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Dokumentenidentifikation DE69705124T2 27.09.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0930974
Titel UMGEKEHRTES PRÄGEVERFAHREN
Anmelder RJR Polymers, Inc., Oakland, Calif., US
Erfinder ROSS, J., Richard, Moraga, US
Vertreter Strehl, Schübel-Hopf & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69705124
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.10.1997
EP-Aktenzeichen 979100245
WO-Anmeldetag 07.10.1997
PCT-Aktenzeichen US9718173
WO-Veröffentlichungsnummer 9815410
WO-Veröffentlichungsdatum 16.04.1998
EP-Offenlegungsdatum 28.07.1999
EP date of grant 06.06.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.09.2001
IPC-Hauptklasse B41M 1/02
IPC-Nebenklasse B41M 1/00   B41M 1/28   B41M 1/34   B41F 5/00   B41F 5/04   B41F 17/00   H05K 3/12   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Punkten, Linien oder geometrischen Mustern aus einem flüssigen Druckmaterial von einem Bad des Materials auf eine ebene oder gekrümmte Oberfläche.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Zur großen Vielfalt kommerziell verwendeter Druckprozesse gehören Rotationstiefdruck, Umkehr-Walzenbeschichten, die Übertragung von Punkten oder Linien unter Verwendung von Spenderverfahren oder Eintauchen sowie die Übertragung von Punkten oder Linien durch Eintauchen einer Nadel oder eines gravierten Stempels in eine flüssige Farbe oder einen flüssigen Kunststoff. Zu in der Elektronikindustrie routinemäßig Verwendeten Druckprozessen gehören Siebdruck, Schablonenbeschriftung und Tampondruck.

In der Elektronikindustrie werden Druckprozesse zum Auftragen von Markierungsfarben, Konstruktionsklebern und Blättchen-Befestigungsmaterialien auf eine Anzahl verschiedener Substrate verwendet. Diese Substanzen werden in Form von Pasten oder ausgebbaren Flüssigkeiten, die typischerweise ein Trägerlösungsmittel zum Erzielen der gewünschten Viskosität enthalten, aufgetragen. Wenn Trägerlösungsmittel verwendet werden, besteht ein im Allgemeinen angetroffenes Problem in einem Verschmutzen des Übertragungsstempels oder des Druckmediums, wenn das Lösungsmittel verdampft. Dieses Problem ist dann besonders stark ausgeprägt, wenn leitende Materialien wie Silberteilchen im Druckmaterial enthalten sind oder wenn das Druckmaterial eine Blei- oder Zinkteilchen enthaltende Lötmittelpaste oder eine Lötmittel- oder Frittglasverbindung ist, die Bleioxid enthält.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung beseitigt die nachteiligen Auswirkungen der Verdampfung eines Lösungsmittels durch Eintauchen des Stempels oder des eingravierten Druckmusters (das in der Elektronikindustrie als "die" (= Druckplatte) oder "Diestempel" bezeichnet wird) in ein Bad des zu druckenden Materials, wobei das erhabene (negativ) Muster nach oben zeigt, wie bei Anspruch 1. Das Bad enthält das Druckmaterial in flüssiger Form mit einer Viskosität, die ein Abtrocknen mit kontrollierter Rate erlaubt. Wenn der Diestempel in das Bad eingetaucht wird, erfolgt ein Druckvorgang durch vertikales Verschieben des erhabenen Negativs gegenüber dem Flüssigkeitsniveau, um das benetzte erhabene Negativ freizulegen. Während das benetzte erhabene Negativ immer noch nach oben zeigt, wird dann das zu bedruckende Teil oder die bedruckende Oberfläche in Kontakt mit dem benetzten erhabenen Negativ gebracht, um das Druckmaterial entsprechend dem erhabenen Negativmuster zu übertragen. Das Freilegen des benetzten erhabenen Negativs kann durch Absenken des Flüssigkeitsniveaus des Bads oder durch Beibehalten des Flüssigkeitsniveaus und durch Anheben des Diestempels selbst erfolgen. Eine Bewegung des Diestempels auf gut gesteuerte Weise kann dadurch erzielt werden, dass er an einem mechanischen Tisch oder einer Vorrichtung zum körperlichen Anheben des Diestempels auf mechanische Weise aus der Flüssigkeit angebracht wird. Das Freilegen der benetzten Diestempelfläche kann auch durch eine Kombination aus sowohl einem verstellbaren Diestempel als auch einem verstellbaren Flüssigkeitsniveau erzielt werden.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung und deren bevorzugter Ausführungsbeispiele gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung für einen umgekehrten Druckprozess gemäß der Erfindung.

Fig. 2a, 2b, 2c, 2d und 2e sind Vertikalschnitte, die jeweils zwei zueinander rechtwinklige Querschnitte eines Druckmaterialbads und einer zu bedruckenden Oberfläche zeigen, wobei die fünf Figuren fünf Stadien eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DERSELBEN

Das gemäß der Erfindung zu druckende Muster kann von beliebiger Konfiguration mit scharfen Rändern sein, einschließlich Mustern, die Schmuckmuster oder Funktionsmuster oder beides sind. Die Erfindung ist bei Mustern anwendbar, die auf kontinuierliche oder diskontinuierliche Oberflächen gedruckt werden, und das Muster kann einen Teil der Oberfläche oder die gesamte bedecken.

Das erhabene Negativ wird so konfiguriert, dass es das Muster erzeugt, wenn es mit der Oberfläche in Berührung gebracht wird, auf die das Muster zu drucken ist. Bei kontinuierlichen Oberflächen ist das erhabene Negativ am häufigsten das umgekehrte des Musters, solange sich das Muster nicht bis zu einem oder mehreren Rändern der Oberfläche erstreckt, wo sich das erhabene Negativ über den Rand hinaus erstrecken kann. Dies gilt auch für diskontinuierliche Oberfläche, bei denen das erhabene Negativ einen Zwischenraum einer diskontinuierlichen Oberfläche überbrücken kann, während das Druckmaterial nur auf der Oberfläche abgeschieden wird. So muss das "Negativ" nicht genau das Umgekehrte des zu druckenden Musters sein.

Beim Ausüben der Erfindung zeigt das Negativ, wenn es mit Druckmaterial benetzt ist, "nach oben", wobei dieser Begriff hier dazu verwendet wird, eine Richtung zu bezeichnen, die mindestens eine vertikal nach oben zeigende Hauptkomponente aufweist (das heißt, dass die Vertikalkomponente der Richtung größer als die Horizontalkomponente ist). Dazu gehören ebene Negative, die horizontal ausgerichtet sind, gekrümmte Negative, deren Tangente an einem oder mehreren Punkten horizontal ist, sowie sowohl ebene als auch gekrümmte Negative, die einen relativ kleinen Winkel zur Horizontalen bilden. Vorzugsweise befindet sich der Winkel, wenn er nicht horizontal ist, innerhalb von 30º zur Horizontalen.

Wenn die zu bedruckende Oberfläche aus zwei oder mehr diskontinuierlichen Ebenen, die parallel oder anders ausgebildet sind, besteht, wie z. B. aus zwei parallelen, jedoch versetzten Ebenen (d. h. mit einer Mehrniveauanordnung), und wenn sich das herzustellende Muster in jede der verschiedenen Ebenen erstreckt, ist das erhabene Negativ auf dem Diestempel auf komplementäre Weise multiplanar. So wird das vollständige Muster durch einen einzelnen Kontakt zwischen dem erhabenen Negativ und der Oberfläche auf alle Ebenen der Oberfläche gedruckt. Zum Beispiel können bei elektronischen Bauteilen, auf die ein Kleber auf zwei oder mehr vertikal verschiedenen Niveaus aufgedruckt werden muss, die verschiedenen Niveaus dadurch gleichzeitig mit Kleber bedruckt werden, dass ein geeignet konzipierter Diestempel verwendet wird. Dies wird unter Verwendung eines Flüssigkeitsmaterials mit dem Druckmaterial zum Eintauchen des Diestempels ermöglicht, anstatt dass die Flüssigkeit von einer Quelle wie einem Sieb oder einer Walzenoberfläche übertragen wird.

Das flüssige Druckmaterial kann eine Lösung, eines Suspension, eine Emulsion oder ein vollständig konzentriertes Material wie ein nicht-abgebundenes Polymer sein, das fest wird, wenn es geeigneten Bedingungen ausgesetzt wird. Lösungen, Suspensionen und Emulsionen bestehen aus der Substanz zum Herstellen des Musters zuzüglich eines flüssigen Trägers in Form eines Lösungsmittels oder einer kontinuierlichen Phase, vorzugsweise einer solchen, die verdampft, wenn sie Luft oder Wärme ausgesetzt wird, um den Funktionsbestandteil für das Druckmuster (wie ein Pigment oder einen Kleber) zurückzulassen. Das Lösungsmittel, wenn ein solches verwendet wird, kann jedes beliebige herkömmliche Lösungsmittel sein, das beim Auftragen von Farben, Klebern oder Vorpolymeren verwendet wird.

Der Funktionsbestandteil kann eine einzelne Substanz oder ein Gemisch von Substanzen sein, und dazu können Substanzen gehören, die aus flüssiger Form heraus verfestigen, wenn sie einmal aufgetragen sind, suspensierte Feststoffe, oder beides. Suspendierte Feststoffe sind häufig in solchen Druckmaterialien enthalten, die Wärme, elektrischen Strom oder beides transportieren sollen. Beispiele sind Silber, Blei und Zink, aus den oben genannten Gründen.

Da flüssige Druckmaterialien die Tendenz zum Absetzen zeigen, wie Materialien, die Feststoffteilchen enthalten, kann das Bad gerührt werden, um seine Zusammensetzung gleichmäßig zu halten. Es können herkömmliche Rühreinrichtungen verwendet werden wie Rührer oder ein Umwälzkreis. Bei flüssigen Druckmaterialien, die ein flüchtiges Lösungsmittel enthalten, kann ein Umwälzkreis auch dazu dienen, die Lösungsmittelverluste zu minimieren oder zu beseitigen, um dadurch konstante Viskosität und Konsistenz des Druckmaterials aufrechtzuerhalten. Der Umwälzkreis kann das Druckmaterial zwischen dem Bad, in das der Diestempel eingetaucht ist, und einem Reservoir des Materials, wo aufgebrauchtes Lösungsmittel nach Bedarf hinzugefügt werden kann, kontinuierlich umgewälzt werden. Um eine konstante Druckqualität weiter aufrechtzuerhalten, kann die Temperatur des Druckmaterials durch geeignete Temperaturüberwachungssysteme eingestellt und kontrolliert werden. Die besten Ergebnisse werden im Allgemeinen dann erzielt, wenn die Temperatur innerhalb von 3ºC einer Soll- oder optimalen Temperatur eingestellt wird. Dies kann ebenfalls durch einen Umwälzkreis erleichtert werden.

Wenn das Eintauchen des Diestempels in das in das Bad und das Freilegen desselben für den Druckvorgang auf wiederholte Weise ausgeführt werden, kann jedes der folgenden Verfahren verwendet werden:

1. Der Diestempel kann an einer rotierenden Welle so angebracht werden, dass er im Verlauf einer einzelnen Rotation in das flüssige Druckmaterial eingetaucht wird und dann aus diesem auftaucht. Die Drehung kann auch dazu dienen, das Druckmaterialbad zu rühren.

2. Das Flüssigkeitsniveau des Druckmaterialbads kann bei einem Druckstempel an fester Position angehoben und abgesenkt werden.

3. Der Diestempel kann unter Verwendung des obigen Verfahrens Nr. 1 oder anderer Verfahren, auf wiederholte oder auf andere Weise, in einem Bad mit festen Flüssigkeitsniveau auf- und abbewegt werden.

Weitere Verfahren sind für den Fachmann leicht erkennbar. Ein Realisierungsbeispiel der Erfindung ist das Folgende.

Der eingetauchte Diestempel ist an einem Schlitten, einem Kolben oder einer rotierenden Welle angebracht, wobei diese Teile unter Verwendung geeigneter Dichtungen zum Verhindern von Lecks durch den Boden des Badgefäßes angebracht ist. Der untergetauchte Diestempel wird über die Flüssigkeitsoberfläche des Bads angehoben, und überschüssige Flüssigkeit kann von der Diestempelfläche ablaufen. Der zu bedruckende Gegenstand wird darin in Kontakt mit der benetzten Diestempelfläche gebracht, um so das benetzte Druckmaterial mit einem kontrollierten Muster auf die gewünschte Oberfläche zu übertragen. Dann wird der Prozess dadurch wiederholt, dass der Diestempel erneut in die Flüssigkeit eingetaucht und dann erneut über die Oberfläche angehoben wird, wobei für Zeit für korrektes Ablaufen gesorgt ist. Dann wird die zu bedruckende Oberfläche mit der benetzten Diestempelfläche in Berührung gebracht.

Zusätzlich zu Diestempeln mit herkömmlicher Konstruktion kann der Diestempel aus einer Anordnung von Nadeln oder ähnlichen Punktquellen bestehen, die zur Übertragung von Punkten des Druckmaterials auf die zu bedruckende Oberfläche führen. Wenn die Nadeln ausreichend dicht dafür aneinander positioniert werden, dass die gedruckten Punkte ineinander fließen, können geometrische Muster wie Linien, Kreise, Rechtecke und andere Formen erzeugt werden.

Der Diestempel kann aus einem starren Material wie Metall, Keramik oder starrer Formplastik oder weichen Materialien wie Kautschuk oder Weichplastik bestehen. Die zu bedruckende Oberfläche kann aus Glas, Metall, Kunststoff, beschichteten oder laminierten Substraten bestehen, oder es kann eine beliebige Oberfläche sein, die ein Druckmaterial annehmen und es mit dem aufgetragenen Muster halten kann, d. h. ohne ein Ausbreiten durch Diffusion, Ausbluten oder Weglaufen.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Viskosität des Druckbads im Bereich von 10% unter bis 10% über der für optimale Ergebnisse ausgewählten Sollviskosität gehalten. Die Rate, mit der der Prozess auf wiederholte Weise ausgeführt werden kann, hängt in beträchtlichem Ausmaß von der Zeit ab, die überschüssige Flüssigkeit dazu benötigt, vom Diestempel zu laufen, wenn die Diestempelfläche aus dem Bad angehoben ist. Die Viskosität des Druckbads beeinflusst diese Ablaufzeit. Wenn das Ablaufen zu schnell erfolgt, wird eine unzureichende Menge an Druckmaterial auf die zu bedruckende Oberfläche übertragen, und die so abgeschiedene Druckmaterialschicht ist zu dünn. Wenn das Ablaufen zu langsam erfolgt, ist der Wirkungsgrad des Prozesses niedrig. Wenn diese Überlegungen berücksichtigt werden, wird der Sollviskositätsbereich für das Material zwischen 5 und 50 Pa·s (5000 und 50000 Centipose (cps)) ausgewählt, womit in dem meisten Fällen die besten Ergebnisse erzielt werden. Unterhalb von 5 Pa·s (5000 cps) erfolgt das Ablaufen zu schnell, und es verbleibt eine unzureichende Menge an Druckmaterial, während oberhalb von 50 Pa·s (50000 cps) das Ablaufen mehr als 5 Sekunden benötigt, was im Allgemeinen für einen effizienten Prozess zu lang ist. Wie oben angegeben, können auch Temperaturregelungen verwendet werden, um das Einstellen und Kontrollieren der Viskosität zu unterstützen. Es können auch lösungsmittel-freie Druckbäder verwendet werden, vorausgesetzt, dass sich die Viskosität des Bads im Bereich von 5 bis 50 Pa·s (5000 bis 50000 cps) befindet. Eine Kontroller der Druckdicke kann auch dadurch erzielt werden, dass ein Stempel mit einer Oberfläche verwendet wird, die entweder konkav, konvex, gerändelt oder rauh ist.

Durch diesen Prozess können mit einem einzelnen Druckvorgang Druckdicken im Bereich von 7,62 bis 178 um (0,0003 bis 0,007 Zoll) erzielt werden.

Beim schematischen Diagramm der Fig. 1 ist die zu bedruckende Oberfläche 11 über einem Bad 12 des flüssigen Druckmaterials, in das der Diestempel 13 eingetaucht wird, positioniert. Die Oberseite des Diestempels ist ein erhabenes Negativ 14, das nach oben zeigt. Das flüssige Druckmaterial wird durch eine Umwälzpumpe 16 zwischen dem Bad 12 und einem Reservoir 15 umgewälzt, und dem Reservoir wird nach Bedarf Ersatzlösungsmittel 17 zugesetzt, um jedes Lösungsmittel zu ersetzen, das durch Verdampfung verloren ging. Kontakt des erhabenen Negativs 14 mit der zu bedruckenden Oberfläche 11 wird entweder durch Anheben des Diestempels 14 oder durch Absenken sowohl des Bads 12 als auch der zu bedruckenden Oberfläche 14, während der Diestempel 14 stationär gehalten wird, erzielt.

Die folgenden Beispiele werden ausschließlich zu Veranschaulichungszwecken angegeben.

BEISPIEL 1

Dieses Beispiel veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei einem "Leiterrahmen-auf-Chip"(LOC = "lead-on-chip")-Prozess, bei dem Kleber auf Leiterrahmen aus Kupfer oder Kovar aufgedruckt wird, um Speicherchips anzubringen. Dieser Prozess erfordert eine gleichmäßige Abscheidung eines Klebers auf allen Leiterbahnen. Die Leiterbahnbreite kann von 0,005 Zoll (0,012 cm) bis 0,015 Zoll (0,0381 cm) variieren.

Es wurde eine Maschine zum automatischen Antreiben des Diestempels nach oben und unten (d. h. für abwechselndes Eintauchen desselben in ein Bad des flüssigen Klebermaterials, und zum Anheben über dieses) und zum Bewegen eines Leiterrahmens in genauer Weise zum korrekten Ort über dem Diestempel unter Verwendung von Führungsschrauben oder-schlitten und eines elektronischen PLC(programmierbare Logiksteuerung)steuerungssystems konstruiert. Die Maschine ist in ihren verschiedenen Betriebsstadien in den Fig. 2a, 2b, 2c, 2d und 2e dargestellt, von denen jede zwei Vertikalschnitte zeigt, wobei der zweite unter einem Winkel von 90º in Bezug zum ersten erzeugt ist. Jede Ansicht zeigt eine Wanne 21, die ein Bad flüssigen Klebers 22 enthält, wobei ein Stempel (- Diestempel) 23 für eine Vertikalverstellung innerhalb der Wanne positioniert ist und ein eine Reihe unterbrochener Leiterbahnen enthaltender Leiterrahmen über der Wanne positioniert ist. Es wird darauf hingewiesen, dass sich das erhabene Negativ auf dem Stempel (das die oberste Fläche des Stempels bildet) über die Leiterrahmen hinaus erstreckt.

Fig. 2a veranschaulicht das erste Stadium, in dem der Stempel 23 vollständig in das Bad 22 eingetaucht ist und der Leiterrahmen 24 an einer Position über dem Stempel 23 zu diesem ausgerichtet befestigt ist.

Fig. 2b veranschaulicht das zweite Stadium, in dem der Stempel 23 in eine Zwischenposition über die Oberfläche des Bads 22 angehoben ist. Auf der Oberfläche des Stempels ruht eine Schicht 25 flüssigen Klebers. Die Dicke dieser Schicht und ihre Form sind eine Funktion der Eigenschaften der Flüssigkeit, insbesondere der Viskosität und der Oberflächenspannung derselben, und auch des Materials des Stempels, der Größe desselben, der Oberflächenrauhigkeit desselben, des Oberflächenprofils desselben sowie anderer Parameter.

Fig. 2c veranschaulicht das dritte Stadium, in dem der Stempel vollständig angehoben ist, was dafür sorgt, dass die Schicht 25 des flüssigen Klebers mit der Unterseite der Leiterbahnen 24 in Kontakt steht. Die Oberflächenspannung des flüssigen Klebers sorgt dafür, dass dieser den Kontakt zwischen dem Stempel 23 und den Leiterbahnen 24 hält. Ein Zurückhalten flüssigen Klebers in den Zwischenräumen zwischen den Leiterbahnen wird durch Einstellen der Viskosität desselben mittels einer Temperaturregelung, einer Lösungsmittelregelung oder beidem vermieden.

Fig. 2d veranschaulicht das vierte Stadium, in dem der Stempel 23 zurückgezogen wird und sich zum Wiedereintauchen in das Bad 22 bewegt. Wenn der Stempel 23 zurückgezogen wird, dehnt sich der noch flüssige Kleber 25 bis zum Punkt, an dem die Kohäsionskräfte zusammenbrechen, wodurch kleine Tropfen (eine dünne Schicht 26) von Kleber an der Unterseite der Leiterrahmen 24 verbleiben und ein dünner Rest 27 auf der Stempeloberfläche verbleibt. Konsequent dimensionierte Leiterbahnen, ein sorgfältiges Design des Stempelmoduls und eine Regelung der Temperatur und der Viskosität erlauben es dem Bediener oder der Maschine, eine genaue, steuerbare und reproduzierbare Abscheidung von Kleber auf jeder Leiterbahn zu erzielen. Durch diese Steuerungsarten kann ein Überbrücken von Kleber in den Zwischenräumen zwischen den Leiterbahnen vermieden werden.

Fig. 2e veranschaulicht das fünfte und abschließende Stadium, in dem der Stempel vollständig zurückgezogen ist und jeglicher Kleber, der auf ihm verblieben sein kann, mit dem Badmaterial wieder vereint ist. Die Zusammensetzungsänderung dieses Restmaterials ist wegen der kurzen Anwendungszeit (weniger als 10 Sekunden) außerhalb des Bads minimal.

Diese Prozedur wurde zum Auftragen eines thermoplastischen Klebers auf einen TSOP(thin small outline package)-Leiterrahmen mit 16 Bausteinpositionen verwendet. Der Kleber war STAY STICK(R) 301, ein von Alpha Metals, Inc. (Jersey City, New Jersey, USA) gelieferter thermoplastischer Kleber, der normalerweise als Lösung von 36% (gewichtsbezogen) in einem Lösungsmittel geliefert wird. Vor dem hier erfolgten Gebrauch wurde der Kleber durch zusätzliches Lösungsmittel auf 25% (gewichtsbezogen) verdünnt, und seine Temperatur wurde zum Einstellen der Viskosität und der Oberflächenspannung auf 50ºC eingestellt. Durch Bewegen des Reservoirgehäuses und die Auf- und Abbewegung des Stempelmechanismus wurde gerührt. Das Timing der Stadien betrug eine Sekunde pro Stadium, mit Ausnahme des dritten Stadiums (Fig. 2c), das für zwei Sekunden aufrechterhalten wurde. Bei diesem Material und diesen Bedingungen wurde der Kleber mit einer mittleren Dicke von 32 um (Mikrometer) auf jeder Leiterbahn abgeschieden, und der Dickenbereich betrug von einer Leiterbahn zur nächsten 25 um (Mikrometer) bis 37 um (Mikrometer).

BEISPIEL 2

Dieses Beispiel veranschaulicht den beim Beispiel 1 beschriebenen Prozess in Anwendung mit einem anderen Kleber, nämlich einem mineral-gefüllten Epoxidsystem. Die Zusammensetzung des Epoxidsystems ist in der Tabelle I angegeben. Das bei diesen Beispielen in den Epoxidsystemen verwendete Vorpolymer wird typischerweise durch Kombinieren eines Bisphenol-A-Epoxidharz wie EPON 58008 (2 Teile) und EPON 1001F (1 Teil) mit einem Di(primäramin)-Kettenverlängerer wie Toluoldiamin (20% der Epoxid-Stöchiometrie) in einem Lösungsmittel (1 Teil) und Erwärmen des Gemischs auf 65ºC unter Rühren hergestellt, um ein Bisphenol-A-Nitrilkautschuk-Copolymer auszubilden, bei dem ungefähr 80% des ursprünglichen Expoxid-Funktionsvermögens erhalten waren.

Tabelle I

Durch Einstellen der Temperaturgemischs auf 35ºC, wobei ansonsten dieselben Bedingungen angewandt wurden, wie sie beim Beispiel 1 dargelegt sind, wurden Kleberabscheidungen mit einer mittleren Dicke von 30 um (Mikrometer) und in einem Bereich von 25 bis 36 um (Mikrometer) erzielt.

BEISPIEL 3

Dieses Beispiel veranschaulicht den Prozess des Beispiels 1 in Anwendung beim Aufdrucken auf Glas.

Das Aufdrucken geometrischer Konfigurationen auf Glas ist zur Verwendung bei Sichtdetektoren für CCDs (charge-coupled devices) und anderen digitalen Bilderzeugungssystemen üblich. Das Glas wird als Abdeckung für den elektrischen Chipdetektor verwendet, um mechanische oder Umgebungsschäden zu vermeiden. Bei diesem Beispiel besteht das erhabene Negativ am Stempel aus einer Gruppe von Linien und Winkeln, die zur Konfiguration des CCD-Chips passen.

Es wurde die oben beim Beispiel 1 beschriebene Anordnung verwendet. Der verwendete Kleberansatz war der Folgende.

Tabelle II

Das Auftragen des Ansatzes erfolgte bei 25ºC, wobei ansonsten dieselben Bedingungen angewandt wurden, wie sie beim Beispiel 1 dargelegt sind. Es wurden Kleberabscheidungen mit einer mittleren Dicke von 26 um (Mikrometer) und in einem Bereich von 20 bis 34 um (Mikrometer) erzielt.

BEISPIEL 4

Dieses Beispiel veranschaulicht den Prozess des Beispiels 1 in Anwendung auf "Flip-Chips", bei denen der elektrische Kontakt zwischen dem Chip und dem Träger mittels Lotkugeln erfolgt, die typischerweise vor dem Lötvorgang am Träger befestigt werden. Der bei dieser Anwendung verwendete Prozess kann dazu genutzt werden, elektrisch leitende Komponenten wie mit Silber gefülltes Epoxid oder Lötmittelpaste direkt auf den geeigneten Ort auf einem Leiterrahmen oder auf dem Chip selbst aufzutragen.

Ein Diestempel wurde unter Verwendung eines zylindrischen Drahts mit einem Durchmesser von 0,01 Zoll (0,0254 cm) hergestellt, wobei kurze Segmente stirnseitig angeordnet wurden, wobei die freiliegenden Enden ein ebenes Punktarray bildeten. Das Druckmaterial war ein elektrisch leitender Ansatz, wie folgt:

Tabelle III

Die Oberfläche, auf die das Druckmaterial aufgetragen wurde, war ein Mikroskop-Objektträger aus Glas.

Konstante und gleichmäßige Abscheidung von einem Punkt zum nächsten wurde im Bereich von 0,010 Zoll (0,025 cm) bis 0,014 Zoll (0,036 cm) erzielt, und die Höhe der Punkte lag im Bereich von 20 bis 25 Mikrometer. Dies ist mehr als genügend, um zwischen einem elektrischen Verbinder-Kontaktfleck an einem Chip und einer Leiterrahmenfläche eine elektrische Verbindung herzustellen, ohne dass ein angebondeter Draht erforderlich wäre.

Die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen einem Chip und einem Leiterrahmen variiert von zwei oder drei bis 30 oder mehr, und der hier beschriebene Prozess erlaubt das Auftragen aller erforderlichen Punkte in einem einzelnen Schritt unter Verwendung einer Zykluszeit von ungefähr sechs Sekunden. Dies ist mindestens zehn mal schneller als die Verwendung einer Spendervorrichtung mit Nadel mit einer Arbeitsfähigkeit von vier oder fünf Punkten pro Sekunde. Die Punktgröße kann durch eine geeignete Stempelgröße und geeignete Prozessbedingungen auf einen Gesamtdurchmesser von ungefähr 0,005 Zoll (0,013 cm) oder weniger eingestellt werden.


Anspruch[de]

Verfahren zum Drucken eines Musters auf eine Oberfläche (11), umfassend

(a) das Eintauchen einer Druckplatte (13) mit einem erhabenen Negativ (14) des Musters in ein Bad (12) flüssigen Druckmaterials, das eine Viskosität im Bereich von 5 bis 50 Pa·s (5.000 bis 50.000 cps) aufweist, wobei das erhabene Negativ (14) nach oben zeigt;

(b) das vertikale Verschieben des Bades (12) und des erhabenen Negativs (14) des Musters gegeneinander, um das mit flüssigem Druckmaterial benetzte erhabene Negativ (14) freizulegen, während das Aufwärtszeigen des erhabenen Negativs (14) erhalten bleibt und

(c) das Inkontaktbringen der Oberfläche (11) mit dem aufwärts zeigenden, freigelegten erhabenen Negativ (14), das mit dem flüssigen Drucknaterial benetzt ist, um Druckmaterial von dem erhabenen Negativ (14) auf die Oberfläche (11) zu übertragen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bad (12) innerhalb von 3ºC um eine Zieltemperatur herum temperaturkontrolliert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das flüssige Druckmaterial zwischen dem Bad (12) und einem Reservoir (15) stetig zirkuliert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das flüssige Druckmaterial als Lösung eines gelösten Stoffes in einem flüchtigen Lösungsmittel ausgebildet ist und wobei durch Verdunstung verlorengegangenes Lösungsmittel im Reservoir (15) ersetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das flüssige Druckmaterial suspendierte Feststoffe enthält und stetig bewegt wird, um die Feststoffe in Suspension zu halten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das flüssige Druckmaterial ein nicht-abgebundenes Adhäsiv ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erhabene Negativ (14) im wesentlich eben ist und mit der Horizontalen einen Winkel von weniger als 30º bildet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das erhabene Negativ (14) horizontal ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erhabene Negativ (14) eine Vielzahl von Flächen definiert und die Oberfläche (11) eine Vielzahl von Flächen definiert, die zu den Flächen des erhabenen Negativs komplementär sind, und wobei Schritt (c) bewirkt, daß das flüssige Druckmaterial gleichzeitig auf alle Flächen der Oberfläche (11) übertragen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Oberfläche (11) eine Glasoberfläche ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Oberfläche (11) eine metallene Leitungsrahmen-Oberfläche ist.







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