CN106696444A - 一种陶瓷基板连续化丝网印刷机及其印刷方法 - Google Patents

Abstract

一种陶瓷基板连续化丝网印刷机及其印刷方法，涉及丝网印刷。陶瓷基板连续化丝网印刷机包括薄膜送膜系统、印刷系统、热处理系统、基板收膜系统；所述薄膜送膜系统、印刷系统、热处理系统、基板收膜系统依次排列并放置于地面，薄膜送膜系统的传动机构连接印刷系统和热处理系统，印刷系统和热处理系统之间设有定位机构，碳化硅陶瓷薄膜从薄膜送膜系统送出并通过定位机构后传送进入印刷系统和热处理系统，再经定位机构由基板收膜系统卷取成品基板。可以短时间内使碳化硅陶瓷薄膜表面均匀涂布印料，并对印刷好的印料进行热处理固化，从而将碳化硅陶瓷薄膜制成带有电路图案的碳化硅陶瓷基板。

Description

一种陶瓷基板连续化丝网印刷机及其印刷方法

技术领域

本发明涉及丝网印刷，尤其是涉及一种陶瓷基板连续化丝网印刷机及其印刷方法。

背景技术

随着电子器件向着大功率、小尺寸、高密集封装的方向发展，散热问题成为制约行业发展的主要瓶颈。电子器件要求采用微细化的元件和电路图案，极大增加了其功率密度，使器件在工作时容易产生并积累大量的热量。这些热量若不能及时通过热传导等形式传递出去，会严重影响器件的使用性能和使用寿命。因此，电子器件要求采用具有高导热、高绝缘、高机械性能和高平整度的散热基板，并在基板上制作相应的电路。

目前，以铝基板为代表的金属基板具有热导率高、生产成本低等优势，广受市场欢迎，但其热膨胀系数往往不能与芯片相匹配，容易产生热失配、热应力等诸多问题，进而影响到器件的性能、质量和使用寿命，更不可能用于精密器件；采用Cu/Mo板和Cu/W板等合金作为散热基板，虽然可以解决大功率LED芯片材料与散热材料间因热膨胀失配造成电极引线断裂的问题，但生产成本过高。另一种常用的基板是陶瓷基板，如Al₂O₃、AlN基板等，具有高热导率、低的介电常数和介电损耗，且能克服金属基板热失配的问题，但制备工艺复杂、覆铜难、成本高，在实际应用中也受到限制。因此，如何将以上基板材料的优点相结合，成为了研究的热点与难点。近年来，碳化硅颗粒增强铝基复合材料因具有低热膨胀系数、高导热率及密度小等优点，将其应用于新型电子封装材料前景广阔。特别是碳化硅复合薄膜材料，由于具有优异的热传导性能及良好的机械性能，能够克服市场上常用金属基板热膨胀系数大、需要额外制作绝缘层等不足，可以制造出高性能的新型陶瓷基板。

本申请人在中国专利ZL2008100705331公开一种碳化硅陶瓷薄膜成型装置与碳化硅陶瓷薄膜的制备方法，利用先驱体熔融纺膜法制备碳化硅陶瓷薄膜，所制得的薄膜导热性能优异，具备优良的力学性能，连续成型长度逾百米。将其作为散热基板使用，可以有效地克服现有金属基板的缺点，且制备工艺简单，生产成本低，满足大规模量产条件。但目前在碳化硅陶瓷薄膜上涂布作为电极电路的银浆，只能采用人工化丝网印刷，涉及手工上料、涂刮等操作，不仅极大地影响印刷速度，同时会因人为因素的不确定性而影响到电路印刷质量。要将碳化硅陶瓷薄膜作为陶瓷基板规模化量产和使用，必须提供一种可以连续化规模生产的丝网印刷机，该机器能够短时间内在连续碳化硅陶瓷薄膜表面均匀涂布银浆，并对印刷好的银浆进行热处理固化，从而将薄膜制成带有电路图案的成品基板。

丝网印刷机用于薄膜基板电路的制作，在多项授权专利中已有公开。中国专利ZL2011800206865公开了一种实用的丝网印刷生产线及丝网印刷方法，可用于制作和生产印刷电路基板，且对一个电子电路元件安装线设置多台丝网印刷机，能够缩短作业时间，但不适用于连续长条带状陶瓷薄膜的电路印制。中国专利ZL2011100275922公开了一种能够防止在印刷时薄膜产生皱褶并且不会污染先前印刷的薄膜上的印刷物的薄膜丝网印刷机，可以给卷成滚筒状的薄膜印刷图案，但所采用的吸附平台不可能用于具有高硬度和脆性的陶瓷薄膜，因为该方法涉及薄膜弯折、夹紧等操作，极容易使陶瓷薄膜脆裂。中国专利ZL2006101090994公开了一种丝网印刷装置和印刷方法，通过增加热风发生器的表面干燥机构，避免了软钎料残留在掩模侧的问题，但后续无高温热处理过程，不能使印料彻底固化，无法直接得到带有电路的成品基板。目前尚未有专利涉及连续碳化硅陶瓷基板的电路印制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动、连续化、高效率，能够连续制作带有电路的陶瓷基板，极大程度提高生产效率，并能使印料均匀、致密地涂布在碳化硅陶瓷薄膜表面，有效降低电路的电阻和热阻的陶瓷基板连续化丝网印刷机。

本发明的另一目的在于提供可以使印料按预先设定好的电路图案，涂布在带状碳化硅陶瓷薄膜表面，并通过热处理平台实现印料的固化，最终完成电路制作，得到成品碳化硅陶瓷基板的陶瓷基板连续化丝网印刷机的印刷方法。

所述陶瓷基板连续化丝网印刷机包括：薄膜送膜系统、印刷系统、热处理系统、基板收膜系统；所述薄膜送膜系统、印刷系统、热处理系统、基板收膜系统依次排列并放置于地面，薄膜送膜系统的传动机构连接印刷系统和热处理系统，印刷系统和热处理系统之间设有定位机构，碳化硅陶瓷薄膜从薄膜送膜系统送出并通过定位机构后传送进入印刷系统和热处理系统，再经定位机构由基板收膜系统卷取成品基板。

所述薄膜送膜系统包括：碳化硅陶瓷薄膜、卧式电动机、定位机构、传动机构和辊筒，所述碳化硅陶瓷薄膜带印刷电路，所述卧式电动机用于驱动薄膜卷盘转动，所述定位机构用于确定薄膜进入印刷系统的位置，所述传动机构用于带动薄膜前进，所述辊筒的表面经粗糙处理；所述碳化硅陶瓷薄膜由先驱体熔融纺膜法制得，宽度为1～8mm，使碳化硅陶瓷薄膜能够正好卡在薄膜卷盘的两个侧壁之间；所述薄膜卷盘由塑料制成，其内径最好大于100mm，避免因内径曲率过大造成碳化硅陶瓷薄膜折裂，薄膜卷盘的厚度根据碳化硅陶瓷薄膜的宽度在3～10mm内可变，薄膜卷盘用于固定薄膜层叠成卷的两个侧壁厚度固定为1mm。一般来说，一个完整的薄膜卷盘所含的薄膜应在200m以上。至多10个厚度一致的薄膜卷盘可同时套插在卧式电动机的转轴上，转轴直径与薄膜卷盘的内径相等，且其前端有螺纹。

所述薄膜送膜系统中的定位机构包括：塑料支撑底板、塑料限位条和塑料更换辅助件，薄膜可各自独立地拉到并使其恰好卡在相邻两塑料限位条之间，从而固定薄膜进入印刷系统的位置；所述塑料限位条位于塑料支撑底板的上方，其宽度为2mm，相邻两塑料限位条的间距根据薄膜的宽度设计出多种不同的规格。所述塑料更换辅助件位于定位机构侧面，用于夹取定位机构，以便于更换安装；所述定位机构可由模具一体成型。

所述薄膜送膜系统中的传动机构包括：立式电动机、主动齿轮、链条传动带和从动齿轮，工作时，带有变频器的立式电动机转动，带动主动齿轮转动，通过链条传动带使所有从动齿轮以相同转速转动，达到联动驱动的效果，所有辊筒会以同从动齿轮相同的角速度转动，从而带动位于辊筒上的薄膜前进。所述辊筒，相邻两个辊筒之间存在一定间隙。

所述印刷系统包括：传动皮带、带有活塞的支柱、气缸、丝杆传动用梯形螺纹螺纹杆、马达、丝杆传动用光杆、菲林模板和刮板装置，所述传动皮带紧紧套在连续的8个辊筒上，当链条传动带带动辊筒转动时，可以无滑移地带动传动皮带运动，薄膜可随传动皮带的运动而前进；所述传动皮带可在印刷时为薄膜提供均匀平整的受力支撑面，所述带有活塞的支柱用于支撑位于传动皮带上方的菲林模板，活塞使得支柱能够升高和降低固定的高度值，从而使菲林模板升高和降低固定的高度值。位于菲林模板上方的刮板装置通过气缸连接套接在螺纹杆上的零件。所述气缸可以使刮板装置实现固定高度值的上下运动。所述丝杆传动用梯形螺纹螺纹杆、马达、丝杆传动用光杆可使刮板装置实现较大范围的左右运动。

在印刷系统中，所述菲林模板包括：具有图案化开口的菲林版、带有固定塑料限位块的塑料框架，所述菲林版被张紧夹于塑料框架内侧缝隙之间。所述菲林版可以根据实际需要做出不同图案化开口。所述塑料限位块用于固定薄膜进入印刷的位置，确保印料均能沉积在薄膜之上，薄膜从相邻的限位块间隙之间穿过。

在印刷系统中，所述刮板装置包括：固定板、刮刀、透明储料罐、微型马达、推杆、小风扇和电热丝，插有推杆的储料罐装在固定板中间，两片刮刀对称插在固定板上，与储料罐有一定间隔，两套由小风扇和电热丝组成的吹热风器对称装在固定板两端，并与刮刀存在一定间隔。不锈钢刮刀宽度略小于菲林模板的塑料框架内侧宽度，使其能正常运动且能横跨整个菲林版。所述透明储料罐为长方体状，其出料口宽度等于不锈钢刮刀的宽度。印刷系统工作时，微型马达转动并带动推杆向下运动，即可将适量的印料推挤出储料罐，使印料均匀横跨覆盖在菲林模板上，印料可以位于菲林版上的任何位置。所述微型马达连接有微型控制器，从而控制其转动圈数，达到控制印料出料量的目的。所述印料可根据实际需求选择合适的印料，最好选用高温银浆。所述小风扇及电热丝能够吹出热风，用于干燥和初步固定已经印在薄膜上的印料，也有利于菲林模板的脱模过程，避免印料残留在菲林版开口侧壁上，其出风口宽度与透明储料罐的出料口宽度相等。

所述热处理系统包括：3个加热炉、表面有粗糙处理的陶瓷辊筒、热电偶、保温层、加热电阻丝、炉膛、薄膜进口、薄膜出口和连接传动机构的从动齿轮，在热处理系统内部，薄膜置于陶瓷辊筒上方，并被炉膛所包围，炉膛上设有加热电阻丝和保温层。所述3个加热炉可分别通过温度控制面板设置不同的加热温度并保温，在每个加热炉中，有热电偶分前中后3个位置分别悬挂插到炉膛中间位置的内部，用来测量炉膛内温度，并能反映在温度控制面板。所述从动齿轮位于加热炉外部，能够带动陶瓷辊筒以相同角速度转动，从而带动已印刷印料的薄膜，连续通过3个加热炉。所述陶瓷辊筒耐高温且在高温下不变形。

所述基板收膜系统包括：已印刷电路的碳化硅陶瓷基板、驱动碳化硅陶瓷基板卷盘转动的卧式电动机，至多10个厚度一致的基板卷盘可同时套插在卧式电动机的转轴上，转轴直径与基板卷盘的内径相等，且其前端有螺纹。所述基板上涂布有经热处理固化的印料，并能层叠卷入碳化硅陶瓷基板卷盘。基板收膜系统所使用的碳化硅陶瓷基板卷盘规格尺寸与薄膜送膜系统所使用的碳化硅陶瓷薄膜卷盘规格尺寸相同，碳化硅陶瓷基板能正好能卡在基板卷盘的两个侧壁之间。一般来说，一个完整的基板卷盘所含的碳化硅陶瓷基板应在200m以上。

所述陶瓷基板连续化丝网印刷机的印刷方法包括：安装和使用薄膜送膜系统进行薄膜输送，使用印刷系统进行电路印刷，使用热处理系统进行印料固化，安装和使用基板收膜系统进行基板收集，具体步骤如下：

1)安装和使用薄膜送膜系统进行薄膜输送，将最多10个厚度一致的薄膜卷盘同时套插在卧式电动机的转轴上，用螺母紧固薄膜卷盘，使薄膜卷盘相互之间不会滑动，用镊子将每一条薄膜分别从薄膜卷盘拉出后，准确卡入定位机构的塑料限位条间隙之间，从而固定薄膜进入印刷系统的位置；同时开启卧式电动机、立式电动机，薄膜将随辊筒向前传送；

2)使用印刷系统进行电路印刷，菲林模板比传动皮带高，最好高50mm，能保证薄膜无压力地传送到传动皮带中前部；当菲林模板的开口都能覆盖到每一条薄膜时，卧式电动机、立式电动机同时停机，薄膜停止运动等待印刷；第一次印刷前应该注意，要用镊子微调薄膜的位置，保证每一条薄膜能够分别卡在菲林模板的塑料限位块的间隙之间。印刷时，带有活塞的支柱首先下降固定高度50mm，使菲林版紧紧压在薄膜上面；在气缸的作用下，刮板装置下降50mm，使不锈钢刮刀尖端与菲林版接触并具有一定压力；微型马达转动并带动推杆向下运动，将适量的印料推挤出储料罐，并均匀横跨覆盖在菲林版上；马达转动，带动丝杆传动用梯形螺纹杆转动，使刮板装置左右运动，但不超过待印刷薄膜的所在范围；菲林版上的印料会在两刮刀之间左右运动，并且通过开口沉积至薄膜表面；小风扇及电热丝同时工作，吹出热风使沉积在薄膜表面的印料迅速干燥和初步固定；刮板装置反复左右运动两个来回后，小风扇及电热丝暂停工作，刮板装置在气缸的作用下上升50mm，带有活塞的支柱也上升50mm，使菲林模板脱离薄膜面，但是会在其表面留下与开口图案一致的电路图案。此时，卧式电动机、立式电动机同时运行，带动薄膜继续前进，直到下一个待印刷的部分被菲林模板的开口覆盖，停机。然后重复印刷过程。印刷过程一般为3min。所述印料最好为高温银浆；

3)当已印刷印料的薄膜离开印刷系统后，将每一条薄膜卡入位于印刷系统和热处理系统之间的定位机构的塑料限位条间隙之间，从而纠正和限定薄膜的传送前进方向；

4)使用热处理系统进行印料固化，已印刷印料的薄膜在不锈钢辊筒的传送下进入。进入热处理系统中，已印刷高温银浆的薄膜在陶瓷辊筒的带动下，连续通过三个加热炉。所述三个加热炉可从左到右设置从低到高的温度，其有效加热长度约为印刷系统有效印刷长度的3倍。由于印刷系统的印刷过程一般为3min，印刷时整条传送机构停止运动，已印刷高温银浆的薄膜便会在热处理系统的三个加热炉中停留约9min，并经历高温烘烤。经过完整的热处理后，已印刷电路的碳化硅陶瓷基板会从薄膜出口传送而出；

5)当已印刷电路的碳化硅陶瓷基板离开热处理系统后，将每一条基板卡入位于热处理系统和基板收膜系统之间的定位机构的塑料限位条间隙之间，从而纠正和限定基板的传送前进方向；

6)安装和使用基板收膜系统进行基板收集，将至多10个厚度一致的基板卷盘同时套插在卧式电动机的转轴上，用螺母紧固基板卷盘，使基板卷盘相互之间不会滑动。从定位机构传送出来的碳化硅陶瓷基板最前端先贴上贴纸，然后贴在碳化硅陶瓷基板卷盘的内圈上，启动卧式电动机，将已印刷电路的碳化硅陶瓷基板层叠卷于卷盘上；所述卧式电动机的转速与卧式电动机、立式电动机的转速均保持一致；

7)完成上述丝网印刷机的印刷方法后，将得到数个碳化硅陶瓷基板卷盘。一般来说，一个完整的基板卷盘所含的已印刷电路的碳化硅陶瓷基板应在200m以上。此时已经消耗完送膜系统中薄膜卷盘的待印刷电路碳化硅陶瓷薄膜。若要继续生产碳化硅陶瓷基板，则需要更换新的薄膜卷盘，并重复此丝网印刷机的印刷方法。

所述碳化硅陶瓷薄膜由先驱体熔融纺膜法制得。

综上所述，本发明提供的一种陶瓷基板连续化丝网印刷机及其印刷方法，可以短时间内使碳化硅陶瓷薄膜表面均匀涂布印料，并对印刷好的印料进行热处理固化，从而将碳化硅陶瓷薄膜制成带有电路图案的碳化硅陶瓷基板。利用本发明的丝网印刷机及印刷方法，可以连续制作碳化硅陶瓷基板，大幅度提高生产效率，并能使印料均匀、致密地涂布在碳化硅陶瓷薄膜表面，有效降低基板电路的电阻和热阻，得到高质量的碳化硅陶瓷基板。

附图说明

图1是本发明所述的一种陶瓷基板连续化丝网印刷机的正视图；

图2是属于薄膜送膜系统的薄膜卷盘的立体示意图及薄膜放大图；

图3是属于薄膜送膜系统的定位机构的立体示意图；

图4是属于薄膜送膜系统的传动机构的工作示意图；

图5是丝网印刷机的印刷系统正视图；

图6是属于印刷系统的菲林模板的立体图；

图7是属于印刷系统的刮板装置的内部结构示意图；

图8是丝网印刷机的热处理系统正面剖视图；

图9是丝网印刷机的热处理系统侧视图；

图10是属于基板收膜系统的基板卷盘的立体示意图及基板放大图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚和明白，下面将结合示例性实施例，并参照附图描述本发明。

本发明提供的该种丝网印刷机，如图1所示，包括：薄膜送膜系统1、印刷系统2、热处理系统3、基板收膜系统4。在薄膜送膜系统1中，包括待印刷电路的碳化硅陶瓷薄膜10、驱动碳化硅陶瓷薄膜卷盘11转动的卧式电动机12、用于确定薄膜10进入印刷系统2位置的定位机构13，带动薄膜10前进的传动机构14和表面有粗糙处理的不锈钢辊筒15。在印刷系统2中，主要包括菲林模板22、刮板装置24、用于带动刮板装置运动的气缸25、丝杆传动用梯形螺纹螺纹杆26、丝杆传动用光杆28等。在热处理系统3中，主要包括三个相互连通的可设置不同加热温度的加热炉等，所述三个加热炉温度控制面板31、32、33。在基板收膜系统4中，包括已印刷银浆电路的碳化硅陶瓷基板40、驱动碳化硅陶瓷基板卷盘41转动的卧式电动机42。

如图2所示，属于薄膜送膜系统的碳化硅陶瓷薄膜卷盘11由塑料制成，内径100mm，外径200mm，厚度根据薄膜10的宽度在3～10mm内可变，用于固定薄膜10层叠成卷的两个侧壁厚度固定为1mm。所述碳化硅陶瓷薄膜10宽度应在1～8mm之间，使其正好卡在薄膜卷盘11的两个侧壁之间。一般来说，一个完整的薄膜卷盘11所含的薄膜10应在200m以上。使用丝网印刷机时，可将最多10个厚度一致的薄膜卷盘11同时套插在卧式电动机的转轴上，转轴直径100mm且前端有螺纹，用螺母紧固这些薄膜卷盘，使其相互之间不会滑动。

所述薄膜送膜系统还包括用于确定薄膜进入印刷系统位置的定位机构13。参照图3，根据本发明的示例性实施例的定位机构可以包括：塑料支撑底板131，塑料限位条132，塑料更换辅助件133。最多10条薄膜从薄膜卷盘分别拉出后，各自独立地拉到并使其恰好卡在相邻两塑料限位条132之间，从而固定薄膜进入印刷系统2的位置。塑料限位条132的宽度固定为2mm，相邻两塑料限位条132的间距根据薄膜的宽度设计出多种不同的规格。塑料更换辅助件133便于夹取定位机构13以更换安装，当更换待印刷薄膜的宽度规格时，选择并更换安装塑料限位条132间距等于所用薄膜的宽度的定位机构13。

所述薄膜送膜系统还包括用于带动薄膜前进传动机构14以及表面有粗糙处理的不锈钢辊筒15。参照图4，传动机构包括：立式电动机141、主动齿轮142、链条传动带143、从动齿轮144。工作时，带有变频器的立式电动机141转动，带动主动齿轮142转动，通过链条传动带143使所有从动齿轮144以相同转速转动，达到联动驱动的效果。所有辊筒15会以同从动齿轮144相同的角速度转动，从而带动位于辊筒15上的薄膜前进。相邻两个辊筒15之间存在一定间隙。

图5是示出印刷系统2的正视图。所述印刷系统2主要包括：传动皮带21、菲林模板22、带有活塞的支柱23、刮板装置24、气缸25、丝杆传动用梯形螺纹螺纹杆26、马达27、丝杆传动用光杆28。

所述传动皮带21紧紧套在连续的8个辊筒上，当链条传动带143带动辊筒15转动时，可以无滑移地带动传动皮带21运动，薄膜10可随传动皮带21的运动而前进。所述传动皮带21可在印刷时为薄膜10提供均匀平整的受力支撑面。

所述带有活塞的支柱23用于支撑菲林模板22，活塞使得支柱能够升高和降低固定的高度值，从而使菲林模板22升高和降低固定的高度值。在本示例性实施例中，所述固定的高度值为50mm。

所述菲林模板22，参照图6，根据本发明的示例性实施例可以包括：具有图案化开口223的菲林版222、带有固定塑料限位块224的塑料框架221。所述菲林版222被张紧夹于塑料框架221内侧缝隙之间。在本示例性实施例中，所述开口223长250mm，开口宽度0.2mm，相邻成对开口间距根据薄膜的宽度(3mm)设计为2mm，相邻不成对开口间距设计为2.6mm。所述相邻成对开口是指可以使印料印在同一条薄膜上的两个相邻开口，所述相邻不成对开口是指印料会分别印在两条不同的薄膜上的两个相邻开口。所述菲林版222可以根据实际需要做出不同图案化开口223，而不只局限于本示例性实施例给出的上述图案。所述塑料限位块224用于固定薄膜进入印刷的位置，确保印料均能落在薄膜之上，薄膜从相邻的限位块224间隙之间穿过。所述限位块宽度固定为2mm，相邻两个限位块之间的间距根据薄膜的宽度设计出多种不同的规格，使用时应选用限位块224间距等于所用薄膜的宽度的塑料框架221。

所述气缸25连接刮板装置24和套接在螺纹杆26上的零件，并可以使刮板装置24实现固定高度值的上下运动。在本示例性实施例中，所述固定高度值为50mm。所述丝杆传动用梯形螺纹杆26和马达27，丝杆传动用光杆28可使刮板装置24实现较大范围的左右运动。

所述刮板装置24，参照图7，包括：固定板241、不锈钢刮刀242、透明储料罐243、微型马达244、推杆245、小风扇247、电热丝248。所述不锈钢刮刀242宽度略小于菲林模板的塑料框架内侧宽度，使其能正常运动且能横跨整个菲林版。所述透明储料罐243为长方体状，其出料口宽度等于不锈钢刮刀242的宽度。印刷系统工作时，微型马达244转动并带动推杆245向下运动，即可将适量的印料推挤出储料罐243，使印料均匀横跨覆盖在菲林模板上。所述微型马达244连接有微型控制器，从而控制其转动圈数，达到控制印料出料量的目的。所述印料在本示例性实施例中为高温银浆246，亦可根据实际需求选择合适的印料。所述小风扇247及电热丝248能够吹出热风249，用于干燥和初步固定已经印在薄膜上的高温银浆246，也有利于菲林模板的脱模过程，避免高温银浆246残留在菲林版开口侧壁上，其出风口宽度与透明储料罐243的出料口宽度相等。

图8是示出热处理系统3的正面剖视图。所述热处理系统3主要包括三个加热炉，以及表面有粗糙处理的陶瓷辊筒301、热电偶302、保温层303、加热电阻丝304、炉膛305。所述3个加热炉可分别通过温度控制面板设置不同的加热温度并保温。所述陶瓷辊筒301耐高温且在高温下不变形。所述热电偶302用来测量炉膛305内温度，并能反映在温度控制面板。已印刷高温银浆的薄膜10在陶瓷辊筒301的带动下，连续通过3个加热炉。参照图9，热处理系统3还包括薄膜出口34，连接传动机构的从动齿轮144。所述从动齿轮144会带动陶瓷辊筒301以相同角速度转动，且位于加热炉外部。当热处理过程完毕后，此时高温银浆已经固化，碳化硅陶瓷薄膜10成为已印刷银浆电路的碳化硅陶瓷基板40，从出口34传送出来，一般是10条基板40并排出来。在热处理系统3的另一侧有薄膜进口，一般也是10条薄膜10并排进入。

得到已印刷银浆电路的碳化硅陶瓷基板40后，如图10所示，基板40层叠卷入碳化硅陶瓷基板卷盘41。所述基板40上涂布有经热处理固化的高温银浆246。基板收膜系统所使用的碳化硅陶瓷基板卷盘41规格尺寸与薄膜送膜系统所使用的碳化硅陶瓷薄膜卷盘规格尺寸相同，碳化硅陶瓷基板40能正好卡在基板卷盘41的两个侧壁之间。收膜时，可将最多10个(与送膜系统所用碳化硅陶瓷薄膜卷盘数量相同)厚度一致的基板卷盘41同时套插在卧式电动机的转轴上，转轴直径100mm且前端有螺纹，用螺母来紧固这些基板卷盘，使其相互之间不会滑动。一般来说，一个完整的基板卷盘41所含的碳化硅陶瓷基板40应在200m以上。

在图1、2、5、8、9和10中，标记A为膜传送方向，在图2中，标记P为薄膜放大图，在图10中，标记B为基板放大图。

以上是对本发明一种陶瓷基板连续化丝网印刷机的说明，下面将结合附图，提出一种此丝网印刷机的印刷方法的示范性实施例。

本发明所提供的一种陶瓷基板连续化丝网印刷机的印刷方法，包括：1)安装和使用薄膜送膜系统1进行薄膜输送；2)使用印刷系统2进行电路印刷；3)使用热处理系统3进行印料固化；4)安装和使用基板收膜系统4进行基板收集。

在步骤1)中，在安装和使用薄膜送膜系统1进行薄膜输送中，将10个厚度一致的薄膜卷盘11同时套插在卧式电动机12的转轴上，转轴直径100mm且前端有螺纹，用螺母紧固这些薄膜卷盘11，使其相互之间不会滑动。用镊子将10条薄膜10分别从10个薄膜卷盘11拉出后，准确卡入定位机构13的塑料限位条132间隙之间，从而固定薄膜进入印刷系统2的位置。同时开启卧式电动机12、立式电动机141，10条薄膜10将随辊筒15向前传送。

在步骤2)中，在使用印刷系统2进行电路印刷中，菲林模板22本来比传动皮带21高出50mm，使得薄膜10能够无压力地传送到传动皮带21中前部。当菲林模板22的开口223都能覆盖到每一条薄膜10时，卧式电动机12、立式电动机141同时停机，10条薄膜10停止运动等待印刷。第一次印刷前应该注意，要用镊子微调薄膜10的位置，保证10条薄膜10能够分别卡在菲林模板22的塑料限位块224的间隙之间。印刷时，带有活塞的支柱23首先下降固定高度50mm，使菲林版222紧紧压在薄膜10上面；在气缸25的作用下，刮板装置24下降50mm，使不锈钢刮刀242尖端与菲林版222接触并具有一定压力；微型马达244转动并带动推杆245向下运动，将少量适量的高温银浆246推挤出储料罐243，并均匀横跨覆盖在菲林版222上；马达27转动，带动丝杆传动用梯形螺纹螺纹杆26转动，使刮板装置24左右运动，但不超过待印刷薄膜10的所在范围；菲林版222上的高温银浆246会在两刮刀242之间左右运动，并且通过开口223沉积至薄膜10表面；小风扇247及电热丝248同时工作，吹出热风249使沉积在薄膜10表面的高温银浆246迅速干燥和初步固定；刮板装置24反复左右运动两个来回后，小风扇247及电热丝248暂停工作，刮板装置24在气缸25的作用下上升50mm，带有活塞的支柱23也上升50mm，使菲林模板22脱离薄膜10表面，但是会在其表面留下与开口223图案一致的高温银浆电路图案。此时，卧式电动机12、立式电动机141同时运行，带动薄膜10继续前进，直到下一个待印刷的部分被菲林模板22的开口223覆盖，停机。然后重复印刷过程。印刷过程一般为3min。

当10条已印刷高温银浆的薄膜10离开印刷系统2后，需要用镊子小心地将10条薄膜10卡入位于印刷系统2和热处理系统3之间的定位机构13的塑料限位条132间隙之间，从而纠正和限定薄膜10的传送前进方向。

在步骤3)中，使用热处理系统3进行印料固化中，10条已印刷高温银浆的薄膜10在不锈钢辊筒15的传送下进入。进入热处理系统中，10条已印刷高温银浆的薄膜10在陶瓷辊筒301的带动下，连续通过三个加热炉。三个加热炉从左到右设置的温度分别为：250℃，450℃，650℃。热处理系统有效加热长度约为印刷系统有效印刷长度的3倍。由于印刷过程一般为3min，印刷时整条传送机构停止运动，已印刷高温银浆的薄膜10便会在热处理系统的三个加热炉中停留约9min，并经历高温烘烤。已印刷高温银浆的薄膜10经过完整的热处理后，就会成为已印刷银浆电路的碳化硅陶瓷基板40，从薄膜出口34传送而出。

当10条已印刷银浆电路的碳化硅陶瓷基板40离开热处理系统3后，需要用镊子小心地将10条基板40卡入位于热处理系统3和基板收膜系统4之间的定位机构13的塑料限位条132间隙之间，从而纠正和限定基板40的传送前进方向。

在步骤4)中，安装和使用基板收膜系统4进行基板收集中，将最多10个厚度一致的基板卷盘41同时套插在卧式电动机42的转轴上，用螺母紧固这些基板卷盘41，使其相互之间不会滑动。从定位机构13传送出来的碳化硅陶瓷基板40最前端应先贴上一小块贴纸，然后用镊子引导其贴在碳化硅陶瓷基板卷盘41的内圈上，启动卧式电动机42，将已印刷银浆电路的碳化硅陶瓷基板40层叠卷于卷盘41上。所述卧式电动机42的转速与卧式电动机12、立式电动机141的转速均保持一致。

完成上述丝网印刷机的印刷方法后，将得到10个碳化硅陶瓷基板卷盘41。一般来说，一个完整的基板卷盘41所含的已印刷银浆电路的碳化硅陶瓷基板40应在200m以上。此时已经消耗完送膜系统中10个薄膜卷盘的待印刷电路碳化硅陶瓷薄膜。若要继续生产碳化硅陶瓷基板40，则需要更换新的薄膜卷盘11，并重复此丝网印刷机的印刷方法。

Claims (10)

1.一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于包括：薄膜送膜系统、印刷系统、热处理系统、基板收膜系统；所述薄膜送膜系统、印刷系统、热处理系统、基板收膜系统依次排列，薄膜送膜系统的传动机构连接印刷系统和热处理系统，印刷系统和热处理系统之间设有定位机构，碳化硅陶瓷薄膜从薄膜送膜系统送出并通过定位机构后传送进入印刷系统和热处理系统，再经定位机构由基板收膜系统卷取成品基板。

2.如权利要求1所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于所述薄膜送膜系统包括：碳化硅陶瓷薄膜、卧式电动机、定位机构、传动机构和辊筒，所述碳化硅陶瓷薄膜带印刷电路，所述卧式电动机用于驱动薄膜卷盘转动，所述定位机构用于确定薄膜进入印刷系统的位置，所述传动机构用于带动薄膜前进，所述辊筒的表面经粗糙处理；所述碳化硅陶瓷薄膜由先驱体熔融纺膜法制得，宽度为1～8mm，使碳化硅陶瓷薄膜能够正好卡在薄膜卷盘的两个侧壁之间；所述薄膜卷盘由塑料制成，至多10个厚度一致的薄膜卷盘可同时套插在卧式电动机的转轴上，转轴直径与薄膜卷盘的内径相等，且其前端有螺纹；

所述薄膜卷盘的内径可大于100mm，薄膜卷盘的厚度可为3～10mm，薄膜卷盘用于固定薄膜层叠成卷的两个侧壁厚度固定可为1mm；一个完整的薄膜卷盘所含的薄膜可在200m以上。

3.如权利要求1所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于所述薄膜送膜系统中的定位机构包括：塑料支撑底板、塑料限位条和塑料更换辅助件，薄膜卡在相邻两塑料限位条之间，用于固定薄膜进入印刷系统的位置；所述塑料限位条位于塑料支撑底板的上方，塑料限位条的宽度可为2mm，所述塑料更换辅助件位于定位机构侧面，用于夹取定位机构。

4.如权利要求1所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于所述薄膜送膜系统中的传动机构包括：立式电动机、主动齿轮、链条传动带和从动齿轮，工作时，带有变频器的立式电动机转动，带动主动齿轮转动，通过链条传动带使所有从动齿轮以相同转速转动，达到联动驱动的效果，所有辊筒会以同从动齿轮相同的角速度转动，从而带动位于辊筒上的薄膜前进。

5.如权利要求1所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于所述印刷系统包括：传动皮带、带有活塞的支柱、气缸、丝杆传动用梯形螺纹螺纹杆、马达、丝杆传动用光杆、菲林模板和刮板装置，所述传动皮带套在连续的8个辊筒上，当链条传动带带动辊筒转动时，带动传动皮带运动，薄膜随传动皮带的运动前进；所述传动皮带在印刷时为薄膜提供均匀平整的受力支撑面，所述带有活塞的支柱用于支撑位于传动皮带上方的菲林模板，位于菲林模板上方的刮板装置通过气缸连接套接在螺纹杆上；所述气缸使刮板装置实现固定高度值的上下运动；所述丝杆传动用梯形螺纹螺纹杆、马达、丝杆传动用光杆，使刮板装置实现左右运动。

6.如权利要求1所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于在印刷系统中，所述菲林模板包括：具有图案化开口的菲林版、带有固定塑料限位块的塑料框架，所述菲林版被张紧夹于塑料框架内侧缝隙之间；所述菲林版根据实际需要做出不同图案化开口；所述塑料限位块用于固定薄膜进入印刷的位置，确保印料均能沉积在薄膜之上，薄膜从相邻的限位块间隙之间穿过。

7.如权利要求1所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于在印刷系统中，所述刮板装置包括：固定板、刮刀、透明储料罐、微型马达、推杆、小风扇和电热丝，插有推杆的储料罐装在固定板中间，两片刮刀对称插在固定板上，两套由小风扇和电热丝组成的吹热风器对称装在固定板两端；不锈钢刮刀宽度小于菲林模板的塑料框架内侧宽度，使其能正常运动且能横跨整个菲林版；所述透明储料罐为长方体状，其出料口宽度等于不锈钢刮刀的宽度；所述微型马达连接有微型控制器，用于控制微型马达的转动圈数，达到控制印料出料量的目的；所述印料最好选用高温银浆。

8.如权利要求1所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于所述热处理系统包括：3个加热炉、表面有粗糙处理的陶瓷辊筒、热电偶、保温层、加热电阻丝、炉膛、薄膜进口、薄膜出口和连接传动机构的从动齿轮，在热处理系统内部，薄膜置于陶瓷辊筒上方，并被炉膛所包围，炉膛上设有加热电阻丝和保温层；所述3个加热炉可分别通过温度控制面板设置不同的加热温度并保温，在每个加热炉中，有热电偶分前中后3个位置分别悬挂插到炉膛中间位置的内部，用于测量炉膛内温度，并能反映在温度控制面板；所述从动齿轮位于加热炉外部，能够带动陶瓷辊筒以相同角速度转动，带动已印刷印料的薄膜，连续通过3个加热炉。

9.如权利要求1所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其特征在于所述基板收膜系统包括：已印刷电路的碳化硅陶瓷基板、驱动碳化硅陶瓷基板卷盘转动的卧式电动机，至多10个厚度一致的基板卷盘同时套插在卧式电动机的转轴上，转轴直径与基板卷盘的内径相等，转轴前端设有螺纹；所述基板上涂布有经热处理固化的印料，并能层叠卷入碳化硅陶瓷基板卷盘；基板收膜系统所使用的碳化硅陶瓷基板卷盘规格尺寸与薄膜送膜系统所使用的碳化硅陶瓷薄膜卷盘规格尺寸相同，碳化硅陶瓷基板能正好能卡在基板卷盘的两个侧壁之间。

10.陶瓷基板连续化丝网印刷机的印刷方法，其特征在于采用如权利要求1～9所述一种陶瓷基板连续化丝网印刷机，其印刷方法包括：安装和使用薄膜送膜系统进行薄膜输送，使用印刷系统进行电路印刷，使用热处理系统进行印料固化，安装和使用基板收膜系统进行基板收集，具体步骤如下：

1)安装和使用薄膜送膜系统进行薄膜输送，将最多10个厚度一致的薄膜卷盘同时套插在卧式电动机的转轴上，用螺母紧固薄膜卷盘，使薄膜卷盘相互之间不会滑动，用镊子将每一条薄膜分别从薄膜卷盘拉出后，准确卡入定位机构的塑料限位条间隙之间，从而固定薄膜进入印刷系统的位置；同时开启卧式电动机、立式电动机，薄膜将随辊筒向前传送；

2)使用印刷系统进行电路印刷，菲林模板比传动皮带高，最好高50mm，能保证薄膜无压力地传送到传动皮带中前部；当菲林模板的开口都能覆盖到每一条薄膜时，卧式电动机、立式电动机同时停机，薄膜停止运动等待印刷；第一次印刷前，要微调薄膜的位置，保证每一条薄膜能够分别卡在菲林模板的塑料限位块的间隙之间；印刷时，带有活塞的支柱首先下降固定高度50mm，使菲林版压在薄膜上面；在气缸的作用下，刮板装置下降50mm，使不锈钢刮刀尖端与菲林版接触；微型马达转动并带动推杆向下运动，将印料推挤出储料罐，并均匀横跨覆盖在菲林版上；马达转动，带动丝杆传动用梯形螺纹杆转动，使刮板装置左右运动，但不超过待印刷薄膜的所在范围；菲林版上的印料会在两刮刀之间左右运动，并且通过开口沉积至薄膜表面；小风扇及电热丝同时工作，吹出热风使沉积在薄膜表面的印料迅速干燥和初步固定；刮板装置反复左右运动两个来回后，小风扇及电热丝暂停工作，刮板装置在气缸的作用下上升50mm，带有活塞的支柱也上升50mm，使菲林模板脱离薄膜面，但是会在其表面留下与开口图案一致的电路图案；此时，卧式电动机、立式电动机同时运行，带动薄膜继续前进，直到下一个待印刷的部分被菲林模板的开口覆盖，停机，然后重复印刷过程；

3)当已印刷印料的薄膜离开印刷系统后，将每一条薄膜卡入位于印刷系统和热处理系统之间的定位机构的塑料限位条间隙之间，从而纠正和限定薄膜的传送前进方向；

4)使用热处理系统进行印料固化，已印刷印料的薄膜在不锈钢辊筒的传送下进入；进入热处理系统中，已印刷印料的薄膜在陶瓷辊筒的带动下，连续通过三个加热炉；所述三个加热炉从左到右设置从低到高的温度，其有效加热长度约为印刷系统有效印刷长度的3倍；由于印刷系统的印刷过程一般为3min，印刷时整条传送机构停止运动，已印刷印料的薄膜便会在热处理系统的三个加热炉中停留，并经历高温烘烤；经过完整的热处理后，已印刷电路的碳化硅陶瓷基板会从薄膜出口传送而出；

5)当已印刷电路的碳化硅陶瓷基板离开热处理系统后，将每一条基板卡入位于热处理系统和基板收膜系统之间的定位机构的塑料限位条间隙之间，从而纠正和限定基板的传送前进方向；

6)安装和使用基板收膜系统进行基板收集，将至多10个厚度一致的基板卷盘同时套插在卧式电动机的转轴上，用螺母紧固基板卷盘，使基板卷盘相互之间不会滑动。从定位机构传送出来的碳化硅陶瓷基板最前端先贴上贴纸，然后贴在碳化硅陶瓷基板卷盘的内圈上，启动卧式电动机，将已印刷电路的碳化硅陶瓷基板层叠卷于卷盘上；所述卧式电动机的转速与卧式电动机、立式电动机的转速均保持一致；

7)完成上述丝网印刷机的印刷方法后，将得到数个碳化硅陶瓷基板卷盘，一个完整的基板卷盘所含的已印刷电路的碳化硅陶瓷基板应在200m以上；此时已经消耗完送膜系统中薄膜卷盘的待印刷电路碳化硅陶瓷薄膜，若要继续生产碳化硅陶瓷基板，则需要更换新的薄膜卷盘，并重复此丝网印刷机的印刷方法；

所述碳化硅陶瓷薄膜可由先驱体熔融纺膜法制得。