KR20220020342A - 자동화된 프린터 로봇 암 - Google Patents

자동화된 프린터 로봇 암 Download PDF

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KR20220020342A
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제임스 린치
매튜 에프 슈마허
브루스 씨 시튼
웨이동 왕
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일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
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Abstract

스텐실 프린터는 프레임; 프레임에 결합되며 내부에 구멍이 형성된 스텐실; 프레임에 결합된 지지 조립체로서, 스텐실 아래의 인쇄 위치에서 전자 기판을 지지하도록 구성된 도구를 포함하는 지지 조립체; 인쇄 행정 동안 스텐실을 횡단하도록 구성되는 방식으로 프레임에 결합된 프린트 헤드 조립체로서, 스텐실 상에 솔더 페이스트를 놓기 위한 적어도 하나의 페이스트 카트리지 및 스퀴지 블레이드 조립체를 포함하는 프린트 헤드 조립체; 스텐실 프린터 내부에서 기능을 수행하도록 구성된 로봇 암을 포함한다.

Description

자동화된 프린터 로봇 암
관련 출원의 교차 참조
본 출원은, 35 USC § 119(e)에 의거, 2019 년 6 월 13 일에 출원된, 자동화된 프린터 로봇 암(AUTOMATED PRINTER ROBOTIC ARM)을 명칭으로 하는 공동 계류 중인 미국 특허 가출원 제 62/861,031 호, 2019 년 6 월 13 일에 출원된, 스텐실 프린터 내부에서의 자동화된 전환 및 교체를 위한 방법 및 시스템(METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATED CHANGEOVER AND REPLACEMENT WITHIN A STENCIL PRINTER)을 명칭으로 하는 미국 특허 가출원 제 62/861,025 호, 및 2019 년 6 월 13 일에 출원된, 자동화된 프린터 스마트 카트(AUTOMATED PRINTER SMART CART)를 명칭으로 하는 미국 특허 출원 제 62/861,035 호에 대한 이익을 청구하며, 이들 출원이 다목적으로 전체적으로 참조로서 본원에 인용된다.
기술분야
본 출원은 개괄적으로 전자 기판, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 점성 재료, 예를 들어, 솔더 페이스트(solder paste)를 인쇄하기 위한 스텐실 프린터 및 관련 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이러한 스텐실 프린터 및 방법을 완전히 자동화하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
표면 실장 인쇄 회로 기판의 제조에서, 스텐실 프린터가 회로 기판 상에 솔더 페이스트를 인쇄하는 데 사용될 수 있다. 전형적으로, 솔더 페이스트가 놓일 패드 또는 몇몇 다른 전도성 표면의 패턴을 구비한 회로 기판이 스텐실 프린터 내로 자동적으로 공급되며, 회로 기판 상에 솔더 페이스트를 인쇄하기 전에, 회로 기판 상의 하나 이상의 작은 홀 또는 표식("기준점(fiducials)"으로 알려짐)이 스텐실 프린터의 스텐실 또는 스크린과 회로 기판을 적절하게 정렬하는 데 사용된다. 일부 시스템에서는, 비전 시스템을 채용하는 광학 정렬 시스템이 회로 기판을 스텐실과 정렬하는 데 사용된다.
회로 기판이 프린터 내의 스텐실과 적절하게 정렬되고 나면, 회로 기판이 스텐실로 상승되며, 솔더 페이스트가 스텐실 상으로 분배되며, 와이퍼 블레이드(wiper blade)(또는 스퀴지(squeegee))가 스텐실을 횡단하여 스텐실의 구멍을 통해 그리고 회로 기판 상으로 솔더 페이스트에 힘을 가한다. 스퀴지가 스텐실을 가로질러 이동됨에 따라, 솔더 페이스트가 블레이드의 앞에서 롤링(rolling)되는 경향이 있으며, 이것이 바람직하게는 원하는 점도를 달성하도록 솔더 페이스트의 혼합 및 전단을 유발하여 스크린 또는 스텐실의 구멍을 채우는 것을 촉진한다. 솔더 페이스트는 전형적으로, 표준 카트리지로부터 스텐실 상으로 분배된다. 그런 다음, 스텐실이 회로 기판으로부터 분리되며, 회로 기판과 솔더 페이스트 사이의 접착에 의해 대부분의 재료가 회로 기판 상에 남게 된다. 스텐실의 표면 상에 남겨진 재료는 추가의 회로 기판이 인쇄되기 전에 세정 공정에서 제거된다.
회로 기판 인쇄의 다른 공정에는 솔더 페이스트가 회로 기판의 표면 상에 놓인 후의 회로 기판의 검사가 포함된다. 회로 기판의 검사는 확실한 전기 연결이 이루어질 수 있는지를 결정하는 데 중요하다. 과잉 솔더 페이스트는 단락을 유발할 수 있는 반면, 적절한 위치에 있는 솔더 페이스트의 양이 너무 적으면 전기 접촉을 방해할 수 있다. 일반적으로, 회로 기판 상의 솔더 페이스트의 2차원 또는 3차원 검사를 제공하기 위해 비전 검사 시스템이 추가로 채용된다.
오늘날의 스텐실 프린터는 일상적인 작업을 수행하기 위해 수동 개입을 필요로 한다. 예를 들어, 전환 동안, 조작자가 스텐실 변경, 솔더 페이스트 카트리지 교체, 스퀴지 블레이드 교체, 지지 도구 교체와 같은 많은 수작업을 수행하여야 한다. 이러한 각각의 작업은 조작자가 작업을 수동으로 수행할 것을 필요로 한다. 예를 들어, 대부분의 스텐실 프린터에 의하면, 조작자가 스텐실을 잠금 해제하며, 스텐실을 제거하며, 교체용 스텐실을 적절하게 삽입하며, 교체용 스텐실을 제자리에 잠가야 한다. 전환 작업에 최대 30분이 소요될 수 있으며, 그 동안 스텐실 프린터는 작동하지 않아, 이로 인해 PCB 제조 라인이 작동하지 않을 수도 있다.
스텐실 프린터는 추가로, 교체 및/또는 보충 작업을 수행하기 위해 수동 개입을 필요로 한다. 예를 들어, 온도 제어식 솔더 페이스트를 스텐실 프린터에 공급하는 솔더 페이스트 카트리지는, 예를 들어, 4시간 이하 이내의 시간이 경과하면 교체되어야 한다. 스퀴지 블레이드 및 스텐실과 같이 일반적으로 마모되기 쉬운 물품은 손상된 경우 주기적으로 교체되어야 할 수도 있다.
본 개시의 일 양태는 전자 기판 상에 조립 재료를 인쇄하기 위한 스텐실 프린터에 관한 것이다. 일 실시예에서, 스텐실 프린터는 프레임; 프레임에 결합되며 내부에 구멍이 형성된 스텐실; 프레임에 결합된 지지 조립체로서, 스텐실 아래의 인쇄 위치에서 전자 기판을 지지하도록 구성된 도구(tooling)를 포함하는 지지 조립체; 인쇄 행정 동안 스텐실을 횡단하도록 구성되는 방식으로 프레임에 결합된 프린트 헤드 조립체로서, 스텐실 상에 솔더 페이스트를 놓기 위한 스퀴지 블레이드 조립체 및 적어도 하나의 페이스트 카트리지를 포함하는 프린트 헤드 조립체; 스텐실 프린터 내부에서 기능을 수행하도록 구성된 로봇 암을 포함한다.
스텐실 프린터의 실시예는 원하는 방향으로 로봇 암의 단부에서 로봇 암에 부착된 파지 장치를 이동시킬 수 있는 복수의 관절형 세그먼트를 포함하도록 로봇 암을 구성하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. 로봇 암의 복수의 관절형 세그먼트가 프레임의 지지 구조체에 제거 가능하게 연결된 베이스 세그먼트를 포함할 수도 있으며, 베이스 세그먼트가 제 1 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결되며 제 1 관절형 세그먼트가 제 2 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결된다. 파지 장치가 제 2 관절형 세그먼트의 단부에서 제 2 관절형 세그먼트에 고정될 수도 있다. 스텐실 프린터가 로봇 암을 작동시키도록 구성된 제어부를 추가로 포함할 수도 있다. 파지 장치가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및/또는 도구를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 전달하도록 구성될 수도 있다. 장치는 제어부의 제어 하에 작동된다. 파지 장치가 스퀴지 블레이드에 고정되어 스텐실 인쇄 작업을 수행하도록 구성될 수도 있다. 로봇 암은 스텐실 프린터 상의 교체된 물품이 올바른지를 검증하도록 구성된 비전 시스템을 추가로 포함할 수도 있다. 지지 구조체가 스텐실 프린터의 커버의 내부 표면을 포함할 수도 있다. 로봇 암이 프린트 헤드로서 기능하며 스퀴지 블레이드 조립체 및 적어도 하나의 페이스트 카트리지를 지지하도록 구성될 수도 있다. 로봇 암이 스텐실 프린터 내외로 물품을 이동시키는 전달 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다. 전달 기능이 스텐실을 교체하는 단계를 포함할 수도 있다. 전달 기능이 적어도 하나의 페이스트 카트리지를 교체하는 단계를 포함할 수도 있다. 전달 기능이 스퀴지 블레이드 조립체의 스퀴지 블레이드를 교체하는 단계를 포함할 수도 있다. 전달 기능이 도구를 교체하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다른 양태는 전자 기판 상에 조립 재료를 인쇄하기 위한 스텐실 프린터에 관한 것이다. 일 실시예에서, 스텐실 프린터가 프레임, 프레임에 결합된 스텐실, 및 프레임에 결합된 지지 조립체를 포함한다. 지지 조립체가 스텐실 아래의 인쇄 위치에서 전자 기판을 지지하도록 구성된다. 스텐실 프린터가 인쇄 행정 동안 스텐실을 횡단하도록 구성되는 방식으로 프레임에 결합된 프린트 헤드 조립체 및 스텐실 프린터 내부에서 적어도 하나의 기능을 수행하도록 구성된 로봇 암을 추가로 포함한다.
스텐실 프린터의 실시예는 원하는 방향으로 로봇 암의 단부에서 로봇 암에 부착된 파지 장치를 이동시킬 수 있는 복수의 관절형 세그먼트를 갖는 로봇 암을 구성하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. 로봇 암의 복수의 관절형 세그먼트가 프레임의 지지 구조체에 제거 가능하게 연결된 베이스 세그먼트를 포함할 수도 있으며, 베이스 세그먼트가 제 1 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결되며, 제 1 관절형 세그먼트가 제 2 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결된다. 파지 장치가 제 2 관절형 세그먼트의 단부에서 제 2 관절형 세그먼트에 고정될 수도 있다. 스텐실 프린터가 로봇 암을 작동시키도록 구성된 제어부를 추가로 포함할 수도 있다. 파지 장치가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및/또는 도구를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 전달하도록 구성될 수도 있다. 지지 구조체가 스텐실 프린터의 커버의 내부 표면을 포함할 수도 있다. 파지 장치가 스퀴지 블레이드에 고정되어 스텐실 인쇄 작업을 수행하도록 구성될 수도 있다. 로봇 암은 스텐실 프린터 상의 교체된 물품이 올바른지를 검증하도록 구성된 비전 시스템을 추가로 포함할 수도 있다. 로봇 암이 프린트 헤드로서 기능하며 스퀴지 블레이드 조립체 및 적어도 하나의 페이스트 카트리지를 지지하도록 구성될 수도 있다. 로봇 암이 스텐실 프린터 내외로 물품을 이동시키는 전달 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다. 전달 기능이 스텐실을 교체하는 단계를 포함할 수도 있다. 전달 기능이 적어도 하나의 페이스트 카트리지를 교체하는 단계를 포함할 수도 있다. 전달 기능이 스퀴지 블레이드 조립체의 스퀴지 블레이드를 교체하는 단계를 포함할 수도 있다. 전달 기능이 도구를 교체하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다른 양태는 프레임, 프레임에 결합된 스텐실, 프레임에 결합되며 스텐실 아래의 인쇄 위치에서 전자 기판을 지지하도록 구성된 지지 조립체, 및 인쇄 행정 동안 스텐실을 횡단하도록 구성되는 방식으로 프레임에 결합된 프린트 헤드 조립체를 포함하는 유형의 스텐실 프린터 내부에서 기능을 수행하기 위한 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 방법이 로봇 암으로 스텐실 프린터 내부에서 하나 이상의 기능을 수행하는 단계를 포함한다.
방법의 실시예는 원하는 방향으로 로봇 암의 단부에서 로봇 암에 부착된 파지 장치를 이동시킬 수 있는 복수의 관절형 세그먼트를 갖는 로봇 암을 구성하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. 로봇 암의 복수의 관절형 세그먼트가 프레임의 지지 구조체에 제거 가능하게 연결된 베이스 세그먼트를 포함할 수도 있으며, 베이스 세그먼트가 제 1 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결되며, 제 1 관절형 세그먼트가 제 2 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결된다. 파지 장치가 제 2 관절형 세그먼트의 단부에서 제 2 관절형 세그먼트에 고정될 수도 있으며, 파지 장치가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및/또는 도구를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 전달하도록 구성된다. 방법이 로봇 암을 작동시키도록 구성된 제어부로 로봇 암을 제어하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. 하나 이상의 기능을 수행하는 단계가 스텐실 프린터 내외로 물품을 이동시키는 전달 기능을 수행하는 단계를 포함할 수도 있다.
첨부 도면이 축척에 맞게 도시되어야 하는 것은 아니다. 도면에서, 다양한 도면에 도시된 동일하거나 거의 동일한 각각의 구성 요소가 동일한 도면 부호로 표시된다. 명확성을 위해, 모든 도면에서 모든 구성 요소에 라벨이 지정되지 않을 수도 있다.
도 1은 스텐실 프린터의 정면도이며;
도 2는 스텐실 프린터의 정면 사시도이며;
도 3은 일부가 제거된 도 2에 도시된 스텐실 프린터의 상부 평면도이며;
도 4는 스텐실 프린터 내부에서 스텐실을 교체하기 위한 방법을 보여주는 다이아그램이며;
도 5는 스텐실 프린터 내부에서 페이스트 카트리지를 교체하기 위한 방법을 보여주는 다이아그램이며;
도 6은 스텐실 프린터 내부에서 스퀴지 블레이드를 교체하기 위한 방법을 보여주는 다이아그램이며;
도 7은 스텐실 프린터 내부에서 기판을 지지하는 데 사용되는 도구를 교체하기 위한 방법을 보여주는 다이아그램이며;
도 8은 스텐실 프린터에 근접한, 본 개시의 일 실시예의 이동 가능한 카트의 개략도이며;
도 9는 스텐실을 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 운반하며 수용하도록 구성된 이동 가능한 카트의 개략도이며;
도 10은 물품을 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 운반하며 수용하도록 구성된 이동 가능한 카트의 개략도이며;
도 11은 물품을 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 운반하며 수용하도록 구성된 이동 가능한 카트의 개략도이며;
도 12는 도구를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 운반하며 수용하도록 구성된 이동 가능한 카트의 개략도이며;
도 13은 2 개의 블레이드를 구비한 스퀴지 블레이드를 조작하도록 구성된, 본 개시의 일 실시예의 로봇 암의 개략적인 사시도이며;
도 14는 블레이드의 개략적인 사시도이며;
도 15는 본 개시의 일 실시예의 로봇 암의 다른 개략도이며;
도 16은 스텐실 프린터 내부에 장착된, 본 개시의 일 실시예의 로봇 암의 개략도이며;
도 17은 스텐실 프린터 내부의 상이한 위치에 장착된, 본 개시의 일 실시예의 로봇 암의 개략도이며; 및
도 18은 스텐실 프린터 외부의 일 위치에 장착된, 본 개시의 다른 실시예의 로봇 암의 개략도이다.
본 개시는 일반적으로, 표면 실장 기술(SMT) 공정 라인에 이용되며 조립 재료(예를 들어, 솔더 페이스트, 전도성 잉크, 또는 캡슐화 재료)를 기판(예를 들어, 인쇄 회로 기판, 본원에서 "전자 기판(electronic substrate)", "회로 기판(circuit board)", "기판(board)", "PCB", "PCB 기판(PCB substrate)", "기판(substrate)", 또는 "PCB 기판(PCB board)"으로 지칭됨) 상에 도포하거나, 검사, 재작업, 또는 기판 상으로의 전자 구성 요소의 배치와 같은 다른 작업을 수행하도록 구성된 재료 도포 기계(본원에서 "스텐실 프린터(stensil printer)", "스크린 프린터(screen printer)", "인쇄 기계(printing machine)", 또는 "프린터(printer)"로 지칭됨) 및 다른 장비에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시의 실시예가 인쇄 회로 기판을 생산하는 데 사용되는 스텐실 프린터를 참조하여 아래에서 설명된다.
일반성을 제한하지 않고 단지 예시의 목적으로, 본 개시가 이제 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 본 개시의 용례가 아래의 설명에 제시되거나 도면에 도시된 구성 요소의 구성 및 배열의 세부 사항으로 제한되지 않는다. 본 개시에 기재된 원리는 다른 실시예가 가능하며 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본원에 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. 본원에서 단수로 지칭된 시스템 및 방법의 예, 실시예, 구성 요소, 요소, 또는 행위에 대한 임의의 참조가 또한 복수를 포함하는 실시예를 포괄할 수도 있으며, 본원의 임의의 실시예, 구성 요소, 요소, 또는 행위에 대한 복수의 임의의 참조가 또한 특이점만을 포함하는 실시예를 포괄할 수도 있다. 단수 또는 복수 형태의 참조가 현재 개시된 시스템 또는 방법, 그 구성 요소, 행위, 또는 요소를 제한하려는 의도가 있는 것은 아니다. 본원에서 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", "구비하는(having)", "내포하는(containing)", "포함하는(involving)" 및 그 변형의 사용은 이후에 나열된 아이템 및 그 등가물뿐만 아니라 추가 아이템을 포괄하는 것을 의미한다. "또는"이라 함은, "또는"을 사용하여 설명된 임의의 용어가 설명된 용어 중 하나, 하나보다 많은, 및 전부 중 어느 하나를 나타낼 수도 있도록 포괄적인 것으로 해석될 수도 있다. 또한, 이 문서와 참조로서 본원에 인용된 문서 간에 용어 사용이 일치하지 않는 경우, 인용된 참조 문헌의 용어 사용은 이 문서의 사용을 보완하는 것이며, 양립할 수 없는 불일치의 경우에는, 이 문서의 용어 사용이 우선된다.
예시를 위해, 본 개시의 실시예가 이제 솔더 페이스트와 같은 조립 재료를 회로 기판 상에 인쇄하는 데 사용되는 스텐실 프린터를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 당업자는 본 개시의 실시예가 솔더 페이스트를 회로 기판 상에 인쇄하는 스텐실 프린터로 제한되는 것이 아니라, 오히려 접착제 및 캡슐화제와 같은 다른 점성 조립 재료의 분배를 필요로 하는 다른 용례에 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 장치가 칩 규모 패키지용 언더필(underfill)로서 사용하기 위해 에폭시를 인쇄하는 데 사용될 수도 있다. 또한, 본 개시의 실시예에 따른 스텐실 프린터가 회로 기판 상에 조립 재료를 인쇄하는 프린터로 제한되는 것이 아니라, 반도체 웨이퍼와 같은 다양한 기판 상에 다른 재료를 인쇄하는 데 사용되는 프린터를 포함한다. 또한, 스크린 및 스텐실이라는 용어는 기판 상에 인쇄될 패턴을 획정하는 프린터의 장치를 설명하기 위해 본원에서 상호 호환적으로 사용될 수도 있다. 특정 실시예에서, 스텐실 프린터가 매사추세츠주 홉킨턴 소재 ITW 일렉트로닉 어셈블리 이큅먼트(ITW Electronic Assembly Equipment)에 의해 제공되는 모멘텀(Momentum®) 또는 에디슨(Edison™) 시리즈 스텐실 프린터 플랫폼을 포함할 수도 있다. 예시적인 스텐실 프린터가 도 1에서 전체적으로 5로 지정되어 있다. 이 실시예에서, 스텐실 프린터(5)가 매사추세츠주 홉킨턴 소재 ITW 일렉트로닉 어셈블리 이큅먼트에 의해 제공된 모멘텀(Momentum®) 시리즈 스텐실 프린터 플랫폼이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예의 스텐실 프린터가 전체적으로 10으로 표시되어 있다. 도시된 바와 같이, 스텐실 프린터(10)가 스텐실 프린터의 구성 요소를 지지하는 프레임(12)을 포함한다. 스텐실 프린터의 구성 요소가, 부분적으로, 제어부(14), 디스플레이(16), 스텐실(18), 및 더 상세히 설명된 방식으로 솔더 페이스트를 도포하도록 구성된, 전체적으로 20으로 표시된, 프린트 헤드 또는 프린트 헤드 조립체를 포함할 수도 있다.
도 2에 도시되며 아래에 설명되는 바와 같이, 스텐실 및 프린트 헤드 조립체가 프레임(12)에 적절하게 결합되거나 그렇지 않으면 연결될 수도 있다. 일 실시예에서, 프린트 헤드 조립체(20)가 프레임(12) 상에 장착될 수도 있는 프린트 헤드 조립체 갠트리(22) 상에 장착될 수도 있다. 프린트 헤드 조립체 갠트리(22)는 프린트 헤드 조립체(20)가 제어부(14)의 제어 하에 y-축 방향으로 이동될 수 있도록 하며 프린트 헤드 조립체가 스텐실(18)과 정합함에 따라 프린트 헤드 조립체에 압력이 인가될 수 있도록 한다. 특정 실시예에서, 프린트 헤드 조립체(20)가 스텐실(18)의 위에 배치될 수도 있으며, 스텐실과 접촉하여 밀봉식으로 정합하기 위해 z-축 방향으로 하강될 수도 있다.
스텐실 프린터(10)가 또한, 인쇄 회로 기판(본원에서 경우에 따라 "인쇄 배선 기판(printed wiring board)", "기판(substrate)", 또는 "전자 기판(electronic substrate)"으로 지칭됨)을 스텐실 프린터의 인쇄 위치로 이송하기 위한 레일(도시하지 않음)을 구비한 컨베이어 시스템을 포함할 수도 있다. 레일이 경우에 따라 본원에서 "트랙터 공급 기구(tractor feed mechanism)"로 지칭될 수도 있으며, 이 트랙터 공급 기구는 본원에서 "프린트 네스트(print nest)"로 지칭될 수도 있는 스텐실 프린터의 작업 영역으로 회로 기판을 공급, 로딩, 또는 그렇지 않으면 운반하며 프린트 네스트로부터 회로 기판을 언로딩하도록 구성된다.
추가적으로 도 3을 참조하면, 스텐실 프린터(10)가 회로 기판(29)(점선으로 도시됨)을 지지하기 위한 지지 조립체(28)를 구비하며, 지지 조립체는 회로 기판을 상승시키며 인쇄 작업 동안 회로 기판이 안정되도록 회로 기판을 고정한다. 특정 실시예에서, 기판 지지 조립체(28)가 회로 기판이 인쇄 위치에 있을 때 회로 기판 아래에 위치되는 특정 기판 지지 시스템, 예를 들어, 중실형 지지체, 복수의 핀 또는 가요성 도구를 추가로 포함할 수도 있다. 기판 지지 시스템이 인쇄 작업 동안 회로 기판의 휘어짐 또는 뒤틀림을 방지하기 위해 회로 기판의 내부 영역을 지지하는 데 부분적으로 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, 프린트 헤드 조립체(20)가 인쇄 작업 동안 프린트 헤드 조립체에 솔더 페이스트를 제공하는 분배기, 예를 들어, 솔더 페이스트 카트리지와 같은 공급원으로부터 솔더 페이스트를 수용하도록 구성될 수도 있다. 카트리지 대신, 솔더 페이스트를 공급하기 위한 다른 방법이 채용될 수도 있다. 예를 들어, 솔더 페이스트가 블레이드 사이에 또는 외부 공급원으로부터 수동적으로 놓이게 될 수도 있다. 추가적으로, 특정 실시예에서, 제어부(14)가 스텐실 프린터(10)의 작동을 제어하기 위한 애플리케이션 특정 소프트웨어와 함께 마이크로소프트 코포레이션(Microsoft Corporation)에 의해 제공되는 마이크로소프트 윈도우(Microsoft Windows®) 운영 체제와 같은 적절한 운영 체제를 갖는 개인용 컴퓨터를 사용하도록 구성될 수도 있다. 제어부(14)가 회로 기판을 제조하기 위한 생산 라인을 제어하는 데 사용되는 마스터 제어부와 네트워크로 연결될 수도 있다.
일 구성에서, 스텐실 프린터(10)가 다음과 같이 작동한다. 회로 기판(29)이 컨베이어 레일을 사용하여 스텐실 프린터(10)에 로딩된다. 지지 조립체(28)가 인쇄 위치로 회로 기판(29)을 상승시켜 고정한다. 그런 다음, 프린트 헤드 조립체의 블레이드가 원하는 압력으로 스텐실(18)과 접촉할 때까지 프린트 헤드 조립체(20)가 z-축 방향으로 하강된다. 그런 다음, 프린트 헤드 조립체(20)가 프린트 헤드 조립체 갠트리(22)에 의해 스텐실(18)을 가로질러 y-축 방향으로 이동된다. 프린트 헤드 조립체(20)가 스텐실(18)의 구멍을 통해 그리고 회로 기판(29) 상으로 솔더 페이스트를 놓는다. 프린트 헤드 조립체가 구멍을 가로질러 스텐실(18)을 완전히 횡단하고 나면, 프린트 헤드 조립체가 스텐실로부터 들어 올려지며 회로 기판(29)이 컨베이어 레일 상으로 다시 하강된다. 제 2 회로 기판이 스텐실 프린터에 로딩될 수도 있도록 회로 기판(29)이 스텐실 프린터(10)로부터 해제되어 이송된다. 제 2 회로 기판(29) 상에 인쇄하기 위해, 프린트 헤드 조립체가 z-축 방향으로 하강되어 스텐실과 접촉하게 되며, 제 1 회로 기판에 대해 사용된 방향과 반대 방향으로 스텐실(18)을 가로질러 이동된다.
인쇄 전에 스텐실(18)을 회로 기판(29)과 정렬할 목적으로 그리고 인쇄 후에 회로 기판을 검사하기 위해 이미징 시스템(30)이 제공될 수도 있다. 일 실시예에서, 이미징 시스템(30)이 스텐실(18)과 회로 기판이 지지되는 지지 조립체(28)의 사이에 배치될 수도 있다. 이미징 시스템(30)이 이미징 시스템을 이동시키기 위한 이미징 갠트리(32)에 결합된다. 일 실시예에서, 이미징 갠트리(32)가 프레임(12)에 결합될 수도 있으며, y-축 방향으로 회로 기판(29)의 위에서 이미징 시스템(30)이 전후로 이동하도록 하기 위해 프레임(12)의 측면 레일 사이에서 연장되는 빔(beam)을 포함한다. 이미징 갠트리(32)가 이미징 시스템(30)을 수용하며 x-축 방향으로 빔의 길이를 따라 이동하도록 구성된 수송 장치를 추가로 포함할 수도 있다. 이미징 시스템(30)을 이동시키는 데 사용되는 이미징 갠트리(32)의 구성은 솔더 페이스트 인쇄 업계에서 잘 알려져 있다. 이러한 배열에 의하면, 이미징 시스템(30)이 스텐실(18)의 아래 및 회로 기판(29) 위의 임의의 위치에 위치하여 회로 기판 또는 스텐실의 미리 정의된 영역 각각의 이미지를 촬영할 수도 있다.
회로 기판에 솔더 페이스트를 한 번 이상 도포한 후, 과잉 솔더 페이스트가 스텐실(18)의 바닥에 축적될 수도 있으며, 전체적으로 34로 표시된 스텐실 와이퍼 조립체가 과잉 솔더 페이스트를 제거하기 위해 스텐실 아래에서 이동할 수도 있다. 다른 실시예에서는, 스텐실(18)이 스텐실 와이퍼 조립체 위에서 이동될 수도 있다.
스텐실 프린터 내부에서의 자동화된 전환 및 교체
위에서 언급된 바와 같이, 스텐실 프린터는 특정 부품의 교체 및/또는 보충 작업을 수행하기 위해 수동 개입을 필요로 한다. 예를 들어, 전형적인 스텐실은 일정 시간, 예를 들어, 4시간 후에 교체되어야 한다. 또한, 별도의 생산 실행(production run)을 위해 스텐실을 교체할 필요가 있다. 또한, 온도 제어식 솔더 페이스트를 스텐실 프린터로 공급하는 솔더 페이스트 카트리지는, 예를 들어, 4시간 이하 이내의 시간이 경과하면 교체되어야 한다. 별도의 생산 실행이 상이한 솔더 페이스트 재료를 필요로 할 수도 있다. 주기적인 교체가 필요한 또 다른 물품으로는 사용 동안 마모될 수도 있는 스퀴지 블레이드가 있다. 그리고 마지막으로, 인쇄 위치에서 기판을 지지하는 데 사용되는 도구가 하나의 생산 제품을 다른 생산 제품으로 변경할 때 교체될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 스텐실을 교체하기 위한 방법이 전체적으로 40으로 지정되어 있다. 스텐실이 인쇄 회로 기판 상에 솔더 페이스트를 인쇄하는 데 사용된다. 스텐실은 스테인리스강이나 니켈로 제조되는 경우가 많다. 도시된 바와 같이, 41에서 새로운 스텐실에 대한 요청이 이루어지면, 새로운 생산 실행을 위해 또는 기존 스텐실의 마모로 인해, 42에서 스텐실 저장실로부터 깨끗한 스텐실이 회수되며, 43에서 "프린터 1", "프린터 2" 및 "프린터 3"으로 식별되는 여러 개의 스텐실 프린터 중 하나로 이송된다. 스텐실 프린터는 인쇄 회로 기판을 제조하는 데 사용되는 단일 생산 라인의 일부이거나, 여러 개의 생산 라인의 일부일 수 있다. 스텐실 프린터의 개수는 변할 수 있다. 생산 라인에서, 스텐실 프린터로부터 "더러운" 또는 사용된 스텐실이 제거되며, "깨끗한" 또는 새로운 스텐실이 스텐실 프린터에 삽입되어 사용을 위해 고정된다. 44에서 더러운 스텐실이 스텐실 세정 스테이션(45)으로 이송되어 이곳에서 스텐실이 세정되어 재사용을 위해 준비된다. 일단 세정되고 나면, 46에서 스텐실이 깨끗한 스텐실 저장실(42)로 다시 이송되어 이곳에서 스텐실이 동일하거나 상이한 생산 실행 동안 재사용되도록 준비된다.
도 5를 참조하면, 페이스트 카트리지를 교체하기 위한 방법이 전체적으로 50으로 지정되어 있다. 도시된 바와 같이, 51에서 새로운 페이스트 카트리지에 대한 요청이 이루어지면, 새로운 생산 실행을 위해 또는 기존 페이스트 카트리지의 고갈로 인해, 52에서 페이스트 카트리지 저장실로부터 새로운 페이스트 카트리지가 회수되며, 53에서 "프린터 1", "프린터 2" 및 "프린터 3"으로 식별되는 여러 개의 스텐실 프린터 중 하나로 이송된다. 스텐실 프린터는 인쇄 회로 기판을 제조하는 데 사용되는 단일 생산 라인의 일부이거나, 여러 개의 생산 라인의 일부일 수 있다. 스텐실 프린터의 개수는 변할 수 있다. 이 실시예에서, 52에서의 저장실의 페이스트 카트리지의 저장 및 53에서의 페이스트 카트리지의 이송이 솔더 페이스트 카트리지 내부에 포함된 솔더 페이스트를 보존하기에 적합한 온도 및/또는 기후 제어 환경에서 발생하여야 한다. 생산 라인에서, "소모된" 또는 사용된 페이스트 카트리지가 스텐실 프린터로부터 제거되며, "완충된" 또는 새로운 페이스트 카트리지가 스텐실 프린터에 삽입되어 사용을 위해 고정된다. 54에서 소모된 페이스트 카트리지가 스테이션(55)으로 이송되며, 이곳에서 페이스트 카트리지가 (완전히 사용되지 않았기 때문에) 저장되거나 재활용을 위해 저장된다. 일단 저장되거나 재활용되고 나면, 56에서 페이스트 카트리지가 페이스트 카트리지 저장실(52)로 다시 이송되어, 이곳에서 페이스트 카트리지가 동일하거나 상이한 생산 실행 중에 사용될 준비가 된다.
도 6을 참조하면, 스퀴지 블레이드 또는 한 쌍의 스퀴지 블레이드를 교체하기 위한 방법이 전체적으로 60으로 지정되어 있다. 도시된 바와 같이, 61에서 새로운 스퀴지 블레이드에 대한 요청이 이루어지면, 새로운 생산 실행을 위해 또는 기존 스퀴지 블레이드에 의해 검출된 결함으로 인해, 62에서 스퀴지 블레이드 저장실로부터 스퀴지 블레이드가 회수되며, 63에서 "프린터 1", "프린터 2" 및 "프린터 3"으로 식별되는 여러 개의 스텐실 프린터 중 하나로 이송된다. 스텐실 프린터는 인쇄 회로 기판을 제조하는 데 사용되는 단일 생산 라인의 일부이거나, 여러 개의 생산 라인의 일부일 수 있다. 스텐실 프린터의 개수는 변할 수 있다. 생산 라인에서, 사용된 스퀴지 블레이드가 스텐실 프린터로부터 제거되며, 새로운 스퀴지 블레이드가 스텐실 프린터에 삽입되어 사용을 위해 고정된다. 64에서 사용된 스퀴지 블레이드가 스테이션(65)으로 이송되어, 이곳에서 스퀴지 블레이드가 검사되며, 회수 가능한 경우 재사용을 위해 세정된다. 결함이 있다면, 스퀴지 블레이드가 신뢰할 수 있는 방식으로 폐기된다. 일단 세정되고 나면, 66에서 스퀴지 블레이드가 스퀴지 블레이드 저장실(62)로 다시 이송되어, 이곳에서 스퀴지 블레이드가 동일하거나 상이한 생산 실행 동안 사용되도록 준비된다.
도 7을 참조하면, 인쇄 위치에서 기판을 지지하는 데 사용되는 도구를 교체하기 위한 방법이 전체적으로 70으로 지정되어 있다. 도시된 바와 같이, 71에서 새로운 도구에 대한 요청이 이루어지면, 새로운 생산 실행을 위해 또는 기존 도구에 의해 검출된 결함으로 인해, 72에서 도구 저장실로부터 새로운 도구가 회수되며, 73에서 "프린터 1", "프린터 2" 및 "프린터 3"으로 식별되는 여러 개의 스텐실 프린터 중 하나로 이송된다. 스텐실 프린터는 인쇄 회로 기판을 제조하는 데 사용되는 단일 생산 라인의 일부이거나, 여러 개의 생산 라인의 일부일 수 있다. 스텐실 프린터의 개수는 변할 수 있다. 생산 라인에서, 사용된 도구가 스텐실 프린터로부터 제거되며, 새로운 도구가 스텐실 프린터에 삽입되어 사용을 위해 고정된다. 74에서 사용된 도구가 스테이션(75)으로 이송되어, 이곳에서 도구가 검사되며, 회수 가능한 경우 재사용을 위해 세정된다. 결함이 있다면, 도구가 신뢰할 수 있는 방식으로 폐기된다. 일단 세정되고 나면, 76에서 도구가 도구 저장실(72)로 다시 이송되어, 이곳에서 도구가 동일하거나 상이한 생산 실행 동안 사용되도록 준비된다.
이동 가능한 카트
본 개시의 실시예가 스텐실 프린터에 대한 전환 공정을 자동화하며 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명된 방법 중 하나 이상을 구현하도록 구성되는 운반 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에서, 운반 시스템이 스텐실 프린터로 교체 및 보충용 부품과 재료를 공급하며 수용하기 위해 스텐실 프린터와 정합하도록 구성된 이동 가능한 카트를 포함한다. 예를 들어, 스텐실 프린터가 이동 가능한 카트를 수용하도록 구성된 도킹 스테이션을 포함할 수도 있다. 도킹 스테이션이 이동 가능한 카트가 스텐실 프린터와 통신할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함할 수도 있다. 단일 이동 가능한 카트가 전환용 스텐실, 교체용 스텐실, 교체용 솔더 페이스트 카트리지, 보충용 솔더 페이스트 카트리지, 교체용 스퀴지 블레이드, 보충용 스퀴지 블레이드, 및 교체용 지지 도구를 포함하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 전환 동안 스텐실 프린터가 상이한 물품을 생산하도록 재구성되어야 한다. 따라서, 새로운 스텐실, 상이한 유형의 솔더 페이스트, 길이가 상이한 새로운 블레이드, 및 상이한 기판을 수용하기 위한 새로운 지지 도구가 상이한 제품을 생산하기 위해 스텐실 프린터 내부에 채용될 수도 있다. 스텐실 와이퍼에 사용되는 종이 및 용제와 같은 다른 물품이 추가로 교체 및/또는 보충될 수도 있다.
본원에 설명된 전환 공정이 각각의 물품을 교체 및/또는 보충하도록 구성된 단일 이동 가능한 카트에 의해 달성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 한 개보다 많은 이동 가능한 카트가 제공될 수 있다. 예를 들어, 스텐실 전환의 경우, 이동 가능한 카트가 소정 개수의 스텐실을 지지하도록 구성된다. 이동 가능한 카트 및/또는 스텐실 프린터가 스텐실을 식별하며, 스텐실을 저장하며, 스텐실을 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 이송하며, 스텐실을 검사하며, 스텐실 프린터와 인터페이스 연결되도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트가 또한, 스텐실 프린터로부터 스텐실과 같은 사용된 부품을 제거하도록 구성될 수도 있다.
상기 이동 가능한 카트 또는 다른 이동 가능한 카트가 특정 날짜 또는 특정 기간 동안 예상되는 생산 실행을 위해 선택되는 소정 개수의 페이스트 카트리지를 지지하도록 구성된다. 이동 가능한 카트 및/또는 스텐실 프린터가 페이스트 카트리지를 식별하며, 페이스트 카트리지를 적절한 환경에 저장하며, 페이스트 카트리지를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 이송하며, 페이스트 카트리지를 검사하며, 스텐실 프린터와 인터페이스 연결되도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트가 또한, 스텐실 프린터로부터 페이스트 카트리지와 같은 사용된 부품을 제거하도록 구성될 수도 있다. 더욱이, 이동 가능한 카트가 페이스트 카트리지를 장기간 저장하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 솔더 페이스트의 장기간 저장은 0℃ 내지 10℃(32℉ 내지 50℉)에서의 냉각에 의해 달성될 수 있다. 페이스트 카트리지가 이 온도 범위를 유지하기 위해 이동 가능한 카트 내의 일 위치에 저장될 수 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트가 스텐실 프린터에서 사용하기 위한 카트리지를 준비하기 위해 사용 전에 페이스트 카트리지를 예열하도록 구성될 수 있다.
상기 이동 가능한 카트 또는 다른 이동 가능한 카트가 특정 날짜 또는 특정 기간 동안 예상되는 생산 실행을 위해 선택되는 소정 개수의 스퀴지 블레이드를 지지하도록 구성된다. 이동 가능한 카트 및/또는 스텐실 프린터가 스퀴지 블레이드를 식별하며, 스퀴지 블레이드를 저장하며, 스퀴지 블레이드를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 이송하며, 스퀴지 블레이드를 검사하며, 스텐실 프린터와 인터페이스 연결되도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트가 또한, 스텐실 프린터로부터 스퀴지 블레이드와 같은 사용된 부품을 제거하도록 구성될 수도 있다.
상기 이동 가능한 카트 또는 다른 이동 가능한 카트가 특정 날짜 또는 특정 기간 동안 예상되는 생산 실행을 위해 선택되는, 인쇄 위치에서 인쇄 회로 기판을 지지하는 데 사용되는 소정 개수의 도구를 지지하도록 구성된다. 이동 가능한 카트 및/또는 스텐실 프린터가 도구를 식별하며, 도구를 저장하며, 도구를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 이송하며, 도구를 검사하며, 스텐실 프린터와 인터페이스 연결되도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트가 또한, 스텐실 프린터로부터 도구와 같은 사용된 부품을 제거하도록 구성될 수도 있다.
본 개시의 실시예가 추가로, 스텐실 프린터에 대한 보충 공정을 자동화하도록 구성된 운반 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에서, 운반 시스템이 스텐실 프린터로 교체 및 보충용 부품과 재료를 공급하며 수용하기 위해 스텐실 프린터와 정합하도록 구성된 이동 가능한 카트를 포함한다. 예를 들어, 스텐실 프린터가 이동 가능한 카트를 수용하도록 구성된 도킹 스테이션을 포함할 수도 있다. 도킹 스테이션이 이동 가능한 카트가 스텐실 프린터와 통신할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함할 수도 있다. 단일 이동 가능한 카트가 전환용 스텐실, 교체용 스텐실, 교체용 솔더 페이스트 카트리지, 보충용 솔더 페이스트 카트리지, 교체용 스퀴지 블레이드, 보충용 스퀴지 블레이드, 및 교체용 지지 도구를 포함하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 보충 동안, 스텐실 프린터의 중요한 소모성 제품이 주기적으로 보충되어야 한다. 일 예에서, 솔더 페이스트 카트리지는 고갈되면 교체되어야 한다. 스텐실 와이퍼에 사용된 종이 및 용제와 같은 다른 물품이 추가로 보충될 수도 있다.
본원에 설명된 보충 공정이 모든 보충 가능한 물품을 보충하도록 구성된 단일 이동 가능한 카트에 의해 달성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 한 개보다 많은 이동 가능한 카트가 제공될 수 있다. 예를 들어, 스텐실 보충을 위해, 이동 가능한 카트가 여러 개의 교체용 솔더 페이스트 카트리지를 지지하도록 구성된다. 이동 가능한 카트 및/또는 스텐실 프린터가 보충용 솔더 페이스트 카트리지를 식별하며, 카트리지를 저장하며, 카트리지를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 이송하며, 카트리지를 검사하며, 스텐실 프린터와 인터페이스 연결되도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트가 또한, 스텐실 프린터로부터 소모된 카트리지와 같은 사용된 물품을 제거하도록 구성될 수도 있다.
이동 가능한 카트가 여러 개의 교체용 스퀴지 블레이드를 지지하도록 구성된다. 이동 가능한 카트 및/또는 스텐실 프린터가 교체용 스퀴지 블레이드를 식별하며, 스퀴지 블레이드를 저장하며, 스퀴지 블레이드를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 이송하며, 스퀴지 블레이드를 검사하며, 스텐실 프린터와 인터페이스 연결되도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트가 또한, 스텐실 프린터로부터 사용된 또는 결함이 있는 스퀴지 블레이드와 같은 사용된 물품을 제거하도록 구성될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에서, 전체적으로 80으로 표시된 이동 가능한 카트가 교체용 및/또는 보충용 물품을 지지하도록 구성된 프레임 또는 하우징(82)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 프레임(82)이 대체로 직사각형이며, 각각 84로 표시된 휠 또는 캐스터 상에 지지된다. 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트의 하우징(82)을 밀어냄으로써 조작자에 의해 수동으로 이동되도록 구성된다. 이 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 푸시 바 또는 핸들을 갖도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 원격 제어에 의해 또는 이동 가능한 카트, 스텐실 프린터(10), 생산 라인, 및/또는 몇몇 다른 전용 제어와 관련된 자동화된 제어에 의해 자동적으로 이동되도록 구성된다. 이 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 적절한 모터 및 구동 트레인에 의해 구동되는 휠을 포함할 수 있으며, 이동 가능한 카트, 스텐실 프린터(10), 생산 라인, 및/또는 몇몇 다른 전용 제어와 연관된 제어부가 이동 가능한 카트를 제어하도록 구성된다. 이동 가능한 카트(80)가, 예를 들어, 저장실로부터 스텐실 프린터로 이동 가능한 카트를 안내하기 위해 하나 이상의 센서 및/또는 비전 시스템, 예를 들어, 카메라를 추가로 포함할 수 있다.
이동 가능한 카트(80)가 각각 86으로 표시된 하나 이상의 선반을 포함하며, 이들 선반이 스텐실 프린터(10)용 물품을 저장하도록 구성된다. 예를 들어, 선반(86)이 새로운 그리고 사용된 스텐실, 새로운 그리소 소모된/사용된 페이스트 카트리지, 새로운 그리고 사용된 스퀴지 블레이드, 및 새로운 그리고 사용된 도구를 지지하도록 특별히 설계될 수 있다. 하나 이상의 선반(86)이 스텐실 프린터(10)와 함께 작동하기에 적합한 높이를 달성하기 위해 하우징(82) 내부에서 수직으로 이동하도록 구성될 수 있다. 일부 선반(86)이 스텐실 프린터(10)의 내부에서 사용될 준비가 된 깨끗한 또는 새로운 물품을 지지하기 위한 "깨끗한 선반(clean shelves)"으로서 지정될 수도 있다. 일부 선반(86)이 스텐실 프린터(10)로부터 취해질 사용 후 물품을 지지하기 위한 "더러운 선반(dirty shelves)"으로서 지정될 수도 있다. 선반(86)이 다양한 물품을 수용하기 위해 서로 특정 거리로 이격될 수 있다. 예를 들어, 선반(86)이 스텐실 프레임 두께를 수용하기 위해 서로 3/8 인치 내지 1½ 인치 이격될 수 있다.
이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트로부터 스텐실 프린터(10)로 그리고 스텐실 프린터로부터 이동 가능한 카트로 물품을 운송하는 데 사용되는 하나 이상의 장치를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 장치는, 페이스트 카트리지와 같은 물품과 정합하여 스텐실 프린터로부터 이동 가능한 카트(80)의 트레이로 소모된 페이스트 카트리지를 이동시키며 이동 가능한 카트로부터 스텐실 프린터(10)로 완충된 페이스트 카트리지를 이동시키기 위한 파지부를 포함할 수 있다.
이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10) 상에 제공된 도킹 스테이션 내부에서 도킹하도록 설계된 인터페이스를 갖도록 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 기계 인터페이스 및 전자 통신 인터페이스 모두로부터, 스텐실 프린터(10)의 도킹 스테이션(112)의 내부에서 도킹하도록 구성된 인터페이스(110)를 포함한다. 특정 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)의 고유한 기계적 인터페이스와 짝을 이루는 고유한 기계적 인터페이스를 갖도록 구성될 수 있다. 고유한 기계적 인터페이스가 기하학적 특징부를 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)는 이동 가능한 카트를 완전히 도킹하기 전에 스텐실 프린터에 이동 가능한 카트를 레지스터링(registering)하기 위해 스텐실 프린터(10)와 연관된, 각각 116으로 표시된 가이드 내부에 수용되는, 각각 114로 표시된 핀을 갖도록 구성될 수 있다. 전기/자기 가이드, 비전 가이드, 센서, 래치 등과 같은 다른 유형의 가이드가 사용될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)의 도킹 스테이션 내부에 도킹될 때 스텐실 프린터와 물리적으로 정합하거나 스텐실 프린터로부터 이격될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)의 내부의 각각 18로 표시된 스텐실을 교체하는 데 특히 적합할 수 있다. 선반(86)이 스텐실 프린터(10) 내외로 왕복 이동되는 스텐실(18)을 지지하도록 구성된다. 선반(86)이 원하는 높이를 달성하기 위해 수직 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 일단 스텐실이 원하는 높이에 있으면, 이동 가능한 카트(80)와 연관된, 아래에서 더 상세히 설명될 장치가 이동 가능한 카트로부터 스텐실 프린터(10) 내외로 스텐실(18)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 스텐실(18)의 이동이 이동 가능한 카트(80), 스텐실 프린터(10), 및/또는 생산 라인과 연관된 제어부의 제어 하에 자동적으로 달성될 수 있다. 도 10에는 이동 가능한 카트의 선반(86) 상에 지지된 스텐실(18)이 도시되어 있다. 도 10에는 또한, 이동 가능한 카트의 상부 표면 상에 지지 도구(90), 예를 들어, 핀을 구비한 이동 가능한 카트가 도시되어 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 이동 가능한 카트(80)는 페이스트 카트리지와 같은 스텐실 프린터(10) 내부의 다른 물품을 교체하는 데 특히 적합하다. 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 페이스트 카트리지를 지지하도록 구성된, 각각 94로 표시된 복수의 개방 소켓을 구비한 회전식 휠(92)을 포함한다. 예시적인 페이스트 카트리지가 도 12에 96으로 표시되어 있다. 회전식 휠(92)이 스텐실 프린터(10)에 페이스트 카트리지를 제공하기 위해 회전하도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)와 연관된 장치가 이동 가능한 카트의 회전식 휠(92)로부터 스텐실 프린터 내외로 페이스트 카트리지를 이동시키도록 구성될 수 있다. 페이스트 카트리지의 이동이 이동 가능한 카트(80), 스텐실 프린터(10), 및/또는 생산 라인과 연관된 제어부의 제어 하에 자동적으로 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)의 프린트 헤드의 후방에 페이스트 분배기를 배치하며 페이스트 분배기에 도달하도록 구성될 수 있다. 페이스트 카트리지를 내포하는 회전식 휠(92)이 회전식 휠과 연관된 인덱스 기구(index mechanism)가 새로운 페이스트 카트리지를 제공하는 이동 가능한 카트(80)의 면에 위치된다. 핀치 롤러(pinch roller)가 페이스트 카트리지를 회전시키며 페이스트 카트리지 상에 제공된 소정의 식별 표식(120)(도 12)을 판독/검증하기 위해 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 소정의 식별 표식(120)이 이미징 시스템(30)에 의해 또는 이동 가능한 카트(80)와 연관된 이미징 시스템에 의해 판독되도록 구성된 바코드일 수 있다. 다른 실시예에서는, 소정의 식별 표식이 판독기에 의해 판독되는 RFID 태그를 채용할 수 있다. 사용된 페이스트 카트리지가 회전식 휠(92)에 제공된 개방 소켓(94)의 내부에 보관될 수 있다.
다시 도 11을 참조하면, 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 122로 표시된 적절한 모터 및 구동 트레인에 의해 구동되는 휠(84) 및 이동 가능한 카트의 이동을 제어하도록 구성된 원격 제어부(124)와 같은 제어부를 포함한다. 이동 가능한 카트(80)가 모터 및 구동 트레인(122)을 통해 이동 가능한 카트의 이동 전력을 공급하기 위한 전원(126), 예를 들어, 배터리를 추가로 포함한다.
도 13을 참조하면, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)로부터 도구(98)를 운반 및 제거하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 컨베이어 조립체(100)가 이동 가능한 카트(80)와 스텐실 프린터(10)의 사이에 위치된다. 컨베이어 조립체(100)가 전용 컨베이어 또는 스텐실 프린터(10)용 컨베이어 시스템의 일부일 수 있다. 이동 가능한 카트(80)의 선반(86)이 도구(98)를 지지하며 도구를 원하는 높이에 위치시키도록 구성된다. 유사하게, 컨베이어 조립체(100)가 원하는 높이에서 이동 가능한 카트(80)로부터 도구(98)를 수용하며 스텐실 프린터(10)로 도구를 전달하도록 구성된다. 컨베이어 조립체(100)가 추가로, 원하는 높이에서 스텐실 프린터(10)로부터 도구(98)를 수용하며 도구를 이동 가능한 카트(80)로 다시 전달하도록 구성된다. 예를 들어, 전환 작업 동안 새로운 도구(98)가 필요할 수도 있다. 이동 가능한 카트(80) 및 컨베이어 조립체(100)가 스텐실 프린터(10)로부터 도구(98)를 제거하며 컨베이어 조립체를 통해 사용된 도구를 이동 가능한 카트로 전달하도록 구성된다. 새로운 도구(98)가 이동 가능한 카트(80)로부터 제거되며 컨베이어 조립체(100)를 통해 스텐실 프린터(10)로 전달된다.
일부 실시예에서, 스텐실 프린터(10)의 내부에서 스텐실을 변경하는 경우, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트 상의 새로운 올바른 스텐실을 검증하며, 사용된 스텐실을 이동 가능한 카트의 빈 선반(86) 상에 배치하며, 새로운 스텐실을 배치하며, 스텐실 프린터 내부에서 적절한 위치와 배향으로 스텐실을 교정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스퀴지 블레이드로부터 사용된 페이스트를 세정하거나 그렇지 않으면 제거함으로써 스퀴지 블레이드를 세정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 프린트 헤드(20)로부터 스퀴지 블레이드를 고정 해제하며 이동 가능한 카트의 개방 선반(86) 상에 사용된 스퀴지 블레이드를 배치함으로써 사용된 스퀴지 블레이드를 변경하도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)로부터 새로운 스퀴지 블레이드가 취해져 스텐실 프린터(10)의 프린트 헤드(20) 상에 장착된다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 제어부에 의해 획득된 작동 매개 변수에 기초하여 이동 가능한 카트의 작동을 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다. 제어부가 스텐실 프린터(10)의 제어부(14) 및/또는 생산 라인과 연관된 제어부와 통신하도록 구성될 수 있다. 다수의 이동 가능한 카트(80)를 구비한 일 실시예에서, 제어부가 제어부 CAN(Controller Area Network) 버스 또는 다른 유형의 네트워크를 통해 서로 통신하는 각각의 이동 가능한 카트에 제공된 복수의 제어부를 채용할 수도 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)의 제어부의 작동을 제어하기 위해 마스터 제어부가 제공될 수도 있다. 제어부에 작동 가능하게 결합된 디스플레이가 각각의 이동 가능한 카트(80)에 제공될 수도 있다. 디스플레이가 깨끗한 그리고 사용된 스텐실의 개수, 완충된 그리고 소모된/사용된 페이스트 카트리지의 개수, 새로운 그리고 사용된 스퀴지 블레이드의 개수, 및/또는 새로운 그리고 사용된 도구의 개수와 같은, 그러나 이것으로 제한되지 않는, 이동 가능한 카트의 작동 매개 변수를 표시하도록 구성된다. 이러한 정보를 획득하기 위해 적절한 모니터가 제공될 수도 있다. 대안으로서, 또는 전술한 실시예에 추가하여, 작동 매개 변수가 스텐실 프린터(10)의 내부에 제공된 디스플레이(16) 및/또는 생산 라인과 연관된 디스플레이 상에 표시될 수도 있다.
다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)의 제어부(14) 및/또는 생산 라인과 연관된 제어부에 의해 제어될 수도 있다. 제어부가 하나 이상의 이동 가능한 카트(80) 전용 제어부일 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80) 상의 물품에 대한 재료 식별을 위해 물품을 조작하기 위한 장치 및 물품을 스캔하고 식별하기 위한 스캐너가 포함될 수 있다. 예를 들어, 페이스트 카트리지(96)의 경우, 이동 가능한 카트(80)가 페이스트 카트리지 상에 제공된 코드 또는 소정의 식별 표식을 이동 가능한 카트 상에 제공된 스캐너와 정렬하기 위해 페이스트 카트리지를 회전시키기 위한 핀치 휠(pinch wheel)을 포함하도록 구성될 수 있다. 시스템이 페이스트 카트리지(96)와 연관된 재료 식별을 스텐실 프린터(10)에 대한 레시피, 생산 시간 등과 결부시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 물품 식별을 위한 바코드가 구현될 수 있다. 예를 들어, 바코드가 UPC 코드용 1D 스캐너, QRC 코드용 2D 스캐너, 물품에 적용된 인쇄 라벨, 또는 물품에 에칭된 레이저 에칭 라벨을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 폼목 식별을 위한 RFID 시스템이 구현될 수 있다. 예를 들어, RFID 시스템이 물품에 적용된 RFID 태그 및 이동 가능한 카트(80)와 연관된 RFID 판독기를 포함할 수 있다. RFID 시스템을 사용하면, 판독기와 물품 사이에 LOS(line-of-site)가 필요하지 않다. 더욱이, 이동 가능한 카트(80) 내부의 모든 물품을 식별하기 위해 스캐닝을 수행할 필요가 없다. 다른 실시예에서는, 물품 식별을 위한 이미징 또는 비전 시스템이 구현될 수 있다. 비전 시스템은 스텐실 프린터(10)와 연관된 이미징 시스템(30)과 유사한 이미징 시스템일 수 있으며, 스텐실 프린터 상에, 스텐실 프린터 외부에, 또는 이동 가능한 카트(80) 상에 연관될 수 있다.
일부 실시예에서, 데이터베이스가 이동 가능한 카트(80) 상에 보관된 물품을 추적하기 위해 제공된다. 일 실시예에서, 데이터베이스가 개방형 애플리케이션(앱) 아키텍처를 포함할 수도 있으며 데이터를 스텐실 프린터(10)에 푸시(push)하도록 구성될 수도 있다. 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)와 통신하여 데이터를 스텐실 프린터 및/또는 생산 라인으로 푸시하도록/풀(pull)하도록 구성되거나, 생산 라인과 직접 통신하도록 구성될 수 있다. 데이터베이스가 작업 정보 또는 재료 정보를 포함할 수 있다. 데이터베이스가 추가로, 생산 라인, 스텐실 프린터(10), 또는 둘 모두와 연관된 제조 실행 시스템(MES)과 통신할 수 있다. MES 시스템이 생산 실행에 필요한 재료를 파악하도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)가 MES 시스템과 통신하여 스텐실 프린터(10)로의 물품 운반을 조정하도록 구성될 수 있다.
데이터베이스가 추가로, 식별부, 예를 들어, 바코드 번호에 기초하여 물품에 대한 정보를 검색하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 스텐실 프린터(10) 및/또는 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트로부터의 재료를 수용하도록 프로그래밍되는 중앙 관리 시스템이 제공될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트 상의 재료를 식별하여, MES 시스템에 다시 결부되는 네트워크로부터 이동 가능한 카트 및/또는 스텐실 프린터(10)와 연관된 데이터베이스로 정보를 로딩하기 위해 데이터베이스를 업데이트하도록 프로그래밍된다.
데이터베이스가 추가로, 사용량 및 소비와 같은 추가 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 데이터베이스가 정보를 근거리에서 또는 원격으로 저장하도록 구성될 수 있으며, 하나 이상의 생산 실행과 연관된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드 및 도구, 페이스트 사용, 사이클 등의 추적 가능성을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 데이터를 획득 및 저장하도록 구성될 수 있다.
데이터베이스가 교체/보충이 필요한 경우 예측 데이터를 공유하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 페이스트 카트리지에 관한 정보를 저장하는 것과 관련하여, 데이터베이스가 다음 중 하나 이상, 즉 페이스트 카트리지를 보충하여야 하는 시기에 대한 정보를 저장하는 것; 페이스트 카트리지에 페이스트가 부족하다면 특정 기능을 수행하는 것; 페이스트 카트리지가 부족하다는 경보 및/또는 보고를 촉발하는 것; 스텐실 프린터(10) 및/또는 생산 라인과 연관된 재고 관리 시스템에 신호를 전송하는 것; 작동 매개 변수와 실제 사용 및 상류/하류 장비 활동에 기초하여 소모품 사용량에 대한 분석을 수행하는 것; (스텐실 프린터 및/또는 이동 가능한 카트(80)에 대한) 변경 또는 유지 관리를 예측하는 것; 페이스트 카트리지를 교체할 시기를 예측하기 위해 다수의 현장의 상관 관계를 보여주는 것 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다. 데이터베이스가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구와 같은 기타 변경 가능한/소모성 물품에 대한 예측 데이터를 공유하도록 구성될 수 있다.
데이터베이스가 로트(lot) 추적 가능성과 연관된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 또한, 이러한 물품이 스텐실 프린터(10)에 삽입되는 경우 정확한 정렬/배향/방향/전후/상하를 보장하기 위한 기판 또는 스텐실의 스텐실 프레임의 RFID 또는 기계식 키 입력(keying)이 제공된다. 이 정보가 물품이 창고로부터 이송되기 전에 및/또는 물품이 스텐실 프린터(10)에 설치되기 전에 올바른 배향 및/또는 끼워 맞춤을 검증하는 데 사용될 수 있다. 이 기능은 저렴한 판독기에 의해 수행될 수 있다.
도 11을 다시 참조하면, 일 실시예에서, 원격 제어부(124)가 클라우드(132) 또는 ISP를 통해 데이터베이스(130)와 통신하여 전술한 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 데이터베이스(130)가 스텐실 프린터(10) 또는 이동 가능한 카트(80) 또는 생산 라인용 컴퓨터 제어 시스템의 일부일 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 재료를 저장하도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)가 재료가 오는 장소 및 재료가 가는 장소를 수용하도록 유연하게 구성될 수 있다. 또한, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트 상에서 특정 재료가 위치하는 장소를 식별하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 자동 운반이든 수동 운반이든지 간에, 위치가 이동 가능한 카트(80) 및/또는 스텐실 프린터(10) 상에서 원거리 또는 근거리에 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 이동 가능한 카트(80)가 환경 매개 변수를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이동 가능한 카트(80)가 저장된 페이스트 카트리지를 냉각하며, 사용할 준비가 된 페이스트 카트리지를 가열하며, 그리고 사용되었지만 여전히 페이스트를 유지하는 페이스트 카트리지를 냉각함으로써 페이스트 카트리지 내부에 포함된 페이스트의 온도를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(82)이 단열 처리될 수 있으며 냉각/가열 유닛(134)(도 11)이 하우징의 내부 및 따라서 페이스트 카트리지를 냉각 또는 가열하기 위해 제공될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)가 추가로, 곧 있을 생산에 기초하여 페이스트 카트리지를 가열/냉각하기 시작하는 시기를 예측하며, 저장 수명 시간을 추적하며, 및 적절한 온도와 정확한 시간으로 각각의 페이스트 카트리지를 개별적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 페이스트 카트리지를 이동시키기 위한 카트리지 슈터(cartridge shooter)를 포함할 수 있다. 이동 가능한 카트(80)가 추가로, 응축을 피하기 위해 습도를 제어하도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)가 추가로, 깨끗한 환경, 예를 들어, 표준 기계적 인터페이스(SMIF) 환경에서 작동하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 재고 관리를 수행하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 이동 가능한 카트(80)가 재료가 위치한 장소, 재료 사용량, 재료 사용 방법, 재료 사용 시기를 식별하며, 재료 및 재료에 대한 정보를 고객의 재고 관리 시스템과 결부시키며, 하나의 기판당 또는 다수의 기판당 소비되는 재료 유형을 추적하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트 상에 저장된 물품을 정리하도록 구성될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 일 실시예에서, 하나의 이동 가능한 카트(80)가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 다수의 자원을 저장, 이송, 및 운반하기 위해 제공될 수 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)로 단일 자원 또는 물품을 저장, 이송, 및 운반하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이동 가능한 카트(80)가 다수의 스텐실을 저장하도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)가 다수의 생산 라인에 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 하나의 스텐실 프린터(10)에 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트로부터 스텐실 프린터(10)로 그리고 스텐실 프린터로부터 이동 가능한 카트로 물품을 이송하도록 구성될 수 있으며, 이동 가능한 카트와 스텐실 프린터 사이의 높이 차이를 고려할 수 있다. 이송이 자동화되어 있거나 수동적일 수 있다. 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트와 연관된 자동 안내 차량(AVG) 기술에 의해 이동되거나 원격으로 제어될 수 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 자율적으로 이동하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 수동으로 이동되도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트 상에 저장된 물품을 자동으로 및/또는 수동으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이동 가능한 카트(80)는 물품을 자동으로 이동시키도록 구성될 수 있으며, 물품이 수동으로 이동되는 미리 계획된 활동의 중단을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)의 이송 기능을 수행하는 것과 연관된 타이밍이 교대 변경, 예를 들어, 인력 교대, 예정된 유지 관리, 주문형 활동, 예를 들어, 레시피 변경 및 예측 이벤트(시간에 맞춘 교체)를 고려하도록 프로그래밍될 수 있다. 타이밍이 하나 이상의 이동 가능한 카트(80)를 사용하여 다수의 라인의 균형 제어 요구 사항을 충족하며 생산 라인의 실시간 주문형 재료 공급 수요를 충족하도록 프로그래밍될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 검사를 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구를 포함하는 카트 상의 물품 및 카트 밖의 물품을 검사할 수 있다. 일 실시예에서, 이동 가능한 카트와 연관된 비전 시스템이 물품의 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. 제어부와 함께 비전 시스템이 청결도, 손상, 마모, 및 식별 판독성(예를 들어, 바코드 라벨이 마모되거나, 더럽거나 찢어진 경우)을 검사하도록 구성될 수 있다. 비전 시스템이 임의의 유형의 2D, 3D 또는 컬러 카메라를 채용할 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 기계 인터페이스 및 전자 통신 인터페이스 모두로부터 스텐실 프린터(10)와 인터페이스 연결되도록 구성된다. 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)의 고유한 기계적 인터페이스와 짝을 이루는 고유한 기계적 인터페이스를 갖도록 구성될 수 있다. 고유한 기계적 인터페이스가 기하학적 특징부를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)는 이동 가능한 카트를 완전히 도킹하기 전에 스텐실 프린터에 이동 가능한 카트를 레지스터링하기 위해 스텐실 프린터(10)와 연관된 가이드 내부에 수용되는 핀을 갖도록 구성될 수 있다. 핀과 가이드가 스텐실 프린터(10) 상에 제공된 핀과 이동 가능한 카트(80)에 제공된 가이드로 뒤바뀔 수 있다. 전기/자기 가이드, 비전 가이드, 센서, 래치 등과 같은 다른 유형의 가이드가 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 인터페이스 및 도킹 스테이션이 스텐실 프린터(10)에 대해 이동 가능한 카트(80)를 제자리에 유지하기 위한 클램핑 시스템을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 자기 클램핑 시스템이 채용될 수 있다.
일부 실시예에서, 스텐실 프린터(10)가 다수의 도킹 스테이션, 예를 들어, 5 개의 도킹 스테이션을 갖도록 구성될 수 있다. 도킹 스테이션이 스텐실 프린터(10)의 전면 또는 스텐실 프린터의 후면에 제공될 수 있다.
이동 가능한 카트(80) 및/또는 스텐실 프린터(10)가 이동 가능한 카트가 도킹될 수 있으며 스텐실 프린터와 인터페이스 연결될 수 있는지 여부를 검증하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 제 위치에 있으며 스텐실 프린터(10)와 인터페이스 연결될 준비가 되어 있는지 확인하기 위한 검증이 제공될 수 있다. 이 검증 공정은 올바른 재료가 이동 가능한 카트(80) 상에 있는지 여부와 이동 가능한 카트 재료 정보가 MES 시스템으로부터 수신될 수 있는지 또는 근거리에서 식별될 수 있는지 여부를 추가로 결정할 수 있다. 올바르게 되어 있지 않다면, 이동 가능한 카트(80)는, 잘못되거나 손상된 재료가 이동 가능한 카트 상에 있는 경우 경보 발생을 활성화하도록 및/또는 조작자에게 경고를 보내도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트가 스텐실 프린터(10)에 도킹되고 나면 이동 가능한 카트 내외로 물품을 이동시키기 위한 작동 장치 또는 액추에이터를 갖도록 구성될 수 있다. 액추에이터의 실시예가 이동 가능한 카트(80), 스텐실 프린터(10), 또는 둘 모두 상에 구현될 수 있다. 다른 실시예에서는, 물품이 이동 가능한 카트(80)로부터 수동으로 로딩 및 언로딩될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 생산 라인과 인터페이스 연결되도록 구성될 수 있다. 이 실시예를 통해, 생산 라인의 조작자가 스텐실 프린터(10) 상의 이동 가능한 카트(80)의 올바른 위치를 확인하며 이동 가능한 카트(80)의 수령을 알릴 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10), 생산 라인, 및/또는 개방형 플랫폼을 통해 생산 라인 내부의 선택 기계와 통신하도록 구성될 수 있다. 통신 시스템이 유선 시스템, 무선 시스템(공통 네트워크, 메시(mesh), 블루투스(Bluetooth), Wi-Fi, 지그비(Zigbee), WAN, 노드(Node), Li-Fi 등을 통함), 유무선 시스템의 조합, 및 적외선(IR) 시스템을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)에 전용 전원이 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트에 제공된 자동화된 구성 요소, 예를 들어, 이동 가능한 카트 내외로 스텐실을 이동시키는 데 사용되는 기구, 페이스트 카트리지를 이동 가능한 카트 내외로 이동시키는 데 사용되는 기구, 스퀴지 블레이드를 이동 가능한 카트 내외로 이동시키는 데 사용되는 기구, 및 도구를 이동 가능한 카트 내외로 이동시키는 데 사용되는 기구에 전력을 공급하도록 구성된 배터리를 포함한다. 다른 실시예에서는, 이동 가능한 카트(80)가 무정전 전원을 갖도록 구성될 수 있다. 전원이 "도킹된" 동안 작동(도킹 시의 스텐실 프린터의 고전압, 그렇지 않으면 도킹 해제 시의 저전압)을 지원하도록 구성될 수 있다. 전원이 자율 작동을 위해 재충전하도록, 예를 들어, 스텐실 프린터(10)에 의해 제공되는 전력으로부터 배터리를 재충전하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)와 함께 기능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이동 가능한 카트(80)는 "스텐실 #1234를 주세요"와 같이 물품을 전달하기 전에 스텐실 프린터(10)와의 핸드셰이킹(handshaking) 기능을 제공하도록 구성될 수도 있다. 이동 가능한 카트(80) 및 스텐실 프린터(10)가 통신 프로토콜 및/또는 소비할 수 있는 것에 대한 참조 라이브러리(library reference)를 갖도록 구성될 수 있다. 이동 가능한 카트(80)는 이동 가능한 카트가 올바른 물품을 가지고 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 핸드셰이킹 기능이 "여기 스텐실 #1234입니다"와 같이 물품의 정확한 전달을 보장하도록 및/또는 "이제 스텐실 #1234를 갖습니다"와 같이 물품의 후속 전달을 보장하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 모바일 장치가 이동 가능한 카트(80)의 물품을 스캔 및 식별하며, 예를 들어, 물품이 사용할 준비가 되었는지, 세정이 필요한지 등을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트의 물품을 취급 및 회수하는 것과 연관된 오류를 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이동 가능한 카트(80)가 한 당사자에 의한 불완전한 작업, 물품의 불완전한 전달, 예를 들어, 고착되거나 걸린 물품, "스텐실 #1234를 전달하였습니다. 갖고 있지 않습니까?"와 같은 누락된 전달, 및 "도와드리겠습니다"와 같은 수동 개입 또는 무효를 검출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)와 연관된 제어부가 정전기 방전 제어, 데이터 복구, 및/또는 보안 작용을 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 더 높은 수준의 능력을 갖도록 구성될 수 있다. 모든 장비를 정확한 높이로 인덱싱하는 것 외에도, 이동 가능한 카트(80)가 부착될 기계 갠트리에 대해 모든 장비를 끌어당기거나 밀어낼 필요가 있다.
일부 실시예에서, 스텐실 프린터(10)의 기존 기계 갠트리, 레일 및 프린트 헤드가 물품을 안팎으로 왕복 이동시키도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 스텐실 프린터(10)의 프린트 헤드(20)가 도구 플레이트를 들어 올리며 왕복 이동시키도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 페이스트 카트리지를 로딩/언로딩하기 위해 이동 가능한 카트의 상부에 페이스트 카트리지 인덱서(indexer)를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10), 생산 라인, 및 생산 라인과 연관된 창고와 통신하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 전기/공압 인터페이스를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 위치, 온도, 및 다른 데이터를 포함하는 이동 가능한 카트 상의 새로운 그리고 사용된 소모품, 예를 들어, 솔더 페이스트 카트리지를 추적하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 생산 실행 기간 동안 스텐실을 저장 및 공급하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 전환 동안 부품의 호환성을 보장하기 위해 스퀴지 블레이드가 스텐실과 연관되어 있는지 검증 및 보장하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 스퀴지 블레이드가 플라스틱 성형 블레이드인 일회용 블레이드를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 바코드 판독기 또는 RFID 판독기와 같은 적절한 스캐닝 장치로 모든 소모품을 스캔하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 소모품을 적절하게 위치시키기 위한 인덱싱 기구를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 이동 가능한 카트에 문제가 있다면 스텐실 프린터(10)로부터 이동 가능한 카트를 분리하기 위한 바이패스 스위치를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 수동으로 또는 자동화된 안내 차량(AGV)에 의해 이동되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스텐실 프린터(10)와 도킹하며 인터페이스 연결되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 다수의 스텐실 프린터(10)에 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 하나의 소모성 물품, 예를 들어, 스텐실, 또는 다수의 소모성/전환 물품 전용으로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 원격 스테이션에서 세정될 소모품을 이송 및 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 창고와 연관된 저장실에서 다시 채워지도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 능동적으로 또는 수동적으로 기후 제어되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 스마트폰 통합이 가능한 애플리케이션(앱)에 의해 제어되도록 구성될 수 있다.
로봇 암
위에 언급된 바와 같이, 이동 가능한 카트(80)와 스텐실 프린터(10) 사이의 전달 기능을 수행하기 위한 장치가 제공될 수도 있다. 이 장치가 스텐실 프린터(10) 및/또는 이동 가능한 카트(80)와 연관된 로봇 암을 채용할 수도 있다. 로봇 암이 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구의 제거 및 설치를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 많은 기능을 수행하도록 구성된다. 로봇 암이 독립적인 제어부를 포함하거나, 로봇 암이 장착되는 장치, 즉, 스텐실 프린터(10) 또는 이동 가능한 카트(80)에 의해 제어될 수도 있다.
도 14를 참조하면, 로봇 암이 전체적으로 140으로 표시되어 있다. 도시된 실시예에서, 로봇 암(140)이 원하는 방향으로 로봇 암의 단부에서 로봇 암에 부착된 장치(148)를 이동시킬 수 있는 복수의 관절형 세그먼트(142, 144, 146)를 포함한다. 일 실시예에서, 로봇 암(140)이 적절한 방식으로 프레임 또는 지지 구조체의 하우징에 제거 가능하게 연결되는 베이스 세그먼트(142)를 포함한다. 예를 들어, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터 내부에서 작동하도록 베이스 세그먼트(142)가 스텐실 프린터(10)의 커버의 내부 표면에 고정될 수도 있다. 다른 실시예에서는, 베이스 세그먼트(142)가 이동 가능한 카트(80)의 프레임(82)에 제공된 적절한 표면에 고정될 수도 있다. 일 실시예에서, 베이스 세그먼트(142)는 베이스 세그먼트가 장착되는 표면에 수직인 축선을 중심으로 회전하도록 구성된다. 다른 실시예에서는, 로봇 암(140)이 추가의 세그먼트를 갖도록 구성될 수 있다.
베이스 세그먼트(142)의 반대측 단부가 제 1 관절형 세그먼트(144)에 회전 가능하게 연결되며, 제 1 관절형 세그먼트가 차례로 제 2 관절형 세그먼트(146)에 회전 가능하게 연결된다. 장치(148)가 제 2 관절형 세그먼트의 단부에서 제 2 관절형 세그먼트(146)에 고정된다. 이러한 배열에 의해, 로봇 암(140)이 제어부의 제어 하에 원하는 방향으로 장치(148)를 배치하여 작동 기능을 수행하도록 관절 방식으로 작동될 수 있다. 세그먼트(142, 144, 146)가 하나의 세그먼트가 인접한 세그먼트에 대해 관절 방식으로 연결될 수 있도록 하는 적절한 커넥터에 의해 서로 고정된다. 예를 들어, 볼 및 조인트 또는 보편적인 조인트 커넥터가 제공될 수 있다.
도 14에 도시된 일 실시예에서, 장치(148)가 스퀴지 블레이드 조립체(150)에 고정되도록 구성된다. 이 실시예에서, 스퀴지 블레이드 조립체(150)는, 솔더 페이스트가 블레이드의 사이에 놓이게 되는 2 개의 개별 블레이드를 포함한다. 장치(148)가 또한, 도 15에 도시된 스퀴지 블레이드 조립체(152)와 같은 임의의 유형의 블레이드 조립체에 고정되도록 구성될 수 있다.
도 16을 참조하면, 다른 실시예에서, 로봇 암(140)이 이동 가능한 카트(80)로부터 스텐실 프린터(10) 내부에서 작동하도록 구성된다. 로봇 암(140)의 단부에 부착된 장치(148)가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및/또는 도구를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 전달하도록 구성될 수 있다. 로봇 암(140)의 장치(148)가 로봇 암, 스텐실 프린터(10), 및/또는 이동 가능한 카트(80)와 연관된 제어부의 제어 하에 작동된다.
도 17을 참조하면, 다른 실시예에서는, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10)의 내부에 장착된다. 전술한 바와 같이, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10)의 커버(170)의 내부 표면에 장착된다. 로봇 암(140)이, 이동 가능한 카트(80)로부터 스텐실 프린터(10) 내외로 물품을 이동시키기 위한 전달 기능을 수행하는 것 외에, 예를 들어, 스텐실 프린터 내부에서 인쇄 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 로봇 암(140)의 단부에 장착된 장치(148)가 인쇄 작업 동안 스텐실(18) 상에 재료를 인쇄하기 위해 솔더 페이스트 공급원 및 스퀴지 블레이드를 구비한 프린트 헤드를 포함할 수 있다. 장치(148)가 또한 다른 물품을 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 다른 실시예에서는, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10) 외부의 일 위치에 장착될 수 있다. 이 실시예에 의하면, 로봇 암(140)이 도 17에 도시된 로봇 암(140)을 참조하여 설명된 동일한 기능을 수행할 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터의 커버의 내부 표면에 장착된다. 로봇 암(140)이 여러 개의 결합된 암 세그먼트(142, 144, 146) 및 장치(148), 예를 들어, 파지 장치를 포함하며, 다축 이동을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 로봇 암(140)이 신축 가능할 수 있으며 명령에 따라 신장 및 철회될 수 있다. 일 실시예에서, 로봇 암(140)이 이동 가능한 카트(80)로부터 회수된 물품 또는 스텐실 프린터(10) 상에서 사용되는 물품, 예를 들어, 스퀴지 블레이드의 손상, 도구, 스텐실 배향 등을 검사하기 위해 장치(148)에 인접하게 또는 장치(148) 상에서 로봇 암의 단부에 장착된 비전 시스템, 예를 들어, 카메라를 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 로봇 암(140)이 이동 가능한 카트로 그리고 이동 가능한 카트로부터 물품을 전달하는 데 사용되는 다양한 엔드 이펙터(end effector)를 포함하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 스텐실 프린터(10)에 장착되는 대신에, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10)로부터 멀리 위치하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 로봇 암이 이동 가능한 카트 상에 장착될 수 있다. 이 실시예에서, 로봇 암(140)이 물품을 회수하여 저장실로 운반하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스퀴지 기능을 수행하도록 구성되는데, 그 이유는 암 세그먼트가 경사각 및 접근각에 대해 무한한 자유도의 이동을 가능하게 하기 때문이다. 또한, 로봇 암(140)이 추가로, 스퀴지 기능을 수행하기 전에 스텐실(18) 상에 솔더 페이스트를 분배하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)의 파지 장치(148)가 이동 가능한 카트(80)로부터 물품을 집어 올리며 사용된 또는 소모된 물품을 이동 가능한 카트 상으로 다시 반환하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구와 같은 물품이 스텐실 프린터(10)로부터 제거되며 이동 가능한 카트(80)로 반환되며 새로운 물품이 스텐실 프린터 내부에 장착되는 전환 기능을 수행하도록 구성된다. 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10) 상의 모든 교체 물품이 올바른지를 검증하도록 구성될 수 있다. 로봇 암(140)과 연관된 비전 시스템, 예를 들어, 카메라가 이 기능을 수행할 수 있다. 로봇 암(140)이 페이스트 퍼내기, 블레이드 세정, 및 재활용 용기에 사용된 또는 소모된 물품을 배치하기를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 다른 기능을 수행하도록 추가로 구성된다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 페이스트 카트리지 내부에서 솔더 페이스트 보충을 국지화하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 로봇 암(140)과 연관된 비전 시스템, 예를 들어, 카메라가 페이스트 카트리지 내부의 페이스트가 적은 장소를 식별한다. 이것은 페이스트 높이 모니터링 기능으로 지칭될 수도 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 오류 취급 및 복구를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 카메라와 같은 비전 시스템을 포함하는 로봇 암(140)이 낙하하거나 누락된 기판이 있는지 여부를 결정하며, 스텐실 프린터(10)에 기판이 남아 있는지 여부를 검증하며, 카메라 또는 스텐실 프린터와 연관된 다른 센서를 사용하여 기판 높이 모니터링을 결정하며, 또는 물품을 로딩하기 전에 물품을 검증하도록 구성될 수 있다. 다른 기능이 또한 형성될 수 있다. 예를 들어, 로봇 암(140)이 종이 변경, 용제 보충, 모든 소모품 보충, 송풍기/와이프 및 카메라 지원으로 국지적 문제 해결, 및 전용 분배 헤드/픽 앤 플레이스(pick and place)/세정을 수행하도록 구성될 수 있다.
언급된 바와 같이, 로봇 암(140)이 이동 가능한 카트(80)와 연관될 수 있다. 예를 들어, 로봇 암(140)이 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구를 교체하도록 구성될 수 있다. 로봇 암(140)이 오래된 스텐실(18)을 스텐실 프린터 밖으로 활주 이동시키며 새로운 스텐실을 스텐실 프린터 내로 활주 이동시키도록 구성될 수 있다. 로봇 암(140)이 스퀴지 블레이드(150 또는 152)를 스텐실 프린터(10)로부터 그리고 이동 가능한 카트(80)와 연관된 트레이로 제거하며 이동 가능한 카트와 연관된 동일한 또는 다른 트레이로부터 스텐실 프린터로 새로운 스퀴지 블레이드를 획득하도록 구성될 수 있다. 로봇 암(140)이 도구(98)를 스텐실 프린터(10)로부터 그리고 이동 가능한 카트(80)와 연관된 트레이로 제거하며 이동 가능한 카트와 연관된 동일한 또는 다른 트레이로부터 스텐실 프린터로 새로운 도구를 획득하도록 구성될 수 있다. 로봇 암(140)을 채용하는 경우, 로봇 암(140)이 도구를 들어 올리고 이동시킬 수 있도록 도구(98)가 더 경량으로 만들어질 수 있다. 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10)와 연관된 물품을 교체하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)에 추가하여, 또는 이동 가능한 카트와 독립적으로, 스텐실 프린터(10)가 이동 가능한 카트를 참조하여 설명된 전달 기능을 수행하기 위한 로봇 암(140)을 갖도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10)의 프린트 헤드(20)를 대체하며, 스텐실 프린터의 커버(170)의 내부 표면에 장착되도록 구성된다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 필요에 따라 스퀴지 와이핑 기능 및 페이스트 분배를 수행할 것이다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10)의 전면 또는 후면에서 이동 가능한 카트(80)로 그리고 이동 가능한 카트(80)로부터 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구를 전달하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 이동 가능한 카트(80)가 다수의 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구를 포함하며, 로봇 암(140)이 이들을 효과적으로 제거할 수 있는 위치로 이들을 인덱싱하도록 구성된다. 이동 가능한 카트(80)를 참조하여 위에서 언급된 바와 같이, 이동 가능한 카트(80)는 로봇 암(140)이 이러한 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해 표준 위치에서 스텐실 프린터(10)에 도킹되어야 한다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10) 내부에서 도구를 교체하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10)의 프린트 헤드(20)와 연관된 장치로 이동 가능한 카트(80)로부터 도구를 제거하도록 구성된다. 프린트 헤드(10)가 도구 위에 위치되어, 도구를 고정하기 위해 아래에 도달하며, 비전 갠트리(32) 위로 도구와 함께 상승하며, 도구를 이동 가능한 카트(80)의 선반(86)에 배치한다. 새로운 도구가 위의 단계를 반대로 수행하여 제자리에 고정된다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10) 내부의 교정용 플레이트를 교체하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 제어부에 의해 획득된 작동 매개 변수에 기초하여 로봇 암의 작동을 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다. 제어부가 스텐실 프린터(10)의 제어부, 이동 가능한 카트(80), 및/또는 생산 라인과 연관된 제어부와 통신하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)의 장치(148)가 교체용 스퀴지 블레이드와 스냅 끼워 맞춤되어 연결하도록 설계된 일반 홀더를 포함할 수 있다. 장치(148)가 임의의 크기의 스퀴지 블레이드에 맞는 측면 댐(dam)을 갖도록 구성될 수도 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스퀴지 없이 제 1 시작 비드(bead)로 솔더 페이스트를 분배하며 일관성 있는 비드 크기를 유지하기 위해 매 인쇄시마다 보충되도록 프로그래밍된 프린트 헤드를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 프린트 헤드와 함께 그리고 프린트 헤드 없이 작동할 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 로봇 암의 헤드에 장착된, 예를 들어, 나사 장착된 그래빙(grabbing) 도구로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 커버의 내부 표면에 장착될 수 있으며, 스텐실 프린터(10) 내부에서 기능을 수행하기 위해 로봇 암의 단부의 높이를 조정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터 내부에서 도구와 같은 무거운 물체 및 스텐실과 같은 부피가 큰 물체를 들어 올려 배치하도록 구성된다. 예를 들어, 로봇 암(140)이 이동 가능한 카트(80)로부터 도구를 들어 올리며 스텐실 프린터(10)의 기판 지지부(28) 상에 도구를 배치하도록 구성된다. 일 실시예에서, 상부 플레이트가 스텐실 프린터(10) 내외로 교환되며, 베이스 플레이트가 스텐실 프린터 내부에 유지된다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실과 정합하도록 설계된 핀을 구비한 로봇 암의 단부에 있는 장치로 스텐실을 이동시키도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10) 내부에서 제거 및 설치되는 물품을 추적하며 이러한 물품의 배향을 검증하기 위해 비전 시스템, 예를 들어, 카메라를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스퀴지 블레이드를 제거하며 스텐실 프린터(10) 내부에 페이스트 오염물을 포함하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 암(140)이 스텐실의 상부 표면으로부터 과잉 페이스트를 제거하도록 구성될 수 있다.
기계 조작자 관리 기능
일부 실시예에서, 스텐실 프린터의 조작자가 저장실 내부에 전환용 재료 및 필요한 소모품을 저장할 책임이 있다. 참조된 바와 같이, 조작자가 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및 도구를 저장실에 저장할 책임이 있다. 조작자가 스텐실 세정에 사용되는 와이퍼 페이퍼 및 용제와 같은 다른 소모 물품을 저장하여야 할 수도 있다.
일부 실시예에서, 조작자가 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 재고 물품의 일부 또는 전부를 이송할 책임이 있다. 일 실시예에서, 사람, 자동화된 안내 차량(AGV), 또는 다른 로봇 장치가 이동 가능한 카트를 비축한다.
일부 실시예에서, 조작자가 이동 가능한 카트를 스텐실 프린터에 도킹할 책임이 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "자동화된" 또는 "완전 자동화된" 전환은 사람의 개입 없이 물품을 교체하거나 보충하는 것을 설명한다.
본원에 사용된 바와 같이, "부분적으로 자동화된" 전환은 일부 또는 제한된 인간 개입으로 물품을 교체하거나 보충하는 것을 설명한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "이송하다" 또는 "이송하는"은 수동으로 또는 기계를 사용하여 한 위치에서 다른 위치로 물품을 이동시키는 것을 설명한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "설치하다" 또는 "설치하는"은 물품을 사용할 준비 위치에 배치하는 공정을 설명한다.
위에서 언급된 바와 같이, 이동 가능한 카트(80) 및 로봇 암(140)이 스텐실 프린터(10) 내부의 다른 물품을 교체하기 위해 채용될 수 있다. 예를 들어, 스텐실 와이퍼 조립체(34)가 이동 가능한 카트(80) 및 로봇 암(140)에 의해 자동으로 교체될 수 있는 소모품, 예를 들어, 종이 및 용제를 포함한다.
본원에 개시된 개념이 분배기, 픽 앤 플레이스 기계(pick-and-place machine), 리플로 오븐(reflow oven), 웨이브 솔더링 기계(wave soldering machine), 선택적 솔더 기계, 검사 스테이션, 및 세정 스테이션을 포함하는 전자 기판을 제조하는 데 사용되는 다른 유형의 장비에 채용될 수도 있다. 예를 들어, 페이스트 카트리지 교체에 관한 개념이 점성 물질을 분배하는 데 사용되는 분배기에 채용될 수도 있다. 다른 예에서, 도구 교체에 관한 개념이 전자 부품을 전자 기판 상에 장착하는 데 사용되는 분배기 및 픽 앤 플레이스 기계에 채용될 수도 있다. 다른 예에서, 물품 교체에 관한 개념이 웨이브 솔더링 기계 및 선택적 솔더링 기계 내부에서 솔더를 교체하며 세정 스테이션 내부에서 제품을 세정하는 데 채용될 수도 있다.
이와 같이 적어도 일 실시예의 여러 양태를 설명하였지만, 다양한 변경, 수정 및 개선이 당업자에게 쉽게 발생할 수 있음을 이해하여야 한다. 이러한 변경, 수정 및 개선은 본 개시의 일부를 구성하기 위한 것이며 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 따라서, 전술한 설명 및 도면은 예시에 불과하다.

Claims (20)

  1. 전자 기판 상에 조립 재료(assembly material)를 인쇄하기 위한 스텐실 프린터로서,
    프레임;
    상기 프레임에 결합된 스텐실;
    상기 프레임에 결합되며, 스텐실 아래의 인쇄 위치에서 전자 기판을 지지하도록 구성된 지지 조립체;
    인쇄 행정 동안 스텐실을 횡단하도록 구성되는 방식으로 상기 프레임에 결합된 프린트 헤드 조립체;
    스텐실 프린터 내부에서 적어도 하나의 기능을 수행하도록 구성된 로봇 암
    을 포함하는 스텐실 프린터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 암은 원하는 방향으로 로봇 암의 단부에서 로봇 암에 부착된 파지 장치를 이동시킬 수 있는 복수의 관절형 세그먼트를 포함하는 것인 스텐실 프린터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇 암의 복수의 관절형 세그먼트는 프레임의 지지 구조체에 제거 가능하게 연결된 베이스 세그먼트를 포함하며, 베이스 세그먼트는 제 1 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결되며, 제 1 관절형 세그먼트는 제 2 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결되는 것인 스텐실 프린터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파지 장치는 제 2 관절형 세그먼트의 단부에서 제 2 관절형 세그먼트에 고정되는 것인 스텐실 프린터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 로봇 암을 작동시키도록 구성된 제어부
    를 추가로 포함하는 스텐실 프린터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 파지 장치는 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및/또는 도구를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 전달하도록 구성되는 것인 스텐실 프린터.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 구조체는 스텐실 프린터의 커버의 내부 표면을 포함하는 것인 스텐실 프린터.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 파지 장치는 스퀴지 블레이드에 고정되어 스텐실 인쇄 작업을 수행하도록 구성되는 것인 스텐실 프린터.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇 암은 스텐실 프린터 상의 교체된 물품이 올바른지를 검증하도록 구성된 비전 시스템을 추가로 포함하는 것인 스텐실 프린터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 암은, 프린트 헤드로서 기능하며 스퀴지 블레이드 조립체 및 적어도 하나의 페이스트 카트리지를 지지하도록 구성되는 것인 스텐실 프린터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 로봇 암은 스텐실 프린터 내외로 물품을 이동시키는 전달 기능을 수행하도록 구성되는 것인 스텐실 프린터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전달 기능은 스텐실을 교체하는 단계를 포함하는 것인 스텐실 프린터.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 전달 기능은 적어도 하나의 페이스트 카트리지를 교체하는 단계를 포함하는 것인 스텐실 프린터.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전달 기능은 스퀴지 블레이드 조립체의 스퀴지 블레이드를 교체하는 단계를 포함하는 것인 스텐실 프린터.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 전달 기능은 도구를 교체하는 단계를 포함하는 것인 스텐실 프린터.
  16. 프레임; 프레임에 결합된 스텐실; 프레임에 결합되며 스텐실 아래의 인쇄 위치에서 전자 기판을 지지하도록 구성된 지지 조립체; 인쇄 행정 동안 스텐실을 횡단하도록 구성되는 방식으로 프레임에 결합된 프린트 헤드 조립체를 포함하는 유형의 스텐실 프린터 내부에서 기능을 수행하기 위한 방법으로서,
    로봇 암으로 스텐실 프린터 내부에서 하나 이상의 기능을 수행하는 단계
    를 포함하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 로봇 암은 원하는 방향으로 로봇 암의 단부에서 로봇 암에 부착된 파지 장치를 이동시킬 수 있는 복수의 관절형 세그먼트를 포함하는 것인 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 로봇 암의 복수의 관절형 세그먼트는 프레임의 지지 구조체에 제거 가능하게 연결된 베이스 세그먼트를 포함하며, 베이스 세그먼트는 제 1 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결되며, 제 1 관절형 세그먼트는 제 2 관절형 세그먼트에 회전 가능하게 연결되는 것인 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 파지 장치는 제 2 관절형 세그먼트의 단부에서 제 2 관절형 세그먼트에 고정되며, 상기 파지 장치는 스텐실, 페이스트 카트리지, 스퀴지 블레이드, 및/또는 도구를 스텐실 프린터로 그리고 스텐실 프린터로부터 전달하도록 구성되는 것인 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    로봇 암을 작동시키도록 구성된 제어부로 로봇 암을 제어하는 단계
    를 추가로 포함하며,
    상기 하나 이상의 기능을 수행하는 단계는 스텐실 프린터 내외로 물품을 이동시키는 전달 기능을 수행하는 단계를 포함하는 것인 방법.
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