用于将油墨打印在衬底上的打印机和方法与流程

交叉引用

本申请要求提交日期为2016年3月13日的序列号为62/307512的美国临时专利的优先权，该专利通过引用并入本文。

背景

用于高端pcb上的焊接掩模应用(soldermaskapplication)的普通现有技术方法是光刻，其包括以下步骤：(a)板的预清洁和冲洗，(b)用液体光可成像的焊接掩模全面涂覆面板，(c)板的两侧的无粘性干燥，(d)通过照相工具暴露于光化性光(通常在真空下)，(e)显影，(f)级联漂洗和(g)板的最终固化。

需要提供一种用于打印焊接掩模的快速方法。

概述

可以提供一种用于将油墨施加到衬底以形成图案的方法，该方法可以包括执行单次打印迭代(singleprintingiteration)，该单次打印迭代可以包括使用油墨喷射器利用油墨对衬底进行浸没(flooding)，使得油墨在图案的边缘内前进；以及在油墨超过图案的边缘之前通过用辐射照射油墨来冻结油墨。

该方法可以包括在至少部分地重叠浸没和冻结中的至少一个的振动周期过程中振动衬底。

可以提供一种用于将油墨施加到印刷电路板以形成图案的方法，该方法可以包括用油墨浸没印刷电路板，使得油墨在图案的边缘内前进；在油墨超过图案的边缘之前冻结油墨；以及在至少部分地重叠浸没和冻结中的至少一个的振动周期过程中振动印刷电路板。

该方法可以包括在整个打印周期过程中振动印刷电路板。

打印周期可以在冻结开始时或在冻结开始之前结束。

振动可以在冻结开始之后结束。

振动可包括引入可以彼此相同的多个振动。

振动可以包括引入彼此不同的多个振动。

振动可以包括接近打印周期的结束时减小振动的强度。

振动可以在完成油墨喷射之后开始。在冻结油墨之后，可以重新开始油墨喷射。例如，可以在第一喷射道次(pass)中打印pcb的整个层压区域，振动板可以在喷射的一秒内开始，并且可以持续1和60秒之间，然后可以进行更多的油墨喷射道次以覆盖铜并增加层压区域上的油墨厚度。

浸没可以由打印单元执行；且其中，该方法可以包括确定振动参数、浸没参数以及冻结参数中的至少一个参数以响应打印单元的故障的发生。

该至少一个参数可以包括在浸没开始和冻结开始之间的延迟。

该方法可以包括当打印单元的故障可能是打印单元的未进行打印的喷嘴(non-printingnozzle)时延长延迟。

该方法可以包括通过对先前由打印单元打印的先前图案的图像进行图像处理来检测打印单元的故障的发生。

浸没可以包括浸没衬底的一个或多个区域；以及在衬底的一个或多个其它区域上打印油墨，而不浸没该一个或多个其它区域。

浸没可以包括浸没衬底的区域；其中该区域的浸没可以在不浸没该区域的边界的情况下进行打印之后。

图案可以由升高的垫(pad)限定；且其中冻结可以在油墨覆盖升高的垫之前执行。

可以提供一种用于将油墨施加到衬底以形成图案的打印机，打印机可以包括：打印单元，该打印单元可以包括用于油墨的喷射焊接油墨的打印头；冻结单元；以及控制器，用于通过控制多个打印迭代来控制打印单元和冻结单元；其中，在单次打印迭代的过程中，(a)打印头可以配置为使用油墨喷射器利用油墨浸没衬底，使得油墨在图案的边缘内前进；以及(b)冻结单元可以配置为在油墨超过图案的边缘之前执行油墨的冻结；其中，以下的至少一个可能是合适的：(i)冻结单元可以配置为使用辐射执行油墨的冻结；以及(ii)打印机可以包括振动模块，该振动模块可以配置为在振动周期过程中执行衬底的振动，该振动周期至少部分地重叠浸没和冻结中的至少一个。

该振动模块可以配置为在整个打印周期的过程中振动衬底。

打印周期可以在冻结开始时或在冻结开始之前结束。

该振动模块可以配置为在冻结开始之后结束衬底的振动。

该振动模块可以被配置为将彼此可以相同的多个振动引入到衬底。

该振动模块可以被配置为引入彼此不同的多个振动。

振动模块可以配置为接近打印周期的结束时减小振动的强度。

控制器可以配置为确定振动参数、浸没参数以及冻结参数中的至少一个参数以响应打印单元的故障的发生。

该至少一个参数可以包括在浸没开始和冻结开始之间的延迟。

控制器可以配置为当打印单元的故障可能是打印单元的未进行打印的喷嘴时延长延迟。

故障可以由打印机或另一个设备检测。例如，打印机可以包括图像处理器，其可以配置为通过对打印单元先前打印的先前图案的图像进行图像处理来检测打印单元的故障的发生。

打印单元可以配置为浸没衬底的一个或多个区域；以及在衬底的一个或多个其它区域上打印油墨，而不浸没该一个或多个其它区域。

打印单元可以配置为浸没衬底的区域；其中该区域的浸没可以在不浸没该区域的边界的情况下进行打印之后。

图案可以由升高的垫限定；且其中冻结可以在油墨覆盖升高的垫之前执行。

附图简述

被看作本发明的主题被特别指出并在说明书的结束部分中被清楚地主张。然而，当与附图一起阅读时，本发明关于组织和操作方法连同其目的、特征和优点可参考下面的详细描述被最好地理解，在附图中：

图1-图2是喷墨打印机的俯视图和横截面视图；

图3示出根据本发明的实施方案的阻焊油墨(soldermaskink)和衬底pcb；

图4是根据本发明的实施方案的流程图；

图5是根据本发明的实施方案的流程图；以及

图6示出根据本发明的实施方案的各种时序图。

附图详述

在下面的详细描述中，阐述了很多特定的细节，以便提供对本发明的彻底理解。然而，本领域中的技术人员将理解，本发明可在没有这些特定的细节的情况下被实施。在其它实例中，没有详细描述公知的方法、过程和部件，以便不使本发明含糊。

被看作本发明的主题被特别指出并在说明书的结束部分中被清楚地主张。然而，当与附图一起阅读时，本发明关于组织和操作方法连同其目的、特征和优点可通过参考下面的详细描述被最好地理解。

图可以是或可以不是按比例的。

应理解，为了说明的简单性和清楚性，在附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚性，元件中的某些的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，如果被认为是合适的，那么参考数字可以在附图之间重复以指示相应的或类似的要素。

因为可通常使用本领域中的技术人员已知的电子部件和电路来实现本发明的所示实施方案，为了本发明的基本概念的理解和认识且为了不使本发明的教导模糊或从本发明的教导岔开，将不在任何比如上所示被考虑为必要的程度更大的程度上解释细节。

说明书中对方法的任何引用应当经必要修改后应用于能够执行该方法的打印机，并且应当经必要修改后应用于非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质存储一旦由计算机执行将导致该方法的执行的指令。

说明书中对打印机的任何引用应当经必要修改后应用于可以由打印机执行的方法，并且应当经必要修改后应用于存储可以由打印机执行的指令的非暂时性计算机可读介质。

说明书中对非暂时性计算机可读介质的任何引用应当经必要修改后应用于能够执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令的打印机，并且应当经必要修改后应用于可以由读取存储在非暂时性计算机可读介质中的指令的计算机执行的方法。

根据本发明的实施方案，提供了用于在例如但不限于印刷电路板(pcb)的衬底上打印油墨的打印机和方法。

根据本发明的实施方案，例如阻焊油墨的油墨打印在衬底上，该衬底例如为包括升高的特征和下降的特征的pcb。其中在单个阶段过程中，衬底用阻焊油墨浸没，并且阻焊油墨可以接触升高的特征的侧壁并且在覆盖升高的特征的顶部之前被冻结(在相同的阶段过程中)。

冻结可以包括使用热和/或uv辐射和/或使用热冻结单元来固化阻焊油墨。

在浸没过程中(或至少在浸没的一部分的过程中)，衬底可以振动。振动改善了阻焊油墨的扩散。振动可以包括一个或多个振动脉冲。振动的振幅可以在整个打印阶段过程中保持恒定，或者可以改变(例如，在打印阶段的结束期间可以具有较低的振幅)。在油墨被喷射之后且在冻结之前，可以施加一个或多个振动脉冲。

打印过程可以包括多个阶段，该多个阶段中的至少一些包括振动和打印。

图1-图2示出了打印机300的示例。打印机具有用于油墨的喷射阻焊油墨320的打印头330、放置在打印头330的两侧上的冻结单元300和310、用于控制打印和冻结过程的控制器370、用于传送pcb的传送器360和用于振动pcb的振动模块380。应注意，振动模块380可以定位在pcb和传送器360之间。图2的箭头390和350示出pcb的移动的方向。

振动模块380可以包括用于引入振动的一个或多个马达，和在一个或多个马达的控制下可以振动的一个或多个振动元件。该一个或多个振动元件可以接触印刷电路板、传送器以及类似部件。振动模块380被示出为比pcb大，但是振动模块380可以比pcb小。振动模块380可以包括多个间隔开的模块，当pcb由传送器移动时，该多个间隔开的模块可以在一个或多个位置接触pcb。

振动可以引入通过pcb的周期性或非周期性振动波。

图3示出打印在衬底210上并且限定在衬底的升高的特征220之间的阻焊油墨202。

图4示出根据本发明的实施方案的方法400。

方法400用于将油墨施加至衬底以形成图案。方法400可以包括执行单次打印迭代。单次打印迭代旨在用图案覆盖衬底的一个或多个区域。

方法400可以开始于步骤410，步骤410为使用油墨喷射器利用油墨对衬底进行浸没，使得油墨在图案的边缘内前进。油墨喷射器部分地或完全地覆盖衬底。

图案的边缘的至少一些可以由衬底的拓扑(结构)形成或者在打印迭代之前以其它方式形成。例如，这些边缘可以相对于图案的内部升高，或者可以在执行步骤410之前(通过浸没或非浸没打印过程)被打印。图案的边缘可以是垫边缘、对象的任何结构元件或附接到对象的任何结构元件。应注意，图案的一个或多个边缘可以由打印过程(步骤410和420)自身通过在浸没过程中允许油墨传播且然后通过冻结油墨来停止传播来界定。

步骤410之后可以是步骤420，步骤420为在油墨超过图案的边缘之前通过辐射照射油墨来冻结油墨。

浸没开始和冻结开始之间的延迟可以被提前设置(例如，100毫秒、一秒或多秒、一分钟或多分钟及类似时间)。延迟可以响应于油墨的粘度、打印速率(每时间单位打印的油墨)、油墨应当填充的空间的体积以及类似参数。一个这样的实施方案在喷射油墨和通过光化辐射使油墨冻结之间采用1分钟延迟。

方法400还可以包括振动衬底的步骤430。振动可以至少部分地重叠步骤410和/或可以至少部分地重叠步骤420。

振动可以加速油墨的传播和/或使油墨的分布更均匀。

振动可以包括引起一个或多个振动，该一个或多个振动可以包括一个或多个振动脉冲。振动的振幅可以在整个打印阶段过程中保持恒定，或者可以改变(例如，在打印阶段的结束期间可以具有较低的振幅)。在油墨被油墨喷射之后且在冻结之前，可以施加一个或多个振动脉冲。

图5示出根据本发明的实施方案的方法500。

方法500用于将油墨施加至印刷电路板。

方法500可以开始于步骤510，步骤510为使用油墨浸没印刷电路板，使得油墨在图案的边缘内前进。

步骤510之后可以是步骤520，步骤520为在油墨超过图案的边缘之前冻结油墨。

图案可以由升高的垫界定且冻结可以在油墨覆盖升高的垫之前发生。

方法500还可以包括振动印刷电路板的步骤530。

振动可以至少部分地重叠步骤510，振动可以至少部分地重叠步骤520以及类似重叠。

振动可以包括引起一个或多个振动，该一个或多个振动可以包括一个或多个振动脉冲。振动的振幅可以在整个打印阶段过程中保持恒定，或者可以改变(例如，在打印阶段的结束期间可以具有较低的振幅)。在油墨被喷射之后且在冻结之前，可以施加一个或多个振动脉冲。

步骤530可以在步骤510的仅一部分过程中、在整个步骤510过程中、在步骤520的一部分过程中、在步骤520的仅一部分过程中以及在步骤510的至少一部分和步骤520的至少一部分的组合过程中被执行。

振动可以包括振动整个pcb，仅振动pcb的一个或多个部分，打印pcb的“覆盖”图案的一部分，通过与pcb接触的振动元件和/或通过不接触pcb但是接触与pcb接触的其它元件的振动元件引入振动及类似过程。振动元件可以是任何形状或尺寸。

方法500还可以包括步骤540，步骤540为接收关于参与步骤510的执行的打印单元发生故障的信息或检测故障的发生。

步骤540之后可以是步骤550，步骤550为确定振动参数、浸没参数以及冻结参数中的至少一个参数以响应打印单元的故障的发生。

该确定可以在步骤510、步骤520以及步骤530之后。

打印单元可以包括多个打印头，并且故障可能是未进行打印的喷嘴。故障可以表示图案中的实际或预期间隙(例如，缺失的喷嘴迹线)。为了补偿油墨的缺乏，可以延迟冻结过程，可以延长浸没过程，浸没可以包括增加打印速率(每时间单位的油墨量)，可以降低冻结强度及类似过程。

步骤540可以包括通过对先前由打印单元打印的图案的图像进行图像处理来检测打印单元的故障的发生。

步骤510可以应用在衬底的一个或多个区域上。方法500还可以包括步骤560，步骤560为将油墨打印在衬底的一个或多个其它区域上，而不浸没该一个或多个其它区域。

步骤510可以包括浸没衬底的区域。可以在步骤510之前在不浸没该区域的边界的情况下进行打印。

方法500可以应用于不是pcb的对象上。

图6示出时序图600、610以及620。

时序图600示出浸没周期601的示例，浸没周期601之后为冻结周期602。时序图600还示出一个或多个振动周期的不同示例。例如，存在不同持续时间的单个振动周期，并且存在多个振动周期的组合。在每一个打印迭代过程中可能存在多个振动周期。在单次打印迭代过程中，振动周期可以具有相同的长度、不同的长度或其组合。振动周期之间的时间间隙可以相同，可以彼此不同或可以是其组合。

振动模式可以与浸没周期601重叠、可以与冻结周期602重叠、可以与浸没周期和冻结周期两者重叠、可以仅部分地重叠(在1％和99％之间的任何值的)浸没周期601、可以仅部分地重叠冻结周期602、可以仅部分地与浸没和冻结周期重叠、可以在浸没周期之前开始、可以在浸没周期和冻结周期内的任何时间开始，并且可以在任何时间结束。

时序图610示出了变化的最大强度的振动，而时序图620示出了固定的最大强度的振动。振动的形状和持续时间可以不同于在任一时序图610和时序图620中所示的那些。

根据本发明的实施方案，该打印方法能够补偿出故障的打印头。特别是当打印头的喷嘴中的一些出故障并且不能正确地打印(或根本不打印)时，衬底的浸没能够使油墨补偿故障。这种浸没可以省去在浸没之后检查衬底以便检测(由于故障导致的)油墨的覆盖范围中和可能在发现缺陷之后的进一步的打印过程中的间隙的需要。

浸没可能持续几秒钟、十分之几秒、低于一分钟、一分钟甚至超过一分钟。

浸没和冻结(以及方法300和400的其它步骤)可以根据油墨特性、粘度以及表面张力应用于在pcb或其它物体上进行打印，用于零间隙应用或用于其它应用。

可以改变浸没的持续时间来获得期望的覆盖范围和类似的。浸没的持续时间可以取决于喷射的油墨的粘度。

该方法可以应用于消除缺失的喷嘴迹线。

该方法可以应用于克服在油墨上的油墨与衬底上的油墨的行为差异(behaviordifferences)。例如，当打印少量油墨层(一层在另一层之上)时，则具有缺失喷嘴(故障喷嘴)的结果可以看作是细长的间隙，例如，线，并且特别是划痕。这可以通过在打印一个或多个层，特别是(但不限于)最后一层(油墨上的油墨)时，使用浸没技术来解决，而不在打印后立即使用uv灯。这允许油墨浸没和模糊由缺失的喷嘴造成的间隙。稍后，油墨可以固化。

特别地，允许油墨在uv冻结之前流动促进可以通过打印算法定位的油墨流动。一些区域将被打印并浸没，而其它区域将不会。

该方法可以包括轮廓打印，然后填充轮廓并浸没以允许大的实心覆盖区域(solidcoveragearea)的快速低分辨率打印。

该方法可以用于向固化油墨引入期望的物理性质，例如柔性。

所述方法可以用于通过允许油墨浸没衬底从而改善衬底润湿性而改善对衬底的粘附性。

对术语“包括(comprising)”或“具有(having)”的任何引用也应当解释为指“由...组成(consistingof)”或“基本上由...组成(essentiallyconsistingof)”。例如，包括某些步骤的方法可以包括附加步骤，可以限于某些步骤，或者可以包括分别不实质地影响该方法的基本特征和新颖特征的附加步骤。

在前述说明书中，参考本发明的实施方案的特定例子描述了本发明。然而将明显，可在其中做出各种修改和变化而不偏离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽的精神和范围。

而且，在说明书中和在权利要求中的术语“前面(front)”、“后面(back)”、“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“在...之上(over)”、“在...之下(under)”等——如果有的话——用于描述的目的且不一定用于描述永久的相对位置。应理解，这样使用的术语在适当的情况下是可互换的，使得本文所述的本发明的实施方案例如能够在除了在本文所示或以其他方式描述的方向以外的其它方向上操作。

本领域中的技术人员将认识到，逻辑块之间的边界仅仅是说明性的，并且可替代的实施方案可以合并逻辑块或电路元件或者对各种逻辑块或电路元件施加功能的替代分解。因此，应理解，本文所述的架构仅仅是示例性的，以及事实上实现相同功能的很多其它架构可被实现。

实现相同功能的部件的任何布置实际上是“相关的”，使得期望功能被实现。因此，本文中被组合以实现特定功能的任两个部件可被看作彼此“相关”，使得期望功能被实现，而不考虑架构或中间部件。同样，这样相关的任两个部件也可被视为“操作地连接”或“操作地耦合”到彼此以实现期望功能。

在前述说明书中，参考本发明的实施方案的特定例子描述了本发明。然而将明显，可在其中做出各种修改和变化而不偏离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽的精神和范围。

而且，在说明书中和在权利要求中的术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“在...之上”、“在...之下”等——如果有的话——用于描述的目的且不一定用于描述永久的相对位置。应理解，这样使用的术语在适当的情况下是可互换的，使得本文所述的本发明的实施方案例如能够在除了在本文所示或以其他方式描述的方向以外的其它方向上操作。

本领域中的技术人员将认识到，逻辑块之间的边界仅仅是说明性的，并且可替代的实施方案可以合并逻辑块或电路元件或者对各种逻辑块或电路元件施加功能的替代分解。因此，应理解，本文所述的架构仅仅是示例性的，以及事实上实现相同功能的很多其它架构可被实现。

实现相同功能的部件的任何布置实际上是“相关的”，使得期望功能被实现。因此，本文中被组合以实现特定功能的任两个部件可被看作彼此“相关”，使得期望功能被实现，而不考虑架构或中间部件。同样，这样相关的任两个部件也可被视为“操作地连接”或“操作地耦合”到彼此以实现期望功能。

此外，本领域中的技术人员将认识到，在上面所述的操作之间的界限仅仅是说明性的。多个操作可组合成单个操作，单个操作可分布在额外的操作中，且操作可在时间上至少部分地重叠地被执行。而且，可选的实施方案可包括特定操作的多个实例，且在各种其它实施方案中操作的顺序可改变。

此外例如，在一个实施方案中，示出的示例可以被实现为位于单个集成电路上或相同的设备内的电路。可选地，示例可以被实现为任何数量的单独的集成电路或以适当的方式彼此互连的单独的设备。

还例如，示例或其部分可以实现为物理电路或者可转换成物理电路的逻辑表示(例如，以任何适当类型的硬件描述语言)的软或代码表示(softorcoderepresentation)。

此外，本发明不限于在非可编程硬件中实现的物理设备或单元，而是还可以应用于能够通过根据适当的程序代码进行操作来执行期望的设备功能的可编程设备或单元，例如，大型机、小型计算机、服务器、工作站、个人计算机、记事本、个人数字助理、电子游戏、自动的和其它嵌入式系统、蜂窝电话和各种其它无线设备，这些在本申请中通常称为“计算机系统”。

然而，其它修改、变化和变更也是可能的。相应地在例证性意义上而不是在限制性意义上看待说明书和附图。

在权利要求中，放置在括弧之间的任何参考符号不应被解释为限制权利要求。词“包括”并不排除除了在权利要求中列出的元件或步骤以外的其它元件或步骤的存在。此外，如在本文使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”被定义为一个或多于一个。此外，在权利要求中的引导短语例如“至少一个”和“一个或多个”的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”对另一权利要求元件的引入将包含这样引入的权利要求元件的任何特定的权利要求限制到只包含一个这样的元件的发明，即使同一权利要求包括引导短语“至少一个”或“一个或多个”和不定冠词例如“一个(a)”或“一个(an)”。这同样适用于定冠词的使用。除非另有规定，术语例如“第一(first)”和“第二(second)”用于任意区分开这样的术语所描述的元件。因此，这些术语不一定意欲指示这样的元件的时间或其它优先化。某些度量在相互不同的权利要求中被列举的起码事实并不指示这些度量的组合不能被有利地使用。

虽然在本文示出和描述了本发明的某些特征，本领域中的普通技术人员现在将会想到很多修改、替换、变化和等效形式。因此应理解，所附权利要求意欲涵盖如落在本发明的真实精神内的所有这样的修改和变化。

术语“包括”、“具有”、“由...组成”以及“基本上由...组成”以可互换的方式使用。