DE69307149T2

DE69307149T2 - Siebdruckschablone

Info

Publication number: DE69307149T2
Application number: DE69307149T
Authority: DE
Inventors: Paul Preston Weymouth Dorset Cane
Original assignee: Individual
Current assignee: Tecan Ltd
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2013-10-01
Also published as: ATE147010T1; CA2145991A1; GB9506244D0; GB9220700D0; EP0662878A1; WO1994007697A1; AU673541B2; AU4831393A; GB2286155A; GB2286155B; EP0662878B1; CA2145991C; US5606911A; DE69307149D1

Description

Diese Erfinding betrifft Siebdrucken und ist insbesondere gerichtet auf Siebdruckschablonen bzw. -matrizen, welche in solch einem Verfahren verwendet werden.
Siebdrucken ist wohlbekannt, wobei Tinte, Farbe oder andere Medien durch Öffnungen geführt werden, welche in einer Matrize oder einer Schablone gebildet sind, und zwar auf die Fläche eines Substrates.
Dasselbe Verfahren wird verwendet bei der Vorbereitung von gedruckten Schaltungsplatinen, wobei eine Menge an Lot- bzw. Lötmittelpaste an der Schablone bzw. Matrize abgelagert wird, und nachfolgend durch die Öffnungen zu der Fläche der gedruckten bzw. bedruckten Schaltplatine gepreßt bzw. gequetscht, welche darunter angeordnet ist. Die Schablone ist üblicherweise hergestellt aus dünnem rostfreiem Stahl oder anderen geeigneten Metallfolien.
Bedingt durch die Anforderungen für extreme Genauigkeit beim Lotdrucken von Schaltplatinen wird die Schablone präzise innerhalb eines Rahmens unter Spannung angeordnet, und der Rahmen wird positionsmäßig an Teilen der Druckmaschine montiert. Verschiedene Verfahren des Bewirkens bzw. Aufbringens von Zug bzw. auf Spannung auf die Schablone sind bekannt.
In einer derzeitigen Praxis wird ein vorgespanntes bzw. vor Zug beaufschlagtes Netz bzw. Maschengewebe bzw. Mascheneinrichtung zuerst an einem steifen Rahmenwerk verbunden bzw. verklebt, wobei der Perimeter der Schablonenfolie mit dem Maschenwerk bzw. Sieb verbunden wird, wonach das Maschenwerk bzw. Sieb bzw. Gitter von dem Druckbereich entfernt wird. Somit wird der Zug bzw. die Spannung, welche in dem Maschenwerk vorhanden ist, auf die Schablonenfolie übertragen. Dieses System ist kompliziert, zeitaufwendig und daher kostspielig. Des weiteren werden die Schabonenfolie und der Rahmen zu einer semi-permanenten Anordnung, welche wesentlichen Speicherraum benötigt, da jede Schablone einen separaten Rahmen erfordert.
In einem Versuch, dieses Problem zu überwinden, wurde eine Anordnung angedacht und gezeigt in der PCT-Patentveröffentlichung WO 92/08616, wobei Kantenabschnitte der Schablonenfolie gebildet sind mit Schlitzen, welche angeordnet sind über Pfosten bzw. Bolzen an dem Rahmen. Der Rahmen wird nachfolgend pneumatisch unter Zug bzw. Spannung gesetzt zum Versteifen bzw. Glätten der Folie in einem gewissen Ausmaß. Jedoch wurde herausgefunden, daß in dieser Anordnung der Zug bzw. die Spannung ungleichmäßig verteilt ist quer zu der Folie, wodurch sogenannte "Spannungslinien" entstehen, mit einer darausfolgenden Distortion der Öffnungen und einer ungenauen Ablagerung bzw. Fällung der Lötmittel bzw. Lotpaste auf den gedruckten Schaltplatinen.
In einem weiteren Verfahren, welches hierin beschrieben ist und in der anhängigen PCT-Patentanmeldungsnummer PCT/GB93/02040, veröffentlicht als WO 94/07696 desselben Anmelders, greift eine selbstspannende bzw. zugbelastende Montage bzw. Rahmen für Schablonenfolien die Folie an entgegengeselzten bzw. gegenüberliegenden Enden des Rahmens ein, und die Folie wird durch Nocken oder ähnliche Einrichtungen gespannt, welche gleichförmig über die Breite der Schablone wirken, um somit dieselbe anzuheben oder abzusenken mit Bezug aut den Rahmen, während die Enden der Schablone in dem Rahmen geklemmt verbleiben.
In dem Abstract der japanischen Veröffentlichungsnummer JP2295793 ist eine Siebplatte zum Drucken offenbart, wobei die Siebplatte an entgegengesetzten bzw. Gegenüberliegenden Enden an einem Rahmen befestigt ist. An nur einer Seite des Druckmusters an der Platte ist ein elastisches Teil der Platte gebildet, und zwar angeordnet ausgerichtet mit dem Druckmuster und gewissermaßen breiter, wobei dieser elastische Teil vorgesehen ist, um eine Deformation des Druckmusters durch das Pressen bzw. Quetschen zu vermeiden, wenn letzterer von dem elastischen Teil über das Muster zu dem entsprechenden nicht-elastischen Teil fortschreitet. Der Oberbegriff des Anspruches 1 basiert auf der Offenbarung in dieser älteren Anmeldung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schablone bereitzustellen in Form einer metallischen Folie, ausgelegt, um direkt an einer selbstspannenden Montage bzw. einem selbstspannenden Rahmen montiert zu werden, und zwar mittels einer Reihe von Öffnungen, welche in der Schablonenfolie gebildet sind, zum Zusammenwirken mit entsprechenden Stiften oder dergleichen, wobei der technische Effekt von Spannung oder Zuglinien, welche dazu neigen, in der Schablone beim Spannen erzeugt zu werden, abgeschwächt oder überwunden ist.
In einer Ausführungsform ist eine Schablonenfolie bzw. Matrizenfolie bereitgestellt zur Montage unter Spannung an einer Montage dafür, wobei die Folie gebildet ist mit einem oder mehreren Bereichen von Abschwächungen, welche in dem Bereich von zumindest einer Kante der Folie angeordnet sind.
Der Erweichungs- bzw. Abschwächungsbereich ist nach innen beabstandet von einer Kaute der Folie und erstreckt sich generell parallel zu der Kante der Folie. Der Abschwächungsbereich ist gebildet durch einen Bereich bzw. ein Feld von Perforationen. Alternativ kann der Abschwächungsbereich bereitgestellt sein durch Entfernen von ein wenig des Materials der Folie von einer Fläche davon, um die Querschnittsdicke der Folie in dem aufgeweichten bzw. abgeschwächten Bereich zu reduzieren. Solches Verdünnen der Folie kann bereitgestellt sein anstelle von oder zusätzlich zu den zuvor erwähnten Perforationen.
Endbereiche der Folie sind geklemmt bzw. geklammert an der Montage oder dem Rahmen, und die abgeschwächten bzw. aufgeweichten Bereiche der Folie stellen Spannungsausgleich bereit, um somit den Zug in der Folie zu steuern bzw. zu regeln.
In einer Ausführungsform sind die abgeschwächten Bereiche in Abschnitten der Folie angeordnet, welche beabstandet sind von dem Körperabschnitt der Folie, welcher dafür vorgesehen ist, das Schablonenmuster aufzunehmen. Generell sind die Abschwächungs- bzw. Erweichungs- bzw. abgeschwächten bzw. erweichten Bereiche an der Peripherie des Körperabschnittes der Folie angeordnet, welche vorgesehen ist, das Schablonenmuster aufzunehmen bzw. zu empfangen, jedoch kann es für gewisse Anwendungen vorteilhaft sein, eine modifizierte Anordnung der Zone oder Zonen von Erweichung bzw. Abschwächung zu erhalten, und zwar ohne die Funktion eines bekannten Schablonenmusters zu beeinträchtigen.
Generell sind die Abschwächungsbereiche derart angeordnet, daß sie die generelle Zugrichtung kreuzen (z.B. unter einem Winkel von zwischen 45 und 135 Grad), welche eingestellt ist in der Folie während der Verwendung, Und zwar zwischen gegenüberliegenden Kanten, welche in der Montage dafür gehalten sind. Da das Schablonenmuster eine Wirkung auf die Neigung für die Erzeugung voll Spannungslinien in der Folie hat, kann es vorteilhaft sein für die Abschwächungsbereiche, angeordnet oder konstruiert zu sein, so daß sie Bezug nehmen auf Merkmale, wie z.B. die Anordnung, Größe oder Form des Schablonenmusters odeir in der Tat mit Bezug auf deren Wirkung auf das Zugmuster, welches in der Folie während der Verwendung erzeugt wird.
Das obige und andere Merkmale der Erfindung werden deutlicher aus der folgenden Beschreibung, welche beispielhaft angegeben ist mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schablonenfollen angeordnet mit Bezug auf den Rahmen in dem zugbeaufschlagten Zustand, wobei Teile zur Verdeutlichung entfernt sind.
Figur 2 ist eine Querschnittsansicht durch einen zusammengebauten Rahmen und ein Schablonenglied in dem ungespannten bzw. unzugbelasteten Zustand.
Figur 3 ist eine Querschnittsansicht ähnlich zu Figur 2, jedoch in dem zugbeaufschlagten bzw. gespannten Zustand.
Figur 4 ist eine Detailaufsicht von einem Teil der Anordnung, welche insbesondere Details eines Spannungsausgleichssystemes gemäß der Erfindung zeigt.
Wie es in den Zeichnungen zu sehen ist, umfaßt eine Schablonen-/Rahmenanordnung gemäß der Erfindung einen Rahmen 2 mit Front- und Heckrahmengliedern 4 bzw 6 und linken und rechten Rahmengliedern 8, 10.
Wie es deutlich in Figur 3 zu sehen ist, umfaßt jedes der Front- und Heckrahmenglieder 4 und 6 ein längliches Hauptbasisglied 1 2, welches an seinen Enden mit den Seitengliedern 8, 10 verbunden ist. Anordnungsstifte 14 springen nach oben von den Gliedern 12 vor, wie es in Figur 2 zu sehen ist, und eine Klemmstange 16 ist gebildet mit länglichen Löchern 18, welche mit den Stiften 14 ausgerichtet sind. Klemmschrauben 19 reichen durch Freiraumlöcher 21 in den Stangen 16 in gewindete Löcher in den Basisgliedern 12. Die Freiraumlöcher in den Klemmstangen sind üblicherweise gebildet als Schlüssellochschlitze zum schnellen Lösen und Ersetzen der Stangen bzw. Streben bzw. Barren.
Längliche Stangen 17 mit nockenförmigen Profilabschnitten erstrecken sich entlang dem Basisglied 12 und sind schwenkbar durch Stifte 20 montiert, welche drehbar bezüglich der Achse X in Löchern sind, welche in den Seiten gliedein 8, 10 gebildet sind. Griffe 22 sind befestigt an und springen vor von Endabschnitten der nockenförmigen Stangen, wobei Rücksprünge 24 in den Enden der Basisglieder 12 gebildet sind, um diese Griffe aufzunehmen, wenn sie sich in der operativen Zugposition befinden.
Die Schablonenfolie F ist gebildet mit Anordnunglöchern 26 hin zu ihren Front- bzw. vorderen und Heck- bzw. hinteren Kanten und die mittleren Abstände von diesen Löchern sind koinzident bzw. zusammenfallend mit mittleren Abständen der Anordnungsstifte 14 in dem Basisglied 12. Weitere Löcher 28 sind in der Folie gebildet, um mit den Klemmschrauben 19 zusammenzufallen.
Zum Montieren der Schablonenfolie F an dem Rahmen 2 werden die Klemmschrauben 19 zuerst durch ein oder zwei Drehungen gelöst, wonach die Klemmstangen bzw. -streben 16 nach links bewegt werden, wie es in Figur 4 zu sehen ist, und nachfolgend abgehoben von ihren jeweiligen Basisgliedern 12, wobei die Köpfe der Schrauben 19 durch den größeren Durchmesser der Schlüssellochschlitze treten.
Zu dieser Zeit befinden sich die Nocken 17 in ihrer generell horizontalen Position, wie es deutlich in Figur 2 zu sehen ist.
[)ie Schablonenfolie F wird nachfolgend an dem Rahmen angeordnet durch Anordnen der Löcher 16 über den Stiften 14 an sowohl den vorwärtigen als auch den rückwärtigen Basisgedern 12, wonach die Klemmstangen erneut in Position angeordnet und die Schrauben 19 festgezogen werden. Die Folie ist somit zwischen dem Front- und Heckrahmen 4 und 6 geklemmt.
Zum Anordnen der Folie unter Zug bzw. zum Unterzugsetzen der Folie werden die Griffe 22 nach unten gedrückt zu ihrer im wesentlichen horizontalen Position, wodurch die Nockenstäbe 17 um die Achsen ihrer Schwenkstifte 20 geschwenkt werden, und zwar zu der Position, wie sie in Figur 3 gezeigt ist. Dies erhöht etfektiv den mittleren Teil der Folie über ihre Originalebene, wobei sie gespannt wird zum Ziehen bzw. Spannen der Folie, um sie somit auf ein erforderliches Maß zu versteifen bzw. glätten, um Genauigkeit der Anordnung der Öffnungen oberhalb des Bereiches bzw. Feldes der gedruckten Schaltplatine, welche zu drucken ist, zu sichern.
Fertige Anordnung und Klemmung der Schablonenfolie bedeutet, daß lediglich die Folien selbst gelagert werden müssen, eher als die komplette Anordnung von Folien und Rahmen, wie es generell üblich ist, wodurch Speicherraum gespart wird und das Risiko der Beschädigung beim Bewegen der Anordnungen zu und von der Lager- bzw. Speichereinrichtung reduziert ist.
Wie es deutlich in den Figuren 1 und 4 zu sehen ist, sind Bereiche der Schablone, benachbart den Enden, gebildet mit Reihen von Löchern 40 mit kleinem Durchmesser. Dies hat die Wirkung, daß Spannung ausgeglichen wird, welche auf dem Hauptbereich der Folie bewirkt ist. Es wurde herausgefunden, daß durch Beieitslellen dieser Spannungsausgleichslöcher die Neigung von Spannungslinien, welche in der Folie auftreten, eliminiert ist. Alternativ kann ähnlicher Spannungsausgleich durchgeführt werden durch Reduzieren der Querschnittsfläche bzw. des Querschnittsbereiches der Folie in dieser Nähe, z.B. durch Wegätzen von Teilen des Metalles.
Diese selbe Technik ist effektiv, obwohl die Folie gespannt ist. Zum Beispiel, wenn eine pneumatische bzw. druckluftbetätigte Rahmenzug- bzw. Spannanordnung verwendet wird, ist das Feld bzw. der Bereich von Löchern bereitgestellt, benachbart den Endabschnitten der Folie, um die Bildung von Spannungslinien in der gespannten Folie abzuschwächen.
Die Löcher oder eine andere reduzierte Querschnittsanordnung kann gebildet sein an einem oder an beiden Endabschnitten der Schablonenfolie. Des weiteren kann eine Anzahl von Reihen oder Löchern oder lediglich nur eine Reihe vorgesehen sein, wobei die Position, die Form und die Größe der Löcher verändert werden können gemäß dem erforderlichen Spannungs- bzw. Zuggrad, oder der Ausmaß dicke der Folie, welche verwendet wird.
Des weiteren, obwohl es bevorzugt ist, daß die Folie hergestellt ist aus einem geeigneten Metall, z.B. aus einer rostfreien Stahllegierung, kann die Erfindung ebenfalls angewendet werden auf jegliche Schablonen, unabhängig davon, welches Material verwendet wird.
Es wurde herausgefunden, daß die Verwendung einer Schablonenfolie, ausgerüstet mit dem Spannungsausgleichssystem, wie es beschrieben ist, genaue unverzerrte Anordnung des Druckmediums an dem Substrat ermöglicht. Dies ist inbesondere vorteilhaft beim Drucken von Lot- bzw. Lötmittelpaste auf gedruckte Schaltplatinen.

Claims

1. Schablone (F) zur Montage unter Spannung an einer Montage (2), wobei die Schablone umfaßt:

a) einen Körperabschnitt zum Aufnehmen eines Schablonenmusters;

b) zumindest zwei periphere Bereiche, welche den Körperabschnitt definieren und in der Montage zur Aufbringung von Spannung auf den Körperabschnitt ausgelegt sind;

c) einen Abschwächungsbereich, welcher bei einer definierten Anordnung der Schablone (F) gebildet ist, und angeordnet innerhalb von einem der peripheren Bereiche, um Spannung in der verwendeten Schablone auszugleichen;

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die Schablone (F) eine Schablonenfolie umfaßt, umfassend eine dünne metallische Schicht oder Folie, welche ausgelegt ist, um direkt an der Montage montiert zu werden; daß

e) die Schablonenfolie (F) ausgelegt ist zur Verwendung in einer Selbstspannmontage oder -Rahmen und eine Reihe von Öffnungen (26) umfaßt, welche in der Folie an den zwei peripheren Oberflächen der Schablone gebildet sind, und sich in Längsrichtung davon erstrecken, zum Zusammenwirken mit entsprechenden Stiften (14) der Montage oder des Rahmens (2), wodurch die Schablonenfolie getrennt von der Montage gelagert und nachfolgend daran montiert werden kann; und daß

f) der Abschwächungsbereich angeordnet ist zwischen den Reihen von Öffnungen (26) und dem Teil des Körperabschnittes zum Aufnehmen des Schablonenmusters oder dem Teil, welcher das Schablonenmuster aufweist, wobei der Abschwächungsbereich sich quer über die gesamte Breite der Schablone (F) an dem relevanten peripheren Bereich davon in der Form eines Streifens oder Bandes erstreckt, um die Spannung in der Schablonenfolie auszugleichen, welche erzeugt ist durch die Montagestifte (14) und die Montageöffnungen (26) beim Selbstspannen bzw. Selbstziehen der Schablone durch die Montage oder den Rahmen.

2. Schablone (F) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absschwächungsbereich ein Muster von Öffnungen umfaßt.

3. Schablonenfolie (F) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster von Öffnungen eine Vielzahl von Reihen von Öffnungen (40) aufweist.

4. Schablone (F) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschwächungsbereich in der Form eines Bereiches der Folie ist, welche von reduzierter Tiefe vorliegt.

5. Schablone gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschwächungsbereich von der Reihe von Montageöffnungen (26) beabstandet ist.

6. Schablone gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschwächungsbereich an beiden der peripheren Bereiche davon an gegenüberliegenden Seiten der Schablone bereitgestellt ist.