DE2518589C2 - SCREEN PRINTING METHOD AND DEVICE - Google Patents

SCREEN PRINTING METHOD AND DEVICE

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DE2518589C2 DE19752518589 DE2518589A DE2518589C2 DE 2518589 C2 DE2518589 C2 DE 2518589C2 DE 19752518589 DE19752518589 DE 19752518589 DE 2518589 A DE2518589 A DE 2518589A DE 2518589 C2 DE2518589 C2 DE 2518589C2
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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Siebdruckverfahren zur Herstellung von Lötaugen, die Lochungen eines Substrates umgeben, wobei eine leitende Paste mittels einer Rakel durch ein auf das Substrat aufgelegtes Sieb gedrückt wird und dais Sieb auf Konfigura-■' tion der herzustellenden leitenden Schichten entsprechend mit für die Paste durchlässigen und undurchlässigen Bereichen versehen ist.The invention relates to a screen printing process for producing soldering eyes, the perforations of a substrate, with a conductive paste being applied to the substrate by means of a doctor blade Sieve is pressed and the sieve is set to configura- ■ ' tion of the conductive layers to be produced accordingly with permeable and impermeable for the paste Areas is provided.

In der Elektrotechnik, insbesondere der Nachrichtentechnik, werden vielfach sogenannte Dickschichtschaltungen verwendet. Hierbei handelt es sich um mehr oder weniger leitende flächenhafte Strukturen, die mit Hilfe eines Siebdruckverfahrens auf den Oberflächen eines vorzugsweise aus einer Keramik bestehenden Trägerplatte (Substrat) angeordnet sind. Mit solchen Dickschichtschaltungen müssen häufig geson-, jdert hergestellte, diskrete Bauelemente oder Bauteile wie z.B. Anschlußstifte oder -leisten, verbunden werden. Zu diesem Zweck wird die Trägerplatte (Substrat) der Dickschichtschaltung mit Lochungen verse-• hen, in denen die eingesteckten Anschlußdrähte eines solchen Bauteiles verlötet werden. Die elektrische Verbindung der Anschlußdrähte mit der Dickschichtschaltung bewirken Lötaugen, die im wesentlichen kreisringförmig oder quadratisch die Lochungen umgeben und mit Leiterbahnen der Dickschichtschaltung zusammenhängen. Um hierbei eine sichere Lötverbindung zwischen dem in einer Lochung des Substrates befindlichen Anschlußdraht und dem Lötauge zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß sich die Lötaugen mit ihrer Innenkontur bis an die Lochungskante erstrecken. Um jedoch eine Tropfenbildung an dem zur Herstellung der Dickschichtschaltung verwendeten Sieb zu verhindern und das Zusetzen der Substrat-Lochungen mit Paste zu vermeiden, war es bisher erforderlich, den eine Lochung überdeckenden Bereich des Siebs für die Siebdruck-Paste undurchlässig zu machen. Zum Toleranzausgleich zwischen Sieb und Substrat bzw. zwischen dem Ausmaß und dem Ort einer Lochung und dem Ort des die Lochung abdckkcnden Siebbereiches, müssen darüber hinaus solche die Lochungen abdeckenden Siebbereiche mit einem Übermaß versehen werden, um auf alle Fälle sicherzustellen, daß beim Siebdruck keine Paste in eine Lochung eingedrückt werden kann. Bei der auf diese Weise erfolgenden Herstellung von Dickschicht-Lotaugen auf gelochten Substraten kommt es daher in Abhängigkeit von der Präzision der Anordnung der Lochungen im Substrat und der Siebjustierung zu einer relativ großen Anzahl von Nachlötstellen oder Ausschußteilen, wenn die einer Lochungs-Mündung zugewandte innere Kontur der Lötaugen sich außerhalb eines noch zulässigen Abstandes von der Lochung befindet und infolgedessen beim Tauchlöten der Anschlußdrähte keine »Rundum-«Verbindung zwischen dem Anschlußdraht und dem Lötauge erzielt werden kann.In electrical engineering, in particular in communications engineering, so-called thick-film circuits are often used used. These are more or less conductive flat structures, with the help of a screen printing process on the surfaces of a preferably consisting of a ceramic Carrier plate (substrate) are arranged. With such thick-film circuits often separate, Any manufactured, discrete components or components such as connector pins or strips can be connected. For this purpose, the carrier plate (substrate) of the thick-film circuit is provided with perforations. hen, in which the inserted connecting wires of such a component are soldered. The electric Connection of the connecting wires with the thick-film circuit cause soldering eyes, which essentially Circular or square surround the perforations and with conductor tracks of the thick-film circuit related. In order to ensure a secure soldered connection between the one in a hole in the substrate To ensure the connecting wire and the soldering eye, it is necessary that the soldering eyes extend with their inner contour up to the perforation edge. However, to prevent droplets from forming on the To prevent the screen used to produce the thick-film circuit and the clogging of the substrate perforations To avoid using paste, it was previously necessary to cover the area covered by a perforation to make the screen impermeable to the screen printing paste. To compensate for tolerances between sieve and Substrate or between the extent and the location of a perforation and the location of the covering of the perforation Sieve area, such perforations covering sieve areas must also have a They should be oversized in order to ensure in any case that no paste gets into a perforation during screen printing can be pressed in. When making thick-film solder eyes in this way on perforated substrates it therefore depends on the precision of the arrangement of the Perforations in the substrate and the screen adjustment to a relatively large number of post-soldering points or Reject parts when the inner contour of the soldering eyes facing a hole opening is outside a permissible distance from the perforation and, as a result, during dip soldering the connecting wires do not achieve an "all-round" connection between the connecting wire and the soldering eye can be.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein durch Abmessungstoleranzen bedingter schädlicher sog. Druckversatz der Lötaugen gegenüber den Substratlochungen und ein damit verbundener Nachlötaufwand oder Ausschuß weitgehend unterbunden werden kann.It is therefore the object of the invention to develop a method of the type mentioned at the outset in such a way that a damaging so-called pressure offset of the soldering eyes relative to the Substrate perforations and the associated re-soldering effort or scrap are largely prevented can be.

Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß bei einem solchen Verfahren die zur Erzeugung der Lötaugen vorgesehenen, für die Paste durchlässigen Bereiche des Siebes lediglich durch eine der äußeren Berandung der Lötaugen entsprechende Kontur begrenzt sind und daß die mittels der Rakel oberhalb der Lochungen durch das Sieb gedrückte Paste mittels in die Lochungen von der anderen Seite des Substrates her eingeblasener Druckluft wieder auf die vom Substrat abgewandte Seite des Siebes zurückgedrückt wird.According to the invention, this object is achieved in that in such a method only the areas of the screen which are intended to produce the soldering eyes and which are permeable to the paste are limited by a contour corresponding to the outer edge of the soldering eyes and that the means the squeegee above the perforations by means of the paste pressed through the sieve into the perforations of the other Side of the substrate blown compressed air back onto the side of the facing away from the substrate Sieve is pushed back.

Auf die Weise wird sichergestellt, daß sich die Lötaugen bei entsprechender Bemessung ihrer Außenkontur in jedem Fall bis zum Rand einer jeden Lochung erstrecken, wobei ein relativ großer toleranzbedingter Versatz zwischen den Lötaugen in der Druckschablone des Siebes und den Lochungen eines Substrates in Kauf genommen werden kann. Daher ist keine individuelle und an den Abmessungstoleranzen der Substrate orientierte Justierung des Siebes mehr erforderlich, vielmehr kann nun für gleichartige Substrate das Sieb relativ zu den Anschlägen der Substrataufnahme justiert werden, wodurch eine weitgehende Automatisierung des Druckvorgangs möglich ist.In this way it is ensured that the soldering eyes are located with the appropriate dimensioning of their outer contour in any case extend to the edge of each hole, a relatively large tolerance-related Offset between the soldering eyes in the printing stencil of the screen and the holes in one Substrates can be accepted. Therefore it is not an individual and based on the dimensional tolerances the substrate-oriented adjustment of the screen is more necessary, but can now be used for similar Substrates, the sieve can be adjusted relative to the stops of the substrate receptacle, whereby an extensive Automation of the printing process is possible.

Im Rahmen der Erfindung ist bei der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Siebdruckverfahrens vorgesehen, daß als Auflagefläche für das Substrat ein mit den Lochungen des Substrates fluchtenden Durchtrittsöffnungen versehener Tisch dient, daß mit der Rakel zumindest eine am Tisch auf der vom Substrat abgewandten Seite geführte, bewegliche Druckluftdüse gekoppelt ist und daß der Nachlauf-Abstand der mit der Rakel gekoppelten Druckluftdüse veränderbar ausgebildet ist.In the context of the invention, the device for carrying out the screen printing method according to the invention provided that the support surface for the substrate is aligned with the holes in the substrate Through-openings provided table is used that with the squeegee at least one on the table on the the side facing away from the substrate guided, movable compressed air nozzle is coupled and that the follow-up distance the compressed air nozzle coupled to the doctor blade is designed to be changeable.

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Auf diese Weise ist es möglich, das liinblascn der Druckluft in die Lochungen zu einem für das Zurückdrücken der im Lochungsbcrcich durch das Sieb gedrückten und an dem Sieb hängenden Paste optimalen Zeitpunkt vorzunehmen. Dieser Zeitpunkt und damit der Nachlauf-Abstand der DruckSuftdüse bezüglich der Rakel hängt u.a. von der Viskosität der Paste, dem lichten Durchmesser der Lochungen und der Maschenweite des Siebes ab.In this way it is possible to blow the compressed air into the holes for pushing back the paste pressed through the sieve in the perforated area and hanging on the sieve is optimal Point in time. This point in time and thus the follow-up distance of the pressure air nozzle with respect to the squeegee depends, among other things, on the viscosity of the paste, the clear diameter of the perforations and the mesh size of the sieve.

Nachfolgend wird an Hand einer scbematischen Darstellung in einer Figur die prinzipielle Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens noch näher erläutert.In the following, a schematic Representation in a figure the basic mode of operation of the method according to the invention in more detail explained.

In der Figur isi im Querschnitt ein plattenförmigen, mit Lochungen 2 versehenes Substrat 1 dargestellt, über dem ein Siebdruck-Sieb 3 aufgespannt ist. Das Substrat 1 selbst ist an einem Tisch 4 abgestützt, der mit den Lochur.gen 2 des Substrats fluchtende Durch trittsöffnungen 5 aufweist. Das Sieb 3 ist entspre- '( chend einer auf dem Substrat 1 zu erstellenden Dick- z° f..'- schichtschaltung schäblonenartig mit für tine Paste 6 -· ^.durchlässigen und undurchlässigen Bereichen verse- :; , hen. Die Viskosität der Paste 6 ist so gewählt, daß -; ': sie mit Hilfe einer Rakel 7durchdie sich in den durch- ;--r- lässigen Bereichendes Siebes 3 befindenden MaschenIn the figure, a plate-shaped substrate 1 provided with perforations 2 is shown in cross section, over which a screen printing screen 3 is stretched. The substrate 1 itself is supported on a table 4 which has through openings 5 aligned with the perforations 2 of the substrate. The sieve 3 is correspond '(accordingly a on the substrate 1 to create thick z ° F ..'- film circuit with schäblonenartig for tine paste 6 - .durchlässigen · ^ and opaque areas verse-:;., Hen The viscosity of the Paste 6 is chosen so that it passes through the meshes located in the permeable areas of the screen 3 with the aid of a doctor blade 7

des Siebes hindurchgedrückt werden kann, so daß sie ' ' d ie den durchlässigen Bereichen des Siebes 3 entsprechenden, dem Sieb 3 zugewandten Oberflächenbereiche des Substrates 1 benetzt.of the sieve can be pushed through, so that they '' the corresponding to the permeable areas of the sieve 3, the surface areas of the substrate 1 facing the screen 3 are wetted.

Bei der Erstellung der Dickschichtstruktur auf dem Substrat 1 sind die Mündungen der Lochungen 2 mit im wesentlichen kreisringförmigen oder quadratischen Lotaugen zu umgeben. Die hierzu in Jem Sieb 3 zur Urzeugung der Lötaujjen vorgesehenen, fur die Paste ή durchlässigen Bereiche sind lediglich durch eine der äußeren F3erandung der Lotaugen entsprechende Kontur begrenzt. Infolgedessen wird dk* Paste 6 in diesen fk>r>'.chen beim Verstreichen mittels dei Rakel 7 auch oberhalb der I uchungcn 2 des Substrates 1 durch das Sieb 3 gedrückt, Rin sieh dadurch an der Unierseite des Siebes 3 bildender Pasicniropfen 8 kann sich jedoch beim Bedrucken des nächsten Substrates nicht vergrößern und sich schließlich zumindest teilweise in einer der Lochungen der folgenden zu bedrückenden Substrate ablagern und damit diese Lochung zusetzen, da unterhalb des Tisches 4 eine mit Druckluft beaufschlagte Düse 9 vorgesehen ist, die an die Durchtnttsöffnungcn 5 des Tisches 4 auf der vom Substrat abgewandten Suite des Tisches 4 anschließbar ist, Die Druckluftdüse 9 ist mit dem Rakel 7 außerdem mechanisch so gekoppeil, daß sie der Rakelbewegung folgt. Infolgedessen wird der am Sieb 3 hängende Pastentropfen 8 durch die über din. Düse 9 und eine der Dufclitrittsöffriungen 5 in die Lochung 2 eingeblasene Druckluft wieder auf die andere Seite des Siebes 3 zurückgedrängt (10).When creating the thick-film structure on the substrate 1, the mouths of the perforations 2 are to be surrounded by essentially circular or square solder eyes. The areas which are provided for this purpose in the sieve 3 for generating the soldering holes and which are permeable to the paste are only delimited by a contour corresponding to the outer edge of the soldering eyes. As a result, the paste 6 in these fk >r>'.chen is pressed through the sieve 3 above the indentations 2 of the substrate 1 when it is spread by means of the squeegee 7 However, do not enlarge when printing the next substrate and ultimately deposit at least partially in one of the perforations of the following substrates to be printed and thus clog this perforation, since a compressed air nozzle 9 is provided below the table 4, which is connected to the Durchtnttsöffcn 5 of the table 4 can be connected to the suite of the table 4 facing away from the substrate. The compressed air nozzle 9 is also mechanically coupled to the squeegee 7 in such a way that it follows the movement of the squeegee. As a result, the paste droplet 8 hanging on the sieve 3 is thrown by the over d in . Nozzle 9 and one of the Dufclitrittsöffriungen 5 in the perforation 2 blown compressed air is pushed back to the other side of the screen 3 (10).

Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, die zur Herstellung der Lötaugen verwendete Druckluftschablone des Siebes 3 so zu bemessen, daß die Dickschicht-Lötaugen in jedem Falle den Mündungsrand dei Substratlochungen 2 vollständig erfassen, ohne daß hierbei der Nachteil in Kauf genommen werden muß, daß durch die Siebdruckpaste die Lochungen 2 teilweise oder vollständig zugesetzt werden können,In this way it is advantageously possible to use the compressed air stencil used to produce the soldering eyes of the screen 3 to be dimensioned so that the thick-film soldering eyes in each case the edge of the mouth Completely grasp the substrate perforations 2 without the disadvantage being accepted must that the perforations 2 can be partially or completely blocked by the screen printing paste,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Siebdruckverfahren zur Herstellung von Löi-1. Screen printing process for the production of lion t äugen, die Lochungen eines Substrates umgeben, r wobei eine leitende Paste mittels einer Rakel durch ein auf das Substrat aufgelegtes Sieb gedrückt wird und das Sieb der Konfiguration der herzustellenden leitenden Schichten entsprechend mit für die Paste durchlässigen Bereichen und un- t0 durchlässigen Bereichen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung der Lötaugen vorgesehen, für die Paste durchlässigen Bereiche des Siebes lediglich durch eine der äußeren Berandung der Lötaugen entsprechende Kon- '5 tür begrenzt sind und daß die mittels der Rakel oberhalb der Lochungen durch das Sieb gedrückte Paste mittels in die Lochungen von der anderen Seite des Substrates her eingeblasener Druckluft wieder auf die vom Substrat abgewandte Seite des Siebes zurückgedrückt wird. t äugen, the perforations of a substrate surrounded r wherein a conductive paste is pressed by a squeegee through down an inclined to the substrate screen and the screen configuration is provided with transparent to the paste areas and un- t0 transmissive areas corresponding to the produced conductive layers , characterized in that the areas of the sieve which are provided for generating the soldering eyes and which are permeable to the paste are limited only by one of the outer edges of the soldering eyes corresponding to the door and that the paste pressed through the sieve by means of the squeegee above the perforations compressed air blown into the perforations from the other side of the substrate is pressed back onto the side of the screen facing away from the substrate. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Auflagefläche für das Substrat (1) ein mit mit den Lochungen (2) des Substrats (1) fluchten- a5 den Durchtrittsöffnungen (5) versehener Tisch (4) dient, daß mit der Rakel (7) zumindest eine am Tisch (S) auf der vom Substrat (1) abgewandten Seite des Tisches (4) geführte, bewegliche Druckluftdüse (9) gekoppelt ist und daß der Nachlauf-Abstand (11) der mit der Rakel (7) gekoppelten Druckluftdüse (9) veränderbar ausgebildet ist.2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized in that as a support surface for the substrate (1) with the holes (2) of the substrate (1) aligned with a 5 the passage openings (5) provided table (4) serves that with the squeegee (7) at least one on the table (S) on the side of the table (4) facing away from the substrate (1) guided, movable compressed air nozzle (9) is coupled and that the follow-up distance (11) with the squeegee (7) coupled compressed air nozzle (9) is designed to be changeable.
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