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Die Erfindung geht aus von einer Schablone für eine Beschichtungsvorrichtung, insbesondere für eine Rakelvorrichtung, zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials, insbesondere einer Suspension, einer Paste und/oder eines Pulvers, auf eine Oberfläche, einer Druckeinrichtung, insbesondere einer Schablonendruckeinrichtung, mit einer solchen Schablone sowie einer Verwendung einer Schablone zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials, insbesondere einer Suspension, einer Paste und/oder eines Pulvers, auf eine Oberfläche nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Stand der Technik
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Ein in der Aufbau- und Verbindungstechnik gängiges Verfahren, um beispielsweise zwei Bauteile miteinander zu verbinden, ist die Nassbestückung oder die Trocken- oder Heißbestückung. Hierbei wird in der Regel auf eines der beiden zu verbindenden Bauteile eine Schicht aus einem Verbindungsmaterial üblicherweise unter Verwendung einer Schablone aufgebracht. Insbesondere bei der Trocken- oder Heißbestückung ist eine gleichmäßige Schicht wichtig, um unerwünschte Nachteile beim Verbinden der beiden Bauteile zu vermeiden.
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Die
EP 0 787 585 A1 offenbart eine Rakel für den Siebdruck von elektrischen Elementen und Strukturen auf einer Trägerplatte mit Unebenheiten.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Schablone für eine Beschichtungsvorrichtung, insbesondere Rakelvorrichtung, zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf eine Oberfläche vorgestellt.
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Unter einer Schablone kann eine im Vergleich zu ihrer flächigen Ausdehnung dünne Platte aus einem im Wesentlichen massiven und vorzugsweise biegsamen Material verstanden werden. Das Material kann beispielsweise ein Metall oder ein Kunststoff sein, wobei eine Biegsamkeit der Platte unter anderem über eine Dicke der Platte einstellbar ist. Die Platte weist in der Regel Öffnungen bzw. Aussparungen in dem Material auf, wobei die Aussparungen die Platte von einer Unterseite bis hin zu einer Oberseite im Wesentlichen vollständig durchdringen. Die Aussparungen können in ihrer Form und ihrer Anzahl im Wesentlichen beliebig in der Platte angeordnet oder verteilt sein. Durch die spezifische Anordnung der Aussparungen kann ein bestimmtes Muster in der Platte erzeugt werden. Das Muster kann in Beschichtungsprozessen im Wesentlichen beliebig oft auf Oberflächen anderer Materialien, Werkstücke, Textilien oder dergleichen übertragen werden.
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Die Schablone weist wenigstens eine Aussparung zum Aufnehmen des fließfähigen Beschichtungsmaterials auf. Die Aussparung ist hierbei durch einen Rand lateral zu einem restlichen, massiven Material der Schablone begrenzt. Der Rand wird hierbei durch eine untere, den Rand an einer Unterseite der Schablone umlaufenden Kante und durch eine obere, den Rand an einer Oberseite der Schablone umlaufenden Kante gebildet. Der Rand bildet somit eine Seitenfläche der Aussparung. Die Schablone zeichnet sich dadurch aus, dass der Rand wenigstens bereichsweise entlang eines Verlaufs texturiert ist. Unter einer Textur kann hierbei verstanden werden, dass der Rand bzw. die Seitenfläche nicht glatt und/oder eben ausgebildet ist, sondern eine, insbesondere makroskopische, Formabweichung oder Gestaltabweichung, wie beispielsweise eine Rauheit und/oder eine Welligkeit, aufweist. Unter einem Verlauf kann eine Richtung verstanden werden, die entlang der unteren Kante und/oder der oberen Kante folgt oder die parallel zu der unteren Kante und/oder der oberen Kante ausgerichtet ist.
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Alternativ oder zusätzlich zeichnet sich die Schablone dadurch aus, dass die untere Kante wenigstens bereichsweise einen lateralen Versatz zu der oberen Kante aufweist. Hierbei kann der laterale Versatz derart ausgebildet sein, dass die untere Kante wenigstens bereichsweise näher zu einem Zentrum, einer Mitte oder einem Schwerpunkt der Aussparung beabstandet ist, als die obere Kante. Der laterale Versatz kann jedoch auch derart ausgebildet sein, dass die obere Kante wenigstens bereichsweise näher zu einem Zentrum, einer Mitte oder einem Schwerpunkt der Aussparung beabstandet ist, als die untere Kante.
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Eine Rakelvorrichtung kann beispielsweise als eine Vorrichtung mit wenigstens einer Rakel mit einer im Wesentlichen länglichen, sich entlang einer Hauptachse erstreckenden Form ausgebildet sein. Darunter kann verstanden werden, dass die Rakel eine im Vergleich zu einer Länge der Rakel deutlich geringere Breite und Höhe aufweist. Die Hauptachse der Rakel ist hierbei vorzugsweise parallel zu der Oberfläche ausgerichtet. Die Rakelvorrichtung kann ferner eingerichtet sein, das Beschichtungsmaterial durch eine Bewegung der Rakel entlang der Schablone auf der Oberfläche zu verteilen. Die Bewegung erfolgt hierbei derart, dass ein Winkel zwischen der Hauptachse der Rakel und einer ersten Bewegungsrichtung einstellbar ist bzw. eingestellt wird. Bevorzugt ist die Hauptachse senkrecht zu der ersten Bewegungsrichtung ausgerichtet. Ferner erfolgt die Bewegung parallel zu der Oberfläche. Mit anderen Worten ist die erste Bewegungsrichtung parallel zu der Oberfläche ausgerichtet. Insbesondere erfolgt die Bewegung der Rakel derart, dass das Beschichtungsmaterial in die wenigstens eine Aussparung eingebracht und in der Aussparung homogen und/oder gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt wird. Die Rakelvorrichtung kann ferner eingerichtet sein, die Rakel entlang der Hauptachse zu bewegen. Darunter kann verstanden werden, dass die Rakelvorrichtung die Rakel sowohl entlang der ersten Bewegungsrichtung als auch zusätzlich entlang der Hauptachse bewegen kann.
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Unter dem fließfähigen Beschichtungsmaterial kann bevorzugt eine Suspension, eine Paste und/oder ein Pulver verstanden werden. Die Suspension, die Paste und oder das Pulver können hierbei Partikel mit einer Größe beispielsweise zwischen 0,1 µm und 40 µm aufweisen. Die Suspension, die Paste und/oder das Pulver können hierbei Silber, insbesondere Silber-Partikel, aufweisen oder daraus bestehen. Die Suspension und/oder die Paste kann hierbei eine organische Matrix aufweisen, in welcher die Partikel dispergiert sind. Unter einer Paste kann ferner eine Sinterpaste, eine Lotpaste, ein Lack, ein Klebstoff oder eine spezielle Paste für Dickschichttechnik verstanden werden. Die Rakel kann entlang der Hauptachse einen runden, ovalen oder mehreckigen, insbesondere rechteckigen oder quadratischen, Querschnitt aufweisen. Unter einer Oberfläche kann hierbei eine Oberfläche eines Bauteils verstanden werden, welches mit einem weiteren Bauteil, insbesondere einer weiteren Oberfläche des weiteren Bauteils, verbunden werden soll. Hierbei kann die Oberfläche wenigstens bereichsweise mit der Schablone abgedeckt sein, um das Beschichtungsmaterial gezielt und nur auf bestimmte Bereiche der Oberfläche aufzubringen. Hierbei kann es prozessbedingt zu Unebenheiten auf einer Oberfläche des Beschichtungsmaterials kommen. Insbesondere an Rändern oder Randbereichen des auf der Oberfläche des Bauteils aufgebrachten Beschichtungsmaterials können Inhomogenitäten auftreten. Darunter kann beispielsweise verstanden werden, dass ein Querschnitt einer aus dem aufgebrachten Beschichtungsmaterial gebildeten Schicht nicht rechteckig ist, sondern an den Randbereichen entweder abgerundete bzw. abgeflachte Kanten und/oder Überhöhungen aufweist.
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Vorteile der Erfindung
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Durch die Texturierung des Rands und/oder durch den lateralen Versatz der unteren Kante in Bezug auf die obere Kante wird in vorteilhafter Weise ein verbessertes Füllverhalten des Beschichtungsmaterial der Aussparung erreicht. Mit anderen Worten kann die Aussparung vollständig mit dem Beschichtungsmaterial ausgefüllt werden, ohne, dass insbesondere am Rand der Aussparung Fehlstellen ohne Beschichtungsmaterial zurückbleiben. Ferner wird hierdurch ein Ablösen der Schablone von der Oberfläche nach einem Beschichtungsvorgang erleichtert, sodass eine Form des Beschichtungsmaterials nachdem es in die Aussparung auf die Oberfläche aufgebracht wurde im Wesentlichen erhalten bleibt. Durch beide Maßnahmen wird ein verbessertes Abbild bzw. Druckbild des Beschichtungsmaterials auf der zu beschichtenden Oberfläche erreicht.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Unterseite der Schablone im Wesentlichen parallel zu der Oberseite ausgerichtet ist. Hierdurch kann das Beschichtungsmaterial besonders einfach durch die Rakelvorrichtung in die wenigstens eine Aussparung eingebracht werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der laterale Versatz derart ausgebildet ist, dass eine Fläche der Aussparung an der Unterseite der Schablone größer als eine Fläche der Aussparung an der Oberseite der Schablone ist. Mit anderen Worten verläuft die obere Kante des Randes im Wesentlichen entlang des gesamten Verlaufs des Randes näher an dem Zentrum, der Mitte oder dem Schwerpunkt der Aussparung als die untere Kante des Randes. Somit steht der Rand bzw. die Seitenfläche der Aussparung im Wesentlichen entlang des gesamten Verlaufs nicht mehr senkrecht zu der Oberfläche oder der Unterseite der Schablone, sondern ist von der unteren Kante ausgehend dem Zentrum, der Mitte oder dem Schwerpunkt der Aussparung hinzulaufend ausgerichtet. Hierdurch wird das Ablösen der Schablone von der Oberfläche weiter erleichtert und das Abbild des Beschichtungsmaterials auf der Oberfläche verbessert.
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Es kann vorgesehen sein, dass der laterale Versatz zwischen 100% und 20% einer Höhe der Aussparung beträgt. Ferner kann vorgesehen sein, dass der laterale Versatz im Wesentlichen 75%, bevorzugt 50% und besonders bevorzugt 25% oder weniger, der Höhe der Aussparung beträgt. Insbesondere kann der laterale Versatz von einer Viskosität des Beschichtungsmaterial als abhängen. Hierdurch wird die Handhabung der Schablone während eines Beschichtungsprozesses weiter verbessert.
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In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die untere Kante und/oder die obere Kante wenigstens bereichsweise eine Abfasung und/oder eine Abrundung aufweist/aufweisen. Dies kann sich positiv auf das Ablösen der Schablone von der Oberfläche auswirken und somit das Abbild des Beschichtungsmaterial als auf der Oberfläche weiter verbessern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Rand wenigstens bereichsweise periodisch und/oder unregelmäßig texturiert ist. Hierunter kann verstanden werden, dass der Rand bzw. die Seitenfläche entlang des Verlaufs der unteren Kante und/oder der oberen Kante periodisch und/oder unregelmäßig texturiert ist. Alternativ oder zusätzlich kann darunter verstanden werden, dass der Rand bzw. die Seitenfläche entlang der Höhe des Rands, insbesondere senkrecht zu dem Verlauf der unteren Kante und/oder der oberen Kante periodisch und/oder unregelmäßig texturiert ist. Ferner kann darunter alternativ oder zusätzlich verstanden werden, dass die untere Kante und/oder die obere Kante des Randes periodisch und/oder unregelmäßig texturiert ist/sind. Unter einer periodischen Textur kann verstanden werden, dass der Rand bzw. die Seitenfläche, die untere Kante und/oder die obere Kante mit einem regelmäßigen Muster oder einer regelmäßigen Ausprägung versehen ist/sind, die sich wenigstens bereichsweise, also auf einer bestimmten Länge, wenigstens einmal wiederholt. Unter einer unregelmäßigen Textur kann verstanden werden, dass der Rand bzw. die Seitenfläche, die untere Kante und/oder die obere Kante wenigstens bereichsweise, also auf einer bestimmten Länge, mit einem unregelmäßigen Muster oder einer unregelmäßigen Ausprägung versehen ist/sind. Hierdurch kann die Aussparung noch gleichmäßiger und/oder homogener mit dem Beschichtungsmaterial befüllt werden, ohne dass Fehlstellen innerhalb der Aussparung zurückbleiben. Ferner kann dadurch das Ablösen der Schablone nach dem Beschichtungsvorgang weiter verbessert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Rand einen zickzackförmigen, einen sägezahnförmigen, rechteckförmigen und/oder einen sinusförmigen Verlauf aufweist. Bevorzugt verläuft dieser Verlauf entlang der unteren Kante und/oder der oberen Kante. Insbesondere der sinusförmige Verlauf gibt der Aussparung bzw. dem Rand eine Gestalt, die an eine Briefmarke bzw. deren Rand angelehnt ist. Hierdurch wird das Ablösen der Schablone von der Oberfläche weiter erleichtert und das Abbild des Beschichtungsmaterials auf der Oberfläche verbessert.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine mittlere Gestaltabweichung, insbesondere eine mittlere Welligkeit oder ein Mittenrauwert, des Rands, insbesondere entlang der unteren Kante und/oder der oberen Kante, höchstens im Wesentlichen 300%, bevorzugt 150%, besonders bevorzugt 75% und ganz besonders bevorzugt 50% oder weniger, der Höhe der Aussparung beträgt. Mit anderen Worten hebt oder senkt sich der Rand bzw. die Seitenfläche im Wesentlichen nicht mehr als um das Dreifache oder weniger der Höhe der Aussparung um einen Mittelwert ab. Hierdurch wird das Füllverhalten des Beschichtungsmaterial als innerhalb der Aussparung weiter verbessert und das Ablösen der Schablone nach dem Beschichtungsvorgang erleichtert.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rakel bei einem Auftragen des Beschichtungsmaterials auf die Oberfläche bzw. auf die Schablone entlang der Hauptachse oszillierend bewegt wird. Durch eine Oszillation der Rakel entlang der Hauptachse wird die Scherung des Beschichtungsmaterials erhöht, was die Viskosität des Beschichtungsmaterials während eines Rakelvorgangs weiter verringert. Hierdurch kann das Beschichtungsmaterial in einer besonders effektiv in die Aussparung eingebracht werden und darin eine homogene und/oder gleichmäßige Schicht ohne Fehlstellen ausbilden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Oszillation mit einer einstellbaren und/oder veränderlichen Frequenz, beispielweise zwischen 2Hz und 200Hz, erfolgt.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Frequenz derart einstellbar ist, dass die Rakel bei einer Bewegung der Rakel entlang der ersten Bewegungsrichtung unter einem einstellbaren Winkel zu der Hauptachse und parallel zu der Oberfläche auf der Oberfläche ein zickzack-, ein rechteck- und/oder ein sinusförmiges Muster beschreibt. Bevorzugt ist hierbei die erste Bewegungsrichtung senkrecht zu der Hauptachse ausgerichtet. Hierdurch kann die Rakelvorrichtung weiter vorteilhaft individuell an die Eigenschaften der Schablone, der zu beschichtenden Oberfläche und/oder an die Eigenschaften des Beschichtungsmaterials angepasst werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Rakel entlang der Hauptachse mit einer einstellbaren und/oder veränderlichen Amplitude, beispielsweise in einem Bereich zwischen 1µm und 20µm, bewegt wird. Unter der Amplitude kann ein Hub bzw. eine Auslenkung der Rakel entlang der Hauptachse oder senkrecht zu der ersten Bewegungsrichtung verstanden werden. Durch diese Maßnahme lässt sich die Rakelvorrichtung weiterhin vorteilhaft an die Eigenschaften der Schablone, der zu beschichtenden Oberfläche und/oder an die Eigenschaften des Beschichtungsmaterials anpassen. Hierdurch wird das Beschichtungsmaterial besonders effektiv in die Aussparung eingebracht und eine besonders homogene und/oder gleichmäßige Schicht erzielt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rakelvorrichtung wenigstens eine Antriebseinheit aufweist, die eingerichtet ist, die Rakel entlang der ersten Bewegungsrichtung, insbesondere unter einem einstellbaren Winkel, bevorzugt senkrecht zu der Hauptachse, und parallel zu der Oberfläche zu bewegen und die eingerichtet ist, die Rakel entlang der Hauptachse zu bewegen. Hierdurch kann die Rakelvorrichtung die Rakel automatisiert und dadurch sehr präzise entlang der Oberfläche bewegen und so das Beschichtungsmaterial besonders gleichmäßig und die Aussparung komplett ausfüllend innerhalb der Aussparung verteilen. Dies trägt in vorteilhafter Weise dazu bei, dass sich eine besonders homogene und/oder gleichmäßige Schicht ausbildet.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Rakelvorrichtung eine Umhausung aufweist, welche einen Rakel Bereich im Wesentlichen hermetisch von einer Umgebung der Rakelvorrichtung abschirmt. Die Umhausung kann hierbei insbesondere haubenartig oder topfförmig ausgebildet sein. Diese Umhausung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Beschichtungsmaterial eine flüchtige Flüssigkeit aufweist und/oder als Paste oder Suspension ausgeführt ist. Denn durch die Umhausung kann verhindert werden, dass das Beschichtungsmaterial austrocknet, bevor es die Aussparung komplett ausgefüllt hat und so gegebenenfalls noch nicht ausgeglichene Unebenheiten oder Fehlstellen in der noch fluidförmigen Schicht in die getrocknete Schicht überführt werden.
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Ferner wird mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Druckeinrichtung, insbesondere eine Schablonendruckeinrichtung, mit einer Schablone gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, einer Beschichtungseinrichtung und einer Zuführeinrichtung zum Zuführen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf eine Oberfläche vorgestellt für welche die zuvor genannten Vorteile in entsprechender Weise gelten. Bei dem Beschichtungsmaterial kann es sich insbesondere um eine Silber aufweisende Suspension, eine Silber aufweisende Paste und/oder ein Silber aufweisendes Pulver handeln.
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Die zuvor genannten Vorteile gelten in entsprechender Weise auch für eine Verwendung einer Schablone gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf eine Oberfläche. Bevorzugt kann das Verfahren mit einer Rakelvorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden. Bei dem Beschichtungsmaterial kann es sich insbesondere um eine Silber aufweisende Suspension, eine Silber aufweisende Paste und/oder ein Silber aufweisendes Pulver handeln.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer gerakelten Schicht entlang einer Bewegungsrichtung einer Rakel gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts der gerakelten Schicht quer zu der Bewegungsrichtung der Rakel gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Darstellung einer Schablone aus dem Stand der Technik zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf eine Oberfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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- 6 schematische Darstellungen einer Schablone zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf eine Oberfläche gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele; sowie
- 7 eine schematische Darstellung einer Schablone zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf eine Oberfläche sowie einer Druckeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Wie bereits vorstehend ausgeführt, wird mit der vorliegenden Erfindung eine Schablone zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials auf eine Oberfläche beschrieben, wobei die sich ausbildende Schicht besonders homogen und/oder gleichmäßig ausgebildet ist.
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In 1 ist ein Querschnitt einer mittels einer Rakel und einer Schablone aus dem Stand der Technik gerakelten Schicht 1 entlang einer Bewegungsrichtung 20 (angedeutet durch den nach rechts weisenden Pfeil) gemäß einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Entlang einer Ordinatenachse H ist eine Höhe der Schicht 1 und entlang der Abszissenachse L eine Länge der Schicht 1 skizziert. Es ist deutlich zu erkennen, dass in einem Einlaufbereich I die Schicht 1 eine über eine bestimmte Länge, insbesondere rampenartig, ansteigende Höhe aufweist, bevor die Schicht einen Plateaubereich II erreicht, in welchem die Höhe der Schicht 1 im Wesentlichen gleich bleibt. Kurz vor einem Ende der Schicht, insbesondere ab einem Auslaufbereich III, steigt die Höhe der Schicht 1 nochmals an bevor sie nicht abrupt, sondern kontinuierlich abfällt. Dieser unerwünschte kontinuierliche Anstieg am Anfang und der unerwünschte kontinuierliche Abstieg am Ende der Schicht 1 sowie eine sich kurz vor dem Ende der Schicht 1 ausbildende Überhöhung treten nahezu unabhängig von der Länge der Schicht 1 auf und verstärken sich mit steigender Höhe der Schicht 1.
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In 2 ist ein Querschnitt der mittels der Rakel und der Schablone aus dem Stand der Technik gerakelten Schicht 1 aus 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Hierbei zeigt die Bewegungsrichtung 20 (angedeutet durch einen Punkt innerhalb eines Kreises) in die Bildebene hinein, sodass der Querschnitt senkrecht zu der Bewegungsrichtung 20 dargestellt ist. Die Ordinatenachse H repräsentiert wieder die Höhe der Schicht 1 wohingegen die Abszissenachse B nunmehr die Breite der Schicht 1 repräsentiert. Der mittlere Bereich, der Plateaubereich II, zeigt eine im Wesentlichen gleichbleibende Höhe der Schicht 1 über die Breite der Schicht 1. Jedoch fällt die Schicht 1 an einem ersten Randbereich IV und einem zweiten, dem ersten Randbereich gegenüberliegenden Randbereich V über einen bestimmten Breitenabschnitt kontinuierlich - und nicht wie gewünscht nahezu abrupt - ab. Auch diese beiden Effekte treten nahezu unabhängig von der Länge der Schicht 1 auf und verstärken sich mit steigender Höhe der Schicht 1. Aufgrund dieser unerwünschten Effekte werden die zu beschichtenden Bereiche auf der Oberfläche länger und/oder breiter gewählt, sodass gewährleistet ist, dass auf einer Mindestlänge und/oder Mindestbreite die Schichtdicke der Schicht 1 im Wesentlichen gleich ist. Hierdurch wird einerseits mehr fließfähiges Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche aufgebracht als eigentlich notwendig wäre und andererseits beansprucht dieses zusätzlich aufgebrachte fließfähige Beschichtungsmaterial mehr Platz auf der Oberfläche als notwendig wäre.
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In 3 ist eine schematische Darstellung einer Schablone 100 aus dem Stand der Technik zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials 5 auf eine Oberfläche 6 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Schablone 100 weist eine rechteckige Aussparung 110 auf, welche bei einem Beschichtungsvorgang mit dem fließfähigen Beschichtungsmaterial 5 ausgefüllt werden soll. Die Schablone 100 weist ferner einen Rand 120 auf, der durch eine untere, den Rand 120 an einer Unterseite 150 der Schablone 100 umlaufenden Kante 130 und durch eine obere, den Rand 120 an einer Oberseite 155 der Schablone 100 umlaufenden Kante 135 gebildet wird. Der Rand 120 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Unterseite 150 der Schablone 100, zu einer Oberseite 155 der Schablone 100 und zu der Oberfläche 6 ausgerichtet. Der Rand 120 weist eine Höhe auf, die einer Höhe der Schablone 100 entspricht. Die Höhe kann beispielsweise in einem Bereich von wenigen µm bis einigen mm liegen. Der Rand 120 bildet gleichzeitig eine Seitenfläche der Aussparung 110. Der Rand 120 ist hierbei glatt und eben ausgebildet. Hierdurch kann bei es vorkommen, dass das fließfähige Beschichtungsmaterial 5 bei einem Beschichtungsvorgang die Aussparung 110 nicht vollständig ausfüllt und Fehlstellen, insbesondere am Rand 120, zurückbleiben. Ferner kann es bei einem Ablösen der Schablone 100 aus dem Stand der Technik von der Oberfläche 6 zu einem unerwünschten Verwischen von Konturen des aufgebrachten Beschichtungsmaterials 5 führen, was eine Qualität des Druckbildes bzw. Abbildes mindert.
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In den 4 - 6 sind schematische Darstellungen jeweils einer modifizierten Schablone 100 zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials 5 auf eine Oberfläche 6 gemäß dreier Ausführungsbeispiele gezeigt.
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Die Schablone 100 aus 4 unterscheidet sich im Wesentlichen von der Schablone 100 aus dem Stand der Technik aus 3 dadurch, dass der Rand 120 schräg bzw. unter einem bestimmten Winkel gegenüber der Unterseite 150 der Schablone 100, der Oberseite 155 der Schablone 100 und der Oberfläche 6 ausgerichtet ist. Mit anderen Worten besteht zwischen der unteren Kante 130 und der oberen Kante 135 wenigstens bereichsweise ein Versatz parallel zu der Oberfläche 6. Der Versatz kann derart ausgebildet sein, dass eine Fläche bzw. ein Flächeninhalt der Aussparung 110 an der Unterseite 150 der Schablone 100 größer als eine Fläche der Aussparung an der Oberseite 155 der Schablone 100 ist.
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Die Schablone 100 aus 5 und 6 unterscheidet sich im Wesentlichen von der Schablone 100 aus dem Stand der Technik aus 3 dadurch, dass der Rand 120 eine Textur 125 aufweist. Die Textur 125 kann hierbei wenigstens bereichsweise ein regelmäßiges und/oder wenigstens bereichsweise ein unregelmäßiges Muster aufweisen. Die Textur 125 kann beispielsweise, wie in 5 dargestellt, als zickzackförmige Textur 125a ausgestaltet sein. Die Textur 125 kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise, wie in 6 dargestellt, als wellenförmige oder sinusförmige Textur 125b ausgestaltet sein. In einer Draufsicht erscheint die Aussparung 110 der Schablone 100 aus 6 mit einem briefmarkenartigen Umriss. Der Rand 120 der Aussparung 110 kann hierbei die Textur 125 aufweisen und zusätzlich kann die untere Kante 130 den lateralen Versatz zu der oberen Kante 135 aufweisen.
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In 7 ist eine schematische Darstellung einer Schablone 100 zum Aufbringen eines fließfähigen Beschichtungsmaterials 5 auf eine Oberfläche 6 sowie einer Druckeinrichtung 90 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Druckeinrichtung 90 kann hierbei insbesondere als Schablonendruckeinrichtung ausgestaltet sein. Die Druckeinrichtung 90 weist eine Rakelvorrichtung 30 auf. Die Rakelvorrichtung 30 weist eine Rakel 40 auf, die sich entlang einer Hauptachse 42 erstreckt. Die Hauptachse 42 der Rakel 40 ist parallel zu der Oberfläche 6 ausgerichtet. Die Rakel 40 ist bevorzugt mit ihrer Unterseite im Wesentlichen in einer gleichen Höhe in Bezug auf die Schablone 100 und/oder auf die zu beschichtete Oberfläche 6 angeordnet. Die Rakel 40 ist entlang einer ersten Bewegungsrichtung 20 (angedeutet durch den nach unten weisenden Pfeil) bewegbar bzw. wird entlang der ersten Bewegungsrichtung 20 bewegt. Hierbei kann die Rakel 40 sowohl entlang als auch entgegen der ersten Bewegungsrichtung 20 bewegt werden. Ferner kann die Rakel 40 entlang der Hauptachse 42, insbesondere oszillierend, bewegt werden. Ferner kann die Hauptachse 42 in einem beliebigen einstellbaren Winkel zu der ersten Bewegungsrichtung 20 angeordnet sein. Bevorzugt beträgt der Winkel 90°.
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Durch die Bewegung der Rakel 40 entlang der ersten Bewegungsrichtung 20 und entlang der Hauptachse 42 erfährt das Beschichtungsmaterial 5 in vorteilhafter Weise eine erhöhte Scherung, was zu einer Verringerung einer Viskosität des Beschichtungsmaterials 5 während eines Rakelvorgangs führt. Dies wiederum wirkt sich vorteilhaft auf ein Ausfüllen der Aussparung 110 mit dem Beschichtungsmaterial 5 aus. Dies wiederum führt dazu, dass sich das Beschichtungsmaterial 5 homogen und/oder gleichmäßig auf der Oberfläche 6 bzw. innerhalb der Aussparung 110 der Schablone 100 verteilt. Ferner lässt sich hierdurch die Schablone 100 nach dem Beschichtungsvorgang besonders einfach von der Oberfläche 6 ablösen, ohne die sich innerhalb der Aussparung 110 ausbildende Schicht zu verwischen.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann das Beschichtungsmaterial 5 bevorzugt Silber bzw. Silberpartikel enthalten. Insbesondere kann das Beschichtungsmaterial 5 als Silberpartikel enthaltende Suspension oder als Silberpartikel enthaltende Paste ausgebildet sein. Die Oberfläche 6 kann beispielsweise eine Oberfläche eines Bauteils sein, welches mit einem weiteren Bauteil, insbesondere einer weiteren Oberfläche des weiteren Bauteils, verbunden werden soll. Die Rakelvorrichtung 30 kann hierbei ein Teil einer Druckeinrichtung 90 sein, wobei die Druckeinrichtung 90 ferner die Schablone 100 sowie eine nicht dargestellte Zuführeinrichtung zum Zuführen des fließfähigen Beschichtungsmaterials 5 auf die Oberfläche 6 aufweist. Mittels der Schablone 100 kann das Beschichtungsmaterial 5 auf bestimmte Bereiche der Oberfläche 6 aufgebracht werden.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Rakelvorrichtung 30 eine oder mehrere (nicht dargestellte) Antriebseinheit/en aufweist/aufweisen, die die Rakel 40 sowohl entlang der ersten Bewegungsrichtung 20 als auch entlang der Hauptachse 42 bewegt. Die Antriebseinheit/en ist/sind derart ausgebildet, dass die Bewegung der Rakel 40 entlang der ersten Bewegungsrichtung 20 hierbei unabhängig von der Bewegung der Rakel 40 entlang der Hauptachse 42 erfolgen kann. Hierdurch wird die sich ausbildende Schicht besonders homogen und gleichmäßig und ein Querschnitt sowohl in Richtung als auch senkrecht zu der Bewegungsrichtung 20 bildet sich im Wesentlichen quadratisch bzw. rechteckig ohne abgerundete Kanten aus.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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