TW202448703A - 焊膏珠回收系統及方法 - Google Patents

Abstract

模板印刷機經配置以在電子基板上印刷組件材料。模板印刷機包括：框架、耦合到框架的模板、耦合到框架的支撐組件、及耦合到框架的印刷頭機架。印刷頭機架包括細長的樑和印刷頭組件，該細長的樑沿著提供在框架上的軌道行進，印刷頭機架以如下方式支撐該印刷頭組件：該印刷頭組件經配置以在印刷行程期間橫穿模板。印刷頭組件包括具有刮刀刀片組件的印刷頭，該刮刀刀片組件經配置以使焊膏沿著模板滾動。模板印刷機進一步包括焊膏珠回收系統，該焊膏珠回收系統經配置以從模板的頂表面去除焊膏的珠並且將焊膏的珠沉積到新的更換模板上。

Description

焊膏珠回收系統及方法

本申請案主張根據美國專利法的共同待決的美國臨時專利申請案第62/991,744號、第62/861,025號及第62/861,031號以及美國專利申請案第62/861,035號的權益，申請案第62/991,744號係於2020年3月19日提交且名稱為「SOLDER PASTE BEAD RECOVERY SYSTEM AND METHOD」，申請案第62/861,025號係於2019年6月13日提交且名稱為「METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATED CHANGEOVER AND REPLACEMENT WITHIN A STENCIL PRINTER」，申請案第62/861,031號係於2019年6月13日提交且名稱為「AUTOMATED PRINTER ROBOTIC ARM」，申請案第62/861,035號係於2019年6月13日提交且名稱為「AUTOMATED PRINTER SMART CART」，出於所有目的將其全部內容藉由引用方式併入本文。

本申請案大體上涉及模板印刷機和在諸如印刷電路板（PCB）的電子基板上印刷黏性材料（例如焊膏）的相關方法，並且更具體地涉及用於從排程進行更換或需要更換的模板來回收焊膏的系統和方法。

在製造表面安裝的印刷電路板時，可使用模板印刷機，將焊膏印刷到電路板上。典型地，將具有焊盤圖案或一些其他導電表面（將在其上沉積焊膏）的電路板自動送入模板印刷機中；及在將焊膏印刷到電路板上之前，使用電路板上的一個或多個小孔或標記（稱為「基準點」），使電路板與模板印刷機的模板或絲網正確對準。在一些系統中，使用實施視覺系統的光學對準系統，使電路板與模板對準。

一旦電路板已與印刷機中的模板正確對準後，便將電路板升高到模板上，將焊膏分配到模板上，並且使擦拭器刀片（或刮刀）橫穿模板，來迫使焊膏穿過模板中的孔並到達電路板上。當刮刀跨模板移動時，焊膏傾向於在刀片前滾動，這理想地導致焊膏的混合和剪切，從而達到期望的黏度，促進填充絲網或模板中的孔。焊膏典型地從標準盒分配到模板上。然後將模板與電路板分開，並且電路板與焊膏之間的黏附將導致大部分材料停留在電路板上。在印刷額外電路板之前，在清潔處理中去除殘留在模板的底表面上的材料。

印刷電路板的另一處理涉及在焊膏已沉積在電路板的表面上之後，檢查電路板。檢查電路板對於確定可以進行乾淨的電連接是很重要的。焊膏過多可能會導致短路，而同時焊膏在適當的位置過少可能會妨礙電接觸。大體上，視覺檢查系統進一步用於對電路板上的焊膏提供二維或三維檢查。

當今的模板印刷機需要手動干預才能執行常規操作。例如，在轉換期間，操作員必須執行許多手動任務，諸如變更模板、更換焊膏盒、更換刮刀刀片及更換支撐工具。這些任務中的每一個皆需要操作員來手動執行任務。例如，對於大多數模板印刷機，操作員必須解鎖模板、去除模板、正確插入更換模板及使更換模板鎖定到位。轉換操作可能要花長達30分鐘的時間，在此期間模板印刷機將無法操作，這可能會導致PCB生產線無法操作。

模板印刷機進一步需要手動干預才能執行更換及/或補充操作。例如，對模板印刷機供應可控溫度的焊膏的焊膏盒需要隨時間（例如在四個小時或更短時間內）進行更換。諸如刮刀刀片和模板的易受正常磨損的物品在損壞時可能需要定期更換。

剩下的一個問題是從排程進行轉換的模板回收焊膏。在生產運行之後，或當模板被排程進行變更時，典型地會從模板的頂表面手動去除殘留在模板上的焊膏，並且會保存以備之後使用。該手動處理耗時且效率差。

本揭示的一個態樣涉及一種用於在電子基板上印刷組件材料的模板印刷機。在一個實施例中，模板印刷機包括：框架；耦合到框架的模板，該模板具有在其中形成的孔；耦合到框架的支撐組件，該支撐組件經配置以將電子基板支撐在模板下方的印刷位置中；耦合到框架的印刷頭機架，該印刷頭機架包括沿著提供在框架上的軌道行進的細長的樑；及印刷頭組件，由印刷頭機架以如下方式支撐印刷頭組件：使該印刷頭組件經配置以在印刷行程期間橫穿模板。印刷頭組件包括具有刮刀刀片組件的印刷頭，該刮刀刀片組件經配置以使焊膏沿著模板滾動。模板印刷機進一步包括焊膏珠回收系統，其經配置以從模板的頂表面去除焊膏的珠，並且將焊膏的珠沉積到新的更換模板上。

模板印刷機的實施例可進一步包括回收系統的膏盤，該膏盤經配置以從儲存位置定位在模板的頂表面上。儲存位置可以是模板支撐組件的軌道。儲存位置可定位在模板支撐組件的前部處。膏盤可包括平坦的底壁，該平坦的底壁經配置以置放在平坦的表面上並且使焊膏的珠能夠在其上滾動。印刷頭機架的細長的樑可包括在水平方向上延伸的至少一個線性軸承。回收系統可進一步包括至少一個工具構件，該至少一個工具構件經配置以在至少一個線性軸承上橫向移動。至少一個工具構件可包括向下延伸的銷，該向下延伸的銷具有頭部，該頭部經配置以被接收在接收特徵內。膏盤可包括至少一個接收特徵，該至少一個接收特徵經配置以由至少一個工具構件的銷來接合，以接合膏盤並且將膏盤從儲存位置移動到模板的頂表面。至少一個工具構件可包括兩個間隔開的工具構件，每個工具構件包括銷，第一工具構件經配置以在第一線性軸承上橫向移動，並且第二工具構件經配置以在第二線性軸承上橫向移動。至少一個接收特徵可包括兩個接收特徵，每個工具構件針對一個接收特徵，第一工具構件和第二工具構件被接收在膏盤的相應配合特徵中以可釋放地固定膏盤。支撐組件可經配置以在z軸方向上移動，並且升高以接合安裝在膏盤的底部中的磁體，其中支撐組件包括鋼表面，以將膏盤固定到位在模板上。刮刀刀片組件可包括第一刮刀刀片，該第一刮刀刀片經配置以接合模板，並且將焊膏珠滾到膏盤中。刮刀刀片組件可進一步包括第二刮刀刀片，該第二刮刀刀片經配置以接合焊膏盤，並且將焊膏珠滾到模板上。

本揭示的另一態樣涉及一種從模板排程更換來回收焊膏的方法。在一個實施例中，該方法包括：將膏盤從儲存位置移動到靠近焊膏珠的舊的模板上；使用印刷頭組件的刮刀刀片組件將焊膏珠滾到膏盤上；將膏盤移動到儲存位置；使用新的模板更換舊的模板；將膏盤從儲存位置移動到新的模板上；使用刮刀刀片組件將焊膏珠滾到新的模板上；及將膏盤移動到儲存位置。

方法的實施例可進一步包括接合支撐組件，該支撐組件經配置以在z軸方向上移動，並且升高到安裝在膏盤的底部中的磁體，該支撐組件包括鋼表面，以將膏盤固定到位。從儲存位置移動膏盤和將膏盤移動到儲存位置可包括將印刷頭組件的至少一個工具構件的向下延伸的銷定位在與膏盤相關的接收特徵內。至少一個工具構件可包括兩個間隔開的工具構件，每個工具構件包括銷。至少一個接收特徵可包括兩個接收特徵，兩個工具構件被接收在膏盤的相應配合特徵中以固定膏盤。使用印刷頭組件的刮刀刀片組件將焊膏珠滾到膏盤上可包括第一刮刀刀片，該第一刮刀刀片經配置以接合模板，並且將焊膏珠滾到膏盤中。使用刮刀刀片組件將焊膏珠滾到新的模板上可包括第二刮刀刀片，該第二刮刀刀片經配置以接合焊膏盤，並且將焊膏珠滾到模板上。儲存位置可包括模板支撐組件的軌道。儲存位置可定位在模板支撐組件的前部處。

本揭示的另一態樣涉及一種用於在電子基板上印刷組件材料的模板印刷機。在一個實施例中，模板印刷機包括：框架；耦合到框架的模板，該模板具有在其中形成的孔；及耦合到框架的支撐組件，該支撐組件經配置以支撐電子基板。模板印刷機進一步包括：耦合到框架的印刷頭機架；及由印刷頭機架以如下方式支撐的印刷頭組件：使印刷頭組件經配置以在印刷行程期間橫穿模板。模板印刷機進一步包括組件材料回收系統，該組件材料回收系統經配置以從模板的頂表面去除組件材料，並且將組件材料沉積到新的更換模板上。回收系統包括容器，該容器經配置以定位在模板的頂表面上。

模板印刷機的實施例可進一步包括將容器從儲存位置定位在模板的頂表面上，該儲存位置是模板支撐組件的軌道。儲存位置可定位在模板支撐組件的前部處。容器可包括平坦的底壁，該平坦的底壁經配置以置放在平坦的表面上，並且使組件材料能夠在其上滾動。印刷頭機架可包括細長的樑，該細長的樑沿著提供在框架上的軌道行進。印刷頭機架的細長的樑可包括在水平方向上延伸的至少一個線性軸承。回收系統可進一步包括至少一個工具構件，該至少一個工具構件經配置以在至少一個線性軸承上橫向移動。至少一個工具構件可包括向下延伸的銷，該向下延伸的銷具有頭部，該頭部經配置以被接收在接收特徵內。容器可包括至少一個接收特徵，該至少一個接收特徵經配置以由至少一個工具構件的銷來接合，以接合容器並且將容器從儲存位置移動到模板的頂表面。至少一個工具構件可包括兩個間隔開的工具構件，每個工具構件包括銷，第一工具構件經配置以在第一線性軸承上橫向移動，第二工具構件經配置以在第二線性軸承上橫向移動。至少一個接收特徵可包括兩個接收特徵，每個工具構件針對一個接收特徵，其中第一工具構件和第二工具構件被接收在容器的相應配合特徵中，以可釋放地固定容器。支撐組件可經配置以在z軸方向上移動，並且升高以接合安裝在容器的底部中的磁體。支撐組件可包括鋼表面，以將容器固定到位在模板上。印刷頭組件可包括具有刮刀刀片組件的印刷頭，該刮刀刀片組件經配置以沿著模板移動組件材料。刮刀刀片組件可包括第一刮刀刀片，該第一刮刀刀片經配置以接合模板，並且將組件材料滾到容器中。刮刀刀片組件可進一步包括第二刮刀刀片，該第二刮刀刀片經配置以接合容器，並且將組件材料滾到模板上。

本揭示的另一態樣涉及一種從模板排程更換來回收組件材料的方法。在一個實施例中，該方法包括：將容器移動到靠近組件材料的舊的模板上；將組件材料移動到容器上；從舊的模板去除容器；使用新的模板更換舊的模板；將容器移動到新的模板上；使用刮刀刀片組件將組件材料移動到新的模板上；及從新的模板去除容器。

方法的實施例可進一步包括：當將容器移動到舊的模板上並且將容器從新的模板去除時，將印刷頭組件的至少一個工具構件的向下延伸的銷定位在與容器相關的接收特徵內。至少一個工具構件包括兩個間隔開的工具構件，每個工具構件包括銷。至少一個接收特徵可包括兩個接收特徵，兩個工具構件被接收在容器的相應配合特徵中，以固定容器。方法可進一步包括接合支撐組件，該支撐組件經配置以在z軸方向上移動，並且升高到安裝在容器的底部中的磁體，其中該支撐組件包括鋼表面，以將容器固定到位。將組件材料移動到容器上可包括使用印刷頭組件的刮刀刀片組件來移動組件材料。刮刀刀片組件可包括第一刮刀刀片，該第一刮刀刀片經配置以接合模板，並且將組件材料移動到容器中。刮刀刀片組件可進一步包括第二刮刀刀片，該第二刮刀刀片經配置以接合組件材料，並且將組件材料移動到模板上。從舊的模板去除容器和從新的模板去除容器皆可包括將容器移動到儲存位置。儲存位置可以是模板支撐組件的軌道。

本揭示的另一態樣涉及一種組件材料回收系統，該組件材料回收系統經配置以從模板印刷機的模板的頂表面去除組件材料，並且沉積組件材料，以將組件材料沉積在新的更換模板上。在一個實施例中，回收系統包括容器，該容器經配置以定位在模板的頂表面上。

回收系統的實施例可進一步包括：將容器配置具有平坦的底壁，該平坦的底壁經配置以置放在平坦的表面上，並且使組件材料能夠在其上移動。印刷頭機架的細長的樑可包括在水平方向上延伸的至少一個線性軸承。回收系統可進一步包括至少一個工具構件，該至少一個工具構件經配置以在至少一個線性軸承上橫向移動。至少一個工具構件可包括向下延伸的銷，該向下延伸的銷具有頭部，該頭部經配置以被接收在接收特徵內。容器可包括至少一個接收特徵，該至少一個接收特徵經配置以由至少一個工具構件的銷來接合，以接合容器並且將容器從儲存位置移動到模板的頂表面。至少一個工具構件可包括兩個間隔開的工具構件，每個工具構件包括銷，第一工具構件經配置以在第一線性軸承上橫向移動，第二工具構件經配置以在第二線性軸承上橫向移動。至少一個接收特徵可包括兩個接收特徵，每個工具構件針對一個接收特徵，其中第一工具構件和第二工具構件被接收在容器的相應配合特徵中，以可釋放地固定容器。支撐組件可經配置以在z軸方向上移動，並且升高以接合安裝在容器的底部中的磁體，其中支撐組件包括鋼表面，以將容器固定到位在模板上。

本揭示大體上涉及用於表面安裝技術（SMT）處理線的材料施加機（在本文中稱為「模板印刷機」、「絲網印刷機」、「印刷機器」或「印刷機」）和其他裝備，該等材料施加機和其他裝備經配置以將組件材料（例如，焊膏、導電油墨或封裝材料）施加到基板（例如，印刷電路板，在本文中稱為「電子基板」、「電路板」、「板」、「PCB」、「PCB基板」、「基板」或「PCB板」）上或執行其他操作，諸如檢查、返工或將電子組件放置到基板上。具體而言，下文參考用於生產印刷電路板的模板印刷機來描述本揭示的實施例。

僅出於說明的目的，而不是為了限制一般性，現在將參考附圖來詳細描述本揭示。本揭示的應用不限於在以下描述中闡述或在附圖中示出的構造細節和部件佈置。本揭示中闡述的原理能夠具有其他實施例並且能夠以不同方式來實踐或執行。還有，本文使用的用詞和術語是出於描述的目的，並且不應被視為限制。對本文中以單數提及的系統和方法的示例、實施例、部件、元件或動作的任何引用還可包括含有複數的實施例，並且對本文中的任何實施例、部件、元件或動作的任何複數引用還可包括僅含有單數的實施例。單數或複數形式的引用無意限制當前揭示的系統或方法、它們的部件、動作或元件。本文使用的「包括」、「包含」、「具有」、「含有」、「涉及」及其變體意欲涵蓋其後列出的項目及其等效物以及額外項目。對「或」的引用可被解釋為包括性的，以便使用「或」描述的任何術語可指示單一、多於一個、及所有描述的術語中的任一者。此外，在此文件與藉由引用方式併入本文的文件之間的術語用法不一致的情況下，併入引用中的術語用法是對本文件的術語用法的補充；對於不相容的不一致之處，以本文件中的術語用法為準。

出於說明的目的，現在將參考用於將組件材料（諸如焊膏）印刷到電路板上的模板印刷機，來描述本揭示的實施例。然而，本領域具有通常知識者將理解的是，本揭示的實施例不限於將焊膏印刷到電路板上的模板印刷機，而是可用於需要分配其他黏性組件材料（諸如膠水和密封劑）的其他應用。例如，設備可用於印刷環氧樹脂以用作晶片級封裝的底部填料。進一步，根據本揭示的實施例的模板印刷機不限於在電路板上印刷組件材料的模板印刷機，而是包括用於在諸如半導體晶圓的各種基板上印刷其他材料的模板印刷機。還有，術語絲網和模板在本文中可互換使用，以描述定義要印刷到基板上的圖案的印刷機中的裝置。在某些實施例中，模板印刷機可包括由麻塞諸塞州的霍普金頓的ITW電子組件裝備公司提供的Momentum®或Edison™系列模板印刷機平台。示例性的模板印刷機在圖1中大體上以5表示。在該實施例中，模板印刷機5是由麻塞諸塞州的霍普金頓的ITW電子組件裝備公司提供的Momentum®系列模板印刷機平台。

參照圖2，大體上以10來表示本揭示的實施例的模板印刷機。如圖所示，模板印刷機10包括支撐模板印刷機的部件的框架12。模板印刷機的組件可部分包括控制器14、顯示器16、模板18及大體上以20來表示的印刷頭或印刷頭組件，其配置以以下文更詳細描述的方式來施加焊膏。

如圖2所示並且如下文所述，模板和印刷頭組件可適當地耦合或以其他方式連接到框架12。在一個實施例中，印刷頭組件20可安裝在印刷頭組件機架（大體上以20表示）上，有時被稱為「印刷頭機架」，該印刷頭組件機架可安裝在框架12上。印刷頭機架22使得印刷頭組件20能夠在控制器14的控制下以y軸方向移動，並且在它與模板18接合時在印刷頭組件上施加壓力。在某些實施例中，印刷頭組件20可放置在模板18上方並且可以z軸方向降低，以接觸和密封接合模板。

模板印刷機10還可以包括具有軌道（未示出）的運送機系統，用於將印刷電路板（在本文中有時稱為「印刷線路板」、「基板」、或「電子基板」）運送到模板印刷機中的印刷位置。軌道在本文中有時可稱為「牽引機進給機構」，其經配置以將電路板進給、裝載或以其他方式傳送到模板印刷機的工作區域（其在本文中可稱為「印刷巢」），並且從印刷巢卸載電路板。

額外參照圖3，模板印刷機10具有支撐組件28以支撐電路板29（以虛線示出），該支撐組件28升高並固定電路板，以便在印刷操作期間它是穩定的。在某些實施例中，基板支撐組件28進一步可包括特定的基板支撐系統，例如，當電路板處於印刷位置時，位於電路板下方的固體支撐件、複數個銷或柔性工具。基板支撐系統可部分地用於支撐電路板的內部區域，以防止在印刷操作期間的電路板的撓曲或翹曲。

在一個實施例中，印刷頭組件20可經配置以從諸如分配器（例如，焊膏盒）的源接收焊膏，該源在印刷操作期間將焊膏提供到印刷頭組件。可使用其他供應焊膏的方法來代替盒。例如，焊膏可手動沉積在刀片之間或從外部源沉積。額外地，在某些實施例中，控制器14可經配置以使用具有合適的作業系統的個人電腦，諸如由微軟公司提供的微軟Windows®作業系統，以及專用軟體來控制模板印刷機10的操作。控制器14可與主控制器連網，該主控制器用於控制用於製造電路板的生產線。

在一個配置中，模板印刷機10操作如下。使用運送機軌道，將電路板29裝載到模板印刷機10中。支撐組件28升高並且將電路板29固定到印刷位置。然後將印刷頭組件20以z軸方向降低，直到印刷頭組件的刀片在期望的壓力下接觸模板18。然後，將印刷頭組件20藉由印刷頭機架22以y軸方向跨過模板18移動。印刷頭組件20穿過模板18中的孔將焊膏沉積到電路板29上。一旦印刷頭組件已完全跨過孔穿過模板18後，便將印刷頭組件提離模板，並且將電路板29降低回到運送機軌道上。將電路板29從模板印刷機10釋放和運送，以便第二電路板可裝載到模板印刷機中。為了在第二電路板29上進行印刷，將印刷頭組件以z軸方向降低以與模板接觸，並且以與用於第一電路板的方向相反的方向跨過模板18移動。

可為了在印刷之前將模板18與電路板29對準並且在印刷之後檢查電路板，提供成像系統30。在一個實施例中，成像系統30可設置在模板18與其上支撐電路板的支撐組件28之間。將成像系統30耦合到成像機架32以移動成像系統。在一個實施例中，成像機架32可耦合到框架12，並且包括在框架12的側軌道之間延伸的樑，以提供成像系統30以y軸方向在電路板29上方的來回移動。成像機架32進一步可包括托架裝置，該托架裝置容納成像系統30，並且經配置以x軸方向沿著樑的長度來移動。用於移動成像系統30的成像機架32的構造在焊膏印刷領域中是眾所周知的。佈置使得成像系統30可位於模板18下方和電路板29上方的任何位置，以分別捕捉電路板或模板的預定區域的圖像。

在將焊膏一次或多次施加到電路板之後，過量的焊膏可能積聚在模板18的底部，並且模板擦拭器組件（大體上以34表示）可在模板下方移動，以去除過量的焊膏。在其他實施例中，可在模板擦拭器組件上方移動模板18。

如上所述，模板印刷機需要手動干預才能執行某些零件的更換及/或補充操作。例如，典型的模板需要在一定時間段（例如，四個小時）之後更換。還有，模板需要針對分開生產運行進行更換。此外，向模板印刷機供應可控溫度的焊膏的焊膏盒需要隨時間（例如，在四個小時或更短時間內）更換。分開生產運行可能需要不同的焊膏材料。需要定期更換的另一物品是刮刀刀片，刮刀刀片在使用期間容易磨損。最後，當從一種生產產品變更成另一種生產產品時，用於將基板支撐在印刷位置的工具也會需要更換。

如上所述，去除的模板典型地在模板上殘留有焊膏的珠。鑑於焊膏價值，並不希望將焊膏丟棄，而是希望將焊膏保存以備將來使用。本文揭示的系統和方法涉及自動化該回收處理。

參照圖4，印刷頭組件20安裝在印刷頭機架22上，以在控制器14的控制下提供以y軸方向的移動。印刷頭機架22包括沿著提供在模板印刷機10的框架12上的軌道38、40（圖3）行進的細長的樑36。樑36包括具有兩組線性軸承44、46的板42，線性軸承44、46在板上以水平方向延伸，其中頂線性軸承44a、44b設置在底線性軸承46a、46b之上。印刷頭組件20包括印刷頭48，該印刷頭48耦合到印刷頭機架22的樑36。具體而言，印刷頭48安裝在托架50上，該托架50固定地安裝在板42上。因此，印刷頭機架22提供印刷頭48以y軸方向的移動，以執行本文所述的印刷行程。印刷頭48包括刮刀刀片組件（以52表示），用於以上述方式沿著模板滾動焊膏。

印刷頭組件20進一步包括焊膏珠回收系統，該焊膏珠回收系統經配置以從模板18的頂表面去除焊膏的珠54，並且將焊膏的珠沉積到新的更換模板（在附圖中亦以18表示）上。如圖所示，回收系統包括安裝在印刷頭組件20上的板42。如上所述，板42包括兩對線性軸承44a、44b和46a、46b。如圖所示，線性軸承44a、46a經配置以支撐第一工具構件56，並且線性軸承44b、46b經配置以支撐第二工具構件58，其中線性軸承56、58經配置以在它們各自的一對線性軸承上橫向移動。第一工具構件56包括向下延伸的銷60，該銷60具有經配置以在接收特徵內接收的頭部，下文將詳細描述該接收特徵。類似地，第二工具構件58包括向下延伸銷62，該銷62具有經配置以在接收特徵內的頭部。

可採用任何合適的機構，來移動工具構件56、58。例如，可採用滾珠絲槓驅動組件64，來分別使每個工具構件56、58沿著線性軸承44a、46a和44b、46b移動。在一些實施例中，提供滾珠絲槓驅動組件64，來分別使工具構件56、58沿著線性軸承44a、44b和46a、46b移動，還可為印刷頭48以z軸方向的上下移動提供動力。如上所述，印刷頭組件20的印刷頭48經配置以在印刷操作期間被降低以接合模板18，並且當不執行印刷操作時被升高以脫離模板。當降低時，當刮刀刀片組件密封地接合模板18時，印刷頭48在刮刀刀片組件52上施加壓力。

焊膏珠回收系統進一步包括膏盤（大體上以66表示），該膏盤定位在模板支撐組件（大體上以70表示）的軌道68上的儲存位置處。在本文中，膏盤66有時稱為膏容器或容器。如圖所示，膏盤66的儲存位置定位在模板支撐組件70的前面處；但是，可將膏盤定位在模板支撐組件的後面。膏盤66包括平坦的底壁72、後壁74、及兩個三角形的側壁76、78，該平坦的底壁72置放在模板支撐組件70的軌道68的平坦表面上。如圖所示，側壁76包括第一接收特徵80，該第一接收特徵80延伸超過側壁的外圍邊緣。類似地，另一側壁78包括第二接收特徵82，該第二接收特徵82延伸超過側壁的外圍邊緣。接收特徵80、82經配置以分別由第一和第二工具構件56、58的銷60、62來接合，以接合和移動膏盤66。

在一個實施例中，工具構件56、58的銷60、62被接收在膏盤66的相應配合特徵80、82中。工具構件56、58可延伸到比膏盤66寬的寬度，並且朝著彼此移動，以經由接收特徵80、82在銷60、62之間接合和捕捉膏盤。因此，工具構件56、58經配置以容納具有各種寬度的膏盤66。印刷頭組件20經配置以藉由印刷頭機架22以y軸方向來移動，以接合和移動膏盤66。工具構件56、58的銷60、62可採用用於接合和移動膏盤66的各種機構。例如，工具構件56、58的銷60、62可各自包括磁體，以促進將膏盤66從工具構件上附接和分離，以提升和移動膏盤。

仍然參照圖4，在電路板的批量運行完成之後，焊膏珠54保留在模板支撐組件70的軌道68上。後續的電路板批量運行可能需要工具轉換，包括變更模板18，但使用相同的膏類型。可使用本文討論的焊膏珠回收系統和相關方法，來回收焊膏珠54。

參照圖5，印刷頭機架22經配置以使用工具構件56、58的銷60、62移動印刷頭組件20從其儲存位置取出膏盤66，在一個實施例中，其可經配置以在模板印刷機10的x軸、y軸及z軸方向上進行鉸接，以將膏盤66從模板支撐組件70的軌道68提起，並且以期望方向（例如y軸方向）移動膏盤。如圖所示，在升高印刷頭48的情況下，將印刷頭組件20移動到膏盤66之上的位置，其中工具構件58、60的銷60、62位於其各自的接收特徵80、82之上。

參照圖6，印刷頭機架22經配置以從模板支撐組件70的軌道68上的儲存位置去除膏盤66，並且將膏盤放置在模板18上的指定膏轉移位置。可響應於由控制器14指示的模板變更操作，將膏盤66移動到所示位置。可預排程模板18的更換，或響應於模板的問題，例如無法由模板擦拭器組件34充分清潔的堵塞孔。如圖所示，膏盤66的底壁72的前緣被定位與焊膏珠54相鄰。

參照圖7和圖8，一旦被定位，支撐組件28（有時稱為「工作台」）經配置以在z軸方向上移動並且朝向模板18升高。支撐組件28包括具有金屬表面（例如，鋼表面86）的擋板機構84，該金屬表面當升高時經配置以接合模板18的底表面。膏盤66經配置以包括提供在膏盤的底壁72中的一個或多個磁體（以88表示）。這佈置使得膏盤66的磁體88與擋板機構84的鋼表面86接合，以當焊膏珠被刮到膏盤上時，將膏盤保持在轉移位置中。如圖所示，刮刀刀片中的一個（例如刮刀刀片52a）經配置以接合模板18並且將焊膏珠54滾到膏盤中。印刷頭組件20的印刷頭48經配置以在z軸方向上移動刮刀刀片52a，使得刮刀刀片與模板接合，並且藉由將印刷頭機架22移向膏盤66以將焊膏珠54滾到膏盤中，來在x軸方向上移動。

參照圖9，示出了刮刀刀片52a將焊膏珠54滾到膏盤66中。如圖所示，焊膏珠54被支撐在膏盤66的底壁上。一旦轉移完成，擋板機構84（未示出）被降低以使磁體88（未示出）脫離，並且因此使膏盤66能夠相對於模板18來移動。

參照圖10，具有焊膏珠54的膏盤66返回到模板支撐組件70的軌道68上的儲存位置。一旦將膏盤66定位到儲存位置，就繼續進行工具轉換，包括去除舊的模板18並且用乾淨的模板18更換。當模板18中偵測到缺陷從而需要變更模板時，可使用此處理。

參照圖11，一旦模板18被變更，然後由印刷頭組件20的第一和第二工具構件56、58從模板支撐組件70的軌道68上的儲存位置取出膏盤66。一旦被固定，膏盤66藉由移動印刷頭機架22來在x軸方向上移動，並且降低到乾淨的模板18上的膏轉移位置。

參照圖12和圖13，將支撐組件28以z軸方向向上移動，並且升高，以使安裝在膏盤66的底壁72中的磁體88與支撐組件28相關的擋板機構84的鋼表面86接合。如上所述，當焊膏珠54刮回到新的且乾淨的模板18上時，擋板機構84的鋼表面86與磁體88的接合將使膏盤66保持在轉移位置。如圖所示，另一個刮刀刀片（例如，刮刀刀片52b）經配置以接合膏盤66的底壁72，並且將焊膏珠54滾到模板18中。

參照圖14，如上所述，印刷頭組件20將膏盤66返回到儲存位置。

參照圖15，模板印刷機10準備好使用從先前的批量運行轉移的焊膏珠54進行印刷。

參照圖16，如果將不同的焊膏類型用於下一個電路板批量，則可在自動化工具轉換期間，與其他工具一起變更膏盤66，例如工具板90。可使用工具托盤，將乾淨的膏盤66與其他工具一起裝載，並且然後放置在儲存位置。此處理將防止在批量運行之間的膏類型的任何交叉污染。

本揭示的實施例包括一種從模板排程更換來回收焊膏的方法。在一個實施例中，方法包括將膏盤66從儲存位置移動到與焊膏珠54相鄰的舊的模板18上。該方法進一步包括利用印刷頭組件20的刮刀刀片組件52，將焊膏珠54滾到膏盤66上。然後，將膏盤66移回到儲存位置，並且將舊的模板18更換為新的模板18。該方法進一步包括將膏盤66從儲存位置移動到新的模板18上，並且使用刮刀刀片組件52，將焊膏珠54滾到新的模板18上。該方法進一步包括將膏盤66移回到儲存位置，直到再次開始該處理為止。

焊膏珠回收系統和相關方法可在控制器14的控制下執行。具體而言，控制器14可經配置以知道何時執行焊料回收處理。

在一些實施例中，模板印刷機10的現有模板印刷機機架、軌道及印刷頭可經配置以將物品（包括膏盤66）穿梭進出。

在一些實施例中，模板印刷機10的印刷頭組件20可經配置以移動和穿梭膏盤66。

如本文所使用的，「自動化」或「全自動化」轉換描述了在沒有人工干預的情況下對物品的更換或補充。

如本文所使用的，「部分自動化」轉換描述了在一些或有限的人工干預的情況下對物品的更換或補充。

如本文所用，「運送」或「運送中」描述了手動地或使用機器將物品從一個位置移動到另一位置。

如本文所用，「安裝」或「安裝中」描述了將物品放置在準備好使用的位置的處理。

如上所述，可移動推車可用於更換模板印刷機內的其他物品。例如，模板擦拭器組件包括消耗品，例如可由可移動推車自動更換的紙和溶劑。

本文揭示的概念可用於製造電子基板的其他類型的裝備中，包括分配器、取放機、回流爐、波焊機、選擇性焊機、檢查站及清潔站。例如，針對再捕捉材料的概念可用於焊機和波焊機以及清潔站。

因此，已描述了至少一個實施例的一些態樣，本領域具有通常知識者將容易想到各種改變、修改及改進。這樣的改變、修改及改進意欲為本揭示的一部分，並且意欲在本揭示的範疇內。因此，前面的描述和附圖僅作為示例。

本案申請專利範圍如下：

5:模板印刷機 10:模板印刷機 12:框架 14:控制器 16:顯示器 18:模板 20:印刷頭組件 22:印刷頭機架 28:支撐組件 29:電路板 30:成像系統 32:成像機架 34:模板擦拭器組件 36:樑 38:軌道 40:軌道 42:板 44a:線性軸承 44b:線性軸承 46a:線性軸承 46b:線性軸承 48:印刷頭 50:托架 52:刮刀刀片組件 52a:刮刀刀片 52b:刮刀刀片 54:焊膏珠 56:工具構件 58:工具構件 60:銷 62:銷 64:滾珠絲槓驅動組件 66:膏盤 68:軌道 70:模板支撐組件 72:底壁 74:後壁 76:側壁 78:側壁 80:特徵 82:特徵 84:擋板機構 86:鋼表面 88:磁體 90:工具板

附圖無意按比例繪製。在附圖中，在不同圖中示出的每個相同或幾乎相同的部件是由相似的數字來表示。為了清楚起見，並非每個部件皆在每個圖中被標記。在附圖中：

圖1是模板印刷機的前視圖；

圖2是模板印刷機的前透視圖；

圖3是圖2所示的模板印刷機的俯視圖（其中一部分被去除）；

圖4是本揭示的實施例的印刷頭組件的透視圖，該印刷頭組件經配置以移動膏盤，該膏盤經配置以去除焊膏並且在排程進行更換的模板上沉積焊膏；

圖5是具有放置銷的印刷頭組件的透視圖，該等放置銷經配置以與位於儲存位置中的膏盤接合；

圖6是移動膏盤的印刷頭組件的透視圖；

圖7是在利用膏盤來去除焊膏珠之前的印刷頭組件的一部分的正視圖；

圖8是具有印刷頭的印刷頭組件的透視圖，該印刷頭經配置以將焊膏珠移動到膏盤中；

圖9是示出了印刷頭將焊膏珠移動到膏盤中的印刷頭組件的一部分的正視圖；

圖10是將膏盤移動到儲存位置的印刷頭組件的透視圖；

圖11是將膏盤從儲存位置移動到沉積位置的印刷頭組件的透視圖；

圖12是印刷頭組件的一部分的正視圖，其中印刷頭經配置以將焊膏珠沉積在更換模板上；

圖13是印刷頭組件的透視圖，其中印刷頭將焊膏珠移動到更換模板上；

圖14是將膏盤移動到儲存位置的印刷頭組件的透視圖；

圖15是示出了印刷頭是在模板印刷位置中的印刷頭組件的透視圖；及

圖16是本揭示的另一實施例的印刷頭組件的透視圖，該印刷頭組件經配置以移動膏盤，該膏盤經配置以去除焊膏並且在排程進行更換的模板上沉積焊膏。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

18:模板

36:樑

42:板

44a:線性軸承

44b:線性軸承

46a:線性軸承

46b:線性軸承

48:印刷頭

50:托架

52:刮刀刀片組件

54:焊膏珠

56:工具構件

58:工具構件

62:銷

64:滾珠絲槓驅動組件

66:膏盤

70:模板支撐組件

Claims (16)

1. 一種用於在一電子基板上印刷一組件材料的模板印刷機，該模板印刷機包括： 一框架； 一模板，該模板耦合到該框架，該模板具有在其中形成的孔； 一支撐組件，該支撐組件耦合到該框架，該支撐組件經配置以支撐該電子基板； 一印刷頭機架，該印刷頭機架耦合到該框架； 一印刷頭組件，該印刷頭機架以如下方式支撐該印刷頭組件：使該印刷頭組件經配置以在印刷行程期間橫穿該模板；及 一組件材料回收系統，該組件材料回收系統經配置以從該模板的一頂表面去除組件材料，並且將組件材料沉積到一新的更換模板上，該回收系統包括至少一個工具構件和一容器，該至少一個工具構件耦合到該印刷頭機架並經配置以在該印刷頭機架上橫向移動，該容器經配置以定位在該模板的該頂表面上，該容器包括至少一個接收特徵， 其中該至少一個工具構件包括一向下延伸的銷，該向下延伸的銷具有一頭部，該頭部經配置以被接收在該接收特徵內以接合並移動該容器。
2. 如請求項1所述之模板印刷機，其中該容器從一儲存位置到該模板的一頂表面定位在該模板的該頂表面上，該儲存位置是一模板支撐組件的一軌道。
3. 如請求項1所述之模板印刷機，其中該容器包括一平坦的底壁，該平坦的底壁經配置以置放在一平坦的表面上並且使該組件材料能夠在其上滾動。
4. 如請求項1所述之模板印刷機，其中該印刷頭機架包括沿著提供在該框架上的軌道行進的一細長的樑，該印刷頭機架的該細長的樑包括在一水平方向上延伸的至少一個線性軸承，該至少一個工具構件經配置以在該至少一個線性軸承上橫向移動。
5. 如請求項4所述之模板印刷機，其中該至少一個工具構件包括兩個間隔開的工具構件，每個工具構件包括一銷、一第一工具構件及一第二工具構件，該第一工具構件經配置以在一第一線性軸承上橫向移動，並且該第二工具構件經配置以在一第二線性軸承上橫向移動。
6. 如請求項5所述之模板印刷機，其中該至少一個接收特徵包括兩個接收特徵，每個工具構件針對一個接收特徵，該第一工具構件和該第二工具構件的每一者的該銷的該頭部被接收在該容器的一相應配合特徵中以可釋放地固定該容器。
7. 如請求項1所述之模板印刷機，其中該支撐組件經配置以在一z軸方向上移動，並且升高以接合安裝在該容器的一底部中的磁體，該支撐組件包括一鋼表面，以將該容器固定到位在該模板上。
8. 如請求項1所述之模板印刷機，其中該印刷頭組件包括具有一刮刀刀片組件的一印刷頭，該刮刀刀片組件經配置以使組件材料沿著該模板移動，該刮刀刀片組件包括一第一刮刀刀片，該第一刮刀刀片經配置以接合該模板並且將組件材料滾到該容器中。
9. 如請求項8所述之模板印刷機，其中該刮刀刀片組件進一步包括一第二刮刀刀片，該第二刮刀刀片經配置以接合該容器並且將組件材料滾到該模板上。
10. 一種組件材料回收系統，該回收系統經配置以從一模板印刷機的一模板的一頂表面去除組件材料，並且沉積組件材料以將組件材料沉積在一新的更換模板上，該回收系統包括： 至少一個工具構件，該至少一個工具構件耦合到該模板印刷機的一印刷頭機架並經配置以在該印刷頭機架上橫向移動；及 一容器，該容器經配置以定位在該模板的該頂表面上，該容器包括至少一個接收特徵， 其中該至少一個工具構件包括一向下延伸的銷，該向下延伸的銷具有一頭部，該頭部經配置以被接收在該接收特徵內以接合並移動該容器。
11. 如請求項10所述之回收系統，其中該容器包括一平坦的底壁，該平坦的底壁經配置以置放在該平坦的表面上並且使組件材料能夠在其上移動。
12. 如請求項10所述之回收系統，其中該印刷頭機架的一細長的樑包括在一水平方向上延伸的至少一個線性軸承。
13. 如請求項12所述之回收系統，其中該至少一個工具構件的該銷經配置以接合該容器並且將該容器從一儲存位置移動到該模板的該頂表面。
14. 如請求項12所述之回收系統，其中該至少一個工具構件包括兩個間隔開的工具構件，每個工具構件包括一銷、一第一工具構件、及一第二工具構件，該第一工具構件經配置以在一第一線性軸承上橫向移動，該第二工具構件經配置以在一第二線性軸承上橫向移動。
15. 如請求項14所述之回收系統，其中該至少一個接收特徵包括兩個接收特徵，每個工具構件針對一個接收特徵，該第一工具構件和該第二工具構件的每一者的該銷的該頭部被接收在該容器的一相應配合特徵中以可釋放地固定該容器。
16. 如請求項10所述之回收系統，其中該模板印刷機的一支撐組件經配置以在一z軸方向上移動，並且升高以接合安裝在該容器的一底部中的磁體，該支撐組件包括一鋼表面，以將該容器固定到位在該模板上。