ITUD20080141A1

ITUD20080141A1 - Sistema di trasporto di precisione per stampa serigrafica

Info

Publication number: ITUD20080141A1
Application number: IT000141A
Authority: IT
Inventors: Andrea Baccini
Original assignee: Baccini S P A
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-12-20
Also published as: US20090314201A1; CN102271918A; WO2009153160A1; KR20110033228A; WO2009153160A9; JP2011524287A; TW201008417A; EP2296888A1

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"SISTEMA DI TRASPORTO DI PRECISIONE PER STAMPA SERIGRAFICA"

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema impiegato per depositare uno strato secondo uno schema su una superficie di un substrato, ad esempio in un procedimento di stampa serigrafica.

DESCRIZIONE DELLA TECNICA NOTA

Le celle solari sono dispositivi fotovoltaici (FV) che convertono la luce solare direttamente in energia elettrica. I dispositivi FV presentano tipicamente una o più giunzioni p-n. Ciascuna giunzione comprende due diverse zone all'interno di un materiale semiconduttore, in cui un lato è identificato come la zona di tipo p e l'altro come la zona di tipo n. Quando la giunzione p-n della cella FV è esposta alla luce solare (consistente in energia derivante da fotoni), la luce solare viene convertita direttamente in elettricità attraverso l'effetto FV. Le celle solari FV generano una specifica quantità di energia elettrica, e le celle vengono impilate in moduli dimensionati in modo da erogare il quantitativo desiderato di energia di sistema. I moduli FV sono collegati in pannelli con specifici telai e connettori. Le celle solari sono comunemente formate su un substrato di silicio, che può essere nella forma di substrati di silicio singoli o multicristallini. Una tipica cella FV comprende un wafer, substrato o lamina di silicio del tipo p, di spessore tipicamente inferiore a circa 0,3 mm, con un sottile strato di silicio del tipo n sulla sommità di una zona del tipo p formata in un substrato.

Il mercato fotovoltaico ha vissuto un'espansione con tassi di crescita annuali superiori al 30% negli ultimi dieci anni. Alcuni articoli hanno ipotizzato che la produzione mondiale di energia da celle solari potrebbe superare i 10 GWp nel prossimo futuro. È stato stimato che più del 95% di tutti i moduli fotovoltaici sono a base di wafer di silicio. L'elevato tasso di crescita del mercato, combinato alla necessità di ridurre sostanzialmente i costi dell'elettricità solare, ha determinato una quantità di sfide serie per la creazione a basso costo di dispositivi fotovoltaici di alta qualità. Pertanto, uno dei maggiori fattori nel rendere commercialmente percorribile la via delle celle solari risiede nella riduzione dei costi di produzione richiesti per realizzare le celle solari, migliorando la resa del dispositivo e aumentando la capacità produttiva del substrato. La serigrafia è stata a lungo utilizzata nella stampa di disegni su oggetti, quali i tessuti, ed è utilizzata nell'industria elettronica per stampare modelli di componenti elettriche, quali contatti o interconnessioni elettriche, sulla superficie di un substrato. I procedimenti di fabbricazione di celle solari della tecnica nota impiegano anche procedimenti di serigrafia. Schemi serigrafati in modo disallineato, o posizionati in modo impreciso, su un dispositivo elettronico o su una cella solare possono influenzare negativamente la produttività del dispositivo. Inoltre, la precisione del posizionamento dello schema serigrafato su un substrato di una cella solare può influenzare il costo di produzione di un dispositivo a cella solare ed il costo di possesso di una linea di produzione di celle solari.

Pertanto vi è una necessità di un'apparecchiatura di stampa serigrafica per la produzione di celle solari, circuiti elettronici od altri utili dispositivi che fornisca un posizionamento preciso di un materiale serigrafato per migliorare la resa del dispositivo e determinare un minor costo di possesso (CdP) rispetto ad altre apparecchiature note .

ESPOSIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione prevede genericamente un'apparecchiatura per lavorare un substrato, comprendente un gruppo convogliatore di materiale avente una piastra fornita di una superficie di supporto di un substrato, un primo meccanismo di posizionamento di materiale che è idoneo a fornire un materiale di supporto alla superficie di supporto del substrato, il materiale di supporto presentando una prima superficie su cui sono ricavati una pluralità di elementi, ed un secondo meccanismo di posizionamento di materiale che è idoneo a ricevere il materiale di supporto trasferito attraverso almeno una porzione della superficie di supporto del substrato dal primo meccanismo di posizionamento di materiale, un gruppo sensore disposto sulla prima superficie, in cui il gruppo sensore è posizionato per rilevare una variazione nella posizione della pluralità di elementi ricavati sulla prima superficie, ed un controllore idoneo a ricevere un segnale dal gruppo sensore ed a controllare la posizione del materiale di supporto sulla superficie di supporto del substrato utilizzando un attuatore accoppiato al primo meccanismo di posizionamento di materiale od al secondo meccanismo di posizionamento di materiale.

Forme di realizzazione dell'invenzione forniscono inoltre un metodo di lavorazione di un substrato, comprendente ricevere un substrato su una prima superficie di un materiale di supporto, in cui la prima superficie presenta una pluralità di elementi ricavati su di essa, muovere il materiale di supporto attraverso una superficie di un substrato di supporto, rilevare il movimento della pluralità di elementi attraverso un gruppo sensore, e controllare la posizione del substrato sulla superficie di supporto del substrato in base almeno parzialmente al movimento rilevato della pluralità di elementi.

Forme di realizzazione dell'invenzione forniscono inoltre un metodo di lavorazione di un substrato, comprendente la ricezione di un substrato su una prima superficie di un materiale di supporto, in cui la prima superficie presenta una pluralità di elementi ricavati su di essa, muovere il materiale di supporto attraverso una superficie di un supporto del substrato, emettere una radiazione elettromagnetica da una sorgente sulla prima superficie del materiale di supporto, in cui la radiazione emessa che colpisce la prima superficie interagisce con la pluralità di elementi ricavati su di essa, ricevere una intensità della radiazione elettromagnetica dopo che 1 ' almeno una porzione della radiazione elettromagnetica ha interagito con la pluralità di elementi, e monitorare l ' intensità della radiazione elettromagnetica ricevuta per determinare la posizione del substrato sulla superficie del supporto del substrato.

Forme di realizzazione dell ' invenzione forniscono inoltre un materiale di supporto utilizzato per supportare un substrato durante la lavorazione, comprendente un materiale avente una prima superficie, ed una prima estremità ed una seconda estremità, una pluralità di elementi ricavati su una regione della prima superficie che si estende in una direzione tra la prima estremità e la seconda estremità, in cui il materiale presenta uno spessore sufficiente in una direzione sostanzialmente perpendicolare alla prima superficie per consentire all'aria di passare attraverso lo spessore quando si applica un vuoto ad un lato opposto al primo lato del materiale. In un esempio, la pluralità di elementi comprende una serie di linee uniformemente distanziate ricavate sulla prima superficie.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Al fine di comprendere in dettaglio il modo in cui le sopra esposte caratteristiche della presente invenzione sono ottenute, viene inclusa una descrizione più particolareggiata dell'invenzione, sopra riassunta brevemente, con riferimento alle forme di realizzazione della stessa che sono illustrate negli acclusi disegni.

Nelle tavole si ha:

Figura 1 è una vista isometrica di un sistema di serigrafia secondo una forma di realizzazione dell'invenzione .

Figura 2 è una vista in pianta del sistema di serigrafia illustrato in Figura 1 secondo una forma di realizzazione dell'invenzione.

Figura 3 è una vista isometrica di un gruppo attuatore rotante secondo una forma di realizzazione dell'invenzione.

Figura 4 è una vista isometrica di una porzione di nido di stampa del sistema di serigrafia secondo una forma di realizzazione dell'invenzione.

Figura 5A è una vista isometrica di un nido di stampa secondo una forma di realizzazione dell'invenzione .

Figura 5B è una vista isometrica ravvicinata di una regione del nido di stampa illustrato in Figura 5A secondo una forma di realizzazione dell'invenzione .

Figura 6 è una sezione laterale schematica che illustra una forma di realizzazione di un nido di stampa secondo una forma di realizzazione dell 'invenzione.

Figura 6B è una sezione laterale schematica che illustra una forma di realizzazione di un nido di stampa secondo una forma di realizzazione dell'invenzione.

Per facilitare la comprensione, identici numeri di riferimento sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare identici elementi comuni nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni .

Va notato, tuttavia, che i disegni acclusi illustrano solamente forme di realizzazione esemplificative della presente invenzione e sono pertanto da considerarsi non limitativi dell'ambito della stessa, dal momento che essa può ammettere altre forme di realizzazione ugualmente efficaci.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

La(e) presente(i) invenzione(i) fornisce un'apparecchiatura ed un metodo per lavorare substrati in una camera di stampa serigrafica che può fornire uno schema serigrafato preciso e ripetibile su uno o più substrati lavorati. In una forma di realizzazione, la camera di stampa serigrafica è idonea ad eseguire un processo di stampa serigrafica all'interno di una porzione di una linea di produzione di celle solari in silicio cristallino in cui un substrato viene stampato secondo uno schema con un materiale desiderato. In una forma di realizzazione, la camera di stampa serigrafica è una camera di lavorazione posizionata all'interno della macchina per linea Rotary o la macchina SoftlineTM vendute dalla Baccini SpA, che è di proprietà della Applied Materials, Ine. di Santa Clara, California.

Sistema di stampa serigrafica

Le figure 1-2 illustrano un sistema di lavorazione a camera di serigrafia multipla, o sistema 100, che può essere utilizzato in connessione con varie forme di realizzazione della presente invenzione. In una forma di realizzazione, il sistema 100 comprende generalmente due convogliatori di ingresso 111, un gruppo attuatore rotante 130, due teste di serigrafia 102 e due convogliatori di uscita 112. Ciascuno dei due convogliatori di ingresso 111 è configurato in una configurazione di lavorazione in parallelo in modo che ciascuno di essi riceva substrati da un dispositivo di alimentazione, quale un convogliatore di alimentazione 113, e trasferisca il substrato ad un nido di stampa 131 accoppiato al gruppo attuatore rotante 130. Inoltre, ciascuno dei convogliatori di uscita 112 è configurato per ricevere substrati lavorati dal nido di stampa 131 accoppiato al gruppo attuatore rotante 130 e per trasferire ciascun substrato lavorato ad un dispositivo di rimozione del substrato, quale un convogliatore di evacuazione 114. Il convogliatore di alimentazione 113 ed il convogliatore di evacuazione 114 sono generalmente dispositivi di manipolazione automatici del substrato che sono parte di una linea di produzione più ampia, per esempio la macchina per linea Rotary o la macchina Softline™, che è collegata al sistema 100. Si noterà che le Figure 1-4 sono intese solo ad illustrare una possibile configurazione del sistema di lavorazione che potrebbe beneficiare delle varie forme realizzative qui descritte, e pertanto altre configurazioni di convogliatore ed altri tipi di camere di deposizione di materiale potrebbero essere utilizzate senza allontanarsi dall'ambito di base dell'invenzione qui descritta. Esempi di altre configurazioni del sistema che possono essere idonee a trarre vantaggio da una o più delle forme di realizzazione qui descritte sono inoltre mostrate nel Brevetto USA n. 6,595,134, intestato alla stessa Richiedente, depositato il 11 Dicembre 2001, e nella Domanda di Brevetto USA numero di serie 11/590,500, intestato alla stessa Richiedente, depositato il 31 Ottobre 2006, entrambi qui incorporati per riferimento.

Figura 2 è una vista in pianta del sistema 100 che illustra schematicamente la posizione del gruppo attuatore rotante 130, in cui due nidi di stampa 131, (ad esempio, i numeri di riferimento "1" e "3") sono orientati in modo che essi possano trasferire un substrato 150 da ciascuno dei nidi di stampa 131 al convogliatore di uscita 112 e che ciascuno riceva un substrato 150 da ciascuno dei convogliatori di ingresso 111. Il movimento del substrato segue pertanto generalmente il percorso "A" mostrato nelle Figure 1 e 2 . In questa configurazione gli altri due nidi di stampa 131 (ad esempio i numeri di riferimento "2" e "4") sono orientati in modo che un processo di stampa serigrafica possa essere eseguito sui substrati 150 che sono posizionati all'interno delle due camere di stampa serigrafica (cioè le teste di serigrafia 102 in figura 1). Inoltre, in questa configurazione, i nidi di stampa 131 sono orientati in modo che la direzione del movimento del substrato sul nido sia tangenziale al gruppo attuatore rotante 131, che è differente dagli altri sistemi disponibili in commercio che hanno un movimento del substrato orientato radialmente. Un orientamento tangenziale dei convogliatori rispetto al gruppo attuatore rotante 130 permette ai substrati di essere rilasciati e ricevuti da due posizioni, per esempio i numeri di riferimento "1" e "3" (figura 2), senza aumentare l'ingombro del sistema.

Si ritiene che quando un solo substrato alla volta viene serigrafato, la precisione di stampa possa rimanere molto elevata, in quanto la testa di stampa 102 necessita solo di essere allineata con precisione ad un solo substrato piuttosto che a due o più substrati alla volta. Questa configurazione è pertanto utilizzata per aumentare la produttività del sistema e la tempistica del sistema, senza influenzare la precisione del processo di stampa serigrafica.

Il convogliatore di ingresso 111 ed il convogliatore di uscita 112 comprendono generalmente almeno un nastro 116 che è atto a supportare e trasportare i substrati 150 in una posizione desiderata all'interno del sistema 100 mediante l'utilizzo di un attuatore (non illustrato) che è in comunicazione con il controllore del sistema 101. Anche se le figure 1-2 illustrano genericamente un sistema di trasferimento substrati del tipo a due nastri 116, altri tipi di meccanismi di trasferimento possono essere utilizzati per eseguire la(e) stessa(e) funzione(i) di trasferimento e posizionamento senza uscire dall'ambito di base dell'invenzione.

Il controllore del sistema 101 è generalmente progettato per facilitare il controllo e l'automazione del sistema complessivo 100, e può tipicamente includere una unità di elaborazione centrale (CPU) (non illustrata), una memoria (non illustrata), e circuiti di supporto (o I/O) (non illustrati). La CPU può essere una fra un qualsiasi tipo di processore per computer che è utilizzato nei settaggi industriali per controllare vari processi e attrezzature in una camera (ad esempio convogliatori, rilevatori, motori, attrezzature per erogazione di fluido, ecc.) e per monitorare il sistema ed i processi nella camera (ad esempio la posizione del substrato, il tempo del processo, la rilevazione di segnali, ecc.). La memoria è collegata alla CPU, e può essere una o più fra una memoria a facile accesso, quale una memoria ad accesso casuale (RAM), una memoria di sola lettura (ROM), un floppy disk, un hard disk, oppure una qualsiasi altra forma di memoria digitale, locale o remota. Istruzioni di software e dati possono essere codificati e memorizzati all'interno della memoria per istruire la CPU. Anche i circuiti di supporto sono collegati alla CPU per supportare il processore in modo convenzionale. I circuiti di supporto possono comprendere cache, alimentatori, circuiti di clock, circuiteria input /output , sottosistemi e simili. Un programma (o istruzioni per computer) leggibile dal controllore del sistema 101 determina quali lavorazioni sono eseguibili su un substrato. Preferibilmente, il programma è leggibile come software dal controllore del sistema 101, il quale include un codice per generare e memorizzare almeno informazioni relative alla posizione del substrato, alla sequenza di movimento delle varie componenti controllate, informazioni del sistema di ispezione del substrato, ed una qualsiasi loro combinazione.

Le due teste di stampa serigrafica 102 utilizzate nel sistema 100 possono essere teste di stampa serigrafica convenzionali vendute dalla Baccini Spa, che sono idonee a depositare materiale secondo uno schema desiderato sulla superficie di un substrato posizionato su un nido di stampa 131 durante il processo di stampa serigrafica. In una forma realizzativa, le teste di stampa serigrafica 102 sono idonee a depositare un materiale contenente metallo, oppure contenente un dielettrico su un substrato di cella solare. In un esempio, il substrato è un substrato per cella solare che presenta una larghezza tra circa 125 mm e 156 mm, ed una lunghezza tra circa 70 mm e 156 min

In una forma realizzativa, il sistema 100 comprende anche un gruppo di ispezione 200, che è idoneo ad ispezionare i substrati 150 prima o dopo l'esecuzione del processo di stampa serigrafica. Il gruppo di ispezione 200 può comprendere una o più telecamere 120 che sono posizionate in modo da ispezionare un substrato entrante o lavorato collocato nelle posizioni "1" e "3", come mostrato nelle Figure 1 e 2. Il gruppo di ispezione 200 comprende generalmente almeno una telecamera 120 (ad esempio una telecamera CCD) ed altre componenti elettroniche che sono atte ad ispezionare ed a comunicare i risultati dell'ispezione al controllore di sistema 101, in modo che i substrati danneggiati o mal-lavorati possano essere rimossi dalla linea di produzione. In una forma di realizzazione, ciascuno dei nidi di stampa 131 può comprendere una lampada, o altro simile dispositivo di radiazione ottica, per illuminare un substrato 150 posizionato sopra la piastra di supporto 138 (Figura 4), in modo che esso possa essere ispezionato più facilmente da un gruppo di ispezione 200.

Il gruppo di ispezione 200 può anche essere utilizzato per determinare la posizione precisa dei substrati su ciascuno dei nidi di stampa 131. I dati di posizione di ciascun substrato 150 su ciascun nido di stampa 131 possono essere utilizzati dal controllore del sistema 101 per posizionare ed orientare i componenti della testa di stampa serigrafica nella testa di stampa serigrafica 102 per migliorare la precisione del successivo processo di stampa serigrafica. In questo caso, la posizione di ciascuna delle teste di stampa può essere regolata in modo automatico per allineare la testa di stampa serigrafica 102 nella posizione esatta del substrato posizionato sul nido di stampa 131 in base ai dati ricevuti durante le fasi del processo di ispezione.

In una forma di realizzazione, come mostrato nelle Figure 1-3, il gruppo attuatore rotante 130 comprende quattro nidi di stampa 131 ciascuno dei quali è idoneo a supportare un substrato 150 durante il processo di stampa serigrafica eseguito all'interno di ciascuna delle teste di stampa serigrafica 102. La Figura 3 è una vista isometrica dell'attuatore rotante 130 che illustra una configurazione con un substrato 150 disposto su ciascuno dei quattro nidi di stampa 131. Il gruppo attuatore rotante 130 può essere posto in rotazione e posizionato angolarmente attorno all'asse "B" mediante 1'utilizzo di un attuatore rotante (non illustrato) e del controllore di sistema 101 in modo che i nidi di stampa 131 possano essere posizionati nel modo voluto all'interno del sistema. Il gruppo attuatore rotante 130 può anche avere uno o più componenti di supporto che facilitano il controllo dei nidi di stampa 131 o di altri dispositivi automatizzati che sono utilizzati per eseguire una sequenza di lavorazione dei substrati nel sistema 100.

Configurazione del nido di stampa

Come illustrato in Figura 4, ciascun nido di stampa 131 è generalmente costituito da un gruppo convogliatore 139 che presenta una bobina di alimentazione 135, una bobina di raccolta 136 ed uno o più attuatori (non illustrati) che sono accoppiati alla bobina di alimentazione 135 e/o alla bobina di raccolta 136, e sono idonei ad alimentare e trattenere un materiale di supporto 137 posizionato sopra una piastra 138. La piastra 138 presenta generalmente una superficie di supporto del substrato su cui il substrato 150 ed il materiale di supporto 137 sono posizionati durante il processo di stampa serigrafica eseguito nella testa di stampa serigrafica 102. In una forma di realizzazione, il materiale di supporto 137 è un materiale poroso che permette ad un substrato 150, che è disposto su un lato del materiale di supporto 137, di essere trattenuto sulla piastra 138 da un vuoto applicato sul lato opposto del materiale di supporto 137 mediante un convenzionale dispositivo di generazione del vuoto (ad esempio una pompa di vuoto, un eiettore di vuoto). In una forma di realizzazione, un vuoto viene applicato ad aperture di vuoto (non mostrate) ricavate nella superficie di supporto del substrato della piastra 138 in modo che il substrato possa essere "ammorsato" alla superficie di supporto del substrato della piastra. In una forma di realizzazione, il materiale di supporto 137 è un materiale traspirabile costituito, ad esempio, da una carta traspirante del tipo utilizzato per le sigarette o altro materiale analogo, quale un materiale plastico od un materiale tessile, che realizza la stessa funzione. In un esempio, il materiale di supporto 137 è una carta per sigarette che non contiene linee di benzene.

In una configurazione, un meccanismo di comando del nido 148 è accoppiato a, o è idoneo ad ingranarsi con, la bobina di alimentazione 135 ed una bobina di raccolta 136 in modo che il movimento di un substrato 150 posizionato sul materiale di supporto 137 possa essere controllato con precisione all'interno del nido di stampa 131. In una forma di realizzazione, la bobina di alimentazione 135 e la bobina di raccolta 136 sono idonee ciascuna a ricevere estremità opposte di un segmento del materiale di supporto 137. In una forma di realizzazione, il meccanismo di comando del nido 148 comprende una o più ruote di azionamento 147 che sono accoppiate a, o in contatto con, la superficie del materiale di supporto 137 posizionato sulla bobina di alimentazione 135 e/o sulla bobina di raccolta 136 per controllare il movimento e la posizione del materiale di supporto 137 rispetto alla piastra 138

La figura 6A è una sezione trasversale laterale schematica che illustra una forma di realizzazione di un gruppo convogliatore 139 in un nido di stampa 131. In questa configurazione, la tensione ed il movimento del materiale di supporto 137 sulla piastra 138 sono controllati da attuatori convenzionali (non illustrati) nel meccanismo di azionamento del nido 148 che sono atti a controllare il movimento di rotazione della bobina di alimentazione 135 e/o della bobina di raccolta 136. In una realizzazione illustrata in Figura 6A, il materiale di supporto 137 è guidato e supportato da una pluralità di pulegge 140 quando viene movimentato in una o l'altra delle direzioni fra la bobina di alimentazione 135 e la bobina di raccolta 136.

Un problema che si genera nel trasferimento e posizionamento di substrati utilizzando un sistema di convogliamento del tipo rullo-rullo come illustrato nelle figure 4 e 6A-6B è che la quantità del materiale di supporto 137 che viene mossa sulla piastra 138 a causa del movimento angolare della bobina di alimentazione 135 o della bobina di raccolta 136 può variare, influenzando così la capacità del controllore del sistema di muovere in modo preciso e ripetibile un substrato disposto sul materiale di supporto 137 in una posizione di lavorazione desiderata sulla piastra 138. La variazione nella posizione effettiva di un substrato sulla piastra 138 crea una necessità per una telecamera 120 nel sistema di ispezione 200 di avere un campo di visione più largo di quanto sarebbe necessario per assicurare che tutte le zone di un substrato 150 e di una telecamera 120 allineati in modo desiderabile siano visionate durante il processo di ispezione . Pertanto, poiché la risoluzione della telecamera è inversamente proporzionale alla dimensione del campo di visione , la capacità del sistema di ispezione di rilevare difetti sul substrato e di determinare la posizione del substrato sulla piastra 138 è spesso peggiore di quanto desiderato . Pertanto, per migliorare il processo di ispezione è desiderabile minimizzare la variazione nella posizione di lavorazione di substrati disposti sulla piastra 138 per consentire l ' utilizzo di una telecamera a maggiore risoluzione per rilevare in modo migliore i difetti allo scopo di migliorare la resa del dispositivo ed il costo di possesso del processo di stampa serigrafica.

Una possibile causa di variazione nella posizione del substrato sul materiale di supporto 137 sulla piastra 138 può essere causata dallo slittamento tra i dispositivi di attuazione e la bobina di materiale di supporto 137 posizionato sulla bobina di alimentazione 135 o sulla bobina di raccolta 136. Per tenere conto della variazione nel movimento del materiale di supporto 137 sulla piastra 138 è possibile misurare il diametro, o la variazione di diametro, di una o più delle bobine (ad esempio la bobina di alimentazione 135 o la bobina di raccolta 136). In alternativa, è possibile monitorare il movimento lineare del materiale di supporto 137 mediante monitoraggio della rotazione di una o più delle pulegge 140 o di altro simile materiale di supporto 137 che ingrana i dispositivi. Tuttavia, a causa delle generale imprecisione di queste tecniche e del possibile slittamento tra i componenti che agganciano il materiale (ad esempio ruote di comando 147, pulegge 140), la precisione di posizionamento di un substrato sulla superficie della piastra 138 generalmente non rispetterà le necessità produttive attuali o future. Un'altra possibile causa della variazione utilizzando queste tecniche è la variazione nella quantità di materiale di supporto 137 che viene trasferita attraverso la piastra 138 per ogni rotazione della bobina di alimentazione 135 o della bobina di raccolta 136 quando il materiale viene trasferito da una bobina all'altra durante la lavorazione. In un esempio, se il movimento del materiale rispetto alla piastra 138 è controllato dal movimento di rotazione della bobina di raccolta 136 allora il movimento del materiale rispetto alla piastra 138 è influenzato dal diametro, o dalla quantità, di materiale di supporto 137 avvolto attorno alla bobina di raccolta 136. Pertanto, la quantità di materiale di supporto 137 che passa linearmente attraverso la piastra 138 varierà quando la maggior parte del materiale di supporto 137 è avvolta attorno alla bobina di alimentazione 135 rispetto a quando il materiale di supporto 137 è avvolto attorno alla bobina di raccolta 136. Pertanto, vi è una necessità di una tecnica di misurazione più diretta che sia in grado di misurare e di ritrasmettere i dati di movimento o di posizione del materiale di supporto 137 al controllore di sistema 101 in modo che il movimento e la posizione di un substrato disposto su di esso possano essere controllati con maggior precisione. La migliorata precisione può consentire l'utilizzo di una telecamera 120 a maggior risoluzione (Figura 4) per rilevare difetti nei substrati entranti e/o uscenti che vengono lavorati nel sistema 100. La telecamera con maggior risoluzione può aiutare a ridurre il numero di substrati mal-lavorati e migliorare la resa del dispositivo.

Inoltre si ritiene che mediante il monitoraggio diretto del materiale di supporto 137 il substrato possa essere trasportato a velocità più elevate per migliorare la produttività del sistema. Velocità di trasferimento del substrato più elevate sono generalmente ottenibili, in quanto l'aumentata probabilità che lo slittamento tra il materiale di supporto 137 e le altre componenti del gruppo convogliatore 139, a causa delle velocità più elevate del materiale di supporto 137, non influenzerà la precisione ed il controllo della posizione del materiale di supporto 137 e del substrato 150 (Figura 5A) sulla piastra 138.

Le Figure 5A-5B e 6A-6B illustrano un nido di stampa 131 che comprende un sistema di rilevazione 143 che viene utilizzato per monitorare e ritrasmettere i dati di movimento e di posizione del materiale di supporto 137 al controllore del sistema 101. In generale, il movimento e la posizione del materiale di supporto 137 possono essere monitorati mediante l'utilizzo di un gruppo sensore 142 nel sistema di rilevazione 143, il quale è posizionato per visionare una o più regioni del materiale di supporto 137 che presenta uno schema 137A ricavato su di esso. Lo schema 137A di elementi ricavati può comprendere uno schema regolare di materiale depositato o di elementi ricavati che possono essere rilevati dal gruppo sensore 142 quanto esso passa attraverso una regione di rilevazione 142C del gruppo sensore 142 (figura 5B). In un esempio, lo schema 137A è una serie regolare di linee di inchiostro stampate che sono depositate sulla superficie del materiale di supporto 137. In un altro esempio, lo schema 137A è una serie di elementi incassati nel materiale di supporto 137. In un altro esempio, lo schema 137A è una serie di regioni di materiale di supporto 137 rimosso, ad esempio fori. Il termine fori qui utilizzato può includere, ma non è limitato a, fori rotondi, fori ovali, fori di forma poligonale, fessure, scanalature, intagli od altri elementi simili che sono ricavati nel materiale di supporto 137.

La figura 5A è una vista isometrica di un nido di stampa 131 che illustra una forma di realizzazione di uno schema 137A ricavato su un bordo del materiale di supporto 137 ed ispezionato dal sistema di rilevazione 143. La Figura 5B è una vista isometrica ravvicinata del gruppo sensore 142 e dello schema 137A ricavato sul materiale di supporto 137. In una forma di realizzazione, come mostrato nelle figure 5A-5B, lo schema 137A comprende una serie di elementi uniformemente distanziati (ad esempio linee) che sono disposte su, o ricavate nel, materiale di supporto 137, i quali passano attraverso e vengono rilevati dai componenti nel gruppo sensore 142.

Il gruppo sensore 142 comprende generalmente uno o più componenti che sono atti a monitorare il movimento dello schema 137A quando esso viene mosso dai componenti nel gruppo convogliatore 139. Il gruppo sensore 142 può utilizzare tecniche di monitoraggio ottico, tecniche di misurazione capacitive, tecniche di misurazione con correnti parassite, od altra simile tecnica idonea che è in grado di rilevare il movimento di uno schema 137A o di elementi all'interno dello schema 137A quando esso passa attraverso il gruppo sensore 142. In una forma di realizzazione, il gruppo sensore 142 comprende una sorgente di luce 142A ed un rilevatore 142B che sono collegati al controllore del sistema 101. Tipicamente, la sorgente di luce 142A comprende generalmente una sorgente di una qualche forma di energia elettromagnetica, quale la luce erogata da un LED o da un laser che è diretto in corrispondenza della superficie del materiale di supporto 137. Tipicamente, il rilevatore 142B è un rilevatore ottico convenzionale, quale un sensore fotoconduttivo, un rilevatore termoelettrico, un sensore ottico di tipo AC, un sensore ottico di tipo DC, od altro dispositivo simile che è idoneo a rilevare la variazione di intensità dell'energia erogata dalla sorgente di luce 142A a causa dell'interazione dell'energia con gli elementi all'interno dello schema 137A.

In una forma di realizzazione, ciascun nido di stampa 13 comprende due o più gruppi sensori 142 ciascuno dei quali è posizionato per rilevare il movimento dello schema 137A, ed essi sono utilizzati in combinazione con il controllore del sistema 101 per determinare il movimento effettivo del materiale di supporto 137. In una configurazione, i due o più gruppi sensori 142 sono posizionati per monitorare porzioni differenti dello schema 137A in modo che possa essere determinata la posizione effettiva.

In una configurazione, la forma di uno o più materiali nello schema 137A formato preferenzialmente assorbe o riflette una o più lunghezze d'onda della luce erogata dalla sorgente di luce 142A che viene rilevata dal rilevatore 142B. In un caso, una serie di linee uniformemente distanziate di un materiale ad inchiostro sono depositate su una superficie del materiale di supporto 137 che viene visto come una serie di picchi e valli di intensità di segnale dal rilevatore 142B e dal controllore di sistema 101 quando lo schema 137A viene mosso attraverso il gruppo sensore 142. Il controllore del sistema 101 può utilizzare le informazione dei picchi e della valli di intensità per determinare quanto materiale di supporto 137 è stato spostato attraverso il gruppo sensore 142 o per determinare la posizione effettiva di una porzione del materiale di supporto 137. In alcuni casi, la forma degli elementi all'interno dello schema 137A può variare da una regione del rullo del materiale di supporto 137 ad un altro (cioè fra l'inizio del rullo di materiale di supporto e la fine del rullo), fornendo così alcune informazioni circa la posizione effettiva di una regione del materiale di supporto 137 sul rullo. Un esperto del settore comprenderà che un qualsiasi schema 137A di forma o distanza nota può essere utilizzato per fornire informazioni al controllore di sistema 101 circa il movimento del materiale di supporto e del substrato senza allontanarsi dall'ambito di base dell'invenzione qui descritta. In modo similare, posizionando il gruppo sensore 142 per visionare almeno una porzione delle superficie del substrato 150, uno o più elementi sul substrato 150 possono anche essere utilizzati dal gruppo sensore 142 e dal controllore di sistema 101 per aiutare a controllare la posizione e/o il movimento del substrato e del materiale di supporto.

La figura 6A è una sezione laterale del nido di stampa 131 che illustra una forma di realizzazione del gruppo sensore 142 che utilizza l'energia riflessa per monitorare il movimento del materiale di supporto 137. In questa configurazione, il gruppo sensore 142 è generalmente costituito da una sorgente di luce 142A che illumina "Bl" la regione di rilevazione 142C (Figura 5B) sul materiale di supporto 137 contenente lo schema 137A e riceve una quantità di luce riflessa "B2" in corrispondenza del rilevatore 142B la quale viene alterata dall'interferenza o dall'interazione con lo schema 137A. L'energia alterata ricevuta dal rilevatore 142B a causa dell'interazione con lo schema 137A viene rinviata al controllore del sistema 101 in modo che il movimento e/o la posizione del materiale di supporto 137 possano essere controllati. In un caso, l'energia elettromagnetica erogata dalla sorgente di luce 142A è studiata per riflettere preferenzialmente dalla superficie del materiale di supporto 137 o dal materiale con cui è realizzato lo schema 137A, in modo che il movimento dello schema 137A possa essere monitorato dal controllore del sistema 101. In un'altra forma di realizzazione, l'energia elettromagnetica erogata dalla sorgente di luce 142A viene riflessa al di fuori della piastra 138, e pertanto la presenta o l'assenza del materiale di supporto 137 nello schema 137A vengono utilizzate per monitorare il movimento e/o la posizione del materiale di supporto 137. In un'altra forma di realizzazione ancora, l'energia elettromagnetica erogata dalla sorgente di luce 142A viene riflessa principalmente al di fuori della piastra 138 a causa della matura opaca del materiale di supporto 137, e quindi la presenza e l'assenza di un materiale nello schema 137A (ad esempio regioni di inchiostro depositato) ricavato sulla superficie del materiale di supporto 137 vengono utilizzate per alterare l'energia riflessa e fornire così informazioni circa il movimento del materiale di supporto 137 attraverso il gruppo sensore 142. In una configurazione alternativa, il gruppo sensore 142 è posizionato al di sotto della piastra 138, ad esempio all'interno del nido di stampa 131. In questo caso, lo schema 137A ricavato su una superficie del materiale di supporto 137 può essere visionato attraverso un foro (non illustrato) ricavato nella piastra 138.

La figura 6B è una sezione laterale del nido di stampa 131 che illustra una forma di realizzazione del gruppo sensore 142 che utilizza una configurazione di sensore a raggio passante per monitorare il movimento del materiale di supporto 137. In questa configurazione, il gruppo sensore 142 è generalmente costituito da una sorgente di luce 142A che è posizionata per fornire luce ad un rilevatore 142B che è disposto sul lato opposto del materiale di supporto 137. Pertanto, l'interferenza o l'interazione dell'energia erogata dalla sorgente di luce 142A con lo schema 137A viene ricevuta dal rilevatore 142B in modo che il movimento e/o la posizione del materiale possano essere controllate. In una forma di realizzazione, l'energia elettromagnetica erogata dalla sorgente di luce 142A viene fatta passare attraverso una serie di fori nel materiale di supporto 137, e pertanto la presenta o l'assenza di materiale di supporto nello schema 137A vengono utilizzate per monitorare il movimento e/o la posizione del materiale di supporto 137. In un'altra forma di realizzazione, l'energia elettromagnetica erogata dalla sorgente di luce 142A passa principalmente attraverso il materiale di supporto 137, e quindi la presenza di un materiale nello schema 137A (ad esempio inchiostro) viene utilizzata per alterare l'energia ricevuta dal rilevatore 142B per aiutare a fornire informazioni circa il movimento del materiale di supporto 137.

Anche se quanto sopra descritto è diretto a forme di realizzazione del presente trovato, altre ed ulteriori forme di realizzazione del trovato possono essere realizzate senza uscire dal corrispondente ambito di protezione, il quale è determinato dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un'apparecchiatura per lavorare un substrato, comprendente: un gruppo convogliatore di materiale comprendente: una piastra avente una superficie di supporto di un substrato; un primo meccanismo di posizionamento di materiale che è idoneo a fornire un materiale di supporto alla superficie di supporto del substrato; il materiale di supporto presentando una prima superficie su cui sono ricavati una pluralità di elementi; ed un secondo meccanismo di posizionamento di materiale che è idoneo a ricevere il materiale di supporto trasferito attraverso almeno una porzione della superficie di supporto del substrato dal primo meccanismo di supporto di materiale; uno o più gruppi sensori disposto sulla prima superficie, in cui l'uno o più gruppi sensori sono posizionati per rilevare una variazione nella posizione della pluralità di elementi ricavati sulla prima superficie; ed un controllore idoneo a ricevere un segnale dall'uno o più gruppi sensori ed a controllare la posizione del materiale di supporto sulla superficie di supporto del substrato utilizzando un attuatore accoppiato al primo meccanismo di posizionamento di materiale od al secondo meccanismo di posizionamento di materiale.
2. Apparecchiatura come nella rivendicazione 1, in cui ciascuno dell'uno o più gruppi sensori comprende inoltre : una sorgente di radiazione elettromagnetica che è montata in prossimità della prima superficie del materiale di supporto ed è idonea ad emettere una radiazione elettromagnetica; un rilevatore che è montato in prossimità della prima superficie del materiale di supporto ed è idoneo a rilevare la variazione di intensità della radiazione elettromagnetica erogata dalla sorgente di radiazione elettromagnetica dopo l'interazione con la pluralità di elementi ricavati sulla prima superficie; e un controllore idoneo a ricevere un segnale dal rilevatore ed a controllare la posizione del materiale di supporto sulla superficie di supporto del substrato.
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un sistema di ispezione comprendente una prima telecamera che è posizionata per monitorare un substrato disposto sulla prima superficie del materiale di supporto, in cui il controllore è idoneo a posizionare il substrato in base alle informazioni ricevute dal sistema di ispezione .
4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale di supporto è un foglio continuo di materiale che presenta una prima estremità accoppiata al primo meccanismo di posizionamento materiale e l'estremità opposta accoppiata al secondo meccanismo di posizionamento materiale.
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un convogliatore che comprende almeno un nastro ed un attuatore di convogliamento accoppiato all 'almeno un nastro, in cui il convogliatore è posizionato per trasferire un substrato disposto sull 'almeno un nastro verso la prima superficie del materiale di supporto.
6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui la pluralità di elementi comprende uno schema di regioni uniformemente distanziate di materiale depositato o fori all'interno del materiale di supporto.
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuno dell'uno o più gruppi sensori comprende un sensore di tipo capacitivo, un sensore di misurazione ottica, oppure un sensore di misurazione a correnti parassite.
8. Un metodo di lavorazione di un substrato, comprendente : ricevere un substrato su una prima superficie di un materiale di supporto, in cui la prima superficie presenta una pluralità di elementi ricavati su di essa; muovere il materiale di supporto attraverso una superficie di un supporto del substrato; rilevare il movimento della pluralità di elementi attraverso un gruppo sensore; e controllare la posizione del substrato sulla superficie di supporto del substrato in base almeno parzialmente ai dati ricevuti dal movimento rilevato della pluralità di elementi.
9. Metodo secondo la rivendicazione 8, comprendente inoltre: ricevere il substrato su un primo convogliatore; trasferire il substrato dal primo convogliatore al materiale di supporto durante la ricezione del substrato sulla prima superficie del materiale di supporto; fermare il materiale di supporto in movimento attraverso la superficie del supporto del substrato quando il substrato è in una prima posizione; e evacuare una regione oltre una seconda superficie del materiale di supporto per mantenere il substrato disposto sulla prima superficie allo scopo di trattenere il substrato nella prima posizione.
10. Metodo secondo la rivendicazione 8 comprendente inoltre posizionare il substrato in una camera di stampa serigrafica dopo aver controllato la posizione del substrato sulla superficie del supporto del substrato; e depositare un materiale sul substrato disposto nella camera di stampa serigrafica.
11. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui la rilevazione del movimento della pluralità di elementi comprende: emettere una radiazione elettromagnetica da una sorgente sulla prima superficie del materiale di supporto, in cui la radiazione emessa interagisce con la pluralità di elementi ricavati su di essa; ricevere una intensità della radiazione elettromagnetica dopo che almeno una porzione della radiazione elettromagnetica ha interagito con la pluralità di elementi ; e monitorare 1 ' intensità della radiazione elettromagnetica ricevuta per determinare la posizione del substrato sulla superficie del supporto del substrato .
12. Metodo secondo la rivendicazione 8 , in cui la rilevazione del movimento della pluralità di elementi comprende l ' utilizzo di un sensore di tipo capacitivo, di un sensore di misurazione ottica, oppure di un sensore di correnti parassite .
13. Un metodo per lavorare un substrato, comprendente : ricevere un substrato su una prima superficie di un materiale di supporto, in cui la prima superficie presenta una pluralità di elementi ricavati su di essa; muovere il materiale di supporto attraverso una superficie di un supporto del substrato utilizzando un attuatore accoppiato al materiale di supporto; emettere una radiazione elettromagnetica da una sorgente sulla prima superficie del materiale di supporto, in cui la radiazione emessa che colpisce la prima superficie interagisce con la pluralità di elementi ricavati su di essa; ricevere una intensità della radiazione elettromagnetica dopo che 1'almeno una porzione della radiazione elettromagnetica ha interagito con la pluralità di elementi; e monitorare l'intensità della radiazione elettromagnetica ricevuta per determinare la posizione del substrato sulla superficie del supporto del substrato.
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, comprendente inoltre l'ispezione di un primo substrato disposto nella prima posizione del supporto del substrato.
15. Metodo secondo la rivendicazione 13, comprendente inoltre il controllo della posizione del substrato sulla superficie del supporto del substrato in base almeno parzialmente ai dati ricevuti dal monitoraggio dell'intensità della radiazione elettromagnetica ricevuta.
16. Metodo secondo la rivendicazione 15, comprendente inoltre: posizionare il substrato in una camera di stampa serigrafica dopo aver controllato la posizione del substrato; e depositare un materiale sul substrato disposto sul supporto del substrato utilizzando un processo di stampa serigrafica.
17. Un materiale di supporto utilizzato per supportare un substrato durante la lavorazione, comprendente: un materiale avente una prima superficie, ed una prima estremità ed una seconda estremità; una pluralità di elementi ricavati su una regione della prima superficie che si estende in una direzione tra la prima estremità e la seconda estremità, in cui il materiale presenta uno spessore sufficiente in una direzione sostanzialmente perpendicolare alla prima superficie per consentire all'aria di passare attraverso lo spessore quando si applica un vuoto ad un lato opposto al primo lato del materiale.
18. Materiale di supporto secondo la rivendicazione 17, in cui la pluralità di elementi comprende una serie di linee uniformemente distanziate ricavate sulla prima superficie.
19. Apparecchiatura e metodi per lavorare un substrato, sostanzialmente come descritto ed illustrato negli annessi disegni,