CN1829605B - 丝网印刷设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用密闭的挤出头在基板上印刷焊膏的丝网印刷装置，在印刷空间中容纳膏存储部件中受挤压的焊膏，并引导焊膏接触到掩模板的表面，提供了中空的热调节构件，其在水平上与挤出方向垂直，通过热调节器在热调节构件中形成热调节介质的循环，由此在印刷空间中的焊膏可以一直保持在适当的温度和适当的粘度，所以能够保障印刷质量。

Description

丝网印刷设备

技术领域

本发明涉及在基板上印刷膏状物(paste)例如焊膏或者导体膏的丝网印刷设备。

背景技术

在电子元件安装工艺中，丝网印刷用于在基板上印刷膏状物，例如焊膏或者导体膏的印刷方式之一。在这种方法中，掩模板安装在基板上，其中根据印刷部分提供相应的图案孔，通过挤压膏穿过掩模板上的图案孔，从而印刷到基板上。

作为丝网印刷的挤压方法，已知的方法是使用密闭型挤出头(例如，参见PCT WO00/48837)。这种方法不同于通常丝网印刷之处体现在：膏不是直接提供到掩模板上，而是由带有膏储存容器的挤出头提供。在这种方法中，在存储膏的容器的下表面提供开口接触到掩模板，存储在容器中的膏被加压以使其通过开口挤进掩模板上的图案孔。通过在掩模板上滑动挤出头，膏顺序地进入到每个图案孔。

在应用上述的密闭型挤出头方式的丝网印刷方法中，挤出头里的膏一直处于与外界隔绝的状态。在重复挤压的过程中，挤出头中膏的温度相应地趋于升高。因此，经过一段时间膏的温度升高，膏的粘度会发生变化。所以，在挤压时存在阻断适当的起伏流动的问题，很容易发生印废现象。

发明内容

本发明的目的是提供丝网印刷设备，该设备可以保持挤出头内的膏在适当的温度，并能保证印刷质量。

本发明的丝网印刷设备在掩模板上移动挤出头，从而通过掩模板上的图案孔来把膏印刷到基板上。此设备包括：用来水平移动挤出头的水平运动单元，用以根据掩模板来升降挤出头的托举单元，用来把挤出头压在掩模板上的压力单元。挤出头包括：连接到压力单元的印刷部件；为印刷部件提供和存储膏的膏存储部件；用来把膏存储部件中的膏挤压的膏挤压部件；容放该受到挤压的膏并且使该膏接触该掩模板的表面的印刷空间；在挤压方向的前后墙上形成印刷空间的两个挤压构件，并且它们的下端与掩模板的表面形成接触；和在印刷空间中的中空热调节构件，它处于与挤压方向正交的水平方向。热调节单元促使热调节介质在该构件的内部流动，因此在印刷空间的膏可以保持适当的温度。印刷部件分为上半部和下半部，上半部和下半部分别具有机体上部和机体下部，在机体上部中形成凹陷部，膏存储部件可装卸地安装于该凹陷部，印刷空间由所述两个挤出机构和机体下部的下表面所围成。

根据本发明，在挤出头的印刷空间中提供中空热调节构件，其处于与挤压方向正交的水平方向，热调节单元引起热调节介质在该构件的内部流动，因此在印刷空间的膏可以保持适当的温度，印刷质量得到保证。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的丝网印刷设备的前视图；

图2是根据本发明的实施例的丝网印刷设备的侧视图；

图3是根据本发明的实施例的丝网印刷设备的挤出头零件局部剖面图；

图4是显示根据本发明的实施例的丝网印刷设备挤出头热调节功能的图线；以及

图5是显示根据本发明的实施例的丝网印刷设备挤出头热调节功能的图线。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施例。

首先参照图1和2，来描述丝网印刷设备的结构。在图1和2中，基板定位机构1由在未示出的工作台上的基板固定部件2组成。基板3为丝网印刷的目标，它由基板固定部件2的夹具4所固定，并且通过驱动工作台，基板固定部件2所固定的基板3可在水平和上下方面定位。

在丝网掩模10的上面，布置挤出头13，以便它能够通过托举部件20升和降。托举部件20包括立在基础构件21上的缸筒22。在缸筒22的活塞22a的低端，挤出头13通过连接构件15与之连接。通过驱动缸筒22，挤出头13相对于掩模板12做升降运动。头托举部件20作为托举单元，相对于丝网掩模10升降挤出头13。

在头托举部件20的平台机构21底面的两端固定着游标23，在机身25上表面提供导轨24，游标23与导轨24滑动配合。进而，在平台构件21的底面上连接着螺母构件26，拧在螺母26中的进给调节螺杆27通过马达28驱动和旋转。

通过驱动马达28，平台构件做水平运动，从而连接到托举部件20的挤出头13也在水平方向运动。在挤出头13在下降位置的状态下，通过驱动马达28，挤出头13在掩模板12上面水平移动。也就是说，马达28，调节螺杆27和螺母26作为水平移动单元运行，在掩模板12上水平移动挤出头13。

对于挤出头13来说，提供了印刷部件14，用它来接触到掩模板12的表面，从而用膏状的焊膏5填充图案孔12a。如图1所示，印刷部分14分为上半部14A和下半部14B。如图3所示，上半部14A和下半部14B分别具有机体上部30A和机体下部30B，他们是沿着掩模板12宽度方向细长的塞状构件。机体上部30A和机体下部30B的长度尺寸要设置为能够盖住印刷目标基板3的宽度尺寸。机体上部30A和机体下部30B由可以开合的铰链17连接。

如图3所示，在机体上部30A中形成凹陷30a，存储焊膏的油墨盒31可装卸地安装其上。油墨盒31是焊膏的存储部件(膏存储部件)，其中事先存储预设量的焊膏，当印刷时将它装载到机体上部30A。在墨盒31上表面的一个开口中伸入大小合适的挤压盘32，其用来挤压墨盒31中的焊膏5。挤压盘32向上连接到缸筒16的活塞16a，通过驱动缸筒16挤压盘32在墨盒31中上下移动。

进一步，墨盒31的底面起到焊膏挤出盘31a的作用，在挤出盘31a上提供多个通道31b。通过缸筒16驱动挤压盘32向下挤压，墨盒31中的焊膏5受到挤压，并通过挤出盘31a的通道部件31b向下挤压出来。缸筒16和挤压盘32起到挤压膏5的挤压单元的作用。

对于机体下部30B来说，提供了粘连预防板33，其与位于墨盒31底部的挤出盘31a形成接触。在粘连预防板33中提供了通道部件33a，这个通道的位置和挤出盘31a上的通道31b相对应。粘连预防板33用来防止从墨盒31挤出的焊膏5粘连到除墨盒31下表面通道31b之外的其他地方，确切地说是挤出盘31a的下表面。

当焊膏5被缸筒16向下挤出时，它穿过挤出盘31a和粘连预防板33上的通道33a。然后挤出来的焊膏5到达机体下部30B形成的向下的空间，也就是印刷空间35。这个空间是由在机体下部30B下表面上沿着内部对角线方向的两块挤压机构36A、36B和机体下部30B的下表面所围成的。印刷空间的两个侧表面都由堵塞构件(未示出)堵塞。

挤压机构36A和36B在挤压方向形成了印刷空间35的前后壁。当挤压头处于下降位置的状态时，挤出机构36A和36B的底端将会接触到掩模板12。当印刷操作时，印刷空间35容纳被挤压的焊膏5，并通过挤压机构36A和36B之间的表面引导焊膏接触到掩模板12的表面。

墨盒31中的焊膏5被挤压盘32所挤压，因此通过挤出盘31a和粘连预防板33进入到印刷空间35。焊膏5的移动通道的中部，由大量的小的通道31b和33a使截面区域变窄。被挤压的焊膏压过这些通道，由此焊膏的粘度降低，这将增强其对丝网印刷的适应性。

如图2和3所示，中空管状的热调节构件37沿着与挤出方向正交的水平方向提供给印刷部分14，它按照纵向方向穿过印刷空间35(纵向方向在图2中为左右方向)。进一步讲，热调节构件37被放置在挤出机构36A和36B印刷面的上面。如图4所示，热调节构件通过管道41，42连接到热调节器(热调节单元)。形成循环回路，其中，当丝网印刷设备工作时，热调节介质例如水从热调节器通过管道41流入热调节结构37，再从管道42返回到热调节器40。

因为挤出头13中的焊膏5一直处于与外界隔绝的状态，重复挤压操作的步骤中焊膏5的温度趋于升高。经过一段时间之后焊膏5的温度升高，它的粘度改变，因此在挤压时存在适当的起伏流动(rolling flow)被阻断的问题，很容易发生印废现象。本发明中，通过循环热调节构件37中的热调节介质，使得在印刷空间35中的焊膏5保持在合适的温度，焊膏5保持在合适的粘度。

在印刷空间35内插进热传感器38，热传感器38监测到的温度结果显示在显示器39上。操作者观察显示的温度，调整热调节器40的设定温度。由此，在印刷空间35中的焊膏5能够保持在期望的温度。传感器38监测到的温度结果也可以反馈到具有温度设定功能的热调节器40，从而实现了热的自动调节。

通过挤出头在移动中所作的挤出动作，掩模板12上的图案孔12a填充上印刷空间35中的焊膏5。此焊膏通过挤出机构36A和36B之间的通道到达这里时保持恰当的温度和粘度。此后连续地移动挤出头13，每一个图案孔12a都顺序地填满焊膏5。当所有的图案孔12a都填满焊膏5时，基板固定部件2被放下，由此完成印刷分离。

也就是在图案孔12a中的焊膏5同图案孔12a分离，和基板3一起下降，从而完成将焊膏印刷到基板3上。在该丝网印刷中，焊膏5通过采用产热构件37的热调节来保持适当的粘度，焊膏的流动得到保证。因此，保障焊膏顺利填充到图案孔12a中，印刷质量得到保持。

此时，热调节构件37在印刷空间35中靠近印刷面的位置执行焊膏5的热调节。因此焊膏5处于保持在合适温度的状态，图案孔12a填满焊膏。作为结论，与通过在印刷部件14外部表面进行印刷部件14中的焊膏5的热调节的丝网印刷设备相比，本发明能够保证更好的印刷质量。

在上述的挤压操作中，在印刷空间35处于被从上面挤压出来的焊膏5充满的状态下，当挤出头在挤出方向运动时，引起在印刷空间35中的焊膏5的起伏流动，此起伏流动是焊膏5在与挤出方向垂直的截面的上下循环。此时，因为热调解机构37是在水平上与挤出方向垂直的方向穿过印刷空间35，起伏流动环绕着热调节构件37，它的结果更加稳定。

也就是说，热调节构件37还提供校正机构的作用，其促进在印刷空间35中的焊膏5在起伏流动方向上流动。通过起伏流动，印刷空间35中的焊膏5能够在印刷操作时一直移动。因此在印刷空间35不会产生停顿污点，而且防止焊膏5的粘度增加，保证了印刷质量。

图5是一个实例示意图，其中在上述热调节介质循环回路中提供了拆卸挤出头的旁路。在该例中，对于管道41，42，提供了用于连接和分离管道用的连接器41a，42a。进一步讲，对于管道41，42，通过转换阀门44可以提供旁路，这个阀门设在比连接器41a，42a更靠近热调节器40的一侧。在正常操作时，阀门44关闭，热调节介质从管道41进入热调节结构37，通过管道42返回热调节器40。在挤出头13必须卸下来更换的情况下，通过连接器41a、42a将管道41，42切断。

此时打开转换阀门44，在热调节器40持续工作状态下，能够通过旁路保持热调节介质的循环，这个旁路是由转换阀门44提供的。因此，在卸载挤出头的时候不必停止热调节器40的工作，热调节介质可以一直保持在预设的温度。不再需要操作者等待热调节介质达到预设温度的时间。

在上述实施例中，尽管只设置一个热调节构件37，实际中可以设置多个热调节构件。进一步讲，尽管热调节构件的截面形状为简单的管状，但是可以使用表面是翼状或多种空腔界面的结构来提供良好的导热性。

工业适用性：

因为本发明涉及的丝网印刷设备具有保持印刷空间中的膏在适当温度和保障印刷质量的效果，它将对如在基板上印焊膏或导体膏等的丝网印刷领域产生影响。

Claims (7)

1.一种丝网印刷设备，其在掩模板上移动挤出头，以此来通过掩模板上的图案孔把膏印刷到基板上，包括：

水平移动单元，用来相对于该掩模板水平移动所述挤出头；

托举单元，用来相对于该掩模板升降所述挤出头；

挤压单元，用来将该挤出头挤压在该掩模板上；和

所述挤出头包括：

印刷部件，其连接到所述挤压单元；

膏存储部件，其提供于此印刷部件，并在其中存储膏；

膏挤压部件，其挤压在这个膏存储部件中的该膏；

印刷空间，其中容放该受到挤压的膏，并且使该膏接触该掩模板的表面；

两个挤出机构，其在这个印刷空间的挤压方向上形成前后壁，并且其底端与该掩模板的该表面形成接触；和

中空体热调节构件，其在正交于该挤压方向的水平方向提供在所述印刷空间中，

其中，由热调节单元引起热调节介质在这个热调节构件中流动，由此在所述印刷空间中的该膏保持在适合的温度，

其中，印刷部件分为上半部和下半部，上半部和下半部分别具有机体上部和机体下部，

其中，在机体上部中形成凹陷部，膏存储部件可装卸地安装于该凹陷部，

其中，印刷空间由所述两个挤出机构和机体下部的下表面所围成。

2.根据权利要求1所述的丝网印刷设备，其中，所述热调节构件设置在两个所述挤出机构之间的印刷表面的上方处。

3.根据权利要求1所述的丝网印刷设备，其中，所述热调节构件也用作矫正构件，用来促使在所述印刷空间中的该膏在起伏方向上的流动。

4.根据权利要求1所述的丝网印刷设备，其中，检测所述印刷空间中的该膏的温度的热传感器设置在所述印刷空间中。

5.根据权利要求4所述的丝网印刷设备，其中，提供有显示由所述热传感器检测到的温度结果的显示部件。

6.根据权利要求1所述的丝网印刷设备，其中，所述热调节单元和所 述热调节构件通过管道彼此连接，它们形成该热调节介质循环的循环回路。

7.根据权利要求6所述的丝网印刷设备，其中，所述循环回路提供有旁路，用来在该挤出头被拆卸时保证热调节介质的循环状态。 

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