TWI779128B - 用於印刷設備之網版單元以及印刷系統 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種用於印刷設備(2)的網版單元(19)，該印刷設備用於尤其在基板、電路板、晶圓、太陽能電池、載體基板、印刷台、載體板、燒結板等等上印刷三維成型結構，其中該網版單元(19)具有承載至少一個印刷網版(11)的框架(F)並且該網版單元形成為安排在該印刷設備(2)的網版接納件(10)中、用印刷物質填充並且用刮刀(21)施加負載以進行印刷過程。所提出的是，該網版單元(19)在該框架(F)中或該框架處具有至少一個固持裝置(20)，該固持裝置用於形成為交換刮刀的該刮刀(21)。

Description

用於印刷設備之網版單元以及印刷系統
本發明涉及一種用於印刷設備、尤其3D網版印刷設備之網版單元，該印刷設備用於尤其在基板(尤其電路板、晶圓、太陽能電池、載體基板、印刷台、載體板、燒結板等等)上印刷三維成型結構，其中該網版單元具有承載至少一個印刷網版的框架並且該網版單元形成為安排在該印刷設備的網版接納件中、用印刷物質填充並且用刮刀施加負載以進行印刷過程。
此外，本發明涉及一種具有至少一個印刷設備之印刷系統，該印刷設備用於尤其在基板(尤其電路板、晶圓、太陽能電池、載體基板、印刷台、載體板、燒結板等等)上印刷三維成型結構，其中該印刷設備具有以刮刀工作的印刷頭和與該印刷頭相關聯的網版接納件，該網版接納件用於接納至少一個網版單元。
開篇所述類型的網版單元和印刷系統係從先 前技術中已知的。為了借助於網版印刷設備來進行印刷過程，在具有與待印刷結構相對應的網版掩模的印刷網版上施加印刷物質，該印刷物質借助於該印刷頭的刮刀穿過網版例如被壓到載體基板上。此類的印刷系統例如應用於製造電路板基板的導電軌道等。理論上此類印刷設備可以用不同的材料工作並且在印刷網版和/或材料方面不受限制。然而，當應以不同材料彼此相繼地進行多次印刷過程時，這導致如下問題：必須費時費力地清潔印刷設備以及印刷網版，以避免材料在後續的印刷過程中混合。
因此本發明之基本目的是，創造一種網版單元，其提供以下可能性：避免費時費力的清潔並且因此快速地重新裝備該印刷設備以用於以另一種材料進行印刷。
本發明的基本目的是藉由具有申請專利範圍1特徵的網版單元來實現的。其優點係，該網版單元使得在印刷設備中的材料更換變得特別簡單，因為不僅該網版單元係可更換的，而且該印刷設備的對於印刷過程而言關鍵的、同樣與材料進行接觸的元件也同時移動，使得藉由印刷設備的網版單元不僅可以送入印刷網版、而且可以送入模具，以便進行印刷過程。為此，根據本發明在該網版單元的框架中或該框架處安排有至少一個固持裝置，該固持裝置用於形成為交換刮刀的刮刀。即，本發明提出，在該網版單元處用於印刷過程的刮刀可同時移動或者被同時 移動。藉由該固持裝置，刮刀被可靠地固持在該網版單元處並且與該網版單元可同時移動，使得總是可以一起操作由印刷網版與刮刀形成的單元。其前體條件係，該刮刀形成為交換刮刀並且因此在該印刷頭處或該印刷頭的刮刀裝置處可以簡單地更換。較佳的是該刮刀構成該網版單元的組成部分。
另外較佳的是提出，該固持裝置具有刮刀接納件，該刮刀可以安排在該刮刀接納件中。藉由刮刀接納件可以將刮刀可靠地在該印刷網版處同時移動並且尤其還可以定向，從而保證由印刷設備簡單地抓握刮刀。
另外較佳的是提出，該刮刀具有固持段和刮刀段，其中該固持裝置形成為僅在該固持段處固持該刮刀。由此將刮刀固持在框架處的機構與刮刀段本身脫離，從而可靠地避免了印刷物質對該機構的污染。
另外較佳的是提出，該固持裝置具有挖空部，該刮刀段尤其可以無接觸地安排在該挖空部中。藉由刮刀段的尤其無接觸的安排，該刮刀段可以無負載地安裝在印刷網版處並且可以與之共同移動。此外，由此避免了在該刮刀處存留的印刷物質與該網版單元和/或該固持裝置的框架接觸且長期被其髒汙並且尤其長期影響固持裝置的功能。此外較佳的是提出，該挖空部在該框架中形成為凹陷或斷開部。由此確保了特別成本低廉地供應該挖空部以及刮刀在該框架處的簡單的固持。
替代地或附加地，該固持裝置具有至少一個 永磁體，該永磁體安排在該框架中或該框架處並且形成為與該刮刀、尤其與該刮刀的固持段磁性地共同作用。在此保證了刮刀藉由磁力在該框架處的鎖定。其優點係，在該框架處無需進行材料削弱和/或變形，即可將刮刀支承在該框架處。因為永磁性的固持裝置不一定是對使用者可見的，所以在此情況下該框架較佳的是具有一個或多個標記，該標記可以在視覺上標識出可以在哪個位置處將刮刀磁性地鎖定到框架處。便利地，該等標記為此與該一個或多個永磁體相關聯。
另外較佳的是提出，該刮刀具有用於該印刷設備的交換連接器。尤其在刮刀的固持段處形成或安排該交換連接器，以便在印刷設備處尤其自動進行簡單的刮刀交換。
該交換連接器為此具有例如至少一個卡合器件，該卡合器件用於將該刮刀卡合在該印刷設備的印刷頭處。交換連接器例如可以形成為卡扣連接器、螺釘連接器、插接連接器或卡鎖。
具有申請專利範圍第7項的特徵的本發明印刷系統的特徵在於本發明的網版單元，其中該印刷頭具有用於該網版單元的刮刀的交換連接器。由此保證，該印刷設備可以接納與印刷網版共同移動的刮刀並且用於印刷過程。尤其在瞭解固持裝置在該網版單元處的位置的情況下，對於印刷設備而言可以不困難地自動到達刮刀的位置並且使刮刀從固持裝置鬆脫，以便進行印刷過程。印刷頭 的交換連接器尤其形成為用於與刮刀的交換連接器共同作用，如先前已經描述的。
另外較佳的是提出，該印刷頭具有裝置，該裝置用於將該刮刀從該固持裝置中取出以及存放到該固持裝置中以及用於進行印刷過程。該裝置為此例如具有一個或多個抓握器，該抓握器氣動地、磁性地、液壓地或電機式地在該固持段或該交換連接器處抓握並移動該刮刀。
該印刷系統較佳的是具有多個本發明的網版單元。對於相應的印刷圖案或相應的印刷結構以及為此有待使用的材料而言尤其存在自身的網版單元，以便能夠實現快速的網版更換和由此印刷設備的快速工作，以便進行多層的、三維的印刷過程。
此外較佳的是提出，該印刷系統具有網版倉，該網版倉具有用於分別接納一個網版單元的多個網版支承件，並且該等網版單元存儲或可存儲在該網版倉中。該網版倉在此有助於維持印刷網版的排序並且尤其例如取決於材料結構和/或印刷結構來將其分類。
此外較佳的是提出，該網版倉具有用於設定或維持該網版倉中的氣候的調節裝置，藉由該氣候防止存留在網版單元上的印刷物質的乾燥。藉由該調節裝置實現了確保同樣長時間處於網版倉中並且仍具有印刷物質殘留物的印刷網版可以重複使用，而無需首先將其清潔並且完全用印刷物質重新填充。由此減少了材料消耗以及加工時間。
此外較佳的是提出，該印刷系統具有傳送裝置，該傳送裝置形成為將所選的網版單元從該網版倉中取出並且安排在該印刷設備的網版接納件中並且反之亦然。由此保證自動的網版更換，這使得尤其以不同材料印刷三維結構得到進一步加速和簡化。
1:印刷系統
2:印刷設備
3:網版倉
4:傳送裝置
5:印刷台
6:升降裝置
7:雙箭頭
8:印刷頭
9:刮刀裝置
10:網版接納件
11:印刷網版
12:夾持元件
13:殼體
14:網版支承件
15:取出開口
16:傳送臂
17:抓握器
18:升降裝置
19:網版單元
20:固持裝置
21:刮刀
22:永磁體
23:固持段
24:刮刀接納件
25:挖空部
25':突起
26:刮刀段
27:交換連接器
28:交換連接器
29:基板
30:裝置
F:(網版)框架
下面應借助附圖詳細解釋本發明。附圖示出：圖1以簡化側視圖展示了有利的印刷系統，並且圖2A和2B以簡化的立體圖示展示了用於該印刷系統的有利的網版單元之實施例。
圖1以簡化側視圖展示了印刷系統1，該印刷系統具有印刷設備2、網版倉3以及傳送裝置4。
印刷設備2具有印刷台5，該印刷台可以藉由升降裝置6調節高度，如藉由雙箭頭7展示的。印刷頭8與印刷台5相關聯，該印刷頭具有刮刀裝置9。除了在此未詳細展示的刮刀之外，刮刀裝置9還具有網版接納件10，印刷網版11可以安排在該網版接納件中。網版接納件10為此例如形成為插接式接納件，印刷網版11可以***其中、尤其側向或水平推入其中，如圖1中所示。替代地，網版接 納件10形成為可以將印刷網版11置入其中。視需要，網版接納件10具有可控的夾持元件12，借助於該夾持元件可以將印刷網版11牢固夾持在網版接納件10中，使得在印刷過程(其中刮刀裝置9的刮刀在印刷網版11上移動)中印刷網版11的取向和位置不變。
網版倉3具有殼體13並且在當前情況下安排為與印刷設備2間隔開。在殼體13中彼此上下或彼此疊置地安排有多個網版支承件14。網版支承件14例如像網版接納件10一樣形成並且視需要同樣具有夾持元件12。在每個網版支承件14中可以安排一個印刷網版11。殼體13形成為基本上閉合的，但是在尤其面向印刷設備2一側上具有取出開口15，通過該取出開口可以將印刷網版11***殼體13中或從其中拿出。
傳送裝置4形成為移動印刷網版11。根據當前的實施例，傳送裝置具有多鉸接的傳送臂16，該傳送臂在其自由末端處承載抓握器17。抓握器17例如形成為氣動或機械式工作的，以便抓握單獨的印刷網版11。傳送裝置4如下安排在印刷設備2與網版倉3之間，使得傳送臂16可以到達與取出開口15相關的印刷網版11以及存放在網版接納件10中的印刷網版11。根據當前實施例，取出開口15幾乎在網版倉3的整個高度上延伸，其中傳送臂16如此形成，使得它可以到達每個網版支承件14或者位於其中的印刷網版。視需要，傳送裝置4為此配備有自己的升降裝置18，以便提高抓握器17的移動自由度。傳送裝置4與網版 倉3一起構成用於印刷設備2的網版供應系統。
有利的印刷系統1的功能如下設計。為了印刷三維成形結構，傳送裝置4首先被控制為從網版倉3中取出特定的印刷網版11並且送到網版接納件10。印刷網版11借助於夾持元件12鎖定在網版接納件10中。然後用由所選材料形成的印刷物質(尤其印刷膏)來施加印刷網版11並且刮刀裝置9的刮刀將其推動經過印刷網版11，使得印刷物質穿過印刷網版11被印刷到印刷台上。在此可設想的是，將印刷物質直接施加到印刷台5上、或者施加到安排在印刷台5上的基板29上，該基板例如可以形成為載體基板、或者還可以形成為電路板、晶圓等。印刷網版11為此局部地具有網版開口，該等網版開口對應於待印刷結構的所希望的第一層。在此，可以將許多此類結構加工到印刷網版11中，使得還可以在一次印刷過程中同時在基板29和/或印刷台5上彼此相鄰地製造多個部件或結構元件/結構。
在已經生產了第一印刷層之後，例如由升降裝置6向下移動印刷台5並且進行另一個印刷過程，其中使用相同的印刷網版11，以便產生具有與第一印刷層相同結構的另一個印刷層。視需要，替代於相同的印刷網版11，使用其他印刷網版11中的一種。為此，傳送臂16將位於網版接納件10中的印刷網版11移動到網版倉3中，即移動到在那裡的空的網版支承件14中。然後傳送臂16從另一個印刷支承件14中取出另一個網版11並且將其送到印刷設備2的網版接納件10。然後，在隨後的印刷過程中例如生產在 構造方面與先前的印刷層不同的印刷層。藉由這種原理可以彼此上下地製造多個印刷層，該等印刷層彼此不同，由此也可以製造複雜的三維結構。在每次成功的印刷過程之後，印刷台5被再降低一點或者替代地印刷頭8被再升高一點。
每個印刷網版11被一個網版框架F包圍，該網版框架確保印刷網版11被張緊並且可傳送。
圖2A另外在簡化立體視圖中示出了印刷系統的網版單元19，該網版單元具有矩形的網版框架F、由網版框架F固持的印刷網版11以及用於印刷設備2的刮刀裝置9的刮刀21。在網版框架F處另外安排有用於固持刮刀21的固持裝置20。固持裝置20例如，如在圖2A中所示，分別在框架F的一側具有永磁體22，該永磁體與刮刀21的固持段23磁性地相互作用，以便藉由磁力將刮刀21緊固或鎖定在網版框架F處。為此，刮刀21的固持段23便利地由與永磁體22磁性相互作用的材料製成。固持段23在此側向延伸超過印刷網版11，使得固持段23位於網版框架F上並且可以磁性地固持到其上，如在圖2A中所示。
圖2B示出網版單元19的另一個實施例，該實施例與前一實施例的不同之處在於，固持裝置20不是藉由或不是僅藉由磁力來提供的，而是還提供對刮刀21的形狀配合之固持。為此，根據圖2B中的實施例，網版框架F具有刮刀接納件24，刮刀21的固持段23可以被接納在該刮刀接納件中。刮刀接納件24在此可以藉由網版框架F中挖空 部25或凹陷來直接提供，或者藉由兩個彼此間隔開地安排的突起25'提供在網版框架F的面向刮刀21的上側，如在圖2B中由虛線作為另外的選項所示的。
在每種情況下，刮刀21除了固持段23還具有刮刀段26，藉由該刮刀段，印刷網版11在印刷過程中被掃過或施加負載，以便將印刷膏穿過印刷網版11壓到基板29上。
此外，刮刀21具有交換連接器27，該交換連接器與印刷設備2或刮刀裝置9的交換連接器28共同作用，以便將刮刀21可鬆脫地緊固在刮刀裝置9處。在此，刮刀裝置9具有用於抓握和移動刮刀21的裝置30，該裝置具有交換連接器28，如圖1所示。交換連接器27例如為可以實現可鬆脫連接的卡扣連接器、卡鎖等。因為固持裝置20的位置係基本上已知的並且尤其在印刷系統1的所存在的網版單元19的每個網版框架F處係相同的，所以印刷設備2可以簡單地程式設計為，在印刷過程開始時，刮刀裝置9首先與交換連接器28一起移動到刮刀21的位置、抓握刮刀21(藉由將交換連接器27、28彼此相連)，並且隨後進行印刷過程。在印刷過程結束時，刮刀裝置9對應地將刮刀21放置在固持裝置20的已知位置處並且可以從印刷設備2中將網版單元19(即印刷網版11)與刮刀21一起取出並且例如送回到網版倉3。
由於存在多個網版單元19(該等網版單元尤其具有不同的印刷網版11、並且用不同的材料預先填充或 者可以填充)，成本低廉且節省資源地保證了快速印刷三維成形結構。此外便利地，印刷系統1的印刷網版11分別形成為網版單元19，如上文已經描述的，使得分別具有一個自身的刮刀的網版單元19被傳送裝置4傳送或自動送至印刷設備2並且(如參照印刷網版11所描述的)與分別相關聯的刮刀21一起存儲在網版倉3中。
11:印刷網版
18:升降裝置
19:網版單元
21:刮刀
23:固持段
24:刮刀接納件
25:挖空部
25':突起
26:刮刀段
27:交換連接器
F:(網版)框架

Claims (11)

  1. 一種用於印刷設備(2)之網版單元(19)，該印刷設備(2)用於在基板、電路板、晶圓、太陽能電池、載體基板、印刷台、載體板、燒結板等等上印刷三維成型結構，其中該網版單元(19)具有承載至少一個印刷網版(11)的框架(F)並且該網版單元(19)形成為安排在該印刷設備(2)的網版接納件(10)中、填充著印刷物質，並且以刮刀(21)施加負載以進行印刷過程，其特徵在於：該網版單元(19)包括該刮刀(21)和至少一個固持裝置(20)，位於該框架(F)中或該框架(F)處，該固持裝置(20)用於該刮刀(21)，其在形式上為可交換的刮刀，其中該刮刀(21)具有固持段(23)和刮刀段(26)，其中該固持裝置(20)形成為僅在該固持段(23)處固持該刮刀(21)，且其中該固持裝置(20)具有挖空部(25)，該刮刀段(26)能以無接觸方式安排在該挖空部(25)中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之網版單元(19)，其中，該固持裝置(20)具有刮刀接納件(24)，該刮刀(21)能夠安排在該刮刀接納件(24)中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之網版單元(19)，其中，該挖空部(25)在該框架(F)中形成為凹陷或形成為斷開部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之網版單元(19)，其中，該刮刀(21)具有用於該印刷設備(2)的交換連接器(27)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之網版單元(19)，其中，交換連接器(27)具有至少一個卡合器件，該卡合器件用於將該刮刀(21)卡合在該印刷設備(2)的印刷頭(8)處。
  6. 一種具有至少一個印刷設備(2)之印刷系統(1)，該印刷設備(2)用於在基板、電路板、晶圓、太陽能電池、載體基板、印刷台、載體板、燒結板等等上印刷三維成型結構，其中該印刷設備(2)具有印刷頭(8)，該印刷頭(8)具有刮刀裝置(9)，該刮刀裝置(9)能夠與刮刀(21)相關聯並且該刮刀裝置(9)具有用於接納至少一個網版單元(19)的網版接納件(10)，其特徵在於，該網版單元(19)形成為如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之網版單元(19)，並且具有該刮刀(21)，設有用於該刮刀裝置(9)的交換連接器(27)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之印刷系統(1)，其中，該刮刀裝置(9)具有裝置(30)，用於將該刮刀(21)從該固持裝置(20)中取出並存放到該固持裝置(20)中以用於進行印刷過程。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之印刷系統(1)，其中，存 在多個該網版單元(19)。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之印刷系統(1)，其中，存在網版倉(3)，該網版倉(3)具有多個網版支承件(14)，用於分別接納一個網版單元(19)，並且該等網版單元(19)存儲在該網版倉(3)中。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之印刷系統(1)，其中，該網版倉(3)具有調節裝置，用於設定或維持該網版倉(3)中的氣候，藉由該氣候防止存留在該網版單元(19)上的印刷物質的乾燥。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之印刷系統(1)，其中，存在傳送裝置(4)，該傳送裝置(4)形成為用於從網版倉(3)中取出所選的網版單元(19)並且將該所選的網版單元(19)安排在該印刷設備(2)的該網版接納件(10)中或者反之亦然。
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