DE3805363A1

DE3805363A1 - Siebdruckverfahren sowie vorrichtung zur durchfuehrung desselben

Info

Publication number: DE3805363A1
Application number: DE3805363A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Takahashi; Akio Sasaki; Kunio Mogi; Hajime Shimazaki; Masakazu Hasegawa
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1988-02-20
Publication date: 1988-09-01
Also published as: KR880009795A; KR930007621B1; DE3844824A1; GB2202795B; DE3805363C2; US5052291A; FR2611166A1; GB2202795A; GB8804199D0; US4893556A; FR2611166B1

Description

Die Erfindung betrifft Siebdruckverfahren und Vor richtungen zur Durchführung solcher Verfahren, insbe sondere zum Drucken von Mustern auf zu bedruckendes Druckgut wie Substrate für gedruckte Schaltungen o. dgl.

Bisher wurden Siebdrucke üblicherweise mit einer Siebdruckvorrichtung durchgeführt, die einen einzigen Druckkopf mit einer einzigen Schaberplatte (zur Rück führung der Paste) und mit einem einzigen Quetscher aufwies, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. In Fig. 1a ist der Zustand zu sehen, in dem eine Paste 20 von einer Schaberplatte 26 neben einem Quetscher 24 in ihre linke Endposition auf dem Sieb 22 gebracht worden ist. Als nächstes wird der Quetscher 24 abgesenkt und drückt das Sieb 22 gegen das Druckgut 28 (Fig. 2), bei dem es sich um ein Sub strat für eine gedruckte Schaltung aus Aluminiumoxyd o. dgl. handeln kann. Im folgenden Schritt wird der Druckkopf seitlich bewegt, um den Quetscher 24 zur Seite (in der Zeichnung nach rechts) zu bewegen, während er das Sieb gegen das Druckgut drückt und die Paste (siehe Fig. 1C und 1D) so bewegt, daß ein Druckvorgang auf dem Druckgut vorgenommen wird.

In Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt entspre chend dem strichpunktierten Kreis in Fig. 1C darge stellt. Der Quetscher 24 wird hier in Pfeilrichtung bewegt und bewirkt durch das Andrücken des Siebes 22 an das Druckgut oder Substrat 28, daß die Paste durch feine Öffnungen 30 auf das Druckgut gedruckt wird. Diese feinen Öffnungen sind in der Druckschablone des Siebes 22 vorgesehen. Auf dem Substrat 28 entsteht so ein gedrucktes Muster.

Ist der Quetscher 24 in seiner rechten Endposition auf dem Sieb 22 angekommen (siehe Fig. 1D), so wird der Quetscher 24 angehoben, also vom Sieb 22 getrennt (siehe Fig. 1D und 1E) und in seine Ausgangsposition (siehe Fig. 1E und 1F) zurückgefahren. Gleichzeitig damit streicht die Schaberplatte 26 die Paste 20 in die linke Endposition auf dem Sieb 22, was in Fig. 1F zu sehen ist.

Bei den bisher üblichen Siebdruckverfahren befördert die Schaberplatte 26 lediglich die Paste 20 bis an den Quetscher 24, der die Paste 20 vor sich her schiebt, während der Druckvorgang auf dem Druckgut vor sich geht. Bei diesem Verfahren wird die Paste 20 ungleichmäßig verteilt, d. h. die Schichtstärke der Paste auf dem Sieb ist ungleichmäßig, und auf dem Substrat 28 wird Paste teilweise im Überschuß aufge bracht. Dieser Nachteil stört in erheblichem Maße ein Verfeinern von Mustern auf dem Substrat.

Ein weiterer Nachteil der konventionellen Siebdruck verfahren ist darin zu sehen, daß der Druck, der während des Druckvorganges auf das Druckgut 28 ausge übt wird, zunimmt, wenn der Druckvorgang wiederholt durchgeführt wird. Bei wiederholten Druckvorgängen läßt die Spannung des Siebes 22 nach, auch wenn der Druck, mit dem der Quetscher 24 das Sieb 22 gegen das Druckgut 28 drückt, konstant gehalten wird.

Bei konventionellen Siebdruckverfahren wurde bisher eine direkte Überwachung des beim Drucken ausgeübten Druckes nicht vorgenommen, sondern ein Sieb wurde dann ausgewechselt, wenn es soweit verbraucht war, daß seine Spannung nachließ.

Es ist wünschenswert, Druckmuster zu verfeinern, also fein ausgearbeitete Schablonen vorzusehen. Hierzu ist es erforderlich, die Schichtstärke eines gedruckten Musters gleichmäßiger zu gestalten. Um dies zu er reichen, muß der Druck, mit dem der Druckvorgang durchgeführt wird, innerhalb eines bestimmten Be reiches liegen. Bei den konventionellen Druckver fahren wird diese Anforderung nicht erfüllt, weil der Druck, mit dem der Druckvorgang abläuft, nicht ge steuert wird.

Außerdem ist bei dem bisher durchgeführten Siebdruck ein Ausrichten des Siebes bei jedem Siebwechsel er forderlich. Dies bedeutet, daß nach jedem Auswechseln Probedrucke durchgeführt werden müssen, um festzu stellen, ob eine auf dem Sieb gebildete Druck schablone gegenüber dem Druckgut exakt positioniert ist. Stellt sich diese Einstellung als fehlerhaft heraus, so müssen Positionskorrekturen von Sieb und/oder Druckgut durchgeführt werden. Die konven tionelle Art, Siebdrucke durchzuführen, enthält also viele Fehlerquellen und erfordert verhältnismäßig viel Zeit und Arbeitsaufwand.

Mit der vorliegenden Erfindung sollen die aufgewie senen Nachteile des konventionellen Siebdruckes be hoben werden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Siebdruckverfahren sowie eine dafür geeignete Vor richtung vorzuschlagen, mit denen eine Paste gleich mäßig dick auf das Druckgut aufgedruckt werden kann und so eine Verfeinerung von gedruckten Mustern und die Verwendung von verfeinerten Druckschablonen er möglicht. Hierbei soll die Paste vor dem eigentlichen Druckvorgang gleichmäßig auf einem Sieb verteilt wer den, und der beim Druckvorgang ausgeübte Druck soll innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gehalten wer den, um die Paste gleichmäßig dick auf das Druckgut aufzubringen. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Er findung, ein wirtschaftliches Siebdruckverfahren so wie eine Vorrichtung dafür vorzuschlagen, bei denen das Einrichten eines Siebes nach einem Siebwechsel schnell und ohne Zeitverlust durchzuführen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sieb druckverfahren gelöst, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Schabervorrichtung zum Verteilen einer Paste in einer vorbestimmten Richtung über ein Sieb bewegt wird und daß eine Quetschervorrichtung zum Aufbringen der auf dem Sieb verteilten Paste auf ein Druckgut über das Sieb bewegt wird, wobei die Quetschervorrichtung das Sieb mit einem vorbestimmten Druck auf das Druckgut drückt.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Druckköpfen vorgesehen ist, die jeweils über einem Sieb so angeordnet sind, daß sie gegenüber dem Sieb quer bewegbar sind, und daß diese Druckköpfe je eine Schaberplatte und einen in senkrechter Richtung bewegbaren Quetscher enthalten; daß die Druckköpfe abwechselnd zum Drucken betätigt werden; daß die Schaberplatten der Druckköpfe so angeordnet sind, daß sie einander auf dem Sieb in Querrichtung gegenüber stehen; daß jede der Schaberplatten die Paste auf das Sieb aufbringt und diese verteilt; und daß jeder Quetscher, nachdem die Paste auf das Sieb mit Hilfe der entsprechenden Schaberplatte aufgebracht worden ist, über das Sieb bewegt wird, während er das Sieb gegen das Druckgut drückt.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh rungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1A-1F schematische Darstellungen von Schritten beim konventionellen Siebdruck;

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung des durch eine strichpunktierte Linie ge kennzeichneten Ausschnittes der Fig. 1C, die darstellt, wie auf konventionelle Weise eine Paste aufgedruckt wurde;

Fig. 3 die Darstellung einer Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung;

Fig. 4 die Darstellung einer Vorderansicht, teil weise geschnitten, eines wesentlichen Teiles der Siebdruckvorrichtung nach Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine seitliche Ansicht des in Fig. 4 dargestellten Teiles;

Fig. 6A-6I schematische Darstellungen von Verfahrens schritten bei Druckbetrieb der in Fig. 3 dargestellten Siebdruckvorrichtung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer zum Steuern der Temperatur in einem Druckab schnitt der Siebdruckvorrichtung nach Fig. 3 geeigneten Einrichtung;

Fig. 8A eine Draufsicht auf eine Steuervorrichtung für den beim Druckvorgang ausgeübten Druck;

Fig. 8B eine Ansicht von vorn auf die Steuervor richtung für den beim Druckvorgang ausge übten Druck;

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Ausrichten des Druckgutes;

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Betriebszyklus des Ausrichtmechanismus nach Fig. 9;

Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Betriebszyklus zur Positionskorrektur eines Quetschers vor der Durchführung des Siebdruckvorganges;

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Vor richtung zum Steuern des Quetscherdruckes;

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Betriebszyklus der in Fig. 12 dargestellten Vorrichtung zum Steuern des Quetscherdruckes;

Fig. 14A eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Anzahl der Druckvorgänge und der Spannung eines Siebes;

Fig. 14B eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Anzahl der Druckvorgänge und dem beim Druckvorgang ausgeübten Druck;

Fig. 14C eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Anzahl der Druckvorgänge und dem Quetscherdruck;

Fig. 15 eine Darstellung einer Vorderansicht einer weiteren Auführungsform einer Siebdruck vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 16 eine Draufsicht auf ein in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendetes Sieb;

Fig. 17 in schematisierter Form eine Teilansicht von vorn eines wesentlichen Teiles der Fig. 16;

Fig. 18 ein Flußdiagramm für einen Betriebszyklus der Ausführungsform nach Fig. 16; und

Fig. 19 eine schematische Darstellung einer Bild fläche eines Fernsehüberwachungsgerätes.

Im nachfolgenden wird ein Siebdruckverfahren sowie eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anhand der Fig. 3 bis 19 be schrieben.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Siebdruckvorrichtung dargestellt. Sie enthält eine Druckunterlage 32 mit einer horizontal ausge richteten, sehr ebenen oberen Fläche. Auf der Druck unterlage 32 ist ein X-Y-R-Tisch 33 angeordnet, auf dem das Druckgut 28, z. B. für eine herzustellende gedruckte Schaltung, horizontal ausgerichtet ist. Das Druckgut kann aus Aluminiumoxid o. dgl. bestehen.

Die Siebdruckvorrichtung nach der dargestellten Aus führungsform enthält ein Sieb 22, das horizontal in einer Stellung gehaltert ist, die es in geringem Ab stand über dem Druckgut 28 hält. Das Sieb 22 ist mit feinen durchlässigen Öffnungen entsprechend der Schablone für ein gewünschtes Druckmuster versehen. Über dem Sieb 22 sind zwei Druckköpfe, 34 A und 34 B an Kugelumlaufspindeln 36 A und 36 B bewegbar gelagert, und zwar so, daß sie in seitlicher Richtung daran gleiten können.

Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, enthält der linke Druckkopf 34 A eine linke Schaberplatte 26 A, die so am Druckkopf 34 A gehaltert ist, daß sie mit einem unteren Ende im wesentlichen auf der gleichen Ebene ist wie eine Fläche 38 des Siebes 22, sowie einen linken, über eine Kugelbuchse 40 am Druckkopf 34 A in senkrechter Richtung bewegbaren Quetscher 24 A. Der Quetscher 24 A ist hier an einer Gleitstange 42 der Kugelbuchse 40 über ein Befestigungselement 44 gehal tert; ein in senkrechter Richtung bewegbarer, an der Kugelbuchse 40 angeformter Block 46 ist mit einer An triebswelle eines Luftzylinders 50 verbunden, der an einem Rahmen 52 des Druckkopfes 34 A befestigt ist. Zwischen dem in senkrechter Richtung bewegbaren Block 46 und dem Befestigungselement 44 sind eine Druck feder 54 und ein Drucksensor 56 zum Feststellen des Druckes des Quetschers 24 vorgesehen. Die Ausdrücke "Druck des Quetschers" oder "Quetscherdruck" bezeich nen in diesem Text den Druck, mit dem der Quetscher 24 auf das Sieb 22 und das Druckgut 28 drückt. Bei der dargestellten Ausführungsform bewirkt ein Aus fahren der Antriebswelle 48 A des Luftzylinders 50 eine senkrechte Bewegung des in dieser Richtung be wegbar angeordneten Blocks 46. Diese Bewegung des Blockes 46 wird dann über die Druckfeder 54 auf das Befestigungselement 44 übertragen, so daß der linke Quetscher 24 A das Sieb 22 mit einem vorbestimmten Quetscherdruck gegen das Druckgut drückt.

Der rechte Druckkopf 34 B enthält eine rechte Schaber platte 26 B, die so am Druckkopf 34 B gehaltert ist, daß sie mit einem unteren Ende im wesentlichen auf der gleichen Ebene ist wie eine Fläche 38 des Siebes 22, sowie einen rechten, in senkrechter Richtung be wegbar am Druckkopf 34 B gehalterten Quetscher 24 B. Die rechte Schaberplatte 26 B und der Quetscher 24 B sind so angeordnet, daß sie gegenüber der linken Schaberplatte 26 A und dem linken Quetscher 24 A sym metrisch positioniert sind. Die Schaberplatten 26 A und 26 B sind einander seitlich direkt gegenüber an geordnet.

Im nachfolgenden wird der Betrieb der Siebdruckvor richtung entsprechend der dargestellten Ausführungs form anhand der Fig. 6 beschrieben.

Zu Beginn trägt die linke Schaberplatte 26 A eine Paste 20, die auf eine Fläche 38 eines Siebes 22 ge geben wurde, in einer in Fig. 6A durch einen Pfeil angedeuteten Bewegung nach rechts so auf, daß es auf dem Sieb 22 in gleichmäßiger Schichtstärke aufliegt. Dabei bleibt der linke Quetscher 24 A in nach oben abgehobener Stellung gegenüber dem Sieb, wird aber nach rechts bewegt. In Fig. 6B ist durch einen Pfeil angedeutet, daß sich dieser Quetscher 24 A dann senkt und nach links bewegt wird, während er das Sieb 22 mit vorbestimmtem Quetscherdruck gegen das Druckgut (nicht gezeigt) drückt (siehe Fig. 6C). Währenddessen wird die Schaberplatte 26 A in die gleiche Richtung bewegt wie der Quetscher 24 A, wird jedoch nach oben, vom Sieb 22 abgehoben transportiert. Die auf dem Sieb 22 gleichmäßig verteilte Paste 20 wird auf diese Weise mit Hilfe einer Druckschablone auf dem Sieb 22 mit vorbestimmtem Quetscherdruck auf das Druckgut gebracht und bildet dort ein entsprechendes Druck muster. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Druck hoher Qualität auf dem Druckgut möglich, weil bei dem Arbeitsschritt mit dem Quetscher keine überschüssigen Mengen an Paste vorhanden sind. In Fig. 6D ist durch einen Pfeil angedeutet, daß sich der linke Quetscher 24 A bei Erreichen einer linken Endposition auf dem Sieb 22 abhebt, womit der erste Druckvorgang beendet ist.

Danach führt der rechte Druckkopf einen zweiten Druckvorgang aus. Dazu wird, wie in Fig. 6E darge stellt, die rechte Schaberplatte 26 B dazu eingesetzt, die Paste 20 nach links (durch einen Pfeil ange deutet) zu bewegen und gleichmäßig auf dem Sieb 22 zu verteilen, während der rechte Quetscher 24 B bei der Bewegung der Schaberplatte 26 B mitgeführt, jedoch nach oben vom Sieb abgehoben gehalten wird. Wie in Fig. 6F dargestellt, wird der Quetscher 24 B dann ab wärts bewegt und nach rechts bewegt, während er das Sieb 22 mit vorbestimmtem Druck (siehe Fig. 6G) gegen das Druckgut drückt. Dabei wird die auf dem Sieb 22 verteilte Paste nach unten auf das Druckgut gebracht, und zwar in dem durch die Schablone festgelegten Muster und bei vorbestimmtem Quetscherdruck. Auf dem Druckgut entsteht so das gewünschte Druckmuster. Der rechte Quetscher 24 B wird dann bei Erreichen einer rechten Endposition auf dem Sieb 22, wie durch einen Pfeil in Fig. 6H angedeutet, gehoben und beendet damit einen zweiten Druckvorgang. Daraufhin wird der linke Druckkopf betätigt, um einen Druckvorgang zu wiederholen, wie er bereits beschrieben wurde und in Fig. 6I dargestellt ist.

Wie beschrieben wurde, transportieren einander gegen über angeordnete Schaberplatten 26 bei dem beschrie benen Ausführungsbeispiel in wiederholten Arbeits gängen die Paste 20, um sie auf dem Sieb 22 zu ver teilen. Dies verhindert, daß die Paste vor dem je weils betätigten Quetscher 24 im Überschuß auf dem Sieb vorhanden ist. Die Quetscher 24 dienen lediglich dazu, die Paste auf dem Sieb gegen das Druckgut zu drücken.

Auf diese Weise wird verhindert, daß - wie bei der konventionellen Art Siebdrucke auszuführen - Druck muster unterschiedlicher Stärke oder Anhaften über schüssiger Paste an dem Druckgut Nachteile auftreten, wie sie üblich sind, wenn die Paste vom Quetscher selbst transportiert wird. Nach dem Beheben dieser Nachteile ist eine Verfeinerung des auf dem Druckgut abzubildenden Musters möglich geworden.

Aus der Fig. 7 geht hervor, daß ein Druckerabschnitt A des beschriebenen Ausführungsbeispieles der erfin dungsgemäßen Vorrichtung, zu dem der X-Y-R-Tisch 33, das Druckgut 28, das Sieb 22 sowie Druckköpfe 34 ge hören, in einer thermostatisch geregelten Kammer B angeordnet sind, um die Viskosität der Paste konstant zu halten und eine durch Veränderung der Umgebungs temperatur verursachte Modifikation der Dicke des auf dem Druckgut erscheinenden Druckmusters zu verhin dern. Die Anwendung einer solchen thermostatisch ge regelten Kammer macht die Benutzung eines Trocken ofens oder einer ähnlichen Einrichtung überflüssig, die sonst nötig würde, um die Temperatur eines Rau mes, in dem die Siebdruckvorrichtung untergebracht ist, konstant zu halten. Die Benutzung einer vorge schlagenen thermostatisch geregelten Kammer für einen Abschnitt A einer Siebdruckvorrichtung schafft andere Verwendungsmöglichkeiten für den früher benötigten größeren Raum.

Aus dem Gesagten geht hervor, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel so aufgebaut ist, daß jede der Schaberplatten vor dem Einsatz der Quetscher die Paste gleichmäßig auf dem Sieb verteilt und die Quetscher nunmehr die Aufgabe haben, die verteilte Paste durch Druck auf das Druckgut zu übertragen, ohne die Paste zu verstreichen. Es wird also verhin dert, daß in der Bewegungsrichtung des Quetschers überschüssige Paste vorhanden ist. Dieser Aufbau ermöglicht die Bildung eines Druckmusters auf dem Druckgut, das an allen Stellen die gleiche Dicke hat und feinere Druckmuster erlaubt.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann eine Ein stellmöglichkeit für den Quetscherdruck abhängig von der Siebspannung enthalten, um den beim Druckvorgang ausgeübten Druck innerhalb eines vorbestimmten Be reiches zu halten, d. h., es werden sowohl der Quetscherdruck als auch der beim Druckvorgang auf das Druckgut ausgeübte Druck festgestellt. Auch diese Maßnahme dient dazu, die Dicke eines Druckmusters gleichmäßiger zu gestalten.

Zu diesem Zweck kann die in den Fig. 8A und 8B darge stellte Siebdruckvorrichtung eine Mehrzahl von Druck sensoren 60 enthalten, die an vorbestimmten Posi tionen auf dem X-Y-R-Tisch 33 vorgesehen sind, auf dem das Druckgut 28 angeordnet wird. Bei dem be schriebenen Ausführungsbeispiel sind vier solcher Drucksensoren, 60 A bis 60 D, auf dem Tisch 33 so ange ordnet, daß ihre Positionen den vier Ecken eines Druckgutes 28 entsprechen und davon im geeigneten Abstand entfernt sind. Jeder Drucksensor 60 A bis 60 D ist so vorgesehen, daß eine druckempfindliche Sensor oberfläche mit einer Oberfläche des Druckgutes 28 auf einer Ebene liegt.

Die Siebdruckvorrichtung kann weiterhin eine Index- oder Ausrichtvorrichtung zum exakten Ausrichten des Druckgutes 28 auf dem X-Y-R-Tisch 33 enthalten, wie dies schematisch in Fig. 9 dargestellt ist. Die Aus richtvorrichtung enthält Positionierstifte 62 A und 62 B, die so angeordnet sind, daß sie um eine vorbe stimmte Entfernung in X- bzw. Y-Richtung des Tisches 33 bewegbar sind. Die Stifte 62 A und 62 B dienen zur korrekten Positionierung des Druckgutes 28 auf dem Tisch 33 entlang von Bezugsebenen Px und Py, die auf dem Tisch 33 in X- bzw. Y-Richtung festgelegt sind. Das Druckgut wird durch Saugwirkung sicher gehaltert. Die Ausrichtvorrichtung weist ferner Kameras auf, die so angeordnet sind, daß sie Kanten des Druckgutes 28 von oben erfassen, um feststellen zu können, ob diese Kanten gegenüber den Bezugsebenen Px und Py ausge richtet sind. Ein mit Hilfe der Kameras 64 erzeugtes Bild kann eine Abweichung des Druckgutes von den Be zugsebenen sichbar machen.

Ist das Druckgut 28 mittels eines (nicht gezeigten) Übergabemechanismus auf den X-Y-R-Tisch 33 gebracht worden, so wird der Tisch 33, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 3 angedeutet, zu einer Positionier station transportiert. Die in Fig. 9 dargestellte Ausrichtvorrichtung führt dann die Positionierung des Druckgutes 28 auf dem Tisch 33 gemäß dem in Fig. 10 dargestellten Verfahren aus. Die Positionierstifte 62 begrenzen das Druckgut gegenüber den Bezugsebenen Px und Py. In seiner vorbestimmten Position wird das Druckgut 28 dann durch Saugwirkung gehaltert. Über die Kameras 64 werden dann die Kanten des Druckgutes von oben sichtbar gemacht, d. h. es wird ein Bild er zeugt, mit dessen Hilfe eine Abweichung (Δ X, Δ Y und ΔR) des Druckgutes von einer Referenzposition festgestellt werden kann. Ist eine Abweichung auszu gleichen, so wird der Tisch 33 entsprechend bewegt. In der Folge wird der Tisch dann, wie mit durchgezo genen Linien in Fig. 3 angedeutet, zu einer Druck station transportiert.

Das Ausrichten des Druckgutes 28, wie es oben be schrieben wurde, erfolgt, um Fehler bei der Deckungs genauigkeit der Druckschichten zu verhindern, wie sie durch fehlerhafte Positionierung des Druckgutes 28 entstehen können. Das beschriebene Ausrichten führt zu einer gedruckten Schaltung verläßlicherer Qualität.

Nach diesem Ausrichtvorgang wird die Neigung der Quetscher 24 A und 24 B, die Parallelität der Bewegung der Druckköpfe 34 A und 34 B, an denen die Quetscher sitzen, gegenüber dem X-Y-R-Tisch 33, auf dem das Druckgut 28 angeordnet ist, festgestellt und, falls nötig, mit Hilfe der in Fig. 8 dargestellten Korrek turvorrichtung und nach einem in Fig. 11 dargestell ten Verfahren korrigiert.

Zuerst wird der Quetscher 24 A über die Drucksensoren 60 A und 60 B gebracht und abgesenkt, um auf die Sen soren Druck auszuüben. Sind die auf die Drucksensoren 60 A und 60 B ausgeübten Drücke Fa und Fb gleich, so bedeutet es, daß die Neigung des Quetschers 24 A gleich Null ist. Jede Differenz zwischen den Drücken Fa und Fb zeigt an, daß der Quetscher 24 A geneigt ist. Die Neigung wid dann korrigiert, bis beide Drücke, Fa und Fb, einander gleich sind.

In der Folge wird der Quetscher 24 A auf die Druck sensoren 60 C und 60 D gebracht und übt auf diese bei den Sensoren einen Druck aus. Ist der auf den Sensor 60 C ausgeübte Druck Fc gleich dem oben erwähnten Druck Fa, der auf den Drucksensor 60 A ausgeübt wird, oder der auf de Drucksensor 60 D ausgeübte Druck Fd gleich dem oben erwähnten Druck Fb auf Sensor 60 B (Fa = Fc oder Fb = Fd), so zeigt dies an, daß der Druckkopf 34 A gegenüber der Oberfläche des X-Y-R- Tisches 33 parallel ist. Ist Fa ≠ Fc oder Fb ≠ Fd, so bedeutet es, daß der Tisch 33 und der Druckkopf 34 A nicht parallel sind. In einem solchen Fall wird entweder der Tisch 33 oder der Druckkopf 24 A so justiert, daß Fa = Fc oder Fb = Fd ist.

Ähnlich wird mit dem Quetscher 24 B und dem Druckkopf 34 B verfahren.

Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der vom Quetscher 24 auf das Druckgut 28 über das Sieb 22 ausgeübte Druck konstant bleibt, während der Quetscher über das Sieb wandert. Hierdurch wird ein Druckmuster einheitlicher Dicke erreicht. Nach diesen Meß- und Korrekturvorgängen kann ein anhand der Fig. 6A bis 6I beschriebener Druckvorgang ausgeführt werden.

Der von jedem Quetscher 24 auf das Sieb 22 und das Druckgut 28 ausgeübte Quetscherdruck F 1, der vom Druckgut 28 aufzunehmende, beim Druckvorgang ausge übte Druck F 2 (entsprechend Fa bis Fd und festge stellt von der Drucksteuervorrichtung der Fig. 8) und die Spannung F 3 des Siebes 22 stehen in dem Verhält nis von F 1 = F 2 + F 3 zueinander. Die Spannung F 3 des Siebes 22 läßt nach wiederholten Druckvorgängen nach, dementsprechend verursacht ein Einstellen des Quetscherdruckes F 1 auf ein konstantes Niveau eine allmähliche Verstärkung des beim Druckvorgang ausge übten Druckes F 2, wenn der Druckvorgang wiederholt wird.

Um dieses zu vermeiden, kann bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine den Quetscherdruck steuernde Vorrichtung, wie sie in Fig. 12 dargestellt ist, vor gesehen sein, die den Quetscherdruck F 1 entsprechend einem in Fig. 13 dargestellten Verfahren variabel steuert und ein Nachlassen der Spannung des Siebes kompensiert, so daß der beim Druckvorgang ausgeübte Druck innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bleibt.

Das Feststellen des Quetscherdruckes F 1 mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 12 geschieht über den Druck sensor 56, auf den Druck oder Kraft ausgeübt wird. Der beim Druckvorgang ausgeübte Druck F 2 wird mit Hilfe der Drucksensoren 60 A bis 60 D (Fig. 8) festge stellt, deren jweilige den Druck feststellende Fläche gegenüber der Oberfläche des Druckgutes 28, wie beschrieben, ausgerichtet ist.

Die Steuerung des Quetscherdruckes durch die Vor richtung nach Fig. 12 wird entsprechend der in Fig. 13 dargestellten Weise durchgeführt. Es wird ein Ver gleich zwischen dem tatsächlichen Quetscherdruck F 1 während des Druckvorganges und dem vorbestimmten Quetscherdruck Fsh durchgeführt. Dabei ist Fsh ein Minimalwert für F 1, d. h., daß das Sieb 22 einen unteren Spannungswert erreicht. Ist F 1 nicht kleiner als Fsh (F 1 < Fsh), so wird F 1 so justiert, daß der beim Drucken ausgeübte Druck F 2 gleich einem einge stellten Wert ist. Das heißt, während die Spannung F 3 des Siebes, wie in Fig. 14A dargestellt, bei wieder holten Druckvorgängen geringer wird, muß, um den beim Drucken ausgeübten Druck F 2 innerhalb eines, einen Druck ermöglichenden Bereiches zu halten (siehe Fig. 14B) der Quetscherdruck F 1 verringert werden (siehe Fig. 14C).

Nach Nsh-mal wiederholtem Druckvorgang verursacht ein Verringern von F 1 als Kompensation für ein Verringern von F 3, daß F 1 kleiner ist als Fsh (F 1 < Fsh). Dann wird das Sieb 22 gegen ein neues Sieb ausgetauscht und vor dem ersten Druckvorgang wird ein Ausrichtvor gang vorgenommen.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird auf die angegebene Weise der Quetscherdruck sowie der beim Druckvorgang vom Druckgut aufzunehmende Druck festgestellt, und entsprechend einer Spannungsän derung des Siebes wird der Quetscherdruck verändert, um den beim Drucken ausgeübten Druck innerhalb eines bestimmten Bereiches zu halten. Selbst wenn die Sieb spannung bei Druckvorgängen variiert, wird der beim Drucken ausgeübte Druck dank der Veränderung des Quetscherdruckes im wesentlichen konstant gehalten, so daß bei den verschiedenen Druckvorgängen eine gleichmäßige Dicke des Druckmusters erreicht wird.

In einer Siebdruck-Straße wird das Auswechseln eines Siebes (Wechsel der Schablone eines Siebes) im all gemeinen in den folgenden Schritten vorgenommen:

1. Abrakeln des Druckmediums,
2. Reinigung oder Ersetzen von Quetscher und Schaber platte,
3. Ersetzen des Siebes,
4. Ausrichten des Siebes,
5. Einstellen des Druckes für den Druckvorgang,
6. Aufbringen frischer Paste,
7. Probedrucken.

Jedem Fachmann ist klar, daß die Durchführung dieses Verfahrens viel Zeit in Anspruch nimmt. Insbesondere das Austauschen des Siebes verursacht ein bedeutsames Absinken der Wirtschaftlichkeit einer solchen Sieb druck-Straße. Dies trifft bei der Herstellung von unterschiedlichen Artikeln kleiner Stückzahl ganz besonders krass zu.

In der Fig. 15 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung dargestellt, die das soeben geschilderte Problem löst. Diese Aus führungsform enthält außer einer Druckstation 70 mit Sieb 22 und X-Y-R-Tisch 33 zur Ausführung von Druck vorgängen eine Mehrzahl von Einrichtungsstationen 72 A und 72 B, die an beiden Seiten der Druckstation 70 an geordnet sind, wie dies mit strichpunktierten Linien in Fig. 15 angedeutet ist. Die Anordnung des Ausfüh rungsbeispieles enthält weiterhin zwei Sätze oder Paare von Druckköpfen 34 A und 34 B, die an Oberrahmen 74 A und 74 B so gehaltert sind, daß sie auf einer Schiene 76 in horizontaler Richtung bewegbar sind. Bei dieser Ausführungsform wird, während ein am Ober rahmen 74 A angeordneter Druckkopfsatz 34 A und 34 B an der Druckstation 70 auf dem Druckgut 28 druckt, ein weiterer Oberrahmen 74 B in die Einrichtungsstation 72 A oder 72 B bewegt, wo ein Druckgutersatz der die gleiche äußere Beschaffenheit aufweist wie das Druck gut 28, vorhanden ist. Ein zweites Paar Druckköpfe 34 A und 34 B die an dem zweiten Oberrahmen 74 B ange ordnet sind, kann so die weiter oben beschriebenen Schritte 1 bis 7 an einem Sieb ausführen, das die gleiche Schablone aufweist wie sie für den nächsten Druckvorgang erforderlich ist. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel benötigt der Siebaustausch also nur so viel Zeit wie erforderlich ist, um den Oberrahmen 74 B in die Druckstation 70 zu bewegen und dort Oberrahmen und Druckstation gegeneinander auszurichten, was nur wenig Zeit in Anspruch nimmt.

Ansonsten kann das Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 im wesentlichen so ausgeführt sein wie das weiter oben beschriebene Ausführungsbeispiel.

In den Fig. 16 und 17 wird eine weitere Ausführungs form der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung dar gestellt. In der Fig. 17 ist wegen der besseren Über sichtlichkeit nur eine Schaberplatte 26 und ein Quetscher 24 dargestellt worden. An einer oder an mehreren Stellen des Beispiels sind Siebe 22 mit Sieb-Ausrichtmarkierungen 80 vorgesehen; diese Aus richtmarkierungen sind bei dem beschriebenen Beispiel Kreuze. Sie können gleichzeitig mit der Bildung einer Druckschablone 82 auf dem Sieb 22 angebracht werden. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Markierungs kreuze auf dem Sieb 22 so angeordnet, daß sie Abstand von der Schablone 82 haben und diese in diagonaler Richtung zwischen ihnen liegt. Auf diese Weise kann das Positionsverhältnis von Ausrichtmarkierungen 80 und Schablone 82 sehr genau definiert werden.

Die Anordnung enthält außerdem ein optisches System, das bei diesem Ausführungsbeispiel Fernsehkameraob jektive 84 A und 84 B enthält, die mit Fernsehkamera geräten 86 A und 86 B über Objektivtuben, optische Fasern oder dergleichen verbunden sein können. Die Objektive 84 A und 84 B sind senkrecht über den Mar kierungskreuzen 80 angeordnet, so daß sie diese ge genüber einem X-Y-R-Tisch 33 in festgelegter Position dargestellten Markierungen erfassen können. Abhängig von den Bildern, die über die Objektive 84 A und 84 B erfaßt werden, wird ein Videosignal von jeder der Fernsehkameras 86 A und 86 B an ein Fernsehüberwa chungsgerät 88 gegeben, und zwar mit Hilfe eines Bildübersetzers 90 (image processor), der von einer zur anderen Fernsehkamera schaltet. Auf dem Fernseh überwachungsgerät 88 sind wahlweise Bilder von den Fernsehobjektiven 84 A und 84 B abzubilden.

Anhand der Fig. 16 bis 19 wird im nachfolgenden be schrieben, wie der Betrieb des beschriebenen Aus führungsbeispiels abläuft.

Zu Beginn wird das Druckgut 28 auf den X-Y-R-Tisch 33 gebracht und das Sieb 22 wird eingestellt. Dann wer den die Fernsehkameras 86 und das Fernsehüberwa chungsgerät 88 eingeschaltet, so daß Bezugslinien und Ausrichtlinien 92, die bereits vorher auf einer Bild fläche des Fernsehüberwachungsgerätes 88 dargestellt waren, und jede der Ausrichtmarkierungen 80 auf der Bildfläche abgebildet werden können. Die Ausricht linien 92 umfassen eine horizontale Ausrichtlinie 92 X und eine vertikale Ausrichtlinie 92 Y. Stimmen die Ausrichtlinien 92 mit den Ausrichtmarkierungen 80 nicht überein, so wird der X-Y-R-Tisch 33 so bewegt, daß das Druckgut 28 gegenüber dem Sieb 22 genau ausgerichtet ist.

Im übrigen kann das Ausführungsbeispiel im wesent lichen so aufgebaut sein wie das in Fig. 3 darge stellte.

Die oben beschriebene Ausrichtung des Siebes erreicht ein genaues Positionierungsverhältnis von Schablone 82 des Siebes 22 zum Druckgut 28, so daß das Probe drucken nach einem Siebwechsel entfallen kann und damit die für die Einrichtung benötigte Zeit verkürzt wird.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind das Sieb 22 und der X-Y-R-Tisch 33 für die Durchführung der Siebausrichtung ortsfest bzw. bewegbar ange ordnet. Wird jedoch das Druckgut 28 auf einer orts festen Unterlage vorgesehen, so können für das Sieb 22 Halterungen mit einer Einstellmöglichkeit, wie z. B. einer Schraube o. dgl., vorgesehen sein, um die Position des Siebes zu korrigieren.

Wie weiter oben erwähnt wurde, werden die Ausricht markierungen bei dem beschriebenen Ausführungsbei spiel gleichzeitig mit der Schablone auf dem Sieb und in einem vorbestimmten Positionsverhältnis zu dieser Schablone gebildet. Diese Markierungen werden über Kameras, die zu dem Druckgut in einem vorbestimmten Positionsverhältnis angeordnet sind, auf einer Bildfläche abgebildet, so daß ein Positionsverhältnis von Sieb und Druckgut korrigiert werden kann, indem die Ausrichtmarkierungen des Siebes mit den auf der Bildfläche in vorbestimmter Position angeordneten Bezugslinien ausgerichtet werden können. Auf diese Weise ist das Ausrichten des Siebes schnell und ein fach durchzuführen und führt zu einer beachtlichen Verringerung der für das Einrichten erforderlichen Zeit.

Claims

1. Siebdruckverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schabervorrichtung zum Verteilen einer Paste in einer vorbestimmten Richtung über ein Sieb bewegt wird und daß eine Quetschervorrichtung zum Aufbringen der auf dem Sieb verteilten Paste auf ein Druckgut über das Sieb be wegt wird, wobei die Quetschervorrichtung das Sieb mit einem vorbestimmten Druck auf das Druckgut drückt.

2. Siebdruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Quetscher druck, mit dem die Quetschervorrichtung das Sieb auf das Druckgut drückt, als auch der beim Druckvorgang auf das Druckgut ausgeübte Druck festgestellt werden, und daß der Quetscherdruck abhängig von der jewei ligen Spannung des Siebes zur Einhaltung eines vor bestimmten Bereiches des beim Druckvorgang ausgeübten Druckes verändert wird.

3. Siebdruckverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verfahrens schritt das Sieb und das Druckgut aufeinander aus gerichtet werden.

4. Siebdruckverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichten des Siebes gegenüber dem Druckgut durch Darstellen mindestens einer Ausrichtmarkierung in einer Bildebene des Siebes erfolgt,
daß diese Ausrichtmarkierung zusammen mit einer Druckschablone in vorbestimmter gegenseitiger Posi tionsbeziehung gebildet wird, und
daß diese Positionsbeziehung zwischen dem Sieb und dem Druckgut korrigiert wird, um die Ausrichtmarkie rung mit einem Festpunkt in der Bildebene zur Deckung zu bringen.

5. Siebdruckverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtmarkierung die Form eines Kreuzes hat.

6. Siebdruckvorrichtung, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vor stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Druckköpfen vorgesehen ist, die jeweils über einem Sieb so ange ordnet sind, daß sie gegenüber dem Sieb quer bewegbar sind, und daß diese Druckköpfe je eine Schaberplatte und einen in senkrechter Richtung bewegbaren Quetscher enthalten;
daß die Druckköpfe abwechselnd zum Drucken betätigt werden;
daß die Schaberplatten der Druckköpfe so angeordnet sind, daß sie einander auf dem Sieb in Querrichtung gegenüberstehen;
daß jede der Schaberplatten Paste auf das Sieb auf bringt und diese verteilt; und
daß jeder Quetscher, nachdem die Paste auf das Sieb mit Hilfe der entsprechenden Schaberplatte aufge bracht worden ist, über das Sieb bewegt wird, während er das Sieb gegen das Druckgut drückt.

7. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Feststellen des Quetscherdruckes zur Feststellung des Druckes, mit dem der Quetscher das Sieb gegen das Druckgut drückt, sowie Vorrichtungen zum Feststellen des während des Druckvorganges auf das Druckgut ausge übten Druckes.

8. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Feststellen der Drücke Drucksensoren enthalten.

9. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren zum Feststellen des während des Druckvorganges ausgeübten Druckes den Druck auf dem gleichen Niveau wie dem des Druckgutes an Positionen messen, die neben dem Druck gut vorgesehen sind.

10. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren zum Feststellen des während des Druckvorganges ausgeübten Druckes an einer Mehrzahl von Positionen um das Druckgut herum angeordnet sind.

11. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen X-Y-R-Tisch, auf dem das Druckgut angeordnet wird, und durch einen Ausricht mechanismus zum Ausrichten des Druckgutes gegenüber einem auf dem X-Y-R-Tisch angegebenen Festpunkt.

12. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtmechanismus für das Druckgut Positionierstifte enthält, die ge genüber dem X-Y-R-Tisch in der X- bzw. Y-Richtung be wegbar sind.

13. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Siebaustauschvor richtung vorgesehen ist.

14. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebaustauschvorrich tung ein weiteres Paar von Druckköpfen, eine Druck station, in der ein Druckvorgang durchgeführt wird, sowie ein Paar von Einrichtstationen zu beiden Seiten der Druckstation enthält, in denen an auszutauschen den Sieben Einrichtvorgänge durchgeführt werden; und daß die Einrichtvorgänge entweder an dem ersten Paar von Druckköpfen oder an dem zweiten Paar von Druck köpfen an jeder der Einrichtstationen durchgeführt werden, während entweder das zweite Paar von Druck köpfen oder das erste Paar von Druckköpfen an der Druckstation drucken.

15. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zum Fest stellen des Quetscherdruckes vorgesehen sind, um den Druck festzustellen, mit dem der Quetscher das Sieb gegen das Druckgut drückt, sowie Vorrichtungen zum Feststellen des während des Druckvorganges auf das Druckgut ausgeübten Druckes.

16. Siebdruckvorrichtung, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckstation vorge sehen ist, in der Druckvorgänge durchgeführt werden, sowie ein Paar von Einrichtstationen, die zu beiden Seiten der Druckstation angeordnet sind und in denen an auszutauschenden Sieben Einrichtvorgänge durchge führt werden;
daß zwei Paare von Druckköpfen vorgesehen sind, die jeweils über einem Sieb so angeordnet sind, daß sie gegenüber dem Sieb quer bewegbar sind, und
daß diese Druckköpfe je eine Schaberplatte und einen in senkrechter Richtung bewegbaren Quetscher enthal ten;
daß die Druckköpfe jedes der beiden Paare von Druck köpfen abwechselnd zum Drucken betätigt werden;
daß die Schaberplatten jedes der beiden Paare von Druckköpfen so angeordnet sind, daß sie einander auf dem Sieb in Querrichtung gegenüberstehen;
daß jede der Schaberplatten Paste auf das Sieb auf bringt und diese verteilt;
daß jeder Quetscher, nachdem die Paste auf das Sieb mit Hilfe der entsprechenden Schaberplatte aufge bracht worden ist, das Sieb gegen das Druckgut drückt; und
daß eines der beiden Paare von Druckköpfen Einrich tvorgänge in einer der Einrichtstationen durch führt, während das andere Paar von Druckköpfen in der Druckstation einen Druckvorgang ausführt.