DE2405724A1

DE2405724A1 - Photolithographic contact printer - with array of rigid plates on rubber backing plate to smooth out print

Info

Publication number: DE2405724A1
Application number: DE19742405724
Authority: DE
Inventors: Eduard Gallo; Hans-Hermann Di Merkenschlager
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-02-06
Filing date: 1974-02-06
Publication date: 1975-08-14

Abstract

The photolithographic contact printer has a glass plate mask which is pressed onto the prepared subject and which is pressed together by a rubber backing sheet and a vacuum line connection to the sandwich. In order to eliminate any creases in the subject the rubber backing sheet is fitted with an array of small rigid plates which press the subject flat and which are of sufficient thickness to maintain an array of vacuum ducts over the sandwich.

Description

Vorrichtung zum Belichten von Halbzeugen in Form von großflächigen, metallkaschierten Folien.Device for exposing semi-finished products in the form of large, metal-clad foils.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Belichten von Halbzeugen in Form von großflächigen, metallkaschierten Folien, bei der dieses Halbzeug zwischen eine in einen Rahmen eingespannte Gummimatte und ein ein zu kopierendes Druckbild tragendes Druckwerkzeug eingelegt ist und durch Unterdruck mit seiner metallischen und mit einer licht empfindlichen Schicht abgedeckten Oberfläche in unmittelbarem Kontakt mit dem Druckwerkzeug steht, das beim Belichtungsvorgang an der von dem Halbzeug abgewandten Seite durch eine Lichtquelle angestrahlt wird.The invention relates to an apparatus for exposing Semi-finished products in the form of large, metal-laminated foils, in which this semi-finished product between a rubber mat clamped in a frame and a mat to be copied Printing tool bearing the print image is inserted and by vacuum with his metallic surface covered with a light-sensitive layer is in direct contact with the printing tool that is present during the exposure process the side facing away from the semi-finished product is illuminated by a light source.

In der Druckereitechnik und auf verwandten Gebieten, insbesondere der Xtztechnik,werden Druckbilder durch Eontaktkopieren von Glas- oder Filmdruckwerkzeugen auf metallkaschierte Folien, die mit einer lichtempfindlichen Schicht abgedeckt sind und hin ort als Halbzeug bezeichnet werden, durch Belichten übertragen. Die beim Kontaktkopieren belichteten Stellen der lichtempfindlichen Schicht verändern unter dem LichteinfluB ihre chemischen Eigenschaften, z. B. bei einem dafür häufig verwendeten Fotopolymer durch Polymerisation und werden dabei beständig gegenüber Ätzflüssigkeiten und Galvanikbädern. Die beim Belichtungsvorgang nicht belichteten Stellen der lichtempfindlichen Schicht lassen sich dagegen mit bekannten Lösungsmitteln lösen, so daß danach ein Teil der Metallkaschierung des Halbzeuges freiliegt. Diese Teile der metallischen Schicht können nun entweder abgeätzt oder'mit galvanischen Überzügen -versehen werden.In printing technology and related fields, in particular the Xtz technique, print images are made by contact copying from glass or film printing tools on metal-laminated foils, which are covered with a light-sensitive layer are and are referred to as semi-finished products there, transferred by exposure. the change exposed areas of the photosensitive layer during contact copying their chemical properties under the influence of light, e.g. B. with one for it often photopolymer used by polymerization and become resistant to it Caustic liquids and electroplating baths. Those not exposed during the exposure process On the other hand, the photosensitive layer can be positioned with known solvents loosen, so that then part of the metal cladding of the semi-finished product is exposed. These Parts of the metallic layer can now either be etched off or galvanized Overlays are provided.

In vielen Anwendungsfällen wird eine exakte Maßhaltigkeit des auf diese Weise erzeugten Bildmusters auf dem Halbzeug gefordert. Der Grund für diese Porderung wird aus einem der möglichen Anwndungsfälle besonders deutlich, bei dem auf diese Weise Ätzbilder für Leiterbabnenkonfigurationen elektrischer Leiterplatten auf dem Halbzeug erzeugt werden. Bei der heute weit fortgeschrittenen Technologie auf vielen Gebieten der Elektrotechnik und der damit erreichten hohen Packungsdichte elektronischer Bauelemente auf Leiterplatten werden auch an die exakte Ausbildung der Leiterbahnkonfiguration große Anforderungen gestellt, um die Funktionsfähigkeit der Leiterplatte zu gewährleisten. Das setzt aber eine randscharfe und maßhaltige Kontaktkopie des Druckbildes als Ätzvorlage auf dem Halbzeug voraus.In many applications, the exact dimensional accuracy of the image pattern generated in this way on the semi-finished product is required. The reason for this The requirement becomes particularly clear from one of the possible use cases in which in this way etched patterns for conductor wire configurations of electrical circuit boards are generated on the semi-finished product. With today's advanced technology in many areas of electrical engineering and the high packing density achieved with it Electronic components on printed circuit boards are also used in the exact training the conductor track configuration made great demands on the functionality the printed circuit board. But that sets a sharp edge and true to size Contact copy of the print image as an etching template on the semi-finished product.

Insbesondere gilt das auch bei der Herstellung von Mehrlagenplatten, bei denen eine hohe Packungsdichte der Regelfall ist, und deren einzelne Lagen zudem gegenüber einer ein- oder doppelseitigen Leiterplatte wesentlich dunner und damit empfindlicher sind. Beim Eontaktkopieren solcher in großflächigen Nutzen verarbeiteten Einzellagen treten auf Grund der mechanischen Eigenschaften des Halbzeugs bisher häufig Überstrahlungen auf, die zu einer unscharfen Kopie des Druckbildes führen und damit die Ursache für eine Nacharbeit bzw. Ausschuß bilden.In particular, this also applies to the production of multi-layer panels, where a high packing density is the rule, and also their individual layers Compared to a single or double-sided printed circuit board, it is much thinner and therefore much thinner are more sensitive. When Eontaktkopieren such processed in large-scale use Individual layers have so far occurred due to the mechanical properties of the semi-finished product often overexposure, which leads to a blurred copy of the printed image and thus form the cause for rework or scrap.

Die Ursache für die Überstrahlungen ergibt sich aus dem prinzipiellen Aufbau der bekannten Belichtungsautomaten, die zum Kontaktkopieren verwendet werden. Bei ihnen wird das Halbzeug zwischen eine in einen schwenkbaren Rahmen eingespannte Gummimatte und das Druckwerkseug eingelegt. Danach wird die Luft aus dem Raum zwischen dem schwenkbaren Rahmen und dem Druckwerkzeug abgesaugt und so ein Unterdruck erzeugt, so daß sich die flexible Gummimatte an das Halbzeug anlegt und es großflächig unmittelbar an das Druckwerkzeug andrückt. Auf der vom Halbzeug abgewandten Seite des Druckwerkseugs ist eine Liohtquellö angeordnet, die während des Belichtungsvorganges Licht durch die transmittierenden Teilflächen des Druckwerkzeuges hindurch auf das Halbzeug abstrahlt, in dessen belichteten Teilflächen der lichtempfindlichen Schicht dabei auf Grund des Fotoeffektes eine chemische Umwandlung erfolgt.The cause of the overexposure results from the principle Structure of the known automatic exposure machines that are used for contact copying. With them, the semi-finished product is clamped between a frame that can be swiveled Rubber mat and the printing unit inserted. After that, the air is out of the space between the swiveling frame and the pressure tool sucked and thus a negative pressure is generated, so that the flexible rubber mat rests against the semi-finished product and covers it directly over a large area presses against the pressure tool. On the side of the printing unit facing away from the semi-finished product is a Liohtquellö arranged during the exposure process Light through the transmitting partial surfaces of the printing tool onto the Semifinished product emits in its exposed partial areas of the photosensitive layer a chemical conversion takes place due to the photo effect.

Weist das eingelegte Halbzeug nun Knicke oder Beulen auf, so steht es im Bereich dieser Fehlstellen nicht in unmittelbarem Kontakt mit dem Druckwerkzeug, Hier treten dann Überstrahlungen auf. Bei den dünnen und daher empfindlichen, in sich aber noch relativ steifen Halbseugen, wie sie Innenlagen von Mehrlagenplatten darstellen, fahrt daher die bisher bekannte Ausfuhrung des schwenkbaren Rahmens mit einer eingespannten flexiblen Gummimatte zu unzureichenden und fehlerhaften Ergebnissen.If the inserted semi-finished product now has kinks or dents, it stands it is not in direct contact with the printing tool in the area of these imperfections, This is where overexposure occurs. In the case of the thin and therefore sensitive, in but still relatively stiff semi-eyes, such as the inner layers of multilayer boards represent, therefore drives the previously known execution of the pivotable frame with a clamped flexible rubber mat to inadequate and faulty Results.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Belichten von Halbzeugen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der sich in allen denkbaren Fällen tberstrahlungen mit Sicherheit vermeiden lassen, die also auch geeignet ist, allein auf Grund des herrschenden Unterdruckes Knicke oder Beulen im Halbzeug auszugleichen, so daß sich dieses großflächig, also ohne Einschlüsse, an das Druckwerkezeug anlegt.The invention is therefore based on the object of providing a device for To create exposure of semi-finished products of the type mentioned, in which in Let overexposure be avoided in all conceivable cases, i.e. the is also suitable, solely due to the prevailing negative pressure, kinks or bumps to be balanced in the semi-finished product so that it can be spread over a large area, i.e. without inclusions, applied to the printing tool.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der dem Halbzeug zugewandten Oberfläche der Gummimatte starre Andruckplatten mit geringem Abstand untereinander rasterförmig angeordnet sind. Durch diese Anordnung von Andruckplatten auf der Innenseite der Gummimatte wird diese in ein Raster von in sich starren Teilflächen zerlegt, die bei gegenüber den bekannten Belichtungsautomaten unveränderteu Unterdruck auf erhabene Stellen in der vom Druckwerkzeug abgewandten Oberfläche des Halbzeuges eine wesentlich größere Kraft ausüben, als eine flexible Gummimatte aufbringen könnte. Die rasterförmige Anordnung der Andruckplatten ergibt zwischen ihnen ein Gitter von Kanälen, das eine vollständige Luftabsaugung ermöglicht, so daß sich der Unterdruck im gesamten Bereich der Gummimatte homogen ausbildet. Unter Beibehaltung des bisher angewendeten Prinzips des Anpressens des Halbzeuges an das Druckwerkzeug mit Hilfe von Unterdruck und damit ohne großen technischen Umbau ist es auf diese Weise mit einfachen Mitteln möglich, die bisher häufig aufgetretenen Fehler beim Kontaktkopieren auf Grund von Uberstrahlungen mit Sicherheit auszuschalten. Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.In the case of a device of the type mentioned at the outset, this task is accomplished according to the invention achieved in that on the surface facing the semi-finished product the rubber mat rigid pressure plates with a small spacing from one another in a grid-like manner are arranged. This arrangement of pressure plates on the inside of the Rubber mat this is broken down into a grid of rigid sub-areas that with the same negative pressure compared to the known automatic exposure machines Make a significant difference in the surface of the semi-finished product facing away from the printing tool Apply greater force than a flexible rubber mat could apply. The grid-shaped arrangement of the pressure plates results in a grid of between them Ducts that allow a complete evacuation of air, so that the negative pressure forms homogeneously in the entire area of the rubber mat. Keeping the previous one applied principle of pressing the semi-finished product to the pressure tool with the help of negative pressure and thus without major technical modifications it is in this way with simple means possible, the so far frequently occurred errors when copying contacts to be switched off with certainty due to glare. Further training of the Invention are characterized in subclaims.

Ein Ausfübrungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 in einer schematischen Darstellung einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Belichten von Halbzeugen mit Hilfe von Druckwerkzeugen und Fig. 2 eine schematische Ansicht der Unterseite des schwenkbaren Rahmens dieser Vorrichtung mit einer eingespannten Gummimatte und darauf rasterförmig angeordneten Andruckplatten.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to FIG Drawing explained in more detail. It shows Fig. 1 in a schematic representation Section through a device for exposing semi-finished products with the aid of printing tools and FIG. 2 is a schematic view of the underside of the pivotable frame thereof Device with a clamped rubber mat and arranged in a grid on it Pressure plates.

Da Vorrichtungen zum Kontaktkopieren an sich bereits hinlänglich bekannt sind, ist in Fig. 1 nur ein schematischer Schnitt durch eine derartige Vorrichtung dargestellt. Ein bereits eingelegtes Halbzeug 1 liegt zwischen einem Druckwerkzeug 2 und einer Gummimatte 3. Dabei ist seine metallische und durch eine lichtempfindliche Schicht abgedeckte Oberfläche 12 dem Druckwerkzeug 2 zugewandt. Dieses trägt auf seiner dem Halbzeug zugewandten Oberfläche ein schematisch angedeutetes Druckbild 21 und wird von der Rückseite durch eine Lichtquelle 4 beleuchtet. Auf der Unterseite der Gummimatte 3, die der Folienseite 11 des Halbzeuges 1 zugewandt ist, ist eine Anzahl von Ähdruckplatten 5 mit geringem Abstand untereinander rasterförmig angeordnet.Since devices for contact copying are already well known per se are, in Fig. 1 is only a schematic section through such a device shown. A semi-finished product 1 that has already been inserted lies between a pressure tool 2 and a rubber mat 3. It is metallic and sensitive to light Layer covered surface 12 facing the printing tool 2. This applies its surface facing the semi-finished product a schematically indicated print image 21 and is illuminated from the rear by a light source 4. On the bottom the rubber mat 3, which faces the film side 11 of the semi-finished product 1, is a Number of Ähdruckplatten 5 with a small distance from each other arranged in a grid.

Deutlicher als aus Fig. 1 geht die Anordnung dieser Andruckplatten 5 aus Fig. 2 hervor. Dort ist schematisch eine Ansicht der Unterseite eines rechteckigen Rahmens 6 dargestellt, in den die Gummimatte 3 eingespannt ist, die ihrerseits die rasterförmig angeordneten Andruckplatten 5 trägt.The arrangement of these pressure plates is clearer than from FIG. 1 5 from FIG. 2. There is a schematic view of the underside of a rectangular one Frame 6 shown, in which the rubber mat 3 is clamped, which in turn the pressure plates 5 arranged in a grid pattern.

Die Andruckplatten 5 sind kleine quadratische Metallkörper mit einer Kantenlänge a, die beispielsweise in einem ausgeführten Beispiel einige cm betragen kann. Der gegenseitige Abstand b der Andruckplatten 5 dagegen ist wesentlich geringer, er beträgt beispielsweise weniger als 1 cm, also' ist b aß all 0. Mit diesem Abstand b der Andruckplatten 5 untereinander wird ein Gitter von Entluftungskanälen 7 gebildet, durch die vor dem Belichtungsvorgang des Halbzeuges die im Rahmen 6 eingeschlossene Luft gleichmäßig über eine Unterdruckleitung 8 abgesaugt werden kann, die - wie schematisch angedeutet - an den vom Rahmen 6 und der Gummimatte 3 umschlossenen Innenraum angeschlossen ist.The pressure plates 5 are small square metal bodies with a Edge length a, which is a few cm in one example can. The mutual distance b of the pressure plates 5, on the other hand, is much smaller, it is, for example, less than 1 cm, so 'is b aß all 0. With this distance b of the pressure plates 5 one below the other, a grid of ventilation channels 7 is formed, by the one enclosed in the frame 6 before the exposure process of the semi-finished product Air can be sucked evenly through a vacuum line 8, which - like indicated schematically - on the enclosed by the frame 6 and the rubber mat 3 Interior is connected.

Um die dabei ablaufenden Vorgänge zu erläutern, sei nochmals auf Fig. 1 verwiesen. Dort ist als Ursache für einen möglichen Überstrahlungsfehler in dem Halbzeug 1 eine Beule 13 angedeuiet. Im Bereich dieser Beule 13 liegt das Halbzeug 1 mit seiner metallischen und durch eine lichtempfindliche Schicht abgedeckten Seite 12 nicht an dem Druckwerkzeug 2 an.To explain the processes involved, refer to Fig. 1 referenced. There is the cause of a possible overexposure to the Semi-finished product 1 indicated a bulge 13. The semi-finished product lies in the area of this bulge 13 1 with its metallic side covered by a light-sensitive layer 12 does not touch the pressure tool 2.

Hier würde ein Überstrahlungsfehler auftreten, wenn die Beule 13 vor dem Belichtungsvorgang nicht beseitigt wird.Here an over-exposure error would occur if the bulge 13 was in front is not eliminated during the exposure process.

Das geschieht durch das Absaugen der Luft aus dem vom Rahmen 6 und der Gummimatte 3 umschlossenen Innenraum. Dabei legen sich die Andruckplatten 5 im Bereich des Halbzeuges 1 gegen dessen Folienseite 11. Die in sich starren Andruckplatten 5 drücken mit einer großen Andruckkraft gegen die erhabenen Stellen in der Folienseite 11 däs Halbzeuges 1 und drücken dabei sämtliche Unebenheiten heraus.This is done by sucking the air out of the frame 6 and the rubber mat 3 enclosed interior. In doing so, the pressure plates 5 in the area of the semi-finished product 1 against its film side 11. The inherently rigid pressure plates 5 press with a large pressure against the raised areas in the foil side 11 the semi-finished product 1 and press out all unevenness in the process.

Dies mag ein Zahlenbeispiel erläutern. Bei herkömmlichen Vorrichtungen zum Kontaktkopieren wird ein Vakuum von 0,2 kp/cm2 verwendet, d. h. die flexible Gummimatte 3 drückt mit einem Anpreßdruck von 0,8 kp/cm2 gegen das Halbzeug. Eine Andruckplatte 5 mit einer quadratischen Oberfläche beispielsweise von 25 cm2 übt dagegen auf Fehlstellen wie die dargestellte Beule 13 im Halbzeug 1 eine Kraft von 20 kp aus. Diese Kraft reicht durchaus aus, um solche Behlstellen mit Sicherheit herauszudrücken.A numerical example may explain this. With conventional devices a vacuum of 0.2 kp / cm2 is used for contact copying; H. the flexible one Rubber mat 3 presses against the semi-finished product with a contact pressure of 0.8 kp / cm2. One Pressure plate 5 with a square surface, for example of 25 cm2, exercises on the other hand, on defects such as the bulge 13 shown in the semi-finished product 1, a force of 20 kp. This force is quite sufficient to remove such imperfections with certainty to push out.

Sobald die Andruckplatten 5 großflächig an dem Halbzeug 1 anliegen, senken sich die mit Andruckplatten nicht besetzten Seitenstreifen der Gummimatten 3 weiter ab und legen sich dichtend gegen eine in Fig. 1 nicht mehr dargestellte Unterlage in Höhe des Druckwerkzeuges 2.As soon as the pressure plates 5 are in contact with the semi-finished product 1 over a large area, the side strips of the rubber mats that are not occupied by pressure plates are lowered 3 further from and place themselves sealingly against one not shown in FIG. 1 Pad at the height of the pressure tool 2.

Die vorstehende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der erfindung hat wohl folgendes, gezeigt: Es ist möglich, das an sich günstige technische Prinzip beizubehalten, durch entsprechende Luftabsaugung den notwendigen Anpreßdruck zwischen dem Halbzeug und dem Druckwerkzeug zu erreichen.The above explanation of an embodiment of the invention has probably shown the following: It is possible to use the technically favorable principle to maintain the necessary contact pressure between the semi-finished product and the printing tool.

Damit aber bisher verbundene Ursachen für mögliche Überstrahlungsfehler lassen sich vermeiden, wenn man die für die Luftabsaugung notwendigerweise flexible Abdeckung, die Gummimatte, in starre Teilbereiche unterteilt, Bei entsprechender Dimensionierung ist es so möglich, unter Beibehaltung der üblichen Druckverhältnisse auf mögliche Behlstellen, d. h.However, so far associated causes for possible overexposure errors can be avoided if one is flexible enough for air extraction Cover, the rubber mat, divided into rigid sections, with the appropriate It is thus possible to dimension while maintaining the usual pressure conditions for possible missing spots, d. H.

Beulen oder Knicke im Halbzeug ausreichend große Kräfte aussuüben, um diese Unebenheiten herauszudrücken.Dents or kinks in the semi-finished product exert sufficient forces, to push out these bumps.

4 Patentansprüche 2 Figuren4 claims 2 figures

Claims

Claims (1) Device for exposing semi-finished products in the form of large-area metal-clad foils, in which this half-bend between a A rubber mat clamped in a frame and a print image to be copied carrying Pressure tool is inserted and by negative pressure with its metallic and with a light-sensitive layer covered surface in direct contact stands with the printing tool that is attached to the semi-finished product during the exposure process remote side is illuminated by a light source, d u r c h e k e n n z e i c h n e t that on the semi-finished product (1) facing surface of the rubber mat (3) rigid pressure plates (5) with a small spacing (b) from one another in a grid shape are arranged.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the pressure plates (5) on the rubber mat (3) only in the area of the Semi-finished product (1) are arranged so that the semi-finished product overlapping edge strips of Rubber mat remain free.

3, device according to claim 1 or 2, a a d u r c h g e -k e n n notices that the base area of the pressure plates (5) is taken into account the prevailing underpressure during the exposure process is chosen such that each Pressure plate on the semi-finished product (1) a pressure force in the order of 20 kp exercises.

4. Yorrichtung according to one of the speeches 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the lateral distance (b) of the square-shaped Pressure plate (5) among each other is the tenth part of their edge length (a).

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