特許 6840119 隔離型ペーストディスペンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6840119

(24)【登録日】2021年2月18日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】隔離型ペーストディスペンサ

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/40 20060101AFI20210301BHJP

   B41F 15/08 20060101ALI20210301BHJP

   B41F 15/14 20060101ALI20210301BHJP

   B41F 15/12 20060101ALI20210301BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20210301BHJP

【ＦＩ】

   B41F15/40 B

   B41F15/08 303E

   B41F15/14 C

   B41F15/12 A

   H05K3/34 505D

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2018-211355(P2018-211355)

(22)【出願日】2018年11月9日

(65)【公開番号】特開2019-89327(P2019-89327A)

(43)【公開日】2019年6月13日

【審査請求日】2019年1月8日

(31)【優先権主張番号】1718674.3

(32)【優先日】2017年11月12日

(33)【優先権主張国】GB

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】514153171

【氏名又は名称】エーエスエム・アセンブリー・システムズ・シンガポール・ピーティーイー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ジョージ・バレハム

(72)【発明者】

【氏名】グラント・ライト

(72)【発明者】

【氏名】サイモン・スチュアート・ペイプ

【審査官】 亀田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−１１８４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１４５０１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１９４８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７９６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｆ １５／４０

Ｂ４１Ｆ １５／０８

Ｂ４１Ｆ １５／１２

Ｂ４１Ｆ １５／１４

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークピース上に印刷媒体を印刷するための印刷機であって、
フレームと、
前記フレームによって支持された外部ハウジングと、
使用中に印刷スクリーンを受容するための受容部と、
少なくとも部分的に前記受容部を横切ってかつ前記受容部の上で延在するレールと、
前記レールに沿って移動するように取り付けられたシャトルと、
印刷媒体のための容器を保持するように構成されたクレードルであって、前記シャトルに取り付けられた、クレードルと、
を備え、
前記レールが、前記フレームに対して静止して固定されており、
前記クレードルが、前記シャトルに対して鉛直方向に運動可能である
ことを特徴とする印刷機。

【請求項2】

前記レールの一部分が、前記シャトルのための交換位置を備え、前記交換位置では、印刷媒体のための容器が、前記クレードル内に配置されるか、又は前記クレードルから取り除かれ得ることを特徴とする請求項１に記載の印刷機。

【請求項3】

前記受容部を備えるメイン容積部と、前記交換位置が配置される容器交換容積部と、に前記印刷機の内部を部分的に分離する内部仕切りを備えることを特徴とする請求項２に記載の印刷機。

【請求項4】

前記シャトルが、壁部セクションを備え、前記壁部セクションが、前記クレードルの側方側に設けられ、このため、前記シャトルが前記交換位置にあると、前記クレードルが前記容器交換容積部に配置され、かつ前記壁部セクションが前記内部仕切りと整列し、前記メイン容積部から前記容器交換容積部を隔離することを特徴とする請求項３に記載の印刷機。

【請求項5】

前記外部ハウジングが、前記シャトルが前記交換位置にあるときに前記クレードルへのアクセスを提供するために、前記容器交換容積部に近接して配置されたドアを備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の印刷機。

【請求項6】

前記外部ハウジングが、ハッチを備えていることを特徴とする請求項２に記載の印刷機。

【請求項7】

前記シャトルが前記交換位置にあると、前記クレードルが、前記ハッチを通って前記外部ハウジングの外側に突出することを特徴とする請求項６に記載の印刷機。

【請求項8】

前記シャトルが、壁部セクションを備え、前記壁部セクションが、前記クレードルの側方側に設けられ、このため、前記シャトルが前記交換位置にあると、前記クレードルが前記外部ハウジングの外部に配置され、かつ前記壁部セクションが前記外部ハウジングと整列し、前記外部ハウジングの内部から前記クレードルを隔離することを特徴とする請求項７に記載の印刷機。

【請求項9】

前記レールに沿って前記シャトルを動かすためのアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の印刷機。

【請求項10】

前記クレードルの鉛直運動を実行するために駆動部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の印刷機。

【請求項11】

前記駆動部が、空気駆動部を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の印刷機。

【請求項12】

前記駆動部が、前記レールに沿った前記シャトルの予め選択された移動ポイントにおい
て、前記クレードルを上昇又は下降させるようにプログラム可能であることを特徴とする
請求項１０又は１１に記載の印刷機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、印刷媒体をワークピース上に印刷するための印刷機に関する。

【背景技術】

【0002】

産業用スクリーン印刷機は、概して、角度付きブレード又はスクイージーを使用して印刷媒体（例えばはんだペースト）を（フォイル又はステンシルと称されることもある）スクリーンの開口部のパターンを通して塗布することによって、はんだペースト又は導電性インクなどの印刷媒体をウェーハ又は回路基板などの平面的ワークピース上に塗布する。印刷媒体は、従来、カートリッジ又はポット内に保管され、加圧空気源を用いて頂部に圧力を付与することによってこのカートリッジ又はポットの底部から分配される。カートリッジは、スクイージーも支持する印刷キャリッジに取り付けられている。印刷キャリッジが、従来ではＹ方向と称される、印刷機の長さに沿って（すなわち前方から後方へ）移動するので、カートリッジは、印刷機の前方又は後方レールのいずれかに分配することができる。また、カートリッジは、印刷キャリッジに対して、水平面においてＹ軸と垂直のＸ方向に沿って動くように取り付けられている。従って、動作中に、印刷キャリッジは、印刷機の一端に動かされ、カートリッジは、Ｘ方向に沿って移動しながら印刷媒体を分配させられ、このため、印刷媒体は、印刷スクリーン上に媒体のおよそ直線形のビードを形成するために分配される。印刷機内で利用可能なスペースがないことに起因して、カートリッジは、分配しないときの水平向きと、分配するための鉛直向きと、の間で回転可能である。

【0003】

カートリッジ内に存在する印刷媒体の量は、センサによって検出することができ、カートリッジが交換を必要とする場合にはオペレータに警告を出す。

【0004】

しかしながら、カートリッジの交換を実行するために、印刷機を開けてカートリッジへのアクセスを得る必要があるという問題がある。図１は、公知の印刷機１を斜視図で概略的に示す。印刷機１は、略直方体であり、外部ハウジング２を有し、外部ハウジング２は、印刷機１の内部への無許可のアクセスを防止するために、印刷機１を覆っている。ハウジングは、（図１では見ることができない）フレームに取り付けられ、フレームは、内部の機構及び部品も支持している。フード３が、許可されたアクセスを可能にするために設けられている。このフード３は、持ち上げられてハウジングの頂部に載せられることができるように、ヒンジ４を介してハウジング２の残りの部分に接続されている。印刷機１の安全性をさらに上げるために、フード３を開ける前に作動されなければならないインターロックシステム（図示せず）が設けられてもよい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

安全性の理由のために、印刷動作は、カートリッジを交換する目的のために開かれるときを含む、印刷機１のフード３が開かれているときには必ずシャットダウンされている必要がある。これは、カートリッジが変えられるたびに印刷サイクルが中断させられ、印刷プロセスに時間がかかって印刷プロセスの効率を下げることを意味する。

【0006】

本発明は、この問題を克服することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に従って、この目的は、印刷プロセスを中断することなく開かれてアクセスされ得る隔離チャンバなどの、印刷媒体カートリッジのための隔離部を提供することによって達成される。このような構成を可能にするために、カートリッジは、印刷キャリッジからも分離され、印刷機のフレームに固定された静止したレール上に支持される。このような配置は、分配が所定の位置のみ、すなわち前方レール又は後方レールに近接する位置でのみ可能となるという欠点を有するが、この配置によって提供される利点は、従来の印刷機における印刷機の前方レール及び後方レール双方に近接して分配する能力に勝ることが理解される。

【0008】

本発明の第１の側面に従えば、ワークピース上に印刷媒体を印刷するための印刷機であって、
フレームと、
フレームによって支持された外部ハウジングと、
使用中に印刷スクリーンを収容するための受容部と、
少なくとも部分的に受容部を横切ってかつ受容部の上で延在するレールと、
レールに沿って移動するように取り付けられたシャトルと、
印刷媒体のための容器を保持するように構成されたクレードルであって、シャトルに取り付けられた、クレードルと、
を備え、
レールが、フレームに対して静止して固定されている印刷機が提供される。

【0009】

本発明の他の態様及び特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。

【0010】

本発明は、（縮尺通りではない）添付の図面を参照してこれから説明される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】閉じられた公知の印刷機の斜視図を概略的に示す。

【図2】本発明の一実施形態に従った、閉じられた印刷機の斜視図を概略的に示す。

【図3】フード及びドアが取り除かれた図２の印刷機を概略的に示す。

【図4】シャトルがホーム位置にある図２の印刷機の一部分を概略的に示す。

【図5】シャトルが分配位置に動いている、図４と同様の図である。

【図6】シャトルが分配位置にある、図５と同様の図である。

【図7】本発明の第２実施形態に従った、閉じられた印刷機の斜視図を概略的に示す。

【図8】図７の印刷機の内部構成の一部を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の一実施形態が、図２に概略的に示されている。この図は、外部ハウジング１１がフレーム（符号１５、図３参照）上で支持された、閉じられた印刷機１０の斜視図を示す。フード１２が、印刷機１０の内部へのアクセスを提供する。さらに、独立したドア１３が設けられており、ドア１３は、ドア１３をハウジング１１に接続するヒンジ１４周りでドア１３を持ち上げることによって開かれる。

【0013】

図３は、フード１２及びドア１３が明確にするために取り除かれた、図１の印刷機１０を同じ視点から、縮尺通りでなく概略的に示す。さらに、再び明確にするために、印刷機構の大部分、特に印刷キャリッジが省略されている。ハウジング１１と、印刷機構及び部品と、は、フレーム１５によって支持されている。印刷機１０の内部容積部は、内部仕切り１６によって２つの異なるサブ容積部、すなわちメイン容積部１７と、メイン容積部１７よりも小さい容器交換容積部１８と、に部分的に分離されている。メイン容積部１７は、スクイージーを有する印刷キャリッジを含む印刷機構を収容している。チェース２２Ａ，２２Ｂが、メイン容積部１７内に示され、これらチェース２２Ａ，２２Ｂは、使用中に印刷スクリーンＳのための受容部を提供する。一般的に当技術分野で公知なように、このようなチェースは、それらチェースの間の距離を調節するためにアクチュエータ（図示せず）によって運動可能であり、このため、さまざまな異なるサイズの印刷スクリーンが、使用中にチェース２２Ａ，２２Ｂによって保持され得る。印刷プロセス中に、スクイージーを含む印刷キャリッジ（図示せず）は、内部に保持されたステンシルＳに作用するために受容部の上で移動し、移動方向は、チェース２２Ａ，２２Ｂの軸と平行であり、この方向は、従来、「Ｙ方向」と称されている。

【0014】

メイン容積部１７と容器交換容積部１８との間の分離は、仕切り１６が、２つのサブ容積部の間の連通を可能にする開口部２１を含むので、部分的にだけである。レール１９が、開口部２１の上縁部に近接して開口部２１を通過している。レール１９は、従来では「Ｘ方向」と称される方向に、少なくとも部分的に受容部を横切ってかつ受容部の上で、この実施形態では印刷機１０の幅を実質的に横切って延在している。レール１９は、フレーム１５に対して静止して固定されている。

【0015】

以下で詳細に説明されるように、レール１９には、レール１９に沿って移動するように取り付けられたシャトル２３が設けられている。容器交換容積部１８内に配置されかつレール１９の端部に近接するレール１９の一部分は、シャトル２３のための「ホーム」位置２０と「交換」位置との双方として作用し、ホーム位置２０では、分配動作の間にシャトル２３が位置し、交換位置では、印刷媒体容器（符号２５、図４参照）が、以下でより詳細に説明されるように交換され得る。クレードル２４が、シャトル２３とともに移動するためにシャトル２３に取り付けられている。クレードル２４は、印刷媒体のための容器（図示せず）を保持するように構成されている。この容器は、例えば、カートリッジ又はペーストポットを備えている。シャトル２３及びクレードル２４は、メイン容積部１７内にレール１９の長さに沿って移動することができるように、開口部２１を通り抜けるようなサイズとされていることが分かる。

【0016】

図４は、シャトル２３がホーム位置にある、図２の印刷機１０の一部分を概略的に斜視図で示す。より具体的に、図４は、シャトル２３が取り付けられたレール１９を示し、シャトル２３にはクレードル２４が取り付けられている。ペーストカートリッジ２５は、クレードル２４内に配置されて固定して保持されている。クレードル２４の頂部は、空気ライン（図示せず）がペーストカートリッジ２５の頂部で空気コネクタ２６に取り付けられるように、開いている。空気ライン及びコネクタ２６を通じて加圧空気を供給することは、ペーストをペーストカートリッジ２５の下端部から分配させる。印刷媒体センサ２７が、ペーストカートリッジ２５がクレードル２４内に存在するとき及びシャトル２３がホーム位置２０にあるときにペーストカートリッジ２５の下端部に近接するように、容器交換容積部１８内に設けられている。印刷媒体センサ２７は、ペーストカートリッジ２５の下端部においてペーストの存在を検出するように動作可能であり、ペーストの存在の決定に応じてシンプルなＹＥＳ／ＮＯ信号を出力する。

【0017】

シャトル２３は、ホーム位置２０から最も遠いクレードル２４の側方側に壁部セクション２８を備えている。壁部セクション２８は、シャトル２３から印刷機１０の前方に向かって突出し、開口部２１と一致するような寸法とされ、さらには仕切り１６と整列するように配置されている。このようにして、シャトル２３がホーム位置２０にあると、クレードル２４は容器交換容積部１８内に配置され、壁部セクション２８は仕切り１６と整列し、これにより、容器交換容積部１８をメイン容積部１７から隔離する。

【0018】

レール１９には、レール１９に沿ってシャトル２３を動かすためのプログラム可能なアクチュエータ２９が設けられている。この実施形態では、レール１９は、アクチュエータ２９によって選択的に回転させられるリニアウォーム（図示せず）を備え、アクチュエータ２９は、当業者には十分に理解されるようにレールに沿ってシャトル２３を駆動する。空気ライン（図示せず）に接続する空気入力部３０が、レール１９に設けられており、空気ラインは、レール１９に沿って延び、シャトル２３に接続している。この空気駆動部は、以下でより詳細に説明されるようにクレードル２４の鉛直運動を実行するために使用され、この鉛直方向は、従来、「Ｚ方向」と称される。

【0019】

シャトル２３が示されるようにホーム位置２０にあり、このため、シャトル２３が容器交換容積部１８にあると、容器交換容積部１８はメイン容積部１７から隔離される。オペレータは、フード１２を開ける必要なく、容器交換容積部１８にアクセスするためにドア１３を開けることと、クレードル２４からカートリッジ２５を取り除くことと、クレードル２４内に配置することができる新たなカートリッジとカートリッジ２５を交換することと、が可能である。このようにして、カートリッジは、オペレータにとって完全に安全に、印刷サイクルを中断することなく交換することができる。カートリッジを交換する必要性は、印刷媒体センサ２７からの出力によって決定される。

【0020】

図５は、図４と同様の図であるが、この図では、シャトル２３は、分配位置に動いて示されている。アクチュエータ２９は、リニアウォームを駆動させ、これにより、容器交換容積部１８外にかつメイン容積部１７内に、レール１９に沿って開口部２１を通ってシャトル２３を動かす。壁部セクション２８は、シャトル２３とともに移動することが分かる。この構成でのクレードル２４により、シャトル２３、クレードル２４及びカートリッジ２５は、印刷スクリーンの上の位置に到達するために、チェース２２Ａ（及び、実際には、移動がレール１９に沿って継続する場合、チェース２２Ｂ）の頂部の上を通ることができることに留意されたい。しかしながら、印刷媒体を適切に分配するために、カートリッジ２５は、印刷スクリーンに、より近くなければならない。これを達成するために、クレードル２４は、分配位置まで下降させられるように、シャトル２３に対して鉛直方向に運動可能なように構成される。クレードル２４の鉛直位置は、空気入力部３０により、空気圧で制御される。

【0021】

図６は、クレードル２４がその下降分配位置にある、図５と同様の図である。クレードル２４は、鉛直動作をガイドする直線形トラック３１を介してシャトル２３に取り付けられている。明確にするために記すと、クレードル２４が、満足な分配を達成するためにこの下降位置にあると、衝突なくチェース２２Ａ、２２Ｂのいずれかを越えて移動することはできない。この下降位置において分配動作が始まると、この分配動作の間、シャトル２３、従ってクレードル２４及びカートリッジ２５は、アクチュエータ２９を駆動することによってレール１９に沿って動かされるとともに、空気圧が空気コネクタ２６に付与されて、印刷スクリーンＳ（図３参照）上に分配されるペーストのビード又はラインを生じさせる。分配の完了後に、空気コネクタ２６への空気圧は、オフに切り替えられ、クレードル２４は上昇させられ、シャトル２３はアクチュエータ２９によってホーム位置２０へ戻るように動かされる。シャトルがホーム位置２０に到達すると、印刷スクリーンＳを通してのワークピースの印刷が、当技術分野で周知なように実行され得る。

【0022】

アクチュエータ２９及び空気駆動部は、Ｘ方向において異なる位置にセットされるチェース２２Ａ，２２Ｂに適合するように、特に、レール１９に沿ったシャトル２３の予め選択された移動ポイントにおいてクレードル２４を上昇又は下降させるようにプログラム可能である。制御プロセッサ（図示せず）が、必要により、アクチュエータ２９と、クレードル２４のための空気供給と、カートリッジ２５のための空気供給と、を制御するために提供される。

【0023】

図７は、本発明の第２実施形態に従った、閉じられた印刷機４０の斜視図を概略的に示す。印刷機４０の外部形状は、図２に示される印刷機１０の外部形状と類似しており、特に、ハウジング４１が、ハウジング１１と非常に類似している。しかしながら、この実施形態では、フード４２と、その接続ヒンジ４４と、が、印刷機４０の前方幅の全体を横切って延在している。フード４２の側方側には、ハッチ４３が設けられており、ハッチ４３は、外側に開くように、ヒンジ４５によってフード４２に取り付けられている。

【0024】

図８は、図７の印刷機の内部構成の一部を斜視図で概略的に示す。特に、図８は、印刷媒体分配システムの所定の大部分の部品を示す。実質的に印刷機４０の内部幅全体を横切って延在する、静止して固定されたレール４９が設けられている。シャトル４６が、使用中に印刷スクリーン（図示せず）を横断するためにレール４９に沿って移動するように取り付けられている。第１実施形態のように、シャトル４６は、印刷媒体容器（図示せず）を保持するためのクレードル４７と、レール４９に対して垂直に突出する壁部セクション４８と、を支持している。しかしながら、この第２実施形態では、クレードル４７は、シャトル４６の突出部５０に取り付けられ、突出部５０は、シャトル４６がレール４９の端部に近接する交換位置５１にあるときに、レール４９の当該端部を越えて延在する。シャトル４６がレール４９に沿ってホーム位置５１へ動かされると、突出部５０が、ハッチ４３に当接して印刷機４０の内側からハッチ４３を開くように押し、かつ印刷機４０の外側へ通るように、レール４９及びハッチ４３は、整列させられている。従って、クレードル４７は、ハッチ４３を通ってかつ外部ハウジング４１の外側へ突出する。その後、壁部セクション４８は、外部ハウジング４１の外部側面と整列し、外部ハウジング４１の内部とクレードル４７との間の少なくとも部分的な隔離を提供する。この位置では、オペレータは、印刷プロセスを中断することなく、ペースト媒体容器を交換するためにクレードルに安全にアクセスすることができる。空気ライン（図示せず）が、クレードル４７内の印刷媒体容器の頂部にそれでも取り付けられ、印刷機４０の内部に通ることは、当業者には明らかである。この空気ラインに合わせるために、壁部セクション４８は、壁部セクション４８とフード４５との間に間隙を残すような寸法とされ、この間隙は、空気ラインを受容することに適している。示されるように、壁部セクション４８は、ハッチ４３よりもＺ方向に沿ってより短い寸法を有し、このため、間隙が、壁部セクション４８の上方に形成される。

【0025】

この第２実施形態では、内部仕切りが必要とされないことが分かる。当業者は、ハッチ４３を不必要に開くことを回避するために、分配動作の間、シャトル４６は、通常、交換位置５１と、使用中に印刷スクリーンと重なるレール４９の部分と、の間に配置されたホーム位置５２に戻るべきであることも理解する。交換位置へのシャトル４６の運動は、ペーストセンサ（図示せず）が、印刷媒体容器が空であることを決定したときにのみ、行われる。

【0026】

上述した実施形態は、単に例示的であり、本発明の範囲内での他の可能性及び代替案が、当業者には明らかである。例えば、上述した実施形態では、レール１９，４９は、アクチュエータ２９によって駆動されるリニアウォームを備えている。当然ながら、他の駆動システムが可能である。同様に、上述したクレードル２４，４７の鉛直運動は、空気システムを使用しているが、他の駆動システム、例えば電気機械駆動システムが代わりに使用されてもよい。上述した実施形態は、ペーストカートリッジの使用を示しているが、ペーストポットなどの他の容器と、実際には導電性インクなどの他の印刷媒体と、が等しく分配されてもよい。

【0027】

図７及び図８に示される第２実施形態に関して、ハッチ４３は、さまざまな方式で、例えば専用のアクチュエータにより開かれるか、又はオペレータによって手動で開かれ得る。

【0028】

他の器具、例えばカメラ又は他の検査器具が、シャトルと協働して又はシャトルから独立して、静止して固定されたレール上で移動するように取り付けられ得る。

【符号の説明】

【0029】

１ 印刷機、２ ハウジング、３ フード、４ ヒンジ、１０，４０ 印刷機、１１，４１ ハウジング、１２，４２ フード、１３ ドア、１４，４４ ヒンジ、１５ フレーム、１６ 仕切り、１７ メイン容積部、１８ 容器交換容積部、１９，４９ レール、２０，５２ ホーム位置、２１ 開口部、２２Ａ，２２Ｂ チェース、２３，４６ シャトル、２４，４７ クレードル、２５ ペーストカートリッジ、２６ 空気コネクタ、２７ 印刷媒体センサ、２８，４８ 壁部セクション、２９ アクチュエータ、３０ 空気入力部、３１ 直線形トラック、４３ ハッチ、４５ ハッチヒンジ、５０ 突出部、５１ 交換位置、Ｓ スクリーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】