[发明专利]锡膏的分配方法

说明书

一种在印刷过程中分配锡膏的方法，其中，所分配的锡膏的量取决于当前生产批次中还需印刷的工件的数量。

技术领域

本发明涉及一种在印刷过程中分配导电锡膏的方法，以及一种控制系统、计算机程序产品和印刷机。

背景技术

如图1所示，工业丝网印刷机通常使用安装在印刷头（未示出）上的斜口刀片或刮板刀片5，将焊锡膏或导电油墨等导电印刷介质1透过丝网板4（有时指箔片或模板）上的通孔3的图案挤压到电路板等平面工件2上。在印刷操作期间，刮板刀片5在丝网板4上沿X方向移动，从而将导电介质1挤压到通孔3中，这一过程通常指一个“印刷冲程”。为方便起见，本说明书中将通篇使用术语“锡膏”来统一指代包括焊锡膏和导电油墨在内的导电印刷介质。通常，锡膏存储于诸如筒或罐的容器内，一般利用增压的空气源向容器顶部施加压力以从容器的底部开始分配锡膏。印刷机包括锡膏分配器，其包括可松脱的容器，以便在锡膏耗尽时更换容器。虽然难以准确地确定容器中还剩有多少锡膏，但一般来说，分配器会设置有传感器，以便在容器几乎空了且需要更换时通知印刷机的操作者。而锡膏的分配配置参数可以通过优化其分配的速度、压力、位置以及频率来彻底地调整。工件通常在多个生产或印刷批次中分开印刷，其中，多个类似的工件（即用同一模板印刷的工件）在一个生产或印刷批次中顺序地印刷。一个生产批次中其分配配置的参数值是固定的。

锡膏分配器可操作地将一定数量的锡膏分配到模板上，以形成延长的“焊道”、“肠状道”或锡膏，其沿着与从印刷冲程的开始位置到工件的长度相当的线平行于印刷刀片延伸，且其具有足够的长度以确保丝网图案内的所有通孔在印刷期间都填充有锡膏。一次分配操作中所分配的锡膏的量足以顺序地印刷多个工件，因此分配操作可以间隔性地执行，以尽可能避免对印刷过程造成干扰。因为模板上锡膏的体积大小对印刷程序的质量和效率会产生实质影响，所以，该体积是否落在预定的最佳范围内就变得至关重要。例如，如果焊道尺寸太小，则锡膏在通孔处施加的压力会减小，这会使得通孔填充不充分并最终导致导电接头不足。但如果焊道尺寸过大，则锡膏在通孔处施加的压力会增大，这会使得模板下的锡膏渗出，从而导致衬垫上锡膏过量，甚至引发工件短路。

另外，过大的焊道尺寸会导致仅有的锡膏滚动使得通孔填充不足，并且其还面临着刮板刀片上部区域的锡膏风干的危险，这样锡膏会落回到焊道中并堵塞通孔。此外，异常大的焊道尺寸和少量的通孔填充会影响焊道中助焊剂的含量，这会显著改变印刷的特性，甚至回流的特性。而锡膏体积过大也会导致锡膏的浪费。锡膏分配配置参数的设置是特定于印刷机上的产品（即工件），这样可以利用针对产品和焊锡膏的特定值来设置配置参数。为了确保模板上锡膏的体积处于上述最佳范围内，需要估算锡膏的体积，如果需要，可以由分配器自动分配设定数量的锡膏。

印刷中，印刷刀片对所分配的锡膏施加压力使其形成辊或筒状，那么，可以通过例如测量该辊的尺寸来估算丝网板上锡膏的体积。一种尤为简单的方法是假设该辊具有近似圆形的横截面，那么，在这种情况下，可以通过辊的高度直接推断出锡膏的体积，然而，需注意的是辊的横向尺寸可以通过连接到印刷头的锡膏挡板来约束。可以在一次印刷冲程内或者两次印刷冲程期间来测量该锡膏辊的尺寸，如果是在一次印刷冲程内测量，则刮板刀片（如图1所示）会直接影响辊的形状，如果是在两个印刷冲程期间测量，则辊极可能会倒下。因此，在实践中，锡膏辊并不都是统一的圆形，但是其可以利用例如从实验获得的经验体积数据来改进近似值以弥补这一差异。

本领域中是已知的其它体积估算技术。可以通过一种简单的配置来设置一个机械固定的传感器，其“向下看”以测量锡膏辊在某一位置的高度。当所确定的锡膏辊的高度（“Zroll”）低于某一预定高度（例如图1所示的“Zmin”）时，则分配设定体积的锡膏。所述体积被设定为在分配所述锡膏后，锡膏辊的高度可以立即接近但不超过一次可靠的印刷操作所需的最大高度（“Zmax”）。一种更复杂和昂贵的替代方法是使用激光器直接测量锡膏辊的高度，当高度低于Zmin的预定值时，再次分配设定体积的锡膏。因为激光光路有被锡膏阻挡的风险，所以这种激光系统也存在缺陷，而且需要重要的配套设备。