DE202010006945U1

DE202010006945U1 - stencil

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Publication number: DE202010006945U1
Application number: DE202010006945U
Authority: DE
Original assignee: Cadilac Laser Cad Ind Lasercutting GmbH; Cadilac Laser Cad Industrial Lasercutting GmbH
Current assignee: Cadilac Laser Cad Ind Lasercutting GmbH; Cadilac Laser Cad Industrial Lasercutting GmbH
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-10-07
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: DE102011101158A1; DE102011101158B4

Abstract

Druckschablone (1), insbesondere zur Verwendung bei der Leiterplattenbestückung, mit einer in einen Schablonenrahmen (3) einspannbaren mehrschichtigen Schablone (2), – wobei eine Kunststoffzwischenschicht (2b) zwischen einer rakelseitigen Metalloberschicht (2a) und einer druckseitigen Metallunterschicht (2c) angeordnet ist, – wobei die Metalloberschicht (2a) und die Metallunterschicht (2c) aus rostfreiem Edelstahl bestehen, und – wobei die Schichtdicke (D) der Kunststoffzwischenschicht (2b) mehr als 50%, insbesondere bis zu 80%, vorzugsweise mindestens 70%, der Gesamtdicke (G) der dreischichtigen Schablone (2) beträgt.Printing stencil (1), in particular for use in circuit board assembly, with a multilayer stencil (2) which can be clamped into a stencil frame (3), - an intermediate plastic layer (2b) being arranged between a squeegee-side metal top layer (2a) and a printing-side metal bottom layer (2c) , - The metal top layer (2a) and the metal bottom layer (2c) consist of stainless steel, and - The layer thickness (D) of the plastic intermediate layer (2b) more than 50%, in particular up to 80%, preferably at least 70%, of the total thickness (G) of the three-layer template (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckschablone, insbesondere zur Verwendung bei der Leiterplattenbestückung, mit einer in einem Schablonenrahmen einspannbaren mehrschichtigen Schablone.The invention relates to a printing stencil, in particular for use in the PCB assembly, with a clamped in a stencil frame multilayer template.

Eine derartige Druckschablone wird beispielsweise in der Leiterplattenbestückungstechnik für das Auftragen eines Druckmediums, insbesondere einer Lotpaste bzw. eines Klebers, zur Befestigung von SMD-Bauelementen (surface-mounted-device) auf Leiterplatten eingesetzt. Bei dieser Druckschablonentechnik wird das Schablonenmaterial beispielsweise mittels Lasertechnik lokal derart abgetragen, dass dem gewünschten Druckbild bzw. einer bestimmten Druckstruktur entsprechende Drucköffnungen oder -kanäle hergestellt sind, durch die das Druckmedium mittels einer sogenannten Rakel hindurch auf die Leiterplatten aufgebracht werden kann.Such a printing stencil is used, for example, in printed circuit board assembly technology for the application of a printing medium, in particular a solder paste or an adhesive, for the attachment of SMD components (surface-mounted-device) on printed circuit boards. In this printing stencil technique, the stencil material is removed locally, for example by means of laser technology, in such a way that corresponding printing apertures or channels are produced for the desired printed image or a specific printing structure, by means of which the printing medium can be applied to the printed circuit boards by means of a so-called doctor blade.

Um hierbei örtlich unterschiedliche Mengen des Druckmediums auf die zu bedruckende Oberfläche (Leiterplatte) aufbringen zu können, sind auch sogenannte Stufenschablonen bekannt. Zur Herstellung derartiger Stufenschablonen ist es beispielsweise aus der DE 10 2005 016 027 A1 bekannt, die zur Stufenbildung ausgewählten Bereiche verringerter Materialdicke mittels Hochgeschwindigkeitsfräsen einzubringen.In order to be able to apply locally different amounts of the printing medium to the surface to be printed (printed circuit board), so-called step stencils are also known. For the preparation of such step stencils, it is for example from the DE 10 2005 016 027 A1 It is known to introduce the areas of reduced thickness of material selected for step formation by means of high-speed milling.

Während aus dem älteren Gebrauchsmuster DE 200 22 697 U1 bereits eine Hybrid-Schablone aus einer mit einer Metallfolie laminierten Kunststofffolie bekannt ist, offenbaren die deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2009 012 063 U1 und DE 20 2009 016 959 U1 eine ebenfalls zweischichtige bzw. mehrschichtige Stufenschablone, bei der zur Stufenbildung die druckseitige Kunststoffschicht mittels Laserbearbeitung vollständig abgetragen wird. Die lokal abgetragene Kunststoffschicht bildet somit eine bis zur rakelseitigen Metallschicht geführte Aussparung (Vertiefung), in welche vollständige Durchbrüche durch die Metallschicht einmünden. Bei der aus der DE 20 2009 016 959 U1 bekannten Stufenschablone besteht der mehrschichtige Aufbau aus alternierenden Metall- und Kunststofffolien, wobei rakelseitig eine Metallfolie und druckseitig stets eine Kunststofffolie vorhanden ist.While from the older utility model DE 200 22 697 U1 A hybrid stencil made from a plastic film laminated with a metal foil is already known, revealing the German utility model DE 20 2009 012 063 U1 and DE 20 2009 016 959 U1 a likewise two-layer or multilayer step template, in which the pressure-side plastic layer is removed completely by means of laser processing for step formation. The locally removed plastic layer thus forms a recess (depression) guided up to the rakelseitige metal layer, into which complete openings open through the metal layer. At the time of the DE 20 2009 016 959 U1 Known step template consists of the multi-layer structure of alternating metal and plastic films, with a metal foil on the squeegee side and always a plastic film on the pressure side.

Problematisch bei derartigen Schablonen ist einerseits die Herstellung von Stufenaussparungen unterschiedlicher Stufentiefe sowie andererseits beim bestimmungsgemäßen Gebrauch ein schlechtes Aus- oder Ablöseverhalten des Druckmediums (wie z. B. der Lotpaste) beim Abheben der Schablone vom hergestellten Druckbild. Grund hierfür ist, dass das Druckmedium, insbesondere auch im Bereich der Stufenaussparungen, zum Anhaften an der Druckschablone neigt.The problem with such stencils is, on the one hand, the production of step recesses of different step depth and, on the other hand, during normal use a poor release or detachment behavior of the printing medium (such as, for example, the solder paste) when lifting the stencil from the printed image produced. The reason for this is that the printing medium, especially in the area of the step recesses, tends to adhere to the printing stencil.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlich herstellbare und beim bestimmungsgemäßen Gebrauch besonders zuverlässig einsetzbare Druckschablone anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying an economically producible and particularly reliable use of the intended use printing stencil.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Hierzu ist eine aus genau drei Materialschichten aufgebaute Schablone mit einer Kunststoffzwischenschicht und einer rakelseitigen Metalloberschicht sowie einer druckseitigen Metallunterschicht vorgesehen. Die Schablone kann mittels schablonenseitiger Randperforationen und rahmenseitiger Aufnahmeelemente in einen Spannrahmen oder in einen formstabilen Druckrahmen eingespannt, beispielsweise mit diesem direkt oder unter Verwendung eines vorgespannten Gewebes verklebt, sein.For this purpose, a template constructed from exactly three material layers is provided with a plastic intermediate layer and a doctor-side metal top layer as well as a pressure-side metal underlayer. The template can be clamped by means of template side edge perforations and frame-side receiving elements in a tenter or in a dimensionally stable printing frame, for example, glued to this directly or by using a prestressed fabric.

Die Kunststoffzwischenschicht besteht aus Polyimid. Eine solche Polyimidschicht weist erkanntermaßen ein sehr gutes Auslöseverhalten auf, von der sich das Druckmedium sehr gut ablöst und somit nicht haftet.The plastic interlayer consists of polyimide. Such a polyimide layer is known to have a very good tripping behavior, from which the printing medium peels off very well and thus does not adhere.

Die Metalloberschicht sowie die Metallunterschicht bestehen aus rostfreiem Edelstahl (VA-Stahl). Dabei gewährleistet die im Vergleich zur Metallunterschicht dicke Metalloberschicht eine hohe Stabilität, insbesondere auch im Bereich der Durchbruchskanten der Drucköffnungen, und vermeidet darüber hinaus eine statische Aufladung, beispielsweise infolge der bestimmungsgemäßen Rakelbewegung entlang dieser Schablonenoberseite.The metal surface layer and the metal underlayer are made of stainless steel (VA steel). In this case, the metal overcoat layer, which is thick compared to the metal underlayer, ensures high stability, in particular also in the region of the breakthrough edges of the printing apertures, and also avoids static charging, for example as a result of the intended blade movement along this stencil top surface.

Die vergleichsweise dünne Metallunterschicht dient im Wesentlichen als Maske für die Laserbearbeitung mit gezielter Abtragung der nachfolgend als Polyimidschicht bezeichneten Kunststoffzwischenschicht. So können die gewünschten Druck- oder Kanalstrukturen in die vergleichsweise dünne Metallunterschicht mittels eines schmal fokussierten Lasers als Basisstruktur eingebracht werden. Anschließend wird mittels eines weiteren Laserstrahls, der deutlich breiter fokussiert ist, wesentlich zeitsparender die Polyimidschicht lokal abgetragen.The comparatively thin metal underlayer essentially serves as a mask for laser processing with targeted removal of the plastic intermediate layer, which is referred to below as the polyimide layer. Thus, the desired pressure or channel structures can be introduced into the comparatively thin metal underlayer by means of a narrowly focused laser as the basic structure. Subsequently, the polyimide layer is removed locally by means of a further laser beam, which is clearly wider focused, much more time-saving.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schablone gemäß einer vorgegebenen Schablonenstruktur mittels ortsselektiver Laserbearbeitung ausgeschachtet, wobei im lokalen Schachtbereich die Metallunterschicht vollständig und die daran anschließende Polyimidschicht lediglich über einen Bruchteil deren Schichtdicke abgetragen ist. Diese selektive Schichtdickenabtragung der Polyimidschicht gewährleistet einerseits das gewünschte sehr gute Aus- bzw. Ablöseverhalten der Schablone vom Druckbild, da das Druckmedium an Polyimid als ausgewähltem Kunststoff erkanntermaßen nicht haftet. Demgegenüber ist das Aus- bzw. Ablöseverhalten von einer Metallfläche wesentlich schlechter.According to a particularly advantageous embodiment, the template is excavated according to a predetermined template structure by means of site-selective laser processing, wherein in the local shaft region, the metal underlayer completely and the adjoining polyimide layer is removed only over a fraction of its layer thickness. On the one hand, this selective layer thickness removal of the polyimide layer ensures the desired very good release or detachment behavior of the stencil from the printed image, since the printing medium adjoins Polyimide recognized as selected plastic does not adhere. In contrast, the release or detachment behavior of a metal surface is significantly worse.

Um eine Vielzahl unterschiedlicher Aussparungs- oder Stufentiefen bereitzustellen, ist die Schichtdicke der Polyimidschicht groß im Vergleich zu der angrenzenden Metalloberschicht und der angrenzenden Metallunterschicht. Dabei beträgt die Schichtdicke der Polyimidschicht mehr als 50%, vorzugsweise mindestens 70%, der Gesamtdicke der dreischichtigen Schablone. Die Polyimidschicht beträgt dabei mindestens 50 μm und vorzugsweise bis zu 150 μm. Dies gewährleistet die gewünschte Variabilität hinsichtlich der Bereitstellung unterschiedlich tiefer Stufenstrukturen. Demgegenüber beträgt die Schichtdicke der Metalloberschicht mindestens 15 μm und maximal 25 μm.To provide a variety of different recess or step depths, the layer thickness of the polyimide layer is large compared to the adjacent metal top layer and the adjacent metal underlayer. The layer thickness of the polyimide layer is more than 50%, preferably at least 70%, of the total thickness of the three-layer stencil. The polyimide layer is at least 50 .mu.m and preferably up to 150 .mu.m. This ensures the desired variability with regard to the provision of differently deep stepped structures. In contrast, the layer thickness of the metal surface layer is at least 15 microns and a maximum of 25 microns.

Während die Metalloberschicht und die Polyimidzwischenschicht aus einer Metallfolie bzw. einer Polyimidfolie bestehen, kann die Metallunterschicht sowohl aus einer Metallfolie als auch aus einer beispielsweise mittels Spattern oder Galvanisieren aufgetragenen Metallisierungsbeschichtung bestehen. Die Schichtdicke der Metallunterschicht beträgt dabei geeigneter Weise zwischen 5 μm und 10 μm im Falle der Verwendung einer Metallfolie. Bei Auftragung einer Metallisierungsbeschichtung können auch Schichtdicken kleiner 1 μm realisiert werden.While the metal top layer and the polyimide intermediate layer consist of a metal foil or a polyimide film, the metal underlayer can consist of both a metal foil and of a metallization coating applied, for example, by means of spattering or electroplating. The layer thickness of the metal underlayer is suitably between 5 .mu.m and 10 .mu.m in the case of using a metal foil. When a metallization coating is applied, it is also possible to realize layer thicknesses of less than 1 μm.

Bei der Verwendung von Metall- bzw. Kunststofffolien sind diese geeigneterweise miteinander verklebt. Hierbei beträgt die Schichtdicke einer geeigneten Klebeschicht zwischen 2 μm und 12 μm, vorzugsweise etwa 5 μm.When using metal or plastic films, these are suitably glued together. Here, the layer thickness of a suitable adhesive layer is between 2 .mu.m and 12 .mu.m, preferably about 5 .mu.m.

Im Zuge der Herstellung der Stufenstruktur bildet der verbleibende Schichtdickenanteil innerhalb der Polyimidschicht eine stufige Schulterstruktur aus, die das Anhaften des Druckmediums zuverlässig verhindert. Von dieser Schulterstruktur ausgehend sind der verbleibende Schichtdickenanteil der Polyimidschicht und die Metalloberschicht mit vergleichsweise geringer lichter Weite zur Herstellung der Drucköffnung vollständig abgetragen. Die verbleibende Schulterstruktur innerhalb der Polyimidschicht verhindert zuverlässig einen Kontakt des Druckmediums innerhalb der Stufenaussparung mit der Metalloberschicht. Dies gewährleistet das gewünschte gute Auslöseverhalten, in dem sich das Druckmedium vom Polyimid haftungsfrei ablöst.In the course of producing the step structure, the remaining layer thickness fraction within the polyimide layer forms a stepped shoulder structure which reliably prevents adhesion of the printing medium. Starting from this shoulder structure, the remaining layer thickness fraction of the polyimide layer and the metal top layer with comparatively small clear width for the production of the printing opening are completely removed. The remaining shoulder structure within the polyimide layer reliably prevents contact of the print medium within the step recess with the metal surface layer. This ensures the desired good tripping behavior in which the pressure medium detaches from the polyimide without adhesion.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 ausschnittsweise eine Draufsicht auf eine Druckschablone mit in einen Schablonenrahmen eingespannter dreischichtiger Schablone mit zwei stufigen Drucköffnungen, und 1 a detail of a top view of a printing template with clamped in a template frame three-layer template with two-stage printing openings, and

2 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II-II in 1 den dreischichtigen Aufbau der Schablone mit unterschiedlichen Schichtdicken sowie verschiedenen Stufentiefen innerhalb einer Kunststoffzwischenschicht. 2 in a sectional view taken along the line II-II in 1 the three-layer structure of the template with different layer thicknesses and different step depths within a plastic interlayer.

Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in both figures with the same reference numerals.

1 zeigt ausschnittsweise in Draufsicht eine erfindungsgemäße Druckschablone 1 von der nachfolgend auch als Oberseite (Schablonenoberseite 15, 2) bezeichneten Rakelseite aus gesehen. Die Druckschablone 1 besteht aus einer dreischichtigen Schablone (Hybrid-Schablone) 2, die in einen Schablonenrahmen 3 eingespannt ist. In die Schablone 2 ist eine erste Vertiefung 4 angebracht, deren beispielhaft rechteckige Stufenstruktur strichliniert angedeutet ist. In diese Vertiefung 4 sind runde Drucköffnungen 5 entsprechend einem gewünschten Druckbild eingebracht. Eine zweite Vertiefung 6 mit vergleichsweise großer Stufen- bzw. Eindringtiefe ist hinsichtlich deren beispielhaft quadratischer Stufenkontur ebenfalls strichliniert angedeutet. In dieser zweiten Vertiefung 6 ist beispielhaft eine eckige Drucköffnung 7 vorgesehen. Die Drucköffnungen 5 und 7 durchsetzen die mehrschichtige Schablone 2 vollständig zwischen der rakelseitigen Schablonenoberseite 15 (2) und der druckseitigen Schablonenunterseite 16 (2). 1 shows a detail of a top view of a printing stencil according to the invention 1 from below also as a top (template top 15 . 2 ) Marked squeegee side. The printing template 1 consists of a three-layer template (hybrid stencil) 2 in a template frame 3 is clamped. In the template 2 is a first depression 4 attached, the exemplary rectangular step structure is indicated by dashed lines. In this depression 4 are round pressure openings 5 introduced according to a desired print image. A second recess 6 with comparatively large step or penetration depth is also indicated by dashed lines in terms of their exemplary square step contour. In this second recess 6 is an example of a square pressure opening 7 intended. The printing openings 5 and 7 enforce the multilayer template 2 completely between the squeegee-side template top 15 ( 2 ) and the print-side template base 16 ( 2 ).

2 zeigt den dreischichtigen Aufbau der Schablone 2 im Schnitt entlang der Linie II-II in 1. Rakelseitig weist die Schablone 2 eine Metalloberschicht 2a in Form einer Metallfolie (Edelstahlfolie) aus rostfreiem Stahl (VA-Stahl) auf. An diese Metalloberschicht 2a schließt sich eine nachfolgend als Polyimidschicht bezeichnete Kunststoffzwischenschicht 2b in Form einer Polyimidfolie an. Eine hieran wiederum anschließende Metallunterschicht 2c besteht wiederum aus einer rostfreien Edelstahlfolie (VA-Stahl). Auch diese Metallunterschicht 2c kann eine Metallfolie sein. Möglich ist auch eine Metallbeschichtung aus Edelstahl. 2 shows the three-layer structure of the template 2 in section along the line II-II in 1 , Squeegee side has the template 2 a metal surface layer 2a in the form of a metal foil (stainless steel foil) made of stainless steel (VA steel). To this metal surface layer 2a closes a hereinafter referred to as polyimide layer plastic intermediate layer 2 B in the form of a polyimide film. A subsequent metal sublayer 2c again consists of a stainless steel foil (VA steel). Also this metal underlayer 2c can be a metal foil. Also possible is a metal coating made of stainless steel.

Die Schichtdicke der aus Edelstahl bestehenden Metalloberschicht 2a beträgt geeigneter Weise mindestens 15 μm und maximal 25 μm. Demgegenüber ist die Schichtdicke D der Polyimidschicht mindestens 50 μm und maximal 150 μm, insbesondere 50 μm, 75 μm oder 125 μm. Die Metallunterschicht 2c weist eine vergleichsweise geringe Schichtdicke von zweckmäßiger maximal 5 μm auf.The layer thickness of the stainless steel metal layer 2a is suitably at least 15 microns and a maximum of 25 microns. In contrast, the layer thickness D of the polyimide layer is at least 50 μm and at most 150 μm, in particular 50 μm, 75 μm or 125 μm. The metal underlayer 2c has a comparatively small layer thickness of suitably not more than 5 microns.

Zwischen der Metalloberschicht 2a und der Kunststoffzwischenschicht 2b kann eine Klebeschicht 8 vorgesehen sein. Gegebenenfalls beträgt die Schichtdicke dieser Klebeschicht 8 etwa 2 μm bis 12 μm. Auch kann zwischen der Polyimidschicht 2c und der Metallunterschicht 2c ebenfalls eine Klebeschicht 9 mit einer Schichtdicke von 2 μm bis 12 μm vorgesehen sein.Between the metal surface layer 2a and the plastic interlayer 2 B can be an adhesive layer 8th be provided. If necessary the layer thickness of this adhesive layer 8th about 2 μm to 12 μm. Also, between the polyimide layer 2c and the metal underlayer 2c also an adhesive layer 9 be provided with a layer thickness of 2 microns to 12 microns.

Die in der mehrschichtigen Schablone 2 vorgesehenen Aussparungen 4, 6 sowie die Drucköffnungen 5 bzw. 7 sind mittels Laserbearbeitung in die Schablone 2 eingebracht. Hierzu ist zunächst die Metallunterschicht 2c im Bereich der jeweiligen Aussparung 4, 6 mittels eines fein fokussierten UV-Lasers (im ultravioletten Bereich) oder eines Lasers im sichtbaren Bereich, vorzugsweise im grünen Bereich, abgetragen. Dadurch entsteht mit der derart strukturierten Metallunterschicht 2c eine Maske für den nachfolgenden Laserabtragprozess der Polyimidschicht 2b. Hierbei wird mit einem vorzugsweise im IR-Bereich arbeitenden Laser mit vergleichsweise großem Strahldurchmesser die Polyimidschicht 2b bis lediglich zu einer definierten Tiefe abgetragen. Durch die Verwendung eines solchen Lasers mit vergleichsweise hoher Leistung kann die Abtragungsgeschwindigkeit der Polyimidschicht 2b deutlich erhöht werden, was eine besonders wirtschaftliche Herstellung der Schablone 2 ermöglicht.The one in the multilayer template 2 provided recesses 4 . 6 as well as the printing openings 5 respectively. 7 are by means of laser processing in the template 2 brought in. For this purpose, the metal underlayer is first 2c in the area of the respective recess 4 . 6 by means of a finely focused UV laser (in the ultraviolet range) or a laser in the visible range, preferably in the green area, removed. This results in the thus structured metal underlayer 2c a mask for the subsequent laser removal process of the polyimide layer 2 B , In this case, the polyimide layer is used with a laser which preferably operates in the IR range and has a comparatively large beam diameter 2 B until merely removed to a defined depth. By using such a comparatively high power laser, the removal rate of the polyimide layer can be reduced 2 B be increased significantly, resulting in a particularly economical production of the template 2 allows.

Die Abtragung der Polyimidschicht 2b erfolgt lediglich über einen durch die gewünschte Tiefe der jeweiligen Aussparung 4, 6 bestimmten Bruchteil d₁ der Schichtdicke D der Polyimidschicht 2b. Aufgrund der vorzugsweise mindestens 70% der Gesamtschichtdicke G der Schablone 2 betragenden Schichtdicke D der Polyimidschicht 2b ist ein großer Bereich verschiedener Aussparungstiefen der Aussparungen 4, 6 herstellbar. Die abgetragene Schichtdicke d₁ der Polyimidschicht 2b ist dabei stets kleiner als deren Gesamtschichtdicke D, so dass ein zumindest geringer Schichtdickenanteil d₂ der Polyimidschicht 2b verbleibt. Dadurch ist das gewünschte gute Auslöseverhalten der Schablone 2 sichergestellt und ein Anhaften der im Schablonendruck eingebrachte Druckmediums zuverlässig vermieden.The removal of the polyimide layer 2 B takes place only one through the desired depth of the respective recess 4 . 6 certain fraction d _{1 of} the layer thickness D of the polyimide layer 2 B , Due to the preferably at least 70% of the total layer thickness G of the template 2 amounting layer thickness D of the polyimide layer 2 B is a large range of different recess depths of the recesses 4 . 6 produced. The ablated layer thickness d _{1 of} the polyimide layer 2 B is always smaller than the total layer thickness D, so that an at least small layer thickness portion d _{2 of} the polyimide layer 2 B remains. This is the desired good release behavior of the template 2 ensured and adherence of introduced in the stencil printing medium reliably avoided.

Die Abtragung der Metallunterschicht 2c einerseits sowie der Polyimidschicht 2b über einen Bruchteil d₁ dessen Gesamtschichtdicke D stellt innerhalb des die jeweilige Aussparung 4, 6 darstellenden ausgeschachteten Bereiches der Polyimidschicht 2b eine Schulterstruktur 10 bzw. 11 bereit, mit der das Druckmedium ausschließlich innerhalb der jeweiligen Aussparung 4 bzw. 6 in Kontakt ist.The removal of the metal underlayer 2c on the one hand, as well as the polyimide layer 2 B over a fraction d ₁ whose total layer thickness D represents within the respective recess 4 . 6 representing excavated portion of the polyimide layer 2 B a shoulder structure 10 respectively. 11 ready with the pressure medium exclusively within the respective recess 4 respectively. 6 is in contact.

An diese Schulterstruktur 10, 11 schließt sich die jeweilige Drucköffnung 5, 7 zur Herstellung des jeweils gewünschten Druckkanals 12 und 13 bzw. 14 an. Diese Drucköffnungen 5, 7 werden ebenfalls mittels Laserbearbeitung hergestellt, in dem die Polyimidschicht 2b über deren verbleibenden Schichtdickenanteil d₂ sowie die Metalloberschicht 2a entsprechend der jeweiligen Kontur oder Struktur der Drucköffnungen 5, 7 abgetragen ist.At this shoulder structure 10 . 11 closes the respective pressure opening 5 . 7 for producing the respective desired pressure channel 12 and 13 respectively. 14 at. These pressure openings 5 . 7 are also prepared by laser processing in which the polyimide layer 2 B about the remaining layer thickness proportion d ₂ and the metal surface layer 2a according to the respective contour or structure of the printing openings 5 . 7 is worn away.

Die Drucköffnungen 5, 7 erstrecken sich somit zwischen der rakelseitigen Schablonenoberseite 15 und der druckseitigen Schablonenunterseite 16, die der zu bedruckenden Oberseite 17, beispielsweise einer zu bedruckenden Leiterplatte, zugewandt ist.The printing openings 5 . 7 thus extend between the squeegee-side template top 15 and the print-side template base 16 , that of the top side to be printed 17 , For example, to be printed circuit board, facing.

Die – gegebenenfalls auch schichtweise – Abtragung des Schablonenmaterials kann auch von der Metalloberschicht 2a aus erfolgen. In diesem Fall wird zunächst die Metalloberschicht 2a im Bereich der Drucköffnungen 5, 7 ortsselektiv abgetragen. Anschließend wird mit einem vergleichsweise leistungsstarken Laser die darunter liegende Polyimidschicht 2b unter Ausbildung einer strichliniert dargestellten konischen Schulterstruktur 18 und daraufhin die Metallunterschicht 2c entsprechend lokal abgetragen. Hierbei dient die Metalloberschicht 2a als Maske für die Laserabtragung der mittleren Polyimidschicht 2b. Die sich ausgehend von der Metalloberschicht 2a über die Polyimidschicht 2b und die darunter liegende Metallschicht 2c ergebende konische Schulterstruktur 18 hinterlässt für das Druckmedium ebenfalls keine Kontaktfläche zur Metalloberschicht 2a. Dadurch ist wiederum ein Anhaften des eingebrachten Druckmediums an der Schablone 2 verhindert und ein gutes Auslöseverhalten der Druckschablone 1 gewährleistet.The removal of the stencil material, if appropriate also in layers, can also be carried out by the metal top layer 2a out. In this case, first the metal surface layer 2a in the area of the printing openings 5 . 7 removed selectively. Subsequently, with a comparatively powerful laser, the underlying polyimide layer 2 B forming a conical shoulder structure shown in dashed lines 18 and then the metal underlayer 2c accordingly removed locally. Here, the metal surface layer serves 2a as a mask for laser ablation of the middle polyimide layer 2 B , Coming from the metal surface layer 2a over the polyimide layer 2 B and the underlying metal layer 2c resulting conical shoulder structure 18 also leaves no contact surface with the metal surface for the printing medium 2a , This in turn is an adhesion of the introduced pressure medium to the template 2 prevents and good triggering behavior of the stencil 1 guaranteed.

Die Formen oder Geometrien der Vertiefungen 4, 6 und der Drucköffnungen 5, 7 können beliebig sein, beispielsweise rund, oval, mehr- oder vieleckig. Der Rahmen 3 kann ein formstabiler Druck- oder Spannrahmen mit eingeklebter oder mittels Perforationen eingespannter Schablone 2 sein. Die erfindungsgemäße Druckschablone 1 kann für die Leiterplattenbestückung, zur Bauelementeherstellung oder in der Photovoltaikproduktion verwendet werden.The shapes or geometries of the wells 4 . 6 and the printing apertures 5 . 7 can be arbitrary, for example, round, oval, polygonal or polygonal. The frame 3 can be a dimensionally stable printing or clamping frame with glued or perforated stencils 2 be. The printing stencil according to the invention 1 can be used for PCB assembly, component manufacturing or photovoltaic production.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Druckschablonestencil
22: dreischichtige Schablonethree-layer template
2a2a: Metallober-/EdelstahlschichtMetal Surfaces / stainless steel layer
2b2 B: Kunststoffzwischen-/PolyimidschichtKunststoffzwischen- / polyimide
2c2c: Metallunter-/EdelstahlschichtMetallunter- / stainless steel layer
33: Schablonenrahmenstencil frame
44: Aussparungrecess
55: Drucköffnungpressure opening
66: Aussparungrecess
77: Drucköffnungpressure opening
88th: Klebeschichtadhesive layer
99: Klebeschichtadhesive layer
1010: Schulterstrukturshoulder structure
1111: Schulterstrukturshoulder structure
1212: Druckkanalpressure channel
1313: Druckkanalpressure channel
1414: Druckkanalpressure channel
15 15: SchablonenoberseiteTemplates top
1616: SchablonenunterseiteStencil underside
1717: Druckoberflächeprinting surface
1818: Schulterstrukturshoulder structure
DD: Schichtdickelayer thickness
d₁ d ₁: Bruchteilfraction
d₂ d ₂: SchichtdickenanteilLayer thickness proportion
GG: Schablonendickestencil thickness

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005016027 A1 [0003]
DE 20022697 U1 [0004]
DE 202009012063 U1 [0004]
DE 202009016959 U1 [0004, 0004]

Claims

Printing template ( 1 ), in particular for use in printed circuit board assembly, with one in a template frame ( 3 ) clampable multilayer stencil ( 2 ), - wherein a plastic intermediate layer ( 2 B ) between a squeegee-side metal surface layer ( 2a ) and a pressure-side metal underlayer ( 2c ), - wherein the metal overlayer ( 2a ) and the metal underlayer ( 2c ) consist of stainless steel, and - wherein the layer thickness (D) of the plastic intermediate layer ( 2 B ) more than 50%, in particular up to 80%, preferably at least 70%, of the total thickness (G) of the three-layer template ( 2 ) is.

Printing template ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the plastic intermediate layer ( 2 B ) consists of polyimide.

Printing template ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the layer thickness (D) of the plastic intermediate layer ( 2 B ) is between 50 μm and 150 μm.

Printing template ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the layer thickness of the metal ( 2a ) is between 15 μm and 25 μm.

Printing template ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the layer thickness of the metal underlayer ( 2c ) is between 5 μm and 10 μm.

Printing template ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least the metal surface layer ( 2a ) and the plastic interlayer ( 2 B ), preferably also the metal underlayer ( 2c ), are glued together foils.

Printing template ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the material layers ( 2a . 2c ) an adhesive layer ( 8th . 9 ) is provided with a layer thickness between 2 microns and 12 microns.

Printing template ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the template ( 2 ) is excavated according to a predetermined template structure by means of site-selective laser processing, wherein in the local shaft area the metal underlayer ( 2c ) completely and the adjoining plastic intermediate layer ( 2 B ) is removed only over a fraction (d ₁ ) whose layer thickness (D).

Printing template ( 1 ) according to claim 8, characterized in that in the local shaft area by means of location-selective laser processing, the remaining layer thickness fraction (d ₂ ) of the plastic interlayer ( 2 B ) and the metal overlayer ( 2a ) to form a stepped shoulder structure ( 10 . 11 . 17 ) within the plastic interlayer ( 2 B ) are completely removed.

Printing template ( 1 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the structured in the local shaft area metal underlayer ( 2c ) as a mask for the laser ablation of the plastic interlayer ( 2 B ) serves.