单片化工件的对准制造技术

一种用于支撑和对准多个单片化工件的工件支撑组件，包括组件主体和安装在该组件主体上的多个支撑构件，在使用中每个支撑构件支撑工件，每个支撑构件包括：安装在所述组件主体上的基底，用于将工件支撑在其上的头部单元，以及用于使所述头部单元相对于所述基底运动的致动机构，其中，所述致动机构包括并联运动学系统，所述并联运动学系统具有至少三个驱动单元，每个驱动单元直接作用于所述头部单元上，使得所述致动机构能够选择性地操作以使所述头部单元相对于所述基底运动，从而使得所述头部单元平行于一平面平移、使得所述头部单元围绕正交于所述平面的轴线旋转，或者同时进行所述平移和所述旋转。

【技术实现步骤摘要】
单片化工件的对准
本专利技术涉及工件支撑组件、印刷机、对准多个单片化工件的方法以及在多个单片化工件上印刷的方法。
技术介绍
工业丝网印刷机通常通过使用斜口刮刀或刮板经丝网（有时称为箔片或模版）上的开口图案施加导电印刷介质（例如焊膏或导电油墨）来将导电印刷介质施加到平面工件（例如电路板）上。在所述图案的面积相对于丝网的面积相对较小的情况下，丝网内可以包括多个图案，从而使得能够使用同一丝网同时印刷电路板的多个区域，或者印刷多个电路板。可选地，可以在同一台印刷机内使用多个相对较小的丝网，使得能够使用各个丝网同时印刷电路板的多个区域，或者印刷多个电路板。尽管这种同时印刷显然会比顺序印刷更有效，但是仍然存在着许多与这些技术相关的问题。i）印刷电路板的多个区域如上所述，可以在单次印刷操作中将多个图案或图案阵列印刷到单个电路板或面板的相应区域上，从而生产出多个印刷电路板（PCB），随后可以将这些印刷电路板物理地分离。这种技术从概念上和技术上都很简单——将具有多个电路板的面板装载到印刷机中，正确对准，然后同时印刷面板的所有电路板。然而，对于任何电路板而言，该电路板的至少一部分可能存在有缺陷的风险，这进而会形成有缺陷的PCB。图1示意性地示出了这种情况，其中示出了三个面板1、2、3，每个面板具有4×1阵列的电路板A-D。虽然最左边的面板1完全没有缺陷，但是相邻的面板2具有有缺陷的电路板2A，而最右边的面板3具有有缺陷的电路板3B。预先检查电路板是否有缺陷并且如果发现一块电路板有缺陷舍弃整个面板是低效的。将图案印刷到已识别的缺陷电路板上并且在印刷过程之后舍弃分离出来的有缺陷的电路板同样是低效的并且存在问题。这个问题的一种目前的解决方案是在印刷操作开始之前识别出有缺陷的电路板，并且将面板分类为具有类似缺陷的单独的批次，例如没有缺陷的第一批次、其中最左边的电路板是有缺陷的第二批次，其中左边第二块电路板是有缺陷的第三批次，以此类推。然后，可以针对每个批次使用专用的相应丝网。例如，对于第一批次使用总共具有四个开口图案的丝网，而对于每个其余的批次使用仅具有三个开口图案的丝网。对于这里描述的4×1阵列，这将导致每个面板使用五个不同的丝网以在面板的一侧进行印刷。由于通常将在每个面板的两侧都进行印刷，因此这可能导致针对单个面板类型使用十种不同的设置，而不是理想的两种（即每一侧一种）。另外，第二批次至第五批次将仅以75％的效率进行印刷。此外，如果两个或更多个电路板有缺陷，则必须采取其他措施。ii）印刷多个电路板上述问题的解决方案是在印刷过程之前预先分离或“分割”各个电路板。这里，可以在印刷之前识别出任何有缺陷的电路板，然后立即将其舍弃，从而仅印刷没有缺陷的电路板。尽管这一过程相对有效，但会带来复杂性。特别地，对于同时（或顺序）印刷，难以支撑和对准各个相对较小的电路板。为了克服这些问题已经开发出多种方法。例如，GB2484373A描述了一种方法，其中分别定位各个电路板，但是这仅允许一次顺序印刷一个基板。JP-2009-248551描述了一种方法，其中分别检查每个电路板的位置，并且使用重定位臂顺序地重新定位每个电路板。这一技术确实使得可以同时印刷面板的所有电路板，但是顺序的重新定位很费时间，并且定位臂设备占用了印刷机内的有用空间。WO2014/166956描述了一种可选的设备，其中可以使用参考腹板同时对准所有电路板，然后同时进行印刷。这种解决方案效果很好，但是如果进来的未印刷的电路板被定位成离其正确位置太远，则这种解决方案将不适用。
技术实现思路
本专利技术试图克服这些问题，并且提供用于在单次印刷操作中印刷多个单片化工件（例如电路板）的设备和方法。有利地，本专利技术使得能够同时对准多个工件，并且在印刷过程中保持较高程度的灵活性。通过本专利技术实现的同时视觉对准将保持或提高对准精度，同时提高产量。此外，所提出的设备是紧凑的，特别是具有相对较低的高度，并且可以根据现有的印刷机进行改型。其他优点包括易于提供真空供应以将工件夹持在其上，以及活动零件数量少。根据本专利技术，该目的通过为各个工件提供支撑塔架来实现，每个支撑塔架分别能够调节支撑在其上的工件的位置和取向，从而使得每个工件可以具有唯一的对准位置。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于支撑和对准多个单片化工件的工件支撑组件，所述工件支撑组件包括组件主体和安装在该组件主体上的多个支撑构件，在使用中每个支撑构件支撑工件，每个支撑构件包括：安装在所述组件主体上的基底，用于将工件支撑在支撑构件上的头部单元，以及用于使所述头部单元相对于所述基底运动的致动机构，其中，所述致动机构包括并联运动学系统，所述并联运动学系统具有至少三个驱动单元，每个驱动单元直接作用于所述头部单元上，使得所述致动机构能够选择性地操作以使所述头部单元相对于所述基底运动，从而使得所述头部单元平行于一平面平移、使得所述头部单元围绕正交于所述平面的轴线旋转，或者同时进行所述平移和所述旋转。根据本专利技术的第二方面，提供了一种包括第一方面所述的工件支撑组件的印刷机。根据本专利技术的第三方面，提供了一种对准多个单片化工件的方法，该方法包括以下步骤：a）将所述工件定位在第一方面所述的工件支撑组件上方，使得每个工件覆盖在相应的支撑构件上；b）提升所述工件支撑组件，使得所述支撑构件接触并且提升相应的覆盖在上面的工件；以及c）通过各个致动机构的操作分别对准每个工件。根据本专利技术的第四方面，提供了一种印刷多个单片化工件的方法，该方法包括以下步骤：提供第二方面所述的印刷机，使用第三方面所述的方法对准所述多个单片化工件，以及在对准的工件上执行印刷操作。在所附权利要求书中阐述了本专利技术的其他具体方面和特征。附图说明现在将参考附图（未按比例）描述本专利技术，其中。图1示意性地示出了三个面板，每个面板容纳四个电路板。图2A以分解透视图示意性地示出了根据本专利技术的一种实施例的用于工件支撑组件的支撑构件。图2B以分解透视图示意性地示出了用于装配至图2A的工件支撑组件的工具模块和工件。图2C以截面透视图示意性地示出了图2A和图2B的装配的工件支撑组件和工具模块。图3从上方示意性地示出了根据本专利技术的第二实施例的一种致动机构。图4以透视图示意性地示出了装配有根据本专利技术的实施例的工件支撑组件的印刷机的升降台，该升降台具有4×1阵列的工件支撑模块。图5示意性地示出了图4的升降台，其中为了清楚起见，省略了围板。图6示意性地示出了图5的升降台，其中为了清楚起见，省略了支架。图7A至图7F从上方示意性地示出了使用图4的设备的根据本专利技术的印刷过程的各个阶段。图8以透视图示意性地示出了根据本专利技术的可选实施例的装配有工件支撑组件的图4的升降台，该升降台具有4×2阵列的工件支撑模块。图9以透视图示意性地示出了根据本专利技术的可选实施例的工件支撑组件。图10以透视图示意性地示出了与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于支撑和对准多个单片化工件的工件支撑组件，所述工件支撑组件包括组件主体和安装在该组件主体上的多个支撑构件，在使用中每个支撑构件支撑工件，每个支撑构件包括：/n安装在所述组件主体上的基底，/n用于将工件支撑在其上的头部单元，以及/n用于使所述头部单元相对于所述基底运动的致动机构，/n其中，所述致动机构包括并联运动学系统，所述并联运动学系统具有至少三个驱动单元，每个驱动单元直接作用于所述头部单元上，使得所述致动机构能够选择性地操作以使所述头部单元相对于所述基底运动，从而使得所述头部单元平行于一平面平移、使得所述头部单元围绕正交于所述平面的轴线旋转，或者同时进行所述平移和所述旋转。/n

【技术特征摘要】
20190103 GB 1900058.71.一种用于支撑和对准多个单片化工件的工件支撑组件，所述工件支撑组件包括组件主体和安装在该组件主体上的多个支撑构件，在使用中每个支撑构件支撑工件，每个支撑构件包括：
安装在所述组件主体上的基底，
用于将工件支撑在其上的头部单元，以及
用于使所述头部单元相对于所述基底运动的致动机构，
其中，所述致动机构包括并联运动学系统，所述并联运动学系统具有至少三个驱动单元，每个驱动单元直接作用于所述头部单元上，使得所述致动机构能够选择性地操作以使所述头部单元相对于所述基底运动，从而使得所述头部单元平行于一平面平移、使得所述头部单元围绕正交于所述平面的轴线旋转，或者同时进行所述平移和所述旋转。


2.根据权利要求1所述的工件支撑组件，其中，每个驱动单元包括线圈。


3.根据权利要求2所述的工件支撑组件，其中，每个驱动单元包括线性电动机线圈；任选地，所述致动机构包括三个驱动单元，所述三个驱动单元的线性电动机线圈的轴线不平行。


4.根据权利要求2所述的工件支撑组件，其中，每个驱动单元的线圈围绕着相应的卷绕轴线卷绕，所述卷绕轴线彼此平行并且正交于所述平面。


5.根据权利要求4所述的工件支撑组件，其中，所述致动机构包括四个驱动单元，其中至少两个所述驱动单元在平行于所述平面的第一方向上间隔开，并且至少两个所述驱动单元在平行于所述平面的第二方向上间隔开，所述第一方向和所述第二方向正交。


6.根据权利要求1所述的工件支撑组件，其中，所述驱动单元安装到所述基底上。


7.根据权利要求1所述的工件支撑组件，其中，所述支撑构件包括位于所述基底与所述头部单元之间的轴承，任选地为空气轴承。


8.根据权利要求1所述的工件支撑组件，其中，所述致动机构包括六足设备。


9.根据权利要求1所述的工件支撑组件，包括用于控制所述致动机构的处理器。


10.根据权利要求1所述的工件支撑组件，其中，所述头部单元和所述基底中的至少一个包...

【专利技术属性】
技术研发人员：福吉·大卫·安德鲁，帕普·西蒙·斯图尔特，高克罗格·大卫·亚历山大，
申请(专利权)人：先进装配系统新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG