专利名称：丝网印刷设备和丝网印刷方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将诸如焊糊或导电糊膏的糊膏印刷在基底上的丝网印刷设备，以及使用这种设备的丝网印刷方法。
根据常规的涂刷方法或设备，美国专利No.6171399中公开了一种所谓的封闭型涂刷器头，其具有将浆糊容纳在其中的容器。依据这种封闭型的涂刷器头，焊锡膏不是单独地由涂刷器头供给到掩蔽板上。而是当涂刷器头在其下端与掩蔽板保持接触的状况下移动时，将涂刷器头容器内的焊锡膏供给填充在掩蔽板的模型孔里。
涂刷方法或设备一般要求将焊锡膏填充在掩蔽板的模型孔内，并且将掩蔽板上多余的焊锡膏擦去。根据常规的涂刷方法和设备，如果涂刷器头的涂刷器(擦拭器)具有这样的形状或附着角度，即焊锡膏的填充性能得到很好地满足，那么擦拭特性变坏。另一方面，如果涂刷器具有这样的形状或附着角度，即擦拭性能得到很好地满足，那么焊锡膏的填充性能变坏。所以常规的涂刷方法和设备不能同时满足焊锡膏的填充性能和擦拭性能。
本发明的另一个目的是提供一种能够改进封闭型涂刷器头的糊膏填充性能的丝网印刷设备和方法。
根据本发明的第一方面，通过滑动涂刷器头下端设置的的填充件将糊膏填充到基板上的掩蔽板的模型孔内。在涂刷器头内形成的用于容纳糊膏的空间内，填充件与掩蔽板的上表面形成锐角。通过滑动涂刷器头下端设置的擦拭器擦去掩蔽板上的多余糊膏。在涂刷器头内形成的用于容纳糊膏的空间内，擦拭器与掩蔽板的上表面形成钝角。
因此，糊膏填的充性能和擦拭性能同时得到满足。
根据本发明的另一个方面，当涂刷器头处于等待位置时，对容纳涂刷器头内的糊膏上施加第一压力。当涂刷器头在掩蔽板上移动时，对容纳在所述涂刷器头内的糊膏施加比第一压力小的第二压力。
因此，改进了封闭型涂刷器头的糊膏填充性能。
图5B是说明涂刷器头的擦拭器的功能的视图。
图6A和图6B是示出了施加到焊糊上的压力与涂刷器头状态的关系的时间图表。
丝网掩蔽件10包括固定在固定器11上的掩蔽板12，丝网掩蔽件10设置在基板定位件1的上面，掩蔽板12上具有模型孔122，所述模型孔与基板3上要印刷的地方相应，以便在基板3上形成印刷图案。
涂刷器头13位于丝网掩蔽件10上方，从而涂刷器头13能够通过升降机20上下移动。升降机20装备一台垂直设置在板21上的气缸22。
涂刷器头13与气缸22杆222的下端联结。通过操纵气缸22，涂刷器头13相对于掩蔽板12上下移动。气缸22还作为加压器工作以便将涂刷器头13压到掩蔽板12上。美国专利No.5,996,2487中公开的压力控制机构可以应用到本发明的实施例中。
一对滑块23固定在板21下表面的两端，滑块23松配合在导轨24内，导轨24设置在与基座(未显示)相连的框架25的上表面上，从而滑块23能够相对于导轨24自由滑动。螺母26固定在板21的下表面上，电机28驱动与螺母26啮合的进给螺杆27。
涂刷器头13与升降机20相连接，通过驱动电机28，板21水平移动。当在涂刷器头13下降的情况下驱动电机28时，涂刷器头13在掩蔽板12上水平移动并与掩蔽板12保持接触。在涂刷器头13的下部设置有印刷部件14，其用于接触掩蔽板12的表面并用于向模型孔122内填充焊糊5。
参考附图
3，现在详细描述印刷部件14的结构。主体30是一个矩形块，其纵向与图2所示的纵向X平行，因此主体30的纵向长度大于基板3的宽度，如图2所示。主体30具有容纳焊糊盒3 1的凹槽302，所以焊糊盒可以装上主体30并从上面拆卸下来。
焊糊盒31储存预定量的焊糊5，并且在印刷前装到主体30上。用于向焊糊5加压的加压板32放置在焊糊盒31上部开口上。加压板32与放置在其上方的气缸16杆162相连，因此，通过驱动气缸16，加压板32在焊糊盒31内在垂直方向可操作地移动。
气缸16通过阀门182和调节器184与气源18相连。为了利用一定的压力，把焊糊5(向下)推向掩蔽板12，调节器184根据从控制器19接收到压力确定信号，改变供给到气缸16的气压，。
焊糊盒31的底部构成具有多个开口314的挤出板312。当气缸16推动加压板32向下时，焊糊盒31内的焊糊5被推向掩蔽板12，并通过挤出板312的开口314被挤出。施加在焊糊5上的压力由控制器19控制的阀门182和调节器184控制。
具有多个与挤出板312的开口34类似的开口342的节流板34连接在主体30的底部。当气缸16向下推焊糊5时，焊糊5通过挤出板312的开口314和节流板34的开口342向下移动。结果是挤出的焊糊5到达形成在主体30的下面的空间，也就是，设置在主体30底面上的涂刷件36和主体30底面所包围的印刷空间35。由于被挤压的焊糊5通过多个开口312和342，因此焊糊5的粘度降低，以便适于丝网印刷。
参考图4，下面描述涂刷件36和印刷空间35。涂刷件36由构成主体30下面的印刷空间的壁体组成。在涂刷件36的两端，在涂刷方向(箭头Y所示的方向)上设置有滑块362和364。滑块362由块体372和固定在块体372上的擦拭器39组成。滑块364由块体374和固定在块体374上的填充件38组成。在丝网印刷操作期间，受压的焊糊5储存在印刷空间35内并与填充件38和擦拭器39之间的掩蔽板12表面接触。
填充件38为由树脂或合成橡胶做成的具有柔性的块体。擦拭器39是由诸如不锈钢的金属做成的薄板。固定在块体374上的填充件384和固定在块体372上的擦拭器39由构成印刷空间35的一部分壁体组成。
在印刷空间35，填充件38的下端382在掩蔽板12上滑动并与掩蔽板12的表面保持锐角α。在印刷空间35，擦拭器39的下端392在掩蔽板上滑动并与掩蔽板12的表面保持钝角β。填充件38的内表面384形成向模型孔122内填充焊糊5的填充面。擦拭器39的内表面394形成在掩蔽板12上擦拭焊糊5的擦拭面。
如图5A所示，当涂刷器头13在箭头Z所示的方向上移动时，填充件38将焊糊5填充到模型孔122内。如图5B所示，当涂刷器头13在箭头W所示的方向上移动时。擦拭器39将多余的焊糊5从掩蔽板12的上表面上擦去。所以，焊糊5的填充和擦拭是通过涂刷器头13的一个往复运动(往返运动)进行的。
参考附图5A，当涂刷器头13向箭头所示的方向移动时，在受压的焊糊5被填充到印刷空间35的情况下，填充件38周围的一部分焊糊5受到来自填充面384的滚动压力Q。结果焊糊5满意地填充到掩蔽板12的模型孔122里。锐角α优选在50°到80°的范围内以便取得好结果。
参考图5B，当涂刷器头13向箭头W所示方向的相反方向移动时，擦拭器39的下端392将掩蔽板12上表面的多余焊糊擦掉，擦拭面394从掩蔽板12擦去多余的焊糊。由于擦拭器39具有理想的擦拭薄形和具有与掩蔽板12上表面成接触角β，所以在涂刷器头13擦拭多余的焊糊5后，在掩蔽板12的上表面没有残留多余的焊糊5。角β优选在100°和180°之间以便取得好的结果。
掩蔽板12没有被基板3(这以下称为“非支撑区域”)支撑的部分，易于下垂。因此，由于涂刷器头13和掩蔽板12间可能产生缝隙，所以掩蔽板12的表面可能会留由多余的焊糊5。即使在这种情况下，根据本发明实施例，擦拭器39也紧随掩蔽板12的表面，以避免焊糊5存留在掩蔽板12的表面上。
下面叙述使用封闭型涂刷器头13进行丝网印刷的焊糊5的推入操作。
向掩蔽板12的模型孔内填装焊糊5，不仅是通过涂刷器头13移动所导致的焊糊5的滚动，而且还通过对涂刷器头13内焊糊5加压所导致的焊糊5的推入动作。
为了增加焊糊5的推入动作，可以增加作为糊膏加压器的气缸16对焊糊5施加的压力。然而，焊糊5通常具有这样的特性，即当受到一定的压力，它会失去流动性并且硬化。当焊糊5所受高压时间长时，就更容易出现这种硬化现象。因此，当为了处理许多基板，而重复进行丝网印刷时，涂刷器头13内的焊糊5逐渐失去其流动性，而且模型孔122内的焊糊填充性能降低。
为了避免焊糊填充性能的降低，根据本发明实施例，根据图6所示的压力方案对焊糊5施压。附图6A所示的压力方案示出了在用于基板3的印刷操作期间，对焊糊5施加的压力的变化(通过气缸16施加的压力)。
在等待位置，该位置是涂刷器头13在掩蔽板12上的非支撑区域处于待命状态，气缸16通过压力板32对焊糊5施加压力F1。因此，焊糊盒31内的焊糊5被推到涂刷器头13内的印刷空间35，以便完成印刷的准备。紧接着上述准备步骤，印刷操作开始。当涂刷器头13在支撑区移动时，在支撑区内基板3支撑在掩蔽板12下面，气缸16对焊糊5施加的压力从压力F1减少到压力F2。
当压力F2确定的尽可能的低，只要焊糊5很好地填充到模型孔112内就可以。如果焊糊5理想地填充到模型孔122内，由于在上述准备步骤中产生了挤压焊糊5的惯性力，因此压力F2可以为零。根据上述的压力控制，焊糊5能很好地填充到模型孔122内，并且不用在涂刷器头内对焊糊5增加额外的压力。
根据本发明实施例，加到焊糊5的压力是可变的，所以仅在准备操作期间施加较高的压力，其中把充足数量的焊糊5推到印刷空间35，而在印刷操作期间施加较小的压力，其中对焊糊5施加了滚动压力。
这样，对焊糊5持续施压产生的硬化现象最小化，并且由焊糊5硬化引起的有缺陷的印刷减少。
为了焊糊5推进印刷空间35内的准备操作可以对每个基板都进行。另外，也可以每预定数量的基板进行所述准备操作。
尽管参考附图，结合优选实施例对本发明进行了详细的描述。但需要指出的是，对于本领域的普通技术人员而言，可以对其作出许多变型和变化。这些变型和变化都没有脱离本发明权利要求限定的范围和宗旨。
权利要求
1.一种用于通过在掩蔽板上移动涂刷器头，经掩蔽板上的模型孔将糊膏印刷在基板上的丝网印刷方法，所述涂刷器头具有限定了用于容纳糊膏的空间的部件，所述方法包括以下步骤通过滑动设置在所述涂刷器头下端的填充件将所述糊膏填充到所述模型孔内，所述填充件与掩蔽板的上表面在所述空间内形成锐角；通过滑动设置在所述涂刷器头下端的擦拭器擦去掩蔽板上表面上的多余糊膏，所述擦拭器与掩蔽板的上表面在所述空间内形成钝角。
2.根据权利要求1所述的丝网印刷方法，其中所述填充步骤包括在朝着糊膏存留的第一方向上滑动所述填充件；及所述擦拭步骤包括在与所述第一方向相反的第二方向上滑动所述擦拭器。
3.根据权利要求1所述的丝网印刷方法，其中所述方法包括将所述涂刷器头推向掩蔽板，从而所述填充件和所述擦拭器与掩蔽板的上表面保持接触。
4.根据权利要求1所述的丝网印刷方法，其中在所述空间内，所述填充件与掩蔽板上表面之间形成的所述锐角在50°到80°的范围内；及在所述空间内，所述擦拭器与掩蔽板上表面之间形成的所述钝角在100°到180°的范围内。
5.根据权利要求3所述的丝网印刷方法，其中在所述空间内，所述填充件与掩蔽板上表面之间形成的所述锐角在50°到80°的范围内；及在所述空间内，所述擦拭器与掩蔽板上表面之间形成的所述钝角在100°到180°的范围内。
6.根据权利要求1所述的丝网印刷方法，其中所述方法还包括以下步骤在驱动所述涂刷器头用以印刷糊膏之前，对容纳在所述涂刷器头内的糊膏加压。
7.根据权利要求1所述的丝网印刷方法，其中所述方法还包括以下步骤当所述涂刷器头处于等待位置时，对容纳在所述涂刷器头内的糊膏施加第一压力；及当所述涂刷器头在掩蔽板上移动时，对容纳在所述涂刷器头内的糊膏施加小于所述第一压力的第二压力。
8.根据权利要求5所述的丝网印刷方法，其中所述方法还包括以下步骤当所述涂刷器头处于等待位置时，对容纳在所述涂刷器头内的糊膏施加第一压力；及当所述涂刷器头在掩蔽板上移动时，对容纳在所述涂刷器头内的糊膏施加小于所述第一压力的第二压力。
9.一种用于通过在掩蔽板上移动涂刷器头，经掩蔽板上的模型孔将糊膏印刷在基板上的丝网印刷方法，所述涂刷器头具有限定了用于容纳糊膏的空间的部件，所述方法包括以下步骤当所述涂刷器头处于等待位置时，对容纳在所述空间内的糊膏施加第一压力；及当所述涂刷器头在掩蔽板上滑动用于印刷时，对容纳在所述空间内的糊膏施加小于所述第一压力的第二压力。
10.根据权利要求9所述的丝网印刷方法，其中所述方法还包括以下步骤通过滑动设置在所述涂刷器头下端的填充件，并保持对所述糊膏施加所述第二压力，将糊膏填充到模型孔内，在所述空间内所述填充件与掩蔽板的上表面形成锐角；及通过滑动设置在所述涂刷器头下端的擦拭器，并保持对所述糊膏施加所述第二压力，将掩蔽板上表面上的多余糊膏擦去，在所述空间内所述擦拭器与掩蔽板的上表面形成钝角。
11.根据权利要求10所述的丝网印刷方法，其中在所述空间内，所述填充件与掩蔽板上表面之间形成的所述锐角在50°到80°的范围内；及在所述空间内，所述擦拭器与掩蔽板上表面之间形成的所述钝角在100°到180°的范围内。
12.一种用于通过掩蔽板的模型孔将糊膏印刷在基板上的丝网印刷设备，该丝网印刷设备包括用于将糊膏印刷在基板上的涂刷器头，所述涂刷器头具有限定了用于容纳糊膏的空间的部件；用于产生压力以便将所述涂刷器头推向所述掩蔽板的加压器；设置在所述涂刷器头第一下端的填充件，所述填充件与掩蔽板的上表面在所述空间内形成锐角；及设置在所述涂刷器头第二下端的擦拭器，所述擦拭器与掩蔽板的上表面在所述空间内形成钝角。
13.根据权利要求12所述的丝网印刷方法，其中所述设备还包括设置在所述涂刷器头上用于向所述涂刷器头内的糊膏加压的糊膏加压器。
14.根据权利要求13所述的丝网印刷方法，其中当所述涂刷器头处于等待位置时，所述糊膏加压器对容纳在所述空间内的糊膏施加第一压力；及当所述涂刷器头在掩蔽板上滑动用以印刷时，所述糊膏加压器对容纳在所述空间内的糊膏施加小于所述第一压力的第二压力。
15.根据权利要求12所述的丝网印刷方法，其中在所述空间内，所述填充件与掩蔽板上表面之间形成的所述锐角在50°到80°的范围内；及在所述空间内，所述擦拭器与掩蔽板上表面之间形成的所述钝角在100°到180°的范围内。
16.根据权利要求14所述的丝网印刷方法，其中在所述空间内，所述填充件与掩蔽板上表面之间形成的所述锐角在50°到80°的范围内；及在所述空间内，所述擦拭器与掩蔽板上表面之间形成的所述钝角在100°到180°的范围内。
全文摘要
一种能同时满足糊膏填充性能和擦拭性能的丝网印刷方法和设备。糊膏通过滑动设置在涂刷器头下端的填充件被填充到掩蔽板的模型孔内。填充件与掩蔽板的上表面形成锐角。通过滑动设置在涂刷器头下端的擦拭器擦去掩蔽板上多余的糊膏。擦拭器与掩蔽板的上表面形成钝角。
文档编号H05K3/12GK1397428SQ0214139
公开日2003年2月19日 申请日期2002年7月9日 优先权日2001年7月12日
发明者阿部成孝, 深川贵弘, 前田亮, 坂本博利 申请人:松下电器产业株式会社