DE4011223A1 - Schablonendruckvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schablonen­ druckvorrichtung, und zwar insbesondere auf eine solche Schablonendruck­ vorrichtung, die eine bewegliche Rakel, eine ebene Schablone und eine Aufnahme des Druckgutes, den sogenannten Drucktisch aufweist. Be­ kanntlich erfolgt die Übertragung des Druckmediums (Farbe, Paste etc.) durch die lineare Bewegung der Rakel über die Schablonenfläche unter gleichzeitigem Druck der Rakel auf die Schablone, so daß diese mit dem Druckgut entlang der Rakelkante in Verbindung gebracht wird. Die Rakel transportiert hierbei das Druckmedium über die Schablonenfläche; durch die Öffnungen der Schablone wird das Druckmedium auf das Druckgut übertragen.

Es ist bekannt, daß Schablonendruckvorrichtungen der obengenannten Beschaffenheit eine genaue Justage des Druckgutes, der Schablone und der Rakel erfordern, wenn präzise Drucke notwendig sind. Besonders beim Druck von Leiterplatten, den Grundbausteinen von elektronischen Bau­ gruppen, bedingt die ständig wachsende Miniaturisierung hohe Genauigkeit der Positionierung und dadurch lange druckgutspezifische Rüstzeiten. Durch die DE-OS 27 43 234 ist eine Siebdruckmaschine bekanntgeworden, die die Ansprüche an die Druckpräzision, insbesondere der Kompensation der systembedingten geometrischen Druckfehler erfüllt. Die mit steigender Präzision naturgemäß wachsenden Rüstzeiten ermöglichen jedoch nicht die Einbindung einer solchen Maschine in eine vollautomatische flexible Produktionslinie, besonders dann nicht, wenn ständig wechselnde Baugruppen auftragsbezogen gefertigt werden müssen. Der Wechsel unterschiedlicher Schablonen, Rakel und Druckgutaufnahmen muß in einer flexiblen Produktions­ linie automatisch erfolgen. Aus dem Textildruckbereich kennt man Sieb­ druckmaschinen, die mehrere Siebe sukzessive in festgelegter Abfolge wechseln können, um das Druckgut mehrfarbig zu bedrucken. Hierbei wird jedoch nicht das wesentliche Kriterium einer auftragsbezogenen Ferti­ gung, nämlich der wahlfreie und automatische Zugriff auf die druck­ gutspezifischen Komponenten einer Schablonendruckvorrichtung, erfüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schablonendruck­ vorrichtung der eingangs definierten Art derart zu gestalten, daß ein vollautomatischer Produktionsablauf mit verschiedenen Druckgütern und -medien durch automatische Umrüstung möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die druckgutspe­ zifischen Komponenten einer Schablonendruckeinrichtung, als da sind Ra­ kel, Schablone und Druckgutaufnahme, automatisch und insbesondere wahl­ frei der Schablonendruckeinrichtung zugeführt, in ihr lagerichtig posi­ tioniert und entnommen werden, wobei die jeweils nichtbenutzten druck­ gutspezifischen Komponenten in einer der Schablonendruckvorrichtung zugehö­ rigen Lagereinrichtung zur Verfügung stehen. Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die bewährte Schablonendrucktechnik in automatische Produktionslinien, besonders im Bereich der Elektronikindustrie, integriert werden kann und daß die konstruktiven Merkmale der hier vorgestellten Schablonendruck­ vorrichtung gleichzeitig die schablonendruckspezifischen Fehler (z. B. Sieb­ dehnung) kompensieren. Unterschiedlichste Druckgut- und Schablonengrößen können auf einer sogearteten Schablonendruckvorrichtung verarbeitet werden.

Die Erfindung ist aus der folgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform und den Zeichnungen ersichtlich. Die Zeichnungen zeigen

Fig. 1 die schematische, perspektivische Darstellung einer Schablonendruckvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Ausführung mit druckgutspezifischer Wechseleinrichtung.

Aus den Zeichnungen sind die Hauptbestandteile der Schablonendruckvor­ richtung ersichtlich. Es sind dies ein Transfer 1 zum Transport von zu bedruckenden Leiterplatten, ein Drucktisch 2 mit einer druckgutspezifi­ schen Aufnahme 3, eine Rakelhorizontalführung 4, eine Rakeleinheit 5, eine Druckschablone 6, eine Transporteinheit für druckgutspezifische Komponenten 7, eine Lagereinheit 8, ein Grundgestell 9, eine bedruckte Fläche 10, ein Druckmedium 11 und ein zu bedruckendes Gut 12.

Das Druckgut, z. B. gedruckte Schaltungen, wird vor der Übergabe in die Schablonendruckeinrichtung entweder manuell oder automatisch (Barcode- Erkennung) im zugehörigen Maschinenrechner, der für den Funktionsablauf innerhalb der Schablonendruckvorrichtung verantwortlich ist, registriert. Der Transfer 1 wird elektromotorisch auf die passende Einlaufbreite verfahren; der in den Transfer integrierte Flachriemenantrieb befördert das Druckgut 12 in die vorbestimmte Position. Unter dem Druckgut 12 befindet sich der Drucktisch 2 mit der druckgutspezifischen Aufnahmeeinheit 3. Der Drucktisch 2 fährt nach oben und nimmt das Druckgut 12 auf; dies kann entweder über Paßstifte, Außenkanten oder Vakuum erfolgen. Das Druckgut 12 ist nun durch den Drucktisch 2 abgestützt, die bewegliche Wange des Transfers 1 wird nach außen verfahren. Der Drucktisch 2 wird zu der über dem Druckgut 12 befindlichen Schablone 6 in Relation zu deren Druckbild positioniert. Die Rakel 5 wird auf die Schablone 6 abgesenkt und bewegt sich parallel zur Drucktischebene. Die Konstanthaltung des Absprungwinkels erfolgt über die während des Druckprozesses stattfindende Drucktischabsenkung bei gleichzeitiger entsprechender Absenkung des Rakels 5. Ein Längenversatz von Schablone 6 und Druckgut 12 wird durch relative Bewegung des Drucktisches 2 während des Rakelns ausgeglichen.

Nach Beendigung des Druckvorgangs erfolgt der Rücktransport des Druckgutes 12 an die ursprüngliche Position; der Transfer 1 wird auf die Druckgutbreite eingestellt und übernimmt das bedruckte Material 12 von dem abgesenkten Drucktisch 2. Der komplexe Bewegungsablauf wird durch einen Maschinenrechner vorgenommen, der die zur Positionierung verwendeten Motoren entsprechend ansteuert. Die notwendigen druckgutspezifischen Daten werden in den Rechner eingegeben und dort gespeichert, so daß sie jederzeit aufrufbar sind.

Das Ausführungsbeispiel wird nachfolgend weiter vertieft; das Druckgut 12 ist in diesem Falle eine Leiterplatte:
Nach Übergabe einer fertig bedruckten Leiterplatte wird eine weitere, von der vorherigen verschiedene zum Bedrucken bereitgestellt. Der Maschinenrechner läßt das zugehörige Druckprogramm und sperrt zunächst den Einlauf der Leiterplatte.

Die Schablone, die in einem maschinengebundenen Hilfsrahmen aufgenommen ist, wird über einen Riementransport nach Lösen der Hilfsrahmenverriegelung in den hinter der Schablonendruckeinrichtung befindlichen Siebwechselschrank 8 transportiert. Dieser hat seinen Siebaufnahmekorb bereits in die zugehörige Position gebracht. Nach Ablage der Schablone 6 verfährt der Siebwechselschrank 8 den Aufnahmekorb in die Position, in der ein Hilfsrahmen zur Aufnahme der nicht mehr benötigten Rakel 5 und Druckgutaufnahme 3 befindlich ist. Der Aufnahmerahmen wird in die Schablonendruckeinrichtung transportiert und übernimmt dort Rakeleinheit 5 und Druckplatte 3, die, pneumatisch entriegelt, nach Übernahme in den Aufnahmerahmen in den Siebwechselschrank 8 transportiert werden. Die Aufrüstung der Schablonendruckvorrichtung mit neuer Rakel 5, Druckplatte 3 und Schablone 6 erfolgt analog in umgekehrter Reihenfolge. Die Positionskorrektur erfolgt mit einem Kamerasystem, welches zwischen Druckgut 12 und Schablone 6 befindlich ist. Durch den Einsatz einer entsprechenden Optik ist es möglich, zeitgleich, ohne geometrische Fehler durch Positionsänderungen, zwei Halbbilder, jeweils eines des Druckgutes 12 und der Schablone 6, zu vergleichen und die Positionskorrektur durchzuführen.

Claims (16)

1. Schablonendruckvorrichtung, enthaltend u. a. Rakel, Einrichtungen zur Aufnahme von Schablonen und zu bedruckenden Materialien, dadurch ge­ kennzeichnet, daß verschiedene Schablonen und/oder Aufnahmeeinrichtungen der zu bedruckenden Materialien und/oder Rakel bzw. Rakeleinheiten wahlfrei und automatisch der Schablonendruckvorrichtung zuführbar, auf dieser positionierbar und entnehmbar sind.

2. Schablonendruckvorrichtung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone nach einmaliger Justage starr fixiert ist und die Lage des zu bedruckenden Materials, im folgenden Druckgut genannt, relativ zur Schablone durch die verstellbare Aufnahmevorrichtung des Druckgutes positionierbar ist.

3. Schablonendruckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung des Druckgutes parallel zur Schablonenebene sowohl in X- und Y-Richtung bewegbar, als auch um einen Winkel verdrehbar, sowie in der Achse senkrecht zur Schablonenebene bewegbar ist.

4. Schablonendruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgut der Druckvorrichtung automatisch durch parallel zur Druckrichtung verlaufenden seitlichen Führungen zuführbar ist.

5. Schablonendruckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide seitliche Führungen quer zur Druckgut-Transportrichtung bewegbar sind.

6. Schablonendruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung des Druckgutes zu beliebigen Positionen im Schablonenbereich bewegbar ist.

7. Schablonendruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone entnehmbar und ohne Justage wieder in die Schablonendruckvorrichtung in die vorbestimmte Position lagerichtig positionierbar ist.

8. Schablonendruckvorrichtung nach Anpruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung des Druckgutes mit einer separaten und auswechselbaren druckgutspezifischen Fixierungseinheit versehen ist, die mit der Aufnahmevorrichtung durch ein lösbares Passungssystem verbunden ist.

9. Schablonendruckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierungseinheit von der Aufnahmevorrichtung trennbar ist und ohne Justage in die vorbestimmte Position lagerichtig erneut einsetzbar ist.

10. Schablonendruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die justierte Rakel oder die justierte Rake­ leinheit, die über der Schablone parallel zur Transportrichtung des Druck­ gutes beweglich angeordnet ist, entnehmbar und ohne Justage wieder in die Schablonenvorrichtung in die vorbestimmte Position lagerichtig einsetzbar ist.

11. Schablonendruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Druckgutes in X-, Y- und Z- Richtung relativ zur Schablone während des Druckvorganges linear oder nichtlinear frei programmierbar veränderbar ist.

12. Schablonendruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rakel oder die Rakeleinheit auf der Achse lotrecht zur Druckgutebene während des Druckvorgangs linear oder nichtlinear frei programmierbar auf- und abbewegbar ist.

13. Schablonendruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Rakel oder Rakeleinheiten und die auswechselbaren Schablonen und die auswechselbaren Druck­ gutaufnahmen wahlfrei in einer Lagereinheit verfügbar sind.

14. Schablonendruckvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Rakel oder Rakeleinheiten und die auswechselbaren Schablonen und die auswechselbaren Druckgutaufnahmen der Lagereinheit wahlfrei und automatisch von der Druckposition aus zuführbar sind und/oder aus der Lagereinheit wahlfrei und automatisch zur Druckposition hin entnehmbar sind.

15. Schablonendruckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Relation zwischen Schablone und Druckgut mittels eines Kamerasystems korrigierbar ist.

16. Schablonendruckvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung und Optik des Kamerasystems zeitgleich, ohne Zwischenpositionierung, die jeweiligen Positionen von Schablone und Druckgut erfaßbar sind.