本發(fā)明涉及用于選擇膏模版以借助所選擇的膏模版進(jìn)行膏印刷并且將膏施加到基板上的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

為了在例如印刷電路板之類的基板上形成焊接，而在膏印刷尤其是焊膏印刷期間在基板上生成焊劑沉積物。這里，包括球形焊接粉末和助焊劑的焊膏例如借助刮板在模版印刷方法中被擠壓通過已相對于基板被預(yù)先取向的焊膏模版的開口。由于印刷過程的結(jié)果對諸如人和回流焊接操作之類的所有下列過程都有影響，因此所述生產(chǎn)步驟被賦予重要意義。由于多數(shù)質(zhì)量影響因素和參數(shù)在這里起作用，因此同時在smd生產(chǎn)中的印刷過程代表對于熟練的操作者來說也最困難的生產(chǎn)步驟之一。例如，諸如接觸壓力或者刮板的前進(jìn)以及臺的釋放速度之類的機器參數(shù)能夠是確定與焊膏的流變特性和觸變行為一樣的質(zhì)量。

在smd印刷電路板的生產(chǎn)期間估計到：所有生產(chǎn)故障超過一半是由焊膏印刷操作造成的，例如由于焊膏模版的不合適設(shè)計、焊膏模版的不合適材料和/或不合適的印刷參數(shù)。

在利用膏材料印刷期間例如在焊膏印刷期間尤其是當(dāng)不同尺寸的部件必須被布置在基板上時產(chǎn)生問題。如果諸如小螺距部件之類的小部件待被布置在基板上，則膏模版的優(yōu)選模版厚度例如是80μm。如果諸如插頭或線圈之類的大部件也待被布置在基板上（這些大的部件需要較大的焊膏沉積物），則需要近似120μm的模版厚度。如果然后選擇120μm的模版厚度來用于整個基板，則存在不能施加用于小部件的足夠焊膏的風(fēng)險，這是因為面積比（也就是說焊膏模版中的貫穿開口的開口截面的面積與貫穿開口的壁區(qū)域的面積之比）可導(dǎo)致印刷過程不穩(wěn)定。該問題在圖1中示出。該面積比在圖1中的貫穿開口11a和11b中太小，因此由于壁粘附和毛細(xì)管效應(yīng)而在通孔11a和11b中形成焊膏殘留。

為了避免在使用不同尺寸的部件期間出現(xiàn)圖1中所示的問題，在現(xiàn)有技術(shù)中使用具有不同模版厚度的區(qū)域的臺階式模版。然而，該方法的應(yīng)用的可行性很大程度上取決于印刷電路板設(shè)計，尤其是取決于具有不同焊膏要求的不同尺寸的部件的最小間隔。

us2015/0163969a1已公開了一種用于以不同的層厚度將焊膏施加在基板上的方法。這里，在模版印刷機中，相應(yīng)地，小的焊接沉積物借助焊膏模版被施加用于小部件，焊膏模版在針對大部件的焊接沉積物的位置處被閉合或者不具有任何通孔。也就是說，在第一步驟中，首先僅針對小部件的焊接沉積物借助焊膏模版被施加在基板上。在隨后的處理站中，基板上的用于大部件的位置借助分配器被涂覆有焊膏。然而，借助分配器進(jìn)行的膏材料的施加比借助膏模版施加膏材料更復(fù)雜。

de102007019073a1已公開了一種用于膏材料施加到平坦基板上的印刷裝置，在該印刷裝置中，首先借助模版將膏材料施加在基板上并且隨后膏材料通過分配器被補充。然而，在這里產(chǎn)生下列問題：根據(jù)什么樣原則來選擇待附加涂覆的膏材料，或者該以怎樣的厚度隨后涂覆所述膏材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是至少部分地消除上述缺點。具體地，本發(fā)明的目的是提供這樣的設(shè)備和方法，通過這樣的設(shè)備和方法，能夠提供以取決于用于基板的部件的方式在基板上進(jìn)行膏印刷的合適膏模版。而且，本發(fā)明的目的是提供這樣的設(shè)備和方法，通過這樣的設(shè)備和方法，能夠?qū)⑨槍Σ煌叽绲牟考淖銐蚋嗖牧狭畠r地、快速地并且可靠地施加在基板上。

本發(fā)明通過專利權(quán)利要求來實現(xiàn)以上目的，另外的特征和細(xì)節(jié)從說明書和附圖中得出。這里，不言而喻：結(jié)合方法被描述的特征和細(xì)節(jié)也結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，并且反之亦然，結(jié)果是，相對于本發(fā)明的各個方面關(guān)于公開內(nèi)容始終進(jìn)行相互參照或者能夠進(jìn)行相互參照。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于選擇以在基板上進(jìn)行膏印刷的膏模版的方法，所述膏模版具有至少一個小貫穿開口和至少一個大貫穿開口，所述至少一個小貫穿開口用于針對所述基板上的至少一個相關(guān)聯(lián)的小部件的膏材料，所述至少一個大貫穿開口用于針對所述基板上的至少一個相關(guān)聯(lián)的大部件的膏材料，并且所述至少一個小貫穿開口的開口截面小于所述至少一個大貫穿開口的開口截面。這里，所述至少一個小貫穿開口具有第一面積比，所述至少一個大貫穿開口具有比所述第一面積比大的第二面積比。根據(jù)本發(fā)明，所述膏模版基于模版厚度被選擇，在該情況下，所述第一面積比大于或者等于設(shè)定點面積比。

通過根據(jù)本發(fā)明的方法，來選擇具有不同尺寸的貫穿開口的膏模版，不同尺寸的貫穿開口用于針對不同尺寸的部件的膏材料，借助該膏模版，能夠針對不同尺寸的每個部件將膏材料施加在基板上，可以避免其中一個貫穿開口的阻塞或者殘留。這里，設(shè)定點面積比通過gerber數(shù)據(jù)而被固定并且能夠基于不同部件的類型和尺寸（也就是說至少一個小部件和至少一個大部件）以及膏材料的類型而能夠設(shè)定為不同的值。

為了選擇膏模版，在不同模版厚度的情況下在至少一個小貫穿開口的開口截面固定時，第一面積比優(yōu)選地借助具有設(shè)定點面積比的對比設(shè)備進(jìn)行對比，直到模版厚度與大于或等于設(shè)定點面積比的面積比對應(yīng)為止。接著，選擇具有所述模版厚度的膏模版。

通過根據(jù)本發(fā)明的方法，具體地，選擇具有均勻或者連續(xù)模版厚度的無臺階膏模版，也就說，在一個或多個通孔處無臺階部分的膏模版。

根據(jù)本發(fā)明，選擇具有至少一個小貫穿開口和至少一個大貫穿開口的膏模版，所述至少一個小貫穿開口用于針對至少一個相關(guān)聯(lián)的小部件的膏材料，所述至少一個大貫穿開口用于針對至少一個相關(guān)聯(lián)的大部件的膏材料。也就是說，根據(jù)本發(fā)明，能夠選擇具有小貫穿開口和大貫穿開口的膏模版，所述小貫穿開口用于針對至少一個相關(guān)聯(lián)的小部件的膏材料，所述大貫穿開口用于針對至少一個相關(guān)聯(lián)的大部件的膏材料。而且，在本發(fā)明的情形下，能夠選擇具有用于針對不同尺寸的相關(guān)聯(lián)的小部件的膏材料的不同小尺寸的貫穿開口和用于針對不同尺寸的相關(guān)聯(lián)的大部件的膏材料的不同尺寸的貫穿開口的膏模版。也就是說，具有用于針對至少一個相關(guān)聯(lián)的小部件的膏材料的至少一個小貫穿開口和用于針對至少一個相關(guān)聯(lián)的大部件的膏材料的至少一個大貫穿開口的膏模版的選擇被理解為選擇具有不同尺寸的至少兩個貫穿開口的膏模版。大部件優(yōu)選地大于小部件和/或大部件的與基板表面平行的截面比小部件的截面大。

在當(dāng)前情況下，膏材料具體地待被理解為是指焊膏。然而，本發(fā)明不局限于此。因此，根據(jù)本發(fā)明還能想到其它膏狀材料或粘合劑。膏材料優(yōu)選地借助焊膏印刷設(shè)備（諸如絲網(wǎng)印刷機）被施加在基板上，可以借助用于印刷膏材料的每種類型的設(shè)備將膏材料固有地施加到基板上。基板待被理解為具體地是指印刷電路板，該印刷電路板在這里可以被理解為用于能夠被占據(jù)的每種類型的部件載體?；迥軌蚧蚨嗷蛏偈莿傂缘幕蛉嵝缘?。此外，基板能夠具有剛性區(qū)域和柔性區(qū)域。

在本發(fā)明的情形下，小部件和大部件待被理解為是指能夠占據(jù)基板或者能夠被放置在基板上的所有元件。小部件或大部件具體地能夠是雙極或多極smd部件或者諸如球柵陣列、裸模或者倒裝芯片的另外高度集成的平坦部件。此外，小部件或大部件能夠被理解為是指諸如連接器插腳、插塞、插座之類的機械元件或者諸如發(fā)光二極管或者光電二極管之類的光電部件。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利改進(jìn)，所述膏模版基于模版厚度被選擇，在該情況下，所述第一面積比介于0.3至0.7之間，尤其是0.5。在當(dāng)前測試中通過傳統(tǒng)的焊膏已證明：介于0.3至0.7之間的面積比使得在焊膏印刷中具有滿意結(jié)果。面積比還能夠以取決于所使用的膏材料的方式而被選擇得甚至更小。根據(jù)本發(fā)明，膏模版優(yōu)選地基于模版厚度來選擇，使得面積比盡可能等于或接近于設(shè)定點面積比。因此，借助該膏模版能夠針對至少一個大部件將盡可能多的膏材料施加在基板上。被選擇的面積比越大和/或?qū)?yīng)地面積比和設(shè)定點面積比之差越大，越能夠簡單地使膏材料流過貫穿開口，然而，借助基于針對相應(yīng)部件的低模版厚度的膏模版，能夠總體上提供較少的膏材料。

此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法的情形下，可以使所述膏模版具有至少一個最小貫穿開口，該至少一個最小貫穿開口用于針對所述基板上的至少一個相關(guān)聯(lián)的最小部件的膏材料，并且所述至少一個最小貫穿開口的開口截面小于至少一個小貫穿開口的開口截面，所述至少一個最小貫穿開口具有第三面積比，該第三面積比小于所述第一面積比，所述膏模版基于模版厚度被選擇，在該情況下，所述第三面積比大于或者等于設(shè)定點面積比。如果膏模版基于模版厚度被選擇，在該情況下，第三面積比（也就是說最小貫穿開口的面積比）大于或等于設(shè)定點面積比，則能夠確保膏材料能夠流過最小貫穿開口并因此還流過任何其它貫穿開口，則不會阻塞貫穿開口或者不會發(fā)生在貫穿開口中相應(yīng)地形成殘留。而且，能夠確保針對所有部件也就是說至少一個小部件或者最小部件以及至少一個大部件借助膏模版能夠?qū)⒏嗖牧鲜┘釉诨迳?。在至少一個最小貫穿開口的情況下，小貫穿開口還能夠被當(dāng)作大貫穿開口。相同的情況適用于最小部件和小部件之比。不言而喻：小貫穿開口還能夠被當(dāng)作至少一個最小貫穿開口，并且小部件還能夠被當(dāng)作至少一個最小部件。也就是說，小貫穿開口還能夠是膏模版的最小貫穿開口，并且小部件對應(yīng)地能夠是基板上的或用于基板的最小部件。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于針對至少一個小部件和大于所述至少一個小部件的至少一個大部件在基板上施加膏材料的方法。此外，該具有以下步驟：

-借助由上述方法選擇的膏模版施加針對所述至少一個小部件和所述至少一個大部件的膏材料，以及

-在針對所述至少一個小部件和所述至少一個大部件已借助所選擇的膏模版施加了膏材料之后，針對所述至少一個大部件在所述膏材料上施加附加膏材料。

結(jié)果，可以針對至少一個小部件和針對至少一個大部件將足夠的膏材料廉價地、快速地并且可靠地施加在基板上。在第一步驟中，能夠首先將至少局部足夠的膏沉積物或者至少某種膏沉積物基體借助所選擇的膏模版針對每個部件施加在基板上。其能夠在第二步驟中基于根據(jù)本發(fā)明選擇的膏模版被確定，在膏沉積物基體上，還選擇性地施加有附加膏材料。如果已基于模版厚度選擇了膏模版，在該情況下，例如第三面積比等于設(shè)定點面積比，則能夠想到，無需將附加膏材料施加在針對最小部件的膏材料或?qū)?yīng)的膏沉積物上，而是相反地，仍必需將附加膏材料施加用于針對相應(yīng)較大部件的膏材料或者對應(yīng)的膏沉積物。因此，在第二步驟中，能夠發(fā)生以目標(biāo)方式將膏材料選擇性地附加施加到已存在的膏材料上。例如，如果已基于模版厚度選擇了膏模版，在該情況下，例如第二最小部件的面積比等于設(shè)定點面積比，則能夠想到，無需將附加膏材料施加在針對第二最小部件的膏材料或?qū)?yīng)的膏沉積物上，而是相反地，仍必需將附加膏材料施加用于針對相應(yīng)較大部件的膏材料或者對應(yīng)的膏沉積物。而且，能夠想到或者至少存在某種可行性：附加的膏材料仍必需被施加在針對最小部件的膏材料上或?qū)?yīng)的膏沉積物上，這是因為在最小貫穿開口的情況下，存在小于最小貫穿開口的實際可允許面積比的面積比，結(jié)果是能夠發(fā)生最小貫穿開口中的阻塞或者在最小貫穿開口中對應(yīng)地形成殘留，結(jié)果是繼而不足的膏材料可能穿到基板上。

在一個改進(jìn)中可行的是：所述附加膏材料借助分配器尤其是借助噴射式分配器被施加。分配器并且尤其是噴射式分配器以特別有利的方式適于膏材料的根據(jù)本發(fā)明的選擇性附加施加或添加施加。結(jié)果，可以僅借助單個膏模版和分配器或者對應(yīng)噴射器在基板上快速地、可靠地并且有效地施加針對至少一個小部件和至少一個大部件的足夠的膏材料。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于選擇以在基板上進(jìn)行膏印刷的膏模版的選擇設(shè)備，所述膏模版具有至少一個小貫穿開口和至少一個大貫穿開口，所述至少一個小貫穿開口用于針對所述基板上的至少一個相關(guān)聯(lián)的小部件的膏材料，所述至少一個大貫穿開口用于針對所述基板上的至少一個相關(guān)聯(lián)的大部件的膏材料，并且所述至少一個小貫穿開口的開口截面小于所述至少一個大貫穿開口的開口截面，所述至少一個小貫穿開口具有第一面積比，所述至少一個大貫穿開口具有比所述第一面積比大的第二面積比。這里，所述選擇設(shè)備被設(shè)計并配置成基于模版厚度選擇所述膏模版，在該情況下，所述第一面積比大于或者等于設(shè)定點面積比。

因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備提供了與已參照根據(jù)本發(fā)明的方法詳細(xì)地描述的相同的優(yōu)點。該選擇設(shè)備優(yōu)選地具有對比設(shè)備，該對比設(shè)備被配置并設(shè)計成為了選擇膏模版，而在不同模版厚度的情況下小貫穿開口的開口截面固定時，將第一面積比與設(shè)定點面積比進(jìn)行比較，直到模版厚度與大于或等于設(shè)定點面積比的面積比對應(yīng)為止。接著，能夠借助所述選擇設(shè)備來選擇具有所述模版厚度的膏模版。

根據(jù)一個改進(jìn)，所述膏模版能夠基于模版厚度被選擇，在該情況下，所述第一面積比介于0.3至0.7之間，尤其是0.5。而且，可行的是：所述膏模版具有用于針對基板上的至少一個相關(guān)聯(lián)的最小部件的膏材料的至少一個最小貫穿開口，并且所述至少一個最小貫穿開口的開口截面比至少一個小貫穿開口的開口截面小，所述至少一個最小貫穿開口具有第三面積比，該第三面積比小于第一面積比，所述選擇設(shè)備被設(shè)計并配置成使得所述膏模版基于模版厚度被選擇，在該情況下，所述第三面積比大于或等于設(shè)定點面積比。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于將膏材料施加到基板的部件的系統(tǒng)，所述基板具有至少一個小部件和大于所述至少一個小部件的至少一個大部件。所述系統(tǒng)具有如上所述的選擇設(shè)備。而且，所述設(shè)備具有膏印刷設(shè)備，所述膏印刷設(shè)備用于借助由所述選擇設(shè)備選擇的膏模版將針對所述至少一個小部件和所述至少一個大部件的膏材料印刷在所述基板上。而且，所述系統(tǒng)具有分配器，所述分配器用于：在借助所選擇的膏模版針對所述至少一個小部件和所述至少一個大部件施加了膏材料之后，將附加膏材料施加到針對所述至少一個大部件的所述膏材料上。

因此，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還提供了與參照根據(jù)本發(fā)明的方法被詳細(xì)描述的相同的優(yōu)點。所述膏印刷設(shè)備被優(yōu)選地配置成絲網(wǎng)印刷設(shè)備。

根據(jù)一個改進(jìn)可行的是：所述選擇設(shè)備、所述膏印刷設(shè)備以及所述分配器優(yōu)選地被連接到控制器，借助該控制器，能夠自動地施加所述膏材料。也就是說，所述系統(tǒng)具有控制器，借助該控制器，所述選擇設(shè)備能夠被致動成使得根據(jù)本發(fā)明能夠選擇或者選擇合適的膏模版。此外，所述膏印刷設(shè)備能夠借助控制器被致動，以使得針對所述至少一個小部件和所述至少一個大部件的膏材料能夠借助由選擇設(shè)備選擇的膏模版被施加到基板上。而且，所述分配器還能夠借助控制器被致動，以使得在膏材料已由所選擇的膏模版針對所述至少一個小部件和所述至少一個大部件被施加之后，所述分配器能夠?qū)⒏郊痈嗖牧鲜┘拥结槍λ鲋辽僖粋€大部件的所述膏材料上。通過系統(tǒng)的自動性能夠節(jié)省時間以及因此能夠節(jié)省成本。

從涉及在圖中示意性所示的本發(fā)明的不同示例性實施方式的下列說明中得出改進(jìn)本發(fā)明的其它措施。通過權(quán)利要求、說明書或者附圖，包括結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和空間布置，能夠清楚地了解所有特征和/或優(yōu)點，并且這些特征和/或優(yōu)點本身及其各種結(jié)合對于本發(fā)明來說都是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

附圖說明

圖1展示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法借助膏模版進(jìn)行的膏印刷。

圖2展示了借助已根據(jù)本發(fā)明的一個方法選擇的印刷模版進(jìn)行的膏印刷。

圖3展示了借助根據(jù)本發(fā)明選擇的膏模版進(jìn)行的膏印刷的第一工作步驟。

圖4展示了通過根據(jù)本發(fā)明致動的分配器進(jìn)行膏印刷的第二工作步驟。

圖5展示了在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中具有布置在膏材料上的部件的基板。

附圖標(biāo)記

10膏模版

11a最小貫穿開口

11b小貫穿開口

12大貫穿開口

20基板

21a最小部件

21b小部件

22大部件

30膏材料

40分配器

50選擇設(shè)備

60膏印刷設(shè)備

61刮板

70控制器

100系統(tǒng)。

具體實施方式

在圖1至圖5中，具有相同功能和操作方法的元件被設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記。

圖1中所示的膏印刷已在本說明書的背景技術(shù)中被介紹，因此在這里不再進(jìn)行解釋。

圖2展示了基板20，膏材料30已借助過根據(jù)本發(fā)明所選擇的膏模版10被施加在該基板上。膏模版10具有最小貫穿開口11a、小貫穿開口11b和兩個大貫穿開口12。最小貫穿開口11a和小貫穿開口11b均能被當(dāng)作根據(jù)本發(fā)明的至少一個小貫穿開口11a、11b。如圖2中能夠看到的，最小貫穿開口11a和小貫穿開口11b的開口截面均比相應(yīng)的大貫穿開口12的開口截面小。在膏模版10的模版厚度h均勻的情況下，最小貫穿開口11a和小貫穿開口11b的面積比（分別為第一面積比和第三面積比）因此均小于相應(yīng)的大貫穿開口的面積比（第二面積比）。

圖3中所示的膏模版10已基于模版厚度h被選擇，在該情況下，最小貫穿開口11a的面積比比定設(shè)點面積比大，因此，膏材料30能夠流過所有貫穿開口11a、11b、12，而不在貫穿開口11a、11b、12中形成殘留。

參照圖3、圖4和圖5，將在下文中描述用于將針對兩個小部件21a、21b和比小部件21a、21b大的兩個大部件22的膏材料30施加在基板20上的方法。

在第一步驟中，將針對兩個小部件21a、21b和兩個大部件22的膏材料30首先如圖3所示為此通過如上所述被選擇的膏模版10施加到基板20上。為此，膏材料30借助沿箭頭方向在膏模版10上方移動的刮板61在絲網(wǎng)印刷方法中通過通孔11a、11b、12而被擠壓在基板20上。這里，刮板61是膏印刷設(shè)備60的組成部分。

在第二步驟中，如圖4所示，然后將選擇性的附加膏材料30借助分配器40施加在針對小部件21b和兩個大部件22的膏材料30上。

圖3和圖4同樣地展示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)100，該系統(tǒng)具有選擇單元50、膏印刷設(shè)備60和控制器70。為了更完整地示意，選擇設(shè)備50、膏印刷設(shè)備60和分配器40在不同圖中被示出。然而，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)100應(yīng)被理解為使得選擇設(shè)備50、膏印刷設(shè)備60和分配器40被布置成屬于系統(tǒng)100。因此，系統(tǒng)100能夠例如被配置成具有選擇設(shè)備50的焊膏印刷機，該焊膏印刷機還具有膏印刷設(shè)備60和位于附加處理區(qū)域中的分配器布置，膏印刷設(shè)備60被配置成絲印刷設(shè)備，分配器布置具有從1至n個帶相應(yīng)分配器40的臺架，分配器40均能夠沿x軸、y軸和/或z軸偏轉(zhuǎn)。

在由圖3和圖4所示的系統(tǒng)100中，選擇設(shè)備50、膏印刷設(shè)備60和分配器40利用線或者以無線的方式連接到控制器70，控制器70被設(shè)計和配置成能夠自動施加膏材料30。

圖5展示了均經(jīng)由膏材料30連接到基板20的最小部件21a、小部件21b和兩個大部件22。