DE20316241U1

DE20316241U1 - Illumination implement for circuit structure manufacture on circuit board, using photomask exposing circuit structure image on circuit board, in which illumination member is formed by number of punctiform light sources on support plate

Info

Publication number: DE20316241U1
Application number: DE20316241U
Authority: DE
Original assignee: Geburek Frank Dipl-Ing (th)
Current assignee: PRINTPROCESS AG, CH
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2013-10-21

Abstract

The illumination module produces circuit structure on circuit board, which is illuminated via photomask deposited on circuit board. The illuminator (1) consists of numerous punctiform light sources (2) on support plate (7). Preferably the illuminator is in form of light source field, or a light source line and may have allocated to it a scanner for photomask deposited on circuit board. The light sources may be electroluminescent or laser diodes. The support plate may also be a circuit board.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belichtungsvorrichtung für eine Schaltungsplatte, bei der zur Erzeugung einer Schaltungsstruktur die Schaltungsplatte mit einem Belichtungsmittel über eine die Schaltungsstruktur auf die Schaltungsplatte abbildende Fotomaske belichtbar ist.The invention relates to an exposure device for one Circuit board used to create a circuit structure the circuit board with an exposure agent over a the circuit structure on the circuit board imaging photomask is exposed.

Bei der Erzeugung von Schaltungsstrukturen auf Schaltungsplatten wird nach einem gängigen Verfahren ein Schaltungsmuster durch Belichtung einer lichtempfindlichen Schicht, dem Fotoresist, die auf einem mit einer leitfähigen Beschichtung versehenen Plattenrohling aufgetragen ist, über eine Fotovorlage der Schaltung, die Fotomaske, übertragen. Durch die Belichtung wird die Beschaffenheit des Resists so verändert, dass die belichteten und unbelichteten Strukturen unterschiedlich von einer Entwicklerflüssigkeit lösbar sind. Im Falle von Leiterplatten werden Kupfer-Leiterbahnen auf einem kupferbeschichteten Leiterplattenrohling in nachfolgenden Schritten durch Ätz- und Waschvorgänge freigelegt. Vergleichbare Verfahren, bei denen ein fotoempfindliches Material belichtet wird, werden auch in der Halbleiterindustrie zur Herstellung von Wafern, beispielsweise Siliziumscheiben auf denen ein Verbund von Mikrochips angeordnet ist, eingesetzt. Unter Schaltungsplatten werden im Folgenden sowohl Leiterplatten als auch Wafer verstanden. Für die Belichtung der Schaltungsplatten wird ein Belichtungsmittel mit bestimmten auf das lichtempfindliche Material abgestimmten erforderlichen Strahlungseigenschaften bzgl. Wellenlänge und Intensität eingesetzt. Die herkömmlichen Belichtungsmittel sind Temperaturstrahler mit einem erhitzbaren Festkörper (Glühwendel) oder Gasentladungslampen, mit anregbaren Gasen als leuchtendem Medium, und mit einer nachgeschalteten Optik, die eine parallele Abstrahlung in Richtung der Fotomaske erzeugt. Dabei kommt es besonders auf eine möglichst homogene Ausleuchtung über die gesamte zu beleuchtende Fläche an.When generating circuit structures Circuit boards become a circuit pattern according to a common method by exposing a light-sensitive layer, the photoresist, the one on a conductive Coated plate blank is applied over a Transfer the photo template of the circuit, the photo mask. By exposure the nature of the resist is changed so that the exposed and unexposed structures different from a developer liquid solvable are. In the case of printed circuit boards, copper conductor tracks are opened a copper-coated circuit board blank in subsequent steps by etching and washes exposed. Comparable procedures in which a photosensitive Material is also exposed in the semiconductor industry for the production of wafers, for example silicon wafers which a composite of microchips is arranged used. Under circuit boards Both PCBs and wafers are understood below. For the Exposure of the circuit boards is using an exposure means certain required to match the photosensitive material Radiation properties used with regard to wavelength and intensity. The conventional Exposure means are temperature radiators with a heatable solid (Filament) or Gas discharge lamps, with stimulable gases as a luminous medium, and with a downstream optics that have a parallel radiation generated in the direction of the photo mask. It comes up particularly one if possible homogeneous illumination over the entire area to be illuminated on.

Für den Belichtungsvorgang des Rohlings über die Fotomaske kommen in der industriellen Leiterplattenfertigung Belichtungsautomaten zum Einsatz. Dies sind Belichtungsvorrichtungen, kurz Belichter genannt, die eine Einlaufsektion mit einem Förderer zum fortlaufenden Einbringen der Rohlinge, eine Belichtungssektion mit einem Rahmen, der die Fotomasken jeweils aufnimmt und nach einer Ausrichtung an den Rohlingen zum Anliegen bringt und die über ein Belichtungsmittel, beispielsweise eine Quecksilberdampflampe mit einer Optik, einen anschließenden Belichtungsvorgang durchführt sowie eine Auslaufsektion zum Befördern der belichteten Platten in eine Ablageeinrichtung, aufweisen. Derartige Belichtungsvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und haben sich prinzipiell bewährt. Durch den hohen Rationalisierungsdruck bei den Schaltungsplattenherstellern steigen jedoch die Anforderungen nach möglichst kostengünstigen und servicefreundlichen Belichtungsautomaten.For the exposure process of the blank come in through the photo mask of industrial printed circuit board production Commitment. These are exposure devices, called exposure units for short, which has an inlet section with a conveyor for continuous feeding the blanks, an exposure section with a frame that holds the photomasks each takes and after alignment on the blanks to Concerns and the over an exposure agent, for example a mercury vapor lamp with an optic, a subsequent one Performs exposure process and a discharge section for conveying the exposed plates in a storage device. Such exposure devices are in different versions known and have proven themselves in principle. Due to the high pressure to rationalize However, the demands on circuit board manufacturers are increasing after if possible inexpensive and service-friendly exposure machines.

Demgegenüber wirkt sich bei den bekannten Belichtungsvorrichtungen nachteilig aus, dass die verwendeten Lichtquellen eine in Kosten und Konstruktion aufwendige Optik benötigen. Zudem steigen die Kosten für die Optik mit zunehmender Größe der zu belichteten Fläche und mit zunehmenden Anforderungen an die Homogenität der Abstrahlung überproportional an. Weiterhin haben die bekannten Belichtungsvorrichtungen einen hohen Energieverbrauch sowie eine relativ geringe Lebensdauer der Lichtquellen.This is in contrast to the known exposure devices disadvantageous from the fact that the light sources used cost one and construction require complex optics. In addition, the costs increase for the Optics with increasing size of the exposed area and with increasing demands on the homogeneity of the radiation disproportionately on. Furthermore, the known exposure devices have one high energy consumption and a relatively short lifespan of the light sources.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Belichtungsvorrichtungen für Schaltungsplatten so zu verbessern, dass sie kostengünstiger in der Konstruktion, in der Anwendung und im Service sind.Object of the present invention is therefore the known exposure devices for circuit boards to improve so that they are less expensive to construct, are in use and service.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass das Belichtungsmittel als eine aus einer Mehrzahl von auf einer Trägerplatte angeordneten, punktförmigen Lichtquellen bestehende Lichtquellenanordnung ausgebildet ist.This object is combined in accordance with the invention solved with the preamble of claim 1 in that the exposure means as one of a plurality of point-shaped light sources arranged on a carrier plate existing light source arrangement is formed.

Unter punktförmigen Lichtquellen sollen Lichtquellen verstanden werden, deren abstrahlende Flächen gegenüber den zu belichtenden Schaltungsplatten klein sind.Under point light sources are supposed to be light sources are understood, their radiating surfaces compared to the circuit boards to be exposed are small.

Dadurch, dass das Belichtungsmittel als eine Lichtquellenanordnung aus punktförmigen Lichtquellen ausgebildet ist, sind keine aufwendigen Optiken, beispielsweise Spiegel und Integratoren wie bei den bisher üblichen Lampen oder Strahlern notwendig. Aufwendige Justierarbeiten der sonst notwendigen Optik entfallen. Es ist auch kein konstruktiv aufwendiges und bauraumbeanspruchendes Lampenhaus für die Lichtquelle notwendig. Insgesamt werden Herstellungs- und Betriebskosten gespart und der komplette Belichter erhält eine kleinere kompaktere Bauform.Because the exposure agent formed as a light source arrangement from punctiform light sources is, are not complex optics, such as mirrors and Integrators like the usual ones Lamps or spotlights necessary. Elaborate adjustment work of the otherwise necessary optics are omitted. It is also not a constructive one complex and space-consuming lamp house for the light source necessary. Overall, manufacturing and operating costs are saved and the complete imagesetter receives a smaller, more compact design.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquellenanordnung als ein Lichtquellenfeld ausgebildet.According to a preferred embodiment of the The invention is the light source arrangement as a light source array educated.

Dadurch, dass die Lichtquellenanordnung als ein Lichtquellenfeld ausgebildet ist, kann die komplette Belichtungsfläche, d.h. die gesamte Oberfläche der Schaltungsplatte, in einem Arbeitsgang, ohne zusätzliche Optiken, belichtet werden. Dies ermöglicht einen hohen Stückzahldurchsatz (belichtete Platten /pro Zeiteinheit) in einem Belichtungsautomaten. Das Licht quellenfeld kann für beliebige Schaltungsplattengrößen (Losgrößen) ausgelegt werden. Dabei steigen im Gegensatz zu den bisher nötigen Optiken die Kosten für größere Schaltungsplatten mit zunehmender Fläche nur gering an, so dass das Lichtquellenfeld für jede Schaltungsplattengröße besonders kostengünstig ist.The fact that the light source arrangement as a light source field is formed, the complete exposure area, i.e. the entire surface the circuit board, in one operation, without additional Optics, are exposed. This enables a high volume throughput (exposed plates / per unit of time) in an exposure machine. The light source field can be used for any circuit board sizes (lot sizes) become. In contrast to the optics previously required, this increases the price for larger circuit boards with increasing area only slightly so that the light source field is special for every circuit board size economical is.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquellenanordnung als eine Lichtquellenzeile ausgebildet. Der Lichtquellenzeile kann eine ansteuerbare Scannvorrichtung zugeordnet sein, mit Hilfe derer die an der Schaltungsplatte anliegende Fotomaske durch Verfahren der Lichtquellenzeile parallel beabstandet abtastbar ist.According to a further preferred embodiment of the invention, the light source arrangement is designed as a light source row. The light source line can be a controllable scan be assigned direction by means of which the photomask lying on the circuit board can be scanned in parallel by moving the light source line.

Die Lichtquellenzeile ist besonders kostengünstig und ermöglicht eine besonders kompakte Bauform der Belichtungsvorrichtung. Durch die Scannvorrichtung kann die sich in einer fixierten Position befindende Schaltungsplatte zeilenweise belichtet werden. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die Schaltungsplatte mit Hilfe einer entsprechenden Vorrichtung unter der feststehenden Lichtquellenzeile hinweggeführt wird.The light source line is special economical and enables a particularly compact design of the exposure device. By the scanning device can be in a fixed position Circuit board are exposed line by line. Basically is however it is also possible that the circuit board using an appropriate device is led away under the fixed light source line.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Lichtquellen als Elektrolumineszenzdioden ausgebildet. Es können aber auch Laserdioden verwendet werden.According to another preferred embodiment of the invention are the light sources as electroluminescent diodes educated. But it can laser diodes can also be used.

Elektrolumineszenzdioden, auch als LEDs (Light Emitting Diode) bekannt, stehen als kostengünstige punktförmige Lichtquellen in einem weiten Spektralbereich vom UV bis IR zur Verfügung. Insbesondere sind auch in dem für die Belichtung von Fotoresisten besonders interessanten UV-Wellenlängenbereich zwischen 300nm und 400nm mittlerweile kostengünstige LEDs mit ausreichenden Intensitäten für die Leiterplattenbelichtung erhältlich und weitere technologische Verbesserungen zu erwarten. Ihre spektrale Bandbreite liegt je nach Typ im Bereich von 10nm bis 50nm. LEDs haben eine hohe Lebensdauer, sind kompakt und können effektiv angesteuert werden. Daher sind sie besonders für die Lichtquellenanordnung geeignet. Laserdioden lassen sich ebenso gut ansteuern wie LEDs, ihr Licht ist jedoch wesentlich schmalbandiger und hat eine höhere spektrale Leistungsdichte. Daher bietet sich ihre Verwendung besonders dann an, wenn eine hohe spektrale Leistungsdichte für spezielle Resiste gefordert wird und / oder wenn eine besonders hohe räumliche Auflösung für spezielle Schaltungsstrukturen erzielt werden soll.Electroluminescent diodes, also as LEDs (Light Emitting Diode) are known as inexpensive point light sources available in a wide spectral range from UV to IR. In particular are also in the for the exposure of photoresists of particularly interesting UV wavelength range between 300nm and 400nm meanwhile inexpensive LEDs with sufficient Intensities for PCB exposure available and further technological improvements are expected. Your spectral Depending on the type, bandwidth is in the range from 10nm to 50nm. LEDs have a long service life, are compact and can be controlled effectively. Therefore, they are especially for the light source arrangement suitable. Laser diodes can also be used Control well like LEDs, but their light is much more narrow-band and has a higher spectral Power density. Therefore, their use is particularly useful when a high spectral power density is required for special resists and / or if a particularly high spatial resolution for special Circuit structures should be achieved.

Kostengünstig wirkt sich auch die hohe Lebensdauer der Dioden gegenüber den herkömmlichen Lichtquellen aus. Da die Diodenanordnung so angesteuert werden kann, dass sie nur zur Belichtung eingeschaltet ist, d.h. dass sie beim Einfahren, Positionieren- und Ausfahren der Schaltungsplatte im Belichter nicht im Betrieb ist, ergibt sich ein besonders hoher Kostenvorteil durch die erhöhte Lebensdauer der Lichtquellenanordnung.The high one also has a cost-effective effect Lifetime of the diodes compared the conventional Light sources. Since the diode arrangement can be controlled in this way, that it is only switched on for exposure, i.e. that they Retracting, positioning and extending the circuit board in the Imagesetter is not in operation, the result is a particularly high one Cost advantage through the increased Life of the light source assembly.

Ein weiterer Kostenvorteil ergibt sich durch den geringeren Energiebedarf der Dioden gegenüber den thermischen Strahlern durch die wesentlich geringere Wärmeverlustleistung. Für das Diodenfeld lässt sich beispielsweise gegenüber einer Quecksilberdampflampe ein typischer Stromverbrauchsvorteil von einem Faktor 4-9 erzielen.Another cost advantage results due to the lower energy consumption of the diodes compared to the thermal radiators due to the significantly lower heat loss. For the Diode field leaves towards each other, for example a typical mercury vapor lamp has a typical power consumption advantage of achieve a factor of 4-9.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Lichtquellen als SMD-Bauelemente ausgebildet.According to a further preferred embodiment According to the invention, the light sources are designed as SMD components.

SMD(Surface Mounted Device)-Bauelemente weisen im Gegensatz zu herkömmlichen Bauelementen mit Drahtanschlüssen eine Anschlussfläche zur direkten Montage auf einer Trägerplatte auf. Dadurch wird eine noch kompaktere Bauform der Lichtquel lenanordnung (Trägerplatte mit Dioden) möglich. Durch eine automatische Bestückung (eine typische Bestückungsdichte beträgt 2 bis 4 Dioden pro cm²), können zudem die Herstellungskosten weiter gesenkt werden. Typische SMD-LEDs sind mit einer Kantenlänge von 3 mm bei einer Chipkantenlänge von ca. 300μm erhältlich.In contrast to conventional components with wire connections, SMD (Surface Mounted Device) components have a connection surface for direct mounting on a carrier plate. This enables an even more compact design of the light source arrangement (carrier plate with diodes). With an automatic assembly (a typical assembly density is 2 to 4 diodes per cm ² ), the manufacturing costs can be further reduced. Typical SMD LEDs are available with an edge length of 3 mm and a chip edge length of approx. 300μm.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Trägerplatte als eine Leiterplatte ausgebildet.According to a further preferred embodiment the invention is the carrier plate formed as a circuit board.

Als Trägerplatten sind besonders Leiterplatten zur Bestückung mit Dioden geeignet. Eine Leiterplatte kann kostengünstig gleichzeitig als Träger der Lichtquellen und zur Verschaltung der Lichtquellenanordnung dienen. Grundsätzlich kommen aber auch andere Trägerplatten oder Trägerrahmen in Betracht, auf denen eine oder mehrere Diodenverschaltungsbauteile angeordnet sind.Printed circuit boards are particularly suitable as carrier boards for assembly suitable with diodes. A circuit board can be inexpensive at the same time as a carrier the light sources and for interconnecting the light source arrangement serve. in principle other support plates also come or carrier frame on which one or more diode interconnect devices are arranged.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die als das Lichtquellenfeld ausgebildete Lichtquellenanordnung mit Hilfe von ansteuerbaren Bewegungsmitteln in einer parallel zu der in einer Arbeitsebene einer Belichtungssektion eines Belichtungsautomaten positionierbaren Schaltungsplatte gelegenen x/y-Ebene, in fortlaufende Rotationsbewegungen versetzbar. Die als die Lichtquellenzeile angeordnete Lichtquellenanordnung ist mit Hilfe der Bewegungsmittel in der x-Richtung oder in der y-Richtung der x/y-Ebene in fortlaufende Hinundherbewegungen versetzbar. Die Bewegungsmittel können als Schwingelemente ausgebildet sein.According to another preferred embodiment The invention is the light source arrangement designed as the light source field with the help of controllable movement means in a parallel to that in a working plane of an exposure section of an automatic exposure device positionable circuit board located x / y plane, in continuous Rotational movements can be offset. The one arranged as the light source row The light source arrangement is in the x direction with the aid of the movement means or in the y direction of the x / y plane in continuous reciprocations movable. The movement means can be designed as oscillating elements his.

Die Abstrahlungskegel, bzw. Abstrahlungskeulen, der einzelnen Lichtquellen weisen eine bestimmte Divergenz auf, so dass sie sich in einem bestimmten Abstand von der Trägerplatte, je nach Bestückungsdichte und Divergenzgrad, räumlich überlappen. Dadurch wird eine relativ gleichmäßige Abstrahlung über die Gesamtfläche der Lichtquellenanordnung in einem Abstand von typischerweise einigen Zentimetern erreicht. Die Homogenität der Belichtung kann weiter gesteigert werden, indem die Lichtquellenanordnung während des Belichtungsvorgangs der Schaltungsplatte in, vorzugsweise stufenlose, rotatorische, bzw. in hinundhergerichtete Bewegungen um typischerweise einige Millimeter versetzt wird. Dadurch ändert sich fortlaufend die Position der abstrahlenden Lichtkegel innerhalb der x/y-Ebene, so dass sich die Abstrahlung der einzelnen benachbarten Lichtquellen nicht nur räumlich überlappt, sondern, die räumliche Überlappung überlagernd, zusätzlich im zeitlichen Verlauf überlappt. Dadurch ergibt sich im zeitlichen Mittel insgesamt eine signifikant verbesserte Homogenität in der Belichtung der Schaltungsplatte.The radiation cones, or radiation lobes, of the individual light sources show a certain divergence, so that they are at a certain distance from the carrier plate, depending on the placement density and degree of divergence, spatially overlap. This results in a relatively uniform radiation across the total area the light source arrangement at a distance of typically a few Centimeters reached. The homogeneity of the exposure can further can be increased by the light source arrangement during the Exposure process of the circuit board in, preferably stepless, rotatory, or in back and forth movements around typically a few millimeters. This changes the Position of the emitting light cone within the x / y plane, see above that the radiation of the individual neighboring light sources not only spatially overlapped, but, overlapping the spatial overlap, additionally overlapped over time. This results in a significant overall time average improved homogeneity in the exposure of the circuit board.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Abstand zwischen der Lichtquellenanordnung und der in der Arbeitsebene positionierten Schaltungsplatte in einer senkrecht zu der x/y-Ebene gelegenen z-Achse mit Hilfe von Verstellmitteln variierbar.According to another preferred embodiment Form of the invention, the distance between the light source arrangement and the circuit board positioned in the working plane can be varied in a z-axis perpendicular to the x / y plane with the aid of adjusting means.

Durch die Verstellmöglichkeit der Lichtquellenanordnung in der z-Achse kann der optimale Abstand der Lichtquellenanordnung zu der Schaltungsplatte für eine möglichst homogene Belichtung einerseits bei möglichst geringen Intensitätsverlusten andererseits, eingestellt werden. Die Verstellmöglichkeit in der z-Achse kann auch für die Integration der Lichtquellenanordnung in eine automatische Belichtungssektion eines Belichters aus konstruktiven und fertigungstechnischen Gründen von Vorteil sein, insbesondere in Abstimmung mit einer Einlaufsektion sowie mit einer Ausrichtungsvorrichtung der Schaltungsplatte zu der Fotomaske.Through the adjustment option the light source arrangement in the z-axis can be the optimal distance the light source arrangement to the circuit board for one if possible homogeneous exposure on the one hand with as little intensity loss as possible on the other hand. The adjustment option in the z-axis can also for the integration of the light source arrangement in an automatic exposure section of an imagesetter for design and manufacturing reasons by Be an advantage, especially in coordination with an inlet section as well with an alignment device of the circuit board to the photomask.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquellenanordnung in einer modularen Bauwei se aus lösbar zusammenfügbaren Lichtquellenmodulen ausgebildet.According to another preferred embodiment the invention is the light source arrangement in a modular Bauwei se from releasable joinable Light source modules formed.

Die Module sind vorzugsweise der Trägerplatte zugehörige Leiterplattenbausteine, die mit einer bestimmtem Anzahl von Dioden bestückt sind, die jeweils eine zusammenhängende Einheit bilden. Durch die Modulbauweise müssen einzelne defekte Dioden im Servicefall nicht umständlich entfernt und ersetzt werden. Stattdessen wird das betroffene Modul einfach ausgetauscht. Dies verringert die Servicekosten, insbesondere den Zeitaufwand für den Service und verkürzt somit ggf. auch die Ausfallzeit des Belichters bei der Serienfertigung. Es können auch kostengünstige Nachrüstungen an der Lichtquellenanordnung vorgenommen werden.The modules are preferably the support plate associated Printed circuit board modules with a certain number of diodes stocked are each connected Form unity. Due to the modular design, individual defective diodes not cumbersome when servicing removed and replaced. Instead, the affected module simply exchanged. This reduces service costs, in particular the time spent on the service and shortened thus possibly also the downtime of the imagesetter during series production. It can too inexpensive retrofits be made on the light source arrangement.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquellenanordnung über eine Ansteuerelektronik in einem Pulsbetrieb ansteuerbar.According to a further preferred embodiment the invention is the light source arrangement via control electronics controllable in a pulse mode.

Dioden können über den Diodenstrom mit hohen Frequenzen (je nach Bauweise kHz-GHz) moduliert werden. Durch einen Pulsbetrieb der Lichtquellen lässt sich bei einer Modulation mit an den Diodentyp angepassten Frequenzen – und höheren Stromstärken die optische Leistung der Lichtquellenanordnung steigern und damit eine noch effektivere Belichtung einer Schaltungsplatte erzielen. Leistungssteigerungen heute handelsüblicher UV-LEDs von 5mW optischer Leistung (typische nutzbare Lichtleistung bei einer Stromstärke von 20mA und einer Spannung von 3V) auf über 10mW sind dadurch realistisch. Mit weiteren zukünftig zu erwartenden technologischen Verbesserungen sind UV-LEDs mit 15-20mW optischer Leistung denkbar.Diodes can be high with the diode current Frequencies (depending on the design kHz-GHz) are modulated. Through a Pulse operation of the light sources leaves modulation with frequencies adapted to the diode type - and higher currents increase optical performance of the light source arrangement and thus a achieve even more effective exposure of a circuit board. performance improvements more commercially available today UV LEDs of 5mW optical power (typical usable light output at a current from 20mA and a voltage of 3V) to over 10mW are realistic. With more in the future Technological improvements to be expected are UV LEDs with 15-20mW optical performance conceivable.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei diametral angeordnete Lichtquellenanordnungen vorgesehen, so dass die Schaltungsplatte gleichzeitig beidseitig belichtbar ist.According to another preferred embodiment According to the invention, two diametrically arranged light source arrangements are provided, so that the circuit board can be exposed on both sides at the same time is.

Die Lichtquellenanordnung ist durch ihre kompakte Bauform besonders auch für Belichtungsverfahren zur gleichzeitigen beidseitigen Belichtung von Schaltungsplatten geeignet. Dies kann auf einfache Weise durch zwei baugleiche Lichtquellenanordnungen, die beidseitig der Schaltungsplatte zugeordnet sind, realisiert werden.The light source arrangement is through their compact design especially for exposure processes simultaneous exposure of circuit boards on both sides. This can easily be achieved by two identical light source arrangements, which are assigned on both sides of the circuit board become.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.Further details of the invention result from the following detailed description and the attached Drawings in which preferred embodiments of the invention for example are illustrated.

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

1: Eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Lichtquellenanordnung einer Belichtungsvorrichtung
a) in einer perspektivischen Draufsicht,
b) in einer Ansicht von der Unterseite und 1 : A schematic representation of a first embodiment of a light source arrangement of an exposure device
a ) in a perspective top view,
b ) in a view from the bottom and

2: eine perspektivische Draufsicht der Belichtungsvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung mit zwei in einer zweiten Ausführungsform ausgebildeten Lichtquellenanordnungen mit einer dazwischenliegenden Schaltungsplatte. 2 a perspective top view of the exposure device in a simplified representation with two light source arrangements formed in a second embodiment with an intermediate circuit board.

Eine Belichtungsvorrichtung für eine Schaltungsplatte 4 weist eine Lichtquellenanordnung 1 auf, die im Wesentlichen aus einer Mehrzahl von auf einer Trägerplatte 7 angeordneten, punktförmigen Lichtquellen 2 besteht.An exposure device for a circuit board 4 has a light source arrangement 1 which essentially consists of a plurality of on a carrier plate 7 arranged, point-shaped light sources 2 consists.

Die Belichtungsvorrichtung ist vorteilhaft als ein integraler Bestandteil einer Belichtungssektion eines Belichtungssautomaten, kurz Belichter, ausgebildet. Derartige Belichter sind im Prinzip bekannt. Im Folgenden wird daher nur auf die für die Erfindung wesentlichen Komponenten, insbesondere auf die Lichtquellenanordnung 1 detaillierter eingegangen.The exposure device is advantageously designed as an integral part of an exposure section of an automatic exposure device, or exposer for short. Such imagesetters are known in principle. In the following, therefore, only the components essential to the invention, in particular the light source arrangement, will be discussed 1 received in more detail.

In 1 ist eine erste Ausführungsform der Lichtquellenanordnung 1 dargestellt. Die Lichtquellenanordnung 1 ist als ein Diodenfeld ausgebildet. Das Diodenfeld besteht aus einer Anzahl SMD-LEDs, die auf der, vorteilhaft als eine Leiterplatte ausgebildeten, Trägerplatte 7 angeordnet und elektrisch verschaltet sind. Die Dioden sind von der Unterseite 6 der Diodenplatte 7 her über Bohrungen eingesetzt, so dass auf der Oberseite 5 die abstrahlenden Gehäuseoberteile der Dioden 2 die Oberfläche der Diodenplatte 7 durchgreifen. Die kreisrunden Basisflächen der Dioden 2 bilden, wie in 1b dargestellt, eine einer dichtesten Packung ähnliche Anordnung.In 1 is a first embodiment of the light source assembly 1 shown. The light source arrangement 1 is designed as a diode array. The diode array consists of a number of SMD LEDs which are mounted on the carrier plate, which is advantageously designed as a printed circuit board 7 arranged and electrically connected. The diodes are from the bottom 6 the diode plate 7 forth inserted over holes so that on top 5 the radiating upper housing parts of the diodes 2 the surface of the diode plate 7 succeed. The circular base areas of the diodes 2 form as in 1b shown an arrangement similar to a closest packing.

In einer zweiten Ausführungsform ist die Lichtquellenanordnung 1 in einer Modulbauweise aus einzelnen Lichtquellenmodulen 3 aufgebaut. Die einzelnen Module 3 sind über geeignete nicht dargestellte Verbindungsmittel lösbar zusammengefügt und elektrisch kontaktiert. Jedes Modul 3 ist mit einer bestimmten Anzahl von Dioden 2 bestückt.In a second embodiment, the light source arrangement 1 in a modular design from individual light source modules 3 built up. The individual modules 3 are detachably joined and electrically contacted via suitable connecting means, not shown. Every module 3 is with a certain number of diodes 2 stocked.

2 zeigt zwei diametral angeordnete Lichtquellenanordnungen 1 mit der dazwischen positionierten Schaltungsplatte, bzw. Leiterplatte 4, innerhalb eines Belichters zur beidseitigen Belichtung der Schaltungsplatte 4. Die Diodenfelder 1 sind in einer x/y- Ebene, parallel zu einer Arbeitsebene der Schaltungsplatte 4, beweglich gelagert und über nicht dargestellte Schwingelemente in der x-Richtung und in der y-Richtung in eine rotationsartige Schwingbewegung versetzbar. Der Abstand der Diodenfelder 1 zu der Schaltungsplatte 4 kann in einer auf der x/y-Ebene senkrecht stehenden z-Richtung variiert werden. 2 shows two diametrically arranged light source arrangements 1 with the circuit board or circuit board positioned between them 4 , within an imagesetter for exposure of the circuit board on both sides 4 , The diode fields 1 are in one x / y plane, parallel to a working plane of the circuit board 4 , movably mounted and can be set into a rotational oscillating movement in the x-direction and in the y-direction by means of oscillating elements, not shown. The distance between the diode fields 1 to the circuit board 4 can be varied in a z direction perpendicular to the x / y plane.

Für einen Belichtungsvorgang wird die Schaltungsplatte 4 in der bekannten Weise in den Belichter eingefahren, die Fotomaske (nicht dargestellt) wird zu der Schaltungsplatte 4 ausgerichtet und mit der Oberfläche der Schaltungsplatte 4 zum Anliegen gebracht. Das Diodenfeld 1 wird (oder ist vorab) anhand vorgegebener Belichtungsparameter auf einen bestimmten Abstand in z- Richtung zu der Schaltungsplatte 4 eingestellt. Falls zur Erreichung einer besonders homogenen Belichtung erforderlich, wird das Diodenfeld 1 über die Schwingelemente und eine geeignete Ansteuerungselektronik (nicht dargestellt) vor dem Belichtungsvorgang in der x/y-Ebene in die rotatorischen Schwingungsbewegungen versetzt. Anschließend kann die eigentliche Belichtung über einen vorgegebenen Belichtungszeitraum erfolgen. Nach dem Belichtungsvorgang wird mit der Schaltungsplatte 4 in bekannter Weise weiterverfahren. Eine beidseitige Belichtung kann in entsprechender Weise durchgeführt werden.The circuit board is used for an exposure process 4 retracted into the imagesetter in the known manner, the photomask (not shown) becomes the circuit board 4 aligned and with the surface of the circuit board 4 brought to the concern. The diode field 1 is (or is in advance) based on predetermined exposure parameters to a certain distance in the z direction to the circuit board 4 set. If necessary to achieve a particularly homogeneous exposure, the diode field 1 via the vibrating elements and suitable control electronics (not shown) prior to the exposure process in the x / y plane in the rotary vibrational movements. The actual exposure can then take place over a predetermined exposure period. After the exposure process is done with the circuit board 4 proceed in a known manner. Exposure on both sides can be carried out in a corresponding manner.

Claims

Exposure device for a circuit board, in which, in order to produce a circuit structure, the circuit board can be exposed with an exposure means via a photomask that images the circuit structure on the circuit board, characterized in that the exposure means as one of a plurality of on a carrier plate ( 7 ) arranged, point-shaped light sources ( 2 ) existing light source arrangement ( 1 ) is trained.

Exposure device according to claim 1, characterized in that the light source arrangement ( 1 ) is designed as a light source field.

Exposure device according to claim 1, characterized in that the light source arrangement ( 1 ) is designed as a light source line.

Exposure device according to claim 3, characterized in that the light source arrangement designed as the light source line ( 1 ) a controllable scanning device is assigned, by means of which the on the circuit board ( 4 ) adjacent photomask can be scanned in parallel by moving the light source line.

Exposure device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the light sources ( 2 ) are designed as electroluminescent diodes.

Exposure device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the light sources ( 2 ) are designed as laser diodes.

Exposure device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the light sources ( 2 ) are designed as SMD components.

Exposure device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier plate ( 7 ) is designed as a printed circuit board.

Exposure device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the light source arrangement designed as the light source field ( 1 ) with the help of controllable movement means in a circuit board that can be positioned parallel to a working plane of an exposure section of an automatic exposure device ( 4 ) located x / y plane, can be set in continuous rotational movements.

Exposure device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light source arrangement arranged as the light source line ( 1 ) can be made to move back and forth in the x direction or in the y direction of the x / y plane with the aid of the movement means.

Exposure device according to claim 9 or 10, characterized in that the moving means as vibrating elements are trained.

Exposure device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the distance between the light source arrangement ( 1 ) and the circuit board positioned in the working level ( 4 ) can be varied in a z-axis perpendicular to the x / y plane with the aid of adjusting means.

Exposure device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the light source arrangement ( 1 ) in a modular design from detachable light source modules ( 3 ) is trained.

Exposure device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the light source arrangement ( 1 ) can be controlled in a pulse mode via control electronics.

Exposure device according to one of claims 1 to 14, characterized in that two diametrically arranged light source arrangements ( 1 ) are provided so that the circuit board ( 4 ) can be exposed on both sides at the same time.