DE1917304A1

DE1917304A1 - Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone

Info

Publication number: DE1917304A1
Application number: DE19691917304
Authority: DE
Inventors: Heilman David Charles
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1968-04-11
Filing date: 1969-04-03
Publication date: 1970-01-29
Also published as: US3538847A; GB1207471A; FR2009819A1; DE1917304B2; NL6905237A

Description

Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone und betrifft insbesondere ein Verfahren, bei dem die Schablone aus einem dünnen Metallplättchen hergestellt ist. Aus der USA-Patentschrift 2 569 752 ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die Schablone und das Sieb auf gegenüberliegenden Seiten einer Metallplatte ausgeätzt sind«

Bei einem weiteren bekannten Verfahren gemäß der USA-Patentschrift 2 592 789 wird aus einem Blech ein Muster ausgeschnitten, worauf dieses Muster dadurch an einem Sieb angebracht wird, daß im wesentlichen parallel liegende Drähte des Siebes in das Material des Musters eingebettet werden.

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Zur Verbesserung der ausnutzbaren Lebensdauer eines Siebes ist es wünschenswert, das Sieb durch eine Schablone zu versteifen, die aus einem massiven Metallblech hergestellt? ist· Das Muster der Schablone muß mit dem Muster auf dem Sieb fluchten, und es muß weiterhin sichergestellt sein, daß die Schablone so gut am Sieb anhaftet, daß wenigstens mehrere tausend Drucke ausgeführt werden können. Außerdem muß die Siebdruckschablone wirtschaftlich herzustellen sein.

Ziel der Erfindung ist- ein Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone, bei dem ein Metallblech dauerhaft mit dem Sieb verbunden ist. ^: ■

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung in der Weise erreicht, daß eine -Schablone aus einem dünnen Metallblech entsprechend dem gewünschten Muster hergestellt wird, daß ein metallisches Sieb mit einer lichtempfindlichen Kunststoffemulsion überzogen wird, daß dann die Schablone und das Sieb in der Weise geschichtet werden, daß die Schablone bei feuchter Emulsion^v auf die eine Seite des Siebes aufgelegt und gleichförmiger Druck auf Schablone und Sieb bis zum-Trocknen der Emulsion aufgebracht wird, daß weiterhin die lichtempfindliche Kunststoff emulsion dadurch stellenweise ausgehärtet wird, daß auf die andere Seite des Siebes fluchtend mit dem Muster der Schablone ein Positivbild des Musters aufgelegt und die Emulsion durch das Bild einer Belichtung ausgesetzt wird* und daß schließlich die nicht belichtete Emulsion vom Sieb abgewaschen wird. ' ~ :

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt und wird im folgenden im einzelnen

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Fig« 1 zeigt in auseinandergezogener und perspektivischer Darstellung ein mit einer Emulsion überzogenes Sieb sowie eine Metallschablone, wobei ein Schritt des Verfahrens dargestellt ist.

Pig. 2 zeigt geschnitten die perspektivische Ansicht des Siebes und der Schablone sowie eine Einrichtung, mit der in einem weiteren Yerfahrensschritt die Teile zusammengep5?ö£t werden.

Fig. 3 ist eine geschnittene perspektivische Ansicht des Siebes und der Schablone sowie eines Positivbildes und verdeutlicht die Belichtung.

Fig» 4· ist eine geschnittene perspektivische Ansicht des Siebes und der Schablone und veranschaulicht das Entwickeln.

Fig. i? ist die perspektivische Ansicht einer Siebdruckschablone, die mit einem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurde. ti

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich zur Herstellung von Siebdruckschablonen für alle möglichen Zwecke verwenden, jedoch ist es insbesondere zum Herstellen von Siebdruckschablonen geeignet, die für das Drucken von elektrischen Schaltungen vorgesehen sind. Wenn auch Drucksiebe der hier beschrie-

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benen Art allgemein als "Seidensiebe" bezeichnet.werden^ können die tatsächlichen Siebe beispielsweise aus Seide, aus Nylon, aus rostfreiem Stahl oder einem anderen Material hergestellt sein, je nach Art der Verwendung. Zum Herstellen von gedruckten Schaltungen werden vorzugsweise Siebe aus rostfreiem Stahl verwendet.

Beim ersten Verfahrensschritt wird eine Schablone 10, die mit einer oder mehreren öffnungen 12 entsprechend dem zu druckenden Muster versehen ist, aus einem massiven Metallblech hergestellt. Vorzugsweise wird dabei rostfreier Stahl verwendet, Jedoch sind auch Messing, Kupfer oder andere Materialien geeignet. Die Dicke des Bleches sollte im Bereich von 0,001 bis 0,004" (0,025 bis 0,1 mm) liegen. Das Schablonenmuster kann mit jeder geeigneten Vorrichtung hergestellt werden, jedoch wird vorzugsweise ein Photoätzverfahren angewendet.

Wie in Fig. 1 dargestellt,wird ein Sieb 14, das größer ist als die Schablone 10, sorgfältig mit einer lichtempfindlichen Emulsion 16 überzogen, worauf dann die Schablone auf die Emulsion aufgelegt ?/ird, während diese noch naß ist. Dann wird auf die Schablone und das Sieb ein gleichmäßiger Druck ausgeübt und dabei die Emulsion getrocknet. Eine Möglichkeit₉ den Dxuck auf die Schablone und das Sieb aufzubringen, ist in Fig. 2 gezeigt. Auf jede Seite der aus Schablone und Sieb bestehenden Einheit wird ein Blatt 18 aus Polyathylen-iDerephfchalat aufgelegt, worauf dann auf das obere Blatt 18 ein ebenes Gewicht 20 aus Metall aufgelegt wird, das großer ist als die Schablone. Der gesamte Stapel liegt auf einer Glasscheibe 22 auf. Die Mylar-Elätter 18 schützen die Emulsion 16 und ver-

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hindern ein Anhaften der Emulsion am Gewicht 20 und an der Glasscheibe 22. Die Emulsion trocknet dann bei Raumtemperatur oder in kürzerer Zeit bei erhöhter Temperatur aus. Wenn die Emulsion trocken ist, werden Sieb und Schablone zwischen den MyIar-Blättern herausgenommen, und es wird, wie es ITig. zeigt, auf der der Schablone gegenüberliegenden Seite ein Positivbild des Schablonenmusters gegen das überzogene Sieb gelegt. Das Bild 24 ist in dem Teil 24a, der der Öffnung 12 in der Schablone entspricht, undurchsichtig, während der Teil 24b außerhalb der Öffnung 12 durchsichtig ist. Die Emulsion wird dann selektiv durch das Bild 24 hindurch Licht ausgesetzt, so daß die Emulsion im Bereich außerhalb der Fläche, die durch die Öffnung 12 in der Schablone festgelegt ist, ausgehärtet wird. Fach dem Abnehmen des Bildes 24 wird die Emulsion 16, wie in Eig. 4 gezeigt, entwickelt, und zwar durch Auswaschen der nicht belichteten Emulsion mittels eines Lösungsmittels. Die sich ergebende Siebdruckschablone ist in Fig« 5 dargestellt, aus der hervorgeht, das abgesehen von den durch die Schablonenöffnung 12 festgelegten Bereichen das gesamte Sieb 14 mit einer Emulsion 16 überzogen ist, und daß die am Sieb befestigte Metallschablone 10 das Muster in der Emulsion versteift, so daß die Konfiguration des Musters erhalten bleibt und insbesondere die Dicke der Tinte oder Paste, die durch das 'Sieb aufgenommen wird, beibehalten wird. Die Schablone 10 ist mit dem Sieb 14 durch die Emulsion 16 verbunden, jedoch kann die Einrichtung noch dadurch verstärkt werden, daß um die aus— sere Kante der Schablone 10 herum eine Raupe 26 aus der Emulsion oder aus. einem Kunstharzbindemittel gelegt wird;

Wenn es auch viele Arten von lichtempfindlichen Emulsionen im Handel gibt und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet

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werden. konnenj so sind doch solche Baulsionen, die einen spröden, emailleartigen Zustand annehmen, als Verbinduiigs- : mittel nicht immer zufriedenstellend, weil sich im Betrieb das Sieb leicht durchbiegt und dabei erhebliche Spannungen im Verbindungsmittel auftreten, so daß die Schablone; lose werden kann. Vorzugsweise wird daher eine Kunststoffemulsion benutzt, die nach dem Aushärten nachgiebig oder flexibel" ist, so daß eine biegsame Verbindung bei der flexiblen Einheit erhalten wird. Bei einer solchen Kunststoffemulsion wird ein im Handel erhältliches Gemisch aus Polyvinyl-Azetat und Polyvinyi-Alkohol verwendet. Dieses Gemisch wird durch einen lichtempfindlichen Zusatz dadurch IiGhtempfindlich gemacht, daß sechs Gramm einer 6%igen Lösung von Ammoniumdichromat Je 100 Gramm des Gemische züge set 25 t werden, - . · - .

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in der Praxis in der folgenden Weise angewendet worden: In einem Blech 10 aus rostfreiem Stahl mit den Abmessungen 2" χ 3" (etwa 50 κ 75 mm) und einer Dicke von 0,001" (etwa 0,025 aus) wird durch Photon ätzung das gewünschte Muster hergestellt» Dasu wird, das Blech, aus rostfreiem Stahl mit einer lichtempfindlichen Schicht überzogen, die nach dem Trocknen duro-a- ein Positivbild hindurch, das das Muster festlegt, belichtet wird, worauf dann die nicht belichtete Schicht weggewaschen und das Bleoh in Ohioreisen geätzt wird, um den ungeschützten (Eeil des Bleches zum Herstellen der Öffnung 12 zu entfernen» Dana-wird- ein Siel? 14 aus rostfreiem Stahl mit 165 Masclieix und einer'Seitenlange von je mehreren Zoll sorgfältig mit der Kunststoffemulsion ; überzogen, die dann trocknet. Anschließend wird eia mittlerer Bereich des Siebes, der etwas größer als die Schablone iat_& ""■■"" abgedeckt und das Sieb wird belichtet und anschließend tiu£O& :.;-;

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Auswaschen in Wasser entwickelt, um die nicht belichtete Emulsion aus dem abgedeckten !eil des· Siebes 14 zu entfernen, so daß die belichtete Emulsion auf dem Rest des Siebes verbleibt. Dann wird neue Emulsion auf den mittleren Bereich des Siebes aufgebracht und sorgfältig in das Sieb eingedrückt, wobei der überschüssige Rest durch eine Quetschrolle entfernt wird. Anschließend wird die Schablone 10 auf die nasse Emulsion aufgelegt und wie in Fig. 2 dargestellt mittels eines etwa 1 kp schweren Gewichts 20 angedrückt. Dann wird die Einrichtung während einer Minute in einem Ofen bei 125°F C51»5°C) gehalten. Mach dieser Liinute werden das Gewicht 20 und die Blätter 18 abgenommen und die geschichuete Einheit verbleibt noch füx* fünf Minuten im Ofen. Anschließend werden auf der der Schablone gegenüberliegenden Seite des Siebes zwei weitere Schichten der Emulsion aufgebracht, die je in der gleichen Weise getrocknet werden. Vor dem Belichten der neu aufgebrachten Emulsionsschichten wird auf der der Schablone gegenüberliegenden Seite des Siebes ein überbelichtetes Positivbild des Musters auf die Offnun .; 12 in der Schablone ausgerichtet· Da das Bild überbelichtet ist, ist der undurchsichtige l-eil des Bildes etwa 0,001 bis 0,002" (0,025 bis 0.05 mm) größer als die öffnung 12. Dadurch wird sichergestellt, daß bei der fertigen Siebdruckschablone die Emulsion nicht in den Bereich der Öffnung 12 hineinreicht. Auf der anderen Seite des Siebes wird die Öffnung der Schablone mit einer Llaske abgedeckt, worauf dann beide Siebseiten dem Licht ausgesetzt werden, um die ungeschützte Emulsion auszuhärten. Das Bild und die Maske werden dann abgenommen und die Siebdruckschablone wird ausgewaschen, um die nicht belichtete Emulsion zu entfernen.

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BAD ORiGlNAL

Siebdruckschablone!!., die gemäß der Erfindung hergestellt sind, haben sich in der Praxis den üblichen Sieben als weit überle^· gen herausgestellt, da die üblichen Siebe allein die Emulsion zum Festlegen des Schablonenmusters benutzen. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone liegen darin, daß das Muster für eine längere Benutzungsdauer erhalten bleibt und daß die Dicke des Druckmaterials, die durch das Sieb aufgebracht wird, konstant gehalten wirdv

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Claims

PatentaEspriiche

Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone, die aus einem innig mit einem Metallsieb aus gewobenem Draht verbundenen Metallblech besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schablone (10) aus einem dünnen Metallblech entsprechend dem gewünschten Muster (12) hergestellt wird, daß ein metallisches Sieb (14) mit einer lichtempfindlichen Kunststoffemulsion (16) übersogen wird, daß dann die Schablone und das Sieb in der Weise geschichtet werden, daß die Schablone bei feuchter Emulsion auf die eine Seite des Siebes aufgelegt und gleichförmiger Bruok auf Schablone und Sieb bis zum Trocknen der Emulsion aufgebracht wird, daß weiterhin die lichtempfindliche Kunststoffemulsion dadurch selektiv ausgehärtet wird_s daß auf die andere Seite des Siebes fluchtend mit de® Muster der Schablone ein Positivbild (24·) des Musters aufgelegt und die Emulsion durch das Bild hindurch einer Belichtung ausgesetzt wird, und daß schließlich die nicht belichtete"Emulsion aus dem Sieb ausgewaschen wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (10) aus einem dünnen Blech aus rostfreiem Stahl in der Weise hergestellt wird, daß das Blech mit einer lichtempfindlichen Emulsion überzogen wird, daß durch ein Positivbild eines gewünschten Musters die Emulsion selektiv belichtet wird, daß die nicht belichtete Emulsion· ausgewaschen wird, und daß das Blech in GhI©reisen geätzt wird.

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BAD OBGlNAU

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech aus rostfreiem Stahl eine Dicke von 0,001 "bis 0,004" (etwa 0,025 Ms 0,1 mm) aufweist.

4. 'Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Sieb (14) aus rostfreiem Stahl besteht,

Verfahren nach Anspruch 1 oder 4₉ dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Kunststoffemulsion (16) aus einem Gemisch aus Polyvinyl-Azetat, Polyvinyl-Alkohol und einem lichtempfindlichen Zusatz besteht. ^r

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche _s. dadurch" gekennzeichnet, daii die lichtempfindliche .Emulsion (16) -. bei aufgebrachtem Druck durch Aufheizen des Siebes und der Schablone auf etwa 125⁰S¹ (e-twa 51 ?5°0) getroaka@t wird.

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