专利名称：丝网印刷头、丝网印刷方法和印刷刀片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于经由用于印刷印刷介质的沉积物的印刷丝网(经常可替代地称为模板)将印刷介质印刷到工件上的丝网印刷头和方法。典型地，印刷介质可以是诸如电子元件制造中的焊膏或诸如在例如太阳能电池中的导线制造中的银膏。
背景技术：
随着电子元件和构造的持续小型化，它们中的很多利用丝网印刷工艺，需要能够印刷具有更小面积比的更精细间距沉积物且具有可接受的转移效率和区域覆盖。面积比是印刷孔的开放面积与印刷孔的壁的面积之间的比例，从而，在面积比减少时，印刷介质与印刷孔的壁的静摩擦力将增加，印刷介质与印刷介质被印刷于其上的基底的静摩擦力将减少。面积比目前支配着模板设计，这是因为面积比有一个下限，目前约为
O.6，其能够用于实现可接受的转移效率，典型地约为75%。在需要从标准尺寸结构到超精细间距结构的尺寸范围的沉积物的情况下，获得可接受的转移效率是特别成问题的，这是因为标准尺寸结构要求使用相对厚的印刷丝网，典型地为ΙΟΟμπι厚度，以便提供必需的印刷介质量，但是使用相对厚的印刷丝网的后果是用于更精细间距结构的印刷孔必然具有低的面积比，这减少了由这些印刷孔印刷的沉积物的转移效率。通过减少印刷丝网的厚度能够改善更精细间距孔的转移效率，但是这有减少能够从标准尺寸孔沉积的印刷介质的量的后果。因而本发明的一个目的是提供一种改进的丝网印刷头和方法，其允许在较低的面积比时以增加的转移效率来印刷沉积物。已经开发了利用丝网印刷头的振动的丝网印刷技术，例如在US-A-5522929中公开的，并且这些技术明显地提供了改善的转移效率。然而，本申请的发明人具有与现有丝网印刷技术相比提供了显著改善的转移效率的丝网印刷头和方法。
发明内容
在一个方面中，本发明提供一种丝网印刷头，其用于通过印刷丝网中的孔将印刷介质的沉积物印刷到工件上，所述丝网印刷头包括主支撑体，其用于附接到丝网印刷机；支撑元件，其中印刷刀片在使用中被附接到该支撑元件；以及振动单元，其将所述支撑元件联结到所述支撑体，以提供所述支撑元件的振动，以及当所述印刷刀片被附接到所述支撑元件时因此提供所述印刷刀片的振动。在另一方面中，本发明提供一种通过印刷丝网中的孔将印刷介质的沉积物印刷到工件上的方法，所述方法包括以下步骤将主支撑体附接到丝网印刷机；提供支撑元件，其中，印刷刀片被附接到该支撑元件；通过振动单元将所述支撑元件联结到所述支撑体；以及操作所述振动单元以提供所述支撑元件的振动，以及因此提供被附接到所述支撑元件的所述印刷刀片的振动，以调整处于所述印刷刀片前方的所述印刷介质。
在进一步的方面中，本发明提供一种通过印刷丝网中的孔将印刷介质的沉积物印刷到工件上的方法，所述方法包括振动印刷刀片以调整处于所述印刷刀片前方的印刷介质的步骤，其中所述印刷刀片被以在从约20kHz到约200kHz的范围内的至少一个频率且以至少约O. 4 μ m的位移振动。在又另一方面中，本发明提供一种印刷刀片，所述印刷刀片包括刀片元件，所述刀片元件包括多个沿着该刀片元件处于间隔位置处的中断，其作用是将施加的振动能量隔离于刀片元件的相应分段内。
现在将在下面参考附图仅通过示例方式描述本发明的优选实施例，在附图中图I示出了根据本发明第一实施例的丝网印刷头的分解透视图；图2示出了贯穿图I的丝网印刷头的分解竖向剖面图； 图3示出了在图I的印刷头的一端处的压电致动器的放大透视图，其示出了在母线组件一端的折叠连接；图4示出了在图I的印刷头的另一端处的压电致动器的放大透视图，其示出了在母线组件另一端的连接终端；图5示出了在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下，对于示例#1中印刷的沉积物，作为面积比的函数的转移效率的图表；图6示出了在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下，对于示例#1中印刷的沉积物，作为面积比的函数的区域覆盖的图表；图7 (a)和(b)示出了在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下，在示例#2中印刷的沉积物的显微图；图8 (a)和(b)示出了在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下，在示例#3中印刷的沉积物的显微图；图9示出了根据本发明第二实施例的丝网印刷头的透视图；图10示出了图9的丝网印刷头的分解透视图；图11示出了作为图9的丝网印刷头的变型的丝网印刷头的分解透视图；以及图12示出了根据本发明优选实施例的印刷刀片。
具体实施例方式图I至4示出了根据本发明第一实施例的丝网印刷头。该丝网印刷头包括主支撑体3、支撑元件5和振动单元9，该主支撑体3在该实施例中是细长块，由不锈钢形成，被用于联结到丝网印刷机的印刷头传输机构(未示出)，该印刷头传输机构可操作以使印刷头在位于工件W之上的印刷丝网S上移动，并且经由印刷丝网中的孔的图案将印刷介质的沉积物印刷到工件W上；在该实施例中支撑元件5是细长元件，印刷刀片7附接于该支撑元件5 ;振动单元9将支撑元件5联结到主体3以提供支撑元件5以及因此印刷刀片7的振动。如将在下文中更详细讨论的，印刷刀片7的振动对该印刷刀片7前方的印刷介质施加能量，这起到了调整印刷介质的作用。该调整改善印刷丝网S中的孔的填充和当将工件W与印刷丝网S分离时印刷介质从填充的孔到工件W的转移。主体3包括向前面对的安装表面15，振动单元9被安装到该安装表面15，在该实施例中，以与印刷刀片7垂下的角度对应的角度朝竖直倾斜。在该实施例中，主体3包括在其安装表面15的边缘外周的O形圈密封件16，靠着该密封件16支撑元件5被密封，以便包围振动单元9。支撑元件5包括至少一个(在该实施例中为多个)附接元件17，在该实施例中是沿支撑元件5的长度布置的多个螺纹联结(在此是螺纹盲孔)，用于使得印刷刀片7能够可移除地配合到支撑元件，而不需要振动单元9的拆卸。在该实施例中印刷刀片7是刮刀，在此是由不锈钢或铝形成的金属刀片。其它可能的刀片材料包括橡胶、塑料和合成材料。另外，印刷刀片7能够是混合结构，例如带有金属丝网接触末端元件的塑料刀片或带有塑料丝网接触末端元件的金属刀片。
印刷刀片7通过至少一个(在本实施例中为多个)附接元件18被附接到支撑元件5，在本实例中附接元件18是多个螺纹联结(在此是多个螺纹螺钉)，该附接元件18被联结到支撑元件5的附接元件17中的相应一些附接元件17以及被夹紧抵靠于印刷刀片7的保持板19。在本实施例中,振动单元9是用于超声振动该支撑元件5的超声单元,在此是在从约20kHz至约200kHz的频率范围中，在一个实施例中，以至少约30kHz的频率，在一个实施例中，以至多约IOOkHz的频率,优选地至多约80kHz,更优选地至多约60kHz,更进一步优选地至多约50kHz，并且在此具有至少约O. 4 μ m的位移，在一个实施例中具有至少约I μ m的位移，优选地至少约2 μ m,更优选地至少约5 μ m,并且在一个实施例中具有至多约100 μ m的位移，优选地至多约25 μ m的位移。在该实施例中，振动单元9包括至少一个振动器21，在此是沿主体3的长度间隔开的多个振动器21。在该实施例中，该振动器21或每个振动器21包括压电致动器。在该实施例中，每个压电致动器21包括多个堆叠的压电构件(在此是两个堆叠的压电构件23、25)和绝缘元件27、28，该压电构件23、25被电连接到母线组件26，该绝缘元件27、28位于母线组件26的相对侧以将压电构件23、25与主体3和支撑元件5隔离。在该实施例中，压电构件23、25是环形的，在此具有6mm的内径、20mm的外径和2mm的厚度。在其他实施例中，压电构件23、25可由不同形状形成，例如块状、立方体和棱柱。而且，在另一实施例中，压电致动器21的压电构件23、25可被形成为一体元件，例如细长条的形式。在该实施例中，压电致动器21的接合表面的面积与支撑元件5的接合表面的面积的百分比是约59%，与印刷刀片7的接合表面的面积的百分比是约43%。在优选实施例中，压电致动器21的接合表面的面积与支撑元件5的接合表面的面积的百分比是至少约40%，优选地至少约50%。在优选实施例中，压电致动器21的接合表面的面积与印刷刀片的接合表面的面积的百分比是至少约30%，优选地至少约40%。在该实施例中，支撑元件5通过螺纹联结31附接到主体3，其中螺纹联结31被设置到预定扭矩，以便向堆叠的压电构件23、25施加预定的压紧力。在该实施例中，母线组件16包括第一、内电极33和第二、公共外电极35，在第一、内电极33的相对侧分别布置压电构件23、25，在第二、公共外电极35中夹着压电构件23、
25。由于该布置，在本实施例中，压电致动器21被并联电连接。在该实施例中，绝缘元件27、28包括圆盘,其中每个压电致动器21具有一对元件
27、28。在可替代实施例中，用于所有压电致动器21的绝缘元 件27、28能够被形成为一体元件。印刷头还包括边缘挡板37、39，其被附接到主体3的相对端，起防止印刷介质逸出印刷头的端部的作用。印刷头还包括宽带多频率电源41，该电源被连接到振动单元9的电极33、35以使支撑元件5振动，在此扫描从约20kHz到约200kHz的频率范围，在一个实施例中，以至少约30KHz的频率，在一个实施例中，以至多约IOOkHz的频率，优选地至多约80kHz，更优选地至多约60kHz，更进一步优选地至多约50kHz，并且在此具有至少约O. 4 μ m的位移，在一个实施例中，具有至少约Iym的位移,优选地至少约2 μ m,更优选地至少约5 μ m,并且在一个实施例中具有至多约100 μ m的位移，优选地至多约25 μ m的位移。在该实施例中，当以46W (50VA表观功率)驱动时电源41以33. 6kHz的谐振频率和6 μ m的位移驱动支撑元件5。在该实施例中，通过扫描一个频率范围，保证包含压电致动器21的每一个的谐振频率。该频率扫描具有不需要将压电致动器21都精确调谐到单一公共谐振频率的优势，并且在一个实施例中，压电致动器21能够被特定地调谐到不同的谐振频率。由于具有被不同调谐的压电致动器21，压电致动器21将根据它们的谐振频率在不同的时间点谐振，从而避免压电致动器21的同时谐振，这能够避免驻波的产生。由于有上述振动机制，本发明实现了更精细间距孔的显著增加的转移效率，以及特别是更精细间距孔的增加的区域覆盖。现在将参考以下非限制性示例描述本发明。示例 #1利用上述印刷头，在有(动态)和没有(标准)该振动机制的情况下，焊膏(类型4，无铅免清洗)都被经由具有尺寸范围从100 μ m到550 μ m的方形孔的100 μ m厚不锈钢印刷丝网印刷。图5示出了在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下，作为面积比的函数的转移效率的图表。如将观察到的，对于具有更小面积比的更精细间距孔，转移效率显著增加。在该实施例中，对于75%的转移效率，当利用振动机制(动态)时印刷头能够在降至约O. 4的面积比下印刷，而没有振动机制(标准)的印刷头能够在降至仅约O. 47的面积比下印刷。图6示出了在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下，作为面积比的函数的区域覆盖的图表。如将观察到的，特别对于具有更小面积比的更精细间距孔，区域覆盖被显著增加。示例 #2利用上述印刷头，在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下，焊膏(类型4，无铅免清洗)都被经由具有侧边尺寸为210 μ m的方形孔(从而具有O. 525的面积比)的100 μ m厚不镑钢印刷丝网印刷。
图7 (a)和(b)示出了在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下实现的沉积物的显微图。如将观察到的，转移效率得到了改善。示例 #3利用上述印刷头，在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下，焊膏(类型4，无铅免清洗)都被经由具有直径为160 μ m的圆形孔(从而具有O. 4的面积比)的100 μ m厚不锈钢印刷丝网印刷。图8 (a)和(b)示出了在有(动态)和没有(标准)振动机制的情况下实现的沉积物的显微图。如将观察到的，当与对于如示例#2中的更大间距孔实现的益处相比，对于这些更精细间距孔的转移效率改善是显著的。图9和10示出了根据本发明第二实施例的丝网印刷头。该丝网印刷头包括主支撑体103、支撑构件105和振动单元109，该主支撑体103 在该实施例中是细长构件，其被用于联结到丝网印刷机的印刷头传输机构(未示出)，该印刷头传输机构可操作以使印刷头在位于工件之上的印刷丝网上移动，并且经由印刷丝网中的孔的图案将印刷介质的沉积物印刷到工件上；在该实施例中支撑构件105是细长构件，印刷刀片(未示出)附接于该支撑构件105 ;振动单元109将支撑构件105联结到主体103以提供支撑构件105以及因此印刷刀片的振动。 如将在下文中更详细地讨论的，印刷刀片的振动对该印刷刀片前方的印刷介质施加能量，这起到了调整印刷介质的作用。该调整改善印刷丝网中的孔的填充和当将工件与印刷丝网分离时印刷介质从填充的孔到工件的转移。在该实施例中，主体103包括相对面对的安装表面115、116，振动单元109被安装于该安装表面上。支撑构件105包括多个块元件117，每个块元件在与振动单元109的交界处彼此分离，且终止于一个公共附接表面118 (印刷刀片装配于该附接表面)，从而提供一个公共的前块。在该实施例中，通过选择材料(在此是铝)和尺寸，块元件117被调谐，以便提供四分之一波谐振。在其他实施例中，块元件可被加工成提供在其它谐波(例如3 λ /4)谐振的尺寸。在该实施例中，块元件117向外张开，使得前端的尺寸大于与主体103交界处的尺寸，从而能够使得将振动传递到放大的表面区域。在该实施例中，块元件117包括喇叭状部，在此是平面喇叭状部，其向外张开，优选地具有带有侧表面117’的形状，其中该侧表面117’具有指数表面函数。在该实施例中，附接表面118包括沿该附接表面118的长度布置的至少一个附接元件119，在该实施例中是多个附接元件119 (在该实施例中是多个螺纹联结，在此是螺纹孔)，用于使得印刷刀片能够可移除地装配到支撑构件105，而不需要振动单元109的拆卸。在该实施例中，附接表面118以与印刷刀片需要垂下的角度对应的角度朝竖直倾斜。在一个优选实施例中，附接表面118被构造成使得印刷刀片以在约20度和约70度(典型地在约45度和约60度)之间的角度垂下。在该实施例中，印刷刀片是刮刀，在此是由不锈钢或铝形成的金属刀片。其它可能的刀片材料包括橡胶、塑料和合成材料。另外，印刷刀片能够是混合结构，例如带有金属丝网接触末端元件的塑料刀片或带有塑料丝网接触末端元件的金属刀片。印刷刀片通过至少一个(在本实施例中是多个)附接元件(未示出)(在本实例中是多个螺纹联结(在此是多个螺纹螺钉))被附接到支撑元件，该附接元件被联结到支撑构件105的附接元件119中的相应一些附接元件119以及被夹紧抵靠于印刷刀片的保持板(未示出)。在本实施例中,振动单元109是用于超声振动该支撑构件105的超声单元,在此是在从约20kHz至约200kHz的频率范围中，在一个实施例中，以至少约30kHz的频率，在一个实施例中，以至多约IOOkHz的频率，优选地至多约80kHz，更优选地至多约60kHz，更进一步优选地至多约50kHz，并且在此具有至少约O. 4 μ m位移，在一个实施例中具有至少约Iym的位移,优选地至少约2 μ m,更优选地至少约5 μ m,并且在一个实施例中具有至多约100 μ m的位移，优选地至多约25 μ m的位移。在该实施例中，振动单元109包括沿主体103的长度隔开的至少一个振动器121， 在此是多个振动器121，在该实施例中，振动器的数量与支撑构件105的块元件117的数量对应。在该实施例中，该振动器121或每个振动器121包括压电致动器。在该实施例中，每个压电致动器121包括多个压电构件(在此是两个压电构件123、125)和后块元件127，该后块元件127是与支撑构件105的相应前块元件117相对的元件。在该实施例中，通过选择材料(在此是铝)和尺寸，后块元件127被调谐，以便提供四分之一波谐振。在其他实施例中，块元件可被加工成提供在其它谐波(例如3 λ /4)谐振的尺寸。在该实施例中，压电构件123、125是环形的，在此具有6mm的内径、20mm的外径和2mm的厚度。在其他实施例中，压电构件123、125可由不同形状形成，例如块状、立方体和棱柱。而且，在另一实施例中，压电致动器121的压电构件123、125可被形成为一体兀件,例如细长条的形式。在优选实施例中，压电致动器121的接合表面的面积与支撑构件105的接合表面的面积的百分比是至少约40%，优选地至少约50%。在优选实施例中，压电致动器121的接合表面的面积与印刷刀片的接合表面的面积的百分比是至少约30%，优选地至少约40%。在该实施例中，支撑构件105和后块元件127通过螺纹联结131被附接到主体103，其中螺纹联结131被设置到预定扭矩，以便向压电构件123、125施加预定的压紧力。在该实施例中，压电构件123、125被布置到主体103的相对侧，从而主体103位于压电单元109的结点处。 在该实施例中，主体103是导电体或至少支撑导电元件，使得主体103为压电构件123、125提供公共母线。由于该布置，在该实施例中，压电致动器121被并联电连接。在可替代实施例中，压电构件123、125能够被堆叠到主体103的一侧。在另一可替代实施例中，压电构件123、125能够被堆叠并且主体103能够包括第一和第二支撑构件，该第一和第二支撑构件位于堆叠的压电构件123、125的相对侧。印刷头还包括与上述第一实施例相同种类的宽带多频率电源，该电源被连接到振动单元109以使支撑构件105振动，在此扫描从约20kHz至约200kHz的频率范围，在一个实施例中，以至少约30kHz的频率，在一个实施例中，以至多约IOOkHz的频率，优选地至多约80kHz,更优选地至多约60kHz,更进一步优选地至多约50kHz,并且在此具有至少约O. 4 μ m的位移，在一个实施例中，具有至少约I μ m的位移，优选地至少约2 μ m,更优选地至少约5 μ m，并且在一个实施例中具有至多约100 μ m的位移，优选地至多约25 μ m的位移。使用所描述的振动机制，本发明实现了更精细间距孔的显著增加的转移效率，以及特别是更精细间距孔的增加的区域覆盖。图11示出了图9和图10的丝网印刷头的变型。该实施例与第二描述的实施例很类似，因此，为了避免不必要的重复描述，将仅详细描述不同之处，其中相同的部件由相同的附图标记表示。
在该实施例中，通过多个分离的前块元件117来提供支撑构件105，这些前块元件117不公共地终止，而是被提供为分离块，其中通过多个由分离的前块元件117中的每个提供的附接表面118’来提供附接表面118。使用该构造，振动能量被更有效率地传递到前块元件117，并且因此传递到与之附接的印刷刀片。图12示出了根据本发明优选实施例的印刷刀片。该印刷刀片包括刀片元件201，在该实施例中是细长元件，其包括沿着该刀片元件处于间隔位置处的多个中断203，其作用是将施加的振动能量隔离于刀片元件201的相应分段204内ο在该实施例中，中断203在离开刀片元件201的接触边缘205的一个方向上(在此
是基本垂直)延伸。在另一实施例中，中断203能够相对于接触边缘205向内或向外张开。在该实施例中，中断203从与接触边缘205隔开的位置延伸，以提供连续的边缘。在该实施例中，每一个中断203包括细长孔。在另一实施例中，每一个中断203能够包括穿孔形式的多个被链式排列的孔。在再一实施例中，每一个中断203能够包括一个细长的凹槽或多个被链式排列的凹槽。在再一实施例中，每一个中断203能够包括一个细长的突出部或多个被链式排列的突出部。在该实施例中，印刷刀片是刮刀，在此是由不锈钢或铝形成的金属刀片。其它可能的刀片材料包括橡胶、塑料和合成材料。另外，印刷刀片能够是混合结构，例如带有金属丝网接触末端元件的塑料刀片或带有塑料丝网接触末端元件的金属刀片。最后，应该理解本发明已被在其优选实施例中进行了描述，且在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，能够以多种不同方式进行变型。在一个替代实施例中，电源41能够被配置为以单一频率或以选择的个别频率驱动压电致动器21、121。在压电致动器21、121被以单一驱动频率驱动的情况下，能够通过识别每个压电致动器21、121的谐振频率并且基于所识别的谐振频率选择驱动频率来确定该单一驱动频率。在一个实施例中，每个压电致动器21、121的谐振频率能够通过扫描频率并识别所绘制电流中的峰值而识别。在一个实施例中，能够根据对所识别的谐振频率的最佳匹配来确定用于压电致动器21、121的驱动频率。在另一替代实施例中，压电致动器21、121能够被调谐以具有单一、公共的谐振频率，且电源41被配置为以调谐的频率驱动压电致动器21、121。在一个替代实施例中，该振动器21、121或每个振动器21、121能够包括气动振动器，诸如球式振动器、涡轮振动器或辊式振动器。在另一替代实施例中，该振动器21、12或每个振动器21、121能够包括磁致伸缩振动器，诸如铁氧体磁致伸缩振动器。在其他替代实施例中，第二描述的实施例的后块元件127能够以与其支撑构件 105相同的方式被提供为单一公共块。
权利要求
1.一种丝网印刷头，其用于通过印刷丝网中的孔将印刷介质的沉积物印刷到工件上，所述丝网印刷头包括 主支撑体，其用于附接到丝网印刷机； 支撑构件，其中，印刷刀片在使用中被附接到该支撑构件；以及 振动单元，其将所述支撑构件联结到所述支撑体，以提供所述支撑构件的振动，以及当所述印刷刀片被附接到所述支撑构件时因此提供所述印刷刀片的振动。
2.根据权利要求I所述的印刷头，其中所述支撑体包括细长体，优选是板。
3.根据权利要求I或2所述的印刷头，其中所述支撑构件包括细长构件。
4.根据权利要求3所述的印刷头，其中所述支撑构件包括多个块元件，每个块元件在与所述振动单元交界处彼此间隔开并且在所述印刷刀片在使用中被装配于其的单一、公共的附接表面处终止，从而提供单一、公共的块。
5.根据权利要求3所述的印刷头，其中所述支撑构件包括多个分离的块元件，从而提供多个分离的块。
6.根据权利要求4或5所述的印刷头，其中所述块元件向外张开以在其前端具有更大的尺寸。
7.根据权利要求6所述的印刷头，其中所述块元件包括向外张开的喇叭状部，优选是平面喇叭状部。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的印刷头，其中所述支撑构件包括至少一个附接元件，所述附接元件用于使得印刷刀片能够被可移除地装配到所述支撑构件，而不需要拆卸所述振动单元。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的印刷头，还包括 附接到所述支撑构件的印刷刀片。
10.根据权利要求9所述的印刷头，其中所述印刷刀片是刮刀，优选是金属刀片。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的印刷头，其中所述振动单元是用于超声振动所述支撑构件的超声单元。
12.根据权利要求11所述的印刷头，其中所述振动单元以在从约20kHz至约200kHz的范围内的至少一个频率且以至少约O. 4 μ m的位移来振动所述支撑构件。
13.根据权利要求12所述的印刷头，其中所述振动单元以至少约30kHz的频率来振动所述支撑构件。
14.根据权利要求12或13所述的印刷头，其中所述振动单元以至多约IOOkHz的频率，优选地以至多约80kHz的频率，优选地以至多约60kHz的频率，优选地以至多约50kHz的频率，来振动所述支撑构件。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的印刷头，其中所述振动单元以至少约Iμ m、优选地至少约2 μ m、优选地至少约5 μ m的位移来振动所述支撑构件。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的印刷头，其中所述振动单元以至多约100 μ m、优选地至多约25 μ m的位移来振动所述支撑构件。
17.根据权利要求I至16中任一项所述的印刷头，其中所述振动单元包括多个压电致动器，该多个压电致动器优选地沿所述支撑体的长度间隔开。
18.根据权利要求17所述的印刷头，其中每个压电致动器包括母线组件和多个压电构件，所述母线组件将所述压电构件电连接到电源。
19.根据权利要求18所述的印刷头，其中所述压电构件是环形的。
20.根据权利要求18或19所述的印刷头，其中所述压电构件被堆叠在所述支撑体的表面和所述支撑构件之间。
21.根据权利要求18或19所述的印刷头，其中每个压电构件还包括后块元件，并且所述压电构件被布置到所述支撑体的相对侧，一个压电构件在所述支撑体的表面和所述支撑构件之间，另一个压电构件在所述支撑体的表面和所述后块元件之间。
22.根据权利要求21所述的印刷头，其中所述后块元件在与所述支撑体交界处每一个彼此间隔开，并且在单一、公共的后表面处终止，从而提供单一、公共的块。
23.根据权利要求21所述的印刷头，其中所述后块元件是分离的块元件，从而提供多个分离的块。
24.根据权利要求22或23所述的印刷头，其中所述后块元件向外张开以在其后端具有更大的尺寸。
25.根据权利要求24所述的印刷头，其中所述后块元件包括向外张开的喇叭状部，优选是平面喇叭状部。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的印刷头，其中所述压电致动器的相应的压电构件是分离的构件。
27.根据权利要求18至25中任一项所述的印刷头，其中所述压电致动器中的一些或所有压电致动器的所述压电构件被形成为公共元件。
28.根据权利要求17至27中任一项所述的印刷头，其中所述压电致动器具有与所述支撑构件的面对表面接合的接合表面，并且所述压电致动器的所述接合表面的面积与所述支撑构件的所述面对表面的面积的百分比是至少约40%，优选地所述压电致动器的所述接合表面的面积与所述支撑构件的所述面对表面的面积的百分比是至少约50%。
29.根据权利要求17至28中任一项所述的印刷头，其中所述压电致动器具有与附接的印刷刀片的面对表面接合的接合表面，并且所述压电致动器的所述接合表面的面积与所述印刷刀片的所述面对表面的面积的百分比是至少约30%，优选地一个或多个压电致动器的所述接合表面的面积与所述印刷刀片的所述面对表面的面积的百分比是至少约40%。
30.根据权利要求17至29中任一项所述的印刷头，其中所述压电致动器被调谐到预定频率。
31.根据权利要求17至30中任一项所述的印刷头，还包括 电源，其用于提供驱动信号以驱动所述压电致动器以使之振动。
32.根据权利要求31所述的印刷头，其中所述电源是多频率电源，该多频率电源提供驱动信号，该驱动信号扫描包含所述压电致动器的一个或多个谐振频率的预定频率范围。
33.根据权利要求32所述的印刷头，其中所述驱动信号扫描从约20kHz至约200kHz的频率范围且具有产生所述支撑构件的至少约O. 4 μ m的位移的振幅。
34.根据权利要求33所述的印刷头，其中所述驱动信号扫描具有约30kHz的下限的频率范围。
35.根据权利要求33或34所述的印刷头，其中所述驱动信号扫描具有约IOOkHz的上限的频率范围，优选是约80kHz的上限，优选是约60kHz的上限，优选是约50kHz的上限。
36.根据权利要求33至35中任一项所述的印刷头，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至少约I μ m的位移的振幅，优选是至少约2 μ m，优选是至少约5 μ m。
37.根据权利要求33至36中任一项所述的印刷头，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至多约100 μ m的位移的振幅，优选是至多约25 μ m。
38.根据权利要求31所述的印刷头，其中所述电源是多频率电源，该多频率电源提供驱动信号，该驱动信号具有在从约20kHz至约200kHz的频率范围内的多个离散频率和产生所述支撑构件的至少约O. 4 μ m的位移的振幅。
39.根据权利要求38所述的印刷头，其中所述频率范围具有约30kHz的下限。
40.根据权利要求38或39所述的印刷头，其中所述频率范围具有约IOOkHz的上限，优选是约80kHz的上限，优选是约60kHz的上限，优选是约50kHz的上限。
41.根据权利要求38至40中任一项所述的印刷头，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至少约I μ m的位移的振幅，优选是至少约2 μ m，优选是至少约5 μ m。
42.根据权利要求38至41中任一项所述的印刷头，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至多约100 μ m的位移的振幅，优选是至多约25 μ m。
43.根据权利要求31所述的印刷头，其中所述电源提供驱动信号，该驱动信号具有在从约20kHz至约200kHz的频率范围内的单个频率和产生所述支撑构件的至少约O. 4 μ m的位移的振幅。
44.根据权利要求43所述的印刷头，所述频率范围具有约30kHz的下限。
45.根据权利要求43或44所述的印刷头，其中所述频率范围具有约IOOkHz的上限，优选是约80kHz的上限，优选是约60kHz的上限，优选是约50kHz的上限。
46.根据权利要求43至45中任一项所述的印刷头，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至少约I μ m的位移的振幅，优选是至少约2 μ m，优选是至少约5 μ m。
47.根据权利要求43至46中任一项所述的印刷头，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至多约100 μ m的位移的振幅，优选是至多约25 μ m。
48.一种通过印刷丝网中的孔将印刷介质的沉积物印刷到工件上的方法，所述方法包括以下步骤 将主支撑体附接到丝网印刷机； 提供支撑构件，其中，印刷刀片被附接到该支撑构件； 通过振动单元将所述支撑构件联结到所述支撑体；以及 操作所述振动单元以提供所述支撑构件的振动，以及因此提供被附接到所述支撑构件的所述印刷刀片的振动，以调整处于所述印刷刀片前方的所述印刷介质。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述支撑体包括细长体，优选是板。
50.根据权利要求48或49所述的方法，其中所述支撑构件包括细长构件。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述支撑构件包括多个块元件，每个块元件在与所述振动单元交界处彼此间隔开并且在所述印刷刀片在使用中被装配于其的单一、公共的附接表面处终止，从而提供单一、公共的块。
52.根据权利要求50所述的方法，其中所述支撑构件包括多个分离的块元件，从而提供多个分离的块。
53.根据权利要求51或52所述的方法，其中所述块元件向外张开以在其前端具有更大的尺寸。
54.根据权利要求53所述的方法，其中所述块元件包括向外张开的喇叭状部，优选是平面喇叭状部。
55.根据权利要求48至54中任一项所述的方法，其中所述支撑构件包括至少一个附接元件，所述附接元件用于使得印刷刀片能够被可移除地装配到所述支撑构件，而不需要拆卸所述振动单元。
56.根据权利要求48至55中任一项所述的方法，还包括 附接到所述支撑构件的印刷刀片。
57.根据权利要求56所述的方法，其中所述印刷刀片是刮刀，优选是金属刀片。
58.根据权利要求48至57中任一项所述的方法，其中所述振动单元是用于超声振动所述支撑构件的超声单元。
59.根据权利要求58所述的方法，其中所述振动单元以在从约20kHz至约200kHz的范围内的至少一个频率且以至少约O. 4 μ m的位移来振动所述支撑构件。
60.根据权利要求59所述的方法，其中所述振动单元以至少约30kHz的频率来振动所述支撑构件。
61.根据权利要求59或60所述的方法，其中所述振动单元以至多约IOOkHz的频率，优选地以至多约80kHz的频率，优选地以至多约60kHz的频率，优选地以至多约50kHz的频率，来振动所述支撑构件。
62.根据权利要求59至61中任一项所述的方法，其中所述振动单元以至少约Iμ m、优选地至少约2 μ m、优选地至少约5 μ m的位移来振动所述支撑构件。
63.根据权利要求59至62中任一项所述的方法，其中所述振动单元以至多约100μ m、优选地至多约25 μ m的位移来振动所述支撑构件。
64.根据权利要求48至63中任一项所述的方法，其中所述振动单元包括多个压电致动器，该多个压电致动器优选地沿所述支撑体的长度间隔开。
65.根据权利要求64所述的方法，其中每个压电致动器包括母线组件和多个压电构件，所述母线组件将所述压电构件电连接到电源。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述压电构件是环形的。
67.根据权利要求65或66所述的方法，其中所述压电构件被堆叠在所述支撑体的表面和所述支撑构件之间。
68.根据权利要求65或66所述的方法，其中每个压电构件还包括后块元件，并且所述压电构件被布置到所述支撑体的相对侧，一个压电构件在所述支撑体的表面和所述支撑构件之间，另一个压电构件在所述支撑体的表面和所述后块元件之间。
69.根据权利要求68所述的方法，其中所述后块元件在与所述支撑体交界处每一个彼此间隔开，并且在单一、公共的后表面处终止，从而提供单一、公共的块。
70.根据权利要求68所述的方法，其中所述后块元件是分离的块元件，从而提供多个分离的块。
71.根据权利要求69或70所述的方法，其中所述后块元件向外张开以在其后端具有更大的尺寸。
72.根据权利要求71所述的方法，其中所述后块元件包括向外张开的喇叭状部，优选是平面喇叭状部。
73.根据权利要求65至72中任一项所述的方法，其中所述压电致动器的相应的压电构件是分离的构件。
74.根据权利要求65至72中任一项所述的方法，其中所述压电致动器中的一些或所有压电致动器的所述压电构件被形成为公共元件。
75.根据权利要求64至74中任一项所述的方法，其中所述压电致动器具有与所述支撑构件的面对表面接合的接合表面，并且所述压电致动器的所述接合表面的面积与所述支撑构件的所述面对表面的面积的百分比是至少约40%，优选地所述压电致动器的所述接合表面的面积与所述支撑构件的所述面对表面的面积的百分比是至少约50%。
76.根据权利要求64至75中任一项所述的方法，其中所述压电致动器具有与附接的印刷刀片的面对表面接合的接合表面，并且所述压电致动器的所述接合表面的面积与所述印 刷刀片的所述面对表面的面积的百分比是至少约30%，优选地一个或多个压电致动器的所述接合表面的面积与所述印刷刀片的所述面对表面的面积的百分比是至少约40%。
77.根据权利要求64至76中任一项所述的方法，其中所述压电致动器被调谐到预定频率。
78.根据权利要求64至77中任一项所述的方法，还包括 电源，其用于提供驱动信号以驱动所述压电致动器以使之振动。
79.根据权利要求78所述的方法，其中所述电源是多频率电源，该多频率电源提供驱动信号，该驱动信号扫描包含所述压电致动器的一个或多个谐振频率的预定频率范围。
80.根据权利要求79所述的方法，其中所述驱动信号扫描从约20kHz至约200kHz的频率范围且具有产生所述支撑构件的至少约O. 4 μ m的位移的振幅。
81.根据权利要求80所述的方法，其中所述驱动信号扫描具有约30kHz的下限的频率范围。
82.根据权利要求80或81所述的方法，其中所述驱动信号扫描具有约IOOkHz的上限的频率范围，优选是约80kHz的上限，优选是约60kHz的上限，优选是约50kHz的上限。
83.根据权利要求80至82中任一项所述的方法，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至少约I μ m的位移的振幅，优选是至少约2 μ m，优选是至少约5 μ m。
84.根据权利要求80至83中任一项所述的方法，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至多约100 μ m的位移的振幅，优选是至多约25 μ m。
85.根据权利要求78所述的方法，其中所述电源是多频率电源，该多频率电源提供驱动信号，该驱动信号具有在包含所述压电致动器的一个或多个谐振频率的预定频率范围内的多个离散频率。
86.根据权利要求85所述的方法，其中所述频率范围是从约20kHz至约200kHz，且具有产生所述支撑构件的至少约O. 4 μ m的位移的振幅。
87.根据权利要求86所述的方法，其中所述频率范围具有约30kHz的下限。
88.根据权利要求85或86所述的方法，其中所述频率范围具有约IOOkHz的上限，优选是约80kHz的上限，优选是约60kHz的上限，优选是约50kHz的上限。
89.根据权利要求85至88中任一项所述的方法，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至少约I μ m的位移的振幅，优选是至少约2 μ m，优选是至少约5 μ m。
90.根据权利要求85至89中任一项所述的方法，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至多约100 μ m的位移的振幅，优选是至多约25 μ m。
91.根据权利要求78所述的方法，其中所述电源提供驱动信号，该驱动信号具有在包含所述压电致动器的一个或多个谐振频率的预定频率范围内的单个频率。
92.根据权利要求91所述的方法，其中所述频率范围是从约20kHz至约200kHz，且具有产生所述支撑构件的至少约O. 4 μ m的位移的振幅。
93.根据权利要求92所述的方法，所述频率范围具有约30kHz的下限。
94.根据权利要求92或93所述的方法，其中所述频率范围具有约IOOkHz的上限，优选是约80kHz的上限，优选是约60kHz的上限，优选是约50kHz的上限。
95.根据权利要求92至94中任一项所述的方法，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至少约I μ m的位移的振幅，优选是至少约2 μ m，优选是至少约5 μ m。
96.根据权利要求92至95中任一项所述的方法，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至多约100 μ m的位移的振幅，优选是至多约25 μ m。
97.一种通过印刷丝网中的孔将印刷介质的沉积物印刷到工件上的方法，所述方法包括振动印刷刀片以调整处于所述印刷刀片前方的印刷介质的步骤，其中所述印刷刀片被以在从约20kHz到约200kHz的范围内的至少一个频率且以至少约O. 4μ m的位移振动。
98.根据权利要求97所述的方法，其中所述频率范围具有约30kHz的下限。
99.根据权利要求97或98所述的方法，其中所述频率范围具有约IOOkHz的上限，优选是约80kHz的上限，优选是约60kHz的上限，优选是约50kHz的上限。
100.根据权利要求97至99中任一项所述的方法，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至少约I μ m、优选是至少约2 μ m、优选是至少约5 μ m的位移的振幅。
101.根据权利要求97至100中任一项所述的方法，其中所述驱动信号具有产生所述支撑构件的至多约100 μ m、优选是至多约25 μ m的位移的振幅。
102.一种印刷头，包括振动单元，所述振动单元用于振动印刷刀片以调整所述印刷刀片前方的印刷介质，其中所述印刷刀片被以在从约20kHz至约200kHz的范围内的至少一个频率且以至少约O. 4 μ m的位移振动。
103.—种印刷刀片，包括刀片元件，所述刀片元件包括多个沿着该刀片元件处于间隔位置处的中断，其作用是将施加的振动能量隔离于所述刀片元件的相应分段内。
104.根据权利要求103所述的印刷刀片，其中所述中断在离开所述刀片元件的接触边缘的一个方向上延伸。
105.根据权利要求104所述的印刷刀片，其中所述中断从与所述接触边缘隔开的位置延伸，以便提供连续的边缘。
106.根据权利要求104或105所述的印刷刀片，其中所述中断基本垂直地延伸。
107.根据权利要求104或105所述的印刷刀片，其中所述中断从所述接触边缘向内张开。
108.根据权利要求104或105所述的印刷刀片，其中所述中断从所述接触边缘向外张开。
109.根据权利要求103至108中任一项所述的印刷刀片，其中每一个所述中断包括细长孔。
110.根据权利要求103至108中任一项所述的印刷刀片，其中每一个所述中断包括穿孔形式的多个被链式排列的孔。
111.根据权利要求103至108中任一项所述的印刷刀片，其中每一个所述中断包括一个细长的凹槽或多个被链式排列的凹槽。
112.根据权利要求103至108中任一项所述的印刷刀片，其中每一个所述中断包括一个细长的突出部或多个被链式排列的突出部。
全文摘要
一种通过印刷丝网中的孔将印刷介质的沉积物印刷到工件上的丝网印刷头和方法，所述印刷头包括振动单元，所述振动单元用于振动印刷刀片以调整处于印刷刀片前方的印刷介质，其中所述印刷刀片被以在从约20kHz到约200kHz的范围内的至少一个频率且以至少约0.4μm的位移振动。
文档编号B41F15/12GK102844191SQ201080060624
公开日2012年12月26日 申请日期2010年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者M·惠特莫尔, C·阿什莫, G·考克斯 申请人:Dtg国际有限公司