DE3810151A1 - Printing template (stencil) - Google Patents

Printing template (stencil)

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Abstract

A printing template, especially a printing template for printing solder material onto printed circuit boards or carrier substrates provided for holding surface mounted devices (SMD), is proposed. In this case, the printing template is provided with recesses on its surface to be assigned to the printed circuit boards, in order that precisely defined quantities of solder material can be assigned to the so-called land areas, which are provided for coating with solder material, of the printed circuit boards, which are provided with projections on their side which is to be printed.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Druckschablone aus.The present invention is based on one according to the preamble of the main claim designed printing template.

Zum Bedrucken von Leiterplatten mit Lotpaste werden Druckschablonen in vielfältigen Ausführungsformen eingesetzt. Dabei kommt es bei einem solchen Druckverfahren darauf an, den sogenannten, als Anschlußmittel dienenden Landeflächen der Leiterplatten genau definierte Mengen an Lotpaste zuzuordnen, um ein anschließendes einwandfreies Verlöten der aufzubringenden Bauteile mit den auf der Leiterplatte vorhandenen Landeflächen zu gewährleisten. Wegen der bei solchen Drucken notwendigen Genauigkeit bezüglich gleichbleibender, bestimmbarer Schichtdicken können mit solchen Druckschablonen aber nur Leiterplatten zufriedenstellend bedruckt werden, deren zu bedruckende Oberflächen hinreichend plan ausgeführt sind. Sollen Leiterplatten mittels Druckschablonen mit Lotpaste bedruckt werden, auf deren zu bedruckende Oberflächen Erhebungen vorhanden sind, ergeben sich wegen des dann entstehenden Höhenversatzes undefinierte Lotpastenmengen auf den Landeflächen. Ein zuverlässiges, einwandfreies Verlöten der aufzubringenden Bauteile mit den Landeflächen ist somit nicht möglich.For printing on printed circuit boards with solder paste Printing stencils used in various designs. It is important in such a printing process that so-called landing areas of the Assigning precisely defined quantities of solder paste to printed circuit boards, for a subsequent perfect soldering of the components to be applied with those on the circuit board to ensure existing landing areas. Because of the accuracy necessary to such prints constant, determinable layer thicknesses can be achieved with such Printing stencils but only circuit boards satisfactory be printed, the surfaces to be printed sufficient are executed according to plan. Should circuit boards by Printing stencils are printed with solder paste on their printing surface surveys are available undefined due to the resulting height offset Amounts of solder paste on the landing areas. A reliable, perfect soldering of the components to be applied with the Landing areas are therefore not possible.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckschablone der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die es ermöglicht, den Landeflächen einer mit auf der zu bedruckenden Oberfläche mit Erhebungen versehenen Leiterplatte genau definierte Lotmaterialmengen zuzuordnen.The present invention has for its object a To create printing stencil of the type mentioned that it enables the landing areas of one to be printed on Surface with raised circuit board exactly assign defined quantities of solder material.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. According to the invention, this task is characterized by Part of the main claim specified features solved.  

Bei einer solchermaßen ausgebildeten Druckschablone ist besonders vorteilhaft, daß besonders empfindliche Bereiche einer Leiterplatte z. B. Goldkontakte mit z. B. einer Schutzfolie abgedeckt werden können, wobei diese Abdeckungen während des Druckvorganges bestehen bleiben, ohne daß es zu Beeinträchtigungen der Druckqualität kommt.With a printing stencil designed in this way particularly advantageous that particularly sensitive areas a circuit board z. B. gold contacts with z. B. a protective film can be covered, these covers during the Printing process persist without it Impairment of print quality is coming.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous configurations are in the Subclaims specified.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert, und zwar zeigtUsing one shown in the drawing Embodiment of the subject of the invention is closer explained, and shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Druckschablone und eine Leiterplatte Fig. 1 shows a longitudinal section through a printing template and a circuit board

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Leiterplatte mit Landeflächen, die mit Lotpaste versehen sind. Fig. 2 is a plan view of a section of a circuit board with landing areas which are provided with solder paste.

Wie aus der Zeichnung, insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, sind in der Druckschablone 1 Durchbrüche 2 vorhanden, die auf der Leiterplatte 3 vorhandenen, als Anschlußmittel dienenden Landeflächen 4 zugeordnet sind. Außerdem weist die Druckschablone 1 Ausnehmungen 5 auf, die zur Überbrückung von auf der Leiterplatte 3 vorhandenen, als Abdeckung bestimmter Leiterplattenbereiche vorgesehenen Erhebungen 6 dienen.As can be seen from the drawing, in particular from FIG. 1, openings 2 are present in the printing stencil 1 , which are assigned to landing areas 4 which are present on the printed circuit board 3 and serve as connecting means. In addition, the printing stencil 1 has recesses 5 which are used to bridge elevations 6 provided on the printed circuit board 3 and intended to cover certain printed circuit board areas.

Die Druckschablone 1 ist eine dünne, aus Messing hergestellte Platine, in deren der Leiterplatte 3 zugewandten einen Oberfläche 1 a die Ausnehmungen 5 vorhanden sind, die vorzugsweise durch einen Ätzvorgang in diese Oberfläche 1 a eingebracht sind. The stencil sheet 1 is a thin, made of brass plate, in which the circuit board 3 facing a surface 1 a, the recesses 5 are provided which are preferably introduced by an etching process in this surface 1 a.

Die Erhebungen 6 werden durch eine Schutzfolie (Lötstopplack) verursacht, die auf bestimmte Bereiche der zu bedruckenden Oberfläche 3 a der Leiterplatte 3 vor dem Druckvorgang aufgebracht wird. Diese bestimmten Bereiche sind mit Goldkontakten 7 versehen, die während der Weiterverarbeitung der Leiterplatte 3 unbedingt vor Verschmutzungen zu schützen sind. Die die Erhebungen 6 darstellende Schutzfolie (Lötstopplack) kann dann, wenn es der Arbeitsprozeß zuläßt, nach dem Druckvorgang durch Abziehen wieder von den Goldkontakten 7 entfernt werden.The elevations 6 are caused by a protective film (solder resist) which is applied to certain areas of the surface 3 a to be printed on the printed circuit board 3 before the printing process. These specific areas are provided with gold contacts 7 , which must be protected from contamination during further processing of the printed circuit board 3 . The protective film (solder resist) representing the elevations 6 can then, if the working process permits, be removed from the gold contacts 7 again by pulling them off after the printing process.

Zum Bedrucken wird die Druckschablone 1 auf die zu bedruckende Seite 3 a der Leiterplatte 3 aufgelegt, wobei die in der Druckschablone 1 vorhandenen Durchbrüche 2 den entsprechenden, auf der Leiterplatte 3 vorhandenen Landeflächen 4 zugeordnet werden. Bei jedem Druckvorgang wird ein Druckrakel 8 in Pfeilrichtung über die Druckschablone 1 hinwegbewegt. Das Druckrakel 8 bewirkt dabei, daß die Durchbrüche 2 der Druckschablone 1 mit Lotmaterial 9 ausgefüllt werden. Die Schichtdicke des Lotmaterials 9 entspricht dabei der Dicke der Druckschablone 1.For printing, the printing template 1 is placed on the side 3 a of the printed circuit board 3 to be printed , the openings 2 in the printing template 1 being assigned to the corresponding landing areas 4 present on the printed circuit board 3 . With each printing process, a squeegee 8 is moved over the printing stencil 1 in the direction of the arrow. The squeegee 8 causes the openings 2 of the stencil 1 to be filled with solder material 9 . The layer thickness of the solder material 9 corresponds to the thickness of the printing stencil 1 .

Normalerweise, d. h. bei der herkömmlichen Druckschablonenart entsprechen die Flächenabmessungen der Durchbrüche 2 denen der Landeflächen 4, und zwar, weil die Dicke der Druckschablone 1 so gewählt ist, daß den Landeflächen 4 bei diesen Flächenabmessungen der Durchbrüche 2 während des Druckvorganges die zum Verlöten der Bauteile richtige Menge an Lotmaterial 9 zugeordnet wird.Normally, that is, in the conventional type of printing stencil, the area dimensions of the openings 2 correspond to those of the landing areas 4 , specifically because the thickness of the printing stencil 1 is selected such that the landing areas 4 with these area dimensions of the openings 2 during printing process have the correct dimensions for soldering the components Amount of solder material 9 is assigned.

Werden in die eine Seite 1 a der Druckschablone 1 Ausnehmungen 5 eingebracht, so ist es oft nicht möglich, die Dicke der Druckschablone 1 so zu wählen, daß bei gleichen Flächenabmessungen der Durchbrüche 2 und der Landeflächen 4 diesen während des Druckvorganges die richtige Menge an Lotmaterial 9 zugeordnet wird. Das ist immer dann der Fall, wenn die einzubringenden Ausnehmungen 5 so tief auszuführen sind, daß schon aus konstruktiven Gründen eine wesentlich dickere Druckschablone verwendet werden muß.Be a of the stencil sheet 1 the recesses 5 is introduced into the one side 1, so it is often not possible to choose the thickness of the stencil sheet 1 so that in the same area dimensions of the openings 2 and the land surfaces 4 thereto during the printing operation, the right amount of solder material 9 is assigned. This is always the case when the recesses 5 to be made are to be made so deep that a considerably thicker printing stencil must be used for design reasons alone.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Druckschablone 1, die wegen der vorhandenen Gegebenheten (Höhe der Erhebungen 6, mechanische Festigkeit der Druckschablone 1) etwa doppelt so dick ist, wie es von der den Landeflächen 4 zuzuordnenden Menge an Lotmaterial 9 notwendig wäre, wenn die Durchbrüche 2 und die Landeflächen 4 die gleichen Flächenabmessungen aufweisen würden. Um das Zuordnen der richtigen Menge an Lotmaterial zu gewährleisten, sind die Durchbrüche 2 dieser Druckschablone 1 von der Fläche her nur halb so groß wie die Abmessungen der Landeflächen, so daß wiederum ein ausgeglichenes Verhältnis vorliegt.The exemplary embodiment shows a printing stencil 1 which, because of the existing conditions (height of the elevations 6 , mechanical strength of the printing stencil 1 ), is approximately twice as thick as would be necessary for the amount of solder material 9 to be assigned to the landing areas 4 if the openings 2 and the landing areas 4 would have the same area dimensions. In order to ensure the assignment of the correct amount of solder material, the openings 2 of this printing stencil 1 are only half as large as the dimensions of the landing surfaces, so that again there is a balanced relationship.

Wie speziell aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Durchbrüche 2 in der Druckschablone 1 so angeordnet, daß, wenn die Druckschablone 1 auf die Leiterplatte 3 gelegt wird, die Durchbrüche 2 den Landeflächen 4 so zugeordnet sind, daß die beiden sich zugewandten Begrenzungslinien 4′ von zwei ein und demselben (SMD)-Bauteil zugehörigen Landeflächen 4 nur teilweise so abgedeckt sind, daß die durch die Druckschablone 1 abgedeckten Bereiche 4′′ der Landeflächen 4 U-förmig sind.As is apparent especially from Fig. 2, the openings 2 are arranged in the stencil sheet 1 so that when the printing stencil is placed on the printed circuit board 3 1, the openings 2 are assigned to the land surfaces 4 so that the two mutually facing boundary lines 4 ' of two one and the same (SMD) component associated landing areas 4 are only partially covered so that the areas covered by the stencil 1 4 '' of the landing areas 4 are U-shaped.

Claims (8)

1. Druckschablone, insbesondere Druckschablone zum Bedrucken von zur Aufnahme von oberflächenmontierbaren Bauteilen (SMD) vorgesehenen Leiterplatten bzw. Trägersubstraten mit Lotmaterial, wobei die Druckschablone Durchbrüche aufweist, die den Stellen (Landeflächen) der Leiterplatte zugeordnet werden, die während des Druckvorganges mit Lotmaterial zu beschichten sind und wobei die Durchbrüche in Abstimmung mit der Druckschablonendicke solche Abmessungen aufweisen, daß den Landeflächen durch den Druckvorgang die Mengen an Lotmaterial zugeordnet werden, die ein einwandfreies Verlöten der aufzubringenden Bauteile erlauben, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen der Leiterplatte (3) zuzuordnenden Oberfläche (1 a) der Druckschablone (1) zumindest eine Ausnehmung (5) vorhanden ist, die zur Überbrückung zumindest einer auf der zu bedruckenden Oberfläche (3 a) der Leiterplatte (3) vorhandenen Erhebung (6) vorgesehen ist.1. Printing stencil, in particular printing stencil for printing printed circuit boards or carrier substrates provided for receiving surface-mountable components (SMD) with solder material, the printing stencil having openings which are assigned to the locations (landing areas) of the printed circuit board which are to be coated with solder material during the printing process are and the openings in coordination with the stencil thickness have dimensions such that the landing areas are assigned by the printing process the amounts of solder material that allow a perfect soldering of the components to be applied, characterized in that on one surface to be assigned to the printed circuit board ( 3 ) ( 1 a) of the printing template ( 1 ) there is at least one recess ( 5 ) which is provided to bridge at least one elevation ( 6 ) present on the surface ( 3 a) of the printed circuit board ( 3 ) to be printed. 2. Druckschablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gesamtdicke der Druckschablone (1) aus zwei Bereichen zusammensetzt, wobei der eine Bereich (1′) eine die mechanische Festigkeit gewährleistende Dicke aufweist und der andere Bereich (1′′) so dick ausgebildet ist, wie die Höhe der auf der zu bedruckenden Seite (3 a) der Leiterplatte (3) vorhandenen Erhebungen (6) einschließlich der notwendigen Toleranzen und daß die Flächenabmessungen der Durchbrüche (2) wesentlich kleiner als die Abmessungen der Landeflächen (4) sind.2. Printing stencil according to claim 1, characterized in that the total thickness of the printing stencil ( 1 ) is composed of two areas, one area ( 1 ' ) having a thickness which ensures mechanical strength and the other area ( 1'' ) being so thick is designed as the height of the elevations ( 6 ) on the side to be printed ( 3 a) of the printed circuit board ( 3 ) including the necessary tolerances and that the surface dimensions of the openings ( 2 ) are significantly smaller than the dimensions of the landing surfaces ( 4 ) . 3. Druckschablone nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (2) der Druckschablone (1) so ausgebildet und den auf der Leiterplatte (3) vorhandenen Landeflächen (4) derart zugeordnet sind, daß nur die sich zugewandten Begrenzungslinien (4′) zumindest zweier Landeflächen (4) die ein und demselben Bauteil zugehörig sind, von den Durchbrüchen tangiert werden.3. Printing stencil according to one of claims 1 or 2, characterized in that the openings ( 2 ) of the printing stencil ( 1 ) are formed and the landing areas ( 4 ) present on the printed circuit board ( 3 ) are assigned such that only the facing boundary lines ( 4 ' ) at least two landing surfaces ( 4 ) belonging to one and the same component, are affected by the breakthroughs. 4. Druckschablone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (2) der Druckschablone (1) den auf der Leiterplatte (3) vorhandenen Landeflächen (4) derart zugeordnet sind, daß die sich zugewandten Begrenzungslinien (4′) zumindest zweier Landeflächen (4), die ein und demselben (SMD) Bauteil zugehörig sind, nur teilweise abgedeckt sind, so daß die durch die Druckschablone (1) abgedeckten Bereiche (4′′) der Landefläche (4) U-förmig sind.4. Printing template according to one of claims 1 to 3, characterized in that the openings ( 2 ) of the printing template ( 1 ) on the circuit board ( 3 ) existing landing areas ( 4 ) are assigned such that the facing boundary lines ( 4 ' ) at least two landing surfaces ( 4 ), which belong to one and the same (SMD) component, are only partially covered, so that the areas covered by the printing template ( 1 ) ( 4 '' ) of the landing surface ( 4 ) are U-shaped. 5. Druckschablone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Ausnehmung (5) in die Oberfläche (1 a) der Druckschablone (1) durch einen Ätzvorgang eingebracht ist.5. Printing stencil according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one recess ( 5 ) in the surface ( 1 a) of the printing stencil ( 1 ) is introduced by an etching process. 6. Druckschablone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Ausnehmung (5) in die Oberfläche (1 a) der Druckschablone (1) durch spanende Formgebung eingebracht ist. 6. Printing template according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one recess ( 5 ) in the surface ( 1 a) of the printing template ( 1 ) is introduced by machining. 7. Druckschablone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschablone (1) aus Metall, vorzugsweise Messing, besteht.7. Printing template according to one of claims 1 to 6, characterized in that the printing template ( 1 ) consists of metal, preferably brass. 8. Druckschablone nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschablone (1) aus Kunststoff besteht.8. Printing template according to one of claims 1 to 4 and 6, characterized in that the printing template ( 1 ) consists of plastic.
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