사 부재는 선형 베어링을 포함할 수 있다.

기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터로서,

프레임과;

상기 프레임에 결합된 스텐실과;

상기 스텐실에 걸쳐 점성 물질을 증착시키고 프린팅하기 위해 프레임에 결합된 프린트 헤드와;

프린트 위치에서 기판을 지지하기 위해 프레임에 결합된 기판 지지부와;

기판 지지부에 결합된 기판 지지부 이동 조립체로서,

제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과;

제 1 방향과 일반적으로 수직인 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과;

제 1 방향으로 상기 기판을 이동시키도록 구성되고, 제 1 이동 메커니즘으로부터 이격된, 제 3 이동 메커니즘을

포함하는, 기판 지지부 이동 조립체와;

상기 기판을 정렬하기 위해 상기 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 상기 기판 지지부를 이동시키기 위해 상기 기판 지지부 이동 조립체에 결합된 제어기를

포함한다.

이동의 y-방향은 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 달성된다.

이동의 x-방향은 제 2 이동 메커니즘을 조정함으로써 달성된다.

이동의 회전 방향은 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 반대 방향으로 조정함으로써 달성된다.

각 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘은 나사산 형성된(threaded) 샤프트 및 나사산 형성된 샤프트의 길이를 따라 축 방향으로 이동가능한 볼 나사 부재를 갖는 볼 나사 구동 조립체를 포함하며, 상기 볼 나사 부재는 기판 지지부에 결합된다.

상기 기판 지지부 이동 조립체는 나사산 형성된 샤프트에 결합된 드라이브를 더 포함하고, 상기 드라이브는 제어기의 제어 하에 나사산 형성된 샤프트를 회전시키도록 구성된다.

상기 기판 지지부 이동 조립체의 볼 나사 부재는 선형 베어링을 포함한다.

기판 지지부 조립체로서,

프레임과;

기판 지지부 이동 조립체로서,

포함하는, 기판 지지부 이동 조립체를 포함하며,

상기 기판 지지부 이동 조립체는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 상기 기판 지지부를 이동시킬 수 있다.

이동의 y-방향은 동일한 방향으로 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 달성된다.

각 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘은 나사산 형성된 샤프트 및 나사산 형성된 샤프트의 길이를 따라 축 방향으로 이동가능한 볼 나사 부재를 갖는 볼 나사 구동 조립체를 포함하며, 상기 볼 나사 부재는 기판 지지부에 결합된다.

땜납 페이스트를 기판 상에 분배하기 위한 방법으로서,

기판을 스텐실 프린터의 기판 지지부에 전달하는 단계와;

프린트 위치에서 기판을 배향시키도록 기판 지지부를 조종하는 단계로서, 제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키고 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시킴으로써 달성되는, 기판 지지부를 조종하는 단계와;

땜납 페이스트를 기판의 패드 상에 프린팅하기 위해 프린트 동작을 수행하는 단계를

포함한다.

상기 기판 상에 배치된 적어도 하나의 기점(fiducial)의 이미지를 포착하는 단계를 더 포함하며, 상기 기판 지지부를 조종하는 단계는 적어도 하나의 기점의 이미지에 기초한다.

상기 기판 지지부를 조종하는 단계는, 제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과, 제 1 방향에 일반적으로 수직인 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과, 제 1 방향으로 기판을 이동시키도록 구성된 제 3 이동 메커니즘을 포함하는 기판 지지부 이동 조립체에 의해 달성되며, 상기 기판 지지부 이동 조립체는 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 기판 지지부를 이동시킬 수 있다.

상기 프린트 동작을 수행할 때 스텐실을 상기 기판 상에 위치시키는 단계를 더 포함한다.

기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치로서,

프레임과;

기판 상에 점성 물질을 분배하도록 구성된, 프레임에 결합된 분배기와;

기판 지지부에 결합된 기판 지지부 이동 조립체로서,

포함하는, 기판 지지부 이동 조립체와;

프린트 위치에서 기판을 보기 위해 프레임에 결합된 이미징 시스템과;

포함한다.

상기 기판 지지부 이동 조립체는 나사산 형성된 샤프트에 결합되 드라이브를 더 포함하고, 상기 드라이브는 제어기의 제어 하에 나사산 형성된 샤프트를 회전시키도록 구성된다.

첨부 도면은 축척대로 도시되지 않는다. 도면에서, 다양한 도면에 도시된 각 동일하거나 거의 동일한 구성요소는 유사한 참조 번호로 표시된다. 명백함을 위해, 모든 구성요소가 도면마다 라벨링되는 것은 아닐 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 스텐실 프린터의 전면 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예의 이미징 시스템의 개략도.

도 3은 하강된 사전-프린트 위치에 도시된, 기판, 예를 들어 프린팅된 회로 보드를 갖는 본 발명의 일실시예의 지지부 조립체의 위치의 개략적인 상부 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예의 기판 지지부 조립체의 개략적인 하부 평면도.

도 5는 도 4에 도시된 기판 지지부 조립체의 개략적인 측면도.

도 6은 도 5에 도시된 기판 지지부의 이동 메커니즘의 확대된 개략적인 측면도.

도 7은 본 발명의 일실시예의 테이블 커넥터의 개략적인 단면도.

도 8은 개략적인 부분 단면도.

도 9는 본 발명의 일실시예의 z-축 프레임 커넥터의 개략적인 단면도.

도 10은 본 발명의 일실시예의 z-축 프레임의 사시도.

도 11은 전자 기판 상에서 프린트 동작을 수행하는 방법을 도시한 도면.

도 12는 전자 기판의 이미지의 개략도.

본 발명은 그 응용에 있어서 다음 설명에 설명되거나 도면에 도시된 구성요소의 구조 및 장치에 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 않는다. "포함(including)", "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "함유하는(containing)", "수반하는(involving)", 및 그 변형의 이용은 이후에 기술되는 항목 및 그 등가물(equivalent) 및 추가 항목을 포함하는 것으로 의미된다.

예시를 위해, 본 발명의 실시예는 이제 땜납 페이스트를 프린팅된 회로 보드 상에 프린팅하는데 사용된 스텐실 프린터를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 당업자는, 본 발명의 실시예가 땜납 페이스트를 회로 보드 상에 프린팅하는 스텐실 프린터에 한정되지 않고, 접착제(glues) 및 캡슐제(encapsulents)와 같은 다른 점성 물질의 분배를 요구하는 다른 응용에 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 또한 분배기, 역류 오븐(reflow ovens), 웨이브 땜납 기계, 및 픽 앤드 플레이스(pick and place) 기계, 또는 작업 동작 동안 구성요소를 전자 기판(예를 들어, 프린팅된 회로 보드)에 고정하는데 사용된 임의의 다른 장치에 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 실시예는, 2개의 부분 또는 조립체가 서로 정밀하게 정렬되어야 하는 임의의 메커니즘에 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 스텐실 프린터는 땜납 페이스트를 회로 보드 상에 프린팅하는 것에 한정되지 않고, 다양한 기판 상에 다른 물질을 프린팅하는데 사용된 것을 포함한다. 또한, 스크린 및 스텐실이라는 용어는 본 명세서에서 기판 상에 프린팅될 패턴을 한정하는 프린터에서의 디바이스를 설명하는 것으로 상호 교환적으로 사용될 수 있다.

이제 도면, 더 구체적으로 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예의 스텐실 프린터는 일반적으로 10으로 표시된다. 도시된 바와 같이, 스텐실 프린터(10)는 스텐실 프린터의 구성요소를 지지하는 프레임(12)을 포함한다. 구성요소는 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 적절하게 결합될 수 있다. 일실시예에서, 프린트 헤드(18)는 프린트 헤드 갠트리(gantry)(20) 상에 있는데, 이러한 프린트 헤드 갠트리는 제어기(14)의 제어 하에 프린트 헤드가 x-축, y-축 및 z-축 방향으로 이동되도록 한다. 더 구체적으로 아래에 설명되는 바와 같이, 프린트 헤드(18)는 스텐실(16)에 걸쳐 위치될 수 있고, 스텐실을 가로질러 이동될 수 있어서, 회로 보드 상으로의 땜납 페이스트의 프린팅을 허용한다.

스텐실 프린터(10)는 회로 보드를 스텐실 프린터에서의 프린트 위치로 전달하기 위한 레일(22, 24)을 갖는 컨베이어 시스템을 또한 포함할 수 있다. 스텐실 프린터(10)는 프린팅된 회로 보드(26)(또는 "기판")를 지지하기 위한 조립체(일반적으로 28로 표시됨)를 포함하고, 이러한 조립체는 아래에 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 프린트 동작 동안 안정하도록 프린팅된 회로 보드를 상승시키고 고정시킨다. 기판 지지부 조립체(28)는 기판 지지부 시스템(30)(도 3 참조), 예를 들어 회로 보드가 프린트 위치에 있을 때 회로 보드(26) 아래에 위치한 복수의 핀 또는 유연한 툴링(tooling)을 더 포함할 수 있다. 기판 지지부 시스템(30)은 부분적으로, 프린트 동작 동안 회로 보드의 휘어짐(flexing) 또는 비틀림(warping)을 방지하기 위해 회로 보드(26)의 내부 영역을 지지하는데 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) 및 스텐실(16)로 나아가도록 하기 위해 가압된 공기를 카트리지에 제공하는 컴프레서에 부착될 수 있다. 피스톤과 같은 기계 디바이스는 카트리지(32)로부터 땜납 페이스트를 프린트 헤드(18)로 나아가도록 하기 위해 공기 압력에 더하여, 또는 공기 압력 대신에 사용될 수 있다. 일실시예에서, 제어기(14)는 스텐실 프린터(10)의 동작을 제어하기 위해 응용 특정 소프트웨어를 갖는 마이크로소프트 DOS 또는 Windows XP 운영 체제를 갖는 개인용 컴퓨터를 이용하도록 구성될 수 있다. 제어기(14)는 회로 보드를 제작하기 위한 라인의 부분인 마스터 제어기와 네트워킹될 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. 지지부 조립체(28)는 회로 보드(26)를 상승시켜 프린트 위치에 고정한다. 그런 후에, 프린트 헤드(18)는, 프린트 헤드의 블레이드가 스텐실(16)과 접촉할 때까지 z-축 방향으로 하강된다. 그런 후에 프린트 헤드(18)는 스텐실(16)을 가로질러 y-축 방향으로 이동한다. 프린트 헤드(18)는 프린트 헤드의 분배기로부터 땜납 페이스트를 스텐실(16)에서의 애퍼처를 통해 회로 보드(26) 상으로 증착시킨다. 일단 프린트 헤드(18)가 스텐실(16)을 완전히 횡단하였으면, 회로 보드(26)는 분리되어 컨베이 어 레일(22, 24) 상으로 다시 하강되고, 프린터(10)로부터 전달되어, 제 2 회로 보드가 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(미도시)은 프린트 헤드(18)에 땜납 페이스트를 포함하기 위해 안쪽으로 흔들릴 수 있고(swing), 그런 후에 프린트 헤드는 z-축 방향으로 리프팅(lifted)될 수 있고 원래 위치로 다시 이동되어, 유사한 방향 스트로크를 이용하여 제 2 회로 보드 상에서 프린트 동작을 수행하게 된다.

여전히 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예의 이미징 시스템은 34로 표시된다. 일실시예에서, 이미징 시스템(34)은 스텐실(16)과, 회로 보드(26)가 지지되는 지지부 조립체(28) 사이에 배치될 수 있다. 이미징 시스템(34)은 이미징 갠트리(36)에 결합되는데, 이러한 이미징 갠트리(36)는 프린트 헤드(18)를 이동시키는데 사용되거나 스텐실 프린터 내에서 개별적으로 제공된 프린트 헤드 갠트리(20)의 부분일 수 있다. 이미징 시스템(3)을 이동시키는데 사용된 이미징 갠트리(36)의 구성은 땜납 페이스트 프린팅 분야에서 잘 알려져 있다. 장치는, 이미징 시스템(34)이 회로 보드 또는 스텐실의 미리 한정된 영역의 이미지를 각각 포착하기 위해 스텐실(16) 아래에 그리고 회로 보드(26) 위에{지지부 조립체(28)로 수송될 때} 임의의 위치에 위치될 수 있도록 이루어진다. 다른 실시예에서, 이미징 시스템을 프린팅 네스트(nest) 외부에 위치시킬 때, 이미징 시스템은 스텐실과 회로 보드 위 또는 아래에 위치될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 특정 실시예에서, 이미징 시스템(34)은 2개의 카메라(40, 42), 일반적으로 44, 46으로 표시된 2개의 렌즈 조립체, 2개의 조명 디바이스(48, 50), 2개의 빔 스플리터(52, 54), 및 미러(56)를 갖는 광학 조립체를 포함한다. 카메라(40, 42)는 서로에 대해 구조가 동일할 수 있고, 일실시예에서, 각 카메라는, 모델 번호 CHEAMDPCACELA010100로 메사추세츠, 캠브리지 소재의 Opteon Corporation으로부터 구매할 수 있는 유형의 디지털 CCD 카메라일 수 있다. 대안적으로, 하나의 카메라는, 상부 및 하부 이미지로 동일하게 접근되고 이미지 선택이 하나 또는 다른 조명 디바이스의 선택에 의해 이루어지는 경우에 사용될 수 있다.

일실시예에서, 조명 디바이스(48, 50)는 각 빔 스플리터에서 많은 양의 광을 생성할 수 있는 하나 이상의 발광 다이오드(백색 광 다이오드)일 수 있다. 조명 디바이스(48, 50)는 모델 번호 NSPW310BSB1B2/ST로 미시건, 디트로이트 소재의 Nichia Corporation에 의해 판매된 유형일 수 있다. 빔 스플리터(52, 54), 및 제로(zero) 빔 분할을 갖는 이중 미러인 미러(56)는 종래 기술에 잘 알려져 있다. 다른 실시예에서, 크세논 및 할로겐 램프는 요구된 광을 생성하는데 사용될 수 있다. 광섬유는 또한 광을 원격 소스로부터 사용 지점까지 전달하는데 사용될 수 있다.

도시된 실시예에서, 빔 스플리터(52, 54)는 각 조명 디바이스(48, 50)에 의해 생성된 광의 일부를 각각 회로 보드(26) 및 스텐실(16)쪽으로 반사시키는 한편, 추가로 회로 보드 및 스텐실에 의해 반사된 광의 일부가 미러(56)를 통과하도록 설계된다. 빔 스플리터(52, 54) 및 미러(56)에 의해 조명 디바이스(48, 50)와 각 카메라(40, 42) 사이에 한정된 광 경로는 당업자에게 잘 알려져 있다. 일실시예에서, 빔 스플리터와 미러에 의해 생성된 광 경로의 구조는, 미러가 전체 미러(2개의 카메라의 제공으로 인해)이고 광의 일부가 미러를 통과하도록 하지 않는다는 점을 제외하고, VIEWING AND ILLUMINATING VIDEO PROBE WITH VIEWING MEANS FOR SIMULTANEOUSLY VIEWING OBJECT AND DEVICE IMAGES ALONG VIEWING AXIS AND TRANSLATING THEM ALONG OPTICAL AXIS라는 명칭의 미국 특허 번호 5,060,063에 개시된 경로와 유사하다.

그러한 이미징 시스템의 예는, 본 발명의 양수인에게 모두 양도되고 본 명세서에 참고용으로 병합된, 2005년 11월 10일에 출원된 IMAGING SYSTEM AND METHOD FOR A STENCIL PRINTER라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 11/272,192와, 2006년 2월 1일에 출원된 OFF-AXIS ILLUMINATING ASSEMBLY METHOD AND SYSTEM이라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 11/345,432에서 찾아볼 수 있다.

도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 지지부 조립체(28)의 구조는 더 구체적으로 설명된다. 도시된 바와 같이, 프린팅된 회로 보드(26)는 4개의 에지(60, 62, 64, 66)를 갖는 얇은 직사각형 바디를 갖는데, 이들 에지 중 2개(60, 64)는 특정 실시예에서 프린트 동작 동안 고정될 수 있다. 회로 보드(26)는 복수의 패드(70)를 갖는 상부 표면(68)을 포함하는데, 이러한 복수의 패드(70)는 프린트 동작 동안 땜납 페이스트가 그 위에 증착하도록 적응된다. 프린팅된 회로 보드(26)의 아래 또는 바닥 표면(72)은, 부분적으로 기판 지지부 시스템(30)에 의해 지지되는데, 이것은 프린팅된 회로 보드가 프린트 동작 동안 휘어지거나 비틀리는 것을 방지한다. 단지 예시를 위해, 2개의 지지부 시스템(30)이 도 3에 도시된다. 도 3의 좌측편에, 특정 실시예에서, 유연한 지지부 시스템, 예를 들어 겔 툴링(74)은 프린팅된 회로 보드(26)를 지지한다. 그러한 지지부 시스템의 일례는, 본 발명의 양수인에 의해 소유되고 본 명세서에 참고용으로 병합된, 이제 미국 특허 번호 7,028,391인, 2003년 3월 21일에 출원된 METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING A SUBSTRATE라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 10/394,814에서 찾아볼 수 있다. 유연한 지지부 시스템(74)은 균일한 방식으로 회로 보드를 지지하기 위해 프린팅된 회로 보드(26)의 바닥 표면(72)에 맞도록 적응될 수 있다.

도 3의 우측편에, 다른 실시예에서, 지지부 시스템(30)은, 스텐실 프린터 분야에 잘 알려져 있고 더 좁게는 분배기 분야에 잘 알려져 있는, 프린팅된 회로 보드(26)를 지지하기 위한 복수의 핀(각각은 76으로 표시됨)을 포함한다. 전형적인 실시예에서, 단일 지지부 시스템은 전체 회로 보드의 아래를 지지하는데 사용된다.

일실시예에서, 회로 보드는 벨트 전달 조립체(미도시)에 의해 지지부 조립체(28)로/로부터 전달되는데, 이러한 벨트 전달 조립체는 회로 보드의 에지들 중 2개{예를 들어, 에지(60, 64)}의 영역에서 회로 보드(26)의 밑면을 지지하도록 구성된다. 벨트 전달 조립체는 전술한 컨베이어 시스템의 부분이고, 레일(22, 24)과 협력하여, 회로 보드(26)를 스텐실 프린터(10)로/로부터 전달한다. 특히, 벨트 전달 조립체는 적어도 하나의 롤러(또한 미도시)에 의해 구동된 벨트(미도시)를 포함할 수 있다. 벨트 전달 조립체는 회로 보드의 에지가 벨트의 상부에 걸려 있도록(ride) 추가로 구성될 수 있다.

특정 실시예에서, 아래에 더 구체적으로 설명되는 리프트 메커니즘은 보드 지지부(30) 및 회로 보드(26)를 사전-프린트 위치로부터 상승된 프린트 위치로 상승시키도록 제공될 수 있다. 특히, 프레임(12)에 기계적으로 결합된 테이블(78)은 벨트로부터 프린팅된 회로 보드(26)를 리프팅하도록 상승될 수 있다. 도시되지 않았지만, 리프트 메커니즘은, 포일(80)과 맞물리거나 포일(80)에 근접하게 되는 위치에서 프린팅된 회로 보드를 상승시킨다. 특정 실시예에서, 지지부 조립체(28)의 중량은 사전-프린트 또는 하강된 위치에서 테이블(78)을 편향시킨다. 제어기(14)는 테이블(78)의 이동, 이에 따라 회로 보드가 벨트 전달 조립체에 의해 스텐실 프린터(10)로/로부터 왕복하는 사전-프린트 위치와, 스텐실(16)이 회로 보드 상에서 프린트 동작을 수행하기 위해 회로 보드(26)와 맞물리는 상승된 및 프린트 위치 사이에서 회로 보드(26)의 이동을 제어하도록 구성될 수 있다.

그러한 벨트 전달 조립체의 예는, 모두가 본 발명의 양수인에게 양도되고 본 명세서에 참고용으로 병합된, 이제 미국 특허 번호 7,121,199인, 2004년 10월 18일에 출원된 METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING AND CLAMPING A SUBSTRATE라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 10/967,450과, 2006년 7월 10일에 출원된 METHOD AND APPARATUS FOR CLAMPING A SUBSTRATE라는 명칭의 미국 특허 출원 번호 11/483,493에서 찾아볼 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예의 지지부 조립체(28)의 하부 평면도가 도시된다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지지부 조립체는 회로 보드(26)를 프린트 위치에서 지지하기 위해 지지부(30)와 함께 작용하는 테이블(78)을 포함한다. 테이블(78)은 상부 표면(82) 및 하부 표면(84)을 포함한다. 테이 블(78)은 지지부(30) 상에 배치된 프린팅된 회로 보드를 스텐실(16)과 정렬시키기 위해 이동하도록 구성된다. 특히, 이미징 시스템(34)은 회로 보드 상에 제공된 기점(86, 88)의 이미지를 포착하도록 구성된다. 전술한 바와 같이, 임의의 유형의 기준 지점은 회로 보드를 스텐실(16)과 정렬시키기 위해 회로 보드(26) 상에 제공될 수 있다. 이들 이미지에 기초하여, 제어기(14)는 회로 보드(26)를 스텐실(16)과 정렬시키기 위해 아래에 설명된 방식으로 테이블을 이동시킴으로써 테이블(78)을 조종하도록 구성된다. 테이블(78)은 4개의 볼 베어링(각각 90으로 표시됨)을 포함하는데, 이들 4개의 볼 베어링은 이동가능 프레임 조립체(112)의 상부에 제공된 기계 가공된 표면(92)의 상부에 걸려 있도록 적응된다(도 10을 참조). 도시된 바와 같이, 4개의 볼 베어링(90)은 테이블(78)의 중량 및 테이블 상에 장착된 구성요소를 지지하도록 이격되어 있다. 볼 베어링(90) 및 기계 가공된 표면(92)에 대한 설명은 아래에 구체적으로 설명될 것이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 스텐실 프린터(10)는, 회로 보드 또는 회로 보드들이 스텐실(16)과 정렬되어 이동되도록 테이블(78)을 이동하기 위해 3개의 이동 메커니즘(일반적으로 100A, 100B, 100C로 표시됨)을 포함한다. 이동 메커니즘들의 구성은 동일한데, 여기서 제 1 및 제 3 이동 메커니즘(100A, 100C)은 테이블(78)을 대략 y-축 방향으로 이동시키도록 구성되고, 제 2 이동 메커니즘(100B)은 테이블을 대략 x-축 방향으로 이동시키도록 구성된다. 이동 메커니즘(100A, 100C)은 제 1 및 제 3 메커니즘의 방향에 가로지르는 방향으로 그 사이에 배치된 제 2 이동 메커니즘(100B)과 함께 서로 이격되어 있다. 본 발명의 가르침의 이익이 주어진, 당업자 는 2개의 이동 메커니즘이 테이블(78)을 x-축 방향으로 이동시키고 하나의 이동 메커니즘이 테이블을 y-축 방향으로 이동시키도록 이동 메커니즘들을 구성할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 각 이동 메커니즘(100)은 나사산 형성된 볼 나사 샤프트(102)와, 볼 나사 샤프트를 따라 걸려 있는 볼 나사 조립체(일반적으로 104로 표시됨)를 포함한다. 볼 나사 조립체(104)는 테이블(78)의 밑면(84) 상에 선회가능하게 장착되는 베이스 플레이트(106)와, 베이스 플레이트(106) 상에 장착된 선형 베어링(108)과, 선형 베어링에 고정되고 프레임(12)에 선회가능하게 장착된 클램핑 브라킷(110)을 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 선형 베어링(108)은 클램핑 브라킷(110)에 고정되는 제 1 분할 부분(108A)과, 베이스 플레이트(106)에 고정된 제 2 분할 부분(108B)을 포함한다. 클램핑 브라킷(110)은 볼 나사 샤프트(102)를 수용하도록 구성된 나사산 형성된 너트(미도시)를 포함한다. 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 클램핑 브라킷(110)은 프레임(12)의 이동가능한 프레임 조립체(112)에 선회가능하게 고정되도록 구성된다.

드라이브(114), 예를 들어 스텝퍼 모터는 볼 나사 샤프트의 회전에 동력을 공급(power)하기 위해 커플링(coupling)(116)에 의해 볼 나사 샤프트(102)에 결합된다. 드라이브(114)는 제어기(14)에 결합되는데, 이러한 제어기(14)는 특히, 드라이브의 동작을 제어하여, 이에 따라 이동 메커니즘(100)의 이동을 제어한다. 볼 나사 샤프트(102) 및 드라이브(114)는 볼 나사 샤프트를 수용하도록 적응된 베어링(120)을 갖는 드라이브 블록(118)에 의해 지지된다. 볼 나사 샤프트(102)와 맞물 릴 때, 샤프트는 회전하여, 선형 베어링(108)을 따라 클램핑 브라킷(110)의 선형 이동을 구동시키도록 그 장치가 이루어진다. 클램핑 브라킷(110)의 선형 운동은 테이블(78) 및 이동가능한 프레임 조립체(112)의 상대적인 이동을 야기한다. 따라서, x-축 및 y-축 방향으로의 테이블(78)의 이동, 및 테이블의 회전은 이동 메커니즘(100A, 100B, 100C)을 조종함으로써 제어기(14)의 제어 하에 달성된다. 각 이동 메커니즘(100)은 특정 이동 메커니즘과 맞물릴 때 테이블(78)의 이동을 한정하기 위한 광학 센서(미도시)를 트리거링하도록 플래그(122)를 구비한다.

도 7을 참조하면, 커넥터(일반적으로 124로 표시됨)는 테이블(78)과의 각 이동 메커니즘(100)의 연결을 달성한다. 커넥터(124)는 베이스 플레이트(106)에 형성된 개구부(128) 내에 고정된, 고리형 접촉 베어링과 같은 베어링(126)을 포함한다. 커넥터(124)는 베어링(126)에 형성된 고리형 개구부(132) 내에 수용된 선회 핀(130)을 더 포함한다. 커넥터(124)의 이들 구성요소는 선회 핀(130)을 통해 연장하는 볼트(134)에 의해 테이블(78)에 고정되고, 그 안에 형성된 나사산 형성된 개구부(136)를 갖는 테이블(78)의 바닥 측면(84)에 나사산 방식으로 고정된다. 베이스 플레이트(106)가 테이블(78)에 대해 선회가능하게 이동할 수 있고, 여전히 선형 방향으로 테이블을 이동시킬 수 있게 그 장치가 이루어진다.

도 8 및 도 9는 이동가능한 프레임 조립체(112)와의 이동 메커니즘(100)의 연결을 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 클램핑 브라킷(110)은 나사산 형성된 볼 나사 샤프트(102)를 수용하기 위해 나사산 형성된 볼 너트(138)를 수용한다. 클램핑 브라킷(110)은 도 9에 일반적으로 140으로 표시된 다른 커넥터에 의해 이동가 능한 프레임 조립체(112)에 선회가능하게 고정된다. 도시된 바와 같이, 커넥터(140)는 이동가능한 프레임 조립체(112)에 형성된 공동(cavity)(144) 내에 고정된, 고리형 접촉 베어링과 같은 베어링(142)을 포함한다. 커넥터(140)는 클램핑 브라킷(110)에 의해 개구부(148) 내에 일단부에 고정되는 선회 핀(146)을 더 포함한다. 나사 패스너(미도시)는 클램핑 브라킷(110)을 선회 핀(146) 상에 클램핑하도록 제공될 수 있다. 클램핑 브라킷(110)이 이동가능한 프레임 조립체(112)에 대해 선회가능하게 이동할 수 있도록 그 장치가 이루어진다. 도 10은 이동 메커니즘(100A, 100B, 100C)과의 부착 이전에 각 공동 내에 이동가능한 프레임 조립체(112)에 고정된 커넥터(140)의 선회 핀(146)을 도시한다.

도 10 이외에 다시 도 5를 참조하면, 사전-프린트 및 프린트 위치 사이에서 테이블( 및 회로 보드)을 상승시키고 하강시키는 리프트 메커니즘이 도시된다. 도시된 바와 같이, 이동가능한 프레임 조립체는 z-축 방향으로 프레임(12)에 이동가능하게 결합된다. 이동 메커니즘(100)과 유사한 다른 이동 메커니즘(미도시)은 제어기(14)의 제어 하에 리프트 메커니즘의 이동을 구동하도록 제공될 수 있다. 도 10을 참조하면, 기계 가공된 표면은 92로 도시된다. 전술한 바와 같이, 기계 가공된 표면은 테이블의 바닥에 제공된 베어링과 맞물려서, 테이블을 지지하고 이동가능한 프레임 조립체에 대해 테이블의 이동을 허용한다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 도 11은 프린트 동작을 수행하는 방법(일반적으로 150으로 표시됨)을 도시하고, 도 12는 과장된 비스듬한(skewed) 위치에서의 회로 보드(26')와, 정렬된 위치에서의 회로 보드(26")를 도시한다. 동작 동안, 152에 서, 회로 보드(26)는 전달 조립체에 의해 지지부(30)에 전달된다. 이미징 시스템(34)은 154에서 제 1 기점(86)의 이미지를 포착하도록 맞물린다. 다음으로, 이미징 시스템(34)은 156에서 제 2 기점(88)의 이미지를 포착하도록 이동된다. 특정 실시예에서, 이미징 시스템(34)은 스텐실과의 프린팅된 회로 보드(26)의 정렬을 추가로 보장하기 위해 스텐실(16)의 이미지를 찍도록 구성될 수 있다. 다음으로, 158에서, 테이블(78){ 및 지지부(30) 및 회로 보드(26)}은 정렬된 프린트 위치에서 회로 보드(26)를 배향하도록 조종된다. 그런 후에, 회로 보드(26)는 160에서 리프트 메커니즘을 통해 테이블을 상승시킴으로써 스텐실(16)과 맞물리도록 위치된다. 그리고 마지막으로, 스텐실 프린터(10)는 162에서 프린트 위치를 수행하도록 동작한다.

테이블(단계 158)을 조종하기 위해, 제어기(14)는 이미징 시스템(34)에 의해 찍혀진 이미지에 기초하여 스텐실(16)을 정렬하기 위해 각 이동 메커니즘(100)에 의해 요구된 이동량을 결정하기 위한 알고리즘을 이용하도록 구성될 수 있다. 도 12를 참조하면, x-축 방향(즉, 도 12에서 AX) 및 y-축 방향(즉, 도 12에서 AY1 및 AY2)에서의 이동량이 결정된다. 이동량은 도 12에서 164로 표시된 제로-기준 지점과 비교될 수 있다. 이동량을 결정하기 위해, 다음 수식이 이용될 수 있다:

여기서, AX는 x-축 방향 이동 메커니즘에 대한 정렬된 위치이고;

AY1은 제 1 y-축 방향 이동 메커니즘에 대한 정렬된 위치이고;

AY2는 제 2 y-축 방향 이동 메커니즘에 대한 정렬된 위치이고;

axf는 홈 위치에서 고정된 선회로부터 AX 정렬 선회까지의 거리이고;

ayf는 홈 위치에서 고정된 선회로부터 AY1 및 AY2 정렬 선회까지의 거리이고;

axh는 직교 접합(orthogonal junction)으로부터 AX 정렬 선회까지의 거리이고;

ayh1은 직교 접합으로부터 AY1 및 AY2 정렬 선회까지의 거리이고;

ayh2는 직교 접합으로부터 AY1 및 AY2 정렬 선회까지의 거리이고;

ox는 원점으로부터 직교 접합까지의 x-축 오프셋이고;

oy는 원점으로부터 직교 접합까지의 y-축 오프셋이고;

axr은 AX로부터 홈 위치까지의 x-축 거리이고;

axθ는 AX로부터 홈 위치까지의 각도이고;

θc는 각도 기점 보정이고;

Xc 및 Yc는 X, Y 및 θ 정렬을 보정하기 위해 테이블 원점의 x-축 및 y-축 병진 이동이고;

ary1은 AY1으로부터 홈 위치까지의 y-축 거리이고;

ary2는 AY2로부터 홈 위치까지의 y-축 거리이고;

ayθ1은 AY1으로부터 홈 위치까지의 각도이고;

ayθ2는 AY2로부터 홈 위치까지의 각도이다.

도 12를 참조하면, 회로 보드를 이미징하여, 제 1 기점(86) 및 제 2 기 점(88)의 위치를 얻은 후에, 이동 메커니즘(100B)은 x-축 방향으로 테이블(78)의 이동을 달성하고, 이동 메커니즘(100A, 100C)은 y-축 및 회전 방향으로 테이블의 이동을 달성한다. 특히, y-축 방향으로 테이블의 이동을 달성하기 위해, 이동 메커니즘(100A, 100C)은 동일한 방향으로 이동된다. 회전 방향으로 테이블의 이동을 달성하기 위해, 이동 메커니즘(100A, 100C)은 반대 방향으로 이동한다. 이동 이후에, 회로 보드(26")는 정렬된 위치에 있는데, 예를 들어 스텐실(16)과 정렬된다.

전술한 바와 같이, 지지부 조립체(28)가 스텐실 프린팅 장치 내에 도시되지만, 본 발명의 원리는 기판의 고정 지지부를 요구하는 다른 장치에 사용될 수 있다. 예를 들어, 지지부 조립체는 프린팅된 회로 보드와 같은 기판 상에 적은 양의 점성 물질을 분배하도록 구성된 분배 유닛 내에 사용될 수 있다. 지지부 조립체는 구성요소를 기판 상에 분배하도록 구성된 픽-앤드-플레이스(pick-and-place) 유닛 내에 추가로 사용될 수 있다.

본 발명의 적어도 하나의 실시예의의 여러 양상이 이에 따라 설명되었지만, 다양한 변경, 변형 및 개선점이 당업자에게 쉽게 발생될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 그러한 변경, 변형 및 개선점은 본 개시의 부분인 것으로 의도되고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 따라서, 이전 설명 및 도면은 단지 예에 불과하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 기판 지지 조립체, 및 기판 상에서 동작을 수행하는 기계 내에서 기판을 지지하고 안정화시키는 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로 특히 프린트 동작 동안 기판의 위치를 조정하도록 설계된 스텐실 프린터의 기판 조정 조립체 등에 이용된다.

Claims

기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터로서,

프레임과;

상기 프레임에 결합된 스텐실과;

상기 스텐실에 걸쳐 점성 물질을 증착시키고 프린팅하기 위해 프레임에 결합된 프린트 헤드와;

프린트 위치에서 기판을 지지하기 위해 프레임에 결합된 기판 지지부와;

기판 지지부에 결합된 기판 지지부 이동 조립체로서,

제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과;

제 1 방향과 일반적으로 수직인 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과;

제 1 방향으로 상기 기판을 이동시키도록 구성되고, 제 1 이동 메커니즘으로부터 이격된, 제 3 이동 메커니즘을

포함하는, 기판 지지부 이동 조립체와;

상기 기판을 정렬하기 위해 상기 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 상기 기판 지지부를 이동시키기 위해 상기 기판 지지부 이동 조립체에 결합된 제어기를

포함하는, 기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터.
제 1항에 있어서, 이동의 y-방향은 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 달성되는, 기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터.
제 1항에 있어서, 이동의 x-방향은 제 2 이동 메커니즘을 조정함으로써 달성되는, 기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터.
제 1항에 있어서, 이동의 회전 방향은 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 반대 방향으로 조정함으로써 달성되는, 기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터.
제 1항에 있어서, 각 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘은 나사산 형성된(threaded) 샤프트 및 나사산 형성된 샤프트의 길이를 따라 축 방향으로 이동가능한 볼 나사 부재를 갖는 볼 나사 구동 조립체를 포함하며, 상기 볼 나사 부재는 기판 지지부에 결합되는, 기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터.
제 5항에 있어서, 상기 기판 지지부 이동 조립체는 나사산 형성된 샤프트에 결합된 드라이브를 더 포함하고, 상기 드라이브는 제어기의 제어 하에 나사산 형성된 샤프트를 회전시키도록 구성되는, 기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터.
제 5항에 있어서, 상기 기판 지지부 이동 조립체의 볼 나사 부재는 선형 베어링을 포함하는, 기판 상에 점성 물질을 프린팅하기 위한 스텐실 프린터.
기판 지지부 조립체로서,

프레임과;

프린트 위치에서 기판을 지지하기 위해 프레임에 결합된 기판 지지부와;

기판 지지부 이동 조립체로서,

제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과;

제 1 방향과 일반적으로 수직인 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과;

제 1 방향으로 상기 기판을 이동시키도록 구성되고, 제 1 이동 메커니즘으로부터 이격된, 제 3 이동 메커니즘을

포함하는, 기판 지지부 이동 조립체를 포함하며,

상기 기판 지지부 이동 조립체는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 상기 기판 지지부를 이동시킬 수 있는, 기판 지지부 조립체.
제 8항에 있어서, 이동의 y-방향은 동일한 방향으로 제 1 및 제 3 이동 메커 니즘을 조정함으로써 달성되는, 기판 지지부 조립체.
제 8항에 있어서, 이동의 x-방향은 제 2 이동 메커니즘을 조정함으로써 달성되는, 기판 지지부 조립체.
제 8항에 있어서, 이동의 회전 방향은 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 반대 방향으로 조정함으로써 달성되는, 기판 지지부 조립체.
제 8항에 있어서, 각 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘은 나사산 형성된 샤프트 및 나사산 형성된 샤프트의 길이를 따라 축 방향으로 이동가능한 볼 나사 부재를 갖는 볼 나사 구동 조립체를 포함하며, 상기 볼 나사 부재는 기판 지지부에 결합되는, 기판 지지부 조립체.
제 12항에 있어서, 상기 기판 지지부 이동 조립체는 나사산 형성된 샤프트에 결합된 드라이브를 더 포함하고, 상기 드라이브는 제어기의 제어 하에 나사산 형성된 샤프트를 회전시키도록 구성되는, 기판 지지부 조립체.
제 12항에 있어서, 상기 기판 지지부 이동 조립체의 볼 나사 부재는 선형 베어링을 포함하는, 기판 지지부 조립체.
땜납 페이스트를 기판 상에 분배하기 위한 방법으로서,

기판을 스텐실 프린터의 기판 지지부에 전달하는 단계와;

프린트 위치에서 기판을 배향시키도록 기판 지지부를 조종하는 단계로서, 제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키고 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시킴으로써 달성되는, 기판 지지부를 조종하는 단계와;

땜납 페이스트를 기판의 패드 상에 프린팅하기 위해 프린트 동작을 수행하는 단계를

포함하는, 땜납 페이스트를 기판 상에 분배하기 위한 방법.
제 15항에 있어서, 상기 기판 상에 배치된 적어도 하나의 기점(fiducial)의 이미지를 포착하는 단계를 더 포함하며, 상기 기판 지지부를 조종하는 단계는 적어도 하나의 기점의 이미지에 기초하는, 땜납 페이스트를 기판 상에 분배하기 위한 방법.
제 15항에 있어서, 상기 기판 지지부를 조종하는 단계는, 제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과, 제 1 방향에 일반적으로 수직인 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과, 제 1 방향으로 기판을 이동시키도록 구성된 제 3 이동 메커니즘을 포함하는 기판 지지부 이동 조립체에 의해 달성되며, 상기 기판 지지부 이동 조립체는 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 기판 지지부를 이 동시킬 수 있는, 땜납 페이스트를 기판 상에 분배하기 위한 방법.
제 17항에 있어서, 상기 프린트 동작을 수행할 때 스텐실을 상기 기판 상에 위치시키는 단계를 더 포함하는, 땜납 페이스트를 기판 상에 분배하기 위한 방법.
기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치로서,

프레임과;

기판 상에 점성 물질을 분배하도록 구성된, 프레임에 결합된 분배기와;

프린트 위치에서 기판을 지지하기 위해 프레임에 결합된 기판 지지부와;

기판 지지부에 결합된 기판 지지부 이동 조립체로서,

제 1 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 1 이동 메커니즘과;

제 1 방향과 일반적으로 수직인 제 2 방향으로 기판 지지부를 이동시키도록 구성된 제 2 이동 메커니즘과;

제 1 방향으로 상기 기판을 이동시키도록 구성되고, 제 1 이동 메커니즘으로부터 이격된, 제 3 이동 메커니즘을

포함하는, 기판 지지부 이동 조립체와;

프린트 위치에서 기판을 보기 위해 프레임에 결합된 이미징 시스템과;

상기 기판을 정렬하기 위해 상기 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘에 의해 x-방향, y-방향 및 회전 방향으로 상기 기판 지지부를 이동시키기 위해 상기 기판 지지부 이동 조립체에 결합된 제어기를

포함하는, 기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치.
제 19항에 있어서, 이동의 y-방향은 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 조정함으로써 달성되는, 기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치.
제 19항에 있어서, 이동의 x-방향은 제 2 이동 메커니즘을 조정함으로써 달성되는, 기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치.
제 19항에 있어서, 이동의 회전 방향은 제 1 및 제 3 이동 메커니즘을 반대 방향으로 조정함으로써 달성되는, 기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치.
제 19항에 있어서, 각 제 1, 제 2 및 제 3 이동 메커니즘은 나사산 형성된 샤프트 및 나사산 형성된 샤프트의 길이를 따라 축 방향으로 이동가능한 볼 나사 부재를 갖는 볼 나사 구동 조립체를 포함하며, 상기 볼 나사 부재는 기판 지지부에 결합되는, 기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치.
제 23항에 있어서, 상기 기판 지지부 이동 조립체는 나사산 형성된 샤프트에 결합되 드라이브를 더 포함하고, 상기 드라이브는 제어기의 제어 하에 나사산 형성된 샤프트를 회전시키도록 구성되는, 기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장 치.
제 24항에 있어서, 상기 기판 지지부 이동 조립체의 볼 나사 부재는 선형 베어링을 포함하는, 기판 상에서 분배 동작을 수행하기 위한 장치.