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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Siebdruckverfahren für das Drucken
von Lötpaste,
einer leitfähigen
Paste oder einer ähnlichen
Paste auf ein Substrat.
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Die
DE 43 42 303 C2 beschreibt
ein Siebdruckverfahren, bei dem der Rakel- oder Quetschkopf von
der Maskenplatte nicht abgehoben wird. Stattdessen wird der Quetschkopf
in einer der Maskenplatte benachbarte Parkposition gefahren. Insbesondere
soll die Maskenplatte an die Parkposition bündig anschließen, um
Verschmutzungen auf der Maskenplatte zu vermeiden. Wartungsarbeiten
an Rakel- oder Quetschkopf werden in der Parkposition durchgeführt.
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Die
US 6,158,338 beschreibt
ebenfalls ein Siebdruckverfahren. Bei diesem Siebdruckverfahren kann
der Quetschkopf auf die Maskenplatte abgesenkt und von ihr abgehoben
werden. Weiterhin werden Dichtlippen am unteren Ende des Quetschkopfes
beschrieben, mit denen der Quetschkopf beim Durchführen eines
Druckvorgangs über
die Maskenplatte wischt. Durch die nach innen gerichtete Gestaltung
der Dichtlippen soll insbesondere beim Abheben eine Verschmutzung
der Maskenplatte vermieden werden. Der Quetschkopf wird bei diesem
Siebdruckverfahren vertikal abgehoben oder aufgesetzt.
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Konventionellerweise
wurde der Siebdruck für
das Drucken einer Lötpaste,
einer leitenden Paste oder einer ähnlichen Paste auf Substrate
in einem Verfahren bei der Montage elektronischer Bauteile auf ein
Substrat verwendet. Dieses Verfahren umfaßt einen Prozeß für das Festlegen
einer Maskenplatte mit darin gemäß den Druckteilen
vorgesehenen Musteröffnungen
und einen Prozeß des
Druckens der Paste auf ein Substrat, indem diese durch die Musteröffnungen
auf der Maskenplatte gequetscht wird.
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Als
Quetschverfahren für
einen solchen Siebdruck ist ein Verfahren, das einen geschlossenen
Rakelkopf oder Quetschkopf (squeegee head) verwendet, bekannt. Bei
diesem Verfahren wird ein Quetschkopf, der mit einem Pastenvorratsbehälter, der
eine Öffnung
an seiner Unterseite aufweist, versehen ist, verwendet. Die Öffnung wird
anstoßend
an die Maskenplatte platziert, die Paste im Pastenvorratsbehälter wird
unter Druck gesetzt, so daß die Paste
in die Musteröffnungen
der Maskenplatte durch die Öffnung
gedrückt
und gefüllt
wird. Der Quetschkopf wird auf der Maskenplatte gleitend bewegt,
und die Paste wird nacheinander in jede Musteröffnung gefüllt.
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Bei
einem solchen konventionellen Siebdruckverfahren, das einen geschlossenen
Quetschkopf verwendet, gibt es die folgenden Probleme. Beim Siebdruckvorgang
befindet sich der Quetschkopf in einem Zustand, bei dem sich seine
Bodenöffnung
immer in Kontakt mit der Oberfläche
der Maskenplatte befindet. Es ist jedoch notwendig, den Quetschkopf
von der Siebdruckmaske zu trennen, wenn beispielsweise Vorkehrungen
für eine Änderung
des Kopfes und für
das Durchführen
von Wartungsarbeiten an der Vorrichtung vorgenommen werden.
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In
diesem Fall befindet sich die Paste über die Bodenöffnung des
geschlossenen Quetschkopfes immer in Kontakt mit der Maskenplatte.
Somit ist es wahrscheinlich, daß wenn
sich der Quetschkopf nach oben bewegt eine gewisse Menge der Paste
im Quetschkopf auf der Oberfläche
der Maskenplatte haften bleibt. Wenn eine gewisse Menge der Paste auf
der Maskenplatte verbleibt, ist es notwendig, die Paste, die auf
der Maskenplatte haftet, abzuwischen. Somit besteht beim konventionellen
Verfahren dadurch ein Problem, daß solche restliche Paste in
verschwenderischer Weise weggeworfen wird. Darüber hinaus ist es notwendig,
jedes Mal die Paste, die auf der Maskenplatte haftet, weg zu wischen,
und somit ergibt sich das Problem eines Zeitverlustes durch die Zeit,
die für
die dazu notwendigen Vorkehrungen und die Wartung notwendig ist.
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Andererseits
enthält
eine Lötpaste
oder eine ähnliche
Paste, die für
einen Siebdruck verwendet wird, eine Harzkomponente. Die Harzkomponente zeigt
leicht eine Aushärtungsreaktion.
Um eine solche Aushärtungsreaktion
der Paste zu verhindern, wird die Paste bis zu ihrer Verwendung
in einer Kühlvorrichtung
oder dergleichen auf einer konstanten Temperatur gehalten. Wenn
die Paste verwendet wird, so wird sie rechtzeitig aus der Kühlvorrichtung genommen,
wobei man die vorbestimmte Zeit, die die Paste in der Atmosphäre verbleiben
muß, berücksichtigt,
und dann wird die Paste im Quetschkopf platziert.
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Die
Viskosität
einer solchen Paste variiert in Abhängigkeit von den Zuständen der
umgebenden Atmosphäre,
und es ist wahrscheinlich, daß sich
die Viskosität
im Laufe der Zeit ändert.
Es kann beispielsweise, wenn (a) zur Zeit, wenn die Paste aus der
Kühlvorrichtung
herausgenommen und in der Druckvorrichtung platziert wird, und (b)
nach dem Beginn der Benutzung der Paste, wenn die Paste in der Vorrichtung
während
einer langen Zeit gelassen wurde, während der Druckvorgang unterbrochen
wurde, eine geeignete Viskosität
für das
Drucken nicht erzielt werden. Somit ist es, wenn die Viskosität der Paste,
die für
den Siebdruck verwendet wird, nicht passend ist, unmöglich, eine
zuverlässige
Druckqualität
zu erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung soll ein Siebdruckverfahren bereit stellen,
das zuverlässige
Druckqualitäten
liefern kann.
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Das
zuvor genannte und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden
erreicht durch ein Siebdruckverfahren nach Anspruch 1 und ein Siebdruckverfahren
nach Anspruch 12. Bevorzugte Ausführungsformen werden durch die
Unteransprüche beansprucht.
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1 ist
eine Vorderansicht einer Siebdruckvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Seitenansicht einer Siebdruckvorrichtung in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Teilschnittansicht eines Quetschkopfes einer Siebdruckvorrichtung
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine erläuternde
Darstellung der Prozesse, basierend auf einem Siebdruckverfahren in
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine erläuternde
Darstellung der Prozesse, basierend auf einem Siebdruckverfahren in
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Ein
Siebdruckverfahren in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für das Drucken von Paste auf
ein Substrat durch Musteröffnungen
einer Maskenplatte durch das Unter-Druck-Setzen der Paste, während ein
Quetschkopf mit der in ihm gelagerten Paste gleitend über die Maskenplatte
bewegt wird. Das Druckverfahren umfaßt einen Schritt der Trennung
des Quetschkopfes von der Maskenplatte.
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Der
Schritt der Trennung des Quetschkopfes von der Maskenplatte umfaßt die folgenden
Schritte:
- (a) einen Schritt des Unterbrechens
der Ausübung
des Drucks auf die Paste, die im Quetschkopf gelagert ist, wenn
der Quetschkopf von der Maskenplatte getrennt wird;
- (b) einen Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes
um eine vorbestimmte Distanz, während
deren unteres Ende gegen die Maskenplatte in einem Zustand stößt, bei
dem die Ausübung
des Drucks unterbrochen ist; und
- (c) einen Schritt der Bewegung des Quetschkopfes nach oben weg
von der Maskenplatte. Auf diese Weise wird der Quetschkopf von der
Maskenplatte getrennt.
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Mit
dieser Konfiguration ist es möglich,
ein Siebdruckverfahren zu verwirklichen, das ausgezeichnete Druckqualitäten gewährleistet.
Weiterhin kann der Quetschkopf von der Maskenplatte getrennt werden,
während
die Paste in geringerem Maße
auf der Oberfläche
der Maskenplatte haftet. Somit ist es möglich, zu verhindern, daß die Paste
auf der Oberfläche
der Maskenplatte festklebt und dort verbleibt.
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Vorzugsweise
gelangt in einem Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes
um eine vorbestimmte Distanz, während
der untere Endteil des Quetschkopfes gegen die Maskenplatte stößt, in einem
Zustand, bei dem die Anwendung des Drucks unterbrochen ist, die
Paste, die an der Maskenplatte klebt, weg von der Maskenplatte,
so daß die
Paste von der Maskenplatte gelöst
werden kann.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Druckverfahren weiter folgenden Schritt:
- (c)
einen Schritt des Wechsels des Substrats in einem Zustand, in dem
der Quetschkopf von der Maskenplatte getrennt ist.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Druckverfahren weiter folgenden Schritt:
- (c)
einen Schritt der Zuführung
der Paste in den Quetschkopf in einem Zustand, in dem der Quetschkopf
von der Maskenplatte getrennt wurde.
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Vorzugsweise
umfaßt
der Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes einen Schritt der
horizontalen Bewegung des Quetschkopfes in einem Zustand, in dem
eine Klemmvorrichtung einer Substrathaltevorrichtung gegen die Unterseite
der Maskenplatte stößt.
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Vorzugsweise
beginnt der Quetschkopf nach einer horizontalen Bewegung mit einer
Bewegung nach oben weg von der Maskenplatte.
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Vorzugsweise
beginnt der Quetschkopf, während
er sich horizontal bewegt, mit einer Bewegung nach oben weg von
der Maskenplatte.
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Vorzugsweise
wird ein Teil der Maskenplatte auf der Klemmvorrichtung, die für ein Halten
der Maskenplatte vorgesehen ist, gehalten, das Substrat wird unter
dem anderen Teil der Maskenplatte und innerhalb des Bereichs der
Position, in der die Maskenplatte auf der Klemmvorrichtung gehalten
wird, platziert, und der Quetschkopf bewegt sich horizontal, während er
auf die Maskenplatte anschlägt.
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Vorzugsweise
ist die Paste luftdicht im Quetschkopf gelagert, und wenn der Quetschkopf
in Kontakt mit der Oberfläche
der Maskenplatte kommt, so ist die Paste luftdicht in einem Druckraum,
der vom Quetschkopf und der Maskenplatte umgeben wird, vorhanden.
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Ein
Siebdruckverfahren in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren für
das Drucken einer Paste auf ein Substrat durch Musteröffnungen
einer Mas kenplatte, indem die Paste unter Druck gesetzt wird, während ein Quetschkopf
mit der darin gelagerten Paste gleitend über die Maskenplatte bewegt
wird, wobei das Siebdruckverfahren folgende Schritte umfaßt:
- (a) einen Schritt des Unter-Druck-Setzens der Paste,
die im Quetschkopf gelagert ist, wobei der Quetschkopf auf die Maskenplatte
zum Anschlag gebracht wird, bevor der Siebdruckvorgang gestartet
wird; und
- (b) einen Schritt der Hin- und Herbewegung des Quetschkopfes
in horizontaler Richtung, während das
untere Ende des Quetschkopfes auf der Maskenplatte in einem Zustand
zum Anschlag gebracht wird, in dem sich die Paste unter Druck befindet.
Auf diese Weise wird ein Schritt des Vorquetschens (pre-squeezing)
durchgeführt.
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Dabei
umfaßt
der Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes, während deren
unterer Endteil auf die Maskenplatte in einem Zustand gestoßen wird,
in dem der Quetschkopf sich in Kontakt mit der Maskenplatte befindet,
einen Schritt des Anstoßens
einer Klemmvorrichtung gegen die Unterseite der Maskenplatte, während der
Substrathalter nach oben bewegt wird.
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Mit
dieser Konfiguration ist es möglich,
ein Siebdruckverfahren zu erhalten, das ausgezeichnete Druckqualitäten garantiert.
Die Paste wird bei der vorbestimmten Viskosität, die für das Drucken geeignet ist,
stabilisiert. Somit werden die Druckqualitäten weiter verbessert.
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Vorzugsweise
umfaßt
ein Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes einen Schritt
der Hin- und Herbewegung des Quetschkopfes in horizontaler Richtung.
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Vorzugsweise
wird der Paste, die in den Druckraum des Quetschkopfes gedrückt wird,
eine rollende Bewegung während
des Schritts des Vorquetschens gegeben, und die Paste wird durch
diese Rollbewegung in ihrer Viskosität erniedrigt.
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Vorzugsweise
wird der Paste, die im Quetschkopf gelagert ist, eine Rollbewegung
während
des Schritts des Vorquetschvorgangs gegeben, und die Paste wird
durch diese Rollbewegung in ihrer Viskosität erniedrigt.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Druckverfahren weiter folgenden Schritt:
- (f)
einen Schritt des Zuführens
der Paste in den Quetschkopf, wobei der Schritt des Vorquetschvorgangs
zwischen dem Schritt der Zuführung
der Paste in den Quetschkopf und dem Schritt des Druckens der Paste
auf das Substrat durchgeführt wird.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Druckverfahren weiter folgenden Schritt:
- (g)
einen Schritt der Unterbrechung des Druckvorgangs, wobei der Schritt
des Vorquetschvorgangs zwischen dem Schritt der Unterbrechung des Druckvorgangs
und dem Schritt des Druckens der Paste auf das Substrat durchgeführt wird.
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Vorzugsweise
wird ein Teil der Maskenplatte auf der Klemmvorrichtung, die zum
Halten der Maskenplatte dient, gehalten; das Substrat wird unter dem
anderen Teil der Maskenplatte plaziert; und innerhalb des Bereichs
der Position, an der die Maskenplatte auf der Klemmvorrichtung gehalten
wird, bewegt sich der Quetschkopf horizontal, während er auf die Maskenplatte
stößt.
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Vorzugsweise
umfaßt
der Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes im Schritt des
Vorquetschvorgangs einen Schritt der Hin- und Herbewegung mit einer
konstanten Geschwindigkeit.
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Vorzugsweise
umfaßt
der Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes im Schritt des
Vorquetschvorgangs mindestens einen der folgenden Schritte:
- (i) eine Bewegung mit zunehmender Geschwindigkeit,
die allmählich
von einer niedrigen Geschwindigkeit auf eine hohe Geschwindigkeit
zunimmt; und
- (ii) eine Bewegung der Wiederholung eines Musters der Geschwindigkeitsänderung
von einer niedrigen Geschwindigkeit auf eine hohe Geschwindigkeit
in wiederholter Weise.
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Vorzugsweise
ist die Paste luftdicht im Quetschkopf gelagert, und wenn sich der
Quetschkopf in Kontakt mit der Oberfläche der Maskenplatte befindet,
so wird der Paste eine Rollbewegung in einem Druckraum, der vom
Quetschkopf und der Maskenplatte umgeben wird, gegeben.
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Lötpaste,
eine leitende Paste und eine ähnliche
Paste können
als Pastenmaterial verwendet werden.
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Ein
Siebdruckverfahren in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
1
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1 ist
eine Frontansicht einer Siebdruckvorrichtung in einer beispielhaften
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Seitenansicht einer
Siebdruckvorrichtung in einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine
Teilschnittansicht eines Quetschkopfes einer Siebdruckvorrichtung
in einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine
beispielhafte Darstellung der Prozesse, basierend auf einem Siebdruckverfahren
in einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Zuerst
wird die Struktur der Siebdruckvorrichtung unter Bezug auf die 1 und
die 2 beschrieben.
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In 1 und 2 umfaßt ein Substratpositionierabschnitt 1 einen
Substrathalter 2, der auf einem (nicht gezeigten) beweglichen
Tisch angeordnet ist. Der Substrathalter 2 umfaßt eine
Klemmvorrichtung 4. Ein Substrat 3, das einem
Siebdruck unterworfen werden soll, wird durch die Klemmvorrichtung 4 gehalten.
Durch das Ansteuern des beweglichen Tisches kann das Substrat 3,
das durch den Substrathalter 2 gehalten wird, in horizontaler
und vertikaler Richtung positioniert werden.
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Eine
Siebmaske 10 ist über
dem Positionierabschnitt 1 angeordnet. Die Siebmaske 10 umfaßt eine
Haltevorrichtung 11 und eine Maskenplatte 12, die
durch die Haltevorrichtung 11 gehalten wird. Musteröffnungen 12a sind
in der Maskenplatte 12 ausgebildet, wobei sie den Druckteilen
des Substrats 3, das dem Maskendrucken unterworfen wird,
entsprechen.
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Ein
Quetschkopf 13 ist auf der Siebmaske 10 durch
eine Kopfhubeinheit 20 derart angeordnet, daß der Quetschkopf 13 sich
frei nach oben und unten bewegen kann. Die Kopfhubeinheit 20 umfaßt einen
Zylinder 22, der vertikal auf einem Plattenelement 21 angeordnet
ist. Der Quetschkopf 13 ist mit dem unteren Endteil eines
Stabes 22a des Zylinders 22 über ein Verbindungselement 15 verbunden.
Durch das Ansteuern des Zylinders 22 kann der Quetschkopf 13 nach
oben und nach unten gegen die Maskenplatte 12 bewegt werden.
Der Quetschkopf 13 wird nach oben und nach unten gegen
die Siebmaske 10 bewegt. Das heißt, die Kopfhubeinheit 20 hat
die Funktion, als Vor richtung für
die Bewegung des Quetschkopfes 13 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung
zu dienen.
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Ein
Gleitelement 23 ist an jedem unteren Endteil des Plattenelements 21 der
Kopfhubeinheit 20 befestigt. Eine Führungsschiene 24 ist
auf der oberen Oberfläche
eines Rahmens 25 angeordnet. Das Gleitelement 23 ist
verschiebbar in der Führungsschiene 24 befestigt.
Eine Mutter 26 ist unten am Plattenelement 21 befestigt.
Eine Vorschubspindel 27 die in die Mutter 26 eingeschraubt
ist, wird durch einen Motor 28 angetrieben und gedreht.
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Wenn
der Motor 28 angetrieben wird, so bewegt sich das Plattenelement 21 horizontal,
und der Quetschkopf 13, der mit der Kopfhubeinheit 20 verbunden
ist, bewegt sich auch horizontal. Wenn der Quetschkopf 13 nach
unten verschoben wird, wenn der Motor 28 betrieben wird,
bewegt sich der Quetschkopf 13 horizontal auf der Maskenplatte 12. Das
heißt,
der Motor 28, die Vorschubspindel 27 und die Mutter 26 dienen
dazu, den Quetschkopf 13 horizontal auf der Maskenplatte 12 zu
bewegen. Der Motor 28, die Vorschubspindel 27 und
die Mutter 26 dienen als Bewegungsvorrichtung.
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Eine
Lötpaste 5 wird
als Paste verwendet. Ein Druckabschnitt 14 ist am unteren
Teil des Quetschkopfes 13 vorgesehen. Der Druckabschnitt 14 stößt gegen
die Oberfläche
der Maskenplatte 12 und die Lötpaste 5 wird in die
Musteröffnung 12a gefüllt.
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Der
Druckabschnitt 14 wird unter Bezug auf 3 beschrieben.
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In 3 ist
der Hauptkörper 30,
der ein Blockelement aufweist, lang und schmal in Richtung der Breite
der Maskenplatte 12 ausgebildet. Wie in 2 gezeigt
ist, wird die Länge
des Hauptkörpers 30 so
ausgebildet, daß er
die Breite des Substrats 3 abdeckt. Eine Vertiefung 30a ist
im Hauptkörper 30 ausgebildet.
Eine Patrone 31 ist entfernbar in der Vertiefung 30a montiert.
Die Lötpaste 5 wird
in der Patrone 31 gelagert.
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Die
Patrone 31 hat die Funktion eines Lagerungsabschnitts (Pastenlagerungsabschnitt)
für die Lagerung
der Lötpaste.
Eine vorbestimmte Menge der Lötpaste
wird im Vorhinein in der Patrone 31 gelagert. Die Patrone 31,
die die Lötpaste
enthält,
wird im Hauptkörper 30 montiert,
wenn das Drucken gestartet wird. Ein Druckplatte 32 für das Unter-Druck-Setzen
des Lötpaste 5 in
der Patrone ist in der oberen Öffnung
der Patrone 31 befestigt. Die Druckplatte 32 ist
mit dem Stab 16a des Zylinders 16, der über der
Druckplatte 32 angeordnet ist, verbunden. Wenn der Zylinder 16 angetrieben
wird, so bewegt sich die Druckplatte 32 in der Patrone 31 nach oben
und unten.
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Die
Bodenfläche
der Patrone 31 dient auch als Ausstoßplatte 31a für die Lötpaste.
Die Ausstoßplatte 31a hat
viele Öffnungen 31b.
Wenn die Druckplatte 32 durch den Zylinder 16 nach
unten gedrückt wird,
so wird die Lötpaste 5 in
der Patrone 31 unter Druck gesetzt und durch die Öffnungen 31b der
Ausstoßplatte 31a geschoben.
Der Zylinder 16 und die Druckplatte 32 dienen
als Druckvorrichtung, um die Lötpaste 5 unter
Druck zu setzen.
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Eine
Drosselplatte 34 ist am Boden des Hauptkörpers 30 angeordnet.
Die Drosselplatte 34 hat auch mehrere Öffnungen 34a, die
denen der Ausstoßplatte 31a der
Patrone 31 entsprechen. Wenn Lötpaste 5 durch den
Zylinder 16 nach außen
gestoßen
wird, so bewegt sich die Lötpaste 5 nach
unten und gelangt durch die Öffnungen 31b der
Ausstoßplatte 31a und
die Öffnungen 34a der
Drosselplatte 34. Dann erreicht die heraus geschobene Lötpaste 5 einen
Druckraum 35, der unterhalb des Hauptkörpers 30 ausgebildet
ist. Der Druckraum 35 ist von zwei Kratzelementen 36A, 36B,
die nach innen geneigt unter dem Hauptkörper 30 und der Unterseite
des Hauptkörpers 30 angeordnet
sind, umgeben.
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Die
Kratzelemente 36A, 36B bilden jeweils eine vordere
Wand und eine hintere Wand in der Quetschrichtung des Druckraumes 35.
Wenn der Quetschkopf 13 nach unten geschoben wird, so stoßen die
unteren Enden der Kratzelemente 36A, 36B gegen
die Oberfläche
der Maskenplatte 12. Beim Drucken nimmt der Druckraum 35 die
unter Druck gesetzte Lötpaste 5 auf,
und die Lötpaste 5 kommt
mit der Oberfläche
der Maskenplatte 12 durch die Öffnung zwischen dem Kratzelement 36A und
dem Kratzelement 36B in Kontakt.
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Wenn
die Druckplatte 32 nach unten gedrückt wird, so wird die Lötpaste 5 in
der Patrone 31 unter Druck gesetzt. Somit bewegt sich die
Lötpaste 5 in
den Druckraum 35, wobei sie durch die Ausstoßplatte 31a und
die Drosselplatte 34 hindurch geht. Es gibt flächenreduzierte
Teile im Durchlaß der
Lötpaste 5.
Die flächenreduzierten
Teile können
viele kleine Öffnungen 31b und 34a umfassen,
durch die das Querschnittsgebiet des Lotdurchgangs reduziert wird.
Wenn die unter Druck gesetzte Lötpaste 5 durch
die flächenreduzierten
Teile hindurch geht, nimmt die Viskosität der Lötpaste 5 ab, so daß sie für den Siebdruck
verbesserte Eigenschaften erhält.
Auf diese Weise wird die in ihrer Viskosität verbesserte Lötpaste 5 in
den Druckraum 35 gefüllt.
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Beim
Siebdruck bewegt sich, während
der Druckraum 35 mit Lötpaste 5 gefüllt ist,
der Quetschkopf gleitend auf der Maskenplatte 12. Somit
geht die Lötpaste 5 im
Druckraum 35 durch die Öffnung,
die zwischen den Kratzelementen 36A, 36B ausgebildet ist,
und wird in die Musteröffnungen 12a der
Maskenplatte 12 gefüllt.
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Und
wenn sich der Quetschkopf 13 bewegt, so wird die Lötpaste 5 in
die Musteröffnungen 12a in einer
Reihenfolge eingefüllt.
Wenn alle Musteröffnungen 12a mit
der Lötpaste 5 gefüllt wurden,
so wird ein Substrathalter 2 nach unten bewegt, und er
trennt das Substrat von der Maskenplatte 12. Das heißt, die Lötpaste 5 in
den Musteröffnungen 12a bewegt
sich zusammen mit dem Substrat 3 nach unten und löst sich
von den Musteröffnungen 12a,
wodurch die Lötpaste 5 auf
das Substrat 3 gedruckt wird. Somit ist der Siebdruckvorgang
beendet.
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Als
nächstes
wird eine Trennung des Quetschkopfes bei einem Lötpastendruck unter Bezug auf 4 beschrieben.
Die Trennung des Quetschkopfes wird ausgeführt, wenn Vorkehrungen für den Typenwechsel
des Substrats 3 vorgenommen werden, wenn Lötpaste 5 in
den Quetschkopf 13 gefüllt
wird, oder wenn eine Wartung der Vorrichtung vorgenommen wird. Bei
diesem Vorgang wird der Quetschkopf 13 nach oben weg von
der Maskenplatte 12 bewegt.
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In 4(a) wird, während die Lötpaste 5 in der Patrone 31 durch
die Druckplatte 32 unter Druck gesetzt wird, der Quetschkopf 13 horizontal
auf der Maskenplatte 12 bewegt, um somit einen Zyklus des Druckvorgangs
zu beenden. 4(a) zeigt einen Zustand,
bei dem ein Zyklus des Druckvorgangs beendet ist. In diesem Betriebszustand
wird der Substrathalter 2 nach unten geschoben, und die
Klemmvorrichtung 4 befindet sich in einer Position entfernt von
der Unterseite der Maskenplatte 12.
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Als
nächstes
bewegt sich, wie das in 4(b) gezeigt
ist, die Druckplatte 32 nach oben, um den Druck auf die
Lötpaste 5 zu
unterbrechen. Dann ist der Druck der Lötpaste 5 im Druckraum 35 von
der Oberfläche
der Maskenplatte 12 weggenommen.
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Danach
bewegt sich, wie das in 4(c) gezeigt
ist, der Substrathalter 2 nach oben, und eine der Klemmvorrichtungen 4 wird
gegen die Unterseite der Maskenplatte 12 gerade unter dem
Quetschkopf 13 gestoßen.
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In
diesem Betriebszustand wird der Motor 28 betrieben, und
wie das in 4(d) gezeigt ist, bewegt sich
der Quetschkopf 13 horizontal auf der Maskenplatte 12,
die auf der oberen Oberfläche
der Klemmvorrichtung 4 abgestützt wird. Es ist möglich, den Quetschkopf 13 horizontal
in eine optionale Position auf der Maskenplatte 12 zu bewegen.
Vorzugsweise wird der Quetschkopf 13 horizontal auf der
Maskenplatte 12, die stabil beispielsweise auf der Oberfläche der
Klemmvorrichtung 4 abgestützt ist, bewegt.
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Wenn
sich der Quetschkopf 13 horizontal bewegt, so befindet
sich die Lötpaste 5 in
engem Kontakt mit der oberen Oberfläche der Maskenplatte 12 durch
die Öffnung
des Druckraumes 35, der sich gleitend auf der Maskenplatte 12 bewegt.
Auf diese Weise löst
sich die Lötpaste 5,
die auf der Maskenplatte 12 klebt und sie kann von ihr
getrennt werden, was die Anhaftung stark vermindert.
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Und
dann wird, wie das in 4(e) gezeigt ist,
der Zylinder 22 angetrieben, um den Quetschkopf 13 nach
oben zu bewegen. Während
dieser Bewegung nach oben in einem Zustand, bei dem die Anhaftung
der Lötpaste 5 auf
der Maskenplatte 12 vermindert ist, lösen sich die unteren Enden
der Kratzplatten 36A, 36B von der Maskenplatte 12.
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Durch
dieses Verfahren kann verhindert werden, daß die Lötpaste 5 im Druckraum 35 auf
der Maskenplatte 12 festklebt und dort verbleibt.
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Und
es ist möglich,
die Aufwärtsbewegung nach
der Beendigung der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes 13 zu
beginnen. Es ist auch möglich,
die Aufwärtsbewegung
zu beginnen, während der
Quetschkopf 13 horizontal bewegt wird.
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Somit
ist es nicht notwendig, die Lötpaste 5, die
auf der Maskenplatte 12 verbleibt, zu entfernen, wie das
beim Stand der Technik notwendig ist, wenn der geschlossene Quetschkopf 13 nach
oben bewegt wird. Somit kann überflüssige Arbeit
eliminiert werden, und es ist möglich,
den Zeitverlust für
die Vorkehrungen und die Wartung zu vermeiden. Weiterhin wird die
Menge der Lötpaste,
die nicht für
das Drucken verwendet wird, sonder weggeworfen werden muß, reduziert,
was die effektive Verwendung der Betriebsmittel verbessert. Da keine
Lötpaste
unnötigerweise
auf der Maskenplatte verbleibt, wird die Druckgenauigkeit verbessert,
was zu einer Verbesserung der Druckqualität führt.
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BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
2
-
Ein
Siebdruckverfahren in einer anderen beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf 5 beschrieben.
Die Siebdruckvorrichtung, die in 1, 2 und 3 gezeigt
ist, wie sie in der obigen beispielhaften Ausführungsform 1 beschrieben wurde, wird
in dieser beispielhaften Ausführungsform
verwendet.
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Die
Beschreibung erfolgt in Bezug auf den Vorquetschvorgang im Verfahren
zum Drucken der Lötpaste 5 mit
dem Quetschkopf 13. Der Vorquetschvorgang wird durchgeführt, um
die Viskosität
der Lötpaste 5 für das Drucken
passend zu machen, nachdem die Lötpaste 5 in
den Quetschkopf gegeben wurde oder während der Unterbrechung des
Siebdrucks, während
auf den nächsten
Prozeß gewartet
wird.
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Zuerst
bewegt sich in 5(a) der Quetschkopf 13 nach
unten zur Maskenplatte 12, und das untere Ende des Kopfes
stößt auf die
Maskenplatte 12. Dann bewegt sich der Substrathalter 2 nach
oben, und die Klemmvorrichtung 4 wird gegen die Unterseite
des Quetschkopfes 13 über
die Unterseite der Maskenplatte 12 gepreßt. In diesem
Betriebszustand bewegt sich die Druckplatte 32 nach unten,
um die Lötpaste 5 im
Quetschkopf 13 unter Druck zu setzen.
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Als
nächstes
wird, wie das in 5(b) gezeigt ist,
der Motor 28 angetrieben, und dann bewegt sich der Quetschkopf 13 horizontal
nach rechts auf der Maskenplatte 12 innerhalb eines Bereiches,
so daß das
untere Ende, das gegen die Maskenplatte 12 stößt, nicht über den
Bereich der Klemmvorrichtung 4 hinaus geht.
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Nachfolgend
bewegt sich, wie das in 5(c) gezeigt
ist, der Quetschkopf 13 horizontal in entgegengesetzter
Richtung. Weiter bewegt sich, wie das in 5(d) gezeigt
ist, der Quetschkopf 13 nochmals horizontal nach rechts.
Eine solche hin und her gehende Bewegung des Quetschkopfes 13 wird
in einer vorbestimmten Anzahl wiederholt.
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Durch
die hin und her gehende Bewegung des Quetschkopfes 13 wird
der Lötpaste 5,
die in der Druckraum 35 eingefüllt ist, eine Rollbewegung
vermittelt. Das Rollen der Lötpaste 5 im
Druckraum 35 bewirkt, daß die Viskosität der Lötpaste 5 abnimmt, und
somit nimmt das Fließvermögen der
Lötpaste 5 zu.
Im allgemeinen wird die Viskosität
der Lötpaste 5 zunehmen,
wenn die Lötpaste 5 für mehrere
Stunden im Stillstand belassen wird, womit die Lötpaste für das Drucken ungeeignet wird.
Andererseits kann durch den Vorquetschvorgang der Lötpaste 5,
wie dies beschrieben wurde, die Viskosität der Lötpaste 5 erniedrigt
werden. Das heißt,
ein "Kneten" der Lötpaste 5 be wirkt
eine Erniedrigung der Viskosität
der Lötpaste 5,
und die Qualität
der Lötpaste 5 wird
somit verbessert, so daß sie
für einen
Siebdruck geeignet wird. Der Siebdruck wird nach der Beendigung
des so bestimmten Vorquetschvorgangs gestartet. Somit können die
Druckgenauigkeit und die Druckqualität verbessert werden. Übrigens
kann das Wort "Viskosität", das in der obigen
Beschreibung verwendet wurde, durch das Wort "kinematische Viskosität" ersetzt werden.
-
Vorzugsweise
wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Quetschkopfes 13 beim
Vorquetschvorgang konstant gehalten. Die Bewegungsgeschwindigkeit
des Quetschkopfes 13 nimmt auch allmählich von einer niedrigen Geschwindigkeit
zu einer hohen Geschwindigkeit zu. Der Quetschkopf 13 wiederholt
auch mehrmals ein Muster der Geschwindigkeitsänderung von einer niedrigen
Geschwindigkeit zu einer hohen Geschwindigkeit. Auf diese Weise ändert der
Quetschkopf 13 sein Bewegungsmuster, um den passenden Vorquetschvorgang
in Übereinstimmung
mit den Eigenschaften und Merkmalen der Lötpaste 5 durchzuführen. Es
ist auch möglich, den
Quetschkopf 13 in einer optionalen Position auf der Maskenplatte 12 hin
und her zu bewegen. Vorzugsweise wird der Quetschkopf 13 in
einem solchen Zustand bewegt, daß die Maskenplatte 12 stabil durch
die Klemmvorrichtung 4 oder dergleichen abgestützt wird.
Der Quetschkopf 13 kann statt der hin und her gerichteten
Bewegung eine Bewegung in nur einer Richtung ausführen. Vorzugsweise
führt der Quetschkopf 13 jedoch
eine hin und her gehende Bewegung aus, um die oben erwähnten Vorteile
zu erzielen.
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Da
die Struktur des Quetschkopfes 13 vom geschlossenen Typ
ist, so wird sogar wenn das Bewegungsmuster des Quetschkopfes 13 auf
verschiedene Muster eingestellt wird, wobei hohe Geschwindigkeiten
und niedrige Geschwindigkeiten kombiniert werden, wie das oben beschrieben
wurde, um den Vorquetschvorgang wirksam auszuführen, die zu knetende Lötpaste 5 in
einem Raum zwischen dem Druckraum des Quetschkopfes 13 und
der Maskenplatte eingeschlossen. Somit kann verhindert werden, daß die Lötpaste während des
Vorquetschvorgangs spritzt. Somit ist es möglich, das Muster des Vorquetschvorgangs
frei in Übereinstimmung
mit dem zu bedruckenden Objekt festzulegen. Es ist auch möglich, den
Vorquetschvorgang wirksam durchzuführen. Somit kann die Druckqualität verbessert
werden.
-
BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
3
-
Ein
Siebdruckverfahren in dieser beispielhaften Ausführungsform umfaßt sowohl
das Siebdruckverfahren, das in der beispielhaften Ausführungsform 1
beschrieben wurde, als auch das Siebdruckverfahren, das in der beispielhaften
Ausführungsform
2 beschrieben wurde.
-
Das
heißt,
das Siebdruckverfahren umfaßt folgende
Schritte:
- (a) einen Schritt des Unter-Druck-Setzens
der Paste, während
ein Quetschkopf mit der darin gelagerten Paste auf einer Maskenplatte
gleitend bewegt wird, und des Druckens der Paste durch Musteröffnungen
der Maskenplatte auf ein Substrat,
- (b) einen Schritt der Trennung des Quetschkopfes mit der im
Quetschkopf gelagerten Paste von der Maskenplatte, und
- (e) einen Schritt des Vorquetschvorgangs durch das Bewegen des
Quetschkopfes auf der Maskenplatte, um ein Quetschen der Paste vor
dem Schritt (a) auszubilden.
-
Der
Schritt der Trennung des Quetschkopfes von der Maskenplatte umfaßt die folgenden
Schritte:
- (1) einen Schritt der Unterbrechung
des Aufbringens des Drucks auf die Paste, die im Quetschkopf gelagert
ist,
- (2) einen Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes
um eine vorbestimmte Distanz, während
der untere End teil des Quetschkopfes auf die Maskenplatte in einem
Zustand, bei dem die Aufbringung des Druckes unterbrochen ist, gestoßen wird,
und
- (3) einen Schritt der Bewegung des Quetschkopfes nach oben weg
von der Maskenplatte.
-
Der
Schritt des Vorquetschvorgangs umfaßt:
- (i)
einen Schritt des Unter-Druck-Setzens der Paste, die im Quetschkopf
gelagert ist, während der
Quetschkopf auf die Maskenplatte gestoßen wird, und
- (ii) einen Schritt der horizontalen Bewegung des Quetschkopfes,
während
der unteren Endteil des Quetschkopfes auf die Maskenplatte in einem
Zustand gestoßen
wird, in dem sich die Paste unter Druck befindet.
-
Die
Details der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen
wie in der beispielhaften Ausführungsform
1 und der beispielhaften Ausführungsform
2.
-
Mit
dieser Konfiguration wird die Menge der nicht verwendeten, weggeworfenen
Paste reduziert. Weiterhin ist es möglich, nutzlose Arbeit für Vorkehrungen
und die Wartung zu vermeiden, und auch, zuverlässige Druckqualitäten zu gewährleisten.
-
Wie
oben beschrieben wurde, umfaßt
die vorliegende Erfindung einen Schritt der Unterbrechung des Aufbringens
des Drucks auf die intern gelagerte Paste, wenn ein Quetschkopf
von einer Maskenplatte getrennt wird, einen Schritt der horizontalen
Bewegung des Quetschkopfes um eine vorbestimmte Distanz, während der
Quetschkopf auf die Maskenplatte in einem Zustand gestoßen wird,
bei der die Aufbringung des Druckes unterbrochen ist, und einen
Schritt der Trennung des Quetschkopfes von der Maskenplatte, während die
Anhaftung zwischen der Paste und der Maskenplattenoberfläche erniedrigt
ist, und somit ist es möglich,
zu verhindern, daß die
Paste auf der Masken plattenoberfläche verbleibt. Somit ist es
nicht notwendig, Arbeiten für
das Entfernen der Paste, die auf der Maskenplatte verbleibt, auszuführen. Somit
kann die Zeit, die ansonsten für
diese zusätzliche
Arbeit benötigt
wird, gespart werden. Weiterhin ist es möglich, die Menge der für das Drucken
nicht verwendeten, weggeworfenen Paste zu reduzieren, womit es möglich ist,
die effektive Verwendung der Betriebsmittel zu verbessern.
-
Die
intern gelagerte Paste wird auch unter Druck gesetzt, während der
Quetschkopf auf die Maskenplatte gestoßen wird, und der auf die Maskenplatte
gestoßene
Quetschkopf wird in horizontaler Richtung hin und her bewegt, um
einen Vorquetschvorgang vor dem Start des Siebdrucks auszuführen. Somit
wird die Viskosität
der Paste stabilisiert, und als Ergebnis ist es möglich, ausgezeichnete
Druckqualitäten
zu gewährleisten.
-
- 1
- Positionierabschnitt
- 2
- Substrathalter
- 3
- Substrat
- 4
- Klemmvorrichtung
- 5
- Paste,
Lötpaste
- 10
- Siebmaske
- 11
- Haltevorrichtung
- 12
- Maskenplatte
- 12a
- Musteröffnung
- 13
- Quetschkopf
- 14
- Druckabschnitt
- 15
- Verbindungselement
- 16
- Zylinder
- 16a
- Stab
- 20
- Kopfhubvorrichtung
- 21
- Plattenelement
- 22
- Zylinder
- 23
- Gleitstück
- 24
- Führungsschiene
- 25
- Rahmen
- 26
- Mutter
- 27
- Vorschubspindel
- 28
- Motor
- 30
- Hauptkörper
- 31
- Patrone
- 31a
- Ausstoßplatte
- 31b
- Öffnung
- 32
- Druckplatte
- 34
- Drosselplatte
- 34a
- Öffnung
- 35
- Druckraum
- 36A
- Kratzelement
- 36B
- Kratzelement