CN109845416A - 用于涂敷粘性的或糊状的材料的印刷装置以及印刷方法 - Google Patents

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Abstract

涉及用于将粘性的或糊状的材料涂覆到载体基质上并且借助于模板成型出限定的材料几何形状的印刷装置。设置成用于涂敷和造型的模板具有至少一个连续的开口。开口的朝向载体基质的一侧用作涂敷开口面。此外，通过开口、尤其是通过其内壁形成用于待造型的材料几何形状的外表面的外部限制。模板整体构造成，通过尤其是相对于载体基质的相对运动克服所述粘性的或糊状的材料相对于开口内壁的附着力。有利地，模板构造成由至少两个在联接区域中彼此邻接的部分模板组成的复合板叠。在此，部分模板分别具有至少一个部分开口，通过部分开口将开口的内壁划分到部分模板的部分的造型面上。此外，在联接区域中形成部分开口的彼此对应的联接面。此外，部分模板分别在所述联接区域中可逆地相互分离。

Description

用于涂敷粘性的或糊状的材料的印刷装置以及印刷方法
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分所述的用于涂敷粘性的或糊状的材料的印刷装置以及印刷方法以及具有被印刷的材料堆点(Materialdepot)的电路载体。
背景技术
目前，越来越多地对电子电路提出的要求是非常紧凑的结构形式。在此，总是必须将更多的电的和/或电子的构件在更紧凑的结构空间上根据电路技术接线，以实现高的超微型化程度。作为适合于此的技术，已经采用所谓的表面装配技术(SMTsurface-mounting-technology)替代了插入式封装技术(THT Through Hole Technology)。在此，使用所谓的SMD构件，其具有可钎焊的联接面，于是，联接面可直接钎焊在例如电路板上。为了实现钎焊，在联接垫上施加具有限定的膏几何结构的焊膏堆点。紧接着，将SMD构件通过其联接面装备到被施加的且未熔化的焊膏堆点中。最终，通过紧接着的反流过程完成钎焊。
例如，借助于筛网印刷、模板印刷(Schablonendruck)或分配印刷(Dispensen)施加焊膏。在模板印刷方法中，将具有模板开口的板形的金属模板的下侧压到电路板上。紧接着，将作为糊状的钎料-流体介质-混合物的焊膏施加到模板的上侧上。随后，借助于刮刀将焊料刮到模板之上并且在此也压入模板开口中。通过整体地抬起金属模板，在模板开口之内的焊膏脱落并且作为单个的焊膏堆点保留在电路板的相应印刷部位上(联接垫)。该分离性能受到多种因素影响，例如模板开口几何形状，模板开口的内壁的表面性能，焊膏的材料性能等。在模板设计标准IPC 7525中得到进一步说明。该标准给出了在设计和制造用于涂覆装配SMT构件用的焊膏和装配胶的合适的模板的指导说明。在该标准中，给出标准值，使得仅仅对于＞1.5的开口比例(纵横比)和＞0.66的面积比例(面积比)时才实现用于焊料或粘合剂涂覆的稳定的过程。纵横比定义成仿制膏几何形状的模板开口的最小开口宽度相对于模板厚度的比例。用于纵横比的标准值保证，在刮入例如焊膏时，焊膏能过程可靠地被引入待填充的模板开口中。面积比又给出了模板开口的投影面积相对于模板开口的侧面积(内壁)的比例。通过用于面积比的标准值，实现了模板与待印刷的材料几何形状过程可靠地分离。通过纵横比和面积比，限制了印刷尤其小的焊膏或粘合剂堆点结构的可能性。
从公开文献DE 102004046629中已知一种用于制造结构元件的方法。在此，使用具有下部的产品层和布置在产品层之上的上部的格栅层的印刷模板。通过抬起整个印刷模板，使待印刷的材料膏在仿形的产品层的区域中构造有与在仿形的格栅层的区域中不同的材料几何形状。在此，可通过印刷步骤构造不同厚度的材料区域。此外考虑了在纵横比和面积比方面通常适用的极限值。
从专利文献US4622239中已知一种过压刮刀系统。在此，该系统包括具有包含在其中的焊膏的容纳腔。焊膏通过输送装置从容纳腔中被挤出并且通过过压被引入印刷模板的开口中。紧接着，由从外部布置在容纳腔处的刮刀刮下被引入开口中的焊膏。
发明内容
因此本发明的目的是，实现借助于模板印刷在载体基质上印刷粘性的或糊状的材料的尤其精细的且小的结构。尤其是，在此目的在于，改善在模板印刷中可稳定印刷的面积和开口比例。此外，目的在于，提供具有借助于模板印刷印上的材料堆点的电路载体，材料堆点作为连接材料实现电接触具有在高的超微型化程度方面的功率结构的电的和/或电子的结构元件、尤其是SMD构件(表面装配设备)。
该目的通过具有独立权利要求的特征部分的特征的用于涂敷粘性的或糊状的材料的印刷装置和印刷方法以及具有被印刷的材料堆点的电路载体实现。
基于用于将粘性的或糊状的材料涂覆到载体基质上并且借助于模板成型出限定的材料几何形状的印刷装置。
设置成用于涂覆和造型的模板具有至少一个连续的开口。在此，印刷装置包括例如用于容纳并且附加地优选地用于使待印刷的载体基质定向的支承部。在此，模板面式邻接地、例如通过其下侧放到载体基质的印刷表面上。在此优选地，模板例如通过固定件保持位置固定以用于印刷过程。那么，开口的朝向载体基质的一侧用作涂覆开口面。其相应于在涂敷或印刷过程之后构成的且与载体基质相连接的粘性的或糊状的材料的印刷面。此外，通过开口、尤其是通过开口内壁形成用于材料几何形状的待造型的外表面的外部限制。模板整体构造成，通过尤其是相对于载体基质的相对运动克服粘性的或糊状的材料相对于开口内壁的附着力。例如，通过与模板有效关联的定位装置实现该相对运动。有利地，模板构造成由至少两个在联接区域中彼此邻接的部分模板组成的复合板叠。在此，部分模板分别具有至少一个部分开口，通过这些部分开口将开口的内壁分割到部分模板的部分的造型面上。此外，在联接区域中形成部分开口的彼此对应的联接面。此外，部分模板可分别在联接区域中可逆地相互分离。
由此实现，通过借助于部分模板在时间上错开地部分脱模，与模板相关地进行限定的材料几何形状的外表面的造型。与其它已知的通过仅仅唯一的模板进行的材料几何形状的外表面的脱模相比，相反地在相应的部分模板方面整体得到粘性的或糊状的材料的明显更好的分离性能。这通过现在由于仅仅部分的造型面而减小的待克服的附着力实现。通过以下方式得到另一优点，即，以这种方式可构造具有在载体基质上减小的按压面的材料几何形状，这种按压面至今为止不能通过模板印刷印上。例如，通过在抬起模板时在按压面上已经印刷的材料脱落，限制了可印刷性。由于待印刷的材料在模板开口的内壁上的附着力过大，导致这种脱落。此外，现在以有利的方式，在部分模板在其相应的模板厚度上的部分脱模的总和中，得到限定的材料几何形状的所需印刷厚度。因此，在部分模板之内最小的开口宽度可减小到相应于模板厚度的程度。以这种方式，可通过设置部分模板，通过模板印刷印上整体更精细的且更小的结构，并且例如由此在电子部件加工领域中提供了尤其适合用于批量加工的，用于实现高的超微型化程度的连接技术。
通过在从属权利要求中阐述的措施实现根据本发明的印刷装置的有利的改进方案和改善方案。
从印刷装置的改进方案中得到附加的改善，并且该改善在于，对于模板，作为内壁的面积相对于涂敷开口面的比例的整体面积比＜0.66。此外，通过材料几何形状通过部分模板时间上错开地部分脱模，实现待印刷的材料几何形状整体地脱模。在此，通过提高部分模板的数量并且保证相应部分模板的分离性能，原则上可任意小地选择整体的面积比。尤其经济性地，尤其当整体面积比在0.3至0.5和/或数量为2至5个部分模板时，可稳定地印刷小的结构。
当对于部分模板，作为部分开口的造型面相对于朝向载体基质的对应联接面或涂敷开口面的比例的涉及部分的面积比＞＝0.66，尤其在0.66至2之间时，得到另一优点。由此，可保证部分模板的分离性能。由此，适用于模板印刷的面积比的至今为止的极限移动到部分模板的平面上。通常，尤其为了印刷焊膏堆点，设置具有10μm的最小模板厚度的部分模板是可行的。复合板叠中的至少一个、多个或优选地所有部分模板具有在10μm-150μm的、优选地在40μm至120μm之间的范围之内的相应的模板厚度。
印刷装置的简单的实施方案包括通常的刮刀，借助于该刮刀将粘性的或糊状的材料通过在模板之上刮下，仅仅机械地压入模板的开口中。为了过程可靠地进行，模板具有＞1.5的整体纵横比(作为开口的最小开口宽度相对于模板的模板厚度的比例)。在此，作为所有包含在复合板叠中的部分模板的模板厚度的和，得到模板的模板厚度。
当印刷装置具有用于将粘性的或糊状的材料引入模板的至少一个连续的开口中的闭合的过压刮刀时，得到更好的改进方案。在此，闭合的过压刮刀例如通过印刷头部形成，印刷头部置于模板上并且完全覆盖模板的背离载体基质的注入开口面，并且构造成，在压力下将粘性的或糊状的材料引入开口中。现在有利地，模板也可具有＜1.5的整体纵横比。以这种方式，也可实施最小的可稳定印刷的材料几何形状，尤其是如下材料几何形状，即，其中对于模板，需要始终低于0.6的整体面积比。尤其经济性的是，在0.6至1.0之间的整体纵横比时可稳定地印刷小的结构。
以下表格摘要根据具有直径d和印刷高度h的待印刷的圆柱形的焊膏堆点示例性地示出了印刷可能性。
其中：
列I：确定的特征数据，尤其是作为圆形的印刷几何形状或者示例的结构元件类型的印刷几何形状
列II：以μm为单位的圆形直径
列III：以μm为单位的复合板叠的部分模板的厚度
列IV：在复合板叠中相同厚度的部分模板的数量
列V：以μm为单位的由多个相同厚度的部分模板构成的复合板叠的总高度
列VI：每个部分模板得到的面积比
列VII：对于复合板叠得到的整体的纵横比。
在此，27μm至400μm的圆形直径，10μm-150μm的部分模板厚度，数量为1至3个的部分模板和/或10μm至300μm的焊料堆点总印刷高度被视为优选的。
行A1至A4示出如下实施例，即，其给出用于最小的印刷几何形状的印刷可能性的极限。
行B1至B4示出了已知的印刷技术的极限，其具有仅仅一个用于较大的圆形直径的模板，例如用于根据行A1的实施方案的小的圆形直径。
与根据图B1至B4的实施方案相比，实施方案C1至C4分别在相同的圆形直径时且在使用两个相同厚度的部分模板的情况下，示出了在实现更大的印刷高度的情况下可能的印刷几何形状。
行D1至D5涉及在150μm的恒定的印刷高度和与在根据行B1至B4或C1至C4的实施方案中相似的圆形直径时的应用情况，其在改变了部分模板数量及其厚度的情况下用于确定的结构元件类型。
原则上，在上述的表格摘要之内的内容针对实现0.66的最小涉及部分的面积比并且在复合板叠之内使用至少两个部分模板。即使在使用纯粹机械的刮刀的情况下，在最优的过程条件下具有仅仅不明显地低于1.5的整体纵横比的实施例并不严重。原则上这也可通过使用闭合的过压刮刀保证。以相同的方式，可继续针对设置其它印刷几何形状，尤其是正方形的、矩形的、椭圆形的或派生的几何形状。同样，这适用于具有涉及部分的面积比＞0.66、设置多于3个部分模板和/或在复合板叠之内不同的部分模板厚度的实施方案。以最简单的方式，由此可实现通过已知的印刷技术不能实现的印刷几何形状。
在印刷装置的一种尤其有利的实施方式中，在复合板叠中的至少两个部分模板的构成至少一个开口的部分开口在其相应的几何形状和/或大小中构造成不同的。以这种方式，得到多个可印刷的不同的材料几何形状的实现方案。尤其是也可实现如下材料几何形状，即，在其中，不同的横截面积和横截面形状通过不同的截面平面过渡到彼此中，尤其是实现成台阶形几何形状。为了尤其简单且成本适宜地制造部分模板，有利地，部分模板的部分开口设有在模板厚度上保持相同的横截面积和/或形状。相应地，以最简单的方式，限定的材料几何形状的在不同的横截面积和形状之间的分离平面的数量确定数量最少的部分模板所需的联接平面。备选地或附加地，部分模板的至少两个部分开口也可在其相应的几何形状和/或大小中不同。由此，得到借助于模板印刷在载体基质上实现彼此间隔开的材料几何形状的任意印刷图样的进一步的灵活性。基本上，部分开口的横截面可具有圆形的、椭圆形的或矩形的横截面。该横截面可尤其简单地制造，例如通过冲裁或激光切割过程。
在确定的实施方式中，至少两个布置在复合板叠中的部分模板的相应的模板厚度不同。以这种方式，在部分模板方面可考虑不同的要求，例如获得有利的涉及部分的面积比，在待制造的材料几何形状之内有横截面突变的情况下简单地制造，等等。
印刷装置的其它有利的实施方式规定，模板具有多个开口，尤其是以图样排布的方式。例如，从电的和/或电子结构元件、尤其是SMD结构元件的联接图中得到该图样排布，该结构元件需要在电路板上与联接图对应地印刷的焊膏或粘合剂堆点。两个彼此紧邻的开口的中心-中心距离(步距)在此＜＝2mm，尤其是在0.1mm至1.0mm之间的范围中。为了确定中心-中心距离，使用相应的开口的对称点或对称轴线，并且确定其彼此最小的间距。在此，在整体对称的图样排布自身中和/或在相同类型的开口中得到非常简单的确定方案。在电子设备加工技术中，所谓的步距说明是普遍已知的。尤其有利的是，在部分模板的两个相邻的部分开口之间的最小材料桥接部＞＝部分模板的模板厚度。
总地来说有利的是，部分模板中的至少一个、优选地所有布置在复合板叠之内的部分模板例如构造成优选地由高级合金钢制成的金属模板，和/或构造成板材模板。在作为板材模板的构造方案中，在复合板叠之内的两个邻接的部分模板的联接区域以及优选地邻接载体基质的部分模板的支承面在相应的平面之内。更为优选地，支承面以及所有包含在复合板叠之内的联接区域布置成彼此平行。此外，部分模板中的至少一个、优选地所有部分模板的脱模方向垂直于在载体基质上设置的印刷面取向。
更为优选地，印刷装置包括尤其是部分模板，至少一个用于限定地布置部分模板的定向元件。以这种方式保证，包含部分模板的复合板叠形状准确地复制待印刷的材料几何形状。在此一种方案是，部分模板例如设有配合标记，其实现部分模板彼此的参考定向。此外，配合标记可通过光学系统、尤其是摄影机系统获取并且设置用于单个部分模板的位置修正。备选地或附加地，设置用于使部分模块机械定向的止挡销。附加地，印刷装置优选地包括至少一个用于进行至少一个部分模板在复合板叠之内的相对运动的定位装置。尤其是，定位装置构造成，使部分模板相互分离并且实现相应的部分模板的材料几何形状的外表面的部分脱模。尤其是，时间上和/或在分离顺序上彼此同步地进行部分模板的分离，这也可在稍后对印刷方法的描述中更详细地得到。更为有利地，印刷装置此外包括至少一个用于以引导的方式改变至少一个部分模板的位置的引导元件，例如在位置修正期间和/或在用于部分脱模的相对运动期间。在此，定位装置也可在至少一个或两个或三个空间方向上实现引导功能。
尤其是如下材料适合作为可印刷的粘性的或糊状的材料，即，在涂敷该材料并且成型出限定的材料几何形状之后，该材料由于其流变学的材料性能尽可能保持不变，至少直至规定的继续处理的时刻。在此，例如已经对于模板印刷已知的焊膏或导电粘合剂、此外热导电胶或导电胶适合用于技术应用，尤其是用于在电部件之内的电的和/或机械的接触。同样可设想阻焊漆或弹性的材料，例如硅酮，以用于构造减弱振动的缓冲元件或结构，尤其是用于振动敏感的传感器。例如以干燥过程或物理的或化学的硬化过程的形式实现进一步处理。这可在获得成型的材料几何形状的情况下进行，例如成型出限定的阻焊漆几何形状或振动缓冲部几何形状。相对地，在装备过程中，例如为了构造印刷的材料与电的和/或电子的结构元件的电的和/或机械的连接，尤其是与附加的调温过程，例如反流钎焊过程相结合，其尽可能地或至少部分地失去原来成型的材料几何形状。成型出的材料几何形状包括至少一种限定的形状和大小。
尤其有利地，印刷装置构造成焊膏印刷装置，其具有用于容纳焊膏的焊膏模板，或者印刷装置构造成粘合剂印刷装置，其具有用于容纳粘合剂的粘合剂模板。用于这种模板的设计和制造的附加的标准可从开头所述的IPC标准7525中得到。
本发明也涉及一种用于将粘性的或糊状的材料涂覆到载体基质上并且借助于模板成型出限定的材料几何形状的印刷方法。例如可通过以上描述的根据本发明的印刷装置的实施形式种的一种进行这种印刷方法。原则上，模板具有至少一个连续的开口，该开口具有朝向载体基质的涂覆开口面。此外，开口利用其内壁形成用于待造型的材料几何形状的外表面的外部限制。尤其是通过以下方式得到特别的优点，即，确定模板的用于材料几何形状的环绕的外表面区段的最大成型面，在其中，在模板尤其是相对于载体基质相对运动时，还能克服粘性的或糊状的材料相对于造型面的附着力。此外规定，对此在时间上彼此错开地开始，使材料几何形状的至少两个外表面区段通过模板脱模直至确定的造型面的面积尺寸。以这种方式，可通过特别的且协调的部分脱模顺序实现至此对于模板印刷来说不能稳定地印刷的材料几何形状。这尤其是涉及印刷尤其精细且小的印刷结构，其尤其是包括焊膏堆点或粘合剂堆点。在焊膏或粘合剂印刷时，例如可通过将根据IPC标准7525对面积比的说明应用到待获得的部分模板上，可简单地确定最大成型面积。可在实际试验中在考虑所有具有影响的参数的情况下获得更加准确的方案。在此，在给定印刷材料和待印刷的材料几何形状时，可逐渐地匹配印刷模板，直至实现印刷材料的稳定的相应于外表面区段的脱模。例如设置叠置的部分模板组成的复合板叠，其中，部分模板中的每一个具有用于限定的材料几何形状的部分的造型面。部分的造型面可设计成直至确定的最大造型面的值。通过分离和以引导的方式抬起复合板叠的部分模板中的相应一个，进行确定的外表面区段的部分脱模。在此，优选地相应于部分模板在复合板叠中的布置顺序进行复合板叠的分离。相应地，在复合板叠中最远离的载体基质的外置的部分模板第一个与复合板叠分离。随后，分别抬起并分离最接近最后所分离的部分模板的部分模板。最先位于载体基质上的部分模板相应地最后从载体基质上抬起。于是，在准备印刷过程时，以相反的顺序通过相应地放上部分模板形成复合板叠。
一种特别的实施方式规定，外表面区段中的至少一个在至少另一外表面区段开始脱模之前完全脱模直至确定的最大造型面的面积尺寸。以这种方式，可调整非常稳定的过程，因为在印刷过程的相应时刻分别仅仅一个部分模板是印刷活跃的。
印刷方法的一种备选的实施方式的区别在于，在至少一个外表面区段的部分区域已经脱模之后，至少另一外表面区域才同时脱模。在此，如此进行该同时脱模，使得在随后的时刻，该外表面区段的还将脱模的剩余面的面积尺寸小于确定的最大造型面。由此得到的优点是，时间上最优的且快速的印刷速度。
当粘性的或糊状的材料作为材料堆点以限定的材料几何形状构造在电路板、DBC、LTCC、IMC、晶片或太阳能电芯的联接垫上时，实现尤其好的效果。在此实现，成本适宜地且在批量制造的范围中实现以非常精细且小的印刷结构非常灵活地加工电子设备。这包含了，焊膏、热导电胶、导电膏或导电胶作为粘性的或糊状的材料印刷在载体基质上尤其是上述部件上。
本发明也涉及一种电路载体，其具有借助于模板印刷施加的至少一个具有限定的材料几何形状的材料堆点。该电路载体包括至少一个功率结构并且可在印上用于与功率结构电接触的材料堆点之后装备至少一个电的和/或电子的结构元件。这种电路载体尤其地可利用根据本发明的印刷方法的以上描述的实施方式中的一种和/或利用根据本发明的印刷装置的以上描述的实施形式中的一种制造。改善尤其在于，被印上的至少一个材料堆点、尤其是焊膏堆点或粘合剂堆点具有与载体基质相连接的印刷面，并且材料几何形状具有通过印刷模板的开口的内壁成型的外表面，其中，外表面相对于印刷面的比例＜0.66。如此构造的小的印刷结构实现了高的超微型化程度。
一种有利的方案在于，印上的材料堆点在截面平面中具有平行于印刷面的不同的横截面积和/或横截面形状。由此，可通过灵活地复制所需的材料堆点的不同材料几何形状，覆盖宽的应用情况范围。
附加地，在电路载体具有呈图样排布形式的多个材料堆点的情况下获得优点。图样排布例如实施成与电的和/或电子的结构元件、尤其是SMD结构元件的联接图对应。有利地，以这种方式，以非常小的步距、尤其是在0.1mm至1.0mm之间的步距，可使电的和/或电子的结构元件与作为电路载体的电路板、DBC、LTCC、IMC、晶片或太阳能电芯材料连接，例如钎焊或粘接。
附图说明
从以下对优选的实施例的描述中以及根据附图得到本发明的其它优点、特征和细节。其中：
图1a)至e)示出了用于将粘性的或糊状的材料涂覆在电路板上的印刷装置的实施例，同时示出了在印刷过程中的时间顺序，
图2示出了在用于待印刷的材料几何形状的造型的区域中的印刷模板的局部，
图3a)至d)示出了部分模板的复合板叠的不同实施方案，
图4示出了作为图1a)至1e)的备选的用于借助于过压刮刀将粘性的或糊状的材料引入模板的开口中的方案。
具体实施方式
在图中功能相同的构件分别以相同的附图标记表示。
在图1a)中，例如在进行印刷过程之前的时刻示出了用于涂敷粘性的或糊状的材料的印刷装置100的实施方式。印刷装置100包括至少一个用于容纳待印刷的载体基质20、尤其是电路载体的支承部10。载体基质20例如是电路板，DBC，LTCC，IMC，晶片或太阳能电芯。载体基质20在此利用其下侧位于支承部10上。优选地，载体基质20借助于定向和/或固定单元12以限定的定向在印刷装置100之内取向和/或位置固定地固定在支承部10上。在载体基质20的上侧上，构造至少一个用于电接触电的和/或电子的结构元件的联接垫25。随后，通过模板印刷过程，在至少一个联接垫25上印刷具有限定的材料几何形状45的材料堆点26。为此，设置作为由多个部分模板50.1、50.2、50.x组成的复合板叠50的新型的印刷模板。复合板叠50在此包括至少两个部分模板50.1、50.2，其中，还可根据需要包含其他部分模板50.x。图2放大地在用于待印刷的材料几何形状45的造型区域、例如圆柱形的材料堆点26中示出了印刷模板50的局部A。在此，材料几何形状45具有限定的待成型的外表面46。通常，外表面46已经通过在唯一的模板50'(示意性地在右侧的侧视图中示出)中的连续的开口55成型。在此，开口55的内壁在印刷高度h上形成用于材料几何形状45的待成型的外表面46的外部限制。开口55的朝向载体基质20的一侧在此用作涂敷开口面50.1c。该涂敷开口面与在载体基质20上的稍后的印刷面一致。在左侧的侧视图中，示意性地示出了作为复合板叠50的新型的印刷模板的实施方案，复合板叠由至少两个在联接区域30中彼此邻接的部分模板50.1、50.2、50.x组成。部分模板50.1、50.2、50.x分别实施成具有模板厚度h1、h2、hx，并且分别具有至少一个部分开口55.1、55.2、55.x，开口55的内壁通过部分开口被分割到部分模板50.1、50.2、50.x的部分的造型面50.1a、50.2a、50.xa上。此外在联接区域30中，形成部分开口55.1、55.2、55.x的彼此对应的联接面50.1b、50.2b、50.xb，分别被引入部分开口55.1、55.2、55.x中的印刷材料40通过联接面无缝地过渡到彼此中。通过部分的造型面50.1a、50.2a、50.xa，对应的外表面区段46.1、46.2、46.x在时间上彼此错开地部分地脱模。总地来说，作为复合板叠50的实施方案实现了更小的整体的面积比。
在图1b)至1e)中示出了印刷过程的实施方案，其中，出于清楚性原因，未示出另一部分模板50.x。从图1b)中得到，通过涂敷装置65提供粘性的或糊状的材料40，在该实施例中用于印刷联接垫25的焊膏或导电胶。涂敷装置65例如包括刮刀，借助于刮刀将焊膏或导电胶40(如图1c示出的那样)刮到位于最外部的部分模板50.2或50.x的表面上。在刮过程中，机械地将焊膏或导电胶40压入复合板叠50的开口55中。在此，所有部分开口55.1、55.2、55.x都被焊膏或导电胶40填充。根据图1d)，在随后的加工步骤中，将位于最外部的部分模板50.2或50.x与复合板叠50分离并且抬起，直至通过至少一个属于被抬起的部分模板50.2或50.x的造型面50.2a或50.xa使材料几何形状45的相应对应的外表面区段46.2或46.x完全脱模。随后，时间上错开地通过分离并抬起在剩余的复合板叠50中随后的部分模板50.1使邻接的外表面区段46.1继续最终的部分脱模。在图1e)中，示出了抬起最后的位于载体基质20上的部分模板50.1，由此，整体地进行了整个材料几何形状45的脱模，并且完成了印刷过程。备选地可规定，在仅仅通过对应的部分模板已经使至少一个外表面区段的部分区域脱模之后，同时使至少另一邻接的外表面区域通过随后的部分模板脱模。在此应注意的是，如此进行同时脱模，使得在随后的时刻，该外表面区段的还将脱模的剩余面的面积尺寸小于由于受限的面积比而相对于部分地参与该另一次脱模的部分模板还允许的最大造型面。原则上，通过定位装置60相对于载体基质20或支承部10分离并抬起部分模板50.1、50.2、50.x。相反地，例如优选地同样通过定位装置60实施复合板叠50的构造方案。在此，将例如施加在部分模板50.1、50.2、50.x上的配合标记80用于其在复合板叠50之内的定向。同样可考虑其它已知的定向方案。利用与部分模板50.1、50.2、50.x有效连接的引导元件70分别保证了分别精确地实施材料几何形状45的部分脱模。总地来说，在完成印刷过程之后，现在将焊膏堆点或粘合剂堆点26印刷到载体基质20的外垫25上。在此，多个对应的焊膏堆点或粘合剂堆点构造成图样排布的形式，该图样排布尤其相应于待与载体基质20电连接的电的和/或电子的结构元件的联接图。通过将电的和/或电子的结构元件装备到焊膏堆点或粘合剂堆点上和例如在焊膏堆点的情况中通过反流过程的另一加工步骤，可实现与载体基质20的材料连接。
在图3a)至3d)中示出了具有部分模板50.1、50.2、50.x的复合板叠50的不同的实施方案。所有这些共同的是，通过在复合板叠50中的开口55复制确定的待印刷的材料几何形状45。在图3a)至3c)中，复合板叠50分别包括两个部分模板50.1、50.2，而在图3d)中，也使用多于两个部分模板50.1、50.2、50.x(例如示出3个部分模板)。在图3a)中，部分模板50.1、50.2实施成相同的。以这种方式，可印刷具有相同横截面的材料几何形状45。在图3b)中，部分模板50.1、50.2分别具有相同的模板厚度h1。然而，包含在部分模板50.1、50.2中的部分开口55.1、55.2在其横截面形状和/或大小中不同。由此，可印刷具有变化的横截横截面积的材料几何形状，例如台阶柱形。相同的适用于根据图3c)的复合板叠50，然而其中，在此部分模板50.1、50.2具有不同的模板厚度h1、h2。例如，模板厚度h1、h2的确定可取决于变化的横截面面积或者单个部分模板50.1、50.2的最大可能的造型面。图3d)示出了在复合板叠50之内的多个部分模板50.1、50.2、50.x。在此，部分模板50.1、50.2、50.x在其模板厚度h1、h2、hx中以及部分开口55.1、55.2、55.x的不同的实施方案中彼此不同。总地来说，可设想复合板叠50的其它实施方案，例如从在图3a)至d)中示出的复合板叠50的实施方案中的两个或多个部分方案的部分组合中得到。
在图4中，示出了借助于过压刮刀65'将粘性的或糊状的材料40引入复合板叠50的开口55中的备选方案。过压刮刀例如包括具有包含在其中的印刷材料40的容纳腔66。容纳腔66例如也实施成印刷头部，在引入印刷材料40时，该印刷头部位于复合板叠50的模板、确切地说最上部的部分模板50.x上。在此，印刷头部至少覆盖模板的背离载体基质20的注入开口面56。印刷头部构造成，将印刷材料40引入至少一个开口55中。印刷材料40在此通过输送装置(未示出)从容纳腔66中被挤出并且以过压Pr被引入开口55中。过压Pr尤其是相对于在容纳腔66之外的存在的外压力Pa、例如大气压力提高。被引入开口55中的印刷材料40最终被从外部布置在容纳腔66上的刮刀67刮下。图4在相应于图1c中的印刷过程时刻示出了过压刮刀65'。附加地，示出了两个彼此紧邻的开口55的中心-中心距离(步距)。总地来说，将多个材料堆点26以彼此相应的步距距离以图样排布27的形式印刷在载体基质20上。

Claims (15)

1.一种用于将粘性的或糊状的材料(40)涂覆到载体基质(20)上并且借助于模板成型出限定的材料几何形状(45)的印刷装置(100)，其中，所述模板具有至少一个连续的开口(55)，所述开口具有朝向载体基质(20)的涂覆开口面(50.1c)，并且所述开口(55)利用其内壁形成用于材料几何形状(45)的、待造型的外表面(46)的外部限制，其中，所述模板构造成，通过尤其是相对于载体基质(20)的相对运动克服所述粘性的或糊状的材料(40)相对于开口(55)内壁的附着力，其特征在于，所述模板构造成由至少两个在联接区域(30)中彼此邻接的部分模板(50.1、50.2、50.x)组成的复合板叠(50)，其中，所述部分模板(50.1、50.2、50.x)分别具有至少一个部分开口(55.1、55.2、55.x)，通过所述部分开口将开口(55)的内壁划分到部分模板(50.1、50.2、50.x)的部分的造型面(50.1a、50.2a、50.xa)上，并且其中，在所述联接区域(30)中形成所述部分开口(55.1、55.2、55.x)的彼此对应的联接面(50.1a、50.1b)，并且，所述部分模板(50.1、50.2、50.x)能分别在所述联接区域(30)中可逆地相互分离。
2.根据上述权利要求中任一项所述的印刷装置(100)，其特征在于，对于所述模板(50)来说，作为所述内壁的表面相对于涂敷开口面(50.1c)的比例的整体面积比＝＜0.66，尤其为0.3至0.5。
3.根据上述权利要求中任一项所述的印刷装置(100)，其特征在于，对于部分模板(50.1、50.2、50.x)来说，作为部分开口(55.1、55.2、55.x)的造型面(55.1a、55.2a、55.xa)相对于联接面(50.1b、50.2b)或涂敷开口面(50.1c)的比例的涉及部分的面积比＞＝0.66，尤其为0.66至2。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的印刷装置(100)，其特征在于，对于模板(50)来说，作为开口(55)的最小开口宽度相对于模板(50)的模板厚度(h)的比例的整体纵横比＜1.5，尤其为0.6至1.0。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的印刷装置(100)，其特征在于，所述印刷装置(100)具有用于将粘性的或糊状的材料(40)引入模板的至少一个连续的开口(55)中的闭合的过压刮刀(65')，其中，所述闭合的过压刮刀(65')通过印刷头部形成，所述印刷头部置于模板上并且完全覆盖模板的背离所述载体基质(20)的注入开口面(56)并且构造成，在压力下将所述粘性的或糊状的材料(40)引入开口(55)中。
6.根据上述权利要求中任一项所述的印刷装置(100)，其特征在于，在复合板叠(50)中部分模板(50.1、50.2、50.x)的至少两个部分开口(55.1、55.2、55.x)或者至少两个部分模板(50.1、50.2、50.x)的形成所述至少一个开口(55)的部分开口(55.1、55.2、55.x)的相应的几何形状和/或大小不同。
7.根据上述权利要求中任一项所述的印刷装置(100)，其特征在于，所述模板(50)具有多个开口(55)，尤其是以图样排布(27)的方式，其中，两个彼此紧邻的开口(55)的中心-中心距离(步距)＜＝2mm，尤其＜＝0.5mm。
8.一种用于将粘性的或糊状的材料(40)涂覆到载体基质(20)上并且借助于模板成型出限定的材料几何形状(45)的印刷方法，其中，所述模板具有至少一个连续的开口(55)，所述开口具有朝向载体基质(20)的涂覆开口面(50.1c)，并且所述开口(55)利用其内壁形成用于材料几何形状(45)的、待造型的外表面(46)的外部限制，其特征在于，确定所述模板的用于材料几何形状(45)的环绕的外表面区段(46.1、46.2、46.x)的最大的成型面(50.1a、50.2a、50.xa)，在其中，在模板尤其是相对于载体基质(20)相对运动时，能克服粘性的或糊状的材料(40)相对于造型面(50.1、50.2、50.x)的附着力，其中在时间上彼此错开地开始，使材料几何形状(45)的至少两个外表面区段(46.1、46.2、46.x)通过模板脱模直至确定的造型面(50.1a、50.2a、50.xa)的面积尺寸。
9.根据权利要8所述的印刷方法，其特征在于，所述外表面区段(46.1、46.2、46.x)中的至少一个在至少另一外表面区段开始脱模之前完全脱模直至确定的最大造型面(50.1a、50.2a、50.xa)的面积尺寸。
10.根据权利要8所述的印刷方法，其特征在于，在至少一个外表面区段(46.1、46.2、46.x)的部分区域已经脱模之后，至少另一外表面区域才同时脱模，其中，如此进行所述同时脱模，使得在随后的任意时刻，所述外表面区段的还将脱模的剩余面的面积尺寸小于确定的最大造型面。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的印刷方法，其特征在于，所述粘性的或糊状的材料(40)作为材料堆点(26)以限定的材料几何形状(45)构造在尤其形式为电路板、DBC、LTCC、IMC、晶片或太阳能电芯的电路载体(20)上的联接垫(25)上。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的印刷方法，其特征在于，焊膏、热导电胶、导电膏或导电胶作为所述粘性的或糊状的材料(40)印刷在所述载体基质(20)上。
13.一种电路载体(20)，其具有借助于模板印刷施加的至少一个具有限定的材料几何形状(45)的材料堆点(26)，所述电路载体尤其是按照根据权利要求8至12中任一项所述的印刷方法和/或通过根据权利要求1至7中任一项所述的印刷装置(100)制造，其特征在于，被印上的至少一个材料堆点(26)、尤其是焊膏堆点或粘合剂堆点(26)具有与载体基质(20)相连接的印刷面，并且材料几何形状(45)具有通过印刷模板(50)的开口(55)的内壁成型的外表面(46)，其中，所述外表面(46)相对于印刷面的比例＜0.66。
14.根据权利要13所述的电路载体(20)，其特征在于，印上的所述材料堆点(26)在截面平面中具有平行于印刷面的不同的横截面面积和/或横截面形状。
15.根据权利要13或14所述的电路载体(20)，其具有多个形式为图样排布(27)的材料堆点(26)。
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