Title:
Method for providing printing form on screen printing fabric for performing printing method that is utilized for manufacturing of strip conductor structures, involves applying mask material by overlamination or curing fabric with solution
Kind Code:
A1


Abstract:
The method involves applying a laser-structurable mask material (1) e.g. laser-structurable polymer and laser-structurable rubber, onto a screen printing fabric (2) by overlamination of a laser-structurable film on the screen printing fabric or curing the screen printing fabric with a mono or a polymer solution with a defined layer thickness and curing procedure. A printing structure is engraved on the laser-structurable mask material by the carrying-out of a laser patterning process, where interfacial tension of the laser-structurable mask material is 20 milli Newton per meter. Independent claims are also included for the following: (1) a screen printing method (2) a device for performing a screen printing method.



Inventors:
Polster, Steffen (70199, Stuttgart, DE)
Glanz, Uwe (71679, Asperg, DE)
Siebert, Markus (71229, Leonberg, DE)
Hirth, Erhard (74248, Ellhofen, DE)
Application Number:
DE102012209371A
Publication Date:
12/05/2013
Filing Date:
06/04/2012
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:



Claims:
1. Verfahren zum Bereitstellen einer Druckform auf einem Siebdruckgewebe zum Ausführen eines Siebdruckverfahrens,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bereitstellen der Druckform (4) mit folgenden Verfahrensschritten ausgeführt wird:
– Aufbringen eines laserstrukturierbaren Maskenmaterials (1) auf das Siebdruckgewebe (2),
– Eingravieren einer Druckstruktur auf dem laserstrukturierbaren Maskenmaterial durch das Ausführen einer Laserstrukturierung (5; 6),
wobei
das Aufbringen des laserstrukturierbaren Maskenmaterials (1) durch ein Auflaminieren einer laserstrukturierbaren Folie auf das Siebdruckgewebe (2) oder einem Berakeln des Siebdruckgewebes mit einer Mono- oder Polymerlösung mit einer definierten Schichtdicke und Aushärtevorgang erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als laserstrukturierbares Maskenmaterial (1) ein laserstrukturierbares Polymer oder ein laserstrukturierbarer Kautschuk mit einer Grenzflächenspannung gegenüber der verwendeten Druckpaste von weniger als 20 mN/m verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als laserstrukturierbares Maskenmaterial (1) ein mit Kohlenstoff gefülltes und hinsichtlich seiner Absorptionseigenschaften auf eine Laserwellenlänge von 1100 nm und weniger abgestimmtes Polymer verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Laserstrukturierung (5; 6) in das laserstrukturierbare Maskenmaterial mindestens eine Kavität (14) für ein umschließendes Abdecken einer auf dem Substrat vorgegebenen Erhabenheit eingraviert wird.

5. Siebdruckverfahren,
dadurch gekennzeichnet, dass
– bei einem absprungslosen Druckvorgang nach dem Ausführen des Druckes die Druckform (4) ohne Trennung auf dem Substrat (8) verbleibt,
– anschließend ein Trocknungsschritt an dem Verband aus der aufliegenden Druckform und dem Substrat ausgeführt wird, wobei ein Schrumpfprozess der Druckpaste ausgelöst wird, bei dem sich die geschrumpfte Druckpaste von der Druckform ablöst,
– und abschließend die Druckform nach dem Trocknungsschritt von dem Substrat getrennt wird.

6. Siebdruckverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem absprungslosen Druckvorgang erfolgende Trocknungsschritt durch ein Beaufschlagen des Verbundes aus Druckform und Substrat mit Infrarotstrahlung und/oder UV-Strahlung erfolgt.

7. Siebdruckverfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem absprungslosen Druckvorgang erfolgende Trocknungsschritt durch ein Beaufschlagen des Verbundes aus Druckform und Substrat mittels eines Wirbelstromgenerators und/oder einer Heizplatte und/oder einer Beaufschlagung mit Heißluft erfolgt.

8. Vorrichtung zum Ausführen eines Siebdruckverfahrens,
umfassend ein Siebdruckgewebe (2) mit einer darauf aufgebrachten Beschichtung,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung aus einem laserstrukturierbaren Material (1) mit einer bezüglich einer Druckpaste (9) geringen Grenzflächenspannung besteht, bei der bei einem absprungslosen Verbleib des beschichteten Siebdruckgewebes auf einem frisch bedruckten Substrat (8) und einer dabei einwirkenden Trocknungseinheit ein Schrumpfen und rückstandsloses Ablösen der getrockneten Druckpaste von der Beschichtung des Siebdruckgewebes gewährleistet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das laserstrukturierbare Material (1) ein Polymer oder ein Kautschuk mit einer hohen Absorption im Bereich einer Wellenlänge eines Gravurlasers ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein mit Kohlenstoff gefülltes Polymer ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinheit einen Infrarotstrahler (11) und/oder einen Wirbelstromgenerator (13) und/oder weitere Komponenten zum Energieeintrag umfasst.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Siebdruckverfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Ausführen eines Siebdruckverfahrens nach Anspruch 7.

Stand der Technik

Zur großtechnischen Herstellung von Leiterbahnstrukturen ist die Anwendung des Siebdruckverfahrens weit verbreitet. Konventionell können mit diesem Verfahren leitfähige Strukturen mit einer Strukturbreite von 50 μm und in Einzelfällen auch weniger hergestellt werden. Das für die leitfähigen Strukturen verwendete leitfähige Material liegt pulverförmig vor und ist in einem fließfähigen Bindemittel zu einer viskosen Paste gebunden. Bei der üblichen Ausführung des Siebdruckverfahrens wird die Paste durch eine Druckform in einem ersten Schritt auf das zu kontaktierende Substrat gedrückt. Danach wird die Druckform von dem Substrat abgehoben. Die nun auf dem Substrat befindliche Paste wird einem Trocknungsprozess unterzogen.

Um eine hinreichend gute Trennung zwischen der Paste und der Druckform sicherzustellen, muss die Paste gewisse Fließeigenschaften aufweisen. Das führt dazu, dass die auf dem Substrat abgesetzte Paste nach dem Druckvorgang etwas breit läuft. Dieses Breitlaufen führt zu einer Zunahme der Strukturbreite der Leiterbahnstruktur und zu einer Abnahme der Schichtdicke.

Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Siebdruckverfahren ist die Dicke der Siebdruckform ist von der zu erzeugenden Strukturbreite abhängig und außerdem durch die Strukturbreite auch limitiert. Bei der üblichen Ausführung des Siebdruckverfahrens werden die Siebdruckformen photolithographisch erzeugt. Hierzu wird das Siebdruckgewebe mit einer lichtempfindlichen Schicht versehen und mit einer Vorlage der Druckstruktur bedeckt. Anschließend erfolgt eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht. Die lichtempfindliche Schicht kann anschließend aus dem bestrahlten Bereich entfernt werden, wodurch somit ein Negativ der Struktur in die Druckform eingebracht ist. Bei einer zunehmenden Dicke der Siebdruckform muss die Bestrahlungszeit entsprechend lang gewählt werden. Sehr feine Strukturen werden dabei in der Regel unterstrahlt und lassen sich anschließend nicht oder nur sehr unvollkommen entwickeln. Je dicker also die Druckform ist, desto schlechter wird somit die auf einer solchen Druckform erzeugbare laterale Feinheit sein. Sehr schmale und außerdem hohe Leiterstrukturen lassen sich somit praktisch nicht realisieren, sodass das Aspektverhältnis, d. h. das Verhältnis von Höhe zur Breite der druckbaren Struktur, auf ungefähr 3:10 begrenzt ist.

Offenbarung der Erfindung

Bei dem der Erfindung zugrunde liegenden Siebdruckverfahren wird von einem Bereitstellen einer Druckform auf einem Siebgewebe mit einem anschließenden Durchdrücken einer Druckpaste durch die Druckform auf ein Substrat ausgegangen. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass das Bereitstellen der Druckform mit folgenden Verfahrensschritten ausgeführt wird:
Es erfolgt zu Beginn ein Aufbringen eines laserstrukturierbaren Maskenmaterials auf das Siebgewebe. Im Anschluss daran erfolgt ein Eingravieren einer Druckstruktur auf dem laserstrukturierbaren Maskenmaterial durch das Ausführen einer Laserstrukturierung. Die Laserstrukturierung, d. h. die Lasergravur, sichert eine sowohl konzentrierte als auch hinreichend feine Beaufschlagung der Druckform mit Lichtenergie für den Abtrag des Maskenmaterials, wobei eine sehr feine laterale Auflösung (bis zu 10 μm Strukturgröße) bei einer hinreichend großen Dicke der Druckform (im Bereich einiger μm bis zu mehrere Millimeter) erreicht wird. Der nachfolgende Druckschritt kann dann wie im Stand der Technik ausgeführt werden, d. h. mit oder ohne Flut-Schritt und einem Druckprozess mit oder ohne Absprung.

Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Siebdruckverfahren erfolgt der nach dem Bereitstellen der Druckform ausgeführte Druckvorgang absprungslos, wobei nach dem Ausführen des Druckes die Druckform ohne Trennung auf dem Substrat verbleibt. Bei einem an den Druckschritt anschließenden Trocknungsschritt wird sodann ein Schrumpfprozess der Druckpaste ausgelöst. Bei diesem Trocknungsschritt löst sich die geschrumpfte Druckpaste von der Druckform ab. Abschließend wird die Druckform nach dem Trocknungsschritt von dem Substrat getrennt.

Bei einer Kombination aus Lasergravur, Druckvorgang und verbundenem Trocknungsschritt wird die Erzeugung sehr feiner Druckstrukturen in Verbindung mit einem hohen und praktisch vollständig realisierbaren Aspektverhältnis möglich. Das Breitfließen der Druckpaste wird somit durch die Druckform selbst verhindert, wobei deren Aspektverhältnis auch unabhängig von der Art der Herstellung der Druckform unverändert auf die aufgebrachte Druckstruktur übertragen wird.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass nachfolgend unter dem Begriff des „Trocknens” sowohl ein Austreiben flüchtiger Komponenten aus der Druckpaste, als auch ein Abbinden der Druckpaste im Sinne eines Aushärtens oder einer stofflichen Veränderung der beinhalteten Komponenten wie insbesondere ein Verbacken, ein Versintern, eine Oxidation und dergleichen Veränderungen verstanden werden kann. Ziel des Trocknens ist es in jedem Fall, eine Verfestigung der Druckpaste innerhalb der noch auf dem Substrat aufliegenden Druckform zu erreichen.

Das Aufbringen des laserstrukturierbaren Maskenmaterials erfolgt durch ein Auflaminieren einer laserstrukturierbaren Folie auf das Siebgewebe oder durch eine Berakeln des Siebdruckgewebes mit einer Polymerlösung mit einer definierten Schichtdicke. Die Folie weist eine genau kontrollierbare Dicke auf. Die Druckform zeichnet sich daher durch eine genau einstellbare Dicke aus, welche in Kombination mit der Lasergravur zu den angestrebten Aspektverhältnissen der Strukturen führt, die später als Druckstruktur auf das Substrat übertragen werden. Zudem kann die Lasergravur genau auf die Dicke des Maskenmaterials kalibriert werden und erfolgt somit sehr genau. Es ist ebenfalls möglich, die Lasergravur dergestalt auszuführen, dass das Maskenmaterial nicht komplett abgetragen wird, sondern lediglich substratseitige Kavitäten in der Maske erzeugt werden.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird in das laserstrukturierbare Maskenmaterial mindestens eine Kavität für ein umschließendes Abdecken einer auf dem Substrat vorgegebenen Erhabenheit eingraviert. Dadurch kann die erstellte Siebdruckmaske zum Ausführen eines Siebdrucks auf einem unebenen Substrat und in mehreren Ebenen verwendet werden.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das laserstrukturierbare Maskenmaterial ein laserstrukturierbares Polymer oder ein laserstrukturierbarer Kautschuk mit einer Oberflächenspannung von weniger als 20 mN/m. Eine geringe Oberflächenspannung ermöglicht eine saubere Trennung zwischen Druckform und Druckpaste während des erwähnten Trocknungsvorgangs.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, dass als laserstrukturierbares Material ein mit Kohlenstoff gefülltes und hinsichtlich seiner Absorptionseigenschaften auf eine Laserwellenlänge von 1100 nm und weniger abgestimmtes Polymer verwendet wird.

Der Trocknungsschritt kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Bei einer ersten Ausführungsform erfolgt der nach dem absprungslosen Druckvorgang erfolgende Trocknungsschritt durch ein Beaufschlagen des Verbundes aus Druckform und Substrat mit Infrarotstrahlung. Bei einer weiteren Ausführungsform wird der nach dem absprungslosen Druckvorgang erfolgende Trocknungsschritt durch ein Beaufschlagen des Verbundes aus Druckform und Substrat mittels eines Wirbelstromgenerators und/oder einer Heizplatte und/oder durch ein beaufschlagen mit Heißluft realisiert. Die Anwendung eines Wirbelstromgenerators empfiehlt sich insbesondere für elektrisch leitfähige Pasten.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Ausführen eines Siebdruckverfahrens vorgesehen. Diese umfasst ein Siebdruckgewebe mit einer darauf aufgebrachten Beschichtung. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Beschichtung aus einem laserstrukturierbaren Material mit einer bezüglich einer Druckpaste geringen Grenzflächenspannung besteht. Die Grenzflächenspannung ist so gering, dass bei der bei einem absprungslosen Verbleib des beschichteten Siebdruckgewebes auf einem frisch bedruckten Substrat und einer dabei einwirkenden Trocknungseinheit ein Schrumpfen und rückstandsloses Ablösen der getrockneten Druckpaste von der Beschichtung der Siebdruckform gewährleistet ist.

Das laserstrukturierbare Material ist zweckmäßigerweise ein Polymer oder ein Kautschuk mit einer maximalen Absorption im Bereich einer Wellenlänge eines Gravurlasers. Das Polymer ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ein mit Kohlenstoff gefülltes Polymer.

Die Trocknungseinheit umfasst einen Infrarotstrahler und/oder einen Wirbelstromgenerator und/oder weitere Vorrichtungen zum Energieeintrag.

Das erfindungsgemäße Siebdruckverfahren und die erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung sollen nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

1 ein Auflaminieren eines laserstrukturierbaren Maskenmaterials auf ein Siebdruckgewebe,

2 ein Laserstrukturieren des auflaminierten Maskenmaterials,

3 ein Ausführen eines Siebdruckvorganges,

4 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Trocknungsschrittes mittels Beaufschlagung mit IR-Strahlung,

5 eine Darstellung des Schrumpfprozesses der getrockneten Druckpaste während des Trocknungsschrittes,

6 das Abheben der Druckform nach Beendigung des Trocknungsschrittes,

7 das Ausführen des Trocknungsschrittes mittels einer Wirbelstromeinrichtung,

8 ein Laserstrukturieren eines auflaminierten Maskenmaterials in Form einer eingebrachten Kavität,

9 ein beispielhaftes Ausführen eines Siebdruckvorgangs unter Verwendung der in 8 gezeigten Siebdruckform und

10 die auf dem Substrat aufgedruckte Struktur nach dem Siebdruckvorgang gemäß 9.

Ausführungsformen der Erfindung

1 zeigt das Auflaminieren eines laserstrukturierbaren Maskenmaterials 1 auf ein Siebdruckgewebe 2 als erstem Verfahrensschritt. Das laserstrukturierbare Maskenmaterial ist im hier vorliegenden Beispiel eine laserstrukturierbare Folie mit einer genau definierten Dicke. Als Siebdruckgewebe kommen die für Präzisionssiebdrucke üblichen, gegenüber Strahlung widerstandsfähigen Gewebe mit den dafür üblichen Fadenstärken und Fadenmaterialien zur Anwendung. Der Laminierprozess erfolgt im hier vorliegenden Fall mittels einer Laminierwalze 3, wobei die Folie 1 teilweise in das Siebdruckgewebe eingedrückt wird und dabei anhaftet. Im Ergebnis entsteht dabei die Rohform einer Druckform 4, die in einem nachfolgenden Schritt einer Laserstrukturierung unterzogen wird.

Bei der in 2 gezeigten Laserstrukturierung wird eine Laserquelle 5 über der Rohform der Druckform 4 positioniert. Ein gebündelter Laserstrahl 6 wird sodann auf das laserstrukturierbare Maskenmaterial, insbesondere die laserstrukturierbare Folie, abgegeben und graviert dort einen bahnförmigen Durchbruch 7 ein. Die Bewegung der Laserquelle wird dabei von einer hier nicht dargestellten Steuereinheit bestimmt. Die Bewegung kann über einen Scanner oder auch die Bewegung des Werkstücks auf einem Mehrachs-Tisch oder eine Kombination aus Scanner und Mehrachs-Tisch erfolgen. Diese setzt einen vorgegebenen Verlauf der vorgesehenen Kontaktierungsbahnen in die eingravierte Struktur um.

Der Graviervorgang vollzieht sich am Ort des Durchbruchs insbesondere durch ein lokales Verdampfen und/oder eine chemische Zersetzung des laserstrukturierbaren Maskenmaterials. Das Maskenmaterial besteht hierzu aus einem photochemisch aktivierbaren Material, dessen Absorptionsmaximum im Bereich der verwendeten Wellenlänge des Gravierlasers liegt. Zweckmäßigerweise wird hier auf ein Polymer zurückgegriffen, dessen Kettenstruktur durch das einwirkende Laserlicht aufgebrochen wird, wobei die entstehenden Reaktionsprodukte entweder gasförmig oder partikelartig werden und entweichen bzw. durch eine einwirkende Gas- oder Flüssigkeitsströmung abgetragen oder ausgewaschen werden können.

Die laterale Breite der gravierten Strukturen hängt im wesentlichen nur von der Laserfokussierung ab und ist unabhängig von der Dicke des Maskenmaterials. Die Dicke des Maskenmaterials wirkt sich nur auf die Einwirkungsdauer des Gravurlasers aus. Als Maskenmaterial haben sich insbesondere Folien aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) bewährt. Hierbei handelt es sich um ein synthetisches terpolymeres Elastomer, das aus einem statistischen Copolymer mit einem gesättigten Polymergerüst aufgebaut ist. Derartige Stoffe werden gemäß DIN als Elastomere der M-Gruppe bezeichnet. Allgemein verwendbar sind auch mit Kohlenstoff gefüllte Polymere, deren Absorptionseigenschaften auf die Wellenlänge des Gravurlasers abgestimmt sind. Vorteilhaft sind hier Laserwellenlängen von 1064 μm und darunter. Die Fokussierung des Gravurlasers und damit die laterale Breite der lasergravierten Strukturen erreicht einen Strahldurchmesser von 10 μm und weniger. Als Siebdruckgewebe lässt sich in Verbindung mit dem EPDM-Folienmaterial auch ein Fineline-Sieb mit einer Porengröße von weniger als 100 μm verwenden.

Ein wichtiger Gesichtspunkt bei der zweckmäßigen Auswahl des Maskenmaterials stellt dessen Grenzflächenspannung zur jeweils verwendeten Druckpaste dar. Zweckmäßig ist eine relativ niedrige Grenzflächenspannung gegenüber der Druckpaste sowohl im fluiden Zustand bei dem Ausheben des Siebs aus der noch feuchten Paste sowie in ihrem getrockneten und damit verfestigten Zustand, damit das abschließende Ablösen der Druckform von dem Substrat nach dem Trocknungsprozess möglichst sauber und rückstandsfrei erfolgt. Hier haben sich die erwähnten EPDM-Folien als besonders zweckmäßig erwiesen. Diese weisen eine geringe Grenzflächenspannung im Bereich von 20 mN/m und weniger auf.

3 zeigt den Ablauf des Siebdruckvorgangs. Die wie beschrieben gravierte Druckform 4 wird mit der Seite des gravierten Maskenmaterials zu dem zu bedruckenden Substrat 8 ausgerichtet. Die nun oben liegende Seite des Siebdruckgewebes 2 wird mit Druckpaste 9 bedeckt und mittels einer Rakel 10 sowohl gleichmäßig über die Fläche der Druckform verteilt als auch durch den in die Druckform gravierten Durchbruch 7 gedrückt. Der Durchbruch ist nach dem Abschluss des Druckvorgangs vollständig mit der Druckpaste verfüllt. Die auf der Oberseite der Druckform verbleibende Druckpaste wird mittels der Rakel im Wesentlichen vollständig entfernt.

Im Anschluss daran verbleibt die Druckform wie in 4 dargestellt auf dem Substrat 8. An diesem Verband aus aufliegender Druckform, mit Druckpaste verfüllter Druckstruktur und darunter befindlichem Substrat wird nun als nächster Schritt ein Trocknungsprozess ausgeführt. In dem in 4 dargestellten Beispiel wird die Druckform auf ihrer Siebgewebeseite durch eine Infrarotquelle 11 mit IR-Strahlung beaufschlagt. Dabei wird bei der Druckpaste innerhalb der gravierten Struktur ein Schrumpfprozess hervorgerufen, der in 5 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt ist. Durch den Schrumpfprozess löst sich die nun eingetrocknete Druckpaste innerhalb der gravierten Struktur von den Flanken des Maskenmaterials ab. Dabei schrumpft die Druckpaste sowohl lateral als auch in vertikaler Richtung, wobei allerdings das Aspektverhältnis des Druckmusters erhalten bleibt. Nach dem Ausführen des Trocknungsprozesses lösen sich auch Reste der Druckpaste auf der Seite des Siebdruckgewebes ab und können rückstandslos abgestreift werden.

Die Beaufschlagung des Verbundes aus aufliegender Druckform und darunter befindlichem Substrat mit der zur Trocknung nötigen Energie kann auch konzentriert oder gebündelt erfolgen. Hierzu wird mittels einer hier nicht dargestellten Infrarot-Optik die verfüllte Gravur in der Druckform gezielt abgefahren, wobei die Druckpaste besonders schnell trocknet. Eine gezielte Beaufschlagung während des Trockungsprozesses erscheint dann vorteilhaft, wenn wenig Druckpaste zu trocknen ist, wenn also insbesondere die Druckstrukturen schmal sind, und wenn die Gefahr eines Eintrags thermischer Spannungen gering ist. Anstelle der Infrarot-Bestrahlung können natürlich auch andere Bestrahlungen, insbesondere UV- oder Mikrowellenbestrahlungen, zur Anwendung kommen. Möglich ist hier auch jeweils eine Beaufschlagung mittels Laserstrahlung.

Nach dem Abschluss des Trocknungsschrittes wird die Druckmaske gemäß der Darstellung aus 6 von dem Substrat abgehoben. Dabei verbleibt ein festes und fertiges Druckmuster 12 auf dem Substrat 8.

7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung. Diese ist hier als eine Wirbelstromeinrichtung 13 ausgebildet. Die Wirbelstromeinrichtung besteht aus einer Leiterschleife, die zweckmäßigerweise mit mehreren Windungen ausgeführt ist. Eine derartige Wirbelstromeinrichtung wirkt insbesondere auf das Substrat 8 ein und bewirkt dort ein lokales Aufheizen der Substratoberfläche, was zu einer Trocknung der Druckpaste führt.

Die Wirbelstromeinrichtung kann entweder global auf das gesamte Substrat einwirken und somit das Substrat gleichmäßig erwärmen. Sie kann aber auch so ausgebildet sein, dass diese nur eine lokale Erwärmung bewirkt. Im letzteren Fall wird die Wirbelstromeinrichtung entlang der Druckstruktur verfahren und bewirkt dort eine fortschreitende Trocknung der Druckpaste.

Eine globale Ausführung der Wirbelstromeinrichtung empfiehlt sich dann, wenn das Substrat und/oder die aufzudruckende Struktur anfällig gegenüber thermischen Spannungen ist. In einem solchen Fall werden durch das gleichmäßige Erwärmen des Substrates keine großen thermischen Gradienten und somit wenige thermische Spannungen erzeugt.

Die 8 bis 10 zeigen einen modifizierten Ablauf des Siebdruckvorganges auf einem bereits mit Erhöhungen, insbesondere elektronischen Bauteilen, besetzten Substrat. Bei dieser Ausführungsform des Siebsdruckes werden zunächst zusätzliche Kavitäten in das Maskenmaterial eingebracht. Diese entsprechen in ihren Positionen und in ihren Abmessungen den erhabenden Strukturen auf der Substratoberseite, insbesondere der dort bereits vorhandenen elektronischen Bauelemente. Anschließend wird die so bearbeitete Siebdruckform auf das Substrat aufgesetzt und dergestalt ausgerichtet, dass die auf dem Substrat vorhandenen erhabenden Bereiche exakt in den gravierten Kavitäten im Maskenmaterial zu liegen kommen. Die Siebdruckmaske liegt somit perfekt auf dem Substrat auf und dichtet die Konturen der zu druckenden Geometrien, insbesondere der zu druckenden Leiterbahnstrukturen, ab.

In besonders vorteilhafter Weise kann diese Form der Gravur des Maskenmaterials dazu genutzt werden, multiple Bondverbindungen von der Rückseite des Bauteils auf dem Substrat in einem einzelnen Druckschritt mit anschließender Temperung zu erzeugen. Dazu werden die zu druckenden Verbindungen in Relation zu den Kavitäten im Maskenmaterial angelegt, d. h. wie beschrieben graviert. Eine hohe Auflösung mit einem günstigen Aspektverhältnis lässt sich dann erreichen, wenn das Antrocknen der verdruckten Paste noch bei aufgelegter Siebdruckform wie vorhergehend beschrieben erfolgt, wobei das Verfließen der Druckpaste nach dem Entfernen der Siebdruckform vermieden wird.

8 zeigt hierzu ein auf den modifizierten Siebdruckvorgang abgestimmtes Laserstrukturieren. Bei dem hier verwendeten Siebdruckrohling wird das Maskenmaterial 1 in einer hinreichenden Dicke auf das Siebdruckgewebe 2 aufgetragen. Anschließend wird die erhabene Struktur des zu bedruckenden Substrates als Negativ in das Maskenmaterial eingraviert. Dies geschieht wieder mittels einer Lasergravur unter Verwendung einer Laserquelle 5 und eines Laserstrahls 7. Der Laserstrahl graviert hier sowohl einen Durchbruch 7, der den zu druckenden Leiterbahnen oder Druckstrukturen entspricht, als auch eine Reihe von Kavitäten 14, d. h. Vertiefungen, in das Maskenmaterial ein.

Die genaue Positionierung der Durchbrüche und Kavitäten kann mittels einer computergestützten Steuerung erfolgen. Die Steuersignale ergeben sich entweder aus einem in die Steuerung eingegebenen Schalt- und Bestückungsplan für das Substrat, der in ein Negativ umgerechnet und anschließend zusammen mit einer Tiefeninformation in das Maskenmaterial eingraviert wird. Oder es wird zunächst eine Bilderkennung mit Tiefenauswertung des vorliegenden Substrates ausgeführt und anschließend aus diesen Daten das zu gravierende Negativ ermittelt. Die Bilderkennung kann beispielsweise stereoskopisch erfolgen, so dass sich hiermit auch die Tiefenstruktur der Substratoberfläche und die Höhe der einzelnen elektronischen Bauelemente erfassen lässt.

9 zeigt den den Siebdruckvorgang unter Verwendung der Siebdruckform aus 8. Hierzu wird die Siebdruckform auf das Substrat 8 abgesetzt. Ein dort vorhandenes elektronisches Bauteil 15, beispielsweise ein in einem Package verschlossener integrierter Schaltkreis mit einer Kontaktierungsstelle auf dessen Oberseite, oder eine auf den Substrat befestigte Photovoltaikzelle mit einer Vorderseitenkontaktierung, dessen Höhe und position vorhergehend ermittelt worden oder vorbekannt ist, wird dabei vollständig von der Kavität im Maskenmaterial überdeckt.

In dem hier vorliegenden Beispiel ist der Druchbruch 7 innerhalb des Maskenmaterials 1 so positioniert, dass in diesem Bereich sowohl ein Teil des elektronischen Bauteils 15 als auch ein Abschnitt einer auf dem Substrat 8 verlaufenden Leiterbahn 16 freiliegt und mit der Druckpaste 9 beaufschlagt wird. Sofern die Druckpaste 9 somit ein elektrisch leitfähiges Material ist, erfolgt dadurch eine Kontaktierung zwischen der Oberseite und Flanke des elektronischen Bauteils 15 mit der Leiterbahn 16 auf der Oberseite des Substrates. Soll die Kontaktierung der Flanke vermieden werden, ist diese vor dem Druckvorgang mit einer Isolation zu versehen.

10 zeigt die dabei entstehende Druckstruktur. Zweckmäßigerweise wird bei dem hier beispielhaft ausgeführten Verfahren auf das vorhergehend beschriebene Trocknen der Druckstrukturen bei aufgesetzter Druckmaske zurückgegriffen. Wie beschrieben schrumpft dabei die in dem Maskenmaterial befindliche Druckpaste ein und löst sich von dem Maskenmaterial ab, wobei ein Breitlaufen der Druckstrukturen verhindert und das Aspektverhältnis der Druckstrukturen beibehalten wird. In dem hier vorliegenden Beispiel bedeckt die fertige Druckstruktur nunmehr einen Rand des elektronischen Bauelementes 15 und stellt eine Kontaktierung mit der Leiterbahn 16 auf der Oberfläche des Substrats 8 her.