DE2060827A1

DE2060827A1 - Copier for simultaneous double-sided exposure of printed circuit boards

Info

Publication number: DE2060827A1
Application number: DE19702060827
Authority: DE
Inventors: Helmar Weis
Original assignee: Staub Wilhelm GmbH
Current assignee: Staub Wilhelm GmbH
Priority date: 1970-12-10
Filing date: 1970-12-10
Publication date: 1972-06-22
Also published as: DE2060827B2

Description

Kopiergerät zur gleichzeitigen doppelseitigen Belichtung von Leiterplatten Die zunehmende Verarbeitung von kleinsten Bauteilen in der Elektronik erfordert immer häufiger die Verwendung von sogenannten Photoresists als Ätzreserven, die das entsprechende Auflösungsvermögen besitzen. Dadurch erstreckt sich die Anwendung dieser kopiertechnischen Übertragungsmethoden in steigendem Maß auf die Serienproduk tion.Copier for simultaneous double-sided exposure of printed circuit boards The increasing processing of the smallest components in electronics requires more and more often the use of so-called photoresists as etching reserves, the have the appropriate resolution. This extends the application these copy-technical transfer methods in increasing measure on the serial product tion.

Die Ätzresists wurden bislang bei Großserien, von nur wenigen Ausnahmen abgesehen, durch Siebdruck aufgebracht.The etch resists have so far been used in large-scale production, with only a few exceptions apart from that, applied by screen printing.

Das zu erzielende Auflösungsvermögen hängt von der Maschenweite der Siebe ab und genügt heute bei feinen Leiterplattenabständen, insbesonders bei der Mehrschichtentechnik, nicht uehr den Anforderungen. Eine ähnliche Situation ist auch in der sogenannten Formteilätzung anzutreffen.The resolution to be achieved depends on the mesh size of the Sieves and is sufficient today for fine PCB gaps, especially for the Multi-layer technology, not the requirements. A similar situation is can also be found in the so-called molded part etching.

Als Ausweg bieten sich nur fotografische Schichten an, die ein entsprechendes Auflösungsvermögen besitzen. Sie bestehen aus lichtempfindlichen Materialien, wie photopolymere, diazo- oder chromatsensibilisierten Harzen.The only way out is to use photographic layers that have a corresponding Have resolving power. They are made of photosensitive materials like photopolymer, diazo or chromate sensitized resins.

Die Einführung von photopolymeren Schichten stellen die wichtigsten Neuerungen dar. Solche Schichten werden bereits als Folienform angeboten und lassen sich so auf einfache Weise auf Leiterplatten aufkaschieren. Als Beispiel soll das unter der Bezeichnung "RISTON" angebotene Material angeführt werden.The introduction of photopolymer layers represent the most important There are innovations. Such layers are already being offered in the form of a film and can be can be easily laminated onto printed circuit boards. As an example this should material offered under the designation "RISTON".

Für Kleinserien oder Laborzwecke werden bereits Kopiergeräte für die doppelseitige Leiterplatten-Belichtung angeboten. Diese Geräte sind mit besonders aktinischen Leuchtstofflampen ausgerüstet, die nähe bei der Kopierebene liegen. Das zu kopierende Material wird entweder zwischen zwei transparenten Folien, die in einem Rahmen eingespannt sind, oder zwischen einer Glasscheibe und einer Folie eingelegt und mit Vakuum angepreßt. Das Leucht röhrenfeld liegt dabei ober- und unterhalb dieses Vakuumrahmens.For small series or laboratory purposes, copiers are already being used for the double-sided PCB exposure offered. These devices are special equipped with actinic fluorescent lamps that are close to the copy plane. The material to be copied is either between two transparent foils, which are clamped in a frame, or between a pane of glass and one Foil inserted and pressed on with vacuum. The light tube field lies above and below this vacuum frame.

Diese Geräte entsprechen vielfach nicht mehr den modernen Anforderungen. Das Auflösungsvermögen ist durch das Streulicht begrenzt. Die Resietschichten werden verstärkt um eine genügende Resistenz gegenüber den heutigen Stellätzmitteln zu erreichen, die durch die industriali;ierte Fertigung erforderlich sind. Die bisher erwähnten Geräte entsprechen in der Verfahrensweise und in ihrer technischen Ausführung nicht der modernen Serienfabrikation.In many cases, these devices no longer meet modern requirements. The resolution is limited by the scattered light. The resietschichten are increased by a sufficient resistance to today's setting etchants that are required by industrialized manufacturing. The so far mentioned devices correspond in the procedure and in their technical execution not the modern series production.

Als Weiterentwicklung werden Geräte nit über die Kopierfläche wandernde Einzelstablampen, vorzugsweise Quecksilber-Dampflampen, benützt. Das Kopiergut liegt dabei in einem oder mehreren Kopierrahmen, die nebeneinander angeordnet sind. Die bewegte Lampe ergibt ein Streulicht, das man durch vorgeschaltete Richtgitter zu richten versucht, um das Auflösungsvermögen zu verbessern. Dieser Konstruktion haften wesentliche Nachteile an. Die Lichtleistung der Stablampen muß sehr hoch sein,um auf praxisgerechte Kopierzeiten zu kommen, da die Kopiereinwirkung auf eine Stelle der Kopierschicht nur einen Bruchteil der Kopierzeit der Platte andauert. Die Wärmeentwicklung ist sehr hoch und bedingt eine aufwendige Kühlung, um paßgenau arbeiten zu können. Das Kopierlicht, das im kurzwelligen uv-Bereich liegen muß, das also Augenentzündungen und Verbrennungen der Haut verursacht, läßt sich bei dieser Konstruktion nur sehr mangelhaft abdecken. Man kann von der Seite stets auf di. untere Lampe sehen. Ei weiterer Nachteil liegt von der Bedienung her betrachtet darin, daß die Bedienungsperson bei zwei oder drei nebenainanderliegenden Rahmen, die für eine wirtschaftliche Arbeits weise erforderlich sind, die Arbeit nicht in sitzender Weise verrichtet werden kann. Das Einlegen des Kopiergutes erfordert eine hohe Konzentration, ba Staubeinschlüsse zwischen Fil. und Leiterplatte unweigerlich zu Ausschuß führen. Durch das ständige Blenden, verursacht durch das austretende uv-Licht, ist das Arbeiten sehr erschwert, Die vorgeschlagene Ausführung vermeidet alle beschriebenen Nachteile, wobei die Kopierleistung des Gerätes erhöht wird. Für bestes Auflösungsvermögen werden oberhalb und unterhalb der Kopierebene Punktlicht-Kopierlampen mit hoher Kopieraktinität verwendet. Es handelt sich um Quecksilber-Dampflampen mit speziellen Zusätzen, die auch unter der Bezeichnung Metall-Halogenid-Lampen in neuerer Zeit angeboten werden. Diese Eigenschaft wird trotz dgs geringen Abstandes zwischen Lampe und Kopierebene durch speziell angeordnete Reflektoren. die einen annähernd parallelen Lichtaustritt ergeben, erreicht. Dadurch ist auch eine vollkommen gleichmäßige Ausleuchtung der Kopierfläche sichergestellt. Die Lampen sind in einem geschlossenen Gehäuse eingebaut, so daß Das Licht austreten kann. Zum Einlegen des Kopiergutes wird in der vorgeschlagenen Ausführung ein übereinander angeordneter Doppelrahmen benutzt wobei die Rahmen niteinandar gekoppelt sind. Während sich ein Rahmen unter der Lichtquelle in Kopierstellung befindet, ist der zweite ausgefahren und kann beschickt werden. Diese Anordnung ermöglicht eine bequeme sitzende Arbeitsweise. Die elektrische Schaltung wird so vorgeschlagen, daß beim Schließen des Rahmens und kurzem Weiterschieben automatisch über einen Endschalter einschaltet. Die Kopierfläche wird von unten inaktinisch beleuchtet, um Staubeinflüsse, Luftinseln beobachten zu können. Im eingeschobenen Zustand schaltet sich dann durch einen weiteren Endschalter zu Belichtung automatisch ein, die an einem Zeitwerk in ihre Dauer vorgegeben wird.As a further development, devices are not wandering over the copying surface Single rod lamps, preferably mercury vapor lamps, are used. The copy lies in one or more copy frames that are arranged side by side. the moving lamp results in a scattered light that is passed through upstream directional grids try to improve the resolution. Adhere to this construction significant disadvantages. The light output of the flashlights must be very high in order to to come to practice-oriented copying times, since the copying effect on one point the copy layer lasts only a fraction of the copy time of the plate. The heat development is very high and requires extensive cooling in order to be able to work with a precise fit. The copying light, which must be in the short-wave uv range, that is, eye inflammation and burns the skin can only be avoided with this construction Cover poorly. You can always go from the side to di. see lower lamp. egg Another disadvantage is from the point of view of the operator that the operator with two or three frames lying next to each other, which makes for economical working are wisely required, the work cannot be done in a seated manner. The loading of the copy material requires a high concentration, ba dust inclusions inevitably lead to rejects between the fil. and the circuit board. Through the constant Glare caused by that exiting uv light is working very difficult, the proposed design avoids all the disadvantages described, whereby the copying performance of the device is increased. For the best resolution are above and below the copying plane point light copying lamps with high Copy actinity used. These are mercury vapor lamps with special Additives that are also known as metal halide lamps in recent times Tobe offered. This property is despite the small distance between the lamp and copy plane through specially arranged reflectors. some almost parallel Resulting light emission, achieved. As a result, there is also a completely even illumination the copy area ensured. The lamps are in a closed housing built in so that the light can escape. To insert the copy, in the proposed embodiment uses a double frame arranged one above the other wherein the frames are not coupled to one another. While there is a frame under the light source is in the copying position, the second is extended and can be loaded. This arrangement enables a comfortable seated working method. The electrical circuit it is suggested that when you close the frame and move it briefly switches on automatically via a limit switch. The copy area is from below Inactinically illuminated in order to be able to observe the effects of dust and air islands. In the inserted The status is then automatically switched to exposure by another limit switch the duration of which is specified in a timer.

Die vorgeschlagene Ausführung ist in einer Aufrißzeichnung und einem Schnitt'dargeatellt.The proposed embodiment is in an elevation drawing and an Cut'dargeatellt.

Abbildung 1 zeigt das Gerät in der Vorderansicht.Figure 1 shows the device from the front.

Abbildung 2 einen Schnitt in Richtung AB, durch das Gerät.Figure 2 shows a section in the direction AB, through the device.

Die Hauptmerkmale gehen aus der Schnittzeichnung hervor.The main features emerge from the sectional drawing.

1 und 2 sind die Metall-Halogenid-Lampen, bestehend aus einem u-fSrmigen Brenner, einem Parabol-Reflektor 3, einem motorisch gesteuertem Verschluß 4. Das Kopiergut wird in die beiden Kopierrahmen 5 (unterer Rahmen) und 6 (oberer Rahmen) eingelegt. Die Rahmen 5 und 6 sind mit einer Kette 7 verbunden, so daß beim Einschieben des einen Rahmens der andere Rahmen aus dem Lampengehäuse herausgeschoben wird. Die Kopierrahmen 5 und 6 sind mit dem Pakuumsystem 8, bestehend aus einer Vakuumpumpe, einem Kessel und einem Vakuumwächter verbunden. Berürht z.B. der Rahmen 5 beim Einschieben den Endschalter 9, so ird ein Magnetventil geöffnet und die Luft ii Kopierrahmen wird abgesaugt. Der Absaugvorgang kann durch die inaktinische Beleuchtung 10 sehr gut beobachtet werden.1 and 2 are the metal halide lamps consisting of a u-shaped Burner, a parabolic reflector 3, a motorized shutter 4. The Copy goods are placed in the two copy frames 5 (lower frame) and 6 (upper frame) inserted. The frames 5 and 6 are connected by a chain 7, so that when pushed of the one frame, the other frame is pushed out of the lamp housing. The copy frames 5 and 6 are connected to the Pakuumsystem 8, consisting of a vacuum pump, connected to a boiler and a vacuum monitor. For example, if it touches frame 5 when it is pushed in the limit switch 9, a solenoid valve is opened and the air ii copier frame is sucked off. The suction process can be very much due to the inactinic lighting 10 be observed well.

Wird der Rahmen weiter hineingeschoben, so berührt er den Endschalter 11, der die Belichtungszeit einleitet, d. h der Verschluß wird geöffnet bis die Belichtungszeit an einen Zeitwerk abgelaufen ist.If the frame is pushed in further, it touches the limit switch 11, which initiates the exposure time, d. h the shutter is opened until the Exposure time on a timer has expired.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Copier for simultaneous double-sided exposure of printed circuit boards, characterized in that between two copier lamps, preferably metal halide lamps, two copy frames are arranged one above the other, which are coupled to one another in such a way that that when one frame is pushed into the copying position, the second frame is pushed out will.

2. Copier according to claim 1, characterized in that to compensate the different lamp distance to the respective copying level of the inserted Frame, which results from the height of both frames, the closer lamp according to their higher light output in the copying plane electrically back down is, oass the light output on both sides of the double-sided coated copy is equal to.

3. Copier according to claim 1, characterized in that the exposure control to suppress the different frame distances to the light source different exposure times of the individual light sources is controlled, for example via a time relay

4. Copier according to claim 1, characterized in that the lamp distance when inserting one of the double frames mechanically to a distance is brought that there is always the same lamp spacing.

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