特許 7556892 はんだペーストビード回収システム及び方法

(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】

(24)【登録日】2024-09-17

(45)【発行日】2024-09-26

(54)【発明の名称】はんだペーストビード回収システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/08 20060101AFI20240918BHJP

   B41F 15/40 20060101ALI20240918BHJP

   B41M 1/12 20060101ALI20240918BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20240918BHJP

【ＦＩ】

B41F15/08 303E

B41F15/40 B

B41M1/12

H05K3/34 505D

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2021573258

(86)(22)【出願日】2020-06-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-16

(86)【国際出願番号】 US2020037154

(87)【国際公開番号】W WO2020252115

(87)【国際公開日】2020-12-17

【審査請求日】2023-03-15

(31)【優先権主張番号】62/991,744

(32)【優先日】2020-03-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/897,526

(32)【優先日】2020-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/861,025

(32)【優先日】2019-06-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/861,035

(32)【優先日】2019-06-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/861,031

(32)【優先日】2019-06-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591203428

【氏名又は名称】イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100211177

【弁理士】

【氏名又は名称】赤木 啓二

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアム エー．ロシェビッチ

(72)【発明者】

【氏名】マシュー エフ．シューマチャー

(72)【発明者】

【氏名】ブルース シー．シートン

(72)【発明者】

【氏名】ケネス ジェイ．キング

【審査官】長田 守夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１０４４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０６４２９２３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開平６－２１０８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０９６６０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００２－５０３１６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｆ １５／００－１５／４６

Ｂ４１Ｍ １／１２

Ｈ０５Ｋ ３／１２

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子基板上にアセンブリ材料を印刷するステンシルプリンタであって、
フレームと、
前記フレームに連結され、内部に孔が形成されるステンシルと、
前記フレームに連結され、前記電子基板を支持するように構成される支持アセンブリと、
前記フレームに連結されるプリントヘッドガントリーと、
印刷ストローク中に前記ステンシルを横断するように構成されるように、前記プリントヘッドガントリーによって支持されるプリントヘッドアセンブリと、
前記ステンシルの上面からアセンブリ材料を除去し、新しい交換用ステンシル上にアセンブリ材料を堆積させるように構成されるアセンブリ材料回収システムであって、前記ステンシルの前記上面に位置決めされるように構成されるレセプタクルを備える、アセンブリ材料回収システムと、
を備え、
前記プリントヘッドガントリーは、前記フレーム上に設けられるレールに沿って支持される細長いビームを備え、該プリントヘッドガントリーの該細長いビームは、水平方向に延在する少なくとも１つのリニア軸受を備え、前記アセンブリ材料回収システムは、前記少なくとも１つのリニア軸受上を横方向に移動するように構成される少なくとも１つの仕上げ部材を更に備える、ステンシルプリンタ。

【請求項2】

前記レセプタクルは、ステンシル支持アセンブリのレールである格納位置から前記ステンシルの前記上面に位置決めされる、請求項１に記載のステンシルプリンタ。

【請求項3】

前記レセプタクルは、前記上面上に載るとともにその上での前記アセンブリ材料の転動を可能にするように構成される平坦な底壁を備える、請求項１に記載のステンシルプリンタ。

【請求項4】

前記少なくとも１つの仕上げ部材は、収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピンを備える、請求項１に記載のステンシルプリンタ。

【請求項5】

前記レセプタクルは、該レセプタクルに係合し、該レセプタクルを格納位置から前記ステンシルの前記上面へと移動させるために前記少なくとも１つの仕上げ部材の前記ピンによって係合されるように構成される少なくとも１つの収納特徴部を備える、請求項４に記載のステンシルプリンタ。

【請求項6】

前記少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含み、第１の仕上げ部材は、第１のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、第２の仕上げ部材は、第２のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、前記少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含み、仕上げ部材ごとに１つの収納特徴部が設けられ、前記第１の仕上げ部材及び前記第２の仕上げ部材は、前記レセプタクルを解除可能に固定するように該レセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される、請求項５に記載のステンシルプリンタ。

【請求項7】

前記支持アセンブリは、ｚ軸方向に移動するとともに、前記レセプタクルの底部に取り付けられる磁石に係合するように上昇するように構成され、該支持アセンブリは、前記レセプタクルを前記ステンシル上の適所に固定するための鋼面を有する、請求項６に記載のステンシルプリンタ。

【請求項8】

前記プリントヘッドアセンブリは、アセンブリ材料を前記ステンシルに沿って移動させるように構成されるスクイージーブレードアセンブリを有するプリントヘッドを備え、前記スクイージーブレードアセンブリは、前記ステンシルに係合し、アセンブリ材料を前記レセプタクル内へと転動させるように構成される第１のスクイージーブレードを備える、請求項７に記載のステンシルプリンタ。

【請求項9】

前記スクイージーブレードアセンブリは、前記レセプタクルに係合し、アセンブリ材料を前記ステンシル上へと転動させるように構成される第２のスクイージーブレードを更に備える、請求項８に記載のステンシルプリンタ。

【請求項10】

交換が予定されているステンシルからアセンブリ材料を回収する方法であって、
レセプタクルをアセンブリ材料に近接した使用済みステンシル上へと移動させることと、
前記レセプタクル上へとアセンブリ材料を移動させることと、
前記レセプタクルを前記使用済みステンシルから取り外すことと、
前記使用済みステンシルを新しいステンシルと交換することと、
前記レセプタクルを前記新しいステンシル上へと移動させることと、
スクイージーブレードアセンブリを用いてアセンブリ材料を前記新しいステンシル上へと移動させることと、
前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことと、
を含み、
前記レセプタクルを前記使用済みステンシル上へと移動させること、及び前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことは、プリントヘッドアセンブリの少なくとも１つの仕上げ部材の下向きに延在するピンを前記レセプタクルと関連する収納特徴部内に位置決めすることを含み、
前記少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含み、前記少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含み、前記２つの仕上げ部材は、前記レセプタクルを固定するように該レセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される、方法。

【請求項11】

ｚ軸方向に移動するとともに、前記レセプタクルの底部に取り付けられる磁石まで上昇するように構成される支持アセンブリを係合させることを更に含み、該支持アセンブリは、前記レセプタクルを適所に固定するための鋼面を有する、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

交換が予定されているステンシルからアセンブリ材料を回収する方法であって、
レセプタクルをアセンブリ材料に近接した使用済みステンシル上へと移動させることと、
前記レセプタクル上へとアセンブリ材料を移動させることと、
前記レセプタクルを前記使用済みステンシルから取り外すことと、
前記使用済みステンシルを新しいステンシルと交換することと、
前記レセプタクルを前記新しいステンシル上へと移動させることと、
スクイージーブレードアセンブリを用いてアセンブリ材料を前記新しいステンシル上へと移動させることと、
前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことと、
を含み、
前記レセプタクルを前記使用済みステンシル上へと移動させること、及び前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことは、プリントヘッドアセンブリの少なくとも１つの仕上げ部材の下向きに延在するピンを前記レセプタクルと関連する収納特徴部内に位置決めすることを含み、
前記レセプタクル上へとアセンブリ材料を移動させることは、プリントヘッドアセンブリのスクイージーブレードアセンブリを用いてアセンブリ材料を移動させることを含む、方法。

【請求項13】

前記スクイージーブレードアセンブリは、前記ステンシルに係合し、アセンブリ材料を前記レセプタクル内へと移動させるように構成される第１のスクイージーブレードを備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記スクイージーブレードアセンブリは、アセンブリ材料に係合し、アセンブリ材料を前記ステンシル上へと転動させるように構成される第２のスクイージーブレードを更に備える、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

交換が予定されているステンシルからアセンブリ材料を回収する方法であって、
レセプタクルをアセンブリ材料に近接した使用済みステンシル上へと移動させることと、
前記レセプタクル上へとアセンブリ材料を移動させることと、
前記レセプタクルを前記使用済みステンシルから取り外すことと、
前記使用済みステンシルを新しいステンシルと交換することと、
前記レセプタクルを前記新しいステンシル上へと移動させることと、
スクイージーブレードアセンブリを用いてアセンブリ材料を前記新しいステンシル上へと移動させることと、
前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことと、
を含み、
前記レセプタクルを前記使用済みステンシル上へと移動させること、及び前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことは、プリントヘッドアセンブリの少なくとも１つの仕上げ部材の下向きに延在するピンを前記レセプタクルと関連する収納特徴部内に位置決めすることを含み、
前記レセプタクルを前記使用済みステンシルから取り外すこと、及び前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことは、前記レセプタクルをステンシル支持アセンブリのレール上の格納位置に移動させることをそれぞれ含む、方法。

【請求項16】

ステンシルプリンタのステンシルの上面からアセンブリ材料を除去し、アセンブリ材料を新しい交換用ステンシル上に堆積させるように構成されるアセンブリ材料回収システムであって、
前記ステンシルの前記上面に位置決めされるように構成されるレセプタクル、
を備え、
前記ステンシルプリンタのフレームに連結されたプリントヘッドガントリーの細長いビームは、水平方向に延在する少なくとも１つのリニア軸受を備え、前記アセンブリ材料回収システムは、前記少なくとも１つのリニア軸受上を横方向に移動するように構成される少なくとも１つの仕上げ部材を更に備える、回収システム。

【請求項17】

前記レセプタクルは、前記上面上に載るとともにその上でのアセンブリ材料の移動を可能にするように構成される平坦な底壁を備える、請求項１６に記載の回収システム。

【請求項18】

前記少なくとも１つの仕上げ部材は、収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピンを備える、請求項１６に記載の回収システム。

【請求項19】

前記レセプタクルは、該レセプタクルに係合し、該レセプタクルを格納位置から前記ステンシルの前記上面に移動させるために前記少なくとも１つの仕上げ部材の前記ピンによって係合されるように構成される少なくとも１つの収納特徴部を備える、請求項１８に記載の回収システム。

【請求項20】

前記少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含み、第１の仕上げ部材は、第１のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、第２の仕上げ部材は、第２のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、前記少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含み、仕上げ部材ごとに１つの収納特徴部が設けられ、前記第１の仕上げ部材及び前記第２の仕上げ部材は、前記レセプタクルを解除可能に固定するように該レセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される、請求項１９に記載の回収システム。

【請求項21】

前記フレームに連結されて電子基板を支持するように構成された支持アセンブリは、ｚ軸方向に移動するとともに、前記レセプタクルの底部に取り付けられる磁石に係合するように上昇するように構成され、該支持アセンブリは、前記レセプタクルを前記ステンシル上の適所に固定するための鋼面を有する、請求項２０に記載の回収システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、「SOLDER PASTE BEAD RECOVERY SYSTEM AND METHOD」と題する、２０２０年３月１９日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第６２／９９１，７４４号、「METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATED CHANGEOVER AND REPLACEMENT WITHIN A STENCIL PRINTER」と題する、２０１９年６月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／８６１，０２５号、「AUTOMATED PRINTER ROBOTIC ARM」と題する、２０１９年６月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／８６１，０３１号、及び「AUTOMATED PRINTER SMART CART」と題する、２０１９年６月１３日に出願された米国特許出願第６２／８６１，０３５号の米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づく利益を主張し、これらの米国特許出願は、あらゆる目的で、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

【0002】

本願は、包括的には、粘性材料、例えばはんだペーストを電子基板、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）上に印刷するステンシルプリンタ及び関連する方法に関し、より具体的には、交換（replacing）が予定されている又は交換が必要なステンシルからはんだペーストを回収するシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

表面実装プリント回路基板を製造する際に、ステンシルプリンタを用いて、回路基板上にはんだペーストを印刷することができる。通常、その上にはんだペーストが堆積されることになる、パッド又は何らかの他の導電性表面のパターンを有する回路基板がステンシルプリンタの中に自動的に送り込まれ、回路基板上にはんだペーストを印刷する前に、回路基板上の１つ以上の小穴又はマーク（「フィデューシャル（fiducials：基準部）」として知られる）を用いて、回路基板をステンシルプリンタのステンシル又はスクリーンと適切に位置合わせする。幾つかのシステムでは、視覚システムを具現する光学位置合わせシステムを用いて、回路基板をステンシルと位置合わせする。

【0004】

上記プリンタにおいて、回路基板がステンシルと適切に位置合わせされると、回路基板はステンシルまで上昇されて、はんだペーストがステンシルに吐出される。ワイパーブレード（すなわちスクイージー）がステンシルを横断して、ステンシルの孔を通して回路基板にはんだペーストを押し出す。スクイージーがステンシルを横切るように移動する際、はんだペーストはブレードの前方において伸び広がる傾向がある。これにより、望ましくははんだペーストの混合及び剪断が生じ、スクリーンすなわちステンシルの孔を満たすのを容易にするのに所望の粘度が得られる。はんだペーストは、通常、標準的なカートリッジからステンシルに吐出される。その後、ステンシルは回路基板から切り離され、回路基板とはんだペーストとの間の接着によって、材料の大部分が回路基板上に留まる。ステンシルの底面上に残される材料は、更なる回路基板が印刷される前に、洗浄プロセスにおいて除去される。

【0005】

回路基板を印刷する際の別のプロセスは、はんだペーストが回路基板の表面上に堆積された後に、回路基板を検査することを伴う。回路基板を検査することは、清浄な電気的接続を形成できると判断するのに重要である。はんだペーストが多すぎると短絡が生じる可能性があり、一方、適切な位置においてはんだペーストが少なすぎると、電気的接触が妨げられる可能性がある。一般に、視覚検査システムを更に利用して、回路基板上のはんだペーストの２次元又は３次元の検査を提供する。

【0006】

現代のステンシルプリンタには、ルーティン動作を行うために、手作業による介入が必要となる。例えば、転換（changeover）中において、作業者は、ステンシルの変更、はんだペーストカートリッジの交換、スクイージーブレードの交換、及び支持ツールの交換等、多くの手作業によるタスクを行わなければならない。これらのタスクのそれぞれにおいて、作業者は手作業でタスクを行う必要がある。例えば、大多数のステンシルプリンタにおいて、作業者は、ステンシルをロック解除し、ステンシルを取り外し、交換ステンシルを適切に挿入し、交換ステンシルを適所にロックしなければならない。転換動作は３０分程かかり得て、その間、ステンシルプリンタは動作しておらず、ＰＣＢ作製ラインが稼働しないという結果となり得る。

【0007】

ステンシルプリンタは、交換動作及び／又は補充動作を行うために、手作業による介入が更に必要となる。例えば、温度制御されたはんだペーストをステンシルプリンタへ供給するはんだペーストカートリッジは、時間の経過に伴い、例えば、４時間又はそれ以下の時間内において交換が必要である。スクイージーブレード及びステンシル等、通常の摩耗及び引裂が起こる部品は、破損した場合に定期的な交換が必要となり得る。

【0008】

残る１つの問題として、転換が予定されているステンシルからのはんだペーストの回収がある。生産運転を経た後、又はステンシルを変更する予定があるとき、ステンシル上に残ったはんだペーストは、通常、ステンシルの上面から手作業で除去され、後に使用するために保存される。この手作業プロセスは、時間を要するため非効率である。

【発明の概要】

【0009】

本開示の１つの態様は、電子基板上にアセンブリ材料を印刷するステンシルプリンタに関する。１つの実施の形態において、ステンシルプリンタは、フレームと、フレームに連結され、内部に孔が形成されるステンシルと、フレームに連結され、電子基板をステンシルの下方の印刷位置において支持するように構成される支持アセンブリと、フレームに連結され、フレーム上に設けられるレールに沿って支持される細長いビームを備えるプリントヘッドガントリーと、印刷ストローク中にステンシルを横断するように構成されるように、プリントヘッドガントリーによって支持されるプリントヘッドアセンブリとを備える。プリントヘッドアセンブリは、はんだペーストをステンシルに沿って転動させるように構成されるスクイージーブレードアセンブリを有するプリントヘッドを備える。ステンシルプリンタは、ステンシルの上面からはんだペーストのビードを除去し、新しい交換用ステンシル上にはんだペーストのビードを堆積させるように構成されるはんだペーストビード回収システムを更に備える。

【0010】

ステンシルプリンタの実施の形態は、格納位置からステンシルの上面に位置決めされるように構成される回収システムのペーストパンを更に備えることができる。格納位置は、ステンシル支持アセンブリのレールとすることができる。格納位置は、ステンシル支持アセンブリの前部に位置決めすることができる。ペーストパンは、平面上に載るとともに、その上でのはんだペーストのビードの転動を可能にするように構成される平坦な底壁を備えることができる。プリントヘッドガントリーの細長いビームは、水平方向に延在する少なくとも１つのリニア軸受を備えることができる。回収システムは、少なくとも１つのリニア軸受上を横方向に移動するように構成される少なくとも１つの仕上げ（tooling）部材を更に備えることができる。少なくとも１つの仕上げ部材は、収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピンを備えることができる。ペーストパンは、ペーストパンに係合し、ペーストパンを格納位置からステンシルの上面に移動させるために少なくとも１つの仕上げ部材のピンによって係合されるように構成される少なくとも１つの収納特徴部を備えることができる。少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含むことができ、第１の仕上げ部材は、第１のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、第２の仕上げ部材は、第２のリニア軸受上を横方向に移動するように構成される。少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含むことができ、仕上げ部材ごとに１つの収納特徴部が設けられ、第１の仕上げ部材及び第２の仕上げ部材は、ペーストパンを解除可能に固定するようにペーストパンのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される。支持アセンブリは、ｚ軸方向に移動するとともに、ペーストパンの底部に取り付けられる磁石に係合するように上昇するように構成することができ、支持アセンブリは、ペーストパンをステンシル上の適所に固定するための鋼面を有する。スクイージーブレードアセンブリは、ステンシルに係合し、はんだペーストビードをペーストパン内へと転動させるように構成される第１のスクイージーブレードを備えることができる。スクイージーブレードアセンブリは、はんだペーストパンに係合し、はんだペーストビードをステンシル上へと転動させるように構成される第２のスクイージーブレードを更に備えることができる。

【0011】

本開示の別の態様は、交換が予定されているステンシルからはんだペーストを回収する方法に関する。１つの実施の形態において、方法は、ペーストパンを格納位置からはんだペーストビードに隣接した使用済みステンシル上へと移動させることと、印刷ヘッドアセンブリのスクイージーブレードアセンブリを用いてはんだペーストビードをペーストパン上へと転動させることと、ペーストパンを格納位置に移動させることと、使用済みステンシルを新しいステンシルと交換することと、ペーストパンを格納位置から新しいステンシル上へと移動させることと、スクイージーブレードアセンブリを用いてはんだペーストビードを新しいステンシル上へと転動させることと、ペーストパンを格納位置に移動させることとを含む。

【0012】

本方法の実施の形態は、ｚ軸方向に移動するとともに、ペーストパンの底部に取り付けられる磁石まで上昇するように構成される支持アセンブリを係合させることを更に含むことができ、支持アセンブリは、ペーストパンを適所に固定するための鋼面を有する。ペーストパンを格納位置から移動させること、及びペーストパンを格納位置に移動させることは、プリントヘッドアセンブリの少なくとも１つの仕上げ部材の下向きに延在するピンをペーストパンと関連する収納特徴部内に位置決めすることを含むことができる。少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含むことができる。少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含むことができ、２つの仕上げ部材は、ペーストパンを固定するようにペーストパンのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される。プリントヘッドアセンブリのスクイージーブレードアセンブリを用いてはんだペーストビードをペーストパン上へと転動させることは、ステンシルに係合し、はんだペーストビードをペーストパン内へと転動させるように構成される第１のスクイージーブレードを含むことができる。スクイージーブレードアセンブリを用いてはんだペーストビードを新しいステンシル上へと転動させることは、はんだペーストパンに係合し、はんだペーストビードをステンシル上へと転動させるように構成される第２のスクイージーブレードを更に含むことができる。格納位置は、ステンシル支持アセンブリのレールを含むことができる。格納位置は、ステンシル支持アセンブリの前部に位置決めすることができる。

【0013】

本開示の別の態様は、電子基板上にアセンブリ材料を印刷するステンシルプリンタに関する。１つの実施の形態において、ステンシルプリンタは、フレームと、フレームに連結され、内部に孔が形成されるステンシルと、フレームに連結され、電子基板を支持するように構成される支持アセンブリとを備える。ステンシルプリンタは、フレームに連結されるプリントヘッドガントリーと、印刷ストローク中にステンシルを横断するように構成されるように、プリントヘッドガントリーによって支持されるプリントヘッドアセンブリとを更に備える。ステンシルプリンタは、ステンシルの上面からアセンブリ材料を除去し、新しい交換用ステンシル上にアセンブリ材料を堆積させるように構成されるアセンブリ材料回収システムを更に備える。回収システムは、ステンシルの上面に位置決めされるように構成されるレセプタクルを備える。

【0014】

ステンシルプリンタの実施の形態は、レセプタクルを、ステンシル支持アセンブリのレールである格納位置からステンシルの上面に位置決めすることを更に含むことができる。格納位置は、ステンシル支持アセンブリの前部に位置決めすることができる。レセプタクルは、平面上に載るとともに、その上でのアセンブリ材料の転動を可能にするように構成される平坦な底壁を備えることができる。プリントヘッドガントリーは、フレーム上に設けられるレールに沿って支持される細長いビームを備えることができる。プリントヘッドガントリーの細長いビームは、水平方向に延在する少なくとも１つのリニア軸受を備えることができる。回収システムは、少なくとも１つのリニア軸受上を横方向に移動するように構成される少なくとも１つの仕上げ部材を更に備えることができる。少なくとも１つの仕上げ部材は、収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピンを備えることができる。レセプタクルは、レセプタクルに係合し、レセプタクルを格納位置からステンシルの上面へと移動させるために少なくとも１つの仕上げ部材のピンによって係合されるように構成される少なくとも１つの収納特徴部を備えることができる。少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含むことができ、第１の仕上げ部材は、第１のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、第２の仕上げ部材は、第２のリニア軸受上を横方向に移動するように構成される。少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含むことができ、仕上げ部材ごとに１つの収納特徴部が設けられ、第１の仕上げ部材及び第２の仕上げ部材は、レセプタクルを解除可能に固定するようにレセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される。支持アセンブリは、ｚ軸方向に移動するとともに、レセプタクルの底部に取り付けられる磁石に係合するように上昇するように構成することができる。支持アセンブリは、レセプタクルをステンシル上の適所に固定するための鋼面を有することができる。プリントヘッドアセンブリは、アセンブリ材料をステンシルに沿って移動させるように構成されるスクイージーブレードアセンブリを有するプリントヘッドを備えることができる。スクイージーブレードアセンブリは、ステンシルに係合し、アセンブリ材料をレセプタクル内へと転動させるように構成される第１のスクイージーブレードを備えることができる。スクイージーブレードアセンブリは、レセプタクルに係合し、アセンブリ材料をステンシル上へと転動させるように構成される第２のスクイージーブレードを更に備えることができる。

【0015】

本開示の別の態様は、交換が予定されているステンシルからアセンブリ材料を回収する方法に関する。１つの実施の形態において、本方法は、レセプタクルをアセンブリ材料に近接した使用済みステンシル上へと移動させることと、レセプタクル上へとアセンブリ材料を移動させることと、レセプタクルを使用済みステンシルから取り外すことと、使用済みステンシルを新しいステンシルと交換することと、レセプタクルを新しいステンシル上へと移動させることと、スクイージーブレードアセンブリを用いてアセンブリ材料を新しいステンシル上へと移動させることと、レセプタクルを新しいステンシルから取り外すこととを含む。

【0016】

本方法の実施の形態は、レセプタクルを使用済みステンシル上へと移動させるとき、及びレセプタクルを新しいステンシルから取り外すとき、プリントヘッドアセンブリの少なくとも１つの仕上げ部材の下向きに延在するピンをレセプタクルと関連する収納特徴部内に位置決めすることを含むことができる。少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含む。少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含むことができ、２つの仕上げ部材は、レセプタクルを固定するようにレセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される。本方法は、ｚ軸方向に移動するとともに、レセプタクルの底部に取り付けられる磁石まで上昇するように構成される支持アセンブリを係合させることを更に含むことができ、支持アセンブリは、レセプタクルを適所に固定するための鋼面を有する。レセプタクル上へとアセンブリ材料を移動させることは、プリントヘッドアセンブリのスクイージーブレードアセンブリを用いてアセンブリ材料を移動させることを含むことができる。スクイージーブレードアセンブリは、ステンシルに係合し、アセンブリ材料をレセプタクル内へと移動させるように構成される第１のスクイージーブレードを備えることができる。スクイージーブレードアセンブリは、アセンブリ材料に係合し、アセンブリ材料をステンシル上へと移動させるように構成される第２のスクイージーブレードを更に備えることができる。レセプタクルを使用済みステンシルから取り外すこと、及びレセプタクルを新しいステンシルから取り外すことは、レセプタクルを格納位置に移動させることをそれぞれ含むことができる。格納位置は、ステンシル支持アセンブリのレールとすることができる。

【0017】

本開示の別の態様は、ステンシルプリンタのステンシルの上面からアセンブリ材料を除去し、アセンブリ材料を新しい交換用ステンシル上に堆積させるように構成されるアセンブリ材料回収システムに関する。１つの実施の形態において、回収システムは、ステンシルの上面に位置決めされるように構成されるレセプタクルを備える。

【0018】

回収システムの実施の形態は、平面上に載るとともに、その上でのアセンブリ材料の移動を可能にするように構成される平坦な底壁を備えるようにレセプタクルを構成することを更に含むことができる。プリントヘッドガントリーの細長いビームは、水平方向に延在する少なくとも１つのリニア軸受を備えることができる。回収システムは、少なくとも１つのリニア軸受上を横方向に移動するように構成される少なくとも１つの仕上げ部材を更に備えることができる。少なくとも１つの仕上げ部材は、収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピンを備えることができる。レセプタクルは、レセプタクルに係合し、レセプタクルを格納位置からステンシルの上面に移動させるために少なくとも１つの仕上げ部材のピンによって係合されるように構成される少なくとも１つの収納特徴部を備えることができる。少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含むことができ、第１の仕上げ部材は、第１のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、第２の仕上げ部材は、第２のリニア軸受上を横方向に移動するように構成される。少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含むことができ、仕上げ部材ごとに１つの収納特徴部が設けられ、第１の仕上げ部材及び第２の仕上げ部材は、レセプタクルを解除可能に固定するようにレセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される。支持アセンブリは、ｚ軸方向に移動するとともに、レセプタクルの底部に取り付けられる磁石に係合するように上昇するように構成することができ、支持アセンブリは、レセプタクルをステンシル上の適所に固定するための鋼面を有する。

【0019】

添付図面は、縮尺どおりに描かれることを意図されていない。図面では、種々の図に示されている同一又は略同一の各構成部材は同様の符号によって表される。明確であるために、全ての図面において全ての構成部材が符号を付けられていない場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】ステンシルプリンタの前面図である。

【図2】ステンシルプリンタの前面斜視図である。

【図3】図２に示されているステンシルプリンタの上面図であって、一部を取り除いた状態を示す図である。

【図4】はんだペーストを除去し、交換が予定されているステンシル上に堆積させるように構成されるペーストパンを移動させるように構成される本開示の一実施形態のプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図5】格納位置に位置するペーストパンに係合するように構成される位置決めピンを有するプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図6】ペーストパンを移動させたプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図7】ペーストパンを用いてはんだペーストビードを除去する前のプリントヘッドアセンブリの一部の正面図である。

【図8】はんだペーストビードをペーストパン内へと移動させるように構成されるプリントヘッドを有するプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図9】はんだペーストビードをペーストパン内へと移動させているプリントヘッドを示すプリントヘッドアセンブリの一部の正面図である。

【図10】ペーストパンを格納位置に移動させるプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図11】ペーストパンを格納位置から堆積位置に移動させているプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図12】はんだペーストビードを交換用ステンシル上に堆積させるように構成されるプリントヘッドを備えるプリントヘッドアセンブリの一部の正面図である。

【図13】プリントヘッドがはんだペーストビードを交換用ステンシル上へと移動させている状態のプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図14】ペーストパンを格納位置に移動させているプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図15】ステンシル印刷位置にあるプリントヘッドを示すプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【図16】はんだペーストを除去し、交換が予定されているステンシル上に堆積させるように構成されるペーストパンを移動させるように構成される本開示の別の実施形態のプリントヘッドアセンブリの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本開示は包括的には、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセスラインにおいて利用され、アセンブリ材料（例えば、はんだペースト、導電性インク又は封入材料）を基板（substrate）（例えば、本明細書において、「電子基板」、「回路基板」、「板（board）」、「ＰＣＢ」、「ＰＣＢ基板」、「基板」、又は「ＰＣＢ板」と称する）上に塗布するか、又は検査、再加工又は基板上への電子構成要素の載置のような他の動作を実行するように構成される、材料塗布機械（本明細書において、「ステンシルプリンタ」、「スクリーンプリンタ」、「印刷機」、又は「プリンタ」と称する）及び他の機器に関する。具体的には、本開示の実施形態は、プリント回路基板を作製するために使用されるステンシルプリンタを参照しながら以下に説明される。

【0022】

例示のためだけであり、普遍性を限定するものではないが、ここで、添付の図面を参照しながら本開示が詳細に説明される。本開示は、その応用形態に関して、以下の説明に記載されるか、又は図面に示される構成の細部及び構成要素の配置には限定されない。本開示において記載される原理は、他の実施形態でも使用可能であり、種々の方法において実践又は実行することができる。また、本明細書において用いられる言い回し及び用語は、説明することを目的としており、限定するものと見なされるべきではない。本明細書において単数のものとして参照されるシステム及び方法の例、実施形態、構成要素、要素又は動作に対する任意の参照は、複数のものを含む実施形態も包含することができ、本明細書における任意の実施形態、構成要素、要素又は動作に対する複数のものとしての任意の参照は、単数のもののみを含む実施形態も包含することができる。単数形又は複数形における参照は、本明細書において開示されるシステム又は方法、それらの構成要素、動作又は要素を限定することを意図されていない。本明細書において「～を含む」、「～を備える」、「～を有する」、「～を含有する」、「～を伴う」及びそれらの変形の用語を使用することは、その前に列挙される物品と、その均等物及び追加の物品とを包含することを意味する。「又は／若しくは」に対する参照は、「又は／若しくは」を用いて説明される任意の用語が、この説明される用語の単一のもの、２つ以上、及び全てのもののうちの任意のものを示すことができるような包括的なものと解釈することができる。加えて、本明細書と、引用することにより本明細書の一部をなす書類との間で用語の使用法が一貫しない場合、本明細書の一部をなす文献における用語の使用法は、本明細書の使用法に対する補足であり、非一貫性が矛盾をきたすものである場合、本明細書における用語の使用法が有効である。

【0023】

例示を目的として、以下、本開示の実施形態について、はんだペースト等のアセンブリ材料を回路基板上に印刷するために使用されるステンシルプリンタを参照しながら説明する。しかしながら、当業者であれば、本開示の実施形態は回路基板上にはんだペーストを印刷するステンシルプリンタに限らず、糊及び封止材料等の他の粘着性のアセンブリ材料の吐出を必要とする他の用途において使用できることを理解するであろう。例えば、チップスケールパッケージ用のアンダーフィルとして使用されるエポキシを印刷するために装置を使用することができる。さらに、本開示の実施形態に係るステンシルプリンタは、回路基板上にアセンブリ材料を印刷するものに限らず、半導体ウエハ等の様々な基板上に他の材料を印刷するために使用されるものを含む。また、スクリーン及びステンシルの用語は、本明細書においては、基板に印刷されるパターンを規定するプリンタ内のデバイスを説明するために区別なく使用することができる。或る特定の実施形態において、ステンシルプリンタは、マサチューセッツ州ホプキントンのITW Electronic Assembly Equipmentにより提供されるＭｏｍｅｎｔｕｍ（商標）又はＥｄｉｓｏｎ（商標）シリーズのステンシルプリンタプラットフォームを含むことができる。例示的なステンシルプリンタは、概して図１において５で指定されている。この実施形態において、ステンシルプリンタ５は、マサチューセッツ州ホプキントンのITW Electronic Assembly Equipmentにより提供されるＭｏｍｅｎｔｕｍ（商標）シリーズのステンシルプリンタプラットフォームである。

【0024】

図２を参照すると、本開示の実施形態に係るステンシルプリンタが概して１０で示されている。示されているように、ステンシルプリンタ１０は、ステンシルプリンタの構成部品を支持するフレーム１２を有する。ステンシルプリンタの構成部品は、一部として、コントローラ１４と、ディスプレイ１６と、ステンシル１８と、プリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリとを含むことができる。プリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリは、概して２０で示されており、以下でより詳細に説明する方法ではんだペーストを塗布するように構成される。

【0025】

図２に示され、以下で説明するように、ステンシル及びプリントヘッドアセンブリは、適宜、フレーム１２に連結することができる、又は別様に接続することができる。１つの実施形態において、プリントヘッドアセンブリ２０は、プリントヘッドアセンブリガントリー上に取り付けることができる。プリントヘッドアセンブリガントリーは、概して２２で示されており、「プリントヘッドガントリー」と称する場合があり、フレーム１２上に取り付けることができる。プリントヘッドアセンブリガントリー２２により、プリントヘッドアセンブリ２０は、コントローラ１４の制御下においてｙ軸方向に移動することが可能となるとともに、ステンシル１８と係合することでプリントヘッドアセンブリに圧力を加えることが可能となる。或る特定の実施形態において、プリントヘッドアセンブリ２０は、ステンシル１８の上方に載置することができるとともに、ｚ軸方向に降下してステンシルに接触及び封止係合することができる。

【0026】

ステンシルプリンタ１０は、プリント回路基板（本明細書においては「プリント配線基板」、「基板」、又は「電子基板」と称する場合がある）をステンシルプリンタ内の印刷位置へ輸送する、レール（図示せず）を有するコンベヤシステムも有することができる。レールは、本明細書においては「トラクターフィード機構」と称する場合がある。トラクターフィード機構は、本明細書において「プリントネスト」と称する場合があるステンシルプリンタの作業領域へ回路基板を送り込む、積み込む、又は別様に送達するとともに、プリントネストから回路基板を積み下ろすように構成される。

【0027】

加えて図３を参照すると、ステンシルプリンタ１０は、回路基板２９（破線で示されている）を支持する支持アセンブリ２８を有する。支持アセンブリ２８は、印刷動作時に回路基板が安定するように、回路基板を上昇させ、固定する。或る特定の実施形態において、基板支持アセンブリ２８は、特定の基板支持システム、例えば、堅固な支持体、複数のピン、又は柔軟な仕上げ部材等を更に有することができ、基板支持システムは、回路基板が印刷位置にあるときに回路基板の下方に位置決めされる。基板支持システムは、一部が、回路基板の内部領域を支持して、印刷動作時の回路基板の曲げ又は反りを防止するのに使用することができる。

【0028】

１つの実施形態において、プリントヘッドアセンブリ２０は、印刷動作時にはんだペーストをプリントヘッドアセンブリに提供する、ディスペンサー、例えば、はんだペーストカートリッジ等の供給源からはんだペーストを受け取るように構成することができる。カートリッジの代わりに、はんだペーストを供給する他の方法を利用してもよい。例えば、はんだペーストは、ブレード間において又は外部の供給源から手作業で堆積させることができる。加えて、或る特定の実施形態において、コントローラ１４は、Microsoft Corporationによって提供されるＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム等の適したオペレーティングシステムを有するパーソナルコンピュータを使用し、特定用途向けソフトウェアを用いてステンシルプリンタ１０の動作を制御するように構成することができる。コントローラ１４は、回路基板を作製する生産ラインを制御するために使用されるマスターコントローラとネットワーク接続することができる。

【0029】

１つの構成において、ステンシルプリンタ１０は以下のように動作する。回路基板２９は、コンベヤレールを使用してステンシルプリンタ１０内へ積み込まれる。支持アセンブリ２８は、印刷位置へ回路基板２９を上昇させ、固定する。そして、プリントヘッドアセンブリ２０は、プリントヘッドアセンブリのブレードがステンシル１８に対して所望の圧力で接触するまでｚ軸方向に降下される。そして、プリントヘッドアセンブリ２０は、プリントヘッドガントリー２２によって、ステンシル１８を横切ってｙ軸方向に移動される。プリントヘッドアセンブリ２０は、ステンシル１８内の孔を通じて回路基板２９上にはんだペーストを堆積させる。ひとたびプリントヘッドアセンブリが孔を横切ってステンシル１８を完全に横断すると、プリントヘッドアセンブリはステンシルから持ち上げられ、回路基板２９はコンベヤレール上へ戻るように降下させられる。回路基板２９は、ステンシルプリンタ１０から解放及び輸送され、これにより、第２の回路基板をステンシルプリンタ内へ積み込むことができる。第２の回路基板２９上に印刷するために、プリントヘッドアセンブリはｚ軸方向に降下させられてステンシルと接触し、第１の回路基板に使用された方向とは逆方向にステンシル１８を横切って移動させられる。

【0030】

印刷前に回路基板２９に対してステンシル１８を位置合わせする、及び印刷後に回路基板を検査する目的のために、撮像システム３０を設けることができる。１つの実施形態において、撮像システム３０は、ステンシル１８と回路基板が支持される支持アセンブリ２８との間に配設することができる。撮像システム３０は、撮像システムを移動させるために撮像ガントリー３２に連結される。１つの実施形態において、撮像ガントリー３２は、フレーム１２に連結することができ、フレーム１２の側方レール間を延在する梁を有し、ｙ軸方向における回路基板２９の上方で撮像システム３０に前後移動をもたらす。撮像ガントリー３２は、撮像システム３０を収容するキャリッジデバイスを更に有することができ、ｘ軸方向における梁の長さに沿って移動するように構成される。撮像システム３０を移動させるために使用される撮像ガントリー３２の構造は、はんだペースト印刷の技術において既知である。回路基板又はステンシルの予め定められた領域の画像をそれぞれ撮影するためにステンシル１８の下方であって回路基板２９の上方の任意の位置に撮像システム３０が位置することができるような配置となっている。

【0031】

はんだペーストを回路基板に対して１回以上塗布した後、余分なはんだペーストがステンシル１８の底に蓄積し得て、概して３４で示されるステンシルワイパーアセンブリがステンシルの下方を移動して余分なはんだペーストを除去することができる。他の実施形態において、ステンシル１８は、ステンシルワイパーアセンブリの上方を移動してもよい。

【0032】

上述のように、ステンシルプリンタは、或る特定の部品の交換及び／又は補充動作を行うために、手作業による介入が必要となる。例えば、典型的なステンシルは、或る特定の期間後、例えば、４時間後に交換が必要となる。また、ステンシルは、別個の生産運転（production run）のために交換が必要となる。加えて、温度制御されたはんだペーストをステンシルプリンタに供給するはんだペーストカートリッジは、時間の経過に伴い、例えば、４時間以内に交換が必要となる。別個の生産運転には、異なるはんだペースト材料が必要となり得る。定期的な交換を必要とする別の部品は、使用時に摩耗するスクイージーブレードである。そして最後に、印刷位置において基板を支持するために使用される仕上げ部材は、１つの生産品から別の生産品へ変更するときに交換される。

【0033】

上述したように、取り外されたステンシルには、通常、はんだペーストのビードがステンシル上に残っている。その価値を考慮すると、はんだペーストを堆積させるのではなく、将来使用するためにはんだペーストを保存することが望ましい。本明細書に開示されるシステム及び方法は、この回収プロセスの自動化に関する。

【0034】

図４を参照すると、プリントヘッドアセンブリ２０は、コントローラ１４の制御下でｙ軸方向の移動を提供するプリントヘッドガントリー２２上に取り付けられる。プリントヘッドガントリー２２は、ステンシルプリンタ１０のフレーム１２上に設けられるレール３８、４０（図３）に沿って支持される細長いビーム３６を備える。ビーム３６は、水平方向に延在する２つの群のリニア軸受４４、４６を有するプレート４２を備え、頂部リニア軸受４４ａ、４４ｂが底部リニア軸受４６ａ、４６ｂの上方に配置される。プリントヘッドアセンブリ２０は、プリントヘッドガントリー２２のビーム３６に連結されるプリントヘッド４８を備える。具体的には、プリントヘッド４８は、プレート４２上に固定取り付けされるキャリッジ５０上に取り付けられる。したがって、プリントヘッドガントリー２２は、本明細書に記載の印刷ストロークを実行するためのｙ軸方向のプリントヘッド４８の移動を提供する。プリントヘッド４８は、上述したようにステンシルに沿ってはんだペーストを転動させるスクイージーブレード（５２で示す）を備える。

【0035】

プリントヘッドアセンブリ２０は、はんだペーストビード回収システムを更に備え、回収システムは、ステンシル１８の上面からはんだペースト５４のビードを除去し、はんだペーストのビードを図面において同様に１８で示す新しい交換用ステンシル上に堆積させるように構成される。図示のように、回収システムは、プリントヘッドアセンブリ２０上に取り付けられるプレート４２を備える。上述したように、プレート４２は、２つの対のリニア軸受４４ａ、４４ｂ及び４６ａ、４６ｂを備える。図示のように、リニア軸受４４ａ、４６ａは、第１の仕上げ部材５６を支持するように構成され、リニア軸受４４ｂ、４６ｂは、第２の仕上げ部材５８を支持するように構成され、リニア軸受５６、５８は、それぞれの対のリニア軸受上を横方向に移動するように構成される。第１の仕上げ部材５６は、より詳細に後述する収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピン６０を備える。同様に、第２の仕上げ部材５８は、収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピン６２を備える。

【0036】

仕上げ部材５６、５８を移動させるのに任意の機構を利用することができる。例えば、ボールねじドライブアセンブリ６４を利用して、それぞれリニア軸受４４ａ、４４ｂ及び４６ａ、４６ｂに沿って各仕上げ部材５６、５８を移動させることができる。幾つかの実施形態において、それぞれリニア軸受４４ａ、４４ｂ及び４６ａ、４６ｂに沿って仕上げ部材５６、５８を移動させるように設けられたボールねじドライブアセンブリ６４は、ｚ軸方向におけるプリントヘッド４８の上下移動を駆動することもできる。上述したように、プリントヘッドアセンブリ２０のプリントヘッド４８は、印刷動作中にはステンシル１８に係合するように下げられ、印刷動作を実行していないときにはステンシルと係合解除するように上げられるように構成される。下げられたとき、プリントヘッド４８は、スクイージーブレードアセンブリがステンシル１８に密着係合するようにスクイージーブレードアセンブリ５２に対して圧力をかける。

【0037】

はんだペーストビード回収システムは、概して６６で示すペーストパンを更に備え、ペーストパンは、概して７０で示すステンシル支持アセンブリのレール６８上の格納位置に位置決めされる。ペーストパン６６は、本明細書においてペーストレセプタクル又はレセプタクルと称する場合がある。図示のように、ペーストパン６６の格納位置は、ステンシル支持アセンブリ７０の前部に位置決めされるが、ペーストパンは、ステンシル支持アセンブリの後部に向かって位置決めすることができる。ペーストパン６６は、ステンシル支持アセンブリ７０のレール６８の平面上に載る平坦な底壁７２と、後壁７４と、２つの三角形状の側壁７６、７８とを備える。図示のように、側壁７６は、この側壁の周縁部を超えて延在する第１の収納特徴部８０を備える。同様に、他方の側壁７８は、この側壁の周縁部を超えて延在する第２の収納特徴部８２を備える。収納特徴部８０、８２は、ペーストパン６６に係合し、これを移動させるように、それぞれ第１の仕上げ部材５６、６８のピン６０、６２によって係合されるように構成される。

【0038】

１つの実施形態において、仕上げ部材５６、５８のピン６０、６２は、ペーストパン６６のそれぞれの嵌合特徴部８０、８２内に収納される。仕上げ部材５６、５８は、ペーストパン６６よりも広い幅に延伸させることができ、収納特徴部８０、８２を介してピン６０、６２の間でペーストパンを係合捕捉するように互いに移動させることができる。したがって、仕上げ部材５６、５８は、様々な幅を有するペーストパン６６を収容するように構成される。プリントヘッドアセンブリ２０は、ペーストパン６６に係合し、これを移動させるようにプリントヘッドガントリー２２によってｙ軸方向に移動するように構成される。仕上げ部材５６、５８のピン６０、６２は、ペーストパン６６に係合し、これを移動させるのに使用される様々な機構を利用することができる。例えば、仕上げ部材５６、５８のピン６０、６２は、それぞれ、ペーストパンの持ち上げ及び移動を行う仕上げ部材に対するペーストパン６６の取り付け及び取り外しを容易にするために磁石を備えることができる。

【0039】

図４を更に参照すると、回路基板のバッチランが完了した後、はんだペーストビード５４がステンシル支持アセンブリ７０のレール６８上に残る。その後の回路基板バッチランには、ステンシル１８の変更を含めた仕上げ部材転換が必要になり得るが、同じペーストタイプが使用される場合がある。はんだペーストビード５４は、本明細書に論述するはんだペーストビード回収システム及び関連する方法を使用して回収することができる。

【0040】

図５を参照すると、プリントヘッドガントリー２２は、プリントヘッドアセンブリ２０を移動させて、仕上げ部材５６、５８のピン６０、６２を使用してペーストパン６６をその格納位置から取り出すように構成され、仕上げ部材５６、５８は、１つの実施形態において、ステンシルプリンタ１０のｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向に連接させて、ペーストパン６６をステンシル支持アセンブリ７０のレール６８から持ち上げ、ペーストパンを所望の方向、例えば、ｙ軸方向に移動させるように構成することができる。図示のように、プリントヘッド４８が上がった状態では、プリントヘッドアセンブリ２０は、ペーストパン６６の上方の位置に移動しており、仕上げ部材５８、６０のピン６０、６２は、それぞれの収納特徴部８０、８２の上方に位置する。

【0041】

図６を参照すると、プリントヘッドガントリー２２は、ペーストパン６６をステンシル支持アセンブリ７０のレール６８上の格納位置から取り外し、ペーストパンをステンシル１８における指定のペースト移送位置に載置するように構成される。図示の位置へのペーストパン６６の移動は、コントローラ１４が命令したステンシル変更動作に応答したものであり得る。ステンシル１８の交換は、予定されたものであるか、又は、ステンシルに関する問題、例えば、ステンシルワイパーアセンブリ３４によって十分に洗浄することができない孔の詰まりに応答したものであり得る。図示のように、ペーストパン６６の底壁７２の先縁部は、はんだペーストビード５４に隣接して位置決めされる。

【0042】

図７及び図８を参照すると、支持アセンブリ２８（「作業台」と称する場合がある）は、位置決めされると、ｚ軸方向に移動するとともに、ステンシル１８に向かって上昇するように構成される。支持アセンブリ２８は、上げられると、ステンシル１８の底面に係合するように構成される金属面、例えば、鋼面８６を有するフリッパー機構（flipper mechanism）８４を備える。ペーストパン６６は、ペーストパンの底壁７２に設けられる１つ以上の磁石（８８で示す）を備えるように構成される。ペーストパン６６の磁石８８が、フリッパー機構８４の鋼面８６に係合して、はんだペーストビードがペーストパン上にスクイーズされる際にペーストパンを移送位置に保持するように構成される。図示のように、スクイージーブレードのうちの一方、例えば、スクイージーブレード５２ａは、ステンシル１８に係合し、はんだペーストビード５４をペーストパン内へと転動させるように構成される。プリントヘッドアセンブリ２０のプリントヘッド４８は、スクイージーブレードがステンシルに係合するようにスクイージーブレード５２ａをｚ軸方向に移動させるとともに、プリントヘッドガントリー２２をペーストパン６６に向かって移動させることによってｘ軸方向に移動して、はんだペーストビード５４をペーストパン内へと転動させるように構成される。

【0043】

図９を参照すると、スクイージーブレード５２ａは、はんだペーストビード５４をペーストパン６６内へと転動させる状態で示されている。図示のように、はんだペーストビード５４は、ペーストパン６６の底壁上に支持される。移送が完了すると、フリッパー機構８４（図示せず）が下げられて磁石８８（図示せず）と係合解除され、そして、ペーストパン６６がステンシル１８に対して移動することが可能になる。

【0044】

図１０を参照すると、はんだペーストビード５４を有するペーストパン６６は、ステンシル支持アセンブリ７０のレール６８上の格納位置へと戻される。ペーストパン６６が格納位置に位置決めされると、使用済みステンシル１８の取り外し及び清浄なステンシル１８との交換を含めた仕上げ部材転換が続けられる。このプロセスは、ステンシル１８に関して欠陥が検出されたことでステンシルの交換が必要となったときに利用することができる。

【0045】

図１１を参照すると、ステンシル１８が変更されると、ペーストパン６６は、その後、プリントヘッドアセンブリ２０の第１の仕上げ部材５６及び第２の仕上げ部材５８によってステンシル支持アセンブリ７０のレール６８上の格納位置から取り出される。固定されると、ペーストパン６６は、プリントヘッドガントリー２２を移動させることによってｘ軸方向に移動させられ、清浄なステンシル１８上のペースト移送位置へと下げられる。

【0046】

図１２及び図１３を参照すると、支持アセンブリ２８は、ｚ軸方向を上向きに移動しており、ペーストパン６６の底壁７２に取り付けられる磁石８８を、支持アセンブリ２８に関連するフリッパー機構８４の鋼面８６に係合させるように上昇している。上述したように、フリッパー機構８４の鋼面８６と磁石８８との係合により、はんだペーストビード５４が新しい清浄なステンシル１８上へとスクイーズで戻される際に、ペーストパン６６が移送位置に保持される。図示のように、スクイージーブレードのうちの他方、例えば、スクイージーブレード５２ｂは、ペーストパン６６の底壁７２に係合し、はんだペーストビード５４をステンシル１８内へと転動させるように構成される。

【0047】

図１４を参照すると、プリントヘッドアセンブリ２０は、ペーストパン６６を上述したような格納位置に戻す。

【0048】

図１５を参照すると、ステンシルプリンタ１０は、前回のバッチランから移送されたはんだペーストビード５４を使用した印刷の準備が整っている。

【0049】

図１６を参照すると、次の回路基板バッチに異なるはんだペーストタイプが使用される場合、自動化された仕上げ部材転換中にペーストパン６６を他の仕上げ部材、例えば、仕上げ部材プレート９０とともに変更することができる。仕上げ部材トレイを使用して清浄なペーストパン６６を他の仕上げ部材とともに装填し、その後、格納位置に載置することができる。このプロセスにより、バッチラン間のペーストタイプの交差汚染が防止される。

【0050】

本開示の実施形態は、交換が予定されているステンシルからはんだペーストを回収する方法を含む。１つの実施形態において、本方法は、ペーストパン６６を格納位置からはんだペーストビード５４に隣接した使用済みステンシル１８上へと移動させることを含む。本方法は、プリントヘッドアセンブリ２０のスクイージーブレードアセンブリ５２を用いてはんだペーストビード５４をペーストパン６６上へと転動させることを更に含む。次に、ペーストパン６６を格納位置に戻し、使用済みステンシル１８を新しいステンシル１８と交換する。本方法は、ペーストパン６６を格納位置から新しいステンシル１８上へと移動させ、スクイージーブレードアセンブリ５２を用いてはんだペーストビード５４を新しいステンシル１８上へと転動させることを更に含む。本方法は、プロセスが再び開始されるまでペーストパン６６を格納位置に戻すことを更に含む。

【0051】

はんだペーストビード回収システム及び関連する方法は、コントローラ１４の制御下で実行することができる。具体的には、コントローラ１４は、はんだ回収プロセスを実行すべきときを知得するように構成することができる。

【0052】

幾つかの実施形態において、ステンシルプリンタ１０の既存のステンシルプリンタガントリー、レール及びプリントヘッドは、ペーストパン６６を含む部品を出し入れするように構成することができる。

【0053】

幾つかの実施形態において、ステンシルプリンタ１０のプリントヘッドアセンブリ２０は、ペーストパン６６を移動及び往復させるように構成することができる。

【0054】

本明細書において使用される場合、「自動化された」又は「完全に自動化された」転換は、人間の介入なしに部品を交換又は補充することを説明している。

【0055】

本明細書において使用される場合、「部分的に自動化された」転換は、幾分かの又は限定された人間の介入により部品を交換又は補充することを説明している。

【0056】

本明細書において使用される場合、「輸送（transport）」又は「輸送する（transporting）」は、手作業又はマシンを用いて部品を１つの位置から別の位置へ移動させることを説明している。

【0057】

本明細書において使用される場合、「設置（install）」又は「設置する（installing）」は、使用の準備ができた位置に部品を載置するプロセスを説明している。

【0058】

上述のように、可動カートは、ステンシルプリンタ内において他の部品を交換するために利用することができる。例えば、ステンシルワイパーアセンブリは、可動カートによって自動的に交換することができる紙及び溶媒等の消耗品を含む。

【0059】

本明細書において開示されるコンセプトは、ディスペンサー、ピックアンドプレイスマシン、リフロー炉、ウェーブはんだ付け機、選択的はんだ機、検査ステーション、及び洗浄ステーションを含む、電子基板を作製するために使用される他のタイプの機器に利用してもよい。例えば、材料を再捕捉することに向けられたコンセプトは、はんだ付け機及びウェーブはんだ付け機並びに洗浄ステーションにおいて利用することができる。

【0060】

このように、少なくとも１つの実施形態の幾つかの態様を記載したが、様々な変形、変更、及び改良が当業者には容易に想到されることが理解される。そのような変形、変更、及び改良は、本開示の一部であることが意図されるとともに、本開示の範囲内にあることが意図される。したがって、前述の記載及び図面は単に例としてのものである。
上述の実施形態は下記のようにも記載され得るが下記には限定されない。
［構成１］
電子基板上にアセンブリ材料を印刷するステンシルプリンタであって、
フレームと、
前記フレームに連結され、内部に孔が形成されるステンシルと、
前記フレームに連結され、前記電子基板を支持するように構成される支持アセンブリと、
前記フレームに連結されるプリントヘッドガントリーと、
印刷ストローク中に前記ステンシルを横断するように構成されるように、前記プリントヘッドガントリーによって支持されるプリントヘッドアセンブリと、
前記ステンシルの上面からアセンブリ材料を除去し、新しい交換用ステンシル上にアセンブリ材料を堆積させるように構成されるアセンブリ材料回収システムであって、前記ステンシルの前記上面に位置決めされるように構成されるレセプタクルを備える、アセンブリ材料回収システムと、
を備える、ステンシルプリンタ。
［構成２］
前記レセプタクルは、ステンシル支持アセンブリのレールである格納位置から前記ステンシルの前記上面に位置決めされる、構成１に記載のステンシルプリンタ。
［構成３］
前記レセプタクルは、前記平面上に載るとともに、その上での前記アセンブリ材料の転動を可能にするように構成される平坦な底壁を備える、構成１に記載のステンシルプリンタ。
［構成４］
前記プリントヘッドガントリーは、前記フレーム上に設けられるレールに沿って支持される細長いビームを備え、該プリントヘッドガントリーの該細長いビームは、水平方向に延在する少なくとも１つのリニア軸受を備え、前記回収システムは、前記少なくとも１つのリニア軸受上を横方向に移動するように構成される少なくとも１つの仕上げ部材を更に備える、構成１に記載のステンシルプリンタ。
［構成５］
前記少なくとも１つの仕上げ部材は、収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピンを備える、構成４に記載のステンシルプリンタ。
［構成６］
前記レセプタクルは、該レセプタクルに係合し、該レセプタクルを前記格納位置から前記ステンシルの前記上面へと移動させるために前記少なくとも１つの仕上げ部材の前記ピンによって係合されるように構成される少なくとも１つの収納特徴部を備える、構成５に記載のステンシルプリンタ。
［構成７］
前記少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含み、第１の仕上げ部材は、第１のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、第２の仕上げ部材は、第２のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、前記少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含み、仕上げ部材ごとに１つの収納特徴部が設けられ、前記第１の仕上げ部材及び前記第２の仕上げ部材は、前記レセプタクルを解除可能に固定するように該レセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される、構成６に記載のステンシルプリンタ。
［構成８］
前記支持アセンブリは、ｚ軸方向に移動するとともに、前記レセプタクルの底部に取り付けられる磁石に係合するように上昇するように構成され、該支持アセンブリは、前記レセプタクルを前記ステンシル上の適所に固定するための鋼面を有する、構成７に記載のステンシルプリンタ。
［構成９］
前記プリントヘッドアセンブリは、アセンブリ材料を前記ステンシルに沿って移動させるように構成されるスクイージーブレードアセンブリを有するプリントヘッドを備え、前記スクイージーブレードアセンブリは、前記ステンシルに係合し、アセンブリ材料を前記レセプタクル内へと転動させるように構成される第１のスクイージーブレードを備える、構成８に記載のステンシルプリンタ。
［構成１０］
前記スクイージーブレードアセンブリは、前記レセプタクルに係合し、アセンブリ材料を前記ステンシル上へと転動させるように構成される第２のスクイージーブレードを更に備える、構成９に記載のステンシルプリンタ。
［構成１１］
交換が予定されているステンシルからアセンブリ材料を回収する方法であって、
レセプタクルをアセンブリ材料に近接した使用済みステンシル上へと移動させることと、
前記レセプタクル上へとアセンブリ材料を移動させることと、
前記レセプタクルを前記使用済みステンシルから取り外すことと、
前記使用済みステンシルを新しいステンシルと交換することと、
前記レセプタクルを前記新しいステンシル上へと移動させることと、
前記スクイージーブレードアセンブリを用いてアセンブリ材料を前記新しいステンシル上へと移動させることと、
前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことと、
を含む、方法。
［構成１２］
前記レセプタクルを前記使用済みステンシル上へと移動させること、及び前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことは、プリントヘッドアセンブリの少なくとも１つの仕上げ部材の下向きに延在するピンを前記レセプタクルと関連する収納特徴部内に位置決めすることを含む、構成１１に記載の方法。
［構成１３］
前記少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含み、前記少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含み、前記２つの仕上げ部材は、前記レセプタクルを固定するように該レセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される、構成１２に記載の方法。
［構成１４］
ｚ軸方向に移動するとともに、前記レセプタクルの底部に取り付けられる磁石まで上昇するように構成される支持アセンブリを係合させることを更に含み、該支持アセンブリは、前記レセプタクルを適所に固定するための鋼面を有する、構成１３に記載の方法。
［構成１５］
前記レセプタクル上へとアセンブリ材料を移動させることは、プリントヘッドアセンブリのスクイージーブレードアセンブリを用いてアセンブリ材料を移動させることを含む、構成１２に記載の方法。
［構成１６］
前記スクイージーブレードアセンブリは、前記ステンシルに係合し、アセンブリ材料を前記レセプタクル内へと移動させるように構成される第１のスクイージーブレードを備える、構成１５に記載の方法。
［構成１７］
前記スクイージーブレードアセンブリは、アセンブリ材料に係合し、アセンブリ材料を前記ステンシル上へと転動させるように構成される第２のスクイージーブレードを更に備える、構成１６に記載の方法。
［構成１８］
前記レセプタクルを前記使用済みステンシルから取り外すこと、及び前記レセプタクルを前記新しいステンシルから取り外すことは、前記レセプタクルをステンシル支持アセンブリのレール上の格納位置に移動させることをそれぞれ含む、構成１２に記載の方法。
［構成１９］
ステンシルプリンタのステンシルの上面からアセンブリ材料を除去し、アセンブリ材料を新しい交換用ステンシル上に堆積させるように構成されるアセンブリ材料回収システムであって、
前記ステンシルの前記上面に位置決めされるように構成されるレセプタクル、
を備える、回収システム。
［構成２０］
前記レセプタクルは、前記平面上に載るとともに、その上でのアセンブリ材料の移動を可能にするように構成される平坦な底壁を備える、構成１９に記載の回収システム。
［構成２１］
前記プリントヘッドガントリーの細長いビームは、水平方向に延在する少なくとも１つのリニア軸受を備え、前記回収システムは、前記少なくとも１つのリニア軸受上を横方向に移動するように構成される少なくとも１つの仕上げ部材を更に備える、構成１９に記載の回収システム。
［構成２２］
前記少なくとも１つの仕上げ部材は、収納特徴部内に収納されるように構成されるヘッドを有する下向きに延在するピンを備える、構成２１に記載の回収システム。
［構成２３］
前記レセプタクルは、該レセプタクルに係合し、該レセプタクルを前記格納位置から前記ステンシルの前記上面に移動させるために前記少なくとも１つの仕上げ部材の前記ピンによって係合されるように構成される少なくとも１つの収納特徴部を備える、構成２２に記載の回収システム。
［構成２４］
前記少なくとも１つの仕上げ部材は、それぞれピンを備える２つの離隔した仕上げ部材を含み、第１の仕上げ部材は、第１のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、第２の仕上げ部材は、第２のリニア軸受上を横方向に移動するように構成され、前記少なくとも１つの収納特徴部は、２つの収納特徴部を含み、仕上げ部材ごとに１つの収納特徴部が設けられ、前記第１の仕上げ部材及び前記第２の仕上げ部材は、前記レセプタクルを解除可能に固定するように該レセプタクルのそれぞれの嵌合特徴部内に収納される、構成２３に記載の回収システム。
［構成２５］
前記支持アセンブリは、ｚ軸方向に移動するとともに、前記レセプタクルの底部に取り付けられる磁石に係合するように上昇するように構成され、該支持アセンブリは、前記レセプタクルを前記ステンシル上の適所に固定するための鋼面を有する、構成２４に記載の回収システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】