Der Rahmen
Der Rahmen einer Siebdruckmaschine ist von fundamentaler Wichtigkeit für den Druckprozess. Auf ihn wird das Sieb aufgespannt. Er muss den Verspannungskräften und den während des Drucks auftretenden Belastungen widerstehen, während des gesamten Druckprozesses eben bleiben und darf sich nicht verziehen. Er sollte leicht genug sein, um eine gewisse Handlichkeit zu gewährleisten.
Sobald das Sieb auf den Rahmen gespannt wird zeigt sich, ob der Rahmen den auftretenden Kräften gewachsen ist und ob er sich verzieht. Ein geeigneter Rahmen muss über die gesamte Lebensdauer eben und rechtwinklig bleiben. Wenn sich der Rahmen verzieht, verzieht sich als Folge auch jede einzelne Siebmasche, was zu einer Verzerrung der gesamten abzubildenden Vorlage, insbesondere in den Ecken führt. Das führt dazu, dass bei einem zu weichen Rahmen nur ein entsprechend kleiner Mittelbereich für den eigentlichen Druckvorgang verzerrungsfrei genutzt werden kann. Bei Farbdrucken kann es zu Farbabweichungen kommen, die auf den ungleichmäßigen Verzug der verschieden Rahmen für die verschiedenen Farben zurück gehen.
Die Größe des Rahmens bestimmt die maximale Auflösung des Drucks. Das Verhältnis zwischen Rahmen- und Bildgröße ist wichtig für die erreichbare Verzerrung, die natürlich möglichst niedrig gehalten werden soll. In Abhängigkeit von den Anforderungen an die Verzerrung bestimmt also die Bildgröße die Innenabmessungen des Rahmens der Druckmaschine. Je stabiler der Rahmen ist und umso weniger sich das Sieb während des Druckvorgangs durchbiegt, umso niedriger sind die erforderlichen Andruckkräfte für den Wischer und umso verzerrungsfreier wird das Druckergebnis sein. Wischerlänge und Streichlänge im Verhältnis zur Siebgröße wirken sich ebenfalls auf Auflösung und Verzerrung des Druckbildes aus.
Das Sieb
Die Auswahl des Netzes oder Siebes ist das Resultat mehrerer Kompromisse. Ein grobes Sieb ermöglicht die widerstandsfreie Passierung des Druckmaterials durch das Sieb. Dicke Schichten können so schnell, aber mit geringer Auflösung gedruckt werden. Ein feines Sieb hingegen verursacht Probleme bei der Brillanz von Farben auf dunklem Untergrund und hochviskose Materialien lassen sich damit nur schlecht drucken. Dafür lassen sich aber andererseits sehr hohe Auflösungen mit feinen Sieben erzeugen. Dieser Umstand ist wesentlich für die Herstellung von Schichten in der LCD-Fertigung,. Deshalb finden hier Seidenstoffe als Siebe Anwendung. Die Seidennetze haben eine Maschenweite von 130 Maschen/cm, was eine sehr hohe Auflösung und den Druck von Linen mit einer Breite von nur 50µm ermöglicht. Die gedruckte Schichtdicke bewegt sich normalerweise in der Größenordnung von 10µm, was im LCD-Bereich immer noch als "dicke" Schicht betrachtet wird.
Der Wischer
- Pressen des Druckmaterials durch das Sieb - beeinflusst durch die Siebmaschengröße und die Viskosität des Druckmaterials.
- Niederdrücken des Siebes auf das Substrat- beeinflusst durch die Siebspannung und den Abstand zwischen Sieb und Substrat.
- Kontakt halten mit dem Substrat - beeinflusst durch die Substrathärte, -rauhigkeit und -ebenheit.
- Entfernung überschüssigen Druckmaterials vom Sieb - beeinflusst die Druckschichtdicke und die Auflösung des Druckbildes.
Wischer für den Siebdruck werden aus einem sehr steifem Material mit einer Härte bis zu 80 Härtegraden wie beispielsweise Polyurethan gefertigt. Durch die Härte des Wischers wird die Durchbiegung bzw. den Widerstand gegen die Durchbiegung während des Druckvorgangs definiert. Die Wischerhärte wird gemäß der Shore A Skala, einem Industriestandard bestimmt, die von 0 bis 100 reicht und ursprünglich für die Gummihärtebestimmung eingeführt wurde. Je mehr Härtegrade ein Wischer hat, um so stabiler ist er. Je niedriger der Härtegrad ist, um so stärker biegt sich der Wischer durch. Harte Wischer wie z.B. Wischer mit einer Härte von 80 Härtegraden verformen sich zwar nicht, können aber andererseits Unebenheiten des Substrats nicht ausgleichen. In der LCD-Fertigung sind diese hohen Härtegrade notwendig, damit der Wischer den hohen Drücken bei hohen Druckgeschwindigkeiten mit hochviskosem Druckmaterial und bei hoher Deckung auf Glassubstraten standhalten kann.
Der Winkel zwischen dem Wischer und dem Sieb bestimmt die Menge des passierten Materials sowie die hierfür nötigen Andruckkräfte. Übliche Anstellwinkel für einen gleichmäßigen Schichtdruck sind 15-20° Abweichung von der Senkrechtposition. Dieser Winkel ist ,wie erwähnt aber auch vom Wischerprofil abhängig.
