在生产过程中施加正确的印刷压力的方法和装置的制作方法

专利名称：在生产过程中施加正确的印刷压力的方法和装置的制作方法
技术领域：
本公开总体涉及将黏性物质印刷到基板上的方法和装置，黏性物质例如可以是焊膏，基板例如可以是印刷电路板，本公开更具体地涉及用于改善由印刷头的刮刀施加在模 板上的印刷压力或力的准确性的方法和装置，以及用于在生产过程中施加正确的印刷压力的方法和装置。
背景技术：
在典型的表面黏着的电路板生产过程中，模板印刷机被用于将焊膏印刷到印刷电 路板上。电路板广义上又被称为电子基板，它具有可以沉积焊膏的焊盘或一些其他的导电 表面的图案，电路板被自动送入模板印刷机。电路板上的一些小孔或标记，被称为基准点， 被用于在将焊膏印刷到电路板之前将电路板与模板印刷机的模板或网板对准。在将电路板 和模板对准的时候，基准点被作为参考点。一旦电路板与印刷机的模板对准好后，电路板就 被基板支撑物抬高至模板并相对于模板而被固定，所述模板支撑物例如可以是具有销或者 其他物件支撑器的平台。然后通过将刮片或刮扫器移过模板将焊膏进行分配以使焊膏穿过 模板上的孔并到达电路板上。当刮扫器移过模板的时候，焊膏会在刀片的前面滚动，这会促 使焊膏进行期望的混合与切变(shearing)以获得希望的黏性从而有助于填满网板或者模 板中的孔。焊膏通常从标准的焊膏供给筒被分配在模板上。在印刷操作结束后，电路板被 释放、下降并脱离模板，再输送到印刷电路板生产线内的另一个位置。在印刷周期中，如上所述，刮扫器被移过模板以迫使焊膏或者任何其他黏性物质 穿过形成在模板上的孔。图1示意性地示出了总体以200表示的印刷头，该印刷头具有刮 刀202。在一个实施例中，刮刀202可以被固定到刮刀固定架204的一个位置上，在该位置， 刮刀可以相对于模板206垂直设置或者成一个角度设置以迫使焊膏穿过模板上的孔(未示 出)。在一个实施例中，印刷头200可以包括第一可移动板208和与第一可移动板连接的 第二可移动板210。第一可移动板208可以通过两个线性轴承被固定到印刷头200的支架 (未示出)上，每个线性轴承都以212表示。通过丝杠214，第一可移动板208可以被设置成 上下移动，丝杠214通过印刷头200内的马达(未示出)驱动。该方案是这样的，丝杠214 与固定到第一可移动板208的丝杠螺母216螺纹啮合以沿着由线性轴承212限定的线路移 动第一和第二可移动板208、210。如图所示，第二可移动板210可以被连接到刮刀固定架 204。在特定实施例中，压缩弹簧218可以围绕丝杠214设置以在第一可移动板208和第二可移动板210之间提供阻力。正确的印刷取决于印刷头200在印刷过程中能够对模板206施加恒定的压力，而 这经常难以控制。施加的压力不恒定的一个原因是由于对电路板的支撑不充分。具体地说， 在印刷操作的执行过程中，支撑工具(例如，销或者柔性性工具)可能没有对电路板提供充 分的支撑。压力不恒定的其他原因可能和多种因素有关这些因素涉及压缩弹簧218的弹簧 系数和由线性轴承212产生的不必要的摩擦，这些因素单独或者一起可能使得难以确定是否已正确地施加了期望的压力或者力。另外，另一个原因在于，刮刀202的弹簧系数可能影响刮刀与模板206的接合力。参照图1，可以相对于印刷头200的支架在起始位置和/或第一可移动板208的 预定距离处提供传感器220。通过已知的校准方法，例如用校准计量器(未示出)代替刮 刀202，通过将第一可移动板208移动一个已知的距离来确定刮刀施加在模板上的力，该压 力取决于压缩弹簧218的弹簧系数和线性轴承212的摩擦力。因此，如果使用完全刚性的 刮刀，而假定线性轴承212所导致的摩擦力是极小的或者可预知的，那么刮刀202施加在模 板206上的力在某种程度上是正确的。当刮刀是弹性的、线性轴承212没有被正确安装或 者当压缩弹簧218的弹簧系数是不能容忍的时候，确定刮刀施加在模板206上的压力则会 比较困难。

发明内容
本公开的实施例提供了对如上所述的模板支撑组件的改进。本公开的一个方面涉及用于将黏性物质印刷到基板上的模板印刷机。 在一个实施 例中，模板印刷机包括，机架；连接至机架上的模板；连接至机架的基板支撑物以将基板支 撑在印刷位置；和连接至机架的印刷头，该印刷头用于在模板上方沉积并印刷黏性物质。在 特定实施例中，印刷头包括被设置成与模板接合的刮刀，用于容纳刮刀的刮刀安装座，刮刀 移动机构，其被设置成从刮刀与模板间隔一定距离的较高位置和刮刀与模板接合并对模板 施加力的较低的位置沿ζ轴方向移动刮刀安装座，以及连接件，该连接件被设置成可枢转 地将刮刀安装座连接到刮刀移动机构上。该连接件可以包括被设置成用于测量刮刀施加在 模板上的力的测力传感器。模板印刷机的实施例可以涉及连接件，该连接件包括可枢转地连接到刮刀安装座 的枢轴板，以及可枢转地连接到枢轴板的后座。该连接件可以进一步包括被设置为用于容 纳测力传感器的测力传感器安装座。测力传感器安装座可以被固定至枢轴板和后座。枢轴 板可以包括第一枢轴和位于刮刀安装座内的旋转轴承。该旋转轴承可以被设置用于接受第 一枢轴。枢轴板可以进一步包括第二枢轴和两个位于后座内的角接触轴承。该两个角接触 轴承可以被设置用于接收第二枢轴。刮刀移动机构可以包括壳体，螺纹连接至壳体的丝杠， 以及围绕丝杠设置的至少一个压缩弹簧以在壳体和丝杠之间提供阻力。控制器可以被提供 用于控制模板印刷机的运行。控制器可以被设置成与测力传感器通讯。显示器可以被连接 至控制器并且被设置成显示由测力传感器获得的力的读数。本公开的另一个方面涉及模板印刷机，该模板印刷机包括机架，连接至机架的模 板，和连接至机架的印刷头，该印刷头用于在模板上方沉积并印刷黏性物质。在一个实施 例中，印刷头可以包括刮刀组件，该刮刀组件被设置用于将黏性物质移过模板，刮刀移动机 构，该刮刀移动机构被设置成从刮刀组件与模板间隔一定距离的较高位置和刮刀组件与模 板接合并对模板施加力的较低的位置沿ζ轴方向移动刮刀组件，以及可枢转地连接到刮刀 组件及可枢转地连接到刮刀移动机构的枢轴板。模板印刷机的实施例可以涉及提供包括测力传感器的连接件，该测力传感器被设 置成用于测量刮刀施加在模板上的力。该连接件可以进一步包括用于容纳测力传感器的测 力传感器安装座。测力传感器安装座可以被固定至枢轴板和后座上。枢轴板可以包括第一 枢轴和位于刮刀安装座内部的旋转轴承。该旋转轴承可以被设置成接收第一枢轴。枢轴板可以进一步包括第二枢轴和两个位于后座内的角接触轴承。该两个角接触轴承可以被设置 成接收第二枢轴。刮刀移动机构可以包括壳体；螺纹连接至壳体的丝杠；以及至少一个围 绕丝杠设置的压缩弹簧，该弹簧用于在壳体和丝杠之间提供阻力。模板印刷机可以包括控 制器以控制模板印刷机的运行。该控制器可以被设置成与测力传感器通讯。该模板印刷 机还可以包括连接至控制器的显示器，该显示器被设置用于显示测力传感器获得的力的读 数。 本公开的另一方面涉及将刮刀组件连接到刮刀移动机构上的方法。该刮刀组件可 以包括刮刀安装座和刮刀，刮刀移动机构具有驱动器和连接至驱动器的壳体。该方法可以 包括，将刮刀安装座固定到枢轴板上，用枢轴将枢轴板固定到具有测力传感器的连接组件， 以及用紧固件将枢轴板固定到壳体上。该方法的实施例可以包括，配置连接组件以将测力传感器上安装座固定到该测力 传感器的上部以及将测力传感器下安装座固定到该测力传感器的下部。该方法还可以包括 将旋转轴承设置在刮刀安装座内，该旋转轴承被配置成接收枢轴。


附图并不是按照比例绘制的。在附图中，不同的图中所表示的每个相同的或几乎 相同的部件都用相同的数字来表示。为了清楚起见，并没有把每一张图中的每一个零件都 加以标注。在图中图1为现有的印刷头组件的示意图；图2为示出了本公开的一个实施例的模板印刷机的主视图；图3为图2所示的模板印刷机的透视图，其示出了本公开的一个实施例的印刷头 组件；图4为图2所示的印刷头组件在去除了后面的刮刀后的透视图，以更清楚地显示 印刷头组件的可移动构件。图5为图3所示的印刷头组件的剖面图；图6为图4所示的印刷头组件的剖面图；以及图7为另一个实施例的连接件的示意图。
具体实施例方式本公开并不将其应用限于下面描述或图示的结构细节和元件的布置。本公开能 够有其他的实施例以及能用多种方法来实现或付诸实践。同样地，在此使用的措辞和术语 是为了描述本发明，不应认为是对本发明的限制。在此使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含 有”、“涉及”以及它们的变体词意在包含列在这些词之后的项目及其等同物和附加项目。为了说明的需要，本公开的实施例将就模板印刷机来描述，该模板印刷机用于将 焊膏印刷到印刷电路板上。然而，本领域中的技术人员可以理解的是，本公开中的实施例 不限于用于印刷焊膏的模板印刷机，也可以包括印刷其他的物质，例如粘合剂、环氧树脂、 底胶材料和密封材料。同样，术语网板和模板在此可能会被交替使用，以描述印刷机中的装 置，该装置限定了待印刷到基板上的图案。此外，术语“力”和“压力”在此也可能会被交替 使用，以描述刮刀和模板的接合。
现在参照附图，具体是附图2，本公开的一个实施例的模板印刷机总体上用10来 表示。如图所示，模板印刷机10包括支撑着模板印刷机的各个部件的机架12。该模板印刷 机的部件可以部分地包括，控制器14、显示器16、模板18和总体上以20表示的被配置用于 涂覆焊膏的印刷头组件或印刷头。正如图1所示和下文描述的一样，模板和印刷头可以被 适当地结合(coupled)或者连接(connected)至机架12。在一个实施例中，印刷头20可以 安装在印刷头支架22上，该印刷头支架可以安装在机架12上。在控制器14的控制下，支 架22能使印刷头20沿y轴方向移动。正如下文进一步详细描述的一样，印刷头20可以被 置于模板18的上方，并且印刷头的前刮刀或后刮刀可以沿ζ轴方向下降至与模板接触。然 后通过支架22，印刷头20的刮刀可以移过模板以使得焊膏印刷到电路板上。
模板印刷机10也可以包括含有轨道24、26的输送系统，其被用于将印刷电路板 (有时称作“印刷线路板”、“基板”或“电子基板”)输送到模板印刷机内的印刷位置。轨道 24,26在此处也称作“进给机构”，其被配置用于提供、装载或将电路板输送到模板印刷机的 工作区域，该工作区域在此处可以被称为“印刷床”，以及将电路板从印刷床上卸下。模板印 刷机10具有支撑组件28以支撑电路板。在某些实施例中，基板支撑组件28可以进一步包 括特定的基板支撑系统，例如，坚固的支座，多个销或者柔性工具，当电路板位于印刷位置 时，基板支撑系统被置于该电路板之下。基板支撑系统可以被部分地用于支撑电路板的内 部区域以防止电路板在印刷操作的过程中弯曲或变形。在一个实施例中，印刷头20可以被设置成从诸如分配器(比如焊膏筒)的来源处 获得焊料，其在印刷操作过程中将焊膏提供给印刷头。也可以采用其他提供焊膏的方法来 代替焊膏筒。例如，可以手动将焊膏沉积在刮刀之间或者焊膏也可以来自外部的来源。此 外，在特定实施例中，控制器14可以被设置成使用具有微软DOS或Windows XP操作系统的 个人计算机来控制模板印刷机10的操作，该操作系统具有应用特定的软件。控制器14可 以与主控制器联网，该主控制器被用于控制制造电路板的生产线。在一种结构中，模板印刷机10的运行如下。通过输送轨道24、26将电路板送入模 板印刷机10。支撑组件28将电路板提起并固定在印刷位置。然后印刷头20沿Z轴方向降 下所需的印刷头刮刀直到该印刷头刮刀以期望的压力接触模板18。然后，印刷头20借助印 刷头支架22被沿着y轴方向移过模板18。印刷头20将焊膏沉积通过模板18上的孔并至 电路板。一旦印刷头完全横过了模板18并经过其上的孔，刮刀就会被提离模板并且电路板 就会被降回到输送轨道24、26。电路板被释放并从模板印刷机10中输出以便第二块电路板 可以被装入模板印刷机。为了在第二块电路板上印刷，另一个刮刀会被沿着ζ轴降下与模 板接触，印刷头20会被以与用于第一块电路板的方向相反的方向移过模板18。仍然参照图2，成像系统30可以被提供用于在印刷之前将模板18与电路板对准和 在印刷后检查电路板。在一个实施例中，成像系统30可以被设置在模板18和支撑有电路 板的支撑组件28之间。成像系统30被连接至成像支架32以移动成像系统。在一个实施 例中，成像支架32可以被连接至机架12，并且成像支架32包括在机架12的侧轨之间延伸 的横梁，以使成像系统30可以在电路板上方沿y轴方向来回移动。成像支架32还可以包 括运输装置，其包围在成像系统30外面，并且被设置成在χ轴方向上沿着横梁的长度方向 移动。用于移动成像系统30的成像支架32的结构在焊膏印刷领域是众所周知的。该方案 是这样的，成像系统30可以位于模板18下方、电路板上方的任何位置，以便分别获取电路板或者模板的预定区域的图像。在其他的实施例中，当成像系统在印刷位置之外时，该成像 系统可以位于模板和电路板的上方或者下方。 此处描述的执行印刷操作的典型平台可以包括但不限于商标为ACCELA 和 MOMENTUM 的模板印刷机，它们是由马萨诸塞州富兰克林县的Speedline技术股份有限公 司提供，该公司是本发明的受让人。在一个实施例中，印刷头20包括框架构件34，其形成了支架22的一部分。框架构 件34被设置成沿着印刷方向移动，例如，y轴方向。具体地，框架构件34被设置成在其相 对的两端沿着模板印刷机10的机架12的直线轨道(图2中未示出)滑行。这种结构使得 印刷头支架22可以在y轴方向上移动。在一个实施例中，框架构件34支撑着具有前刮刀 和后刮刀的刮扫组件和被设置成独立移动刮刀的移动机构。在各自的移动机构的控制下， 每个刮刀被设置成沿着ζ轴方向从与模板具有一定间隔的较高的位置移动到与模板接合 并对模板施加压力的较低的位置。图3示出了总体由36表示的单个刮扫组件，其具有刮刀38，例如，前刮刀，为了说 明的目的移除了后刮刀组件。刮扫组件36被构造成包括刮刀固定架40，刮刀固定架40被 设置成通过两个拇指螺钉可释放地固定刮刀38。如图所示，刮扫组件36进一步包括前安 装座44以安装前刮刀固定架40。正如下文将要描述的一样，前安装座44以下文所描述的 方式被连接到移动机构的马达上，该移动机构被设置成沿着ζ轴方向移动安装座。虽然图 中未显示，后刮扫刀片组件也包括后安装座以安装后刮刀。该方案是这样的，在用前刮刀执 行印刷行程之前，前刮刀38可以独立地由马达沿ζ轴方向降低。刮扫组件36可以进一步 包括与图1中所示的传感器220相似的传感器(未示出)，以用于检测刮刀38的起始位置 (也就是较高的位置)。当前刮刀38被降在模板18上时，刮刀对模板施加一个力。具体地说，刮刀对模板 18施加了 ζ轴方向的力，并且一旦印刷头20开始作y轴方向移动，刮刀会对模板施加y轴 方向的力。这些力足以滚动焊膏并且将迫使焊膏穿过形成在模板18上的孔。刮刀38施加 在模板16上的力必须足以使焊膏(或任何其他的黏性物质)穿过形成在模板上的孔，但是 这些力也不能太大而损坏模板。在用印刷头20执行了印刷行程之后，焊膏就被沉积在电路 板上。当通过降低支撑组件而将模板18与电路板分开时，焊膏沉积物就被从模板18上取 下。在可选的实施例中，可以将模板18升起而离开电路板以将模板与电路板分离。继续参考图3，并另外参考图4-6，在特定实施例中，前刮刀安装座44通过枢轴48 被可枢转地连接到枢轴板46。如图5所示，枢轴48相对于枢轴板46被可旋转地固定。该 方案是这样的，正如图5所示，旋转轴承50被提供用于将枢轴48可旋转地固定在前刮刀安 装座44上，从而使前刮刀安装座44能够围绕枢轴48旋转。如图4所示，枢轴板46包括位 于其左边的限位销52，该限位销52在形成在前刮刀安装座44背面的凹槽内移动，从而限制 前刮刀安装座相对于枢轴板46的旋转角度。如图4和图6所示，枢轴板46进一步包括位 于其右侧的紧固件54，例如，机用螺丝紧固件，紧固件54被设计用于将枢轴板固定到枢轴 56上，该枢轴56穿过压板58和后座60。如图所示，压板58通过四个紧固件被固定到后座 60上，每个紧固件用62来标识。后座60被适当地以下文所述的方式连接到刮刀移动机构。 一对角接触轴承，每个以64来标识，被置于后座60内部并且能使枢轴56相对于后座和压 板旋转。应当理解的是，另一种类型的轴承(除了角接触轴承外)也可以被使用在后座60内以使枢轴56旋转。
具体参照图5，刮刀移动机构总体以66来表示。如上所述，刮刀移动机构66被配 置用于将前刮刀组件36从与模板18间隔一定距离的较高的位置移动到与模板接合的较低 的位置。虽然图中未表示，但是还存在另一个刮刀移动机构以驱使后刮刀在其较高位置和 较低位置之间移动。在一个实施例中，刮刀移动机构66包括丝杠68，该丝杠通过马达驱动 可旋转，该马达以图3中的马达轴69来表示。丝杠68与螺母70螺纹连接，该螺母70被固 定至壳体72，以使壳体在较高的位置和较低的位置之间移动。防旋转板71可以被提供用 于当驱动丝杠时阻止刮刀组件的旋转。一对压缩弹簧，每个都以73表示，围绕丝杠68设置 以在壳体72和丝杠之间提供阻力。如图所示，一个压缩弹簧73被设置在防旋转板71的上 方，另一个压缩弹簧被设置在防旋转板的下方。该方案是这样的，电机69以一个方向驱动 丝杠68以使壳体72向下移动，从而使得前刮刀38向下移动。一旦刮刀38与模板18接触， 上部的压缩弹簧73就开始被压缩而提供阻力而底部的压缩弹簧73则开始被解除压力。刮 刀38施加在模板18上的压力或者力可以通过控制马达轴69的旋转方向来增加或者减少。 以此方式，通过以相反的方向旋转丝杠68，马达也可以被设置成驱动刮刀向上移动。具体参照图5和图6，枢轴板46通过连接组件被进一步固定到刮刀移动机构66 上，该连接组件以74来标识。连接组件74包括测力传感器76，通过紧固件80固定在枢轴 板46的测力传感器上安装座78，以及通过紧固件84 (图4)连接至后板座60的测力传感 器下安装座82。如图5所清楚地显示的一样，测力传感器76的上部被螺纹固定至测力传 感器上安装座78，测力传感器的下部被螺纹固定至测力传感器下安装座82。在一个实施例 中，测力传感器76可以包括变换器，其被用来将力转换成电子信号并传送给控制器14。具 体地说，来自测力传感器76的信号被放大(例如通过放大器)并被发送至控制器的驱动模 块，以用于控制刮刀在ζ轴方向的移动。例如，测力传感器76的类型可以是俄亥俄州哥伦布市的霍尼韦尔公司或者是俄 亥俄州沃兴顿市的Delta Metrics有限公司提供的商标为Sensotec的传感器。控制器14 可被设置成在显示器16上显示力。也可以使用本领域所知的其他类型的测力传感器。不 论在哪个实施例中，测力传感器76被设置成测量并传送由刮刀38 (例如前刮刀)施加在模 板18上的力(或压力)的大小。该方案是这样的，当将刮刀38移动至与模板结合时，移动机构66通过连接组件74 使前刮刀安装座44向下移动。刮刀38施加在模板18上的力被设置在枢轴48和后座60 之间的测力传感器76所测量。由此，模板印刷机10的操作者可以正确选择需要刮刀38施 加在模板18上的力。因此，刮扫组件38通过旋转轴承50被安装在枢轴板46上，该旋转轴承50位于负 载和负载测量装置(例如测力传感器76)之间。设计这种结构是为了使摩擦最小并且以最 少的成本产生最好的准确性和灵敏度。加载的力被直接传递到负载承载元件，而几乎没有 或没有会影响测力传感器的读数的摩擦力。图7示出了具有铰链机构的另一个实施例的连接组件，其中铰链机构用于连接刮 刀移动机构和刮刀组件。如图所示，刮刀38被固定至固定架40，该固定架固定在刮刀安装 座44上。刮刀安装座44通过合适的轴承100被铰链安装至壳体72。和图3_6所示的实施 例一样，移动机构66包括被马达轴69驱动旋转的丝杠68以将刮刀38相对于模板18上下移动。如图所示，测力传感器76的一端通过连接件102被可枢转地连接至壳体72，其另一 端通过连接件104被可转动地连接至刮刀安装座44。这种结构使得测力传感器76能够以 参照图3-6所描述的方式测量刮刀38施加在模板18上的力，在特定实施例中，刮刀施加在模板上的具体的力的校准或确定可以依照美国专利 申请号为11/786,971的专利所公开的教导来调节，该专利公开的内容在此全部并入本说 明书中，该专利申请的名称是“校准印刷头压力和在生产过程中施加正确印刷压力的方法 和装置”，该专利申请的申请日为2007年4月13日，该专利的所有人为本公开的受让人。虽 然该专利申请中的教导具体是针对开环印刷和校准开环印刷机的印刷头(当涂覆不受压 的焊膏时)，但是该专利申请所公开的教导也可以应用在闭环印刷中(当涂覆受压的焊膏 时)。例如，为了校准开环印刷中特定刮刀(前刮刀38或后刮刀)对模板1的结合力，校 准程序的第一步为用力/校准计量器代替刮刀，该力/校准计量器被提供用于通过将计量 器移动到较低的位置来测量刮刀施加在模板上力。此外，将模板从模板印刷机移除。用刮 刀移动机构将计量器下降到与刚性表面(例如平台或者工具的顶部)相接触。刮刀移动机 构继续以已知的数值下降计量器。在每一个已知的数值，计量器记录力的值，例如，该值会 被配置为具有刮扫力校准程序的处理器内的控制器保存起来。记录的值的一个例子如下移动距离压力001000lib200021bs300031bs50，000501bs接下来，刮刀固定架回到较高的或起始位置(在0移动距离处)。计量器被降低直 至一个标记的边缘触发传感器，该边缘对应于第一参考点。这个力被记录并保存在控制器 中。计量器被进一步降低直至对应于第二参考点的另一个标记边缘触发传感器。这个力被 记录并保存在控制器中。结果就是记录的力对应于压缩弹簧的压缩程度，该结果是线性的 并且是可重复的。接下来，操作者将计量器移除并且将刮刀安装在刮刀固定架上。 刮刀被降低直到 与模板接触以确定一个零参考点。刮刀被进一步降低直到探测到标记的各个边缘。这些位 置被用于与上面确定的第一和第二参考点进行比较以计算该特定刮刀的印刷力的曲线。在 另一个实施例中，这种两步式的步骤可以被合并成一个步骤。具体地说，该系统可以被设置 成从零位置开始通过已知的转变点来下降已知距离。所有距离和转变点的力的数值被记录 下来以供以后参考。在另一个实施例中，例如，在闭环校准过程中，校准程序可以上文描述的方式来执 行，即，通过测量计量器在工具的顶部和/或模板上的力以及将计量器的结果与从测力传 感器76获得的结果进行比较。具体地说，将计量器代替刮刀置于刮刀安装座上并且通过驱 动刮扫组件向下移动并经过多个特定的位置。计量器的读数被传送到控制器14的软件并 制成图表来与从测力传感器76获得的读数进行对照。模板印刷机的控制器使用该信息来 确定印刷头是否施加了适当的力。
在其他的实施例中，测力传感器可以用大弹簧和测量装置来代替，例如线性差动 位移变换器或LVDT。使用测力传感器的优点是，当该测力传感器经受预定范围内的力时，该 测力传感器不会移动或改变长度，从而保持系统中其他元件的空间关系。然而，相似的结果 也可以通过采用在力的范围内只作很小移动的大弹簧以及测量施加的力的测量装置来实现。 由此，应当注意的是，此处公开的刮刀安装组件比现有技术中的刮刀安装组件的 成本更低并且具有更高的正确性和灵敏度。一个优点是在负载(也就是刮刀施加在模板上 的力)与测力传感器之间设置了旋转轴承系统。另一个优点是提供了容易安装和操作的刮 刀安装组件。此处公开的刮刀安装组件特别适用于闭环刮扫系统，该系统在印刷过程中将受压 的焊膏涂覆在模板上。如此已经描述了本公开的至少一个实施例的多个方面的内容，应当理解的是，对 于本领域的技术人员来说，可以容易地对本发明作出改变、改装和改善。这种改变、改装和 改善也是本公开的一部分，也属于本公开的精神和保护范围之内。例如，可以改变本公开中 描述的参数来适应不同的印刷工艺要求。因此，前文的描述和附图仅仅只是举例而已。权利要求如下
权利要求
一种用于将黏性物质印刷到基板上的模板印刷机，该模板印刷机包括机架；连接至机架的模板；连接至机架的基板支撑物以在印刷位置支撑基板；以及连接至机架的印刷头，该印刷头在模板上方沉积并印刷黏性物质，该印刷头包括刮刀，该刮刀被设置成与所述模板接合，刮刀安装座，被设置为容纳所述刮刀，刮刀移动机构，其被设置成从刮刀与模板间隔一定距离的较高的位置和刮刀与模板接合并对模板施加力的较低的位置沿z轴方向移动所述刮刀安装座，以及连接件，被设置成可枢转地将刮刀安装座连接到刮刀移动机构，该连接件包括测力传感器，该测力传感器被设置用于测量刮刀施加在模板上的力。
2.权利要求1的模板印刷机，其中所述连接件包括枢轴板和后座，所述枢轴板可枢转 地连接到所述刮刀安装座上，所述后座可枢转地连接到枢轴板上。
3.权利要求2的模板印刷机，其中所述连接件还包括被设置用于容置测力传感器的测 力传感器安装座，该测力传感器安装座被固定至所述枢轴板和所述后座。
4.权利要求2的模板印刷机，其中所述枢轴板包括第一枢轴和位于所述刮刀安装座内 的旋转轴承，该旋转轴承被设置用于接收所述第一枢轴。
5.权利要求4的模板印刷机，其中所述枢轴板包括第二枢轴和两个位于所述后座内的 角接触轴承，该两个角接触轴承被设置用于接收所述第二枢轴。
6.权利要求1的模板印刷机，其中所述刮刀移动机构包括壳体、螺纹连接至该壳体的 丝杠以及至少一个压缩弹簧，该压缩弹簧围绕所述丝杠设置以在所述壳体和所述丝杠之间 提供阻力。
7.权利要求1的模板印刷机，进一步包括控制模板印刷机的运行的控制器，该控制器 被设置成与所述测力传感器进行通讯。
8.权利要求7的模板印刷机，进一步包括连接至所述控制器的显示器，该显示器被设 置用于显示所述测力传感器获得的力的读数。
9.一种用于将黏性物质印刷到基板上的模板印刷机，该模板印刷机包括 机架；连接至机架的模板；连接至机架的印刷头，该印刷头在模板上方沉积并印刷黏性物质，该印刷头包括 刮刀组件，该刮刀组件被设置用于将黏性物质移过所述模板，以及 刮刀移动机构，其被设置成从该刮刀组件与模板间隔一定距离的较高的位置和该刮刀 组件与所述模板接合并对该模板施加力的较低的位置沿ζ轴方向移动所述刮刀组件， 其中所述刮刀组件可枢转地被连接至所述刮刀移动机构。
10.权利要求9的模板印刷机，其中所述印刷头还包括枢轴板，该枢轴板可枢转地连接 至刮刀组件和刮刀移动机构。
11.权利要求10的模板印刷机，其中所述印刷头还包括测力传感器，该测力传感器被 连接至枢轴板并且被设置用于测量所述刮刀施加在所述模板上的力。
12.权利要求11的模板印刷机，其中所述印刷头还包括被设置用于容置测力传感器的测力传感器安装座，该测力传感器安装座被固定至所述枢轴板和所述后座，该后座被连接 至所述刮刀移动机构。
13.权利要求11的模板印刷机，还包括用于控制模板印刷机的运行的控制器，该控制 器被设置成与所述测力传感器进行通讯。
14.权利要求13的模板印刷机，还包括连接至所述控制器的显示器，该显示器被设置 用于显示测力传感器所获得的力的读数。
15.权利要求10的模板印刷机，其中所述枢轴板包括第一枢轴和位于所述刮刀安装座 内的旋转轴承，该旋转轴承被设置用于接收所述第一枢轴。
16.权利要求15的模板印刷机，其中所述枢轴板包括第二枢轴和两个位于所述后座内 的角接触轴承，该两个角接触轴承被设置用于接收所述第二枢轴。
17.一种将刮刀组件连接到刮刀移动机构上的方法，该刮刀组件具有刮刀安装座和刮 刀，所述模板移动机构具有驱动器和连接至该驱动器的壳体，该方法包括通过枢轴连接将刮刀安装座固定到枢轴板；以及用紧固件将枢轴板固定到所述壳体上。
18.权利要求17的方法，进一步包括用枢轴将所述枢轴板固定到具有测力传感器的连 接组件。
19.权利要求18的方法，其中所述连接组件包括固定到测力传感器上部的测力传感器 上安装座和固定到测力传感器下部的测力传感器下安装座。
20.权利要求19的方法，还包括将旋转轴承置于所述刮刀安装座内，该旋转轴承被设 置用于接收所述枢轴。
21.一种用于将黏性材料印刷在基板上的模板印刷机，该模板印刷机包括机架；连接至机架的模板；连接至机架的基板支撑物以在印刷位置支撑基板；以及连接至机架的印刷头，该印刷头在模板上方沉积并印刷黏性物质，该印刷头包括刮刀，该刮刀被设置成与所述模板接合，刮刀安装座，被设置成用于容纳所述刮刀，刮刀移动机构，其被设置成从刮刀与模板间隔一定距离的较高的位置和刮刀与模板接 合并对模板施加力的较低的位置沿ζ轴方向移动所述刮刀安装座，以及连接件，被设置成以可枢转地或铰链连接的方式将刮刀安装座连接到刮刀移动机构， 该连接件包括被设置用于测量刮刀施加在模板上的力的装置。
22.权利要求21的模板印刷机，其中所述连接件包括可枢转地连接至所述刮刀安装座 的枢轴板，以及可枢转地连接至所述枢轴板的后座。
23.权利要求21的模板印刷机，其中所述枢轴板包括第一枢轴和位于所述刮刀安装座 内的旋转轴承，该旋转轴承被设置用于接收所述第一枢轴。
24.权利要求23的模板印刷机，其中所述枢轴板包括第二枢轴和两个位于所述后座内 的角接触轴承，该两个角接触轴承被设置用于接收所述第二枢轴。
25.权利要求21的模板印刷机，其中所述刮刀移动机构包括壳体、螺纹连接至该壳体 的丝杠以及至少一个压缩弹簧，该压缩弹簧围绕所述丝杠设置以在所述壳体和所述丝杠之间 提供阻力。
全文摘要
模板印刷机(10)包括机架(12)；连接至机架的模板(18)；连接至机架的基板支撑物(28)以用于在印刷位置支撑基板；以及连接至机架的印刷头(20)，该印刷头用于在模板上方沉积并印刷黏性物质。印刷头包括设置成与模板接合的刮刀(38)；设置成用于容纳刮刀的刮刀安装座(44)；刮刀移动机构，其被设置成从刮刀与模板间隔一定距离的较高位置和刮刀与模板接合并对模板施加力的较低的位置沿z轴方向移动刮刀安装座；以及连接件(46，48)，该连接件被设置成可枢转地将刮刀安装座连接到刮刀移动机构。该连接件包括测力传感器(76)，该测力传感器被设置为用于测量刮刀施加在模板上的力。
文档编号B41F15/42GK101990499SQ200980113235
公开日2011年3月23日 申请日期2009年1月13日 优先权日2008年2月14日
发明者丹尼斯·G.·道尔, 罗纳德·J.·福盖特 申请人:伊利诺斯工具制品有限公司