TW202402550A

TW202402550A - 經切分的襯底的對準

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Publication number: TW202402550A
Application number: TW112119437A
Authority: TW
Inventors: 基思邁克爾漢斯福德; 西蒙斯圖爾特帕普
Original assignee: 新加坡商先進裝配系統新加坡有限公司
Priority date: 2022-06-23
Filing date: 2023-05-25
Publication date: 2024-01-16
Also published as: EP4299319A2; GB2619961A; GB202209248D0; JP2024002975A; MX2023007571A; KR20240000376A; US20230415472A1; CN117283973A; JP7513806B2; EP4299319A3

Abstract

一種用於在印刷操作期間支撐工件的工裝，包括具有底座和頭部的支撐塔架，在使用中，所述頭部垂直位於所述底座上方並且能夠在水平面內相對於所述底座運動，所述頭部具有位於其上端的第一支撐表面和第二支撐表面，每個所述第一支撐表面和所述第二支撐表面均適於支撐在其上相應的工件，其中，在使用中，所述第一支撐表面能夠沿垂直方向相對於所述第二支撐表面在印刷配置與預印刷配置之間相對運動，在所述印刷配置中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面在所述水平面中基本共面，在所述預印刷配置中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面沿所述垂直方向間隔開。

Description

經切分的襯底的對準

本發明涉及一種工裝、印刷機以及用於在印刷操作之前對準工件的方法。

工業絲網印刷機通常通過使用斜角刀片或刮板將導電印刷介質(例如，焊膏或導電油墨)通過印刷絲網(有時稱為箔或範本)中的孔圖案施加到平面工件(例如，電路板)上。在圖案面積相對於絲網面積相對較小的情況下，絲網內可能包括一個以上圖案，從而允許使用同一絲網同時印刷不止一個板區域或不止一塊板。可選地，可以在同一印刷機內使用不止一個相對較小的絲網，以便能夠使用相應的絲網同時印刷不止一個板區域或不止一塊板。雖然這種同時印刷顯然比順序印刷更有效，但是這些技術也存在一些問題。

i)板的不止一個區域的印刷

如上所述，可以在單次印刷操作中將多個圖案或圖案陣列印刷至單個板或面板的相應區域上，以生成隨後可物理分離的多個印刷電路板(PCB)。從概念和技術上來說，這項技術很簡單，即，將具有多塊板的面板裝入印刷機，正確對準，然後對面板的所有板進行同時印刷。然而，任何電路板都存在至少部分板有缺陷的風險，反過來可能導致有缺陷的PCB。這種情況如圖1所示，其中示出了三塊面板1、2、3，每塊面板具有4×1陣列的板A至板D。當最左邊的面板1完全沒有缺陷時，相鄰的面板2具有有缺陷板2A，而最右邊的面板3具有有缺陷板3B。預先檢查電路板是否有缺陷，並在發現一塊板有缺陷時剔除整塊面板，這樣做的效率很低。將圖案印刷至已確定的有缺陷板上並在印刷技術之後剔除分離出來的有缺陷板，這樣做的效率很低並且存在一定問題。目前解決這一問題的方法是在印刷操作開始之前識別有缺陷板，並將有類似缺陷的面板分成不同批次，例如，第一批次無缺陷，第二批次中最左邊的板有缺陷，第三批次中左邊第二塊板有缺陷，以此類推。然後每個批次可以使用相應的專用絲網。例如，具有全部四種孔圖案的絲網將被用於第一批，而僅具有三種孔圖案的絲網將被用於其餘每一批。對於這裡描述的4×1陣列，其將導致每塊面板使用五個不同的絲網在面板的一面進行印刷。由於每塊面板通常都是雙面印刷，這可能導致單個面板類型使用十種不同的設置，而不是最佳的兩種(即，每面一種)。此外，第二至第五批的印刷效率僅為75%。進一步地，如果兩塊或更多塊板有缺陷，則必須採取其他措施。

ii)多塊板的印刷

解決上述問題的方法是在印刷技術之前預分離或“切分”出各個板。這裡，任何有缺陷板都可以在印刷之前識別出來，並立即剔除，從而只對無缺陷板進行印刷。雖然這個技術相對有效，但它也帶來了一些問題。特別是，很難支撐並對準各個相對較小的板以進行同時(或連續)印刷。

已經制定了各種方法來克服這些問題。例如，GB 2484373A描述了一種方法，其中對各個板分別進行定位，但一次只允許對一個襯底進行順序印刷。JP 2009248551描述了一種方法，其中對每塊板的位置進行單獨檢查，並且使用重定位臂對每塊板依次進行重新定位。雖然這種技術允許同時印刷面板的所有板，但是需要額外的設備(即，定位臂)，而且在工件之間移動定位臂很耗時。WO2014/166956描述了一種替代設備，其中可以使用基準卷對所有板進行同時對準，然後進行同時印刷。這種解決方案效果很好，但如果輸入的未印刷板的位置離其正確位置太遠，則不適用。

EP 3693168A1中描述了一種工件支撐元件，其能夠支撐並單獨對準多個相對較小的工件(通常被稱為“經切分的”工件)。圖2示意性地示出了這種元件4的示例，其包括2×4陣列的各個支撐“塔架”5。每個塔架5的頂部具有支撐表面6，在印刷操作期間，工件(未示出)可以支撐於其上。此外，可以單獨致動每個塔架5沿著通常位於水準平面內的正交方向X和Y移動，並且繞正交Z軸旋轉，該Z軸通常沿垂直方向延伸以提供所謂的θ校正。如EP3693168A1所述，通過在每個塔架內使用平行運動驅動系統，可以有利地提供這種運動。當然，也可以使用其他更大或更小尺寸的陣列。該系統由ASM以名稱“聚塊(MASS)”發佈，提供了一種非常快速並準確的印刷解決方案。在MASS方法論的擴展中，GB2596517A描述了如何使用這種設備印刷多個經切分的襯底，這些襯底沿輸送方向的間距小於各個支撐塔架的間距。此外，在MASS方法論的進一步擴展中，GB2117575.7描述了如何使用這種設備印刷多個經切分的襯底，這些襯底以正交於輸送方向的間距排列，這些間距小於各個支撐塔架的間距。

然而，問題是，即使使用GB2596517A和GB2117575.7中所述方法論，可印刷的經切分的工件陣列的間距也有下限。即，如果工件或間距很小，以至於一個以上的工件位於單個支撐塔架的上支撐表面上，則MASS系統不適用。

本發明旨在克服這一問題，並使支撐塔架工裝系統(例如，MASS)能夠與所有當前使用的經切分的工件陣列一起使用。特別地，本發明的目的是提供一種設備和方法論，以便在工件位於印刷機內並在進行印刷操作之前，使用這種支撐塔架工裝系統將經切分的工件與圖案印刷絲網的孔徑圖案對準。因此，本發明能夠使用“MASS型”工裝對容納在所有標準承載裝置託盤(例如“JEDEC”託盤)中的經切分的工件進行印刷。

根據本發明，該目的通過為每個支撐塔架提供多個支撐表面來實現，所述多個支撐表面中的每個支撐表面在預印刷配置中以不同的高度輪廓設置，因此抬升所述支撐塔架或每個支撐塔架會使各個工件從下方交錯接觸，從而可以對它們進行單獨對準。

根據本發明的第一態樣，提供了一種用於在印刷操作期間支撐工件的工裝，包括：具有底座和頭部的支撐塔架，所述頭部在使用中垂直位於所述底座上方並且能夠在水平面內相對於所述底座相對運動，所述頭部具有位於其上端的第一支撐表面和第二支撐表面，每個所述第一支撐表面和所述第二支撐表面均適於支撐在其上相應的工件，其中，在使用中，所述第一支撐表面能夠沿垂直方向相對於所述第二支撐表面在印刷配置與預印刷配置之間相對運動，在所述印刷配置中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面在所述水平面中基本共面，在所述預印刷配置中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面沿所述垂直方向間隔開。

根據本發明的第二態樣，提供了一種用於在印刷機內印刷位置處印刷工件的印刷機，包括：輸送系統，其被配置成將工件輸送至所述印刷機中並輸送至所述印刷位置，然後在印刷操作完成之後，輸送出所述印刷機；印刷絲網支撐件，其用於將圖案化印刷絲網保持在所述印刷位置上方；工裝台，其位於所述印刷位置下方，能夠朝向和遠離所述印刷位置驅動所述工裝台；以及

根據第一態樣所述的工裝，其安裝在所述工裝台上。

根據本發明的第三態樣，提供了一種用於在印刷操作之前對準工件的方法，包括以下步驟： i)在所述印刷機內，在所述印刷機的印刷位置下方提供工裝，所述工裝包括至少一個支撐塔架，所述支撐塔架具有位於其上端的至少第一支撐表面和第二支撐表面，每個所述至少第一支撐表面和所述第二支撐表面均適於支撐在其上相應的工件，所述第一支撐表面高於所述第二支撐表面； ii)將這些工件輸送至印刷位置，使得它們位於所述工裝的相應支撐表面之上； iii)在所述水平面內移動所述支撐塔架的上端，以使所述第一支撐表面與其上相應的工件對準； iv)抬升所述工裝，使得所述第一支撐表面與其上相應的工件形成支撐接觸； v)在所述水平面內移動所述支撐塔架的上端，使得所述第二支撐表面與其上相應的工件對準； vi)抬升所述工裝，以使所述第二支撐表面與其上相應的工件形成支撐接觸；並且 vii)在所述水平面內移動所述支撐塔架的上端，使得支撐在相應的第一支撐表面和第二支撐表面上的所述工件對準以進行所述印刷操作。

本發明的其他具體方面和特徵在所附申請專利範圍中列出。

圖3A至圖9B示意性地示出了根據本發明的對準方法。

圖3A和圖3B示出了該方法的初始階段，其中，印刷機(28，見圖4B）外部的承載裝置10(例如，JEDEC託盤)將由印刷機28的輸送系統(未示出)輸送至印刷位置。如本領域所公知的，這種輸送系統通常可以包括多個傳送帶(未示出)，承載裝置10可以直接擱置在這些傳送帶上，這些傳送帶被配置成在水平面內沿所示X方向將裝載有未印刷工件11的承載裝置10從輸入端移動至印刷機28，然後移動至印刷位置，並在印刷操作完成之後，移動至印刷機28的輸出端，在該印刷操作中，諸如焊膏的印刷介質被傳送至工件的上表面。儘管在這些圖中未示出，但是可以根據需要將承載裝置10輸送至生產線的其他部分，例如，輸送至貼片機、檢驗機或回流爐。如本領域技術人員所理解的，由運行複雜軟體的控制系統通過適當程式設計的處理器、電腦或類似設備控制印刷機28(包括其輸送系統)。

如圖3A所示，在該示例中，承載裝置10裝載有四個未印刷的、經切分的工件11，標記為11A至11D。應該注意的是，儘管為了清楚起見，圖3A所示的未對準量被誇大了，但是這些工件11在承載裝置10內可能沒有很好地對準。每個工件11在固定且預設的位置設置有至少一個工件基準點23，其為圖形符號，可以很容易地被光學感測器識別。

印刷機28包括具有工裝台上表面13的工裝台12，如圖所示，該工裝台上表面13是平坦的並且在水準(X，Y)面中對準。工裝台12可由驅動機構(未示出)沿垂直方向(即，如圖所示平行和反平行於Z軸)驅動。特別地，工裝台12至少可在最低位置與最高位置之間被驅動，在最低位置，工裝台上表面13處於所示高度Z0，在最高位置，工裝台上表面13處於所示高度ZP。該範圍包括所示中間高度ZA、ZB。ZB與ZA之間的高度差大於工件11的厚度。

工裝14安裝在工裝台上表面13上，以與工裝台12一起垂直運動。在所示示例中，工裝包括兩個支撐塔架15、16，其從裝配單元29向上突出。裝配單元29包括用於控制支撐塔架15、16運動的控制電路，下面將詳細介紹。這些支撐塔架15、16均為前述的“MASS”類型，包括相應底座17、18以及垂直位於底座17、18上方的頭部19、20。每個頭部19、20在水準(X、Y)面內相對於相應底座17、18是可移動的。作為MASS型塔架，每個底座17、18包括用於在水平面內相對於底座17、18驅動相應頭部的驅動器(未示出)，並且，在該實施例中，驅動器可操作用以在水平面內沿正交方向X和Y驅動相應頭部19、20，並且圍繞平行於所示Z軸的垂直軸旋轉相應頭部19、20。有利地，驅動器可以為平行運動驅動器(parallel kinematic actuators)，以提供這種運動，同時保持尺寸緊湊，如EP 3693168A1中所述那樣。支撐塔架15、16設置有真空連接，使得相應頭部19、20可以選擇性地由位於印刷機28中其他地方的單獨設置的真空泵(未示出)提供至少部分真空。每個頭部19、20裝配有呈線性陣列排布的第一支撐件和第二支撐件，頭部19設置有支撐件21A、21B，而頭部20設置有支撐件21C、21D。每個支撐件21A至21D在其上端設置有相應支撐表面22A至22D，這些支撐表面中的每一個均適於在其上支撐單個相應工件11A至11D。每個支撐表面22A至22D均設有至少一個開口(未示出)，用於當工件11A至11D被支撐在其上時選擇性地向工件11A至11D提供至少部分真空，以將工件錨固至相應的支撐表面。每個開口的真空供應來自相應的頭部19、20。可選地，開口可以包括紗布型材料。作為另一種方案，支撐表面22A至22D可選地可以包括燒結材料，通過該燒結材料可以提供真空。對於每個支撐塔架15、16，在使用中，支撐表面中的第一個(即，支撐表面22A、22C)僅可以沿垂直方向(平行於Z軸)相對於支撐表面中的第二個(即，支撐表面22B、22D)運動。如圖所示，第一支撐表面22A、22C處於預印刷配置，其中第一支撐表面(22A、22C)和第二支撐表面(22B、22D)沿垂直方向(平行於Z軸)間隔開，即，在垂直方向上，第一支撐表面22A、22C比第二支撐表面22B、22D高出ZB至ZA的距離。第一支撐表面22A、22C可以向下運動至印刷配置(見圖9B)，在該配置中，第一支撐表面22A、22C在水準(X，Y)面中與第二支撐表面22B、22D基本共面。在圖3A中，從俯視圖可以更清楚地看到，每個支撐表面22A至22D的形狀和尺寸被選擇為與工件11的形狀和尺寸基本一致，從而可以為工件11提供足夠的支撐。為了清楚起見，在所有俯視圖中，例如圖3A，支撐表面22A至22D用虛線表示。同樣為了清楚起見，已經省略了本該存在於印刷機28內的圍板(24，見圖4B)。類似地，所有俯視圖中，即，圖3A至圖9A中均省略了圍板24。

如圖4A和圖4B所示，將承載裝置10輸送至印刷位置，在該位置，未印刷工件11A至11D位於相應支撐表面22A至22D之上。從圖4A可以看出，工件11A至11D與其下面的支撐表面22A至22D均存在錯位。圖4B更清楚地示出了印刷機28內部件的相對定位。在印刷位置，承載裝置10位於圍板24下方，該圍板24剛性固定於印刷機28內的可垂直驅動的軌道(未示出)上。如本領域所周知的，圍板為其中形成有孔的平板，以接收相應的經分切的工件11。圍板24的頂面被佈置成在印刷操作期間與工件11的上表面共面，以防止由刮板(27，見圖10)施加的向下壓力對工件11施加不適當的應力。圍板24上方是印刷絲網或範本25，其剛性固定於印刷機28內，並且形成有與工件11所需的目標印刷圖案相對應的孔口。在印刷操作期間，刮板(27，見圖10)橫穿印刷絲網25的頂部，迫使印刷介質通過孔口並到達工件11上。在所示預印刷配置中，並且在工裝台上表面13處於高度Z0的情況下，圍板24與印刷絲網25之間具有足夠的空間，用於定位攝像系統的攝像頭26。在該方法的這一階段，攝像頭26依次位於每個工件11A至11D的上方，以捕獲每個相應的工件基準點23(見圖3A)。攝像頭26可以例如裝配至活動吊架(未示出)或臂上，以便在承載裝置10上運動。在替代實施例(未示出)中，可以使用能夠同時捕獲不止一個工件11A至11D的工件基準點23的攝像系統。在任何情況下，與捕獲的基準點相關的資料被傳遞至控制系統並進行處理，以確定每個工件11A至11D在水準(X，Y)面中的位置以及其圍繞平行於Z軸的垂直軸的方位，這被稱為其θ旋轉。如圖10所示，在捕獲所有工件基準點23之後，將攝像頭26移動至與承載裝置10水準間隔開的收縮位置，從而不干擾工裝台12的後續運動。

如圖5A所示的俯視圖中，獨立驅動每個支撐塔架15、16(即，相對於其底座17、18獨立驅動頭部19、20)，使得利用在上一步驟中確定的工件位置，使相應的下層第一支撐表面22A、22C與相應的上層工件11A、11C對準。應當理解得是，通過在每個支撐塔架15、16中使用合適的編碼器，可以精確地控制並確定每個支撐塔架15、16的位置。還應該理解，由於頭部17、18的運動量很小，因此在圖5B中無法辨別頭部17、18以及支撐件21A至21D發生的位移。

如圖6A和圖6B所示，一旦第一支撐表面22A、22C與工件11A、11C對準，就可以抬升工裝台12，使得第一支撐表面22A、22C與相應的工件11A、11C接觸，並將它們抬升以脫離與承載裝置10的接合。這對應於將工裝台上表面13抬升至如圖所示高度ZA。向第一支撐表面22A、22C提供至少部分真空，以將相應工件11A、11C牢固地黏附於其上。施加至少部分真空，直至印刷操作完成。

然後，如圖7A和圖7B所示，獨立驅動每個支撐塔架15、16(即，相對於它們的底座17、18獨立驅動頭部19、20)，使得利用先前確定的工件位置，使相應的下層第二支撐表面22B、22D與相應的上層工件11B、11D對準。由於頭部17、18的運動量很小，因此在圖7B中無法辨別頭部17、18以及支撐件21A至21D發生的位移。

如圖8A和圖8B所示，一旦第二支撐表面22B、22D與工件11B、11D對準，則進一步抬升工裝台12，使得第二支撐表面22B、22D與相應的工件11B、11D接觸，並將它們抬升以脫離與承載裝置10的接合。這對應於將工裝台上表面13抬升至如圖所示高度ZB。向第二支撐表面22B、22D提供至少部分真空，以將相應工件11B、11D牢固地黏附於其上。施加至少部分真空，直至印刷操作完成。在抬升期間，使第一支撐表面22A、22C保持在恒定的絕對高度，而不是隨著工裝台12向上運動，從而當抬升時，第一支撐表面22A、22C相對更靠近第二支撐表面22B、22D運動，直至所有支撐表面22A至22D在水平面中基本共面，此時，第一支撐表面22A、22C處於印刷配置。有各種方式可以使第一支撐表面22A、22C運動至印刷配置。例如，每個第一支撐表面22A、22C均可以在其印刷配置與預印刷配置之間被驅動。這可以通過在每個第一支撐件21A、21C或支撐塔架內，特別是在相應頭部19、20內，提供Z軸驅動器來實現，該Z軸驅動器可操作用以驅動相應的第一支撐表面22A、22C相對於相應的第二支撐表面22B、22D向下運動。然而，更簡單的解決方案是，一旦工裝台上表面13越過高度ZA，則限制每個第一支撐表面22A、22C隨著工裝台12進一步上升。這可以例如通過將每個第一支撐表面22A、22C彈性偏置至預印刷配置(即，至其最大垂直高度)來實現，例如通過壓縮彈簧(未示出)將每個第一支撐表面22A、22C連接至其相應頭部19、20。可以在每個第一支撐表面22A、22C處設置突起(未示出)，用於與外部限位件(未明確示出)抵接，這樣，當突起與外部限位件抵接時，在支撐塔架15、16抬升期間防止第一支撐表面22A、22C抬升。在優選實施例中，限位件可以包括圍板24的至少一部分，即，在圍板上提供專門用於與突起抵接的構件，或者突起的尺寸設置成與“正常”圍板本身抵接，其不包括為此目的設置的任何附加構件。

然後，如圖9A和圖9B所示，獨立驅動每個支撐塔架15、16(即，相對於它們的底座17、18獨立驅動頭部19、20)，使得所有支撐表面22A至22D與它們支撐的相應工件11A至11D能夠正確對準，即，與印刷絲網(25，見圖4B)的孔圖案對準。由於頭部17、18的運動量很小，因此在圖9B中無法辨別頭部17、18發生的位移。

在前一步驟結束時，對準方法完成。現在可以在單次印刷操作中對所有工件11A至11D進行印刷。如圖10所示，一旦將所有工件11A至11D正確對準，則進一步抬升工裝台12至其印刷高度，此時工裝台上表面13處於高度ZP。如本領域所周知的，工裝台12的抬升導致承載裝置10和圍板24也被抬升。當工裝台12被完全抬升至印刷高度時，工件11A至11D以及圍板24壓靠在印刷絲網25的下側，工件11A至11D的上側與圍板24的上表面共面。由於圍板24與工裝台12一起抬升，因此第一支撐表面22A、22C將在整個抬升過程中保持其印刷配置。所示攝像頭26處於收縮位置，在該位置，其不干擾工裝台12的抬升。一旦工裝台12抬升至其印刷高度，就可以將刮板27拉過印刷絲網25的上表面，以迫使印刷介質透過印刷絲網25的孔口並到達工件11A至11D，這在本領域本身是周知的。

印刷操作完成後，降低工裝台12，使得工裝台上表面13返回至高度Z0，並且已印刷工件返回至承載裝置10。圖11所示的側視圖中示出了該位置。

然後，輸送系統可以沿所示正方向X將裝載的承載裝置10輸送至印刷機的輸出端，並因此根據需要輸送至生產線的其他模組。

上述示例示出了本發明的簡單實施例，然而本發明不限於該特定實施例。尤其是，支撐塔架以及支撐塔架上支撐表面的佈置均非常靈活。

作為示例，圖12A和圖12B分別示意性地示出了工裝114的俯視圖和側視圖，其適用於印刷以3×2矩陣陣列排布在承載裝置110中的一批六個工件111A至111F。這可以通過使用安裝在裝配單元129上的三個支撐塔架115、116、117來實現，每個支撐塔架均為如前所述的MASS型。每個支撐塔架115、116、117的每個相應頭部119、120、121均承載以線性陣列排布的第一支撐表面和第二支撐表面，以在使用中位於相應工件111A至111F之下，在預印刷配置中，第一支撐表面122A、122C、122E比第二支撐表面122B、122D、122F處於更高的高度。工裝114的操作與前面所述的相同。

圖13示意性地示出了工裝140的透視圖，其包括以4×2陣列排布在裝配單元149上的八個MASS型支撐塔架145A至145H。每個支撐塔架145A至145H的頂部均承載以2×2正方形矩陣排布的四個支撐表面142A至142D。在這些支撐表面中，142A至142C可視為“第一支撐表面”，其類似於所述第一實施例的第一支撐表面22A、22C，在使用中可沿垂直方向相對於支撐表面142D(即“第二支撐表面”)在印刷配置與預印刷配置之間相對運動，在印刷配置中，第一支撐表面和第二支撐表面在水平面內基本共面，在預印刷配置中，第一支撐表面和第二支撐表面沿垂直方向間隔開。在其所示的預印刷配置中，支撐表面142A至142D均沿垂直方向間隔開，支撐表面142A最高，其次是142B，然後是142C，支撐表面142D為支撐塔架的最低支撐表面。工裝140的操作與之前描述的非常相似。位於上方的工件(未示出)按以下方式對準： i)捕獲工件的基準點信息； ii)支撐表面142A在水平面內運動，與其上方的相應工件對準； iii)抬升工裝台(未示出)至高度ZA，使得支撐表面142A與其工件接合，施加真空，並且抬升工件以脫離與承載裝置(未示出)的接合； iv)通過相應頭部的運動在水平面內移動支撐表面142B以與其上方的相應工件對準； v)抬升工裝台至高度ZB，使得支撐表面142B與其工件接合，施加真空，並且抬升工件以脫離與承載裝置的接合； vi)通過相應頭部的運動在水平面內移動支撐表面142C以與其上方的相應工件對準； vii)抬升工裝台至高度ZC，使得支撐表面142C與其工件接合，施加真空，並且抬升工件以脫離與承載裝置的接合； viii)通過相應頭部的運動移動支撐表面142D以與其上方的相應工件對準； ix)抬升工裝台至高度ZD，使得支撐表面142D與其工件接合，施加真空，並且抬升工件以脫離與承載裝置的接合；並且 x)在水平面內移動支撐塔架的頭部，使得支撐在所有支撐表面142A至142D上的工件被對準，用於印刷操作。

對準之後，可以通過以下方式對工件進行印刷： xi)進一步抬升工裝台至高度ZP，從而將支撐在支撐表面142A至142D上的工件帶至印刷高度。在該步驟期間，支撐表面142A至142C被帶至其印刷配置，使得所有支撐表面142A至142D基本上共面；並且 xii)執行印刷操作。

如前所述，GB 2596517A描述了如何使用MASS型工裝來印刷多個經切分的襯底，這些襯底沿輸送方向佈置的間距小於各個支撐塔架的間距，而GB 2117575.7描述了如何使用這種設備來印刷多個經切分的襯底，這些襯底沿輸送方向佈置的正交間距小於各個支撐塔架的間距。本質上，這兩種方法均實現了兩階段工藝，其中在第一印刷操作中對位於承載裝置陣列的非相鄰行或列的工件進行印刷，隨後在第二印刷操作中對位於承載裝置陣列的間隔行或列的工件進行印刷。

這種方法論與本發明的方法論完全相容。舉例來說，圖14A至圖14E示意性地示出了使用包括安裝在裝配單元229上的三個支撐塔架215、216、217的工裝214對以9×3矩陣陣列(例如，JEDEC 31mm 9×3託盤)排布在承載裝置210中的27個工件211進行對準的方法的順序步驟的俯視圖。為了方便起見，每一列工件的上方均標有“1”至“9”。每個支撐塔架215、216、217包括頭部，該頭部承載以線性陣列排布的三個支撐表面222，每個支撐表面對應於工件211的尺寸，並且以與承載裝置210中一列相鄰工件211的間距相等的間距(即，沿X方向對準的每個工件之間沿Y方向的距離)間隔開。其中，支撐表面222A、222B可以視為“第一支撐表面”，類似於所述第一實施例的第一支撐表面22A、22C，其在使用中可以沿垂直方向相對於支撐表面222C(即“第二支撐表面”)在印刷配置與預印刷配置之間相對運動，在印刷配置中，第一支撐表面和第二支撐表面在水平面內基本共面，在預印刷配置中，第一支撐表面和第二支撐表面沿垂直方向間隔開。在所示預印刷配置中，支撐表面222A至222C沿垂直方向間隔開，支撐表面222A最高，其次是222B，支撐表面222C為支撐塔架的最低支撐表面。可以通過與之前描述的非常類似的方式操作工裝214，因此這方面將不再深入描述。可以看出，承載裝置210中相鄰列工件211之間的間距(即，沿Y方向對準的每列三個工件之間沿X方向的距離)小於相鄰支撐塔架215、216、217之間的間距。

在圖14A所示步驟中，示出了輸送至位於工裝214上方的印刷位置之前的承載裝置210及其未印刷和未對準工件211。

在圖14B所示的後續步驟中，將帶有未印刷和未對準工件211的承載裝置210示為已輸送至印刷位置，以便其最右邊一列“1”中的工件211位於支撐塔架217的相應支撐表面222A至222C之上，而列“4”中的工件211位於支撐塔架216的相應支撐表面222A至222C之上，並且列“7”中的工件211位於支撐塔架215的相應支撐表面222A至222C之上。一旦處於該位置，則將這些列中的工件如前所述進行對準，然後如前所述進行印刷。

在圖14C所示的後續步驟中，將帶有未印刷和未對準工件211的承載裝置210示為已沿X方向以一個間距被輸送，以便其最右邊的第二列“2”中的工件211位於支撐塔架217的相應支撐表面222A至222C之上，而列“5”中的工件211位於支撐塔架216的相應支撐表面222A至222C之上，並且列“8”中的工件211位於支撐塔架215的相應支撐表面222A至222C之上。一旦處於該位置，則將這些列中的工件如前所述進行對準，然後如前所述進行印刷。

在圖14D所示的後續步驟中，將帶有未印刷和未對準工件211的承載裝置210示為已沿X方向以一個間距被輸送，以便其最右邊的第三列“3”中的工件211位於支撐塔架217的相應支撐表面222A至222C之上，而列“6”中的工件211位於支撐塔架216的相應支撐表面222A至222C之上，並且列“9”中的工件211位於支撐塔架215的相應支撐表面222A至222C之上。一旦處於該位置，則將這些列中的工件如前所述進行對準，然後如前所述進行印刷。

最後，如圖14E所示，沿X方向將所有工件均已對準並印刷好的承載裝置210運離印刷位置，並且根據需要輸送至生產線的其他模組上。

圖15示例性地示出了本發明的另一實施例的側視圖。所示佈置與圖5所示佈置非常相似，不同之處在於，如圖所示，基準板300平行於圍板24並垂直位於其上方。如果不使用MASS型工裝，則將基準板用於某些印刷機的一些配置中，以主動對準經切分的工件。例如，US2021/0070033A1中全面描述了使用兩個相鄰基準板的示例性基準系統，其描述了通過在水平面內滑動至少一個基準板來對準工件，以接觸經切分的工件的邊緣並促使它們正確對準。在圖15所示實施例中，限位件包括基準板300的至少一部分，即，在基準板上設置專門用於與突起抵接的構件，或者突起的尺寸設置成與“正常”基準板本身抵接，其不包括為此目的設置的任何附加構件。正如本領域技術人員所理解的，在印刷操作開始之前，這種基準板從印刷位置縮回。

上述實施例僅僅是示例性的，對於本領域技術人員來說，本發明範圍內的其他可能性和替代方案是顯而易見的。

1、2、3:面板 1A至3D:板 4:工件支撐組件 5:塔架 6 支撐表面 10、110:承載裝置 11、11A至11D:未印刷工件 12:工裝台 13:工裝台上表面 14、114、140:工裝 15、16、115、116、117、145A至145H:支撐塔架 17、18:底座 19、20、119、120、121:頭部 21A至21D:支撐件 22A、22C、122A、122C、122E、222A、222B:第一支撐表面 22B、22D、122B、122D、122F、222C:第二支撐表面 23:工件基準點 24:圍板 25:印刷絲網 26:攝像頭 27:刮板 28:印刷機 29、129、149、229:裝配單元 300:基準板

現在將參照附圖(不按比例)描述本發明，其中：圖1示意性地示出了三塊面板，每塊面板上有四塊板；圖2示意性地示出了已知的多塔架支撐系統；圖3A至圖9A示意性地示出了根據本發明的對準方法的俯視圖；圖3B至圖9B示意性地示出了對應於圖3A至圖9A所示的方法步驟的側視圖；圖10示意性地示出了印刷操作期間的印刷設備的側視圖；圖11示意性地示出了圖10所示印刷操作之後的印刷設備的側視圖；圖12A和圖12B分別示意性地示出了根據本發明另一實施例的工裝的俯視圖和側視圖；圖13示意性地示出了根據本發明另一實施例的工裝的透視圖；圖14A至圖14E示意性地示出了用於對準工件的另一示例性方法中的順序步驟的俯視圖；以及圖15示意性地示出本發明的另一實施例的側視圖。

140:工

142A~142D:支撐表面

145A~145H:支撐塔架

149:裝配單元

Claims

一種用於在印刷操作期間支撐工件的工裝，包括：具有底座和頭部的支撐塔架，在使用中，所述頭部垂直位於所述底座上方並且能夠在水平面內相對於所述底座相對運動，所述頭部具有位於其上端的第一支撐表面和第二支撐表面，每個所述第一支撐表面和所述第二支撐表面均適於支撐在其上相應的工件，其中，在使用中，所述第一支撐表面能夠沿垂直方向相對於所述第二支撐表面在印刷配置與預印刷配置之間相對運動，在所述印刷配置中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面在所述水平面中基本共面，在所述預印刷配置中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面沿所述垂直方向間隔開。
如申請專利範圍第1項所述之工裝，其中，所述頭部包括至少一個附加支撐表面，並且其中，在相應的預印刷配置中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面以及每個附加支撐表面均沿所述垂直方向間隔開。
如申請專利範圍第2項所述之工裝，其中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面以及每個附加支撐表面以線性陣列設置在所述頭部上。
如申請專利範圍第2項所述之工裝，其中，所述第一支撐表面和所述第二支撐表面以及每個附加支撐表面以二維矩陣陣列設置在所述頭部上。
如申請專利範圍第1項所述之工裝，其中，所述支撐塔架包括用於在所述水平面內相對於所述底座驅動所述頭部的驅動器。
如申請專利範圍第5項所述之工裝，其中，所述驅動器可操作以在所述水平面內沿正交方向X和Y驅動所述頭部，並可操作以繞垂直軸旋轉所述頭部。
如申請專利範圍第1項所述之工裝，其中，所述第一支撐表面彈性偏置於所述預印刷配置。
如申請專利範圍第1項所述之工裝，其中，所述第一支撐表面包括用於與外部限位件抵接的突起，使得當所述突起與所述外部限位件抵接時，在所述支撐塔架抬升期間防止所述第一支撐表面的抬升。
如申請專利範圍第1至6中任一項所述之工裝，其中，所述第一支撐表面能夠在其印刷配置與預印刷配置之間驅動。
一種用於在印刷機內印刷位置處印刷工件的印刷機，包括：輸送系統，其被配置成將工件輸送至所述印刷機中並輸送至所述印刷位置，然後在印刷操作完成之後，輸送出所述印刷機；印刷絲網支撐件，其用於將圖案化印刷絲網保持在所述印刷位置上方；工裝台，其位於所述印刷位置下方，能夠朝向和遠離所述印刷位置驅動所述工裝台；以及如申請專利範圍第1項所述之工裝，其安裝在所述工裝台上。
如申請專利範圍第10項所述之工裝，其中，所述輸送系統被配置成將承載裝置輸送至所述印刷機中並輸送至所述印刷位置，然後在印刷操作完成之後，輸送出所述印刷機，所述承載裝置適於承載多個工件。
如申請專利範圍第10項所述之工裝，包括限位件，其被設置成與所述第一支撐表面抵接以在向上驅動所述工裝台期間限制所述第一支撐表面的垂直位置。
如申請專利範圍第12項所述之工裝，其中，所述限位件包括至少一部分圍板，所述圍板包括至少一個孔，所述至少一個孔在所述印刷位置時位於相應工件之上。
如申請專利範圍第12項所述之工裝，其中，所述限位件包括至少一部分基準板。
如申請專利範圍第10項所述之工裝，包括攝像系統，其用於確定已輸送至所述印刷位置的工件的方位。
如申請專利範圍第15項所述之工裝，其中，所述攝像系統包括使用中位於所述輸送系統與所述印刷絲網之間的垂直高度處的攝像頭。
如申請專利範圍第16項所述之工裝，其中，所述攝像頭能夠在所述水平面內驅動以位於各個工件之上並相繼掃描各個工件。
一種用於在印刷操作之前對準工件的方法，包括以下步驟： i)在所述印刷機內，在所述印刷機的印刷位置下方提供工裝，所述工裝包括至少一個支撐塔架，所述支撐塔架具有位於其上端的至少第一支撐表面和第二支撐表面，每個所述至少第一支撐表面和所述第二支撐表面均適於支撐在其上相應的工件，所述第一支撐表面高於所述第二支撐表面； ii)將這些工件輸送至印刷位置，以便其位於所述工裝的相應支撐表面之上； iii)在所述水平面內移動所述支撐塔架的上端，以使所述第一支撐表面與位於其上的相應工件對準； iv)抬升所述工裝，以使所述第一支撐表面與位於其上的相應工件形成支撐接觸； v)在所述水平面內移動所述支撐塔架的上端，以使所述第二支撐表面與位於其上的相應工件對準； vi)抬升所述工裝，以使所述第二支撐表面與位於其上的相應工件形成支撐接觸；並且 vii)在所述水平面內移動所述支撐塔架的上端，以使支撐在相應的第一支撐表面和第二支撐表面上的所述工件對準以進行所述印刷操作。
如申請專利範圍第18項所述之方法，更包括以下步驟： viii)抬升所述工裝，以使將支撐在相應的第一支撐表面和第二支撐表面上的所述工件帶至印刷高度。
如申請專利範圍第18項所述之方法，還包括確定所述印刷位置處的每個工件在所述水平面內的方位的步驟。
如申請專利範圍第20項所述之方法，其中，在步驟iii)之前，確定所述印刷位置處的所有工件在所述水平面內的方位。
如申請專利範圍第20項所述之方法，其中，在步驟iii)之前確定位於相應第一支撐表面之上的第一工件在所述水平面內的方位，並且在步驟v)之前確定位於相應第二支撐表面之上的第二工件在所述水平面內的方位。