DE19651751A1 - Rakel zum Siebdrucken und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rakel zum Siebdrucken, insbesondere für ein Siebdruckverfahren, welches z. B. zum Drucken von Lötpaste auf eine gedruckte Leiterplatte für IC- und LSI-Chips angewandt wird oder dazu, elektrisch leitfähige Tinte oder Leitlack aus Kupfer o. dgl. auf verschiedene Schal­ tungsplatten oder -karten, einschließlich Hybrid-IC-Platten oder -Karten und keramische Mehrschichtplatten oder -karten sowie elektronische Verbundkeramikkomponenten, die ein oder mehrere Hochfrequenzfilter und verschiedene elektronische Bau­ teile enthalten, während ihrer Herstellung dick zu drucken.

Die Bezeichnung "gedruckte Schaltungsplatte oder -karte", wie sie hier im Rahmen der Beschreibung und der Patentansprüche verwendet wird, umfaßt die Begriffe "gedruckte Leiterplatte, Platine, Leiterkarte, Schaltkarte, Schaltungsplatte o. dgl.", und die Bezeichnung IC bedeutet in üblicher Weise "integrierte Schaltung", während die Bezeichnung "Lötpaste" vorliegend "Lötmittelpaste, Weichlotpaste, Lotpaste, Lötpaste o. dgl." umfaßt.

In dem Fall, in welchem eine Rakel dieser Art für das Drucken von Lötpaste verwendet wird, wird die Rakel generell aus Uret­ hangummi bzw. -kautschuk hergestellt. Jedoch wurde kürzlich als Rakel für den vorstehenden Zweck ein einheitliches Teil vorgeschlagen, in dem Urethangummi bzw. -kautschuk und eine Metallplatte bzw. -dünnplatte integral miteinander ausgebildet sind. Das freie Ende der Rakel hat eine schwertartige, winkel­ förmige oder flache Form. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird Lötpaste 32 auf eine zu bedruckende Schaltungsplatte oder -karte 30 unter Verwendung einer solchen Rakel 40 gedruckt. Eine Siebmaske 31 wird gegen die zu bedruckende Schaltungs­ platte oder -karte 30 bei der Verlagerung der Rakel 40 ge­ drückt, derart, daß die Lötpaste 32 auf die zu bedruckende Schaltungsplatte oder -karte 30 durch die Siebmaske 31 hin­ durch gedruckt wird. Jedoch hat die Lötpaste 32 eine hohe Vis­ kosität, da sie durch Vermischen von aktivem Flußmittel mit serienmäßiger Sn-Pb-Lotlegierung und Kneten der Mischung er­ halten wird. Daher wird, wenn die Lötpaste 32 durch die Rakel 40 zum Zeitpunkt des Rakelns nicht genügend gequetscht bzw. abgewälzt wird, das Füllen der Lötpaste 32 in die Öffnungen 33 der Siebmaske 31 verschlechtert, so daß es dadurch zu einer schlechten Druckfähigkeit bzw. -qualität kommt.

Weiterhin kann es zu dem Zeitpunkt, in welchem die Rakel 40 vor dem Beginn des Druckvorgangs auf die Siebmaske 31 aufge­ setzt wird, zu einem Problem kommen. In diesem Falle wird näm­ lich, wie in Fig. 2 gezeigt ist, eine Kraft W (Stauchungs­ bzw. Ausbeulungs- bzw. Wölbungsbelastung) auf die Rakel 40 an­ gewandt, um so die Rakel 40 in Parallelposition mit der Sieb­ maske 31 zu bringen. Infolgedessen wird die Rakel 40 einer Stauchung, Ausbeulung und/oder Wölbung unterworfen, und demge­ mäß wird das freie Ende 40a der Rakel 40 in der Bewegungsrich­ tung X der Rakel 40 oder in der hierzu entgegengesetzten Rich­ tung ausgebogen, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 2 ver­ anschaulicht ist. In dem Fall, in welchem das freie Ende 40a der Rakel 40 in der zur Bewegungsrichtung X der Rakel 40 ent­ gegengesetzten Richtung ausgebogen wird, stimmt die zur Bewe­ gungsrichtung X der Rakel 40 entgegengesetzte Richtung mit der Richtung überein, in welcher die Rakel 40 durch den Druck beim Drucken ausgelenkt wird, so daß es zu keinem Problem kommt. Wenn jedoch das freie Ende 40a der Rakel 40 in der Bewegungs­ richtung X der Rakel 40 ausgebogen wird, wird die Lötpaste 32 durch die Rakel 40 nicht gleichmäßig und stabil aufgerakelt, so daß das Rakeln nicht angemessen ausgeführt wird und es dem­ gemäß erforderlich ist, die Rakel 40 erneut aufzusetzen. Ins­ besondere dann, wenn das freie Ende 40a der Rakel 40 dünner als bei einer Metallrakel oder einer schwertartigen Rakel ist oder der Winkel der Rakelns sich weiter nach 90° annähert, wird die Richtung der Auslenkung des freien Endes 40a der Ra­ kel 40 ungewisser. Diese Ungewißheit der Richtung der Auslen­ kung des freien Endes 40a der Rakel 40 wird zu der Zeit deut­ lich sichtbar, wenn leitfähige Tinte oder Leitlack o. dgl. auf ein elektronisches Bauteil unter Verwendung eines Siebgitters bzw. Siebs gedruckt wird.

Demgemäß ist es eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Er­ findung, im Hinblick auf die Ausschaltung der obenerwähnten Nachteile der Rakeln nach dem Stand der Technik eine Rakel für das Siebdrucken zur Verfügung zu stellen, in welcher der Preß­ bzw. Druckrand eine solche spezielle Form hat, daß die Abwälz­ bzw. Quetschfähigkeit bzw. -qualität und die Druckfähigkeit bzw. -qualität, insbesondere beim Drucken von Lötpaste, ver­ bessert werden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ra­ kel zur Verfügung zu stellen, welche jederzeit so eingestellt bzw. aufgesetzt werden kann, daß der Preß- bzw. Druckrand in einer vorbestimmten Richtung, die für das Rakeln geeignet ist, ausgerichtet ist, derart, daß die Zuverlässigkeit des Einstel­ lens bzw. Aufsetzens der Rakel erhöht wird.

Zum Lösen der vorgenannten Aufgabe, die der vorliegenden Er­ findung insbesondere zugrundeliegt, wird eine Rakel für das Siebdrucken zur Verfügung gestellt, die gemäß einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung folgendes umfaßt: einen Rakelkörper bzw. -hauptteil, welcher mittels einer Metallplat­ te bzw. -dünnplatte, insbesondere eines Metallblechs, ausge­ bildet ist und eine Rakelfläche sowie einen konvex gekrümmten Preß- bzw. Druckrand bzw. eine konvex gekrümmte Preß- bzw. Druckkante auf bzw. an der Rakelfläche hat; wobei, wenn die Rakel zum Rakeln derart aufgesetzt bzw. eingestellt wird, daß die Rakelfläche in einer bzw. der Bewegungsrichtung der Rakel ausgerichtet ist, sich ein oder das Krümmungszentrum des kon­ vex gekrümmten Preß- bzw. Druckrands oder der konvex gekrümm­ ten Preß- bzw. Druckkante im wesentlichen horizontal er­ streckt.

Gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kommt es, da der Druckrand (die Bezeichnung "Druckrand" umfaßt nachstehend und in den Patentansprüchen "Preß- bzw. Druckrand und/oder Preß- bzw. Druckkante") des Rakelkörpers bzw. -haupt­ teils derart konvex gekrümmt ist, daß sich das Krümmungszen­ trum des konvex gekrümmten Druckrands im wesentlichen horizon­ tal erstreckt, dazu, daß dann, wenn die Rakel zum Rakeln im wesentlichen vertikal eingestellt bzw. aufgesetzt wird, die Position der Kontaktlinie zwischen dem konvex gekrümmten Druckrand und der Oberfläche einer Siebmaske kontinuierlich in Ansprechung auf bzw. Abhängigkeit von dem Fortschreiten des Rakelns verändert werden kann. Infolgedessen wird, da eine Ab­ nutzung an einer Anzahl von Stellen des konvex gekrümmten Druckrands auftritt, die Gebrauchslebensdauer des Rakelkörpers bzw. -hauptteils verlängert, und der Druck beim Drucken kann im wesentlichen konstant gemacht werden.

Weiterhin ist es so, daß, da die Lötpaste, welche zu der Zeit des Rakelns in Kontakt mit der Rakelfläche des Rakelkörpers bzw. -hauptteils kommt, durch die Rakel so gedrängt bzw. ge­ drückt wird, daß sie sich von einem oder dem oberen Teil des konvex gekrümmten Druckrands nach einem Grenzteil bzw. -be­ reich zwischen dem konvex gekrümmten Druckrand und der Rakel­ fläche dreht, die Lötpaste in sehr zufriedenstellender Weise abgewälzt bzw. gequetscht und demgemäß glatt, sanft, stoßfrei und gleichmäßig in die Öffnungen einer bzw. der Siebmaske ein­ gefügt wird.

Weiterhin kann, da die Dicke eines oder des freien Endes des Rakelkörpers bzw. -hauptteils durch Vorsehen des konvex ge­ krümmten Druckrands erhöht wird oder werden kann, die Deforma­ tion des freien Endes des Rakelkörpers bzw. Hauptteils wesent­ lich vermindert werden. Daher wird das Problem, welches auf­ grund einer solchen Deformation des freien Endes des Rakelkör­ pers bzw. Hauptteils dahingehend auftritt, daß die Lötpaste auf der Oberfläche der Siebmaske bleibt, ohne durch die Rakel aufgerakelt zu werden, ausgeschaltet.

Andererseits umfaßt, um das obengenannte weitere Ziel der vor­ liegenden Erfindung zu erreichen, eine Rakel zum Siebdrucken gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung folgendes: einen Rakelkörper bzw. -hauptteil, welcher von einer Metallplatte bzw. -dünnplatte, insbesondere einem Me­ tallblech, ausgebildet ist und eine als Ganzes bzw. insgesamt konvex gekrümmte Rakelfläche hat; wobei die Rakel zum Rakeln derart eingestellt bzw. aufgesetzt wird, daß die Rakelfläche in einer oder der Bewegungsrichtung der Rakel ausgerichtet ist, wobei sich ein oder das Krümmungszentrum der Rakelfläche im wesentlichen horizontal erstreckt.

Gemäß der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rakelfläche des Rakelkörpers bzw. -hauptteils als Gan­ zes oder insgesamt derart konvex gekrümmt, daß sich das Krüm­ mungszentrum der konvex gekrümmten Rakelfläche im wesentlichen horizontal erstreckt, wenn die Rakel zum Rakeln im wesentli­ chen vertikal eingestellt oder aufgesetzt wird. Daher wird der Rakelkörper selbst dann, wenn dieser Rakelkörper durch seine Stauchung beim Einstellen bzw. Aufsetzen auf die Siebmaske ei­ ner Biegebelastung ausgesetzt wird, lediglich weiter gebogen, als es seine anfängliche Biegung ist, so daß ein oder das freie Ende des Rakelkörpers in einer oder der Richtung, die entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Rakel ist, gehalten wird, ohne seine Richtung zu ändern. Infolgedessen kann die Rakel zum Rakeln vorteilhafterweise derart eingestellt oder aufgesetzt werden, daß das freie Ende des Rakelkörpers jeder­ zeit in der zur Bewegungsrichtung der Rakel entgegengesetzten Richtung ausgerichtet ist.

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Be­ schreibung von bevorzugten Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnung ersicht­ lich; es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht, die einen Vorgang des Druckens un­ ter Verwendung einer Rakel nach dem Stand der Technik (die be­ reits erwähnt worden ist) veranschaulicht;

Fig. 2 eine Seitenaufrißansicht, die das Einstellen bzw. Aufsetzen der Rakel der Fig. 1 (die bereits erwähnt worden ist) nach dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht eines Rakelkörpers oder -hauptteils einer Rakel gemäß einer ersten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Rakel der Fig. 3, wobei die Einzelheiten der Gestaltung des Druckrands am un­ teren Ende der Rakel gemäß Fig. 3 nicht näher dargestellt sind;

Fig. 5 eine Schnittansicht, die einen Druckvorgang unter Verwendung der Rakel der Fig. 3 veranschaulicht;

Fig. 6 eine Schnittansicht, die einen Vorsprung der Ra­ kel der Fig. 3 im Vergleich mit einem Lötmittelteilchen, das größer als der Vorsprung ist, zeigt;

Fig. 7 eine Schnittansicht, die einen anderen Vorsprung der Rakel der Fig. 3 im Vergleich mit einem Lötmittelteil­ chen, das kleiner als der Vorsprung ist, veranschaulicht;

Fig. 8A und 8B Schnittansichten, die Arbeits- bzw. Herstellungsschritte des galvanoplastischen bzw. elektrolyti­ schen Ausbildens bzw. Formens des Rakelkörpers oder -haupt­ teils der Fig. 3 zeigen;

Fig. 9 eine Schnittansicht, die einen Arbeits- bzw. Her­ stellungsschritt des galvanoplastischen bzw. elektrolytischen Ausbildens bzw. Formens eines Rakelkörpers oder -hauptteils einer Rakel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung veranschaulicht;

Fig. 10 eine Vertikalschnittansicht eines Rakelkörpers oder -hauptteils einer Rakel gemäß einer dritten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine Vertikalschnittansicht einer Rakel gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht der Rakel der Fig. 11, wobei die Einzelheiten des unteren Rands der Rakel gemäß Fig. 11 nicht näher dargestellt sind; und

Fig. 13 eine Ansicht, die einen Arbeits- bzw. Herstel­ lungsschritt des galvanoplastischen bzw. elektrolytischen For­ mungsvorgangs bzw. -verfahrens zur Herstellung einer Rakel der Fig. 11 zeigt.

Bevor nachstehend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und erläutert werden, sei darauf hingewiesen, daß gleiche bzw. gleichartige Teile überall in den verschiedenen Ansichten der Figuren der Zeichnung mit gleichen bzw. gleich­ artigen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Zunächst sei eine Rakel K1 für das Siebdrucken, die gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 8A und 8B be­ schrieben. In der Rakel K1 ist ein Rakelkörper oder -hauptteil 1 der Fig. 3 an einem Halter 2 angebracht, wie in Fig. 4 ge­ zeigt ist. Der Rakelkörper 1 wird von einer langgestreckten Metallplatte oder -dünnplatte, insbesondere einem langge­ streckten Metallblech, gebildet. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist eine der entgegengesetzten Flächen des Rakelkörpers 1 zur Zeit des Rakelns in einer oder der Bewegungsrichtung X der Ra­ kel K1 ausgerichtet und wird hier als eine oder die "Rakel­ fläche" (d. h. die rakelnde Fläche) 1a bezeichnet. Ein oder der Rand des Rakelkörpers 1, welcher durch ein oder das freie Ende 1b und die Rakelfläche 1a des Rakelkörpers 1 begrenzt ist, funktioniert als ein oder der Druckrand für das Rakeln.

Ein Vorsprung 3, der eine konvex gekrümmte Querschnittform hat, ist an dem Druckrand des Rakelkörpers 1 so vorgesehen, daß er von der Rakelfläche 1a und dem freien Ende 1b nach aus­ wärts vorsteht. Demgemäß hat der Vorsprung 3 einen Überhangs­ teil 3a, der von dem freien Ende 1b nach auswärts vorsteht. Der Vorsprung 3 hat einen Krümmungsradius r und ein Krümmungs­ zentrum O. Wenn der Rakelkörper 1 vertikal angeordnet ist, wie das in Fig. 3 gezeigt ist, erstreckt sich das Krümmungszen­ trum O des Vorsprungs 3 im wesentlichen horizontal. Der Vor­ sprung 3 ist an oder in dem Grenzbereich 4 kontinuierlich mit der Rakelfläche 1a verbunden.

Der Rakelkörper 1 hat zwei Montagelöcher 5 und ist über eine Halteplatte 7 auf dem Halter 2 angebracht, indem je eine ent­ sprechende Schraube 6, beispielsweise eine Maschinenschraube, durch jedes der Montagelöcher 5 hindurchgesteckt und mit dem Halter 2 verschraubt ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, steht der Öffnungsrand 5a des Montagelochs 5 um einen vorbestimmten Betrag, der vorliegend 20 bis 40 µm beträgt, von der Rakelflä­ che 1a nach auswärts vor und hat einen axial äußeren Teil oder -bereich 5a und einen axial inneren Teil oder Bereich 5a Wenn der Rakelkörper 1 mittels der Schrauben 6, vorzugsweise Maschinenschrauben, zwischen dem Halter 2 und der Halteplatte 7 eingespannt wird, wird der vorstehende Öffnungsrand 5a des Montagelochs 5 derart zerdrückt bzw. zusammengedrückt, daß der Rakelkörper 1 und die Halteplatte 7 integral miteinander ge­ macht werden. Infolgedessen wird ein Lockern der Schrauben 6, insbesondere Maschinenschrauben, verhindert. Da der axial in­ nere Teil oder Bereich 5a′′ von der Umfangsoberfläche 5b des Montagelochs 5 radial nach einwärts vorsteht, besteht die Wahrscheinlichkeit bzw. kommt es dazu, daß der Öffnungsrand 5a zum Zeitpunkt seines Zusammen- bzw. Zerdrückens axial nach einwärts deformiert wird, so daß der Öffnungsrand 5a durch Be­ festigen der Schrauben 6, insbesondere Maschinenschrauben, im wesentlichen flach bzw. zu einer flachen Gestalt deformiert und demgemäß der Rakelkörper 1 fest zwischen den Halter 2 und die Halteplatte 7 zwischengefügt wird.

Es sei nun auf Fig. 5 Bezug genommen, wonach es, wenn die Ra­ kel K1 der oben beschriebenen Ausbildung in der Bewegungsrich­ tung X der Rakel K1 verlagert wird, während sie in einen ge­ wünschten Winkel von beispielsweise 45° gekippt ist, indem die Rakel K1 derart ausgelenkt wird, daß die Nähe der Oberseite des Vorsprungs 3 in Kontakt mit einer Siebmaske 31 gebracht wird, die gegen eine zu bedruckende Schaltungsplatte oder -karte gedrückt wird, dazu kommt, daß Lötpaste 32 durch den Vorsprung 3 aufgerakelt wird, während sie glatt, sanft, stoß­ frei und gleichmäßig von der oberen gekrümmten Oberfläche des Vorsprungs 3 nach dem Grenzteil oder -bereich 4 zu abgewälzt bzw. gequetscht wird, so daß die Lötpaste 32 so in die Öffnun­ gen 33 der Siebmaske 31 gefüllt wird, daß sie in ausgezeichne­ ter Weise auf die zu bedruckende Schaltungsplatte oder -karte gedruckt wird. Zu dieser Zeit ist es, da, wie in Fig. 3 ge­ zeigt ist, die Dicke t1 des Rakelkörpers 1 an dem freien Ende 1b größer als die Dicke t2 des übrigen Teils des Rakelkörpers 1 ist, äußerst unwahrscheinlich, daß der Vorsprung 3 durch die Rückstoß- oder Rückwirkungskraft der Lötpaste 32 deformiert wird. Demgemäß wird auch eine Erscheinung dahingehend verhin­ dert, daß die Lötpaste 32 auf der Oberfläche der Siebmaske 31 bleibt, ohne durch den Vorsprung 3 aufgerakelt zu werden.

Zum Beispiel ist die Dicke t1 des Rakelkörpers 1 an dem freien Ende 1b auf 300 µm festgesetzt, während die Dicke t2 des übri­ gen Teils des Rakelkörpers 1 hierbei beispielsweise auf 260 µm festgesetzt ist. In dem Fall, in weichem die Lötteilchen 32a der Lötpaste 32 einen mittleren Durchmesser von 20 µm haben, ist es wünschenswert bzw. wird es bevorzugt, den Krümmungsra­ dius r des Vorsprungs 3 auf weniger als etwa 60 µm und größer als 20 µm festzusetzen, und in dieser Ausführungsform ist er auf etwa 40 µm festgesetzt. Wenn der Krümmungsradius r des Vorsprungs 3 in dem vorliegenden Fall geringer als 20 µm ist, stoßen bzw. drücken der Vorsprung 3 und die Lötteilchen 32a einander parallel zu der Oberfläche der Siebmaske 31, wie in Fig. 6 gezeigt ist, so daß das Lötteilchen 32a nicht in die Öffnung 33 gedrückt wird und dazu neigt, sich längs der Rakel­ fläche 1a des Rakelkörpers 1 nach aufwärts zu bewegen. Wenn andererseits der Krümmungsradius r des Vorsprungs 3 im vorlie­ genden Fall größer als 60 µm ist, übersteigt der Kontaktwinkel Θ zwischen dem Vorsprung 3 und dem jeweiligen Lötteilchen 32a einen Winkel von 45°, wie in Fig. 7 gezeigt ist, so daß der Vorsprung 3 auf das Lötteilchen 32a ansteigt bzw. sich nach aufwärts auf und/oder über das Lötteilchen 32a bewegt und dem­ gemäß die Lötpaste 32 durch den Vorsprung 3 ungenügend aufge­ rakelt wird. Wie oben beschrieben, wird der Krümmungsradius r des Vorsprungs 3 vorzugsweise entsprechend dem mittleren Teil­ chendurchmesser der zu verwendenden Lötpaste eingestellt bzw. festgelegt und soll nicht weniger als der mittlere Teilchen­ durchmesser der Lötpaste 32, aber nicht mehr als das Sechsfa­ che des mittleren Teilchendurchmessers der Lötpaste 32 sein. Wenn der Krümmungsradius r des Vorsprungs 3, wie das besonders bevorzugt wird, auf das Vierfache des mittleren Teilchendurch­ messers der Lötpaste 32 festgesetzt wird, kann das Rakeln be­ sonders effektiv und wirkungsvoll ausgeführt werden.

Der Rakelkörper 1 kann mittels eines galvanoplastischen bzw. elektrolytischen Formungsverfahrens hergestellt werden, wie es in einer bevorzugten Ausführungsform in den Fig. 8A und 8B gezeigt ist. Zunächst wird ein filmförmiges Photoresist auf einer Oberfläche einer galvanoplastischen bzw. elektrolyti­ schen Formungsmatrix 34 plaziert, oder ein flüssiges Photore­ sist wird gleichförmig auf die Oberfläche der galvanoplasti­ schen bzw. elektrolytischen Formungsmatrix 34 aufgebracht, um getrocknet zu werden. Nachfolgend wird ein Musterfilm in enden Kontakt mit dem Photoresist gebracht und dann einer Bestrah­ lung mit solcher Bestrahlungsenergie, wie beispielsweise Elek­ tronenstrahlung oder Ultraviolettstrahlen, ausgesetzt, um für das Drucken gehärtet zu werden. Danach wird durch Ausführen eines Entwicklungsschritts und eines Trocknungsschritts in an sich bekannter Weise ein Photoresistfilm 35 bis zu einer Dicke von beispielsweise 260 µm durch Musterbildung ausgebildet, wie in Fig. 8A gezeigt ist.

Dann wird die galvanoplastische bzw. elektrolytische Formungs­ matrix 34 in einen Tank für galvanoplastisches bzw. elektroly­ tisches Formen getan, wie beispielsweise ein Bad von Sulfamid­ säurenickel o. dgl., so daß sie einem primären galvanoplasti­ schen bzw. elektrolytischen Formen aus beispielsweise Nickel oder Nickel-Cobalt-Legierung derart ausgesetzt wird, daß Me­ tall 36 galvanisch bzw. elektrolytisch bis zu einer Dicke, die im wesentlichen gleich jener des Photoresistfilms 34 ist, auf den Teilen der Oberfläche der galvanoplastischen bzw. elektro­ lytischen Formungsmatrix 34, welche nicht von dem Photoresist­ film 35 bedeckt sind, abgeschieden wird. Zu dieser Zeit wächst das galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedene Metall 36 an­ fänglich in seinem mittigen Teil 36a, der von dem Photoresist­ film 35 entfernt ist, und es besteht die Neigung, daß das Wachstum der Endteile 36b aus dem galvanisch bzw. elektroly­ tisch abgeschiedenen Metall 36, die an den Photoresistfilm 35 anstoßen, gegenüber jenem des zentralen Teils 36a verzögert wird. Jeder der Endteile 36b des galvanisch bzw. elektroly­ tisch abgeschiedenen Metalls 36, der durch ein derartiges Wachstum, wie es vorstehend beschrieben worden ist, ausgebil­ det wird, hat eine konvex bogenförmige Gestalt.

Nachfolgend wird durch sekundäres galvanoplastisches bzw. elektrolytisches Formen bzw. Ablagern galvanisch bzw. elektro­ lytisch abgeschiedenes Metall 37 integral auf dem primären galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metall 36 ausge­ bildet. Zu dieser Zeit wird das galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedene Metall 37 in den Endteilen des galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metalls 37, die nahe dem Photo­ resistfilm 35 sind, nicht nur dadurch galvanisch bzw. elektro­ lytisch abgeschieden, daß es einfach zunimmt, wie durch die Pfeile m in Fig. 8B veranschaulicht ist, sondern daß es ge­ krümmt längs der Oberfläche des Photoresistfilms 35 wandert bzw. wächst, wie durch die Pfeile n in Figur BB gezeigt ist. Infolgedessen bildet jeder der Endteile des galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metalls 37 einen leichten Über­ hang über die Oberfläche des Photoresistfilms 35, so daß der Vorsprung 3 gebildet wird, der die konvex gekrümmte Quer­ schnittsform hat, und die flache Rakelfläche 1a wird auf der Oberfläche des galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metalls 37 kontinuierlich mit dem Vorsprung 3 in dem Grenzbe­ reich 4 ausgebildet. Außerdem können währenddessen die Anbrin­ gungslöcher 5 auch gleichzeitig durch dieses galvanoplastische bzw. elektrolytische Formen ausgebildet werden. Nach dem zwei­ ten galvanoplastischen bzw. elektrolytischen Formen werden die integral galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metalle 36 und 37 sowie der Photoresistfilm 35 von der galvanoplasti­ schen bzw. elektrolytischen Formungs- oder Herstellungsmatrix 34 abgetrennt, und dann wird der Photoresistfilm 35 von den integral galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metal­ len 36 und 37 entfernt. Infolgedessen wird der durch die inte­ gralen galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metalle 36 und 37 galvanoplastisch bzw. elektrolytisch ausgebildete Rakelkörper 1 erhalten.

Die Fig. 9 zeigt einen Arbeits- bzw. Herstellungsschritt der galvanoplastischen bzw. elektrolytischen Formung des Rakelkör­ pers 1 einer Rakel K2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Metalldraht 29, wie beispielsweise ein Eisendraht, ein Kupferdraht, ein Nickeldraht, ein Chrom­ draht oder ein Nickel-Chrom-Draht, wird auf jedem der Endteile 36b des galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metalls 36 so plaziert, daß er gespannt ist. Durch Ausführen eines se­ kundären galvanoplastischen bzw. elektrolytischen Formens in diesem Zustand wird das galvanisch bzw. elektrolytisch abge­ schiedene Metall 37 integral auf dem Metalldraht 29 so gebil­ det, daß es die Oberfläche des Metalldrahts 29 bedeckt. In diesem Falle kann der Krümmungsradius r der konvex gekrümmten Querschnittsform des Vorsprungs 3 so auf eine gewünsche Dimen­ sion eingestellt werden, daß er in der Streuung reduziert ist. Außerdem kann, da der Metalldraht 29 als die galvanoplastische bzw. elektrolytische Formungsmatrix 34 wirkt, ein gleichförmi­ ges galvanoplastisches bzw. elektrolytisches Formen durch Aus­ nutzung der Linearität des Metalldrahts 29 ausgeführt werden und demgemäß ein Vorsprung 3 erhalten werden, der eine hohe Linearität hat.

In dem Fall, in welchem der Metalldraht 29 aus weichem Materi­ al hergestellt ist, z. B. Zinn, Blei und/oder Kupfer, und das galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedene Metall 37 ein härteres Material als der Metalldraht 29 ist, z. B. Nickel und/ oder Nickel-Cobalt-Legierung, können die Dämpfungs- bzw. Puf­ ferungseigenschaften des galvanisch bzw. elektrolytisch abge­ schiedenen Metalls 37 gesteigert werden. Daher ist es in vor­ teilhafter Weise möglich, die lokale Abnutzung des galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metalls 37, das die Rakel­ fläche 1a bildet, während des Rakels herabzusetzen, welche Ab­ nutzung durch Stöße bewirkt wird, die auf das galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedene Metall 37 zu der Zeit angewandt werden, wenn das galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedene Metall in die Öffnungen 33 der Siebmaske 31 fällt bzw. hin­ eingeht oder aus diesen Öffnungen 33 heraussteigt bzw. -geht.

In der obigen ersten und zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung wird der Rakelkörper 1 durch primäres galva­ noplastisches bzw. elektrolytisches Formen und sekundäres gal­ vanoplastisches bzw. elektrolytisches Formen hergestellt. Je­ doch kann der Rakelkörper 1, welcher die obengenannte konvex gekrümmte Querschnittsform hat, auch durch nur primäres galva­ noplastisches bzw. elektrolytisches Formen erhalten werden, indem lediglich die Zeitdauer des galvanoplastischen bzw. elektrolytischen Formens erhöht wird. Schließlich ist es so, daß der Rakelkörper 1 auch durch Ätzen hergestellt werden kann.

Die Fig. 10 zeigt den Rakelkörper 1 einer Rakel K3 gemäß ei­ ner dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Rakel K3 ist der Überhangsteil 3a, der von dem freien Ende 1b des Rakelkörpers 1 der Rakel K1 vorsteht, eliminiert. Da die anderen baulichen Merkmale der Rakel K3 die gleichen wie jene der Rakel K1 sind, sei aus Gründen der Kürze die diesbezügli­ che Beschreibung hiermit abgekürzt.

Gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, da der die konvex gekrümmte Querschnittsform aufweisende Vorsprung 3 an dem Druckrand des Rakelkörpers 1 ausgebildet ist, die Eigenschaft und Qualität des Druckens der Lötpaste durch Verbessern der Eigenschaft und Qualität des Ab­ wälzens bzw. Quetschens der Lötpaste wesentlich erhöht, und es kann ein ausgezeichnetes Rakeln ohne unangemessenes und un­ richtiges Aufrakeln der Lötpaste ausgeführt werden.

Schließlich zeigen die Fig. 11 bis 13 eine Rakel K4 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Rakel K4 ist der die Rakelfläche 11a, ein freies Ende 11b und einen Druckrand 11c aufweisende Rakelkörper 11 mittels ei­ ner langgestreckten Metallplatte oder -dünnplatte, insbesonde­ re mittels eines langgestreckten Metallblechs, in der gleichen Art und Weise ausgebildet, wie der Rakelkörper 1 der Rakel K1. Jedoch ist die Rakelfläche 11a als Ganzes derart konvex ge­ krümmt, daß der Rakelkörper 11 einen Krümmungsradius R und ein Krümmungszentrum O′ hat. Zum Beispiel hat die Dicke t des Ra­ kelkörpers 11 eine Größe von 300 µm, der Krümmungsradius R be­ trägt beispielsweise 150 mm, und der Rakelkörper 11 hat z. B. eine Höhe von 30 mm. Obwohl das nicht speziell dargestellt ist, haben die Montagelöcher 5 des Rakelkörpers 11 einen vor­ stehenden Öffnungsrand 5a in der gleichen Art und Weise wie der Rakelkörper 1 der Rakel K1. In einem Zustand, in dem, wie in Fig. 11 gezeigt, die Rakel K4 vertikal angeordnet ist, er­ streckt sich das Krümmungszentrum O′ des Rakelkörpers 11 im wesentlichen horizontal, und der Abstand Q zwischen einer tan­ gential zum oberen Endteil der Rakelfläche 11a verlaufenden Vertikallinie P und dem Druckrand 11c des Rakelkörpers 11 be­ trägt etwa 1,1 mm im vorliegenden Ausführungsbeispiel. Daher ist der Druckrand 11c des Rakelkörpers 11 von der Vertikalli­ nie P um die Strecke Q, die größer als die Dicke t des Rakel­ körpers 11 ist, nach rückwärts beabstandet. In dem Fall, in welchem der Druckrand 11c eine rechteckige vorm hat, kann es so sein, daß der Abstand Q nicht weniger als die Dicke t des Rakelkörpers 11. Wenn jedoch der Abstand Q einen Wert er­ reicht, der nicht weniger als das Fünffache der Dicke t des Rakelkörpers 11 ist, wird es schwierig, den Rakelkörper 11 auf dem Halter 2 anzubringen.

Der Rakelkörper 11 kann, wie z. B. in Fig. 13 gezeigt ist, durch ein Verfahren des galvanoplastischen oder elektrolyti­ schen Formens bzw. Ausbildens hergestellt werden. Zunächst wird ein filmförmiges Photoresist auf einer Oberfläche einer Matrix 50 für das galvanoplastische bzw. elektrolytisches For­ men plaziert, die eine konvex bogenförmige Querschnittsform hat, oder ein flüssiges Photoresist wird auf die Oberfläche der Matrix 50 für das galvanoplastische oder elektrolytische Formen so aufgebracht, daß es dann getrocknet wird. Nachfol­ gend wird ein Musterfilm in engem Kontakt mit dem Photoresist gebracht und der Bestrahlung mittels Strahlungsenergie, wie Elektronenstrahlen und/oder Ultraviolettstrahlen, ausgesetzt, um für das Drucken gehärtet zu werden. Danach wird ein Photo­ resistfilm 51, der eine Dicke von beispielsweise 300 µm hat, in an sich bekannter Weise durch Ausführen eines Entwicklungs­ schritt und eines Trocknungsschritts mittels Musterbildung ausgebildet, wie in Fig. 13 gezeigt ist, ausgebildet.

Dann wird die Matrix 50 für das galvanoplastische oder elek­ trolytische Formen in einen galvanoplastischen oder elektroly­ tischen Formungstank, wie ein Bad von Sulfamidsäurenickel o. dgl. getan, so daß sie dem galvanoplastischen oder elektroly­ tischen Formen mit beispielsweise Nickel oder Nickel-Cobalt- Legierung derart unterworfen wird, daß Metall 52 bis zu einer Dicke, die im wesentlichen gleich jener des Photoresistfilms 51 ist, auf Teilen der Oberfläche der galvanoplastischen oder elektrolytischen Formungsmatrix 50, welche von dem Photore­ sistfilm 51 nicht bedeckt sind, galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschieden wird. Nach dem galvanoplastischen oder elektroly­ tischen formen werden das galvanisch bzw. elektrolytisch abge­ schiedene Metall 52 und der Photoresistfilm 51 von der galva­ noplastischen bzw. elektrolytischen Formungsmatrix 50 ge­ trennt, und dann wird der Photoresistfilm 51 von dem galva­ nisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metall 52 entfernt. Als Ergebnis wird der gekrümmte Rakelkörper 11, der von dem galvanisch oder elektrolytisch abgeschiedenen Metall 52 gebil­ det ist, erhalten.

In der vierten Ausführungsform wird mittels Verwendung der Ma­ trix 50 für das galvanoplastische oder elektrolytische Formen, welche die konvex bogenförmige Querschnittsform hat, der ge­ krümmte Rakelkörper 11 erhalten. Alternativ kann z. B. dann, wenn die Stromdichte während des galvanoplastischen oder elek­ trolytischen Formens so verändert wird, daß innere Spannung in dem Rakelkörper 11 erzeugt wird, der Rakelkörper 11 auch als Ganzes dadurch gekrümmt werden, daß die Spannung ausgenutzt wird, die in dem Rakelkörper 11 durch die innere Spannung er­ zeugt worden ist, und zwar nach der Trennung des galvanisch bzw. elektrolytisch abgeschiedenen Metalls 52 und des Photore­ sistfilms 51 von der galvanoplastischen oder elektrolytischen Formungsmatrix 50. Wenn der Rakelkörper 11 von einer solchen Ausbildung ist, daß darin eine matte galvanoplastisch oder elektrolytisch geformte Schicht, die durch primäres galvano­ plastisches oder elektrolytisches Formen erhalten worden ist, und eine glänzende galvanoplastisch oder elektrolytisch ge­ formte Schicht, die durch sekundäres galvanoplastisches oder elektrolytisches Formen erhalten worden ist, integral aufein­ ander laminiert sind, ändert der Glanzbildner in der glänzen­ den galvanoplastisch oder elektrolytisch geformten Schicht die Spannung bzw. mechanische Spannung der galvanischen oder elek­ trolytischen Abscheidung zu Druckspannung, und demgemäß kann der Rakelkörper 11 als Ganzes gekrümmt ausgebildet werden. Au­ ßerdem kann der Rakelkörper 11 auch durch Ätzen anstelle von galvanoplastischem oder elektrolytischem Formen so hergestellt werden, daß er durch Pressen nachfolgend gekrümmt ausgebildet wird. Es erscheint überflüssig, darauf hinzuweisen, daß die Metallplatte bzw. -dünnplatte selbst einem Schneiden bzw. Stanzen mittels einer Presse unterworfen werden kann, um so den Rakelkörper 11 zu erhalten. Weiterhin ist der Rakelkörper 11 in der vierten Ausführungsform als ein Ganzes gekrümmt. Je­ doch ist es auch möglich, nur einen Teil des Rakelkörpers 11, welcher für das Anbringen des Rakelkörpers 11 auf dem Halter 2 benutzt wird, flach auszubilden.

Gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rakelfläche 11a des Rakelkörpers 11 als Ganzes konvex gekrümmt. Daher kann die Rakel K4, wenn dieselbe auf die Sieb­ maske 31 aufgesetzt wird, jederzeit derart in einen Zustand gebracht werden, der für das Rakeln effektiv und hochwirksam ist, daß der Druckrand 11c des Rakelkörpers 11 von dem oberen Endteil des Rakelkörpers 11 in der zur Bewegungsrichtung X der Rakel K4 entgegengesetzten Richtung abweicht, wodurch ein zu­ verlässiges Aufsetzen bzw. eine zuverlässige Einstellung der Rakel K4 resultiert.

Mit der Erfindung wird eine Rakel K1-K3 zum Siebdrucken zur Verfügung gestellt, umfassend: einen Rakelkörper 1, welcher mittels eines Metallblechs ausgebildet ist und eine Rakelflä­ che 1a sowie einen konvex gekrümmten Druckrand 3 an der Rakel­ fläche 1a hat; worin, wenn die Rakel K1-K3 zum Rakeln derart aufgesetzt bzw. eingestellt wird, daß die Rakelfläche 1a in einer oder der Bewegungsrichtung X der Rakel K1-K3 gerichtet ist, sich das Krümmungszentrum O des konvex gekrümmten Druck­ rands 3 im wesentlichen horizontal erstreckt.

Claims (16)

1. Rakel (K1-K3) zum Siebdrucken, umfassend:
einen Rakelkörper (1), welcher mittels einer Metallplatte oder -dünnplatte ausgebildet ist und eine Rakelfläche (1a) sowie einen konvex gekrümmten Druckrand (3) auf oder an der Rakel­ fläche (1a) hat;
wobei sich, wenn die Rakel (K1-K3) zum Rakeln derart aufge­ setzt oder eingestellt wird, daß die Rakelfläche (1a) in einer oder der Bewegungs- oder Laufrichtung (X) der Rakel (K1-K3) ausgerichtet ist, sich ein oder das Krümmungszentrum (O) des konvex gekrümmten Druckrands (3) im wesentlichen horizontal erstreckt.

2. Rakel (K1-K3) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der konvex gekrümmte Druckrands mittels eines Vorsprungs (3) ausgebildet ist.

3. Rakel (K1-K3) nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung (3) in einem Grenzbereich (4) kontinuierlich mit der Rakelfläche (1a) verbunden ist.

4. Rakel (K1-K3) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein oder der Krümmungsradius (r) des kon­ vex gekrümmten Druckrands (3) nicht weniger als ein mittlerer Teilchendurchmesser oder der mittlere Teilchendurchmesser von zu druckender Substanz, insbesondere von Lötpaste (32), ist.

5. Rakel (K1-K3) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein oder der Krümmungsradius (r) des Vorsprungs (3) nicht weniger als ein mittlerer Teilchen­ durchmesser oder der mittlere Teilchendurchmesser der zu druc­ kenden Substanz, insbesondere von zu druckender Lötpaste (32), ist.

6. Rakel (K1-K3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rakelkörper (1) durch ein Verfahren des galvanoplastischen oder elektrolyti­ schen Herstellens oder Formens ausgebildet ist.

7. Rakel (K4) zum Siebdrucken, umfassend:
einen Rakelkörper (11), welcher mittels einer Metallplatte oder -dünnplatte ausgebildet ist und eine als Ganzes konvex gekrümmte Rakelfläche (11a) hat;
wobei, wenn die Rakel (K4) zum Rakeln derart aufgesetzt oder eingestellt ist, daß die Rakelfläche (11a) in einer oder der Bewegungs- oder Laufrichtung (X) der Rakel (K4) ausgerichtet ist, sich ein oder das Krümmungszentrum (O′) der Rakelfläche (11a) im wesentlichen horizontal erstreckt.

8. Rakel (K1-K3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß ein eindrück- und/oder zusammendrückbarer Vorsprung (5a) auf und/oder in der Rakel­ fläche (1a) des Rakelkörpers (1) ausgebildet ist.

9. Rakel (K4) nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein eindrück- und/oder zusammendrückbarer Vorsprung (5a) auf und/oder in der Rakelfläche (11a) des Ra­ kelkörpers (11) ausgebildet ist.

10. Rakel (K1-K3) nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung auf und/oder in einem Öff­ nungsrand (5a) eines Montagelochs (5) zum Anbringen des Rakel­ körpers (1) auf einem Rakelhalter (2) ausgebildet ist.

11. Rakel (K4) nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung auf und/oder in einem Öff­ nungsrand (5a) eines Montagelochs (5) zum Anbringen des Rakel­ körpers (11) auf einem Rakelhalter (2) ausgebildet ist.

12. Verfahren für das Herstellen eines Rakelkörpers (1, 11) einer Rakel (K1-K4) zum Siebdrucken, umfassend die folgen­ den Verfahrensschritte:
Ausbilden eines Resistfilms (35, 51) auf einer Oberfläche ei­ nes elektrisch leitfähigen Basisteils (34, 50) so, daß ein Teil der Oberfläche des Basisteils (34, 50), welcher einer oder der gewünschten Form eines Metallrakelkörpers (1, 11) entspricht, freiliegt;
galvanisches oder elektrolytisches Abscheiden von Metall (36, 52) auf dem Teil der Oberfläche des Basisteils (34, 50) bis zu einer Dicke, die größer als jene des Resistfilms (35, 51) ist; und
Abtrennen des galvanisch oder elektrolytisch abgeschiedenen Metalls (36, 52) von dem Basisteil (34, 50).

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberfläche des Basisteils (50) im vor­ aus in einer Richtung, die senkrecht zu einer oder der Längs­ richtung des Rakelkörpers (11) ist, gekrümmt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stromdichte zur Zeit des galvanischen oder elektrolytischen Abscheidens derart geändert wird, daß innere Spannung in dem galvanisch oder elektrolytisch abge­ schiedenen Metall (52) erzeugt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betrag von Glanzbildner, der während der galvanischen oder elektrolytischen Abscheidung benutzt wird, in Ansprechung auf das Fortschreiten der galvanischen oder elektrolytischen Abscheidung derart geändert wird, daß innere Spannung in dem galvanisch oder elektrolytisch abge­ schiedenen Metall (52) erzeugt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das galvanisch oder elektrolytisch abge­ schiedene Metall (52) , nachdem dieses galvanisch oder elektro­ lytisch abgeschiedene Metall (52) von dem Basisteil (50) ge­ trennt worden ist, durch Pressen gekrümmt wird.