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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf
ein Verfahren zum Drucken, durch das Auftragen von Lötpaste auf
Oberflächen von
zu druckenden Leiterkarten.
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Bei
dem herkömmlichen
Verfahren zur Herstellung von elektronischen Leiterkarten wurde
Lötpaste
in erster Linie verwendet, um elektronische Komponenten, so wie
Chips oder ähnliches,
auf Leiterkarten zu löten.
Eine Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste wurde eingesetzt um
zu Drucken, indem die Lötpaste
in einem gewünschten
Muster aufgetragen wird.
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Ein
Rakelkopf, der in einer herkömmlichen Vorrichtung
zum Drucken von Lötpaste 100 eingerichtet
ist, ist gebildet wie beispielsweise in 20 gezeigt.
Im Allgemeinen bewegt sich ein Rakelkopf 102 für jede Leiterkarte 5 abwechselnd
von links nach rechts und von rechts nach links, wie in 20 gezeigt,
um die Lötpaste
zu drucken. Eine rechte Rakel 101a wird verwendet, um in
der rechten Richtung zu drucken, nämlich von links nach rechts,
wie in 20 gezeigt, und eine linke Rakel 101b wird
verwendet, um in der entgegengesetzten linken Richtung zu drucken.
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Ein
Vorgang zum Ducken der Lötpaste
auf die Leiterkarte 5 durch die herkömmliche Vorrichtung zum Drucken
von Lötpaste 100 wird
unter Bezugnahme auf die 20 bis 22 beschrieben.
In den 20 bis 22 kennzeichnen
die Bezugszeichen jeweils Folgendes: 3 eine Maske, die Öffnungen 4 aufweist,
welche in einem gewünschten
Muster gebildet sind; 5 eine Leiterkarte; 6 eine
Anschlussfläche, auf
der eine Lötpaste 7 gedruckt
wird; und 8 einen Lötabdecklack.
Das vorstehend genannte Muster der Maske 3 ist ein Muster,
bei dem Öffnungen 4 entsprechend
der Anschlussflächen 6 auf
der Leiterkarte 5 gebildet sind.
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Bei
dem Drucken in der rechten Richtung, wird zuerst die Leiterkarte 5 positioniert
und überlappend
mit der Maske 3 eingerichtet, so dass die Öffnungen 4 mit
den Anschlussflächen 6 übereinstimmen.
Während
die linke Rakel 101b in erhobenem Zustand gehalten wird,
wird danach die rechte Rakel 101a abgesenkt, um einen Abschnitt
des vorderen Endes der Rakel 103 durch eine angemessene Druckanpressung
mit einer Oberfläche 3a der
Maske 3 in Berührung
zu bringen. In diesem Zustand wird die rechte Rakel 101a in
der rechten Richtung linear bewegt, um auf diese Art und Weise die
Lötpaste 7, die
an der Oberfläche 3a der
Maske 3 bereitgestellt ist, in die Öffnungen 4 der Maske 3 zu
füllen.
Die Leiterkarte 5 wird von der Maske 3 getrennt,
nachdem die rechte Rakel 101a zu dem rechten Ende der Maske 3 bewegt
wurde, wenn der Duckvorgang beendet ist. In dem Fall des Druckens
in der linken Richtung wird in der Zwischenzeit die Leiterkarte 5 positioniert und überlappend
mit der Maske 3 eingerichtet, entsprechend dem vorstehend
genannten Druckvorgang in der rechten Richtung. Dann wird die linke
Rakel 101b abgesenkt, während
die rechte Rakel 101a angehoben gehalten wird, um den Abschnitt
des vorderen Endes der Rakel 103 in Kontakt mit der Maske 3 zu
halten. Der Vorgang danach gleicht dem des Falls des Druckens in
der rechten Richtung. Durch das abwechselnde Wiederholen der Operationen
in der rechten Richtung und linken Richtung für jede Leiterkarte 5,
wird die Lötpaste 7 kontinuierlich
gedruckt, welche auf die Anschlussflächen 6 von jeder Leiterkarte 5 über die
Maske 3 aufgetragen wird.
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Bei
der herkömmlichen
Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste 100 wird
die Rakel 101a oder 101b bewegt, während der
Abschnitt des vorderen Endes 103 der Rakel mit einer angemessenen Druckanpressung
in Kontakt mit der Oberfläche 3a der
Maske 3 gehalten wird. Wie aus dieser Tatsache deutlich
geworden ist, übt
jede der herkömmlichen Rakel 101a, 101b zwei
Arten von Operationen aus, das heißt eine abstreifende Operation
der Lötpaste 7 an
der Oberfläche 3a der
Maske 3 und eine füllende Operation
des Füllens
der Lötpaste 7 in
die Öffnungen 4 der
Maske 3, welche unter Bezugnahme auf die 21 und 22 beschrieben
werden.
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Die 21 und 22 sind
vergrößerte Ansichten
der Druckrakel 101a etc, wenn das Drucken in der rechten
Richtung ausgeführt
wird. Wie in 21 gezeigt, wenn die rechte
Rakel 101a abgesenkt ist, um den Abschnitt des vorderen
Endes 103 in Berührung
mit der Oberfläche 3a der
Maske 3 zu bringen, und linear in der rechten Richtung
bewegt wird, bewegt sich die rechte Rakel 101a, welche
die Lötpaste 7 erreicht,
die auf die Oberfläche 3a der Maske 3 zugeführt ist,
während
sie die Lötpaste
abstreift. Die abgestreifte Lötpaste 7 fließt in Begleitung einer
Rotationsbewegung, genannt Walzen, wie durch einen Pfeil I in 22 gekennzeichnet.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Fluiddruck im Inneren der Lötpaste 7 erzeugt.
Wenn sich die rechte Rakel 101a weiter in die rechte Richtung
bewegt, um die Öffnungen 4 der
Maske 3 in dem vorstehend genannten Zustand zu erreichen,
wird die Lötpaste 7 durch
den vorstehend genannte Fluiddruck in die Öffnungen 4 gepresst,
mit anderen Worten, die Löt paste 7 wird
in die Öffnungen 4 gefüllt. Ein
Druck, mit dem die Lötpaste 7 in
die Öffnungen 4 gepresst
wird, wird im Folgenden als ein „Fülldruck" bezeichnet.
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Wird
ein Koordinatensystem – wie
in 23 gezeigt – für die Druckrakel 101a angenommen, wenn
eine Viskosität
der Lötpaste 7 η ist, ein
Winkel der Oberfläche 3a der
Maske 3 zu einer Fläche 104 der
Druckrakel 101a, gegenüber
der Oberfläche 3a (im
Folgenden als ein „Rakelwinkel" bezeichnet), α ist, eine
Geschwindigkeit der sich bewegenden Rakel 101a (als eine „Rakelgeschwindigkeit" bezeichnet) v ist,
ist bekannt, dass ein Fluiddruck p, der in dem Inneren der Lötpaste 7 erzeugt
wird, durch eine unten genannte Gleichung ausgedrückt wird. P = (2ηv/r)·(Asinθ + Bcosθ) (1)wobei r eine
optionale Position in dem Polarkoordinatensystem von 23 ist, θ ein Winkel
der Oberfläche 3a der
Maske 3 zu dem vorstehenden r ist, A = sin2α/(α2 – sin2α)
und B = (α – sinα·cosα)/(α2 – sin2α).
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Aus
dem vorstehenden Ausdruck (1) sind eine Fluiddruckverteilung in
der Lötpaste 7 und
eine Druckverteilung an der Fläche 104 der
Druckrakel 101a so wie in 24 gekennzeichnet.
Insbesondere ist ein schattierter Abschnitt 105 in 24 gezeigt, wo
der Fluiddruck p, nämlich
der Fülldruck
erzeugt wird.
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Mittlerweile
ist es hinsichtlich der Verbesserung der Produktivität erforderlich,
eine Druckzeit zum Drucken der Lötpaste
bei dem Druckvorgang zu verkürzen.
Wenn jedoch die Rakelgeschwindigkeit v beschleunigt wird, um die
Druckzeit bei der herkömmlichen
Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste 100 zu
verkürzen,
wird die Menge der Lötpaste 7,
die in die Öffnungen 4 der
Maske 3 gefüllt
wird, knapp, wie in 25 gezeigt, was zu Fehlern beim
Drucken durch nicht gefüllte
Abschnitte 9 führt
und ein beständiges
Drucken behindert. Der nicht gefüllte
Abschnitt 9 wird im allgemein nicht verursacht, wenn beispielsweise
Tinte durch ein Verfahren des Siebdrucks gedruckt wird, wird aber
verursacht, wenn eine pastenartige Substanz aus einer Mischung aus
einer Lötpaste
mit hoher Viskosität
und Pulver-Lötmittel,
zum Beispiel die Lötpaste 7 oder ähnliches,
verwendet wird. Das heißt,
die nicht gefüllten
Abschnitte 9 werden durch das Pulver-Lötmittel verursacht. Mit anderen
Worten gibt es ein Problem, dass es bei der herkömmlichen Vorrichtung zum Drucken
von Lötpaste 100 unmöglich ist,
eine Reduzierung der Druckzeit durch eine Erhöhung der Rakelgeschwindigkeit
v zu realisieren.
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Die
nicht gefüllten
Abschnitte 9, die aus einer Zunahme der Rakelgeschwindigkeit
v resultieren, sind ein Phänomen,
wie im Folgenden beschrieben. Wenn die Rakelgeschwindigkeit v stärker erhöht wird als
bei der herkömmlichen
Technik, wird eine Zeit verkürzt,
in welcher der vordere Endabschnitt 103 der Druckrakel 101a über die Öffnung 4 geführt wird. Folglich
wird natürlich
eine Zeit verkürzt,
in der die Lötpaste 7 in
die Öffnung 4 gefüllt wird
(als eine „Füllzeit" bezeichnet). Der
Fülldruck
erreicht seinen Höchstwert
wenn r = 0, das heißt
an einem Kontaktpunkt des vorderen Endabschnitts 103 der
Druckrakel 101a und der Oberfläche 3a der Maske 3,
wie aus dem Ausdruck (1) und den 23 und 24 zu
erkennen ist. Obwohl pr = pθ = ∞ theoretisch
gehalten wird, wenn r = 0 ist, ist der Kontaktpunkt praktisch ein Staupunkt
und zeigt folglich einen Höchstwert.
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Während der
Fülldruck
selbst erhöht
wird, während
die Rakelgeschwindigkeit v erhöht
wird, weist ein Bereich des hohen Drucks einen engen Zustand auf,
wie aus der Druckverteilung des schraffierten Abschnitts in 24 zu
sehen ist. Da der vordere Endabschnitt 103 unmittelbar über die Öffnung 4 tritt, kann
außerdem
die Füllzeit
nicht ausreichend gesichert sein. Infolgedessen wird der nicht gefüllte Abschnitt 9 gebildet.
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Um
ein Auftreten der nicht gefüllten
Abschnitte 9 zu verhindern, kann durch den Ausdruck (1)
angenommen werden, dass der Rakelwinkel α reduziert werden sollte und
gleichzeitig, dass der Fülldruck
erhöht
werden sollte, wobei das Befüllen
sogar in einer kurzen Füllzeit
beendet wird. Da jedoch die herkömmliche
Druckrakel 101a zwei Operationen ausführt, nämlich die Fülloperation der Lötpaste 7 und
die abstreifende Operation von der Oberfläche 3a der Maske 3,
wie vorstehend beschrieben, wird der vordere Endabschnitt 103 weitgehend
verformt wenn der Fülldruck
erhöht
wird, wodurch unmöglich gemacht
wird, die Lötpaste 7 von
der Oberfläche 3a der
Maske 3 abzustreifen. Die Lötpaste 7 wird auf
der Oberfläche 3a der
Maske 3 belassen, wie in der 26 gezeigt.
In dem Fall, in dem der vordere Endabschnitt 103 der Rakel 101a weiter
fest in Berührung
mit der Oberfläche 3a der
Maske 3 gepresst wird, um zu verhindern, dass die Lötpaste 7 an
der Oberfläche 3a der
Maske 3 verbleibt, wie in 27 gezeigt,
wird die Lötpaste 7 tatsächlich abgestreift, wohingegen
das Maß der
Verformung des vorderen Endabschnitts 103 der Rakel aufgrund
des größeren Kontaktdrucks
erhöht
wird. Wenn folglich der vordere Endabschnitt 103 die Öffnung 4 erreicht,
tritt ein Abschnitt des vorderen Endabschnitts 103 in die Öffnung 4 ein,
nach der Wiederherstellung des vorderen Endabschnitts 103,
wobei die Lötpaste 7,
die bereits in die Öffnung 4 gefüllt wurde,
in unerwünschter
Weise abgestreift wird. Außerdem
erleichtert das Pulver-Lötmaterial,
das in der Lötpaste 7 enthalten
ist, das Abstreifen. Die Menge der in die Öffnung 4 gefüllten Lötpaste 7 wird
folglich verringert, was ein zuverlässiges Drucken behindert.
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Unter
den Umständen,
wenn ein Druckvorgang ausgeführt
wird, stellt üblicherweise
ein Arbeiter die Druckbedingungen ein und verändert diese, basierend auf
Versuchen, um sowohl die abstreifende Operation als auch die füllende Operation
vollständig
zu erzielen und die Lötpaste
dauerhaft zu drucken. Mit anderen Worten werden die Druckbedingungen
festgelegt, eingestellt und verändert
mit einer großen
personellen Unterschiedlichkeit, und das Beibehalten eines dauerhaften
Druckens als Aufgabe ist ein schwieriges Problem.
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JP
08-197712 offenbart ein Verfahren und eine Rakel zum Zuführen eines
Creme-Lötmittels
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. US 5.479.854 offenbart ein automatisches Rakelwinkel-
und Druckeinstellungsmittel, einschließlich einem Belastungsdetektor
zum Erfassen der Rakel-Druckanpressung und Mittel zum Anpassen einer
solchen Belastung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die vorstehend beschriebenen
Schwierigkeiten zu beheben, und es ihre Aufgabe, eine Vorrichtung zum
Drucken von Lötpaste
und ein Verfahren zum Drucken von Lötpaste vorzustellen, wobei
eine Lötpaste
dauerhaft gedruckt werden kann, selbst wenn eine Druckhäufigkeit
verglichen mit dem Stand der Technik erhöht wird.
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Für das Erreichen
dieser und anderer Aspekte gemäß der vorliegenden
Erfindung, wird eine Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste,
wie in Anspruch 1 beansprucht, und ein Verfahren zum Drucken von Lötpaste nach
Anspruch 8 vorgestellt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Diese
und andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
deutlich aus der folgenden Beschreibung, in Verbindung mit den bevorzugten
Ausführungsformen
von dieser, unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 ein
Diagramm, welches die schematische Struktur einer Vorrichtung zum
Drucken von Lötpaste
gemäß einer
Ausführungsform
zeigt;
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2 ein
Diagramm eines vorderen Endabschnitts eines Füllelements einer Füllrakel
von 1;
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3 ein
Diagramm eines Modells zum Erzielen eines Fülldrucks von Lötpaste durch
das Füllelement
der Füllrakel
von 1;
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4 ein
Diagramm einer Druckverteilung, die erzielt wird von dem Modell
von 3;
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5 ein
Diagramm des Füllelements
der Füllrakel
von 1 in einer anderen Ausführungsform;
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6 ein
Diagramm der Füllrakel
von 1 in einer anderen Ausführungsform;
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7 ein
Diagramm des Füllelements
der Füllrakel
von 1 in einer noch anderen Ausführungsform;
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8 ein
Ablaufdiagramm der Operation der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste von 1;
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9 ein
Diagramm eines modifizierten Beispiels der Vorrichtung zum Drucken
von Lötpaste
in 1;
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10 ein
Diagramm eines Einrichtungs-Verhältnisses
zwischen einer Linie in Kontakt mit der Abstreiferrakel und Maske,
und der Öffnung
in der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste von 9;
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11 ein
Diagramm eines Zustandes, wenn die Lötpaste abgestreift wird, während eine Seitenfläche der
Abstreiferrakel in einem stumpfen Winkel zu einer Oberfläche der
Maske in der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste von 9 eingerichtet
ist;
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12 ein
Diagramm eines erläuternden Modells,
warum die Lötpaste
durch die Abstreiferrakel von 11 abgestreift
wird;
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13 ein
Diagramm eines Zustandes, bei welchem die Lötpaste in die Öffnungen
gefüllt
ist, während
die Seitenfläche
der Abstreiferrakel in einem stumpfen Winkel zu der Oberfläche der
Maske bei der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste von 9 eingerichtet
ist;
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14 ein
Diagramm, wenn der Winkel der Seitenfläche der Abstreiferrakel zu
der Oberfläche der
Maske in der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste von 9 mehrmals
verändert
wird;
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15 ein
Diagramm, wenn der Winkel der Seitenfläche der Abstreiferrakel zu
der Oberfläche der
Maske in der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste von 9 mehrmals
verändert
wird;
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16 ein
Diagramm, wenn der Winkel der Seitenfläche der Abstreiferrakel zu
der Oberfläche der
Maske in der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste von 9 mehrmals
verändert
wird;
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Fig. 17 ein Diagramm einer Ausführungsform der
Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste
der vorliegenden Erfindung;
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18 eine
perspektivische Ansicht eines Füllelements
einer Füllrakel
in der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste von 17;
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19 eine
Schnittansicht des Füllelements von 18;
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20 ein
Diagramm, das die schematische Struktur einer herkömmlichen
Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste
zeigt;
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21 ein
Diagramm, welches einen Zustand zeigt, in dem das Drucken durch
die Verwendung einer Rakel von 20 gehandhabt
wird;
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22 ein
Diagramm eines Zustandes, wenn die Lötpaste durch die Rakel von 20 in
die Öffnungen
gefüllt
ist;
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23 ein
Diagramm eines Modells zum Erzielen eines Fülldrucks, der durch die Rakel
von 20 auf die Lötpaste
erzeugt wird;
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24 ein
Diagramm einer Verteilung eines Fülldrucks, der in der Lötpaste durch
die Rakel von 20 erzeugt wird;
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25 ein
Diagramm eines Zustandes, wenn nicht gefüllte Abschnitte in den Öffnungen
der Maske verursacht werden;
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26 ein
Diagramm eines Zustandes, in dem die Lötpaste auf der Oberfläche der
Maske belassen wird, wenn ein vorderer Endabschnitt der Rakel von 20 stark
verformt ist;
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27 ein
Diagramm eines Zustandes, in dem die Lötpaste, die in die Öffnungen
gefüllt
ist, abgestreift wird, wenn der vordere Endabschnitt der Rakel von 20 stark
verformt ist;
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28 ein
Diagramm eines Zustandes, wenn ein Auflagekraft-Detektor an der
Druckrakel bei der herkömmlichen
Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste
von 20 eingerichtet ist; und
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29 ein
erläuterndes
Diagramm, wie der Auflagekraft-Detektor von 28 nicht
eine Auflagekraft der Lötpaste
erfassen kann.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Bevor
mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung begonnen wird, ist
anzumerken, dass gleiche Bestandteile in den beigefügten Figuren durch
die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
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Die
Ausführungsform,
die in 17 gezeigt wird, ist eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die anderen Ausführungsformen zeigen veranschaulichende
Beispiele, die helfen, die Erfindung zu verstehen.
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Eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Drucken einer Lötpaste gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Das Verfahren zum Drucken wird ausgeführt durch die Vorrichtung zum
Drucken. Bauteile, die entsprechend oder ähnlich wirken, werden in den
Figuren durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei deren
Beschreibung hierin fortgelassen wird. In der Beschreibung ist eine Lötpaste ein
pastenartiges Lötmittel,
das erzielt wird durch das Mischen von Pulver-Lötmittel
mit einer Lötpaste
mit hoher Viskosität.
Eine Vorrichtung für
einen aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 und eine Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12 für eine
Füllrakel 10,
die im Folgenden beschrieben werden, entsprechen einer Ausführungsform,
welche die Funktion der Fülleinstellungs-Vorrichtung
erfüllt.
Ein Auflagekraft-Detektor 13 und Druckdetektoren 532a, 532b,
die im Folgenden beschrieben werden, entsprechen einer Ausführungsform,
welche die Funktion des Fülldruckdetektors
erzielt.
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1 ist
ein schematisches Diagramm in der Nähe einer Rakel in einer Vorrichtung
zum Drucken von Lötpaste 51 der
Ausführungsform.
Die Rakel bewegt sich in der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste 51 sowohl
in der rechten als auch in der linken Richtung.
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Zusätzlich zu
einer Abstreiferrakel 14a zur Verwendung bei dem Drucken
in der rechten Richtung und einer Abstreiferrakel 14b zur
Verwendung bei dem Drucken in der linken Richtung, weist eine Vorrichtung
zum Drucken von Lötpaste 51 eine
Füllrakel 10 auf,
die in einer Position zwischen den Rakeln 14a und 14b in
einer Druckrichtung eingerichtet ist, zum Füllen einer Lötpaste 7 in
die Öffnungen 4 einer
Maske 3.
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Jede
der Abstreiferrakel 14a, 14b, welche unnötige Lötpaste 7 auf
der Maske 3 zu einem Zeitpunkt des Druckens abstreifen,
wird zwischen einer Bereitschaftsposition 18 und einer
Abstreiferposition 19 aufwärts und abwärts bewegt, durch eine Vorrichtung
für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 15, 16, die an eine Grundplatte 17 eines
Rakelkopfes montiert ist, die Vorrichtung zum Drucken 51 bildend.
Die Grundplatte 17 wird in die linke und rechte Druckrichtung
durch eine Antriebsvorrichtung 49 bewegt, die von einer
Steuereinrichtung 48 gesteuert wird. In 1,
die einen Zustand zeigt, wenn das Drucken in der rechten Richtung
durchgeführt
wird, wird die Abstreiferrakel 14a in die Abstreiferposition 19 abgesenkt,
während
die Abstreiferrakel 14b in die Bereitschaftsstellung 18 angehoben
wird. Wenn sich die Abstreiferrakel 14a, 14b in
der Abstreiferposition 19 befindet, kommt ein vorderer
Endabschnitt 20 von jeder Rakel in Berührung mit einer Oberfläche 3a der Maske 3,
so dass ein angemessener Druck auf die Oberfläche 3a ausgeübt wird.
Auch wenn die Seitenfläche 21 des
vorderen Endabschnitts 20 von jeder der Abstreiferrakel 14a, 14b so
gekennzeichnet ist, dass sie sich senkrecht zu der Oberfläche 3a in 1 erstreckt,
ist die Seitenfläche 21 von
jeder der Rakel 14a, 14b an dem tatsächlichen
Zeitpunkt des Druckens geneigt, beispielsweise in einem optional spitzen
oder stumpfen Winkel zu der Oberfläche 3a der Maske 3,
wie in den 11, 13 gezeigt,
wobei auf diese Weise unnötige
Lötpaste 7 auf
der Oberfläche 3a abgestreift
wird. Die unnötige
Lötpaste 7 auf
der Oberfläche 3a ist
eine vorhandene Lötpaste,
die über
die Oberfläche 3a und
die Öffnungen 4 an der
Oberfläche 3a und
den Öffnungen 4 der
Maske 3 hervorquillt.
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Die
Antriebsvorrichtung 49 und die Vorrichtungen für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 15, 16 sind jeweils mit der
Steuereinrichtung 48 verbunden, welche Operationen der
Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste 51 steuert.
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Schematisch
weist die Füllrakel 10 ein
Füllelement 22 und
ein Halteelement 23 auf, welches das Füllelement 2 hält, und
ist über
den Auflagekraft-Detektor 13 mit einer Antriebswelle 11a einer
Vorrichtung für
einen aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 verbunden, wobei dieser dafür an der
Grundplatte 17 befestigt ist. Die Vorrichtung für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 ist mit der Steuereinrichtung 48 verbunden
und wird über
die Steuereinrichtung 48 basierend auf einer Ausgabeinformation
von dem Auflagekraft-Detektor 13 angetrieben, um auf diese
Weise die Antriebswelle 11a aufwärts und abwärts zu bewegen, wie ausführlich im Folgenden
beschrieben werden wird.
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In
den Ausführungsformen
ist eine Füllrakel 10 für beide,
die rechte und die linke Druckrichtung eingerichtet. Schematisch
ist das Füllelement 22 in der
Form eines Schiffsbodens gebildet, wie in der Figur zu sehen ist.
Eine Fläche
an einem vorderen Endabschnitt des Füllelements 22, gegenüber der Oberfläche 3a,
bildet – wie
in einer ausführlichen
Art und Weise in 2 dargestellt – eine Fülldruck-Fläche 25,
die von einem vorderen Ende 24 des Füllelements 22 zu jeder
Druckrichtung aufwärts
geneigt ist. Das Füllelement 22 kann
gebildet sein aus Gummi, Metall oder einem ähnlichen Material, welches
für die herkömmlichen
Rakel verwendet wird. Bei dem Drucken ist die Füllrakel 10 so eingerichtet,
dass das vordere Ende 24 einen Spalt H2 einer Größe h2 zu
der Oberfläche 3a bildet,
und außerdem
bildet ein Zwischenabschnitt 26 zwischen einer Seitenfläche 22a an
der Seite der Druckrichtung des Füllelements 22 und
der Fülldruck-Fläche 25 einen
Spalt H1 einer Größe h1 zu
der Oberfläche 3a.
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Wegen
der Füllrakel 10 mit
dem vorstehend genannten Füllelement 22 und
den Abstreiferrakeln 14a, 14b, die in der Vorrichtung
vorgesehen sind, wird ein Abschnitt 9 niemals in einem
Zustand belassen, ohne mit der Lötpaste 7 in
den Öffnungen 4 der Maske 3 gefüllt zu sein,
anders als bei der herkömmlichen
Vorrichtung, selbst wenn eine Abstreifergeschwindigkeit der Füllrakel 10 erhöht wird,
und ein beständiger
Druckvorgang wird erreicht. Der Grund für dieses wird im Folgenden
beschrieben.
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Der
Fülldruck,
der erzeugt wird, wenn die Lötpaste 7 durch
die Füllrakel 10 in
die Öffnungen 4 gefüllt wird,
wird unter Bezugnahme auf 2 veranschaulicht.
In dem Zustand von 2, wenn die Füllrakel 10 nach
rechts bewegt wird, wie durch einen Pfeil angezeigt, tritt die Lötpaste 7 von
der Seite des Spalts H zu der Fülldruck-Fläche 25 des
Füllelements 22 ein,
und fließt
aus dem Spalt H2 heraus. Dieses Phänomen kann erklärt werden
durch das Beispiel eines Fließens
einer Substanz, die in einen engen keilförmigen Spalt eintritt, und
genauer gesagt wird hier ein Modell verwendet, das in 3 gezeigt
wird, um dieses Phänomen
zu veranschaulichen. Das Modell ist ein allgemein Bekanntes, das
in der Beschreibung einer Fluidschmierung an einem Lager oder ähnlichem
verwendet wird, und ist ähnlich
dem des Füllelements 22 der
rechen Hälfte
von dem Spalt H2 zu dem Spalt H1. Angenommen, dass in 3 eine Größe eines
Spalts an der Eintrittsseite eines Fluids zwischen einem Wandkörper 301 und
einer Bezugsfläche 302 h1 ist, eine Größe des Spalts an der Austrittsseite
h2 ist, ein Abstand zwischen dem Eintrittsspalt
und dem Austrittsspalt L ist, eine Größe eines Spalts zwischen dem
Wandkörper 301 und
einer Bezugsfläche 302 in
einem Abstand x von dem Eintrittsspalt h ist, eine Geschwindigkeit
des sich bewegenden Wandkörpers 301 v
ist und eine Viskosität
des Fluids η ist,
wobei ein Druck p',
der durch einen Strom des Fluids in dem Abstand x erzeugt wird,
durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird. Eine Verteilung des
Drucks p' stellt
sich dar wie in 4 gezeigt, wie allgemein bekannt
ist. P' = (6ηvL/(h1 2 – h2 2))·((h1 – h)(h – h2)/h2) (2)
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Der
Fülldruck
und eine Druckverteilung, die auf die Lötpaste 7 durch das
Füllelement 22 der
Füllrakel 10 erzeugt
wird, kann in derselben Art und Weise betrachtet werden. Durch den
Vergleich eines schraffierten Abschnitts 303 in 4 mit
dem schraffierten Abschnitt 105 in 24 ist
deutlich, dass der erzeugte Fülldruck
in einem breiten Bereich durch die Verwendung der Füllrakel 10 hoch
ist. Folglich ist die Lötpaste
perfekt in die Öffnungen 4 gefüllt, selbst wenn
die Füllzeit
kurz ist. Ein Füllfehler
oder -versagen – so
wie der nicht gefüllte
Abschnitt usw. – wird nicht
verursacht, selbst bei einer erhöhten
Rakelgeschwindigkeit, wobei folglich ein dauerhaftes Drucken erreicht
wird.
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Das
vorstehend beschriebene Füllelement 22 wird
durch das Halteelement 23 in einer Art und Weise gehalten,
um in der Lage zu sein, an einem Stift 27, koaxial mit
der Antriebswelle 11a, sowohl in der rechten als auch in
der linken Druckrichtung zu schwingen. Wie im Folgenden beschrieben
werden wird, ist das Halteelement 23 mit der Vorrichtung
für einen
variablen Winkel 12 ausgestattet, so wie einen Motor oder
einen Zylinder, um einen Schnittwinkel der Fülldruckfläche 25 des Füllelements 22 und
der Oberfläche 3a der
Maske 3 veränderlich
zu gestalten, und das Füllelement 22,
das um den Stift 27 herum schwingen kann, exakt in dem
Schnittwinkel zu halten. Ein Ende eines Hauptkörpers der Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12 wird durch das Halteelement 23 drehbar
gehalten, und ein vorderer Endabschnitt einer Antriebswelle 12a,
die sich zum Hauptkörper
vorwärts
und rückwärts bewegen
kann, ist drehbar mit einem Schulterabschnitt 22a des Füllelements 22 gekoppelt.
Folglich schwingt das Füllelement 22 an
einem Drehpunkt des Stiftes 27, wenn die Antriebswelle 12a vorwärts und
rückwärts bewegt wird.
Die Vorrichtung für
einen variablen Winkel 12 ist auch mit der Steuereinrichtung 48 verbunden,
die den Schnittwinkel durch das Vorrücken oder Zurückziehen
der Antriebswelle 12a unter der Steuerung der Steuereinrichtung 48 verändert.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform ist
das Halteelement 23 mit der Antriebswelle 11a der Vorrichtung
für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 über
den Auflagekraft-Detektor 13 so wie eine Kraftmesszelle
verbunden, um eine Auflagekraft zu erfassen, die auf die Fülldruck-Fläche 25 des Füllelements 22 über die
Lötpaste 7 zum
Zeitpunkt des Druckens wirkt. Die Auflagekraft kann nicht einfach
durch das Bereitstellen der herkömmlichen
Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste
mit dem Auflagekraft-Detektor 13 erfasst werden. Der Grund
dafür wird
unter Bezugnahme auf die 28 erklärt. Der vordere
Endabschnitt der herkömmlichen
Druckrakel 101a bewegt sich, während er mit der Oberfläche 3a der
Maske 3 in Kontakt gehalten wird, und wird folglich aufgrund
einer Reibung stark verformt, so wie in 29 gezeigt.
Schlimmer ist, dass ein Kontaktpunkt zwischen dem vorderen Endabschnitt
der Rakel 101a und der Oberfläche 3a der Maske 3 nicht
in einer vertikalen Richtung des Auflagekraft-Detektors 13 vorhanden
ist. Wenn der Kontaktpunkt der Rakel 101a durch die Auflagekraft
der Lötpaste 7 hochgedrückt wird,
wird ein Endabschnitt der Rakel 101a an der Seite, gegenüber dem
Kontaktpunkt in Richtung auf die Maske 3 gezogen. Der Auflagekraft-Detektor erfasst
praktisch diese Zugkraft zu der Maske 3, trotz der Auflagekraft
durch die Lötpaste 7,
die auf die Rakel 101a wirkt. Der Auflagekraft-Detektor
kann folglich nicht die Auflagekraft der Lötpaste 7 erfassen.
Im Gegensatz dazu bewegt sich die Füllrakel 10 der Vorrichtung
zum Drucken 51 der Ausführungsform
ohne Berührung
mit der Oberfläche 3a der
Maske 3, wobei die Auflagekraft der Lötpaste 7 erfasst werden
kann.
-
Wie
aus 3 und dem Ausdruck (2) deutlich wird, kann die
Auflagekraft, die auf die Fülldruck-Fläche 25 wirkt,
erzielt werden, durch das Integrieren des Drucks p' in einem Bereich
von x = 0 – L. Ein
Zustand des Fülldrucks
kann bekannt sein von dem Fülldruck
der Lötpaste 7,
die durch den Auflagekraft-Detektor 13 erfasst wird. Außerdem kann
der Druck p' verändert werden,
durch das Einstellen der Größen h1 und
h2 der Spalte H1 und H2, wie aus dem Ausdruck (2) deutlich wird,
und die Größen h1 und
h2 können
eingestellt werden durch das Antreiben von der Vorrichtung für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 und/oder einer Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12 der Rakel 10.
-
Für den vorstehenden
Zweck ist der Auflagekraft-Detektor 13 mit der Steuereinrichtung 48 verbunden.
Die Steuereinrichtung 48 steuert den Antrieb der Vorrichtung
für einen
aufwärts- und abwärts gerichteten
Antrieb 11, basierend auf Informationen der Auflagekraft,
die durch den Auflagekraft-Detektor 13 erfasst werden,
wobei auf diese Art und Weise das Füllelement 22 über die
Antriebswelle 11a aufwärts und
abwärts
bewegt wird, um die Größe h2 des Spalts H2 oder die Größe h1 des Spalts H1 einzustellen, um zu verhindern,
dass der nicht gefüllte
Abschnitt 9 in den Öffnungen 4 der
Maske 3 gebildet wird, oder der Antrieb der Vorrichtung
für einen
variablen Winkel 12, um den Schnittwinkel einzustellen.
Beispielsweise, selbst wenn physische Eigenschaften der Lötpaste 7, insbesondere
die Viskosität η, verändert werden,
aufgrund einer Veränderung
der Umgebung oder einem ähnlichen
Einfluss, und der Fülldruck
verändert
wird oder die Art der Lötpaste 7 verändert wird,
wenn die Art der Produkte zu wechseln ist usw., betätigt die Steuereinrichtung 48 die
Vorrichtung für
einen aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 und/oder die Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12, so dass die Information der Auflagekraft
der Lötpaste 7, die
durch den Detektor 13 erfasst wird, einem voreingestellten
Auflagekraft-Wert oder einem Auflagekraft-Wert, bevor die Art gewechselt
wurde, angenähert
wird. Auf diese Art und Weise wird eine Höhe der Füllrakel 10 und/oder
der Schnittwinkel verändert, und
die Größen h1 und h2 werden eingestellt,
mit anderen Worten werden Bedingungen des Druckvorgangs automatisch
eingestellt und verändert,
wobei ein zuverlässiges
Drucken erzeugt wird. Das Steuern der Vorrichtung für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 und die Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12 durch die Steuereinrichtung 48 kann
in Echtzeit ausgeführt
werden, zusammen mit der Bewegung der Füllrakel 10 oder für jede Leiterkarte
oder an jedem Zeitpunkt des Druckens.
-
Die
Bedingungen des Druckens werden folglich automatisch eingestellt
und verändert,
wobei ein dauerhaftes Drucken aufrechterhalten wird und eine Arbeitszeit
verkürzt
wird.
-
Auch
wenn die Fülldruck-Fläche 25 des
Füllelements 22 der
Füllrakel 10 in
der Ausführungsform einen
flachen Zustand aufweist, ist die Fläche 25 darin nicht
begrenzt, sondern kann eine gebogene Fläche sein, die zu der Oberfläche 3a hervorsteht,
wie in 5 dargestellt. Mit anderen Worten ist eine Form der
Fülldruck-Fläche 25 nicht
präzisiert,
so lange die Größe h1 des Spalts zwischen der Fülldruck-Fläche 25 und
der Oberfläche 3a der
Maske 3 in Bezug zu der Druckrichtung größer ist
als die Größe h2, das heißt h1 > h2 wird
erfüllt.
Zur selben Zeit kann das vordere Ende 24 des Füllelements 22 einen
scharfen Zustand aufweisen, wie in der 2, oder
einen flachen Zustand aufweisen, parallel zu der Oberfläche 3a über eine
angemessene Länge
in der Druckrichtung, wie in 7 gezeigt.
-
Der
Auflagekraft-Detektor 13 und die Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12 kann an jeder beliebigen Position eingerichtet
werden, so lange wie jeweilige Funktionen erfüllt werden, nicht beschränkt auf
die vorstehend genannten Positionen.
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Da
die Vorrichtung zum Drucken 51 einen Typ darstellt, der
sich in den rechten und linken Richtungen bewegt, ist die Vorrichtung
zum Drucken mit zwei Abstreiferrakeln 14a, 14b ausgestattet.
Die Vorrichtung zum Drucken kann ein Typ sein, der sich nur in eine
Richtung bewegt, und in dem Falle ist die Abstreiferrakel 14a oder 14b entsprechend
der Bewegungsrichtung vorgesehen.
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Bei
der vorliegenden Vorrichtung zum Drucken 51 ist das Füllelement 22 der
Füllrakel 10 geformt,
um rechts und links einen symmetrischen Zustand aufzuweisen, und
dieselbe Füllrakel 10 wird
für beide
Druckrichtungen verwendet. Jedoch kann, wie in 6 gezeigt,
die Füllrakel
in eine rechte Füllrakel 305a und
eine linke Füllrakel 305b geteilt
sein, um einzeln zu operieren und zu drucken. Zwei Füllrakel 305a, 305b einzurichten
hat den folgenden Vorteil. In dem Fall der einzelnen Füllrakel 10,
wenn die Höhe oder
der Schnittwinkel der Rakel 10 nicht in Echtzeit gesteuert
wird, sondern vor dem Beginn des Druckens eingestellt wird, und
die Höhe
oder der Schnittwinkel der Rakel 10 während des Druckens in der rechten
Richtung verändert
wird, sollte die Vorrichtung für
einen aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 oder die Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12 vor dem Beginn des Druckens in der
linken Richtung betätigt
werden, um dieselben Bedingungen des Druckens auch bei dem Drucken
in der linken Richtung zu erzielen. Wenn im Gegensatz dazu zwei
Füllrakel 305a, 305b vorgesehen
sind, können die
Vorrichtungen für
einen aufwärts-
und abwärts gerichteten
Antrieb 11 und die Vorrichtungen für einen variablen Winkel 12 vorher
in Übereinstimmung mit
den Druckrichtungen separat betätigt
werden.
-
Die
Operation, wenn die Lötpaste
mit der Nutzung der wie vorstehend zusammengesetzten Vorrichtung
zum Drucken 51 gedruckt wird, wird unter Bezugnahme auf
die 8 beschrieben. Die Vorrichtung(en) für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 und die Vorrichtung(en) für einen
variablen Winkel 12 können
in Echtzeit gesteuert werden, wie in der folgenden Beschreibung
erläutert wird.
-
Die
folgenden Operationen werden in Schritt 1 (gekennzeichnet
durch das Bezugszeichen „S
1" in 8)
ausgeführt.
Eine vorbestimmte Menge der Lötpaste 7 wird
auf die Oberfläche 3a der
Maske 3 zugeführt.
Wenn das Drucken in der rechten Richtung ausgeführt wird, wird die Leiterkarte 5 positioniert,
wobei sie sich mit der Maske 3 überlappt, und die Füllrakel 10 und
die rechte Abstreiferrakel 14a werden jeweils durch die
Vorrichtungen für
einen aufwärts- und abwärts gerichteten
Antrieb 11 und 15 abgesenkt. Zu diesem Zeitpunkt
wird der vordere Endabschnitt 20 der Abstreiferrakel 14a mit
einer angemessenen Druckkraft in Kontakt mit der Oberfläche 3a der
Maske 3 gebracht. Die Füllrakel 10 befindet sich,
wie in 2 gezeigt, nicht in Kontakt mit der Oberfläche 3a der
Maske 3, wobei der Spalt H2 der vorbestimmten Größe h2 gesichert wird. Die Rakel 10 wird
abwärts
bewegt, so dass der Spalt H2 hinter der zugeführten Lötpaste 7 in der Druckrichtung
angeordnet ist.
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In
Schritt 2, während
der Zustand beibehalten wird, wird die Grundplatte 17 durch
die Antriebsvorrichtung 49 nach rechts bewegt, und die
Füllrakel 10 und
die Abstreiferrakel 14a werden linear in der rechten Druckrichtung
bewegt. Folglich wird das Füllen
der Lötpaste 7 in
die Öffnungen 4 der
Maske 3 durch die Füllrakel 10 begonnen.
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Die
Auflagekraft, die auf die Füllrakel 10 wirkt,
wird durch den Auflagekraft-Detektor 13 in Schritt 3 erfasst.
In Schritt 4 wird beurteilt, ob die erfasste Auflagekraft
beispielsweise innerhalb des voreingestellten Auflagekraft-Wertes
liegt – wie
vorstehend beschrieben – oder
nicht. Wenn die erfasste Auflagekraft außerhalb eines angemessenen
Bereichs liegt, betätigt
die Steuereinrichtung 48 in Schritt 5 die Vorrichtung
für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 und/oder eine Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12, um die erfasste Auflagekraft innerhalb
des angemessenen Bereichs zu bringen. Die Höhe und/oder der Schnittwinkel
der Füllrakel 10 wird
folglich geändert.
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In
Schritt 6 wird eine Lage der Lötpaste 7, die auf
der Oberfläche 3a der
Maske 3 aufgrund des Spalts H2 der Füllrakel 10 gebildet
ist, durch die Abstreiferrakel 14a abgestreift. Durch das
Abstreifen durch die Abstreiferrakel 14a wird die nicht
benötige Lötpaste 7 auf
der Oberfläche 3a der
Maske 3 entfernt, so dass die Lötpaste 7, die in die Öffnungen 4 gefüllt ist
und über
die Oberfläche 3a hervorquillt,
umgelenkt wird, um mit der Oberfläche 3a einen ebenen Zustand
aufzuweisen.
-
Danach
wird die Leiterkarte 5 von der Maske 3 getrennt,
um die Lötpaste 7 zu
drucken. Bei dem Drucken in der linken Richtung wie auch bei dem Drucken
in der rechten Richtung, nachdem die Leiterkarte 5 positioniert
ist und mit der Maske 3 einen sich überlappenden Zustand aufweist,
werden die Füllrakel 10 und
die linke Abstreiferrakel 14b durch die Vorrichtungen für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 und 16 abgesenkt. Auch
in diesem Falle wird der vordere Endabschnitt 20 der Abstreiferrakel 14b mit
einer angemessenen Druckkraft in Kontakt mit der Oberfläche 3a der
Maske 3 gebracht, während
die Füllrakel 10 nicht
in direktem Kontakt mit der Oberfläche 3a der Maske 3 angeordnet
ist, wobei der Spalt H2 der vorbestimmten Größe h2 beibehalten
wird. Die Füllrakel 10 wird
abgesenkt, so dass der Spalt H2 hinter der Lötpaste 7 in der nach
links gerichteten Druckrichtung eingerichtet ist. Die folgenden
Operationen werden in derselben Art und Weise ausgeführt, wie
bei dem Drucken in der rechten Richtung.
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Die
vorstehend beschriebenen Druckoperationen werden abwechselnd wiederholt,
wobei die Lötpaste 7 kontinuierlich
auf Anschlussflächen 6 der
Leiterkarte 5 über
die Maske 3 gedruckt und zugeführt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform weist
die Seitenfläche 21 der
Abstreiferrakel 14a, 14b zu dem Zeitpunkt des
tatsächlichen
Druckens einen geneigten Zustand auf, mit einem optional spitzen oder
stumpfen Winkel zu der Oberfläche 3a der
Maske 3, um auf diese Art und Weise unnötige Lötpaste 7 abzustreifen.
Jedoch können
die Abstreiferrakel 14a, 14b konkret einen zuvor
axial geneigten Zustand zu der Oberfläche 3a der Maske 3 aufweisen, so
dass die Seitenfläche 21 der
Rakel 14a, 14b vorher einen geneigten Zustand
aufweisen kann, mit einem optionalen spitzen oder stumpfen Winkel,
wie im Folgenden beschrieben werden wird.
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Genauer
gesagt wird bei der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste 501,
die in 9 gezeigt wird, die Abstreiferrakel 14a, 14b durch
Halterungen 507, 510 gehalten, die an Haltelementen 506, 509 eingerichtet
sind, welche an Antriebswellen 15a, 16a der Vorrichtungen
für einen
aufwärts-
und abwärts gerichteten
Antrieb 15, 16 über Stifte 505, 508 angebracht
sind. Die Stifte 505, 508 sind koaxial mit den Antriebswellen 15a, 16a eingerichtet,
welche die Halterungen 507, 510 halten, so dass
die Halterungen 507, 510 in der linken und der
rechten Druckrichtung zu den Halteelementen 506, 509 schwingen
können. Folglich
kann die Seitenfläche 21 von
jeder Abstreiferrakel 14a, 14b zu der Oberfläche 3a der
Maske 3 mit einem optionalen Winkel in einem Bereich von
einem spitzen Winkel zu rechten Winkeln zu einem stumpfen Winkel
eingerichtet werden. Die Stifte 505, 508 sind
beispielsweise aus Klemmverbindungsmitteln gebildet, so wie Bolzen
und Muttern. Die Halterungen 507, 510 werden daran
gehindert zu schwingen, und die Rakel 14a, 14b sind
in dem optionalen Winkel durch die Klemmverbindung der Stifte 505, 508 befestigt.
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Die
Halterungen 507, 510 können angepasst werden, damit
diese um die Stifte 505, 508 schwingen, durch
einen bekannten Mechanismus, beispielsweise durch die Verwendung
eines Motors oder ähnlichem,
um dadurch in dem optionalen Winkel befestigt zu sein.
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Wie
im Folgenden beschrieben, bilden die Stifte 505, 508,
die Halteelemente 506, 509 und die Halterungen 507, 510 Vorrichtungen
zum Einstellen von Winkeln 502, 503 für die Abstreiferrakel 14a, 14b.
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Die
Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste 501 von 9 befindet
sich in demselben Zustand, mit Ausnahme der vorstehend genannten
Punkte, wie die Vorrichtung zum Drucken 51, die unter Bezugnahme
auf die 1 beschrieben wurde.
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In
dem Fall, in dem die Seitenfläche 21 der Abstreiferrakel 14a, 14b beispielsweise
in einem stumpfen Winkel zu der Oberfläche 3a der Maske 3 eingestellt
ist, wie in 11 gekennzeichnet, kann die
unnötige
Lötpaste 7 auf
der Oberfläche 3a entfernt
werden, ohne die Lötpaste 7,
die in die Öffnungen 4 der
Maske 3 durch die Füllrakel 10 gefüllt ist, bis
zum Äußersten
zu beeinflussen. Der Grund dafür wird
deutlich unter Bezugnahme auf 12, welche ein
allgemeines Scherungsmodell des Abscherens einer Struktur 521 durch
ein Werkzeug 520 zeigt. Wenn die Struktur 521 durch
das Werkzeug 520 beschnitten wird, wie in dem vorstehenden
Modell gezeigt, wirkt eine Scherkraft durch das Werkzeug 520 hauptsächlich auf
einen oberen Abschnitt als auf eine zu fertigende Fläche 522,
nämlich
einen schraffierten Scherungsbereich 524 in 12.
Das heißt,
die Scherkraft wirkt nur auf einen Abschnitt, der ein abgesprungenes
Stückchen 523 darstellt.
Folglich wirkt in 12, wenn das Werkzeug 520 mit
der Abstreiferrakel 14a, 14b ausgetauscht wird,
das Arbeitsstück 521,
das unter der zu fertigenden Fläche 522 angeordnet
ist, in dessen Öffnungen 4 die
Lötpaste 7 gefüllt ist,
und das abgesprungene Stückchen 523 mit
der unnötigen
Lötpaste 7 auf
der Oberfläche 3a, die
Scherkraft nur auf die unnötige
Lötpaste 7 auf
der Oberfläche 3a,
wenn die Seitenfläche 21 der
Abstreiferrakel in einem stumpfen Winkel eingerichtet ist, und folglich
kann die unnötige
Lötpaste 7 auf
der Oberfläche 3a entfernt
werfen, ohne die Lötpaste 7, die
in die Öffnungen 4 gefüllt ist,
zu beeinflussen.
-
Andererseits,
wenn die Seitenfläche 21 der Abstreiferrakel 14a, 14b eingerichtet
ist, um einen spitzen Winkel zu der Oberfläche 3a der Maske 3 zu bilden,
wird der folgende Effekt erzielt. Beispielsweise, selbst wenn die
Lötpaste 7 unzureichend
durch die Füllrakel 10 in
die Öffnungen 4 gefüllt ist,
und dadurch die nicht gefüllten
Abschnitte 9 gebildet werden, kann die Lötpaste 7 durch
die Abstreiferrakel 14a, 14b mit dem spitzen Winkel
sicher in die Öffnungen 4 gefüllt werden.
Das heißt,
wenn die Abstreiferrakel 14a, 14b mit dem spitzen
Winkel eingerichtet ist, wie in 13 gezeigt,
erzeugen nicht nur die Füllrakel 10 sondern
auch die Abstreiferrakel 14a, 14b ergänzend den
Fülldruck.
Folglich kann die Abstreiferrakel 14a, 14b wirkungsvoll
sein, um die Lötpaste 7 wieder
in die Öffnungen 4 aufzufüllen, wo
die nicht gefüllten
Abschnitte 9 vorhanden sind, und gleichzeitig die unnötige Lötpaste 7 auf
der Oberfläche 3a zu entfernen.
-
Wie
in den 14 bis 16 gezeigt,
kann derselbe Effekt wie vorstehend beschrieben erzielt werden,
auch wenn die Seitenfläche 21 mit
einem stumpfen Winkel oder rechten Winkeln zu der Oberfläche 3a eingerichtet
ist. Das heißt,
wenn in Abhängigkeit
von der Zusammensetzung des vorderen Endabschnitts 20 von
jeder der Rakel 14a, 14b ein Winkel der Fläche 21a,
die vorher in der Druckrichtung eingerichtet ist und von der Seitenfläche 21 einen
getrennten Zustand aufweist, zu der Oberfläche 3a spitz ist,
verglichen mit dem vorderen Endabschnitt 20 der Abstreiferrakel 14b,
die in Kontakt mit der Oberfläche 3a gebracht
wurde, selbst wenn ein Winkel der Seitenfläche 21 in einem stumpfen
oder in einem rechten Winkel eingerichtet ist, kann ein Effekt erzielt
werden, entsprechend dem Effekt in einem Fall, in dem der Winkel
einen spitzen Zustand aufweist. Die Lötpaste 7 wird hauptsächlich durch
die Füllrakel 10 in die Öffnungen 4 gefüllt, während die
Abstreiferrakel 14a, 14b das Befüllen unterstützt. Folglich
ist es ausreichend, dass der Fülldruck,
der durch die Abstreiferrakel 14a, 14b erzeugt
wird, geringer ist als jener der Füllrakel 10, wobei
auf diese Weise gestattet wird, dass die Seitenfläche 21 der
Rakel 14a, 14b in einem größeren Winkel eingerichtet ist,
ohne sich den Problemen auszusetzen, wie in dem Falle, in dem der
Rakelwinkel α bei
der herkömmlichen
Rakel reduziert ist. Das Bilden des nicht gefüllten Abschnitts 9 kann
verhindert werden, selbst wenn die Rakelgeschwindigkeit erhöht wird,
und ein dauerhaftes Drucken kann erzielt werden.
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Außerdem,
wie in einer schematischen Ansicht einer oberen Fläche der
Maske in 10 gezeigt, ist die Abstreiferrakel 14a, 14b vorzugsweise eingerichtet,
so dass eine Kontaktlinie 515 zwischen dem vorderen Endabschnitt 20 der
Rakel und der Oberfläche 3a der
Maske 3 nicht parallel zu einer Ausdehnungsrichtung eines
Seitenkantenabschnitts verläuft,
welcher die Öffnung 4 in
der Maske 3 definiert. Die Öffnungen 4 der Maske 3 sind
manchmal in einem Muster gebildet, so dass die Ausdehnungsrichtung
des Seitenkantenabschnitts, der die Öffnung 4 definiert,
linear verläuft,
und ein gerader Abschnitt 4a ist gebildet, der seine Ausdehnungsrichtung
senkrecht zu einer Druckrichtung aufweist, welche durch einen Pfeil
angezeigt ist. In diesem Zustand, wenn die Abstreiferrakel 14a, 14b in
der Druckrichtung bewegt wird, während
eine Ausdehnungsrichtung der Kontaktlinie 515 nämlich senkrecht
zu der Druckrichtung eingerichtet ist, verläuft die Ausdehnungsrichtung
der Kontaktlinie 515 parallel in der Ausdehnungsrichtung
des geraden Abschnitts 4a, wobei der vordere Endabschnitt 20 der
Abstreiferrakel 14a, 14b durch den geraden Abschnitt 4a der Öffnung 4 der Maske 3 ergriffen
wird, wobei der vordere Endabschnitt 20 oder die Öffnung 4 möglicherweise
zerbrochen wird. Folglich ist die Abstreiferrakel 14a, 14b vorzugsweise
an der Antriebswelle 15a, 16b der Vorrichtung
für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 15, 16 eingerichtet, so dass
ein Winkel 516 der Ausdehnungsrichtung der Kontaktlinie 515 zu
der Ausdehnungsrichtung des geraden Abschnitts 4a spitz
ist, oder ein Winkel 517 ist stumpf, so dass sich die Ausdehnungsrichtung
der Kontaktlinie 515 mit der Ausdehnungsrichtung des Seitenkantenabschnitts,
der die Öffnung 4 definiert,
schneidet. Der vorstehend genannte Winkel 516 beträgt vorzugsweise
etwa 1 bis 45°,
am besten 45°.
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Die
Abstreiferrakel 14a, 14b kann an die Antriebwelle 15a, 16b angepasst
sein, in einer Art und Weise, um den Winkel 516, 517 veränderbar
zu gestalten.
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In
der vorhergehenden Ausführungsform
ist die Abstreiferrakel 14a, 14b nach der Maske 3 ausgerichtet,
so dass die Öffnungen 4 der
Maske 3 nicht parallel zu der Ausdehnungsrichtung der Kontaktlinie 515 eingerichtet
sind. Im Gegensatz zu dem Vorstehenden kann die Maske 3 zu
der Abstreiferrakel 14a, 14b gedreht sein, um
den geraden Abschnitt 4a nicht parallel zu der Kontaktlinie 515 einzurichten,
wobei die Ausdehnungsrichtung der Kontaktlinie 515 senkrecht
zu der Druckrichtung gehalten wird.
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In
dem Fall, in dem die Öffnungen 4 der
Maske 3 in einem Muster gebildet sind, um nicht die geraden
Abschnitte 4a parallel zu der Ausdehnungsrichtung der Kontaktlinie 515 aufzuweisen,
ist es unnötig,
beispielsweise die Abstreiferrakel 14a, 14b auszurichten,
um den spitzen Winkel 516 anzunehmen.
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In
der Ausführungsform
wie vorstehend genannt, ist der Auflagekraft-Detektor 13 an
der Antriebswelle 11a der Vorrichtung für einen aufwärts- und
abwärts
gerichteten Antrieb 11 angepasst, damit die Füllrakel 10 die
Auflagekraft der Lötpaste 7 erfasst,
die auf die gesamte Fläche
der Füllrakel 10 wirkt.
Jedoch kann der Fülldruck
durch die Lötpaste 7 zu
den Öffnungen 4 direkt
erfasst werden, in einer Zusammensetzung, wie sie im Folgenden beschrieben
werden wird.
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Bei
einer Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste 535, die in 17 gezeigt
wird, umfasst eine Füllrakel 530,
entsprechend der vorstehenden Füllrakel 10,
im Wesentlichen – entsprechend
der Füllrakel 10 – ein Füllelement 531,
entsprechend dem Füllelement 22,
und ein Halteelement 23, welches das Füllelement 531 hält, und
ist gekoppelt mit der Antriebswelle 11a der Vorrichtung
für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11, für die Füllrakel 530, die auf
der Grundplatte 17 montiert ist. Die Vorrichtung für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 ist mit einer Steuereinrichtung 536 verbunden
und wird über
die Steuereinrichtung 536 angetrieben, wie später ausführlich beschrieben
werden wird, basierend auf Informationen von Ausgaben eines Druckdetektors 532a oder 532b,
so wie ein Druckdetektorsensor, wobei auf diese Weise die Antriebswelle 11a angehoben
oder abgesenkt wird.
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Wie
in den 18 und 19 gezeigt,
ist der Drucksensor 532a, 532b in dem Füllelement 531 eingebaut,
in der Nähe
der ungefähren
Mitte in einer axialen Richtung des Füllelementes 531 und
an einem vorderen Endabschnitt 534 des Füllelements 531 in
einer Fülldruck-Fläche 533.
Der Druckdetektor 532a, 532b ist in einer Position
eingerichtet, wo die Lötpaste 7 zu
dem Zeitpunkt des Druckens vorhanden ist, um den Fülldruck
zu erfassen, der erzeugt wird, wenn die Lötpaste 7 durch die
Füllrakel 530 in die Öffnungen 4 gefüllt wird.
Zumindest ein Detektor ist für
jede Fülldruck-Fläche 533 vorgesehen.
Wie bereits beschrieben wurde, zeigt der Fülldruck einen Höchstwert
in der Verteilung in der Nähe
des vorderen Endes 534 des Füllelements 531, und
folglich ist der Druckdetektor 532a, 532b vorzugsweise
in der Nähe
des vorderen Endes 534 des Füllelements 531 eingerichtet.
Um den Fülldruck
genauer zu erfassen, ist außerdem
der Druckdetektor 532a, 532b in dem Füllelement 531 eingebaut,
damit seine Druckerfassungsfläche
offenliegend zu der Fülldruckfläche 533 eingerichtet
ist, wie in den Figuren dargestellt ist.
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Die
andere Struktur der Vorrichtung zum Drucken von Lötpaste 535 in 17 entspricht
derjenigen der Vorrichtungen zum Drucken von Lötpaste 51, 501,
die in den 1 und 9 gezeigt
werden, mit Ausnahme der vorstehend genannten Punkte.
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Ein
Unterschied des Auflagekraft-Detektors 13 der Vorrichtung
zum Drucken 51 und den Druckdetektoren 532a, 532b der
Vorrichtung zum Drucken 535 in den vorstehenden Ausführungsformen
wird nun beschrieben. Auch wenn beide Detektoren eingebaut sind,
um eine Veränderung
eines Zustandes des Fülldrucks
der Lötpaste 7 zu
dem Zeitpunkt des Druckens zu erfassen, erfasst der Druckdetektor 532a, 532b den
Fülldruck
direkt, wohingegen der Auflagekraft-Detektor 13 die Auflagekraft
erfasst, welche eine Summe aus den Fülldrücken ist, die auf die gesamte
Fläche
der Fülldruckfläche 25 wirken, mit
anderen Worten erfasst dieser den Fülldruck indirekt.
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Selbst
wenn der Fülldruck
derselbe ist, erfasst der Auflagekraft-Detektor 13 die
Auflagekraft anders, in Übereinstimmung
mit einem Bereich der Fülldruckfläche 25.
Wenn beispielsweise eine Größe des Füllelements 22 verändert wird,
um sich der Leiterkarte 5 anzupassen, erfordert dieses
eine Menge an Arbeit, um die zuvor gesammelten Informationen bezüglich der
Auflagekräfte
zuzuweisen, wobei auf diese Weise verursacht wird, Bedingungen des
Druckens wieder hervorzubringen. Es ist unnötig zu sagen, dass es einfach
ist, die zuvor gesammelten Informationen bezüglich der Auflagekräfte zuzuweisen, sofern
der Bereich der Fülldruckfläche 25 nicht
verändert
wird, wenn dasselbe Füllelement 22 verwendet
wird. Andererseits, da der Fülldruck
durch die Verwendung des Druckdetektors 532a, 532b direkt erfasst
wird, können
ohne weiteres die zuvor erfassten Informationen bezüglich der
Drücke
zugewiesen werden, selbst wenn das Füllelement 531 in der
Größe verändert wird,
wobei die Bedingungen des Druckens ohne weiteres wieder hervorgebracht
werden können,
was vorzuziehen ist.
-
Die
auf diese Art und Weise gebildete Vorrichtung zum Drucken 535 operiert
auf dieselbe Art und Weise, um die Lötpaste zu drucken, wie die
Vorrichtung zum Drucken 51 der vorstehenden Ausführungsform.
Grundsätzlich
wird die „Auflagekraft" in den Schritten 3, 4 in 8 ausgetauscht
mit dem „Druck". Genauer gesagt
wird der Fülldruck,
der erzeugt wird, wenn die Lötpaste 7 durch
die Füllrakel 530 in
die Öffnungen 4 gefüllt wird,
durch den Druckdetektor 532a in Schritt 3 erfasst,
und ob der erfasste Druck beispielsweise innerhalb eines vorher
bestimmten Wertebereichs liegt oder nicht, wird in Schritt 4 bewertet.
Wenn in Schritt 5 der erfasste Druck außerhalb des angemessenen Bereichs
liegt, betätigt
die Steuereinrichtung 536 die Vorrichtung für einen
aufwärts-
und abwärts
gerichteten Antrieb 11 und/oder die Vorrichtung für einen
variablen Winkel 12, um den erfassten Druck in dem angemessenen Bereich
einzustellen. Folglich wird die Höhe und/oder der Schnittwinkel
der Füllrakel 530 verändert.
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Die
anderen Operationen, als die der vorstehenden, sind dieselben wie
die bei der Vorrichtung zum Drucken 51. Die Lötpaste 7 wird
kontinuierlich gedruckt und auf Anschlussflächen 6 der Leiterkarte 5 über die
Maske 3 zugeführt,
durch die sich abwechselnde Wiederholung der vorstehenden Operationen.
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In
der vorstehenden Beschreibung ist entweder der Auflagekraft-Detektor 13 oder
sind die Druckdetektoren 532a, 532b in der Vorrichtung
eingerichtet. Es können
jedoch beide der Detektoren in der Vorrichtung zum Drucken eingerichtet
sein, um sowohl die Auflagekraft als auch den Fülldruck zu erfassen.
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Gemäß der Vorrichtung
zum Drucken von Lötpaste
gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung und dem Verfahren zum Drucken
von Lötpaste
gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend vollständig beschrieben
wurden, werden die Füllrakel
und die Abstreiferrakel vorgestellt. Die Füllrakel wird in einem Zustand ohne
Kontakt mit der Oberfläche
der Maske bewegt, um auf diese Art und Weise die Lötpaste in
die Öffnungen
der Maske zu füllen,
dann wird die unnötige Lötpaste auf
der Maske durch die Abstreiferrakel entfernt. Folglich wird verhindert,
dass die Lötpaste
fehlerhaft in die Öffnun gen
gefüllt
wird oder unrichtig abgestreift wird, selbst wenn die Rakelgeschwindigkeit erhöht wird,
so dass die Lötpaste
dauerhaft auf die Leiterkarte gedruckt werden kann. Die Zeit des
Druckens kann verkürzt
werden, wobei auf diese Art und Weise die Produktivität erhöht werden
kann.