絲網印刷設備和絲網印刷方法
2023-09-18 11:15:00 1
專利名稱：絲網印刷設備和絲網印刷方法
技術領域：
本發明涉及一種用於將諸如焊糊或導電糊膏的糊膏印刷在基底上的絲網印刷設備，以及使用這種設備的絲網印刷方法。
根據常規的塗刷方法或設備，美國專利No.6171399中公開了一種所謂的封閉型塗刷器頭，其具有將漿糊容納在其中的容器。依據這種封閉型的塗刷器頭，焊錫膏不是單獨地由塗刷器頭供給到掩蔽板上。而是當塗刷器頭在其下端與掩蔽板保持接觸的狀況下移動時，將塗刷器頭容器內的焊錫膏供給填充在掩蔽板的模型孔裡。
塗刷方法或設備一般要求將焊錫膏填充在掩蔽板的模型孔內，並且將掩蔽板上多餘的焊錫膏擦去。根據常規的塗刷方法和設備，如果塗刷器頭的塗刷器(擦拭器)具有這樣的形狀或附著角度，即焊錫膏的填充性能得到很好地滿足，那麼擦拭特性變壞。另一方面，如果塗刷器具有這樣的形狀或附著角度，即擦拭性能得到很好地滿足，那麼焊錫膏的填充性能變壞。所以常規的塗刷方法和設備不能同時滿足焊錫膏的填充性能和擦拭性能。
本發明的另一個目的是提供一種能夠改進封閉型塗刷器頭的糊膏填充性能的絲網印刷設備和方法。
根據本發明的第一方面，通過滑動塗刷器頭下端設置的的填充件將糊膏填充到基板上的掩蔽板的模型孔內。在塗刷器頭內形成的用於容納糊膏的空間內，填充件與掩蔽板的上表面形成銳角。通過滑動塗刷器頭下端設置的擦拭器擦去掩蔽板上的多餘糊膏。在塗刷器頭內形成的用於容納糊膏的空間內，擦拭器與掩蔽板的上表面形成鈍角。
因此，糊膏填的充性能和擦拭性能同時得到滿足。
根據本發明的另一個方面，當塗刷器頭處於等待位置時，對容納塗刷器頭內的糊膏上施加第一壓力。當塗刷器頭在掩蔽板上移動時，對容納在所述塗刷器頭內的糊膏施加比第一壓力小的第二壓力。
因此，改進了封閉型塗刷器頭的糊膏填充性能。
圖5B是說明塗刷器頭的擦拭器的功能的視圖。
圖6A和圖6B是示出了施加到焊糊上的壓力與塗刷器頭狀態的關係的時間圖表。
絲網掩蔽件10包括固定在固定器11上的掩蔽板12，絲網掩蔽件10設置在基板定位件1的上面，掩蔽板12上具有模型孔122，所述模型孔與基板3上要印刷的地方相應，以便在基板3上形成印刷圖案。
塗刷器頭13位於絲網掩蔽件10上方，從而塗刷器頭13能夠通過升降機20上下移動。升降機20裝備一臺垂直設置在板21上的氣缸22。
塗刷器頭13與氣缸22桿222的下端聯結。通過操縱氣缸22，塗刷器頭13相對於掩蔽板12上下移動。氣缸22還作為加壓器工作以便將塗刷器頭13壓到掩蔽板12上。美國專利No.5,996,2487中公開的壓力控制機構可以應用到本發明的實施例中。
一對滑塊23固定在板21下表面的兩端，滑塊23松配合在導軌24內，導軌24設置在與基座(未顯示)相連的框架25的上表面上，從而滑塊23能夠相對於導軌24自由滑動。螺母26固定在板21的下表面上，電機28驅動與螺母26嚙合的進給螺杆27。
塗刷器頭13與升降機20相連接，通過驅動電機28，板21水平移動。當在塗刷器頭13下降的情況下驅動電機28時，塗刷器頭13在掩蔽板12上水平移動並與掩蔽板12保持接觸。在塗刷器頭13的下部設置有印刷部件14，其用於接觸掩蔽板12的表面並用於向模型孔122內填充焊糊5。
參考附圖
3，現在詳細描述印刷部件14的結構。主體30是一個矩形塊，其縱向與圖2所示的縱向X平行，因此主體30的縱向長度大於基板3的寬度，如圖2所示。主體30具有容納焊糊盒3 1的凹槽302，所以焊糊盒可以裝上主體30並從上面拆卸下來。
焊糊盒31儲存預定量的焊糊5，並且在印刷前裝到主體30上。用於向焊糊5加壓的加壓板32放置在焊糊盒31上部開口上。加壓板32與放置在其上方的氣缸16桿162相連，因此，通過驅動氣缸16，加壓板32在焊糊盒31內在垂直方向可操作地移動。
氣缸16通過閥門182和調節器184與氣源18相連。為了利用一定的壓力，把焊糊5(向下)推向掩蔽板12，調節器184根據從控制器19接收到壓力確定信號，改變供給到氣缸16的氣壓，。
焊糊盒31的底部構成具有多個開口314的擠出板312。當氣缸16推動加壓板32向下時，焊糊盒31內的焊糊5被推向掩蔽板12，並通過擠出板312的開口314被擠出。施加在焊糊5上的壓力由控制器19控制的閥門182和調節器184控制。
具有多個與擠出板312的開口34類似的開口342的節流板34連接在主體30的底部。當氣缸16向下推焊糊5時，焊糊5通過擠出板312的開口314和節流板34的開口342向下移動。結果是擠出的焊糊5到達形成在主體30的下面的空間，也就是，設置在主體30底面上的塗刷件36和主體30底面所包圍的印刷空間35。由於被擠壓的焊糊5通過多個開口312和342，因此焊糊5的粘度降低，以便適於絲網印刷。
參考圖4，下面描述塗刷件36和印刷空間35。塗刷件36由構成主體30下面的印刷空間的壁體組成。在塗刷件36的兩端，在塗刷方向(箭頭Y所示的方向)上設置有滑塊362和364。滑塊362由塊體372和固定在塊體372上的擦拭器39組成。滑塊364由塊體374和固定在塊體374上的填充件38組成。在絲網印刷操作期間，受壓的焊糊5儲存在印刷空間35內並與填充件38和擦拭器39之間的掩蔽板12表面接觸。
填充件38為由樹脂或合成橡膠做成的具有柔性的塊體。擦拭器39是由諸如不鏽鋼的金屬做成的薄板。固定在塊體374上的填充件384和固定在塊體372上的擦拭器39由構成印刷空間35的一部分壁體組成。
在印刷空間35，填充件38的下端382在掩蔽板12上滑動並與掩蔽板12的表面保持銳角α。在印刷空間35，擦拭器39的下端392在掩蔽板上滑動並與掩蔽板12的表面保持鈍角β。填充件38的內表面384形成向模型孔122內填充焊糊5的填充面。擦拭器39的內表面394形成在掩蔽板12上擦拭焊糊5的擦拭面。
如圖5A所示，當塗刷器頭13在箭頭Z所示的方向上移動時，填充件38將焊糊5填充到模型孔122內。如圖5B所示，當塗刷器頭13在箭頭W所示的方向上移動時。擦拭器39將多餘的焊糊5從掩蔽板12的上表面上擦去。所以，焊糊5的填充和擦拭是通過塗刷器頭13的一個往復運動(往返運動)進行的。
參考附圖5A，當塗刷器頭13向箭頭所示的方向移動時，在受壓的焊糊5被填充到印刷空間35的情況下，填充件38周圍的一部分焊糊5受到來自填充面384的滾動壓力Q。結果焊糊5滿意地填充到掩蔽板12的模型孔122裡。銳角α優選在50°到80°的範圍內以便取得好結果。
參考圖5B，當塗刷器頭13向箭頭W所示方向的相反方向移動時，擦拭器39的下端392將掩蔽板12上表面的多餘焊糊擦掉，擦拭面394從掩蔽板12擦去多餘的焊糊。由於擦拭器39具有理想的擦拭薄形和具有與掩蔽板12上表面成接觸角β，所以在塗刷器頭13擦拭多餘的焊糊5後，在掩蔽板12的上表面沒有殘留多餘的焊糊5。角β優選在100°和180°之間以便取得好的結果。
掩蔽板12沒有被基板3(這以下稱為「非支撐區域」)支撐的部分，易於下垂。因此，由於塗刷器頭13和掩蔽板12間可能產生縫隙，所以掩蔽板12的表面可能會留由多餘的焊糊5。即使在這種情況下，根據本發明實施例，擦拭器39也緊隨掩蔽板12的表面，以避免焊糊5存留在掩蔽板12的表面上。
下面敘述使用封閉型塗刷器頭13進行絲網印刷的焊糊5的推入操作。
向掩蔽板12的模型孔內填裝焊糊5，不僅是通過塗刷器頭13移動所導致的焊糊5的滾動，而且還通過對塗刷器頭13內焊糊5加壓所導致的焊糊5的推入動作。
為了增加焊糊5的推入動作，可以增加作為糊膏加壓器的氣缸16對焊糊5施加的壓力。然而，焊糊5通常具有這樣的特性，即當受到一定的壓力，它會失去流動性並且硬化。當焊糊5所受高壓時間長時，就更容易出現這種硬化現象。因此，當為了處理許多基板，而重複進行絲網印刷時，塗刷器頭13內的焊糊5逐漸失去其流動性，而且模型孔122內的焊糊填充性能降低。
為了避免焊糊填充性能的降低，根據本發明實施例，根據圖6所示的壓力方案對焊糊5施壓。附圖6A所示的壓力方案示出了在用於基板3的印刷操作期間，對焊糊5施加的壓力的變化(通過氣缸16施加的壓力)。
在等待位置，該位置是塗刷器頭13在掩蔽板12上的非支撐區域處於待命狀態，氣缸16通過壓力板32對焊糊5施加壓力F1。因此，焊糊盒31內的焊糊5被推到塗刷器頭13內的印刷空間35，以便完成印刷的準備。緊接著上述準備步驟，印刷操作開始。當塗刷器頭13在支撐區移動時，在支撐區內基板3支撐在掩蔽板12下面，氣缸16對焊糊5施加的壓力從壓力F1減少到壓力F2。
當壓力F2確定的儘可能的低，只要焊糊5很好地填充到模型孔112內就可以。如果焊糊5理想地填充到模型孔122內，由於在上述準備步驟中產生了擠壓焊糊5的慣性力，因此壓力F2可以為零。根據上述的壓力控制，焊糊5能很好地填充到模型孔122內，並且不用在塗刷器頭內對焊糊5增加額外的壓力。
根據本發明實施例，加到焊糊5的壓力是可變的，所以僅在準備操作期間施加較高的壓力，其中把充足數量的焊糊5推到印刷空間35，而在印刷操作期間施加較小的壓力，其中對焊糊5施加了滾動壓力。
這樣，對焊糊5持續施壓產生的硬化現象最小化，並且由焊糊5硬化引起的有缺陷的印刷減少。
為了焊糊5推進印刷空間35內的準備操作可以對每個基板都進行。另外，也可以每預定數量的基板進行所述準備操作。
儘管參考附圖，結合優選實施例對本發明進行了詳細的描述。但需要指出的是，對於本領域的普通技術人員而言，可以對其作出許多變型和變化。這些變型和變化都沒有脫離本發明權利要求限定的範圍和宗旨。
權利要求
1.一種用於通過在掩蔽板上移動塗刷器頭，經掩蔽板上的模型孔將糊膏印刷在基板上的絲網印刷方法，所述塗刷器頭具有限定了用於容納糊膏的空間的部件，所述方法包括以下步驟通過滑動設置在所述塗刷器頭下端的填充件將所述糊膏填充到所述模型孔內，所述填充件與掩蔽板的上表面在所述空間內形成銳角；通過滑動設置在所述塗刷器頭下端的擦拭器擦去掩蔽板上表面上的多餘糊膏，所述擦拭器與掩蔽板的上表面在所述空間內形成鈍角。
2.根據權利要求1所述的絲網印刷方法，其中所述填充步驟包括在朝著糊膏存留的第一方向上滑動所述填充件；及所述擦拭步驟包括在與所述第一方向相反的第二方向上滑動所述擦拭器。
3.根據權利要求1所述的絲網印刷方法，其中所述方法包括將所述塗刷器頭推向掩蔽板，從而所述填充件和所述擦拭器與掩蔽板的上表面保持接觸。
4.根據權利要求1所述的絲網印刷方法，其中在所述空間內，所述填充件與掩蔽板上表面之間形成的所述銳角在50°到80°的範圍內；及在所述空間內，所述擦拭器與掩蔽板上表面之間形成的所述鈍角在100°到180°的範圍內。
5.根據權利要求3所述的絲網印刷方法，其中在所述空間內，所述填充件與掩蔽板上表面之間形成的所述銳角在50°到80°的範圍內；及在所述空間內，所述擦拭器與掩蔽板上表面之間形成的所述鈍角在100°到180°的範圍內。
6.根據權利要求1所述的絲網印刷方法，其中所述方法還包括以下步驟在驅動所述塗刷器頭用以印刷糊膏之前，對容納在所述塗刷器頭內的糊膏加壓。
7.根據權利要求1所述的絲網印刷方法，其中所述方法還包括以下步驟當所述塗刷器頭處於等待位置時，對容納在所述塗刷器頭內的糊膏施加第一壓力；及當所述塗刷器頭在掩蔽板上移動時，對容納在所述塗刷器頭內的糊膏施加小於所述第一壓力的第二壓力。
8.根據權利要求5所述的絲網印刷方法，其中所述方法還包括以下步驟當所述塗刷器頭處於等待位置時，對容納在所述塗刷器頭內的糊膏施加第一壓力；及當所述塗刷器頭在掩蔽板上移動時，對容納在所述塗刷器頭內的糊膏施加小於所述第一壓力的第二壓力。
9.一種用於通過在掩蔽板上移動塗刷器頭，經掩蔽板上的模型孔將糊膏印刷在基板上的絲網印刷方法，所述塗刷器頭具有限定了用於容納糊膏的空間的部件，所述方法包括以下步驟當所述塗刷器頭處於等待位置時，對容納在所述空間內的糊膏施加第一壓力；及當所述塗刷器頭在掩蔽板上滑動用於印刷時，對容納在所述空間內的糊膏施加小於所述第一壓力的第二壓力。
10.根據權利要求9所述的絲網印刷方法，其中所述方法還包括以下步驟通過滑動設置在所述塗刷器頭下端的填充件，並保持對所述糊膏施加所述第二壓力，將糊膏填充到模型孔內，在所述空間內所述填充件與掩蔽板的上表面形成銳角；及通過滑動設置在所述塗刷器頭下端的擦拭器，並保持對所述糊膏施加所述第二壓力，將掩蔽板上表面上的多餘糊膏擦去，在所述空間內所述擦拭器與掩蔽板的上表面形成鈍角。
11.根據權利要求10所述的絲網印刷方法，其中在所述空間內，所述填充件與掩蔽板上表面之間形成的所述銳角在50°到80°的範圍內；及在所述空間內，所述擦拭器與掩蔽板上表面之間形成的所述鈍角在100°到180°的範圍內。
12.一種用於通過掩蔽板的模型孔將糊膏印刷在基板上的絲網印刷設備，該絲網印刷設備包括用於將糊膏印刷在基板上的塗刷器頭，所述塗刷器頭具有限定了用於容納糊膏的空間的部件；用於產生壓力以便將所述塗刷器頭推向所述掩蔽板的加壓器；設置在所述塗刷器頭第一下端的填充件，所述填充件與掩蔽板的上表面在所述空間內形成銳角；及設置在所述塗刷器頭第二下端的擦拭器，所述擦拭器與掩蔽板的上表面在所述空間內形成鈍角。
13.根據權利要求12所述的絲網印刷方法，其中所述設備還包括設置在所述塗刷器頭上用於向所述塗刷器頭內的糊膏加壓的糊膏加壓器。
14.根據權利要求13所述的絲網印刷方法，其中當所述塗刷器頭處於等待位置時，所述糊膏加壓器對容納在所述空間內的糊膏施加第一壓力；及當所述塗刷器頭在掩蔽板上滑動用以印刷時，所述糊膏加壓器對容納在所述空間內的糊膏施加小於所述第一壓力的第二壓力。
15.根據權利要求12所述的絲網印刷方法，其中在所述空間內，所述填充件與掩蔽板上表面之間形成的所述銳角在50°到80°的範圍內；及在所述空間內，所述擦拭器與掩蔽板上表面之間形成的所述鈍角在100°到180°的範圍內。
16.根據權利要求14所述的絲網印刷方法，其中在所述空間內，所述填充件與掩蔽板上表面之間形成的所述銳角在50°到80°的範圍內；及在所述空間內，所述擦拭器與掩蔽板上表面之間形成的所述鈍角在100°到180°的範圍內。
全文摘要
一種能同時滿足糊膏填充性能和擦拭性能的絲網印刷方法和設備。糊膏通過滑動設置在塗刷器頭下端的填充件被填充到掩蔽板的模型孔內。填充件與掩蔽板的上表面形成銳角。通過滑動設置在塗刷器頭下端的擦拭器擦去掩蔽板上多餘的糊膏。擦拭器與掩蔽板的上表面形成鈍角。
文檔編號H05K3/12GK1397428SQ0214139
公開日2003年2月19日 申請日期2002年7月9日 優先權日2001年7月12日
發明者阿部成孝, 深川貴弘, 前田亮, 坂本博利 申請人:松下電器產業株式會社