CN1247377C - 网版印刷装置以及网版印刷方法 - Google Patents

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Abstract

一种网版印刷方法和装置，它可以使一橡胶刮板与一遮蔽板之间的冲角保持不变，并且与遮蔽板的表面条件无关。一保持件相对于水平轴线可旋转地支承一橡胶刮板头部(包括一对橡胶刮板)，该水平轴线与橡胶刮板碾压方向成直角。一气压缸推动可旋转支承的橡胶刮板头部抵靠于遮蔽板。因此，即使基片具有弯曲部分，冲角也可保持不变以改善印刷质量。

Description

网版印刷装置以及网版印刷方法
供参照的相关申请
本申请基于并要求2001年4月12日提交的日本专利申请No.2001-113693的优先权，本文将援引该专利的内容作为参考。
技术领域
本发明涉及用于将糊料(例如焊糊或导电膏)印刷在基片上的网版印刷装置，以及网版印刷的方法。
背景技术
在安装电子部件的过程中，采用一种将糊料(例如焊糊(cream solder)或导电膏)印刷在基板上的网版印刷。根据网版印刷，将具有与待印刷位置对应的图案孔的一遮蔽板放置在基片上方，并且使用橡胶刮板碾压的方法通过图案孔将糊料印刷在基片上。
根据传统的橡胶刮板碾压的方法或装置，例如在美国专利5,996,487、已公开的日本专利H-8-323956以及已公开的日本专利2000-255029中揭示的方法或装置，板状橡胶刮板的下缘与遮蔽板的表面滑动接触。橡胶刮板向其橡胶刮板移动的方向倾斜滑动，以形成橡胶刮板与遮蔽板表面之间的预定冲角。橡胶刮板头部具有一对移动的方向相互相反的橡胶刮板。各橡胶刮板轮流单独运作。因此，橡胶刮板头部的往复运动使橡胶刮板交替地执行橡胶刮板碾压操作。
在橡胶刮板碾压操作的过程中要求冲角不变，以保持用于网版印刷的稳定印刷条件。然而，如果基片的表面具有弯曲或波动，冲角将根据基片表面的弯曲程度发生变化。在那种情况下，印刷条件变得不稳定并使橡胶刮板头部提供的焊糊的数量波动。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种可以稳定印刷条件并改善印刷质量的网版印刷装置和方法。
本发明的第一方面涉及一种借助一遮蔽板的一图案孔将糊料印刷在一基片上的网版印刷装置，该网版印刷装置包括：一橡胶刮板头部，该橡胶刮板头部用于将糊料印刷在基片上；一水平橡胶刮板头部驱动器，该水平橡胶刮板头部驱动器可操作地连接于橡胶刮板头部；以及一垂直橡胶刮板头部驱动器，该垂直橡胶刮板头部驱动器可操作地连接于橡胶刮板头部；其中，橡胶刮板头部包括一对橡胶刮板，该对橡胶刮板具有相反的橡胶刮板碾压方向，并且被布置成其下端相对于橡胶刮板碾压方向分别以预定冲角与遮蔽板滑动接触；其中，该对橡胶刮板联合地连接在一起，以形成一成对的联合橡胶刮板；其中，橡胶刮板头部还包括一水平枢转设置，该设置可操作地连接于成对的联合橡胶刮板，以使成对的联合橡胶刮板可围绕一水平轴线自由旋转，该水平轴线基本上垂直于橡胶刮板碾压方向，以使成对的联合橡胶刮板沿遮蔽板滑动，同时保持该对橡胶刮板均以预定冲角与遮蔽板接触，该冲角即使在遮蔽板倾斜时依然保持不变；并且其中，当该对橡胶刮板与遮蔽板接触时，在该对橡胶刮板之间限定一糊料室，其中糊料被储存在遮蔽板上。因此，即使基片具有一弯曲部分或处于倾斜条件，冲角也可保持不变以改善印刷质量。
本发明的又一方面涉及一种通过在遮蔽板上滑动一对联合的橡胶刮板以便借助一遮蔽板的一图案孔将焊料印刷在一基片上的网版印刷方法。该方法包括以下步骤：将一第一基片放置在遮蔽板的下方；降低成对的联合橡胶刮板，以与遮蔽板接触；保持所述成对的联合橡胶刮板，以使成对的联合橡胶刮板与遮蔽板接触，从而使分别形成在橡胶刮板与遮蔽板之间的冲角为锐角；当成对的联合橡胶刮板与遮蔽板接触时，向成对的联合橡胶刮板之间的遮蔽板上形成的一糊料室供应糊料；沿着第一橡胶刮板碾压方向在遮蔽板上滑动成对的联合橡胶刮板，以使联合橡胶刮板可围绕一水平轴线自由旋转，该水平轴线基本上垂直于第一基片，从而完全将糊料印刷在第一基片上，并同时保持成对的联合橡胶刮板的全部橡胶刮板均与遮蔽板接触，以使分别形成在橡胶刮板与遮蔽板之间的冲角即使在遮蔽板倾斜的情况下也保持不变；用一第二基片更换第一基片；以及沿着与第一橡胶刮板碾压方向相反的第二橡胶刮板碾压方向在遮蔽板上滑动成对的联合橡胶刮板，以使联合橡胶刮板可围绕该水平轴线自由旋转，从而完全将糊料印刷在所述第二基片上，并同时保持成对的联合橡胶刮板的全部橡胶刮板均与遮蔽板接触，以使分别形成在橡胶刮板与遮蔽板之间的冲角即使在遮蔽板倾斜的情况下也保持不变。因此，在反转橡胶刮板的碾压方向时，不必升高和降低用于转换橡胶刮板的每一橡胶刮板。因此，在反转橡胶刮板的碾压方向时，不必升高和降低用于转换橡胶刮板的每一橡胶刮板。因此，可防止升高和降低每一橡胶刮板所导致的时间损失，并提高网版印刷的效率。
附图说明
研究下面的详细说明书、所附的权利要求书以及附图，就可以理解本发明的其它特征和优点以及相关部分的操作方法和作用，所有内容将形成本申请的一部分。在附图中：
图1是本发明的第一实施例的网版印刷装置的正视图；
图2是本发明的第一实施例的网版印刷装置的局部剖切侧视图；
图3A是本发明的第一实施例的网版印刷装置的橡胶刮板头部的主视图；
图3B是本发明的第一实施例的网版印刷装置的橡胶刮板头部的局部侧视图；
图4是网版印刷装置的橡胶刮板头部的主视图，该图示出了用于本发明的第一实施例的具有倾角θ的基片的橡胶刮板碾压机构；
图5A-5C是本发明的第一实施例的网版印刷装置的印刷操作的示意图；
图6是本发明的第二实施例的网版印刷装置的侧视图；
具体实施方式
(第一实施例)
请参见图1和2，基片定位件10包括一设置在活动工作台(图中未示出)上的基片保持件20以及一与基片保持件20相连的夹子40。夹子40保持待印刷的基片30，并通过驱动活动工作台水平及垂直地定位该基片。
屏遮罩100包括一与保持件110附连的遮蔽板120，并且设置在基片定位件10的上方。遮蔽板120具有若干图案孔122，它们与基片30上的待印刷位置相对应，以形成基片30上的印刷图案。
橡胶刮板头部130位于屏遮罩100的上方，以使橡胶刮板头部130可以借助头部升降器200上下移动。头部升降器200配备一设置在板210上的缸体220。
橡胶刮板头部130与缸体220的杆222的下端相连。通过驱动气压缸体220可使橡胶刮板头部130相对于遮蔽板120上下移动。气压缸体220还将橡胶刮板头部130推到遮蔽板120上。
一螺母230固定于头部升降器200的板210。一电动机250驱动一与螺母230啮合的进给螺钉240。因此，通过驱动电动机250可使与头部升降器200和板210相连的橡胶刮板头部130水平移动。在橡胶刮板头部130向下的条件下，当电动机250驱动时，橡胶刮板头部130在遮蔽板120上水平移动，并且与遮蔽板120保持接触。
请参见图3A和3B，现在将叙述橡胶刮板头部130的具体结构。一保持块140与杆222的下端相连，以使保持块140相对于销142旋转，即相对于图3A所示的水平X轴旋转。
一橡胶刮板装置150与保持块140的下端相连。保持板182和184使橡胶刮板172和174保持并固定于一连接块160，以形成橡胶刮板装置150，以使橡胶刮板172和174形成一预定的连接角γ。橡胶刮板172和174可由尿烷树脂或不锈钢制成。连接块160与保持块140的下端相连，以使连接块160相对于销162旋转，即相对于图3B所示的垂直Y轴旋转。
因此，橡胶刮板装置150与缸体220的杆222相连，以使橡胶刮板装置150相对于X轴和Y轴旋转。X轴平行于橡胶刮板碾压的方向。X轴与Y轴成直角。
如图3A所示，杆222的突起可使橡胶刮板头部130降低。在图3A所示的条件下，橡胶刮板172和174的下端与遮蔽板120滑动接触，并保持预定的冲角β。由于封装板152附连于图2所示的橡胶刮板装置150的两侧，因此遮蔽板120、橡胶刮板172和174以及一对封装板152形成用于储存焊糊50的糊料室190。
因此，由于橡胶刮板装置150可以围绕X轴和Y轴旋转，因此在用橡胶刮板碾压过程中，橡胶刮板172和174的下端保持遵循遮蔽板120的表面形状。在图4所示的一示例中，遮蔽板120具有沿橡胶刮板移动方向的倾角θ。在图4中，箭头D表示橡胶刮板移动的方向，即网版印刷方向。在图4所述的该示例中，由于橡胶刮板头部130围绕图3B所述的Y轴旋转，因此在橡胶刮板操作过程中，橡胶刮板172和174的下端保持遵循遮蔽板120的表面倾斜。
由于橡胶刮板172与174之间的连接角γ是固定的，因此每一冲角β保持不变，并且与遮蔽板120的倾斜条件无关。
类似地，即使遮蔽板120的倾斜方向与网版印刷方向垂直，橡胶刮板装置150也可保持冲角β不变并且通过橡胶刮板头部130围绕图3A所示的X轴旋转以随从遮蔽板120的表面。
请参见图1和2，板210支承一注射泵260。焊糊50储存在注射泵260中。一焊料供应管270与注射泵260相连，而一分支块280固定于保持块140。一对焊料供应管290与分支块280和橡胶刮板装置150的糊料室190相连。因此，通过驱动注射泵260可向糊料室190供应焊料50。
请参见图5A-5C，现在将叙述橡胶刮板头部130的网版印刷操作。在网版印刷操作过程中，橡胶刮板头部130降低以使橡胶刮板172和174的下端与遮蔽板120的顶面保持接触。在该条件下，从该注射泵260向糊料室190供应焊料50，然后朝图5A所示箭头D1的方向移动橡胶刮板头部130，并且与遮蔽板120保持接触。
因此，使用橡胶刮板172向图案孔122供应糊料室190中的焊料50。
在下一步骤中，从图5B所示的遮蔽板120的底面处取下使用网版印刷精加工的基片30，将一新基片301放置在遮蔽板120的底面下方，并且与遮蔽板120保持接触，以实现用于基片301的网版印刷，然后朝箭头D2的方向(该方向与箭头D1的方向相反)移动橡胶刮板头部130，以完成图5C所示的网版印刷。
根据第一实施例，如图5A所示，即使基片30的表面不平坦，但在橡胶刮板碾压操作(网版印刷操作)的过程中，沿橡胶刮板碾压方向D1和D2的冲角β保持不变。因此，网版印刷总能在稳定条件下得以实现，并且可防止通过橡胶刮板碾压操作进行印刷的焊料50的供应数量发生波动。
换句话说，在一对橡胶刮板172和174联合的条件下，气压缸体220保持向橡胶刮板172和174施加压力，以使联合的橡胶刮板可围绕垂直于橡胶刮板碾压方向的Y轴旋转，橡胶刮板的每一下端总是形成抵靠于遮蔽板120的冲角β。因此，执行橡胶刮板碾压可保持预定冲角β不变，并且与基片30的形状、包括基片30的弯曲和倾斜无关。
此外，尽管第一实施例具有一对与橡胶刮板碾压方向D1和D2对应的橡胶刮板，但它并没有一对独立地上下运行的橡胶刮板。
因此，当橡胶刮板碾压方向反转时，不必升高或降低每一橡胶刮板以使橡胶刮板转换。因此，可防止升高和降低每一橡胶刮板所导致的时间损失，并且提高网版印刷的效率。此外，每当橡胶刮板碾压方向反转时，如果每一橡胶刮板独立地升高和降低，则在附连于橡胶刮板的焊料50落下时将使焊料下落发生。然而，根据第一实施例，由于不必升高和降低每一橡胶刮板以使橡胶刮板碾压方向转换，因此可防止该种焊料下落。
在使用气压缸实现橡胶刮板的升高和降低时，气压缸产生的压力将推动橡胶刮板抵靠于遮蔽板。根据第一实施例，通常使用气压缸体220产生用于推动橡胶刮板172和174的压力。因此，可防止使用不同缸体所导致的运行特性的差异。因此，可充分地保持施加在抵靠于遮蔽板120的橡胶刮板172和174上的压力。
此外，将焊料50储存在密封的糊料室190中，该糊料室形成在遮蔽板120与橡胶刮板172和174之间。因此，可减少大气腐蚀所导致的焊料50的降解。
此外，使用本发明的实施例的注射泵260向糊料室190提供焊料50。因此，不必使网版印刷装置或用于提供遮蔽板上的焊料的橡胶刮板停止。因此，提高了运行率，即网版印刷装置的工作效率。
此外，由于注射泵260可充分控制向糊料室190供应焊料50，因此糊料室190中的焊料50的储存条件保持不变。因此，在橡皮管子碾压期间，焊料50的滚动条件保持稳定，并可减少印刷离散。
(第二实施例)
传统的网版印刷装置通常通过向设置在遮蔽板上的焊料吹热风来控制焊料的温度。根据这种传统的网版印刷装置，由于焊料中的溶剂易于挥发，因此具有焊料在短时间内硬化的缺点。
如图6所示，第二实施例是第一实施例的一种设置，用以使用糊料室190中的温度控制器来控制焊料50的温度。在第二实施例中，基本上与第一实施例相同的组件标有相同的标号。
根据第二实施例，使用温度控制器(例如设置在保持板182上的加热器300、302和304)来控制一部分橡胶刮板装置150的温度，以便控制焊料50的温度。以相同的方式将图6中未示出的相同加热器设置在保持板184上。使用图6中未示出的控制器(例如中央处理器)来控制加热器，所述加热器包括加热器300、302和304。因此，焊料50的温度总是符合最佳印刷条件。
根据本发明的第一和第二实施例，橡胶刮板装置150包括联合的橡胶刮板172和174，所述橡胶刮板可以沿X轴和Y轴旋转以随从基片30的弯曲或起伏。然而，可以另外地修改第一和第二实施例，包括美国专利5,996,487中揭示的压力控制机构。
尽管已经结合附图及其较佳实施例来叙述了本发明，但应予注意的是，本技术领域中的熟练人士十分清楚还可有多种变化和修改。这些变化和修改都应理解为包括在所附的权利要求书所限定的本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种借助一遮蔽板的一图案孔将糊料印刷在一基片上的网版印刷装置，所述网版印刷装置包括：
一橡胶刮板头部，所述橡胶刮板头部用于将糊料印刷在所述基片上；
一水平橡胶刮板头部驱动器，所述水平橡胶刮板头部驱动器可操作地连接于所述橡胶刮板头部；以及
一垂直橡胶刮板头部驱动器，所述垂直橡胶刮板头部驱动器可操作地连接于所述橡胶刮板头部；
其中，所述橡胶刮板头部包括一对橡胶刮板，该对橡胶刮板具有相反的橡胶刮板碾压方向，并且被布置成其下端相对于所述橡胶刮板碾压方向分别以预定冲角与所述遮蔽板滑动接触；
其中，该对橡胶刮板联合地连接在一起，以形成一成对的联合橡胶刮板；
其中，所述橡胶刮板头部还包括一水平枢转设置，该设置可操作地连接于所述成对的联合橡胶刮板，以使所述成对的联合橡胶刮板可围绕一水平轴线自由旋转，该水平轴线基本上垂直于所述橡胶刮板碾压方向，以使所述成对的联合橡胶刮板沿所述遮蔽板滑动，同时保持该对橡胶刮板均以预定冲角与所述遮蔽板接触，该冲角即使在所述遮蔽板倾斜时依然保持不变；并且
其中，当该对橡胶刮板与所述遮蔽板接触时，在该对橡胶刮板之间限定一糊料室，其中糊料被储存在所述遮蔽板上。
2.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，还包括一糊料泵，所述糊料泵被布置成与所述糊料室连通。
3.如权利要求2所述的网版印刷装置，其特征在于，所述糊料泵包括一注射泵。
4.如权利要求2所述的网版印刷装置，其特征在于，所述橡胶刮板头部还包括一加热器，所述加热器被布置成在糊料储存在所述糊料室中时控制糊料的温度。
5.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，所述橡胶刮板头部还包括一加热器，所述加热器被布置成在糊料储存在所述糊料室中时控制糊料的温度。
6.如权利要求5所述的网版印刷装置，其特征在于，所述加热器设置在所述橡胶刮板头部上。
7.如权利要求5所述的网版印刷装置，其特征在于，所述水平橡胶刮板头部驱动器被布置成沿所述橡胶刮板碾压方向以往复方式移动所述橡胶刮板头部。
8.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，所述水平橡胶刮板头部驱动器被布置成沿所述橡胶刮板碾压方向以往复方式移动所述橡胶刮板头部。
9.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，所述橡胶刮板头部还包括一枢转设置，所述枢转设置被构造成使所述成对的联合橡胶刮板可相对于一水平轴线旋转，该水平轴线与所述橡胶刮板碾压方向平行。
10.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，所述垂直橡胶刮板头部驱动器包括一线性致动器，所述线性致动器连接于所述橡胶刮板头部。
11.如权利要求10所述的网版印刷装置，其特征在于，所述线性致动器包括一活塞/汽缸单元。
12.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，所述预定冲角对于该对橡胶刮板中的每一个均相同。
13.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，所述糊料室还由至少一块封闭板限定，所述封闭板附连于所述橡胶刮板头部的至少一端上。
14.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，所述糊料室还由一对封闭板限定，所述封闭板分别附连于所述橡胶刮板的相对端部。
15.如权利要求1所述的网版印刷装置，其特征在于，所述预定冲角为锐角。
16.一种网版印刷方法，所述网版印刷方法通过在所述遮蔽板上滑动一对联合的橡胶刮板以便借助一遮蔽板的一图案孔将糊料印刷在一基片上，所述方法包括以下步骤：
将一第一基片放置在所述遮蔽板的下方；
降低所述成对的联合橡胶刮板，以与所述遮蔽板接触；
保持所述成对的联合橡胶刮板，以使所述成对的联合橡胶刮板与所述遮蔽板接触，从而使分别形成在所述橡胶刮板与所述遮蔽板之间的冲角为锐角；
当所述成对的联合橡胶刮板与所述遮蔽板接触时，向所述成对的联合橡胶刮板之间的所述遮蔽板上形成的一糊料室供应糊料；
沿着第一橡胶刮板碾压方向在所述遮蔽板上滑动所述成对的联合橡胶刮板，以使所述联合橡胶刮板可围绕一水平轴线自由旋转，该水平轴线基本上垂直于所述第一基片，从而完全将糊料印刷在所述第一基片上，并同时保持所述成对的联合橡胶刮板的全部橡胶刮板均与所述遮蔽板接触，以使分别形成在所述橡胶刮板与所述遮蔽板之间的所述冲角即使在所述遮蔽板倾斜的情况下也保持不变；
用一第二基片更换所述第一基片；以及
沿着与所述第一橡胶刮板碾压方向相反的第二橡胶刮板碾压方向在所述遮蔽板上滑动所述成对的联合橡胶刮板，以使所述联合橡胶刮板可围绕该水平轴线自由旋转，从而完全将糊料印刷在所述第二基片上，并同时保持所述成对的联合橡胶刮板的全部橡胶刮板均与所述遮蔽板接触，以使分别形成在所述橡胶刮板与所述遮蔽板之间的所述冲角即使在所述遮蔽板倾斜的情况下也保持不变。
17.如权利要求16所述的网版印刷方法，其特征在于，所述预定冲角对于所述成对的联合橡胶刮板中的每一个均相同。
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