WO2011070079A1

WO2011070079A1 - Device and method for transferring a printing substance from a printing substance carrier to a substrate

Info

Publication number: WO2011070079A1
Application number: PCT/EP2010/069194
Authority: WO
Inventors: Christian Buchner; Thomas Sauter
Original assignee: Schmid Technology GmbH
Current assignee: Schmid Technology GmbH
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2012-06-10
Also published as: DE102009059042A1

Abstract

The invention relates to a device for transferring a printing substance (19) from a printing substance carrier (13) to a substrate (16). Said printing substance receives an energy input by means of a laser (35) and as a result, the volume and/or position is altered for transferring a printing point to the substrate. Said printing substance carrier is designed such that said printing substance moves and/or flows over the surface of said printing substance carrier as a thin layer. The laser is aligned to said layer for inputting energy. The thin layer extends into a detachment area which is free above the printing substance carrier.

Description

Beschreibung description

Vorrichtung und Verfahren zur Übertragung von Drucksubstanz von einem Drucksubstanzträger auf ein Substrat Apparatus and method for transferring printing substance from a printing substrate to a substrate

Anwendungsgebiet und Stand der Technik Field of application and state of the art

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von Drucksubstanz von einem Drucksubstanzträger auf ein Substrat sowie ein entsprechendes Verfahren. The invention relates to a device for transferring printing substance from a printing substance carrier to a substrate and to a corresponding method.

Es ist beispielsweise aus der WO 03/074278 oder der WO 2009/090098 bekannt, Drucksubstanz wie Tinte odgl., die sich auf einem Drucksubstanzträger befindet, punktweise auf ein zu bedruckendes Substrat zu übertragen. Insbesondere werden Silizium-Substrate für die Herstellung von Solarzellen mit elektrisch leitfähigem Leitermaterial bedruckt, wobei in der Drucksubstanz beispielsweise ein metallischer Anteil dafür ist. Um die Drucksubstanz von dem Drucksubstanzträger auf das Substrat zu übertragen, ist eine Energieabgabeeinrichtung vorgesehen, vorteilhaft ein Laser, die einen Energieeintrag in die Drucksubstanz induziert bzw. einbringt. Auf bekannte Art und Weise erfährt die Drucksubstanz dann eine Volumen- und/oder Positionsänderung, so dass sich eine kleine Menge davon ablöst von dem Drucksubstanzträger bzw. aus der Drucksubstanzschicht darauf und als eine Art Druckpunkt auf das Substrat übertragen wird. It is known, for example, from WO 03/074278 or WO 2009/090098, printing substance such as ink or the like, which is located on a printing substance carrier, pointwise to transfer to a substrate to be printed. In particular, silicon substrates are printed for the production of solar cells with electrically conductive conductor material, wherein in the printing substance, for example, a metallic portion for it. In order to transfer the printing substance from the printing substance carrier to the substrate, an energy delivery device is provided, advantageously a laser, which induces an energy input into the printing substance. In a known manner, the printing substance then undergoes a change in volume and / or position, so that a small amount of it is detached from the printing substance carrier or from the printing substance layer and transferred to the substrate as a kind of pressure point.

Im Stand der Technik wird dazu die Drucksubstanz auf einen umlaufenden bzw. rotierenden Drucksubstanzträger aufgebracht und dann wird ein Laser in die Drucksubstanz fokussiert. Dabei muss erheblicher Aufwand dafür betrieben werden, den Drucksubstanzträger stets wieder vollflächig mit Drucksubstanz zu beschichten bzw. abgelöste Drucksubstanz zu ersetzen, damit der Laser stets in eine einigermaßen homoge- ne und gleichartig ausgebildete Schicht hineinschießen kann für gleichbleibendes Druckergebnis. In the prior art, for this purpose, the printing substance is applied to a rotating or rotating printing substance carrier and then a laser is focused into the printing substance. Substantial effort has to be made to always coat the printing substance carrier again completely with printing substance or to replace released printing substance, so that the laser always remains in a reasonably homogeneous state. ne and similarly trained layer can shoot for consistent printing results.

Aufgabe und Lösung Task and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung sowie ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und insbesondere das Aufbringen von Drucksubstanz auf den Drucksubstanztrager vereinfacht werden kann sowie eine einfach ausgebildete und zuverlässig funktionierende Vorrichtung geschaffen werden kann. The invention has for its object to provide an aforementioned device and an aforementioned method with which problems of the prior art can be solved and in particular the application of printing substance can be simplified to the printing substance carrier and created a simply trained and reliable functioning device can be.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 . Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Manche der nachfolgend genannten Merkmale werden nur für die Vorrichtung oder nur für das Verfahren beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Vorrichtung als auch für das Verfahren gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. This object is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 11. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of the other claims and are explained in more detail below. Some of the features mentioned below are described only for the device or only for the method. However, they should apply independently to both the device and the method. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drucksubstanzträger dazu ausgebildet ist, dass sich die Drucksubstanz über seine Oberfläche darüber hinweg als dünne Schicht bewegt bzw. darüber fließt. Die Drucksubstanz ist dabei flüssig bzw. ein Fluid und vorteilhaft derart flüssig sein, dass sie über den Drucksubstanzträger hinweg fließen kann, sich also relativ zu diesem und über diesen hinweg bewegt. Diese Bewegung kann vorteilhaft durch Beschleunigen der Drucksubstanz wie Pumpen odgl. erfolgen. In diese dünne Schicht der Drucksubstanz hinein oder in eine sich fest am Drucksubstanzträger befindende energieaufnehmende Schicht, welche unterschiedlich ist von der Drucksubstanz und auf der sich die Drucksubstanz befindet, erfolgt dann der Energieeintrag durch die Energieabgabeeinrichtung, welche vorteilhaft ein Laser ist, wobei der Energieeintrag besonders vorteilhaft digital gesteuert ist. Die dünne Schicht der Drucksubstanz auf der Oberfläche des Drucksubstanzträgers kann wenige Millimeter dünn sein, vorteilhaft weniger als 2 mm oder sogar weniger als 1 mm dünn sein. Damit wird also erfindungsgemäß erreicht, dass anders als bei den bekannten Drucksubstanzträgern nicht die Drucksubstanz nach dem Aufbringen auf diesem ruht bzw. ruhend verbleibt und mit dem gesamten Drucksubstanzträger bewegt wird, beispielsweise relativ zu dem Laser und/oder zu dem zu bedruckenden Substrat. Vielmehr erfolgt eben nur eine Relativbewegung der Drucksubstanz zu dem Drucksubstanzträger, dass der Drucksubstanzträger also stationär bleibt. Dadurch kann zum einen der mechanische Aufwand für den Drucksubstanzträger verringert werden. Des weiteren können aus dem genannten Stand der Technik bekannte, aufwendige Walzenanordnungen odgl. eingespart werden, welche auf einem umlaufenden Drucksubstanzträger für eine gleichmäßige Schicht von Drucksubstanz sorgen. Eine sich über die Oberfläche des Drucksubstanzträgers bewegende Schicht oder ein entsprechender Film von Drucksubstanz braucht auch nicht besonders breit zu sein, damit die Energieabgabeeinrichtung ihre Energie hineinbringen kann, um Drucksubstanz abzulösen. Insofern muss ein solcher Schichtaufbau bzw. Filmaufbau mit fließender Drucksubstanz über keine große Strecke aufrechterhalten werden, üblicherweise reichen einige Millimeter oder wenige Zentimeter. According to the invention, it is provided that the printing substance carrier is designed so that the printing substance moves across its surface over it as a thin layer or flows over it. The printing substance is liquid or a fluid and advantageously be liquid in such a way that it can flow over the printing substance carrier, ie it moves relative to it and across it. This movement can advantageously by accelerating the printing substance such as pumps or the like. respectively. Into this thin layer of the printing substance or into an energy-absorbing layer which is firmly located on the printing substance carrier and which is different from the printing substance and on which the printing substance is located, then the energy input takes place the energy delivery device, which is advantageous a laser, the energy input is particularly advantageous digitally controlled. The thin layer of the printing substance on the surface of the printing substance carrier may be a few millimeters thin, advantageously less than 2 mm or even less than 1 mm thin. Thus, according to the invention, it is achieved that, unlike the known printing substance carriers, the printing substance does not rest or rest after application on the printing substance carrier and is moved with the entire printing substance carrier, for example relative to the laser and / or to the substrate to be printed. Rather, only a relative movement of the printing substance to the printing substance carrier takes place so that the printing substance carrier thus remains stationary. As a result, on the one hand the mechanical effort for the printing substance carrier can be reduced. Furthermore, from the cited prior art known, complicated roller arrangements or the like. can be saved, which provide on a circulating printing substrate carrier for a uniform layer of printing substance. Also, a layer moving over the surface of the printing substance carrier or a corresponding film of printing substance does not need to be particularly broad so that the energy delivery device can bring its energy into it to release printing substance. In this respect, such a layer structure or film structure with flowing printing substance over a large distance must be maintained, usually reach a few millimeters or a few centimeters.

Die Vorrichtung bzw. die Energieabgabeeinrichtung sind so ausgebildet, dass der Energieeintrag in die dünne Schicht oder in eine auf den Drucksubstanzträger dauerhaft aufgetragene für die Umwandlung der Laserenergie geeignete Schicht also in einem relativ schmalen Ablösebereich erfolgen kann. Dieser kann, obwohl er relativ schmal sein kann, recht lang ausgebildet sein mit einer Länge von mehreren Zentimetern, vorteilhaft mindestens 50 cm und bis zu 150 cm oder 200 cm. Dadurch wird eine Druckbreite bestimmt. Eine als üblicherweise fest installierter Laser vorhandene Energieabgabeeinrichtung kann den Energieeintrag durch optische Systeme wie Spiegel, Linsen odgl. an einen beliebigen Punkt bringen. The device or the energy delivery device are designed so that the energy input into the thin layer or into a permanently applied to the printing substance carrier for the conversion of the laser energy suitable layer can thus be done in a relatively narrow separation area. This can, although he may be relatively narrow, be quite long with a length of several centimeters, advantageously at least 50 cm and up to 150 cm or 200 cm. This determines a print width. A usually installed fixed laser energy delivery device can the energy input by optical systems such as mirrors, lenses or the like. to any point.

Es kann vorgesehen sein, dass die Drucksubstanz von einer Seite her auf dem Drucksubstanzträger bzw. auf seiner Oberfläche in den genannten Ablösebereich hineinfließt, und zwar an der Oberfläche des Drucksubstanzträgers entlang. An der anderen Seite des Ablösebereichs kann sie wieder hinaus fließen bzw. als eine Art kontinuierliche Strömung über den Ablösebereich hinweg fließen. Zum verbesserten Abfließen kann eine Absaugung für die Drucksubstanz vorgesehen sein, während sie auf der anderen Seite mit Druck aufgebracht wird. It can be provided that the printing substance flows from one side onto the printing substance carrier or on its surface into the said detaching region, namely along the surface of the printing substance carrier. On the other side of the separation region, it may flow out again or flow over the separation region as a kind of continuous flow. For improved drainage, a suction for the printing substance may be provided while it is applied to the other side with pressure.

Zum Auftragen der Drucksubstanz auf den Drucksubstanzträger ist vorteilhaft eine Drucksubstanzzuleitung vorgesehen. Diese kann einen geschlossenen Auftrag-Kanal aufweisen, um die Drucksubstanz auf den Drucksubstanzträger aufzutragen bzw. mit Druck und somit mit Geschwindigkeit auszubringen. Der Auftrag-Kanal kann kurz vor einem Auftrag-Kanalaustritt eine Richtung aufweisen, die parallel zu der Drucksubstanzträger-Oberfläche verläuft und sehr geringen Abstand dazu aufweist oder gar keinen, so dass sich ein sehr gut über den Drucksubstanzträger bewegender Film aus Drucksubstanz ergibt. Gemäß einer Ausbildung kann es eine Art Schlitzdüse sein mit einem Schlitz, der parallel und sehr nahe oder sogar direkt an der oder auf die Drucksubstanzträger-Oberfläche ist. For applying the printing substance to the printing substance carrier, a printing substance supply line is advantageously provided. This may have a closed order channel to apply the printing substance to the printing substance carrier or with pressure and thus deploy at speed. The application channel may have a direction shortly before an application channel exit, which is parallel to the printing substance carrier surface and has very little distance therefrom or not at all, so that a film of printing substance moving very well over the printing substance carrier results. According to one embodiment, it may be a type of slot nozzle with a slot that is parallel and very close or even directly to or on the printing substance carrier surface.

Mit etwas Abstand zu Drucksubstanzzuleitung bzw. einem Auftrag-Kanalaustritt kann, insbesondere auf einer gegenüberliegenden Seite des Ablösebereichs, eine Drucksubstanzableitung vorgesehen sein. Mit ihr wird die Drucksubstanz wieder vom Drucksubstanzträger abgeleitet bzw. abgesaugt. Die Drucksubstanzableitung kann, ähnlich wie für die Drucksubstanzzuleitung zuvor beschrieben worden ist, als geschlossener Ab- leit-Kanal ausgebildet sein, um die Drucksubstanz von der Drucksubstanz-Oberfläche abzuleiten bzw. abzusaugen. Auch hier kann ein Ab- leit-Kanaleintritt nahe an der Drucksubstanz-Oberfläche und parallel dazu, insbesondere direkt daran anliegend, vorgesehen sein. Auch der Ab- leit-Kanaleintritt kann als eine Art Schlitzdüse ausgebildet sein. With some distance to the pressure substance supply line or an application channel outlet, a pressure substance discharge can be provided, in particular on an opposite side of the separation region. With her, the printing substance is again derived from the printing substance carrier or sucked. The pressure substance discharge can, as has been described above for the printing substance supply line, be designed as a closed discharge channel in order to discharge the printing substance from the printing substance surface. Here again, a discount Leit-channel inlet close to the printing substance surface and parallel thereto, in particular directly adjacent thereto, be provided. The discharge channel inlet can also be designed as a type of slot nozzle.

Mit einem vorbeschriebenen Auftrag-Kanalaustritt und einem Ableit-Ka- naleintritt sowie dem Ablösebereich dazwischen kann in dem Ablösebereich eine Art permanent vorhandener Drucksubstanzschicht erreicht werden, wobei sich diese Schicht ständig aus nachfließender Drucksubstanz speist. With a previously described application channel outlet and a discharge channel entrance and the separation area therebetween, a type of permanently existing printing substance layer can be achieved in the removal area, wherein this layer is constantly supplied by the post-flowing printing substance.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Drucksubstanzträger, der üblicherweise flach und eben ist, zu dem zu bedruckenden Substrat hin im Wesentlichen frei bzw. nicht bedeckt ist. Es ist lediglich, insbesondere im Ablösebereich, die Schicht mit Drucksubstanz vorhanden. Auch hier wird vorteilhaft die Energieabgabeeinrichtung, insbesondere als Laser, in einem relativ schmalen Ablösebereich die Energie in die Schicht von Drucksubstanz einbringen. Dennoch kann zur Erzeugung der sich bewegenden Schicht aus Drucksubstanz eine Art freie Oberfläche mit einer Breite von wenigen Zentimetern vorgesehen und vorteilhaft sein. According to one embodiment of the invention, it may be provided that the printing substance carrier, which is usually flat and flat, is substantially free or not covered in relation to the substrate to be printed. It is only, especially in the separation area, the layer of printing substance available. Here, too, the energy delivery device, in particular as a laser, will advantageously introduce the energy into the layer of printing substance in a relatively narrow separation region. Nevertheless, a kind of free surface with a width of a few centimeters can be provided and advantageous for producing the moving layer of printing substance.

In alternativer Ausgestaltung der Erfindung kann sich ein geschlossener Kanal über die wesentliche Fläche des Drucksubstanzträgers erstrecken und sie verschließen bis auf eine schmale Schlitz-Öffnung, die weg vom Drucksubstanzträger zeigt. Dabei kann symmetrisch dazu von der anderen Seite her der Ableit-Kanal an diese Schlitz-Öffnung heranreichen. Diese Schlitz-Öffnung kann wenige Millimeter breit sein und insbesondere von der Breite her dem Ablösebereich entsprechen, wobei sie vorteilhaft genau über dem Ablösebereich verläuft. Dadurch kann sozusagen die Länge, auf der die Drucksubstanz frei über die Drucksubstanzträger-Oberfläche strömen muss, auf die Breite dieser Schlitz-Öffnung begrenzt werden und somit ist sie möglicherweise technisch besser beherrschbar. Dabei kann durchaus vorgesehen sein, dass der Drucksubstanzträger an sich deutlich breiter ist als der Ablösebereich bzw. die Schlitz-Öffnung, beispielsweise wenige Zentimeter, und aus einem einzigen Material stück besteht bzw. zumindest seine Oberfläche. In an alternative embodiment of the invention, a closed channel may extend over the major surface of the printing substance carrier and close it except for a narrow slot opening which faces away from the printing substance carrier. In this case, symmetrically from the other side, the diverting channel can approach this slot opening. This slit opening may be a few millimeters wide and correspond in particular to the width of the separation region, which advantageously extends just above the separation region. As a result, so to speak, the length at which the printing substance must flow freely over the printing substance carrier surface, be limited to the width of this slot opening and thus it may be technically better controlled. It can certainly be provided that the Printing substance carrier itself is significantly wider than the separation region or the slot opening, for example, a few inches, and consists of a single piece of material or at least its surface.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Energieabgabeeinrichtung hinter dem Drucksubstanzträger angeordnet sein und dann durch diesen hindurch die Energie in die Drucksubstanz einbringen. Dazu ist der Drucksubstanzträger vorteilhaft durchsichtig bzw. lichtdurchlässig, vor allem dann, wenn die Energieabgabeeinrichtung ein genannter Laser ist. Sie kann beispielsweise aus Glas bzw. Quarzglas bestehen und eine entsprechende Platte sein, vorteilhaft schmal und länglich. In a further embodiment of the invention, the energy delivery device can be arranged behind the printing substance carrier and then bring through this energy into the printing substance. For this purpose, the printing substance carrier is advantageously transparent or translucent, especially when the energy delivery device is a named laser. It may for example consist of glass or quartz glass and be a corresponding plate, advantageously narrow and elongated.

Die Oberfläche des Drucksubstanzträgers kann flach bzw. plan sein, dies muss jedoch nicht so sein. Beispielsweise kann durch eine konkave Wölbung mit entsprechend ausgerichteten, vorgenannten Kanalaustritten bzw. Kanaleintritten zum Auftragen und Ableiten bzw. Absaugen der Drucksubstanz ein besseres Fließverhalten der Drucksubstanz über den Drucksubstanzträger bzw. seine Oberfläche erreicht werden. Des Weiteren kann der Drucksubstanzträger auch vorteilhaft nutzbare optische Eigenschaften aufweisen, die zum Beispiel zur besseren Fokussierung des Laserstrahls dienen können. The surface of the printing substance carrier may be flat, but this need not be so. For example, a better flow behavior of the printing substance over the printing substance carrier or its surface can be achieved by means of a concave curvature with appropriately aligned, aforementioned channel exits or channel inlets for application and removal or suction of the printing substance. Furthermore, the printing substance carrier can also advantageously have usable optical properties, which can serve, for example, for better focusing of the laser beam.

Vor allem das Aufbringen der Drucksubstanz auf den Drucksubstanzträger mittels des vorgenannten, beispielsweise als Schlitz-Düse ausgebildeten Auftrag-Kanalaustritts sollte vorteilhaft über dessen Länge möglichst homogen bzw. gleichmäßig erfolgen. Insofern ist hier in der Praxis möglichst großer Wert darauf zu legen, insbesondere auch was die Drucksubstanzzuleitung betrifft. Above all, the application of the printing substance to the printing substance carrier by means of the aforementioned, for example, designed as a slot nozzle job-channel exit should be carried out as homogeneously as possible or evenly over the length thereof. In this respect, the greatest possible emphasis is placed on this in practice, especially as far as the pressure substance supply line is concerned.

Durch Einbringen von zusätzlicher Energie in Form von Wärme in die aufzubringende Drucksubstanz in der Nähe des Auftrag -Kanalaustritts lässt sich die Viskosität der Drucksubstanz so beeinflussen, dass eine gleichmäßige Tropfenausbildung gewährleistet ist. Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwi- schen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit. By introducing additional energy in the form of heat in the applied pressure substance in the vicinity of the order channel exit, the viscosity of the printing substance can be influenced so that a uniform droplet formation is ensured. These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous and protectable Represent embodiments for which protection is claimed here. The subdivision of the application into individual sections and subheadings does not restrict the general validity of the statements made thereunder.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. In the drawings show:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit auf größerer Breite freiliegender Oberfläche des Drucksubstanzträgers undFig. 1 shows a section through a first embodiment of a device according to the invention with exposed to a greater width surface of the printing substance carrier and

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer schmalen Schlitz-Öffnung über der Oberfläche des Drucksubstanzträgers. Fig. 2 is a sectional view through a further device according to the invention with a narrow slot opening over the surface of the printing substance carrier.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Detailed description of the embodiments

In Fig. 1 ist im Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 1 dargestellt und die Vorrichtung 1 1 weist einen Drucksubstanzträger 13, vorteilhaft ausgebildet als schmale lange Glasplatte in die Zeichenebene hinein, mit einer Oberfläche 14 nach unten. Er wird gehalten von einem Halter 15, der zumindest an einer Oberseite des Drucksubstanzträgers 13 mit ihm fest verbunden ist und ihn nach unten hin klammerartig bzw. trägerartig überragt. Mit etwas Abstand ist unter der Vorrichtung 1 1 ein Sub- strat 16, beispielsweise ein Silizium-Wafer zur Herstellung einer Solarzelle, angeordnet, und zwar mit seiner zu bedruckenden Oberseite 17 nach oben bzw. zum Drucksubstanzträger 13 hin zeigend. In Fig. 1, a device according to the invention 1 1 is shown in section and the device 1 1 has a printing substance carrier 13, advantageously formed as a narrow long glass plate into the plane, with a surface 14 down. It is held by a holder 15, which is firmly connected to it at least on an upper side of the printing substance carrier 13 and projects beyond it like a clip or like a carrier. At some distance, below the device 11, a sub- strat 16, for example, a silicon wafer for the production of a solar cell, arranged, with its top side 17 to be printed on upward or to the printing substance carrier 13 out pointing.

Drucksubstanz 19 nach Art einer eingangs genannten Tinte befindet sich in Form einer dünnen Schicht 20 auf der Oberfläche 14 des Drucksubstanzträgers 13. Dabei ist zu erkennen, dass die Schicht relativ dünn ist und in einem in der Mitte befindlichen Ablösebereich 23 noch dünner ist. Sie kann hier eine eingangs genannte Dicke von weniger als 2 mm aufweisen, möglicherweise sogar weniger als 1 mm. Die Drucksubstanz ist dabei allgemein vorteilhaft eine übliche wasser- oder lösemittel basierte Tinte mit metallischen bzw. elektrisch leitfähigen Partikeln, wie sie von den Firmen BASF oder DuPont angeboten wird. Ihre Viskosität ist so, dass sie etwas oder deutlich zähflüssiger ist als Wasser, aber noch gut transportiert bzw. gepumpt und abgesaugt werden kann. Printing substance 19 in the manner of an ink mentioned above is in the form of a thin layer 20 on the surface 14 of the printing substance carrier 13. It can be seen that the layer is relatively thin and is even thinner in a located in the middle of the detachment region 23. It may have an initial thickness of less than 2 mm, possibly even less than 1 mm. The printing substance is generally advantageous a conventional water or solvent based ink with metallic or electrically conductive particles, as offered by the companies BASF or DuPont. Its viscosity is such that it is slightly or visibly more viscous than water, but it can still be easily transported or pumped and sucked off.

Die Drucksubstanz 19 wird von der linken Seite kommend über eine Drucksubstanzzuleitung 25 zugeführt, die in einen Auftrag-Kanal 26 mündet, der vor allem im Halter 15 ausgebildet ist. An einem Auftrag-Kanalaustritt 27 tritt die Drucksubstanz 19 aus und bildet die genannte Schicht 20. Es ist zu erkennen, dass der Auftrag-Kanalaustritt 27 an seiner Oberseite bereits von der Oberfläche 14 des Drucksubstanzträgers 13 gebildet ist und somit die Strömungsrichtung der Drucksubstanz 19 an der Oberfläche 14 entlang verläuft und so die Bildung der Schicht begünstigt bzw. aufrecht erhält. The printing substance 19 is supplied from the left side via a printing substance feed line 25, which opens into an application channel 26, which is formed in particular in the holder 15. It can be seen that the application channel outlet 27 is already formed on its upper side by the surface 14 of the printing substance carrier 13 and thus the flow direction of the printing substance 19 at runs along the surface 14 and thus favors the formation of the layer or maintained.

Rechts neben dem Ablösebereich 23 wird die Drucksubstanz 19 wieder mittels einer Drucksubstanzableitung 30 abgeleitet bzw. abgesaugt über nicht dargestellte Saugmittel wie Pumpen odgl.. Dies erfolgt über einen Ableit-Kanal 31 , der zum Ablösebereich 23 hin einen Ableit-Kanaleintritt 32 aufweist. Vorteilhaft ist die Vorrichtung 1 1 diesbezüglich in etwa symmetrisch ausgebildet, so dass sich Auftrag-Kanalaustritt 27 einerseits und Ableit-Kanaleintritt 32 andererseits ähneln und ebenso auch Auftrag-Kanal 26 und Ableit-Kanal 31. Right next to the detachment region 23, the printing substance 19 is again derived or sucked off by means of a pressure substance discharge 30 via suction means not shown, such as pumps or the like. This takes place via a discharge channel 31 which has a discharge channel inlet 32 towards the removal region 23. Advantageously, the device 1 1 in this regard is approximately symmetrical, so that order channel outlet 27 on the one hand and divert channel entrance 32, on the other hand, and also job channel 26 and divert channel 31.

Die Drucksubstanz 19 kann in der Drucksubstanzzuleitung 25 mit hohem Druck gefördert werden. Da, wie zuvor beschrieben, die Vorrichtung 1 1 bzw. zumindest die Bauteile am Drucksubstanzträger 13 eine gewisse Länge senkrecht zur Zeichenebene aufweisen, muss von der üblicherweise schlauchartigen oder rohrartigen Drucksubstanzzuleitung 25 eine Verteilung der Drucksubstanz 19 hin zum Auftrag-Kanalaustritt 27 erfolgen. Damit ist hier die ausströmende Drucksubstanz 19 einigermaßen gleich verteilt für eine gleich verteilte Dicke der Schicht 20 entlang des Ablösebereichs 23. Ähnlich wie die Drucksubstanz 19 in der Drucksubstanzzuleitung 25 mit hohem Druck zugeführt wird, wird sie an der Drucksubstanzableitung 30 mit starkem Unterdruck abgesaugt und so der gleichmäßige Fluss der Drucksubstanz 19 über die Oberfläche 14 des Drucksubstanzträgers 13 im Ablösebereich 23 sichergestellt. The printing substance 19 can be conveyed in the pressure substance supply line 25 at high pressure. Since, as described above, the device 1 1 or at least the components on the printing substance carrier 13 have a certain length perpendicular to the plane, must be made of the usual tubular or tubular pressure substance supply line 25, a distribution of the printing substance 19 toward the order channel exit 27. Thus, here the outflowing printing substance 19 is reasonably evenly distributed for an equally distributed thickness of the layer 20 along the Ablösebereichs 23. Similar to the printing substance 19 is supplied in the pressure substance supply line 25 at high pressure, it is sucked at the pressure substance discharge line 30 with strong negative pressure and so the uniform flow of the printing substance 19 over the surface 14 of the printing substance carrier 13 in the detachment region 23 is ensured.

Oberhalb der Vorrichtung 1 1 bzw. hinter dem Drucksubstanzträger 13 befindet sich ein Laser 35, dessen Laserstrahl durch den als durchsichtige Glasplatte ausgebildeten Drucksubstanzträger 13 verläuft und in die Schicht 20 hinein fokussiert ist. Dort bildet sich auf bekannte Art und Weise aufgrund des Energieeintrags eine Volumen- und Positionsänderung heraus, welche letztlich ein Tröpfchen 21 von Drucksubstanz aus der Schicht 20 herauslöst und diese auf die Oberseite 17 des Substrats 16 aufträgt. Above the device 1 1 or behind the printing substance carrier 13 is a laser 35, whose laser beam passes through the printing substance carrier 13 formed as a transparent glass plate and is focused into the layer 20. There, a volume and position change is formed in a known manner due to the energy input, which ultimately dissolves a droplet 21 of printing substance from the layer 20 and this applies to the top 17 of the substrate 16.

Bei dem Druckverfahren kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 1 1 an sich bzw. der Drucksubstanz 13 samt Halter 15 unbewegt ist. Der Laser 35 fährt im Ablösebereich 23 die Länge des Drucksubstanzträgers 13 bzw. des Ablösebereichs 23 entlang und überträgt die Drucksubstanz 19 in Form kleiner Tröpfchen 21 auf die Oberseite 17 des Substrats 16. Gleichzeitig wird das Substrat 16 gemäß dem Pfeil von links nach rechts an der Vorrichtung 1 1 vorbeibewegt, und zwar mit relativ geringem Ab- stand von wenigen Millimetern. So kann ein beliebiges Druckmuster auf das Substrat 16 aufgebracht werden, welches lediglich sozusagen in den Laser 35 bzw. dessen Führung einprogrammiert werden muss. Aufwendige Drucksiebe wie beim Siebdruckverfahren odgl. können eingespart werden. In the printing method, it may be provided that the device 1 1 itself or the printing substance 13 together with the holder 15 is stationary. The laser 35 moves in the separation region 23 along the length of the printing substance carrier 13 and the separation region 23 and transfers the printing substance 19 in the form of small droplets 21 on the top 17 of the substrate 16. At the same time, the substrate 16 according to the arrow from left to right on the Device 1 1 moved past, with relatively little Ab- stood a few millimeters. Thus, any desired print pattern can be applied to the substrate 16, which merely has to be programmed into the laser 35 or its guide as it were. Elaborate printing screens as the screen printing process or the like. can be saved.

Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung 1 1 gemäß Fig. 1 ist der, dass hier im Prinzip keine mechanisch bewegten Teile vorgesehen sind, außer Pumpen an Drucksubstanzzuleitung 25 und/oder Drucksubstanzableitung 30. Jedenfalls drehen sich keine Walzen aneinander vorbei oder nutzen sich ab wie beim Stand der Technik, und es wird dennoch eine sich gegenüber dem Laser 35 bewegende Schicht 20 von Drucksubstanz 19 erreicht. A further advantage of the device 1 1 according to FIG. 1 is that in principle no mechanically moving parts are provided, except pumps on pressure substance supply line 25 and / or pressure substance discharge line 30. In any case, no rollers rotate past each other or make use of as in the state The technique, and it is still a moving relative to the laser 35 layer 20 of printing substance 19 achieved.

In Fig. 1 ist auch die leicht konkave Wölbung bzw. der konkave Querschnitt des Dickenverlaufs der Schicht 20 auf der Oberfläche 14 des Drucksubstanzträgers 13 zu sehen. Dies muss nicht unbedingt so sein, ergibt sich aber aufgrund des Fluidverhaltens der Drucksubstanz 19 selbsttätig. Die Bemaßungen, insbesondere auch von Auftrag-Kanalaustritt 27 und Ableit-Kanaleintritt 32, sowie die Geschwindigkeit, mit der Drucksubstanz 19 aufgetragen und wieder abgeleitet bzw. abgesaugt wird, beeinflussen die Schichtdicke in diesem Ablösebereich 23. In Fig. 1, the slightly concave curvature or the concave cross section of the thickness profile of the layer 20 on the surface 14 of the printing substance carrier 13 can be seen. This need not necessarily be so, but results automatically due to the fluid behavior of the printing substance 19. The dimensions, in particular also of the application channel outlet 27 and the discharge channel inlet 32, as well as the speed at which the printing substance 19 is applied and again discharged or sucked off, influence the layer thickness in this detachment region 23.

Eine alternative Ausgestaltung ist mit der Vorrichtung 1 1 1 in Fig. 2 dargestellt. Hier ist ein grundsätzlich ähnlicher Drucksubstanzträger 1 13 vorgesehen, der mit einer Oberfläche 1 14 nach unten weist, und wird von einem Halter gehalten, und zwar von einem oberen Halter 1 15a. Es ist wiederum ein Halter 1 15b vorgesehen, der sich klammerartig weiter nach außen erstreckt und der auch wiederum für die Führung der Drucksubstanz 1 19 dient. An alternative embodiment is shown with the device 1 1 1 in Fig. 2. Here, a basically similar printing substance carrier 1 13 is provided which faces downwards with a surface 14, and is held by a holder, namely by an upper holder 15a. It is in turn a holder 1 15b provided, which extends in a clip-like manner further outwards and which in turn also serves for the guidance of the printing substance 1 19.

Unter der Vorrichtung 1 1 1 ist ein Substrat 1 16 mit seiner Oberseite 1 17 dargestellt, welches mit geringem Abstand zu Vorrichtung 1 1 1 angeord- net ist. An der Oberfläche 1 14 des Drucksubstanzträgers 1 13 befindet sich eine Schicht 120 von Drucksubstanz 1 19. Diese Drucksubstanz 1 19 wird wiederum von einer Drucksubstanz 125 herangeführt in einen Auftrag-Kanal 126, der nahe an einem Ablösebereich 123in einen Auftrag- Kanalaustritt 127 mündet. Mit sehr geringem Abstand zu dem Auftrag- Kanalaustritt 127 und mit dem Ablösebereich 123 in der Mitte zwischen den beiden ist ein Ableit-Kanaleintritt 132 vorgesehen, der in einen Ab- leit-Kanal 131 samt Drucksubstanzableitung 130 führt. Under the device 1 1 1, a substrate 1 16 is shown with its top 1 17, which at a small distance to device 1 1 1 angeord- is net. On the surface 1 14 of the printing substance carrier 1 13 is a layer 120 of printing substance 1 19. This printing substance 1 19 is in turn supplied by a printing substance 125 in an order channel 126, which opens close to a separation region 123 in an order channel exit 127. At a very small distance from the application channel exit 127 and with the separation region 123 in the middle between the two, a discharge channel inlet 132 is provided, which leads into a discharge channel 131 together with a pressure substance discharge line 130.

Durch eine linke untere Abdeckung 137a und eine rechte untere Abdeckung 137b, die zwischen sich eine Schlitz-Öffnung 138 vom Ablösebereich 123 zum Substrat 1 16 bilden, ist der Ablösebereich 123 eben sehr schmal. Auftrag-Kanalaustritt 127 und Ableit-Kanaleintritt 132 liegen sehr nahe beieinander. Somit verläuft die Schicht 120 von Drucksubstanz 1 19 nicht entsprechend Fig. 1 im Wesentlichen an einer freien Oberfläche des Drucksubstanzträgers, sondern innerhalb im Wesentlichen geschlossener Kanäle 127 und 132. Nur im sehr schmalen Ablösebereich 123 oberhalb der Schlitz-Öffnung 128 ist der Weg zum Substrat 1 16 frei, so dass hier ein Laser 135 in die Schicht 120 im Ablösebereich 123 hineinzielt, um kleine Tröpfchen von Drucksubstanz 1 19 auf die Oberseite 1 17 zu übertragen. By means of a left lower cover 137a and a right lower cover 137b, which form between them a slot opening 138 from the detachment region 123 to the substrate 16, the detachment region 123 is very narrow. Job channel exit 127 and divert channel entry 132 are very close to each other. Thus, the layer 120 of printing substance 1 19 does not extend substantially along a free surface of the printing substance carrier as shown in FIG. 1, but within substantially closed channels 127 and 132. Only in the very narrow separation region 123 above the slot opening 128 is the path to the substrate 1 16 free, so that here a laser 135 in the layer 120 in the separation region 123 aims to transfer small droplets of printing substance 1 19 on the top 1 17.

Bei der Variante der Vorrichtung 1 1 1 gemäß Fig. 2 muss keine so breite Schicht von Drucksubstanz wie in der Vorrichtung in Fig. 1 erzeugt werden. Die Drucksubstanz muss sozusagen nur einen weitaus kürzeren freien Weg an der Oberfläche des Drucksubstanzträgers 1 13 zurücklegen, und zwar mit der Breite der Schlitz-Öffnung 138. Gleichzeitig muss darauf geachtet werden, dass sich in die Schlitz-Öffnung 138 hinein kein Staub oder keine Ablagerungen von Drucksubstanz 1 19 ergeben, da sonst die Tröpfchenablösung und Übertragung auf die Oberseite 1 17 behindert werden könnten. Auch hier bewegt sich wiederum das Substrat 1 16 relativ zur Vorrichtung 1 1 1 nach rechts, genauso wie der Laser 135 sich senkrecht zu Zeichenebene entlang des Ablösebereichs 123 bewegt. In the variant of the device 1 1 1 according to FIG. 2, it is not necessary to produce such a broad layer of printing substance as in the device in FIG. 1. The printing substance must, so to speak, travel only a much shorter free path on the surface of the printing substance carrier 1 13, with the width of the slot opening 138. At the same time, care must be taken that no dust or deposits are lodged in the slot opening 138 of printing substance 1 19, otherwise the droplet detachment and transfer to the top 1 17 could be hindered. Again, in turn, the substrate 1 16 moves relative to the device 1 1 1 to the right, just like the laser 135th moves perpendicular to drawing plane along the separation region 123.

Claims

claims

Apparatus for transferring printing substance from a printing substance carrier to a substrate by means of an energy delivery device, wherein the printing substance undergoes an energy input by means of an induced process of the energy delivery device and thereby undergoes a volume and / or position change for transmitting a pressure point from the printing substance carrier to the substrate characterized in that the printing substance carrier is designed to move or flow the printing substance over the surface of the printing substance carrier above it as a thin layer, preferably with a thickness of less than 2 mm, wherein the energy delivery device for an energy input into this thin layer or in a is firmly aligned with the pressure substance carrier energy absorbing layer is aligned.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the device or energy delivery device is aligned for an energy input into the thin layer in a narrow separation region.

Device according to claim 2, characterized in that it is designed such that the printing substance flows from one side onto the printing substance carrier in the narrow separation region and flows off at the other side of the narrow separation region, in particular with relative movement to and over the printing substance carrier, wherein preferably a suction for the printing substance is provided on the other side.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the printing substance carrier on one side a Drucksubstanzzuleitung for applying the printing substance to the printing substance carrier and on an opposite side a Drucksubstanzableitung for ablating or suction of the printing substance is provided, preferably Drucksubstanzzuleitung and Drucksubstanzaboutung approximately are arranged at the same distance from the region of the energy input in the printing substance.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the printing substance supply line is designed as a closed application channel for applying, which preferably has a direction parallel to and close to the printing substance carrier surface shortly before an application channel exit, wherein in particular the application channel outlet formed as a slot nozzle is.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the pressure substance discharge is designed as a closed discharge channel for discharging or suction, which preferably has a direction parallel to and close to the pressure substance carrier surface shortly before a discharge channel entrance, wherein in particular the dissipation -Kanaleintritt is designed as a slot nozzle.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the printing substance carrier to the substrate is substantially free and is covered by the thin layer of printing substance.

Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the application channel extends over the essential surface of the printing substance carrier and it closes except for a narrow slit-like slot opening away from the printing substance carrier. ger in the direction of the substrate, wherein preferably this slot opening between the pressure substance supply line and Drucksubstanzableitung is for introducing the energy from the energy delivery device in the printing substance in this narrow slot opening.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy delivery device is arranged behind the printing substance carrier, wherein preferably the printing substance carrier is transparent and in particular consists of glass or quartz glass.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the printing substance carrier advantageously has usable optical properties for better focusing of the laser beam.

1 1. A method for transferring printing substance from a printing substance carrier to a substrate, preferably with a device according to one of the preceding claims, wherein by means of an induced operation of an energy delivery device, the printing substance undergoes an energy input and thereby undergoes a volume and / or position change to a pressure point transferred from the printing substance carrier to the substrate, characterized in that the printing substance is moved over the surface of the printing substance carrier or flows over it as a thin layer, preferably with a thickness of less than 2 mm, and the energy input into this thin layer or in a firmly located on the printing substance carrier energy absorbing layer takes place.

12. The method according to claim 1 1, characterized in that the energy input into the thin layer in a narrow Ablösungsbe- in particular, the printing substance flows from the one side onto the printing substance carrier into the narrow separation region and flows off at the other side of the narrow separation region, the printing substance preferably being suctioned off on the other side.

13. The method of claim 1 1 or 12, characterized in that the printing substance is applied from a printing substance supply line to the printing substance carrier and removed or sucked off by means of a Drucksubstanzableitung, wherein Drucksubstanzzuleitung and pressure substance discharge at approximately the same distance to the region of the energy input in the printing substance are arranged.

14. The method according to claim 13, characterized in that the application of the printing substance is carried out on the printing substance carrier by means of a closed application channel as Drucksubstanzzuleitung, which preferably has a direction parallel to and close to the printing substance carrier surface, preferably just before a Auftrag-Kanalaustritt surface also the discharge or suction by means of a closed discharge channel as pressure substance discharge takes place, which preferably has a direction parallel to and close to the pressure substance carrier surface shortly before a discharge channel inlet.

15. The method according to any one of claims 1 1 to 14, characterized in that additional energy is introduced in the form of heat in the applied pressure substance in the vicinity of the order channel outlet for influencing the viscosity of the printing substance for a uniform droplet formation.

16. The method according to any one of claims 1 1 to 14, characterized in that the pressure substance to be applied with relative movement to the printing substance carrier and flows over it.