DD270038A5

DD270038A5 - Verfahren zur herstellung eines musters auf einer metallschablone und metallschablone

Info

Publication number: DD270038A5
Application number: DD88315752A
Authority: DD
Inventors: Johannes T Snakenborg
Original assignee: ��@��@�K@�Kk��
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1989-07-19
Also published as: CN88102898A; HK12893A; EP0291137B1; NL8701176A; JPS642049A; KR880014137A; ZA883304B; AU1565988A; CA1305532C; BR8802333A; AR246461A1; HUT50703A; EP0291137A1; PL160925B1; AU597172B2; PL272423A1; ATE66180T1; CS324488A3; DE3864184D1; US4946763A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Musters auf einer Metallschablone oder einem Sieb, auf der/dem sich eine Deckschicht in Form eines Resistwerkstoffs befindet. Das Muster wird durch lokales Entfernen des Lacks oder des Deckmittels von der Sieblochung mittels einer hochenergetischen Strahlung in Strahlenbuendelform, zum Beispiel eines Laserstrahles, hergestellt. Der verwendete Resistwerkstoff wird mit einem hohen Anteil an Metallpulver verfuellt, um seine Waermeleitfaehigkeit zu erhoehen. Die Erfindung betrifft ausserdem eine Metallschablone, die mit einer solchen metallverfuellten Deckschicht versehen ist, wobei diese Deckschicht mittels Strahlung mit einem Muster versehen werden kann.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eir.es Musters auf einer Motallschablone mit einer Deckschicht, auf die ein Muster aufgetragen werden kann, für den Siebdruck. Dabei wird die Deckschicht, auf die das Muster aufgetragen wird, gemäß dem festgelegten Muster örtlich dem Einfluß einer hohen Energiestrahlung in Strahlenbündelform ausgesetzt, wodurch Teile der Deckschicht entfernt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß die Patentschrift 241567 aus der Deutschen Demokratischen Republik ein Muster auf der Deckschicht vorsioht, das sich auf der Oberfläche der Schablone für den Siebdruck befindet, wobei das Muster durch programmierte Steuerung eines Laserstrahls dadurch entsteht, daß ein für das Druckmedium durchlässiges Muster gemäß dem festgelegten Muster in der Resistschicht gebildet wird.

Mit diesem bekannten Verfahren kann ein Muster in einer Resistschicht auf einer Schablone reproduziorbar für den Siebdruck hergestellt werden; das Verfahren ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß die Kantenschärfe den auf diese Art und Weise hergestellten Musters zu wünschen übrig läßt. Es kann allgemein festgestellt worden, daß besonders dort, wo die mit dem Muster versehene Resistschicht eine Sieblochung in dor Schablone einfaßt und ein Tail des Deckmittels in der Sieblochung entfernt wurde, während der übrige Teil erhalten geblieben ist, die gesamte Resistschicht von der Sieblochung entfernt wurde. Dieses vollständige Entfernen hat zur Folge, daß sich bein Drucken mit diesen Schablonen am Rand der Muster ein beträchtlicher Konturenverlust zeigt, der auf den sehr nachteiligen Riffelungseffekt zurückzuführen ist, besonders am Ende des Druckprozesses und besonders bei der Herstellung von Mustern mit sehr feinen Details.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Konturenverluste weitgehend auszuschalten und eine stabile Qualität des Siebdruckes auch bei Mustern mit feinen Details zu sichern.

Darlegung des We&sns der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Widerstandsfähigkeit der Resistschicht, insbesondere hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit weiter zu erhöhen. Der Anmelder hat jetzt über/aschenderweise festgestellt, daß eine Lösung des genannten Problems darin besteht, daß die mit

dem Muster zu versehene Deckschicht aus einem mit Metallpulver gestreckten Resistwerkstoff hergestellt wird.

Es konnte im beconderen festgestellt werden, daß das obenaufgeführte vollständige Entfernen der Restistschicht von der Siebli chung anstelle eines teilweisen Entfernens auf eine fehlende Wärmeleitfähigkeit der jeweiligen Resistschicht

zurückzuführen ist. Der sehr hohe Energiegehalt der Hochenergiestrahlung in Strahlenbündelform führt zu einer künstlich hervorgerufenen örtlichen Verbrennung und/oder Umwandlung der Uesistschicht, die nicht auf die Auftrefffläche des Strahls begrenzt sind, sondern sich bis zur Auflagefläche der Resistschicht auf einem Metall mit einer hohen Leitfähigkeit ausdehnen.

Indem nun die Wärmeleitfähigkeit der Resistschicht durch die Einbeziehung eines Metallpulvers beträchtlich erhöht wird, wird

die überschüssige Energie leichter zur Masse der daruntergelegenen Metallschablone abgeleitet, so daß die Verbrennungs- oder

Uriiwandlungserscheinung auf die Auftrefffläche des Strahls begrenzt bleibt. In der vorliegenden Patentanmeldung ist das Entfernen des Deckmittels als direktes Entfernen, zum Beispiel durch Verbrennung bzw. Verdampfung, des Werkstoffs der Resistschicht zu verstehen.. Verbliebene Werkstoffrückstände lassen sich außerdem mechanisch oder pneumatisch entfernen. Derfür das Verfah en gernäß der vorliegenden Erfindung verwendete Restistwerkstoff ist im besonderen ein sich aus einem oder

mehreren Bestan. "ilen zusammensetzender Stoff, der vor oder nach der Behandlung mit hochenergetischer Strahlung nachbehandelt wird.

Als Quelle für die hochenergetische Strahlung werden meist Laserstrahlen verwendet; es können jedoch auch

außerordentlichen Strahlen und lonenstrahlen erzeugt und verwendet werden.

Die Nachbe^w andlung kann durch eine separate Wärmebehandlung erfolgen; die Zusammensetzung kann auch so gewählt

werden, daß sich die Nachbehandlung an die durch die Strahlung hervorgerufene Wärmeableitung anschließt, wobei sich die von der Strahlung herrührende Wärme infolge der hohen Leitfähigkeit des verwendeten Deckmittels auf der mit dem Muster versehenen Deckschicht ausbreitet.

Eine vorteilhafte Form des Verfahrens für die Herstellung eines Musters ergibt sich aus der Beschreibung im charakterisierenden Teil des Anspruchs 3. In bestimmten Fällen, zum Beispiel beim Drucken sehr langer Lagen und/oder beim Drucken mit stark abschleifenden oder

aggressiven Druckpasten, kann sich die Abdeckung des nach der Musterung prhaltenen Musters mit einem Matall als sehr günstig erweisen. Zweckmäßigerweise wird eine solche Metallbeschichtung durch Galvanisieren aufgetragen. Aus diesem

Grunde ist der Füllprozentsatz des verwendeten Resistwerkstoffs vorteilhafterweise hoch, zum Beispiel v/enigstens 55%,

ausgehend von der Gesamtmasse an Lack und Meteil.

Wenn der Metallfüllprozentsatz zu gering !st, kann die Oberfläche des Deckmittels natürlich durch Beschichtung mit Ni oder Cu

elektrisch leitfähig gemacht werden.

Nach einer solchen ersten Behandlung kann für die verbleibende Dicke natürlich das Galvanisierverfahren Anwendung finden. Der Werkstoff der Deckschicht wird ausreichend mit Metallpulver gestreckt, um eine Eignung für das Galvanisierverfahren zu

erreichen, und dadurch lassen sich die mechanische Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit einer solchen Deckschicht beträchtlich erhöhen und für einen gegebenen Anwendungsfall optimal gestalten.

Wenn bei dem Verfahren gemäß der Erfindung eine Beschichtung der Resistoberfläche gewünscht wird, wird diese Fläche einer Vorbehandlung unterzogen, zum Beispiel Entfetten oder im allgemeinen eine Aktivierungsmaßnahme. Das Metallpulver in der Deckschicht kann zum Beispiel Zink, Kupfer, Nickel, Eisen oder Legierungen eines oder mehrerer der

genannten Metalle enthalten.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Metallschablone für den Siebdru: *, die mit einer Deckschicht versehen ist, auf die ein Muster aufgetragen werden kann, wobei das festgelegte Muster entsteht, indem die genannte Deckschicht gezielt dem Einfluß

einer hochenergetischen Strahlung in Strahlenbündelform ausgesetzt wird, und wobei die Deckschicht, die mit einem Muster versehen wird, ein mit Metallpulver gestreckter Resistwerkstoff ist.

Die Metallschablone selbst stellt zweckmäßigerweise ein Sieb dar, das durch Galvanisieren von Metall auf einer gefüllten Matrix

entsteht, zum Beispiel ein Metallblech oder ein Dorn mit Aussparungen, die mit einem Isolierstoff gefüllt sind. Auf dem

auftragenden Metall wird ein Siebstoff gebildet, der an den ausgefüllten Aussparungen entsprechenden Stellen mit Öffnungen versehen ist. Das für das Sieb aufgetragene Metall ist oft Nickel; es können auch andere Metalle zum Einsatz kor men, zum

Beispiel Eisen, Kupfer oder Legierungen der Metalle. Die Zusammensetzung des verwendeten Resistwerkstoffs ist in den Ansprüchen 7 und 8 angegeben. Um beste Ergebnisse zu

erreichen, wird der prozentuale Füllanteil des Metallpulvers im Fesislwerkstoff so gewählt, daß wenigstens die

Wärmeleitfähigkeit des gefüllten Resiststoffs so nahe wie möglich an die Wärmeleitfähigkeit des als Schablone verwendeten Metalls herankommt. In den meisten Fällen wird wenigstens ein Füllprozentsatz von 25%, ausgehend von der Gesamtmasse,

verwendet.

Wenn neben dor hohen Wärmeleitfähigkeit auch eine Eignung des Resistwerkstoffs für das Galvanisierverfahren gegeben ist,

sollten Füllprozentsätze von wenigstens 55% bevorzugt werden.

Es gibt keine besonderen Beschränkungen für den eingesetzten Resistwerkstoff. Es eignen sich alle Resiststoffe, die in einer

dünnen gleichmäßigen Schicht auf die Oberfläche einer Schablone aufgetragen werden können und die eine ausreichende

Metallpulvermenge aufnehmen und diese beim Auftragen im suspendierten Zustand halten können. Mit sehr feinem Zinkpulver

gefüllte Alkylharze haben sich zum Beispiel als sehr ge ' jnet herausgestellt, und auch Epoxidharze sch Jinen sehr günstig zu sein.

Das Auftragen des Resistwerkstoffs auf den Schablc, istoff kann mit unterschiedlichen, dem Fachmann bekannten Verfahren

erfolgen. Oft wird eine Auftragswalze verwendet, aber c ich Sprüh- oder Eintauchverfahren können angewendet werden. An die

Beschichtung kann sich, wenn notwendig, ein Trocknungs- und/oder Nachbehandlungsverfahren anschließen. Die Harze können, wie schon gesagt wurde, einen oder mehrere Bestandteile haben. Ein Einkomponentenstoff ist auch ein Harz, zum Beispiel ein Isozyanatlack, das unter dem Einfluß der Feuchtigkeit der Umgebung

aushärten kann.

Ausführungsheispiel Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschriebe; ι werden. Dabei ist:

Bild 1 ein Querschnitt durch eine Metallschablone für den Siebdruck, die mit einem Muster versehen ist; Bild 2 eine Vorrichtung für die Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Musters auf einer Deckschicht, auf die sich ein Muster auftragen läßt.

Bild 1 ist eine graphische Darstellung eines Werkstoffs 1 für eine Schablone für den Siebdruck mit Stegen 2, die mit einer Deckschicht 3 beschichte* sind, und einer Fläche 4, von der die Resistschicht 3 entfernt wurde. Im Bereich der Fläciie 4 wurde die Resistschicht vollständig von den Stegen 7 und von der Of¹. nung 6 entfernt, während ein Teil der Resistschicht 3 in der Öffnung 5 verbleibt. Dieses Ergebnis wird mit einem Strahl erreicht, zum Beispiel mit einem Laserstrahl, dessen Durchmesser im vorliegenden Fall viel kleiner war als der Querschnitt der Öffnung im Werkstoff der Schablone für den Siebdruck. Das im vorliegenden Sieb verwendete Sieb könnte ein Nickelsieb sein mit einer Maschenzahl zwischen 80 und 500 oder höher (80 bis 500 Linien pro Zoll = 25,4 mm); die Dicke könnte zwischen 75 und 200 pm liegen. Das Sieb kann eine Form haben und nahtlos sein, oder es kann auch flach sein.

Bild 2 ist eine graphische Darstellung für das Aufbringen eines Musters auf einerzylindrischen Schablone für den Siebdruck. Die Schablone für den Siebdruck 20 wird mit Hilfe der Vorrichtungen 29 und 30 festgespannt und auf eine Welle 21 befestigt, die mittels des Antriebs 23 in den Lagern 22 rotieren kann. Ein Laser 25 richtet einen Laserstrahl 24 auf die Oberfläche der sich drehenden Schablone; für eine spiralförmige Bewegung wird die Haltevorrichtung 26 mit gleichförmiger Geschwindigkeit entlang der Achse 27 bevvogt, die erforderliche Information für die Strahlenerregung kommt von der graphisch dargestelten Steuerungseinheit 28, die mit dem Kopf 26 verbunden ist.

Bei Anwendung des Verfahrens der Erfindung, wobei die Werkstoffe der Deckschicht einen hohen Metallpulvergehalt haben, hat sich gezeigt, daß sich damit eine sehr genaue Konturengestaltung des abgebildeten Musters erreichen läßt. Dabei wird bei ßinsm gegebenen kleinen Durchmesser des Strahls die Deckschicht nur von einem Teil einer Öffnung im Schablonenwerkstoff entfernt, ohne daß dabei der in der genannten Öffnung zu vei ln>.-. ynde Resistschichtteil wesentlich beeinflußt und die Widerstandskraft dieses Resistschichtteils beträchtlich verringern .verden. Diese guten Ergebnisse werden besonders dann erreicht, wenn gemäß der Erfindung die Wärmeleitfähigkeit der ι · iit Metallpulver gestreckten Resistschicht in etwa der Wärmeleitfähigkeit der für den Siebdruck verwendeten Metallschablone entspricht.

Claims

1. Verfahren zur Hei stellung eines Musters auf einer für den Siebdruck vorgesehenen Metallschablone mit einer Deckschicht, auf die ein Muster aufgetragen werden kann, indem die Deckschicht, auf die das Muster aufgetragen wird, gemäß dem festgelegten Muster örtlich dem Einfluß einer hochenergetischen Strahlung in Strahlenbündelform ausgesetzt wird, wodurch Teile der Deckschicht entfernt werden, gekennzeichnet dadurch, daß ein mit einem Metallpulver gestreckter Resistwerkstoff als Werkstoff für die Bildung der Deckschicht (3), auf die das Muster aufgetragen wird, verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der verwendete Resistwerkstoff ein Stoff mit einem oder mehreren Bestandteilen ist, der vor oder nach der Behandlung mit hochenergetischer Strahlung gehärtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1-2, gekennzeichnet dadurch, daß der Metallpulvergehalt des verwendeten Resistwerkstoffs so gewählt wird, daß eine Metallschicht in einem Plattierbad elektrolytisch auf die Deckschicht (3) aufgetragen werden kann, die mit einem Muster versehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die mit einem Muster zu versehende Deckschicht, die einen mit Metallpulver verfüllten Resistwerkstoff enthält, vor dem Galvanisieren einer Vorbehandlung unterzogen wird, zum Beispiel Entfetten, Aktivierung usw.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß die mit einem Muster zu versehende Deckschicht (3) unter Verwendung eines Resistwerkstoffs hergestellt wird, der mit Metallpulver aus Zink, Kupfer, Nickel und Eisen oder Legierungen aus einem oder mehreren dieser Metalle gestreckt wurde.

6. Metallschablone für den Siebdruck, die mit einer Deckschicht versehen ist, auf die ein Muster aufgetragen werden kann, wobei das festgelegte Muster entsteht, indem die genannte Deckschicht zielgerichtet dem Einfluß einer hochenergetischen Strahlung in Strahlenbündelform ausgesetzt wird, gekennzeichnet dadurch, daß die mit einem Muster zu versehende Deckschicht (3) aus einem mit Metallpulver gestreckten Resistwerkstoff besteht.

7. Metalschablone nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Resistwerkstoff ein Stoff mit einem oder mehreren Bestandteilen ist.

8. Metallschablone nach Anspruch 6-7, gekennzeichnet dadurch, daß der Resistwerkstoff mit einem Metallpulver aus Zink, Kupfer, Nickel und Legierungen aus einem oder mehreren der genannten Metalle gestreckt ist.

9. Metallschablone nach Anspruch 6-8, gekennzeichnet dadurch, daß der prozentuale Anteil für die Metallpulverfüllung so gewählt wird, daß die Wärmeleitfähigkeit der Deckschicht im wesentlichen der Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Metalls für die Schablone entspricht.

10. Metallschablone nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß der Resistwerkstoff mit einem prozentualen Metallpulverante'i von wenigstens 25%, bezogen auf die Masse des Gesamtgemiscbs, gestreckt ist.

11. Metallschablone nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß der Resistwerkstoff mit wenigstens 55% Metallpulver, bezogen auf die Masse des Gesamtgemischs, gestreckt ist.