ТРАФАРЕТНАЯ ПЕЧАТНАЯ ФОРМА

Полезная модель относится к областям техники, в которых использована трафаретная печать с высокой степенью точности, например, для изготовления трафаретных печатных форм в производстве газоразрядных индикаторных панелей (ГИП).
Известна трафаретная печатная форма, состоящая из металлической пластины со сквозными отверстиями, образующими рисунок [заявка ПНР №255927, В41С, 1987 г.]
Недостатком трафаретной печатной формы является большой разброс геометрических размеров сквозных отверстий и, как следствие, большой разброс геометрических размеров формируемых конструктивных элементов. Кроме того, такая трафаретная печатная форма с рабочим полем более 500×500 мм сложна в изготовлении.
Известна трафаретная печатная форма, содержащая сетчатую основу и фоторезистивные части, ограничивающие печатающие элементы [патент РФ №1817579, G03F 7/12, B41C 1/14, 1995 г.]
Недостаток трафаретной печатной формы проявляется в виде необратимого перераспределения светового потока в плоскости маски, возникающего в процессе изготовления трафаретной печатной формы. Это приводит к изменению геометрических размеров крайних печатающих элементов, что особенно критично при изготовлении трафаретной печатной формы с большим размером рабочего поля маски и высокой плотностью расположения печатающих элементов.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является трафаретная печатная форма, включающей сетчатую основу и маску, содержащую печатающие элементы [патент РФ№1751940, B41F 15/34, 1996 г. - прототип]
Недостатками данной трафаретной печатной формы являются возникающие при ее изготовлении необратимые процессы перераспределения светового потока в плоскости маски по границе крайних печатающих элементов и усиление дифракционных эффектов, что приводит к неровности границы крайних печатающих элементов и, как следствие, к изменению их геометрических размеров.
Задачей полезной модели является создание трафаретной печатной формы с печатающими элементами, сформированными с высокой степенью точности, за счет уменьшения влияния оптических явлений, таких как дифракция, эффекты отражения и интерференция лучей светового потока при экспонировании фоторезиста в системе источник света - фотошаблон - слой фоторезиста - сетчатая основа.
Указанный технический эффект при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известной трафаретной печатной форме, включающей сетчатую основу и маску с печатающими элементами, ширина L печатающих элементов, расстояние N между ними и толщина Н маски выбраны согласно выражениям:
N/L≥10
H=8÷18 мкм
Трафаретные печатные формы, используемые для формирования конструктивных элементов ГИП, как правило, содержат натянутую на прямоугольную раму гибкую сетку, на которой из заполимеризованного и задубленного светочувствительного материала под действием УФ-излучения с использованием фотошаблона формируется маска, открытые участки сетки в которой являются печатающими элементами. Маска трафаретной печатной формы в процессе изготовления подвергается облучению источником света, а именно актиничному УФ-излучению. В результате процесса экспонирования происходит образование «стоячих волн» в слое фоторезиста - эффект взаимодействия отраженного светового потока с проходящим светом, так называемых интерференционных явлений. Возникновение таких явлений приводит к дополнительному облучению в местах, защищенных печатающими элементами на фотошаблоне. Такое явление называется "закопировкой", которая выражается в задубливании фоторезиста в местах печатающих элементов для негативных фоторезистов и фотодиструкции фоторезиста в местах печатающих элементов для позитивных фоторезистов и их удалении в процессе проявления фоторезиста. В результате в первом случае наблюдаются уменьшение геометрического размера печатающего элемента, неровность краев, а во втором случае наоборот происходит увеличение заданной ширины печатающего элемента и ее неоднородность по рабочему полю рисунка. Особенно сильно перечисленные негативные оптические явления сказываются при воспроизведении трафаретных печатных форм с микронными размерами печатающих элементов, ширина которых много меньше расстояния между ними при больших толщинах маски, т.к. при формировании таких печатных форм требуется длительное воздействие излучения при экспонировании. В результате невозможно получить трафаретные печатные формы с заданными геометрическими размерами печатающих элементов. Уменьшить влияние негативных оптических явлений на точность формирования геометрических размеров печатающих элементов возможно при изготовлении трафаретных печатных форм, в которых ширина L печатающих элементов, расстояние N между краями соседних печатающих элементов и толщина Н маски выбраны согласно выражениям:
N/L≥10
H=8÷18 мкм
В данном случае для трафаретной печатной формы, в которой N/L≥10, негативные оптические явления, протекающие в течение времени необходимом для полимеризации фоторезиста не влияют па точность формирования печатающих элементов.
Если при изготовлении такой трафаретной печатной формы, толщина маски будет менее 8 мкм, то невозможно получить равномерный по ширине печатающий элемент из-за недостаточной толщины маски, т.к. в этом случае фоторезист находится только в ячейках сетки, в качестве которой в настоящее время используется металлическая сетка с минимальным диаметром 18 мкм. В дальнейшем в процессе печати пространство между нитями не обеспечивает полного контакта трафаретной печатной формы с подложкой и в эти пространства попадает паста, что сильно искажает рисунок и уменьшает дозировку пасты.
В случае, когда толщина маски закрывает пространство между нитями сетки, но превышает 18 мкм получить качественные печатающие элементы невозможно. В процессе экспонирования лучи, проходящие через прозрачные участки фотошаблона (диапозитива) вызывают фотополимеризацию маски. При одной и той же мощности лучистой энергии существует предел облучения заданной толщины маски и чем больше толщина, тем больше времени требуется для полимеризации фоторезиста. Длительное облучение светом приводит к тому, что в системе фотошаблон - фоторезист - сетчатая основа возникают негативные оптические явления, описанные ранее (стоячие волны) и в результате изменяются геометрические размеры печатающих элементов, наблюдаются неровность их краев и в худшем случае происходит "закопировка", печатающих элементов.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволяет установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявленной полезной модели, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию "новизна".
Заявленная полезная модель поясняется чертежом.
На фиг.1 представлен один из вариантов трафаретной печатной формы. Трафаретная печатная форма (фиг.1) содержит металлическую раму 1 с натянутой на ней сеткой 2, в центре которой из материала на основе фоторезиста сформирована маска 3, рабочее поле которой включает печатающие элементы 4.
Примеры конкретного выполнения.
Трафаретные печатные формы изготавливались с использованием алюминиевых рам размером 750×650×30 мм, на которые натягивалась и приклеивалась сетка из нержавеющей стали с размером ячеек 30÷40 мкм. С помощью ракель-кюветы на рамах с сеткой формировались маски из фоторезиста TEC-301N. Затем с использованием стеклянного фотошаблона производилось облучение маски световым потоком. В таблице представлены характеристики изготовленных трафаретных печатных форм с печатающими элементами в виде щелей.
Таблица 1
Заданная ширина печатающих элементов L, мкм
Расстояние между печатающего элементами N, мкм
Толщина маски H, мкм
N/L
Ширина полученных печатающих элементов, мкм
50
500
8
10
50
50
550
10
11
50
240
200000
18
833
240
30
360
18,8
12
26-30 не ровный край
60
780
7,9
13
56-60 не ровный край
Как видно из таблицы 1 в трафаретных печатных формах, выполненных согласно заявленной полезной модели, печатающие элементы сформированы с заданными размерами.
Таким образом, использование заявленной полезной модели позволяет изготавливать трафаретные печатные формы с высокой точностью печатающих элементов.