EP1967363A2 - Siebdruckvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

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EP1967363A2
EP1967363A2 EP07023414A EP07023414A EP1967363A2 EP 1967363 A2 EP1967363 A2 EP 1967363A2 EP 07023414 A EP07023414 A EP 07023414A EP 07023414 A EP07023414 A EP 07023414A EP 1967363 A2 EP1967363 A2 EP 1967363A2
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EP
European Patent Office
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coating
fabric
screen printing
stencil
template
Prior art date
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EP07023414A
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English (en)
French (fr)
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EP1967363B1 (de
EP1967363A3 (de
Inventor
Dieter Schwanke
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KOENEN GmbH
Original Assignee
Biotronik CRM Patent AG
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Publication date
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Publication of EP1967363A3 publication Critical patent/EP1967363A3/de
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Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N1/00—Printing plates or foils; Materials therefor
    • B41N1/24—Stencils; Stencil materials; Carriers therefor
    • B41N1/247—Meshes, gauzes, woven or similar screen materials; Preparation thereof, e.g. by plasma treatment

Definitions

  • the present invention relates to a screen printing device with a fabric and arranged in the fabric template in the form of a photolithographically structured emulsion.
  • the invention further relates to a method for producing such a screen printing device.
  • Screen printing is a printing process in which an ink or print paste is printed through a fine mesh fabric onto the material to be printed with a knife-like tool, the rubber squeegee. Screen printing is therefore also referred to as a through-printing process.
  • the mesh apertures of the fabric are impermeable to the ink or printing paste by a stencil (e.g., photolithographically structured emulsion) disposed on the fabric.
  • LTCC Low Temperature Cofired Ceramics
  • vias involve represents.
  • the circuit elements are screen printed on the green sheets of the later ceramic support, which are then stacked and sintered.
  • thin-film process is itself a costly process.
  • thin-film structures can only be realized coplanar on the substrate surface. The use of multi-layer technology with fine-line structures could bring a significant cost reduction compared to thin-film technology and also offer the advantage of using several levels, including for screen layers.
  • the screen frames are usually made of aluminum and are covered with a steel mesh, which can be achieved during the printing process elastic deflection of the screen.
  • An elastic deflection of the screen during the printing process is required for the so-called bounce, d. H. for the realizable between tissue and substrate to be printed distance. For example, too little jump may lead to cloud formation in the print, since the fabric behind the squeegee does not immediately detach from the printed paste film - it remains "stuck" in the printed paste.
  • Too much bounce on the other hand, increases tissue tension which, on the one hand, leads to exceeding the elastic yield strength of the tissue and thus leading to premature aging of the fabric and, on the other, impure printouts due to paste spatters, so that the template edge can no longer draw a clean print image ,
  • the wire thickness of the fabrics used today is approximately between 30 micrometers and 16 micrometers.
  • the permeability of the fabric is described by its mesh size, which is indicated by the so-called mesh number.
  • 325 mesh means that there are 325 stitches per square inch (square inches).
  • the stencil is often made as a direct stencil by a photographic process.
  • the fabric is coated with photosensitive polymers, which with be exposed to the desired structures. Subsequently, the exposed structures are developed and the unexposed areas are washed out.
  • the fabric, stencil (emulsion) and printing frame together form the screen printing screen.
  • the printing paste is applied to the screen and distributed evenly on the structured screen by means of a so-called flood doctor blade. Subsequently, the actual printing takes place, wherein the squeegee is pulled over the wire with a suitably adjusted hardness.
  • the screen is in this printing at a certain distance from the substrate to be printed, for example, an LTCC film.
  • the screen is pressed by means of the printing doctor down elastically in the direction of the substrate to be printed.
  • a shear of the printing paste which reduces its viscosity due to their thixotropic property during the shear and thereby can be pressed through the openings of the screen printing screen. After completion of the shear stress, the printing paste again has the initial viscosity.
  • d. H If smaller resolutions of the printed structures (fine-line structures) are to be achieved, d. H. For example, if the resolution is less than 50 microns or even less than 30 microns, there is a problem that the fabric and the template must have correspondingly fine structures with small openings and these fine structures and small openings in the template and the fabric through the flow of colors or pastes inhibit the screen printing screen.
  • the plastic filaments of the fabric are coated with a vapor-deposited or sputtered cladding layer, which in turn is covered by a metal coating which bears the emulsion of the stencil and which has been produced by electroplating.
  • the cladding layer is produced by a sputtering or sputtering process with a layer thickness of about 5 nanometers to over 200 nanometers.
  • the application of the cladding layer by means of electrodeposition. For example, a copper or nickel layer is applied.
  • the metallised plastic fabric results in a highly reproducible stencil quality with excellent edge definition and exact ink dosage, as it ensures minimum elongation with sufficient basic strength.
  • that solves Tissue known from this document does not address the above problem, especially as it relates to a plastic fabric and not to a steel fabric used for printing circuit elements.
  • this is in the document DE 197 38 873 A1 specified production method for a screen printing device very expensive and costly.
  • the publication DE 10 2004 055 113 A1 discloses a method of hydrophilizing screen-printed stencil media which substantially improves the wetting of the stencil stencil sheet with stencil material.
  • the screen printing stencil carrier ie the screen printing fabric
  • this is provided with very finely divided oxide particles, such as nanometer particles of metal oxide, for example. Titanium oxide, alumina or zirconium oxide, and a wetting agent.
  • a wetting agent for example, a surfactant can be used.
  • the hydrophilizing agent may also be employed in the removal of stencil material from the screen-printed fabrics, preferably by adding it to the decoating liquid.
  • the screen stencil carrier is not only freed from the stencil material, but at the same time hydrophilized for the next coating process. Consequently, the coating of the screen-printed fabric indicated in this publication does not solve the above-indicated problem of producing finer structures.
  • the object of the present invention is therefore to provide a screen printing apparatus which enables the printing of finer structures.
  • the object of the present invention is to provide a method for producing a screen printing device, which allows easy and cost-effective the printing of finer structures, in particular for a steel fabric.
  • the object is achieved by a screen printing apparatus in which the fabric and / or the stencil has a coating which reduces the adhesion of a screen printing paste or a screen printing ink to the fabric and / or the stencil on the surface.
  • the inhibition of the flow or passage of the screen printing paste or the screen printing ink through the fabric stitches or reduces the openings in the template, so that a fabric with a smaller mesh size or a stencil with smaller openings can be used and thereby finer structures can be produced.
  • the effect of reduced adhesion of the screen printing paste or the screen printing ink to the fabric or stencil is also referred to as the lotus effect.
  • the non-stick coating is achieved particularly simply by means of a nanocrystalline coating, which preferably has crystals with a diameter of less than 10 nanometers, or an amorphous coating.
  • a nanocrystalline coating which preferably has crystals with a diameter of less than 10 nanometers, or an amorphous coating.
  • Such a coating also has the advantage that it can be applied very thin so that it does not cause any significant additional change in the mesh size or the opening width of the template.
  • a carbon compound having a diamond-like structure (DLC) and / or a fluoride and / or a fluorine-based compound, preferably Teflon (polytetrafluoroethylene, PTFE), and / or a silicon-based compound can be used.
  • the screen printing device has a coating of a layer thickness between about 100 nm and about a few micrometers.
  • these layer thicknesses are sufficiently thick to ensure with a high degree of stability the easier passage of the screen printing ink or the screen printing paste through the fabric stitches or the stencil openings, and on the other hand permit the printing of fine-line structures.
  • the coating is designed to be oleophobic in order to suppress sticking / sticking .
  • This design of the screen printing device causes a clean distribution of the screen printing paste or the screen printing ink (flooding of the screen) on the Top and a good detachment of the screen printing paste or the screen printing ink after the elimination of the shear applied by the shear forces on the underside of Siebdrucksiebs.
  • the above object is also achieved by a method of manufacturing a screen printing apparatus in which the fabric is adhered to the fabric prior to applying the template to the fabric and / or the fabric and the template is applied to the fabric after application of the template to the fabric a screen printing paste or a screen printing ink to the fabric or stencil-reducing coating is provided.
  • the inventive method causes very simple and inexpensive, the tissue can be used with smaller mesh size or templates with smaller openings and thereby allows the pressure of finer structures.
  • the method according to the invention involves only a single additional coating step for this purpose.
  • the known method for producing a screen printing device is thereby not significantly more expensive or complicated.
  • a particularly simple and cost-effective coating option is given by a coating which is nanocrystalline, preferably with a crystal diameter of less than 10 nanometers, or amorphous.
  • a coating of a layer thickness of between about 100 nm and about a few micrometers is produced. As already indicated above, these layer thicknesses allow the printing of fine-line structures with a high resistance.
  • an inexpensive coating can be achieved by a coating material which contains a carbon compound with a diamond-like structure (DLC) and / or a fluoride and / or a fluorine-based compound, preferably PTFE, and / or a silicon-based compound. Further improvement of the coating properties can be achieved by placing the fabric and / or the stencil on top with an oleophilic (lipophilic / hydrophobic / hydrophobic) coating and / or on the underside of the fabric and / or the stencil and or the interstices of the fabric and / or the template are provided with an oleophobic coating.
  • DLC diamond-like structure
  • the steel mesh of a screen printing device is coated after a plasma cleaning step by means of a plasma CVD process either with a silicone-like amorphous surface with about 100 nm layer thickness or with a DLC (Diamond Like Carbon) layer of 1 .mu.m (for example, trade name CARBOCER ® from PLASMA ELECTRONIC GmbH).
  • the DLC coating is significantly harder than the silicone-type, whereas the latter can be applied at lower process temperatures.
  • the coating of the fabric takes place at a temperature of about 80 ° C or correspondingly lower.
  • the template is applied to the fabric.
  • the stencil can be provided with this coating. The sequence depends on the material of the stencil and its heat resistance.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebdruckvorrichtung mit einem Gewebe und einer an dem Gewebe angeordneten Schablone. Das Gewebe und/oder die Schablone weist jeweils auf der Oberfläche eine das Anhaften einer Siebdruckpaste oder einer Siebdruckfarbe an das Gewebe und/oder an der Schablone vermindernde Beschichtung auf. Hierdurch können feinere Strukturen, insbesondere im Hinblick auf elektronische Elemente bei der Herstellung von Schaltungen mittels Mehrlagen-Technologie, erzeugt werden. Die Erfindung beschreibt ferner ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Siebdruckvorrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siebdruckvorrichtung mit einem Gewebe und eine in dem Gewebe angeordnete Schablone in Form einer fotolithographisch strukturierten Emulsion. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Siebdruckvorrichtung.
  • Der Siebdruck ist ein Druckverfahren, bei dem eine Druckfarbe oder Druckpaste mit einem messerähnlichen Werkzeug, dem Gummirakel (Druckrakel), durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf das zu bedruckende Material gedruckt wird. Der Siebdruck wird deshalb auch als Durchdruckverfahren bezeichnet. An den Stellen des Gewebes, wo dem Bildmotiv entsprechend keine Farbe gedruckt werden soll, sind die Maschenöffnungen des Gewebes durch eine an dem Gewebe angeordnete Schablone (z.B. fotolithographisch strukturierte Emulsion) undurchlässig für die Druckfarbe oder Druckpaste.
  • Neben dem Einsatz im Bereich der Werbung und Beschriftung, im Textil- oder Keramikdruck wird der Siebdruck heute häufig auch für das Drucken von Schaltungen im Bereich der Hybridtechnologie, zum Beispiel im Bereich der Mehrlagenkeramiktechnologie verwendet. Ein Beispiel für eine Mehrlagenkeramiktechnologie ist die sogenannte LTCC-Technologie (LTCC - Low Temperature Cofired Ceramics, dt. Niedertemperatur-Einbrand-Keramik), die eine kostengünstige Technologie zur Herstellung von Mehrlagenschaltungen auf der Basis von gesinterten Keramikträgern, die in mehreren Lagen Verdrahtungsebenen verbunden durch z-Kontaktierungen, sog. Vias beinhalten, darstellt. Bei der LTCC-Technologie werden die Schaltungselemente mittels Siebdruck auf die Grünfolien des späteren Keramikträgers aufgebracht, die dann gestapelt und gesintert werden.
  • Die moderne Packaging-Entwicklung fordert heute ungeachtet des Einsatzgebietes das Drucken von feineren Strukturen (Feinstline-Strukturen), um Einbauplatz zu sparen oder um den Verbrauch hochpreisiger Pasten zu minimieren. Außerdem fordert die moderne Hochfrequenztechnik in Abhängigkeit der Einsatzfrequenz enge Leiterzugbreiten, die auf Basis von Verlusten und gegebenen Impedanzen durch umfangreiche Simulationen vorgegeben werden. Es ist daher wünschenswert, feinere Strukturen zu drucken. Zudem könnten, wenn es gelänge, feinere Strukturen zu drucken, Mehrlagentechnologie-Prozesse wie LTCC Schaltungen ersetzen, die bisher mittels der Dünnfilm-Technik hergestellt wurden. Die Dünnfilm-Technik wird aufgrund ihrer hohen Strukturauflösung bisher auf dem Gebiet der Hochfrequenzschaltungen im Höchstfrequenz-Bereich verwendet, um HF-taugliche Strukturen zu realisieren. Diese Technik wird durch Abscheidungs- und Ätzvorgänge realisiert. Sie erfordert den Einsatz sehr ebener, vorbehandelter und hochpreisiger Substrate. Zudem ist der Dünnfilm-Prozess an sich ein kostenintensives Verfahren. Dünnfilmstrukturen lassen sich außerdem nur koplanar auf der Substratoberfläche realisieren. Der Einsatz der Mehrlagentechnologie mit Feinstline-Strukturen könnte gegenüber der Dünnfilm-Technik eine deutliche Kostenreduzierung bringen und außerdem den Vorteil der Nutzung mehrerer Ebenen u. a. auch für Schirmlagen bieten.
  • Für den Siebdruck im Bereich der Mehrlagen-Technologie (Dickschichttechnik) sind die Siebdruckrahmen meistens aus Aluminium und werden mit einem Stahlgewebe bespannt, mit dem sich die während des Druckvorgangs erforderliche elastischen Durchbiegung des Siebes erreichen lassen. Eine elastische Durchbiegung des Siebes während des Druckvorgangs ist erforderlich für den sogenannten Absprung, d. h. für die zwischen Gewebe und zu bedruckendem Substrat realisierbare Distanz. Zu wenig Absprung kann beispielsweise zur Wolkenbildung im Druck führen, da sich das Gewebe hinter dem Rakel nicht sofort aus dem gedruckten Pastenfilm löst - es bleibt in der gedruckten Paste "kleben". Zuviel Absprung erhöht hingegen die Gewebespannung, was zum einen zu einem Überschreiten der elastischen Dehngrenze des Gewebes führt und damit zu einem Vorzeitigen Altern des Gewebes, und zum anderen zu unsauberen Ausdrucken aufgrund von Pastenspritzern führen kann, so dass die Schablonenkante kein sauberes Druckbild mehr zeichnen kann.
  • Die Drahtstärke der verwendeten Gewebe beträgt heute etwa zwischen 30 Mikrometern und 16 Mikrometern. Die Durchlässigkeit des Gewebes wird durch seine Maschenweite beschrieben, die mittels der sogenannten Mesh-Zahl angegeben wird. Beispielsweise bedeutet 325 Mesh, dass 325 Maschen je Quadratzoll (Quadratinch) vorliegen.
  • Die Schablone wird häufig als Direktschablone mittels eines fotografischen Verfahrens hergestellt. Hierfür wird das Gewebe mit fotosensitiven Polymeren beschichtet, die mit den gewünschten Strukturen belichtet werden. Anschließend werden die belichteten Strukturen entwickelt und die unbelichteten Bereiche ausgewaschen. Das Gewebe, die Schablone (Emulsion) und der Druckrahmen bilden zusammen das Siebdrucksieb.
  • Beim Drucken wird die Druckpaste auf das Sieb aufgebracht und gleichmäßig mittels eines sogenannten Flutrakels auf dem strukturierten Sieb verteilt. Anschließend findet der eigentliche Druckvorgang statt, wobei das Druckrakel mit einer entsprechend angepassten Härte über das Sieb gezogen wird. Das Sieb befindet sich bei diesem Druckvorgang in einem bestimmten Abstand von dem zu bedruckenden Substrat, beispielsweise einer LTCC-Folie. Das Sieb wird mittels des Druckrakels elastisch nach unten in Richtung des zu bedruckenden Substrates gedrückt. Gleichzeitig erfolgt mittels des Druckrakels eine Scherung der Druckpaste, die aufgrund ihrer thixotropen Eigenschaft während der Scherung ihre Viskosität erniedrigt und hierdurch durch die Öffnungen des Siebdrucksiebs gepresst werden kann. Nach Beendigung der Scherbeanspruchung weist die Druckpaste wieder die Ausgangsviskosität auf.
  • Wenn kleinere Auflösungen der gedruckten Strukturen (Feinstline-Strukturen) erreicht werden sollen, d. h. eine Auflösung unter 50 Mikrometern oder sogar unter 30 Mikrometern, ergibt sich das Problem, dass hierfür das Gewebe und die Schablone entsprechend feine Strukturen mit kleinen Öffnungen aufweisen müssen und diese feinen Strukturen und kleinen Öffnungen in der Schablone und dem Gewebe den Farben- oder Pastenfluss durch das Siebdrucksieb hemmen.
  • In der Druckschrift DE 197 38 873 A1 wird das Problem gelöst, die Passergenauigkeit beim Siebdrucken zu erhöhen. Außerdem beschäftigt sich die Druckschrift mit der Frage der Optimierung der Druckqualität bei Feinstrichen und Rastern für Kunststoffgewebe. Die Kunststofffäden des Gewebes sind mit einer aufgedampften oder gesputterten Mantelschicht überzogen, die wiederum von einem die Emulsion der Schablone tragenden, durch Galvanisierung entstandenen Metallüberzug überdeckt ist. Die Mantelschicht wird durch einen Bedampfungs- oder Sputter-Prozess mit einer Schichtdicke von etwa 5 Nanometern bis über 200 Nanometern erzeugt. Der Auftrag der Mantelschicht erfolgt mittels galvanischer Abscheidung. Beispielsweise wird eine Kupfer- oder Nickelschicht aufgebracht. Das metallisierte Kunststoffgewebe bewirkt eine hohe reproduzierbare Schablonenqualität mit exzellenter Randschärfe und exakter Farbdosierung, da es minimalste Dehnungen bei einer ausreichenden Grundfestigkeit gewährleistet. Somit löst das aus dieser Druckschrift bekannte Gewebe das oben angegebene Problem nicht, zumal es sich auf ein Kunststoffgewebe und nicht auf ein Stahlgewebe, das für das Drucken von Schaltungselementen verwendet wird, bezieht. Zudem ist das in der Druckschrift DE 197 38 873 A1 angegebene Herstellungsverfahren für eine Siebdruckvorrichtung sehr aufwändig und kostenintensiv.
  • Die Druckschrift DE 10 2004 055 113 A1 offenbart ein Verfahren zur Hydrophilierung von Siebdruckschablonenträgern, das die Benetzung des Siebdruckschablonenträgers mit Schablonenmaterial wesentlich verbessert. Bei der Hydrophilierung des Siebdruckschablonenträgers, d. h. des Siebdruckgewebes, wird dieses mit feinstteiligen Oxidteilchen, wie Nanometer-Teilchen aus Metalloxid, bspw. Titanoxid, Aluminiumoxid oder Zirkonoxid, und einem Benetzungsmittel versehen. Als Benetzungsmittel kann beispielsweise ein Tensid verwendet werden. Alternativ hierzu kann das Hydrophilierungsmittel auch bei der Entfernung von Schablonenmaterial von den Siebdruckgewebe eingesetzt werden, vorzugsweise indem es der Entschichtungsflüssigkeit zugegeben wird. Bei der Entschichtung des Siebdruckschablonenträgers, bei der dieser für die Herstellung eines neuen Siebdrucksiebs mit einer neuen Schablone vorbereitet wird, wird der Siebdruckschablonenträger nicht nur von dem Schablonenmaterial befreit, sondern gleichzeitig auch für den nächsten Beschichtungsvorgang hydrophiliert. Folglich löst auch die in dieser Druckschrift angegebene Beschichtung des Siebdruckgewebes das oben aufgezeigte Problem, feinere Strukturen zu erzeugen, nicht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Siebdruckvorrichtung anzugeben, die das Drucken feinerer Strukturen ermöglicht. Außerdem besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckvorrichtung anzugeben, das einfach und kostengünstig das Drucken feinerer Strukturen, insbesondere für ein Stahlgewebe, ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Siebdruckvorrichtung gelöst, bei der das Gewebe und/oder die Schablone jeweils auf der Oberfläche eine das Anhaften einer Siebdruckpaste oder einer Siebdruckfarbe an das Gewebe und/oder an die Schablone vermindernde Beschichtung aufweist.
  • Durch die angegebene Beschichtung wird erfindungsgemäß die Hemmung des Durchflusses oder Durchtretens der Siebdruckpaste oder der Siebdruckfarbe durch die Gewebemaschen bzw. die Öffnungen in der Schablone verringert, sodass ein Gewebe mit einer kleineren Maschenweite bzw. eine Schablone mit kleineren Öffnungen verwendet werden kann und hierdurch feinere Strukturen erzeugt werden können. Der Effekt des verringerten Anhaftens der Siebdruckpaste oder der Siebdruckfarbe an dem Gewebe bzw. der Schablone wird auch als Lotus-Effekt bezeichnet.
  • Besonders einfach wird die Antihaft-Beschichtung mittels einer nanokristallin ausgebildeten Beschichtung, die vorzugsweise Kristalle mit einem Durchmesser von weniger als 10 Nanometern aufweist, oder einer amorphen Beschichtung erreicht. Eine derartige Beschichtung hat zudem den Vorteil, dass sie sehr dünn aufgetragen werden kann, so dass sie keine wesentliche zusätzliche Änderung der Maschenweite oder der Öffnungsweite der Schablone bewirkt.
  • Als besonders geeignetes Beschichtungsmaterial für die Beschichtung kann eine Kohlenstoff-Verbindung mit einer diamantähnlichen Struktur (DLC) und/oder ein Fluorid und/oder eine fluorbasierte Verbindung, vorzugsweise Teflon (Polytetrafluorethylen, PTFE), und/oder eine siliziumbasierte Verbindung verwendet werden.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Siebdruckvorrichtung eine Beschichtung einer Schichtdicke zwischen etwa 100 nm und etwa einigen Mikrometern auf. Diese Schichtdicken sind einerseits genügend dick, um mit einer hohen Beständigkeit das leichtere Hindurchtreten der Siebdruckfarbe oder der Siebdruckpaste durch die Gewebemaschen bzw. die Schablonenöffnungen zu gewährleisten, und erlauben andererseits das Drucken von Feinstline-Strukturen.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Beschichtung auf der Oberseite des Gewebes und/oder der Schablone, d. h. auf der dem zu bedruckenden Substrat abgewandten Seite des Gewebes und/oder der Schablone, oleophil (hydrophil/-phob, lipophil/-phob) um durch das Anhaften der Paste eine Rollbewegung und damit eine gute Scherung zu erreichen, um den Tixotropieeffekt aufzubauen. Auf der Unterseite des Gewebes und/oder der Schablone, d. h. auf der dem zu bedruckenden Substrat zugewandten Seite des Gewebes und/oder der Schablone, und in den Zwischenräumen des Gewebes und der Schablone ist die Beschichtung oleophob ausgebildet, um ein Anhaften/Kleben zu unterdrücken. Diese Gestaltung der Siebdruckvorrichtung bewirkt ein sauberes Verteilen der Siebdruckpaste oder der Siebdruckfarbe (Fluten des Siebes) auf der Oberseite und ein gutes Ablösen der Siebdruckpaste bzw. der Siebdruckfarbe nach dem Wegfall der durch das Rakel aufgebrachten Scherkräfte auf der Unterseite des Siebdrucksiebs.
  • Die obige Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckvorrichtung gelöst, bei dem das Gewebe vor dem Aufbringen der Schablone an dem Gewebe und/oder das Gewebe und die Schablone nach dem Aufbringen der Schablone an dem Gewebe jeweils auf der Oberfläche mit einer das Anhaften einer Siebdruckpaste oder einer Siebdruckfarbe an das Gewebe oder an der Schablone vermindernde Beschichtung versehen wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt sehr einfach und kostengünstig, das Gewebe mit kleinerer Maschenweite bzw. Schablonen mit kleineren Öffnungen verwendet werden können und ermöglicht hierdurch den Druck feinerer Strukturen. Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet hierfür lediglich einen einzigen zusätzlichen Beschichtungsschritt. Das bekannte Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckvorrichtung wird dadurch nicht wesentlich verteuert bzw. verkompliziert.
  • Eine besonders einfache und kostengünstige Beschichtungsmöglichkeit wird durch eine Beschichtung gegeben, die nanokristallin, vorzugsweise mit einem Kristalldurchmesser von weniger als 10 Nanometern, oder amorph ausgebildet ist.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren eine Beschichtung einer Schichtdicke zwischen etwa 100 nm und etwa einigen Mikrometern erzeugt. Wie oben bereits dargestellt, erlauben diese Schichtdicken das Drucken von Feinstline-Strukturen mit einer hohen Beständigkeit.
  • Ebenso ist eine kostengünstige Beschichtung durch ein Beschichtungsmaterial erreichbar, das eine Kohlenstoff-Verbindung mit einer diamantähnlichen Struktur (DLC = diamond like carbon) und/oder ein Fluorid und/oder eine fluorbasierte Verbindung, vorzugsweise PTFE, und/oder eine siliziumbasierte Verbindung enthält. Eine weitere Verbesserung der Eigenschaften der Beschichtung kann erreicht werden, indem das Gewebe und/oder die Schablone auf ihrer Oberseite mit einer oleophilen (lipophil/-phoben, hydrophil/-phoben) Beschichtung und/oder auf der Unterseite des Gewebes und/oder der Schablone und/oder die Zwischenräume des Gewebes und/oder der Schablone mit einer oleophoben Beschichtung versehen werden.
  • Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale bilden für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
    • Beispiel
  • Das Stahlgewebe einer Siebdruckvorrichtung wird nach einem Plasma-Reinigungsschritt mittels eines Plasma-CVD Verfahrens entweder mit einer silikonartigen amorphen Oberfläche mit ca. 100 nm Schichtstärke beschichtet oder mit einer DLC (Diamond Like Carbon) -Schicht von 1 µm (z. B. Handelsname CARBOCER® der Firma PLASMA ELECTRONIC GmbH) versehen. Die DLC-Beschichtung ist deutlich härter als die silikonartige, wobei die letztere dagegen bei niedrigeren Prozesstemperaturen aufgebracht werden kann. Die Beschichtung des Gewebes erfolgt bei einer Temperatur von ca. 80°C oder entsprechend niedriger. Anschließend wird die Schablone auf das Gewebe aufgebracht. Alternativ kann zusätzlich auch die Schablone mit dieser Beschichtung versehen werden. Die Abfolge hängt vom Material der Schablone und seiner Wärmebeständigkeit ab.
  • Deutlich niedrigere Abscheidetemperaturen können mit einer amorphen (glasartigen) Beschichtung erreicht werden. Diese silikonartige Oberfläche hat zwar den Vorteil der geringeren Prozesstemperatur, weist allerdings lediglich eine Oberflächenhärte geringer als Glas auf. Es sind bei dieser Abscheidung 40°C angestrebt im Vergleich zu 80°C bei DLC Schichten, die wiederum Härten annähernd Diamant (Mohs 9-10) aufweisen. Alle Schichten werden im Plasma-CVD-Verfahren abgeschieden. Auch die oleophilen Schichten werden mit einem Plasma-CVD-Prozess aufgebracht und sind den DLC-Schichten ähnlich. Lediglich ein anderer Zusatz von Dotiergasen verändert die Oberflächeneigenschaften. Sich ausbildende Wasserstoffbrücken, OH-Gruppen oder Carboxyle verändern die Oberflächeneigenschaften in Richtung oleo- (lippo- / hydro-) phil oder -phob. Ein Einbau von erhöhten Sauerstoffanteilen fördert den oleophilen Charakter der Oberfläche. Der Einbau von Silizium fördert den oleophoben Charakter. Der Handelsname des oleophilen (hydrophilen) Beschichtungsverfahrens der Firma PLASMA ELECTRONIC ist AQUA-CER®.

Claims (10)

  1. Siebdruckvorrichtung mit einem Gewebe und einer an dem Gewebe angeordneten Schablone, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe und/oder die Schablone jeweils auf der Oberfläche eine das Anhaften einer Siebdruckpaste oder einer Siebdruckfarbe an das Gewebe und/oder an der Schablone vermindernde Beschichtung aufweist.
  2. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung nanokristallin, vorzugsweise mit einem Kristalldurchmesser von weniger als 10 nm, oder amorph ausgebildet ist.
  3. Siebdruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Kohlenstoff-Verbindung mit einer diamantähnlichen Struktur (DLC) und/oder ein Fluorid und/oder eine fluorbasierte Verbindung, vorzugsweise PTFE, und/oder eine siliziumbasierte Verbindung enthält.
  4. Siebdruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Schichtdicke zwischen etwa 100 nm und etwa einigen Mikrometern aufweist.
  5. Siebdruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf der Oberseite des Gewebes und/oder der Schablone oleophil (hydrophil/-phob, lipophil/-phob) und/oder auf der Unterseite des Gewebes und/oder der Schablone und/oder in den Zwischenräumen des Gewebes und/oder der Schablone oleophob ausgebildet ist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe vor dem Anbringen der Schablone an dem Gewebe und/oder das Gewebe und die Schablone nach dem Anbringen der Schablone an dem Gewebe jeweils auf der Oberfläche der zum Druckgut zugewandten Seite sowie in den Zwischenräumen mit einer das Anhaften einer Siebdruckpaste oder einer Siebdruckfarbe an das Gewebe und/oder an der Schablone vermindernden Beschichtung versehen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung nanokristallin, vorzugsweise mit einem Kristalldurchmesser von weniger als 10 nm, oder amorph ausgebildet ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Kohlenstoff-Verbindung mit einer diamantähnlichen Struktur (DLC) und/oder ein Fluorid und/oder fluorbasierte Verbindung, vorzugsweise PTFE, und/oder eine siliziumbasierte Verbindung enthält.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit einer Schichtdicke zwischen etwa 100 nm und etwa einigen Mikrometern erzeugt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe und/oder die Schablone auf ihrer Oberseite mit einer oleophilen (lipophilen/-phoben, hydrophilen/-phoben) Beschichtung und/oder auf der Unterseite des Gewebes und/oder der Schablone und/oder die Zwischenräume des Gewebes und/oder der Schablone mit einer oleophoben Beschichtung versehen werden.
EP07023414.1A 2007-03-07 2007-12-04 Siebdruckvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben Active EP1967363B1 (de)

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