模板印刷机的制作方法

本申请涉及一种用于制造印刷电路板的模板印刷机，尤其涉及模板印刷机的锡膏分配装置。

背景技术：

在制造表面贴装印刷电路板的过程中，模板印刷机可用于将锡膏印刷到电路板上，以使电子元件能够随后被沉积到电路板上。具有导电表面的电路板被传送到模板印刷机中，并且通过电路板上的一个或更多个小孔或标记(被称为“基准点”)从下方与模板印刷机的模板上的孔隙正确地对准。模板印刷机的锡膏分配装置从模板上方降低到与模板较为接近的高度，从锡膏罐中挤出锡膏至模板上。锡膏被分配至模板上后，模板印刷机的刮刀贴着模板的上表面移动，以迫使锡膏穿过模板上的孔隙到达电路板的导电表面上。锡膏通常是从标准的锡膏罐中分配到模板上。锡膏罐中容纳有有限容量的锡膏，在锡膏罐中的锡膏被分配完之后，需要更换新的锡膏罐进行分配。在印刷操作之后，电路板被传送离开模板并送往生产线的下一个处理单元。

在大规模的流水线式的工作环境中，重复进行上述的操作步骤以制造数量庞大的电路板，需要一种改进的模板印刷机以使得能够更经济高效地连续重复进行相应的操作步骤。

技术实现要素：

发明人经过长期的观察和实验发现，在模板印刷机的工作过程中，更换使用完毕的锡膏罐所需的操作及花费的时间，会影响到模板印刷机的工作效率。通常一个标准锡膏罐容纳500克锡膏，可以用于印刷多个电路板。当这个锡膏罐中的锡膏使用完毕后，需要停止模板印刷机并更换新的锡膏罐。在大规模自动化流水线式的环境下，较为频繁的停机并更换锡膏罐的操作，会降低模板印刷机乃至整个流水线的工作效率。

本申请提供的模板印刷机，可装配两个标准锡膏罐，当其中一个锡膏罐用完后，无需停机即可切换至另一个锡膏罐继续操作；当两个锡膏罐都用完后，再更换新的锡膏罐。这样一来，停机并更换锡膏罐的次数可减少一半，从而能够显著地提高模板印刷机的工作效率。

本申请提供一种模板印刷机，包括：第一支架装置，第一支架装置被配置为能够沿水平方向纵向往复移动；移动装置，移动装置安装在第一支架装置上，并且被配置为能够在第一支架装置上沿水平方向横向往复移动；两个支撑台，两个支撑台安装在移动装置的下部，两个支撑台中的每一个用于承载相应的锡膏罐；以及两个驱动装置，两个驱动装置安装在移动装置上，以使得两个驱动装置中的每一个位于相应的支撑台的上方，以及两个驱动装置中的每一个用于按压相应的锡膏罐；其中，移动装置被配置为能够带动两个支撑台和两个驱动装置沿竖直方向往复移动。

根据上述的模板印刷机，两个支撑台设置在移动装置相对的两侧，从而使得两个支撑台背靠背地设置；或者两个支撑台设置在移动装置的同侧，从而使得两个支撑台并排地设置。

根据上述的模板印刷机，两个驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置和第二驱动装置中的每一个包括一个气缸，气缸包括：缸体，缸体固定在移动装置上，缸体内部具有容腔；活塞杆，活塞杆设置在容腔中，并被配置为能够根据容腔内的气体压力的变化沿竖直方向往复移动，以及活塞杆向下延伸至缸体外部形成活塞杆的下端；以及压头，压头与活塞杆的下端连接，以使得压头能够与活塞杆一起沿竖直方向往复移动。

根据上述的模板印刷机，还包括：两个锡膏用量感测装置，两个锡膏用量感测装置中的每一个用于感测相应的驱动装置的活塞杆的行程从而感测相应的锡膏罐的锡膏用量，并被配置为当活塞杆移动至预定位置时产生相应的锡膏罐的锡膏用量信号。

根据上述的模板印刷机，锡膏用量感测装置包括：磁环，磁环套设在活塞杆上，并能够随着活塞杆的移动而移动；以及磁性开关，磁性开关安装在缸体外侧，并被配置为当磁环移至距磁性开关预定距离时，磁性开关能够产生锡膏用量信号。

根据上述的模板印刷机，两个支撑台中的每一个包括：基座，基座安装在移动装置的下部；支柱，支柱的下端安装在基座上，以及支柱的上端的形状被配置为与锡膏罐的开口相适应，用于承载锡膏罐，其中，支柱内部具有上下贯通的通孔，用于挤出锡膏罐中的锡膏。

根据上述的模板印刷机，基座具有向下凹陷的接收部，用于接收支柱的下端，其中，接收部的底部具有流通孔，以及接收部的一侧具有与接收部连通的开口；基座还包括挡板，挡板可开合地安装在接收部的一侧，用于打开或关闭开口。

根据上述的模板印刷机，还包括：第二支架装置，移动装置通过第二支架装置安装在第一支架装置上，第一支架装置和第二支架装置可分离地设置，从而使得第二支架装置能够从第一支架装置上拆卸。

根据上述的模板印刷机，还包括：控制器，控制器被配置为能够控制第一支架装置、移动装置和两个驱动装置的移动。

根据上述的模板印刷机，两个驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，其中，第一驱动装置和第二驱动装置被轮流地设置为工作驱动装置；以及当第一驱动装置被设置为工作驱动装置时，控制器被配置为能够接收来自与第一驱动装置相对应的锡膏用量感测装置的锡膏用量信号，并根据锡膏用量信号选择第二驱动装置作为工作驱动装置。

根据上述的模板印刷机，当选择第一驱动装置作为工作驱动装置时，控制器被配置为能够控制第一驱动装置的工作位置；以及当选择第二驱动装置作为工作驱动装置时，控制器被配置为能够在第一驱动装置的工作位置的基础上叠加预定的偏移量，以得到第二驱动装置的工作位置。

根据上述的模板印刷机，偏移量为两个支撑台的流通孔中心之间的距离。

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

附图说明

当结合附图阅读以下详细说明时，本申请将变得更易于理解，在整个附图中，相同的附图标记代表相同的零件，其中：

图1是本申请的模板印刷机的一个实施例的结构示意图；

图2a是图1的实施例中第二支架装置以及两组锡膏分配装置反面的结构示意图；

图2b是图1的实施例中第二支架装置以及两组锡膏分配装置正面的结构示意图；

图3a是图2a-2b的实施例中去掉锡膏罐后的结构示意图；

图3b是图3a的实施例中其中一组锡膏分配装置去掉支柱的结构示意图；

图3c是图3a的实施例中挡板打开时的结构示意图；

图3d是支柱的侧视图；

图3e是沿图3c中a-a线的支柱的剖面图；

图4a是图2a-2b的实施例中去掉驱动装置的缸体后的结构示意图；

图4b是驱动装置的侧视图；

图4c是沿图4b中的b-b线的驱动装置的剖面图；

图4d是图3a中的锡膏分配装置去掉支柱后的结构示意图；

图5a-5e示出了挤出锡膏的工作过程，其中图5a是初始状态，图5b是压头下移至接触锡膏罐的底面时的状态，图5c是压头向下按压锡膏罐挤出锡膏的状态，图5d是锡膏罐中的锡膏被挤完的状态，图5e是复位状态；

图6是磁性开关的一个实施例的结构示意图；

图7a是本申请的模板印刷机的另一个实施例的结构示意图；

图7b是图7a的实施例中第二支架装置以及两组锡膏分配装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“正”、“反”、“近端”、“远端”、“横向”、“纵向”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，这些术语是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。

图1是本申请的模板印刷机100的一个实施例的结构示意图。如图1所示，模板印刷机100包括操作平台101、第一支架装置110、第二支架装置250(参见图2a)和移动装置121。操作平台101水平设置，大体呈长方形，用于印刷电路板的模板(未示出)放置在操作平台101的中部。操作平台101的两侧纵向设置有导轨102，第一支架装置110安装在操作平台101上，并可以在导轨102上沿水平方向纵向往复移动。第一支架装置110上横向设置有导轨111，第二支架装置250安装在第一支架装置110上，并能够在导轨111上沿水平方向横向往复移动。移动装置121通过第二支架装置250安装在第一支架装置110上。移动装置121包括可以沿竖直方向往复移动的部件。移动装置121用于移动锡膏分配装置。在图1的实施例中，移动装置121为气缸，能够沿竖直方向往复移动的部件为气缸的活塞杆。通过以上设置，可以带动锡膏分配装置在水平和竖直方向移动，从而可以使锡膏分配装置对准操作平台101上期望的位置进行锡膏分配操作。

在本申请中，模板印刷机100设有两组锡膏分配装置，第一组锡膏分配装置包括用于承载第一锡膏罐141的第一支撑台131和用于按压第一锡膏罐141的第一驱动装置151，第二组锡膏分配装置包括用于承载第二锡膏罐142的第二支撑台132和用于按压第二锡膏罐142的第二驱动装置152。第一支撑台131和第一驱动装置151固定在移动装置121的一侧，第二支撑台132和第二驱动装置152固定在移动装置121相对的另一侧，从而使得这两组锡膏分配装置背靠背地设置。移动装置121能够带动这两组锡膏分配装置沿竖直方向往复移动。

第一支撑台131安装在移动装置121的下部，第一锡膏罐141开口向下、底面向上地倒扣在第一支撑台131上。第一驱动装置151安装在第一支撑台131的上方，设有能够沿竖直方向相对于第一支撑台131往复移动的压头423(参见图5a-5c)。随着第一驱动装置151的压头423相对于第一支撑台131向下移动，压头423能够向下按压第一锡膏罐141的底面，从而将锡膏从第一锡膏罐141中向下挤出。在图1的实施例中，第一驱动装置151为气缸。第二组锡膏分配装置与第一组锡膏分配装置具有相同的结构。

当进行印刷操作时，移动装置121将锡膏分配装置下降至模板上方合适的高度，以便于向模板上挤出锡膏。当处于其他状态时，例如在水平方向移动时或待机时，移动装置121升起锡膏分配装置，以便于进行其他的操作。

在图1的实施例中，第一支架装置110和第二支架装置250可分离地设置，从而使得第二支架装置250能够从第一支架装置110上拆卸，以便于更换锡膏分配装置上的锡膏罐。

模板印刷机100还包括安装在第一支架装置110上的刮刀160。在锡膏被挤出到模板上后，刮刀160能够由第一支架装置110带动贴着模板的上表面移动，以迫使锡膏穿过模板上的孔隙到达电路板的导电表面上，从而完成印刷操作。

模板印刷机100还包括控制器170。控制器170被配置为能够控制第一支架装置110、第二支架装置250、移动装置121、刮刀160和驱动装置151、152的移动和工作位置，以互相配合地完成电路板的印刷操作。控制器170可以包括任何适当的控制装置或控制部件，例如一个或多个处理器、存储器、可编程电路等。

图2a和2b分别示出了图1的实施例中的两组锡膏分配装置的反面和正面两个角度的立体结构示意图，其中在图2a中还示出了第二支架装置250。

如图2a和2b所示，移动装置121包括第一气缸221和第二气缸222，分别用于带动第一组锡膏分配装置和第二组锡膏分配装置沿竖直方向往复移动。第一气缸221和第二气缸222并排设置。第一气缸221具有缸体231和活塞杆241，第二气缸222具有缸体232和活塞杆242。第一气缸221和第二气缸222的缸体231、232通过第二支架装置250安装到第一支架装置110上，而第一气缸221和第二气缸222的活塞杆241、242能够相对于缸体231、232沿竖直方向往复移动。两组锡膏分配装置背靠背地设置在移动装置121相对的两侧，其中，第一支撑台131和第一驱动装置151通过支撑板261固定地连接至第一气缸221的活塞杆241的驱动端，从而能够被第一气缸221的活塞杆241带动沿竖直方向往复移动；第二支撑台132和第二驱动装置152通过支撑板262固定地连接至第二气缸222的活塞杆242的驱动端，从而能够被第二气缸222的活塞杆242带动沿竖直方向往复移动。在其他的实施例中，移动装置121也可以只包括一个气缸，两组锡膏分配装置均固定地安装在同一个气缸上。需要说明的是，在其他的实施例中，也可以不设置第二支架装置250，将移动装置121直接连接至第一支架装置110即可。

图3a是图2a-2b的实施例中去掉锡膏罐141、142后的结构示意图，图3b是图3a的实施例中其中一组锡膏分配装置去掉支柱320的结构示意图，图3c是图3a的实施例中挡板331打开时的结构示意图，图3d是支柱320的侧视图，图3e是沿图3c中a-a线的支柱320的剖面图。

如图3a-3e所示，第一支撑台131安装在支撑板261的一侧。第一支撑台131包括基座310和支柱320，以及在竖直方向延伸的连接板361和在水平方向延伸的连接板371。基座310安装在连接板361的下部，连接板371安装在连接板361的上部。第一驱动装置151由连接板371承载。支柱320内部具有上下贯通的通孔323。支柱320的下端安装在基座310上，支柱320的上端321的形状被配置为与锡膏罐的开口相匹配，使得锡膏罐141、142能够开口向下地倒扣在支柱320的上端321上，并且锡膏罐141、142只能通过支柱320中的通孔323流出。围绕支柱320的上端321还设有密封圈340，从而能够在上端321的外周与锡膏罐141、142的内壁之间形成滑动密封，防止锡膏泄漏。需要说明的是，尽管在上述实施例中，第一驱动装置151也由第一支撑台131承载，但是在其他的实施例中，第一支撑台131上也可以不设置在水平方向延伸的连接板371，第一驱动装置151直接连接至支撑板261即可。

基座310具有向下凹陷的接收部311，用于接收支柱320的下端322。接收部311的底部具有流通孔312，当支柱320安装在基座310上时，流通孔312与支柱320中的通孔323连通。接收部311靠外的一侧具有与接收部311连通的开口313，挡板331可开合地安装在接收部311的外侧，用于打开或关闭开口313。挡板331的一端可旋转地连接在开口313的一端，挡板331的另一端可以通过螺丝或卡合的方式连接在开口313的另一端。

在将锡膏罐装入基座310或从基座310取出时，通常是将锡膏罐和支柱320一同装入和取出。具体而言，装入基座310时，先将支柱320的上端321插入锡膏罐的开口中，然后将支柱320和锡膏罐倒过来，并将支柱320的下端322装入基座310的凹陷的接收部311中。在从基座310取出时，则是将支柱320连同倒扣在支柱320上的锡膏罐一起从基座310取出，以便可以更换锡膏罐。通过设置开口313和挡板331，能够在挡板331打开时露出开口313，从而使得支柱320连同设置在支柱320上的锡膏罐141、142能够从开口313处从基座310的侧方装入基座310或从基座310取出。从而，在操作空间(尤其是在竖直方向上)有限的情况下，使得锡膏罐的更换和安装更加便捷。当支柱320安装在基座310上后，关闭挡板331可以固定支柱320。

第二支撑台132与第一支撑台131具有相同的结构，在此不赘述。

图4a是图2a-2b的实施例中去掉驱动装置151、152的缸体410后的结构示意图，图4b是驱动装置151、152的侧视图，图4c是沿图5b中的b-b线的驱动装置151、152的剖面图，图4d是图3a中的锡膏分配装置去掉支柱320后的结构示意图。

如图4a-4c所示，驱动装置151、152为气缸。驱动装置151、152具有相同的结构，下面以驱动装置151为例介绍两个驱动装置的具体结构。驱动装置151包括缸体410、活塞杆420和压头423。缸体410开口朝下地承载在第一支撑台131的连接板371上，连接板371上设有供活塞杆420穿过的开口。缸体410内部具有容腔411。活塞杆420设置容腔411中，活塞杆420的上端421与缸体410的内壁之间滑动密封，能够根据容腔411内的气体压力的变化沿竖直方向往复移动。活塞杆420向下延伸至缸体410的外部形成活塞杆420的下端422。压头423连接在活塞杆420的下端422上，从而使得压头423能够与活塞杆420一起沿竖直方向往复移动。压头423的形状被配置为与锡膏罐141、142的底面相适应，以便于向下按压锡膏罐141、142的底面。

驱动装置151、152中的每一个对应地设置有一个锡膏用量感测装置，用于感测相应的驱动装置151、152中的活塞杆420的行程，从而感测相应的锡膏罐141、142中的锡膏用量。锡膏用量感测装置被配置为当活塞杆420移动至预定位置时产生相应的锡膏用量信号，以指示相应的锡膏罐141、142中的锡膏是否已经用完。

锡膏用量感测装置包括磁环431和磁性开关432。磁环431套设在活塞杆420上，并且能够随着活塞杆420的移动而移动。磁性开关432安装在缸体410的外侧，并被配置为当磁环431移动至距磁性开关432预定距离时，磁性开关432能够产生相应的锡膏用量信号。

控制器170与磁性开关432通讯连接，能够接收来自磁性开关432的锡膏用量信号。当控制器170接收到与第一驱动装置151相对应的磁性开关432发出的指示第一锡膏罐141中的锡膏已用完的锡膏用量信号时，控制器170选择第二驱动装置152代替第一驱动装置151作为工作驱动装置。

如图4d所示，第一支撑台131和第二支撑台132的流通孔312的流动中心之间的距离为x，该距离x也是第一支撑台131和第二支撑台132上的支柱320安装就位后，两个支柱的通孔323的中心之间的距离。

如图4a所示，当第一组锡膏分配装置在其工作位置对准操作平台101上的分配位置p分配锡膏时，如果控制器170接收到与第一驱动装置151相对应的磁性开关432发出的指示第一锡膏罐141中的锡膏已用完的锡膏用量信号，则控制器170选择第二驱动装置152代替第一驱动装置151作为工作驱动装置。但是在通过第二组锡膏分配装置的第二驱动装置152分配锡膏之前，需要先将第二组锡膏分配装置的移动一个预定的偏移量，使其能够对准分配位置p，以使得第二组锡膏分配装置能够继续进行第一组锡膏分配装置未完成的分配。也就是说，控制器170需要在第一驱动装置151的工作位置的基础上叠加预定的偏移量，以得到第二驱动装置152的工作位置。该偏移量为第一支撑台131和第二支撑台132的流通孔312中心之间的距离x(如图4d所示)。将工作驱动装置切换为第二驱动装置152之后，模板印刷机即可使用第二锡膏罐142继续进行印刷操作。

通过在第一驱动装置151的工作位置的基础上叠加预定的偏移量得到第二驱动装置152的工作位置，无需在锡膏分配操作中为两个驱动装置设置单独的控制程序，从而能够简化锡膏分配的控制操作。

图5a-5e以第一组锡膏分配装置为例示出了挤出锡膏的工作过程，其中图5a是初始状态，图5b是压头423下移至接触锡膏罐141的底面时的状态，图5c是压头423向下按压锡膏罐141挤出锡膏的状态，图5d是锡膏罐141中的锡膏被挤完的状态，图5e是复位状态。

如图5a所示，在初始状态时，装满锡膏的锡膏罐141开口向下、底面向上地倒扣在支柱320上。支柱320的上端321插入锡膏罐141的开口，并与锡膏罐141的内壁形成滑动密封。

如图5b所示，压头423被活塞杆420驱动向下移动并接触锡膏罐141的底面。

如图5c所示，压头423继续向下移动以按压锡膏罐141，锡膏罐141中的锡膏通过支柱320中的通孔323和基座310中的流通孔312从基座310下方被挤出。随着活塞杆420和压头423向下移动的行程不断增加，锡膏罐141中的锡膏持续地被挤出，锡膏罐141在压头423的按压下也持续地向下移动，从而使得支柱320的上端321更深地插入锡膏罐141中。同时，套设在活塞杆420上的磁环431也随之向下移动。

如图5d所示，当锡膏罐141中的锡膏被挤完或者仅存留少许时，活塞杆420和压头423向下移动至最大行程。此时，磁环431到达接近磁性开关432的位置，例如与磁性开关432处于同一水平面的位置。磁性开关432感应到磁环431从而产生相应的锡膏用量信号以指示锡膏罐141中的锡膏已经用完。

如图5e所示，控制器170接收到磁性开关432发出的锡膏用量信号后，将第一驱动装置151复位，并切换第二驱动装置152作为工作驱动装置，使用第二锡膏罐142重复如图5a-5d的工作过程以继续进行印刷操作。

图6是磁性开关432的一个实施例的结构示意图。如图6所示，磁性开关432包括两根具有弹性的磁簧片631，以构成电路连接中的一对机械触点。两根磁簧片631之间间隔有一小空隙，当随活塞杆420移动的磁环431靠近磁性开关432时，磁环431所产生的磁场使得两根磁簧片631被磁化并触，从而使得电路连通并产生相应的电信号。当磁环431远离磁性开关432后，磁场消失，两根磁簧片631失磁并恢复到原来的位置，从而使得电路断开，电信号也随之消失。

图7a是本申请的模板印刷机700的另一个实施例的结构示意图，图7b是图7a的实施例中第二支架装置720以及两组锡膏分配装置的结构示意图。如图7a-7b所示，与图1的实施例所不同的是，两组锡膏分配装置并排地设置在移动装置721的同侧。移动装置721可以只包括一个气缸，并在竖直方向上同时移动两组锡膏分配装置。当然，移动装置721也可以包括两个气缸，分别用于移动两组锡膏分配装置。

本申请提供的模板印刷机，在不改变现有模板印刷机的软硬件结构的基础上，增加了一组锡膏分配装置，并通过偏移量的设置，无需对原有的操作及控制方式进行大的改变，即可显著地减小了锡膏罐的更换频率，从而提高了工作效率。

并且，当模板印刷机的结构使得可操作空间能够容纳更多组的锡膏分配装置时，还可以继续增加一组或多组锡膏分配装置，从而进一步减小锡膏罐的更换频率。

本说明书使用示例来公开本申请，其中的一个或多个示例被图示于附图中。每个示例都是为了解释本申请而提供，而不是为了限制本申请。事实上，对于本领域技术人员而言显而易见的是，不脱离本申请的范围或精神的情况下可以对本申请进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分的图示的或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以得到更进一步的实施例。因此，其意图是本申请涵盖在所附权利要求书及其等同物的范围内进行的修改和变型。