[发明专利]用于模版印刷机的多功能印刷头

说明书

一种模版印刷机包括：机架；联接到该机架的模版；以及联接到该机架的支撑组件，该支撑组件包括工具，该工具被配置成将电子基板支撑在模版下方的印刷位置。该模版印刷机进一步包括印刷头组件，该印刷头组件联接到该机架，其方式使得印刷头组件被配置成在印刷行程期间横越模版。该印刷头组件包括刮刀刀片组件和至少一个焊膏盒，用于将焊膏沉积在模版上。该模版印刷机进一步包括末端执行器，该末端执行器被配置成从工具托盘拾取物品以及将物品释放至工具托盘。该模版印刷机进一步包括可移动推车，该可移动推车被配置成与该模版印刷机相互作用以在模版印刷机内递送更替用和/或更换用物品。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2019年11月6日提交的标题为MULTI-FUNCTIONAL PRINT HEAD FOR A STENCIL PRINTER[用于模版印刷机的多功能印刷头]的共同未决美国临时专利申请号62/931,496、2019年6月13日提交的标题为METHOD AND SYSTEMFOR AUTOMATED CHANGEOVER AND REPLACEMENT WITHIN A STENCIL PRINTER[用于模版印刷机内的自动化更替和更换的方法和系统]的美国临时专利申请号62/861,025、2019年6月13日提交的标题为AUTOMATED PRINTER ROBOTIC ARM[自动化印刷机机械臂]的美国临时专利申请号62/861,031以及2019年6月13日提交的标题为AUTOMATED PRINTER SMART CART[自动化印刷机智能推车]的美国专利申请序列号62/861,035的权益，这些申请出于所有目的通过援引以其全文并入本文。

发明背景

1.发明领域

本申请总体上涉及用于在电子基板(例如，印刷电路板(PCB))上印刷粘性材料(例如，焊膏)的模版印刷机和相关方法，并且更具体地，涉及用于使这样的模版印刷机和方法完全自动化的系统和方法。

2.背景技术

在制造表面安装印刷电路板时，可以使用模版印刷机来将焊膏印刷到电路板上。通常，将在其上沉积焊膏的具有焊盘图案或某一其他导电表面的电路板自动地送给到模版印刷机中；并且使用电路板上的一个或多个小孔或标记(称为“基准点”)在将焊膏印刷到电路板上之前将电路板与模版印刷机的模版或丝网正确对准。在一些系统中，使用实施为视觉系统的光学对准系统来将电路板与模版对准。

一旦电路板已经与印刷机中的模版正确对准，电路板就升高至模版，焊膏分配到模版上，并且擦拭器刀片(或刮刀)横越模版以迫使焊膏穿过模版中的孔口而到电路板上。在刮刀移动经过模版时，焊膏倾向于在刀片前面滚动，这合乎需要地使焊膏混合和修剪以便达到期望的粘度来促进对丝网或模版中的孔口的填充。焊膏通常从标准盒分配到模版上。然后将模版与电路板分开，并且电路板与焊膏之间的粘附使大多数的材料留在电路板上。在印刷另外的电路板之前，在清洁过程中移除留在模版的表面上的材料。

电路板印刷中的另一个过程涉及在焊膏已经沉积在电路板的表面上之后检查电路板。检查电路板对于确定可以制造出干净的电连接线来说是重要的。过多的焊膏可能会导致短路，而适当位置的焊膏太少可能会阻止电接触。通常，进一步采用视觉检查系统来提供对电路板上的焊膏的二维或三维检查。

当今的模版印刷机需要人工干预才能执行例行操作。例如，在更替期间，操作者必须执行很多手动任务，诸如变换模版、更换焊膏盒、更换刮刀刀片、以及更换支撑工具。这些任务中的每一任务都需要操作者手动地执行任务。例如，在大多数的模版印刷机中，操作者必须将模版解锁、移除模版、正确插入更换用模版并且将更换用模版锁定在适当位置。更替操作可能要花费长达30分钟，在此期间模版印刷机不工作，这可能导致PCB生产线不工作。

模版印刷机还需要人工干预来执行更换和/或补充操作。例如，向模版印刷机供应温度受控的焊膏的焊膏盒随时间推移(例如，在四个小时内或更少时间内)需要更换。受到正常磨损和拉伤的物品(诸如刮刀刀片和模版)在被损坏时可能需要定期更换。

发明内容