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Vorrichtung zum Positionieren eines Halbzeuges gegenüber einem Filmdruckwerkzeug
in einem Belichtungsautomaten.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Posi--tionieren
eines Halbzeuges gegenüber einem Filrndruckwerkzeug in einem Belichtungsautomaten,
in dem zwischen einer den Boden eines Belichtungsrahmens bildenden Glasplatte und
dem durch eine Gummimatte abgedeckten Halbzeug das durch die Glasplatte hindurch
beleuchtete und gegenüber dem Halbzeug exakt ausgerichtete Druckwerkzeug angeordnet
ist.
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In der Druckereitechnik und auf verwandten Gebieten, insbesondere
der Ätztechnik, werden bekanntlich Druckbilder durch Kontaktkopieren von Glas oder
auch Filmdruckarerkzeugen auf metallkaschierte, mit einer lichtempfindlichen Schicht
abgedeckte Folien, die hinfort als Halbzeug bezeichnet werden, durcn Belichten übertragen.
In vielen Anwendungsfällen wird dabei eine exakte Maßhaltigkeit des auf diese Weise
erzeugten Bildmusters auf dem Halbzeug gefordert.
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Den Grund für diese Forderung verdeutlicht einer der möglichen Anwendungsfälle,
bei dem auf diese Weise Ätzbilder für Konfigurationen von Leiterbahnen elektrischer
Leiterplatten auf dem Halbzeug erzeugt werdcn. Bei der heute weit fortgeschrittenen
Technologie auf vielen Gebieten der Elektrotechnik und der damit erreichten hohen
Packungsdichte elektronischer Bauelemente auf Leiterplatten müssen diese Anordnungen
von Leiterbahnen exakt angeordnet und ausgerichtet sein, um die Funktionsfähigkeit
der Leiterplatte zu gehrleisten. Insbesondere gilt dies auch für die Herstellung
von Mehrlagenplatten, bei
denen eine hohe Packungsdichte der Regelfall
ist. Die einzelnen Lagen einer Mehrlagenplatte miissen zueinander exakt positioniert
sein, damit die einzelnen Fester der verschiedenen Lagen genau aufeinander ausgerichtet
sind und dann auch jeweils eindeutig in einem Rasterschnittpunkt liegende Verbindungsbohrungen
hergestellt werden können.
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Deswegen ist es beim Belichtungsvorgang notwendig, das Halbzeug gegenüber
dem Druckwerkzeug exakt zu positionieren. Bei Druckwerkzeugen aus Glas ist es bekannt,
in das Druckwerkzeug und das Halbzeug Paßbohrungen einzulassen, die in einem dem
Kopiervorgang vorgeschalteten Positioniervorgang durch Paßstifte zueinander ausgerichtet
werden. Mit dieser Art des Positionierenqlwird eine hohe Paßgenauigkeit erreicht,
jedoch haben Glasdruckwerkzeuge den Nachteil, daß ihre Herstellung teuer und ihre
Handhabung umständlich ist, da die Glasdruckwerkzeuge üblicher Abmessungen bereits
ein beträchtliches Gewicht besitzen. Darüber hinaus besteht beim Umgang mit Glasscheiben
dieser Größe und diesem Gewicht stets eine gewisse Unfallgefahr.
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Man ist deshalb bereits auch dazu übergegangen, Filmdruckwerkzeuge
zum Kontaktkopieren zu verwenden. Das dünne und auch verhältnismäßig spröde Filmmaterial
läßt ein direktes Verstiften mit dem Halbzeug'wie bei Glasdruckwerkzeugen üblich,
nicht zu. Bei Filmdruckwerkzeugen verwendet man deshalb gebleichtes Filmmaterial,
das auf einem Leuchttisch mit Hilfe von Kennmarken zu dem Halbzeug ausgerichtet
und dann mit diesem durch handelsübliche einseitig klebende und wieder lösbare Klebestreifen
verklebt wird.
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Bei einer kostengünstigeren Herstellung des Fimdruckwerkzeuges und
Vorteilen seiner Handhabbarkeit muß dabei der
Nachteil in Kauf genommen
werden' gebleichtes Filmmaterial zu verwenden. In der Praxis ist es jedoch schwierig,
den Bleichgrad dieses Filmmaterials konstant zu halten. Schwankungen des Bleichgrads
erschweren das optische Ausrichten und den Belichtungsvorgang, bei dem außerdem
mit ultraviolettem Licht belichtet werden muß. Dies zieht den weiteren Nachteil
nach sich, daß die belichteten Halbzeuge noch nachdunkeln können, wenn nicht Vorsorge
gegen jeglichen Lichteinfall vor dem Fixieren des belichteten Musters getroffen
wird.
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Wesentlich ist schließlich aber auch noch, daß mit Glasdruckwerkzeugen
in einem einfacheren Ausrichtvorgang eine höhere Paßgenauigkeit erreicht wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen
technischen Mitteln eine bei hoher Standzeit exakt arbeitende Vorrichtung zum Positionieren
eines Halbzeuges gegenüber einem Filmdruckwerkzeug in einem Belichtungsautomaten
zu schaffen, mit der es möglich ist, die an sich gegebenen Vorteile von Filmdruckwerkzeugen
gegenüber Glasdruckwerkzeugen voll auszunutzen und insbesondere die bei Glasdruckwerkzeugen
bereits übliche hohe Paßgenauigkeit auch bei Filmdruckwerkzeugen zu erreichen.
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Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filmdruckwerkzeug ebenso wie das Halbzeug
eng tolerierte Paßbohrungen aufweist und Paßstifte vorgesehen sind, mit denen die
zueinander zuzuordnenden Paßbohrungen im Filmdruckwerkzeug bzw.
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dem Halbzeug zueinander zentrierbar sind und daß dazu in das Filmdruckwerkzeug
an den Stellen des Paßsystemes Freilochungen eingelassen sind, die auf der Glanzseite
des Filmdruckwerkzeuges mit metallischen Paßscheiben hinterlegt sind, die Paßbohrungen
tragen.
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Beim heutigen Stande der Technologie ist es möglich, zwischen elastischen
Kunststoffolien, wie Filmmaterial, und metallischen Werkstoffen gcit haftende Verbindungen
herzustellen, die für diesen Zweck ausreichend widerstandsfähig gegenüber einer
scherenden Beanspruchung
sind. Die Paßscheiben können also mit engen
Toleranzen in bezug auf ihre Paßbohrungen kostengünstig vorgefertigt werden und
lassen sich in einem eirirnaligen Ausrichtvorgang gegenüber dem Filmdruckwerkzeug
positionieren und dann mit diesem starr verbinden. Ein derartig ausgebildetes Filmdruckwerk
zeug läßt sich wie ein Glasdruckwerkzeug verwenden.
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Dabei wird in einem einfachen Ausrichtvorgang eine hohe Paßgenauigkeit
erreicht, es ist also nicht mehr notwendig, gebleichtes Filmmaterial mit seinen
nachteiligen Eigenschaften zu verwenden.
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Dies wirkt sich z. B. bei einem in der Leiterplattenfertigung verwendeten
Fotodruckverfahren insbesondere sehr vorteilhaft aus, da dort vielfach auch nur
kleine Serien hergestellt werden, das Druckwerkzeug also häufig ausgewechselt werden
muß und immer wieder verwendbar sein soll, wenn eine neue Serie aufgelegt wird.
Neben der verbesserten Qualität von Erzeugnissen ergibt sich dabei auch noch eine
höhere Standzeit der Filmdruckwerkzeuge, die außerdem eine gegenüber Glasdruckwerkzeugen
einfachere Lagerhaltung ermöglichen.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet
und in einer nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ausführlich dargestellt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht
uf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Filmdruckwerkzeug, Fig. 2 eine entsprechende
Seitenansicht dieses Filmdruckwerkzeugs, Fig. 3 eine in Fig. 2 mit III bezeichnete
Einzelheit in vergrößertem Maßstab und Fig. 4 in schematischer Darstellung ein für
den Belichtungsvorgang gegenüber einem Halbzeug ausgerichtetes Filmdruckwer#tzeug.
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In Fig. 1 und Fig. 2 ist mit 1 ein Filmdruckwerkzeug bezeichnet, auf
dem - wie in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien schematisch angedeutet - eine
Leiterbildfläche 100 angeordnet ist. AußerhaLb dieser Leiterbildfläche besitzt es
zwei mittig algeordnete Paßscheiben 2 und 3, die als Paßbohbungell ein und bzw.
ein Langloch aufweisen.
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In Fig. 2 ist mit III eine Einzelheit dieses Filmdruckwerk zeuges
bezeichnet, die in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung wiedergegeben ist. Daraus
ist zu erkennen, daß das Filmdruckwerkzeug 1 an den Stellen des Paßsystemes jeweils
eine Freilochung 101 besitzt, die mit jeweils einer der Paßscheiben, in diesem Fall
der Paßscheibe 2 mit Rundlochpassung hinterlegt ist. Der in Fig. 3 dargestellte
Teilschnitt durch das Filmdruckwerkzeug zeigt deutlich den gegenüber der Rundlochpassung
200 größeren Durchmesser der Freilochung 101.
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Hergeftellt wird ein derartiges Filmdruckwerkzeug derart, daß der
Planfilm zunächst an den Stellen des Paß systems gelocht wird und dann auf seiner
Glanzseite im Bereich der Freilochungen 101 mechanisch aufgerauht und entfettet
wird. Anschließend werden die gereinigten Filmflächen und die ebenso vorbereiteten
vorgefertigten Paßscheiben aus verschleißfestem Material, z. B. Neusilber, jeweils
einseitig mit Kontaktkleber 4 beschichtet und dann mit Hilfe einer Meßvorrichtung,
z. B. einer Meßmaschine oder einer Meßplatte zueinander positioniert und miteinander
verklebt.
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Zur Erläuterung des Ausrichtvorganges und des anschließenden Belichtungsvorganges
ist in Fig. 4 eine schematische Darstellung des Belichtungsrahmens eines Belichtungsautomaten
in einem Ausschnitt wiedergegeben. Eine vollständige Darstellung eines derartigen
Belichtungsrahmens erübrigt sich, da Belichtungsautomaten an sich bereits hinlänglich
bekannt sind.
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Die schematische Darstellung zeigt das Filmdruckwerkzeug 1 mit einer
seiner beiden Paßscheiben 2, das mit seiner Glanzseite plan auf einer Ausrichtplatte
5 aus Glas aufliegt, die zu diesem Zweck im Bereich der Paß scheiben 2 bzw. 3 je
eine Einsenkung 51 besitzt. In die Ausrichtplatte 5 sind außerdem an den Stellen
des Paßsystemes Paßstifte 6 eingesetzt, die durch eine aushärtende Vergußmasse 7
in entsprechenden Durchbrüchen festgelegt sind.
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Auf dem Filmdruckwerkzeug 1 liegt ein Halbzeug 8, das zu dem Filmdruckwerkzeug
mit Hilfe der Paßstifte 6 zentriert ist.
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In diesem Zusammenhang ist auf die unterschiedlichen Paßbohrungen
in den beiden Paßscheiben 2 bzw. 3 hinzuweisen.
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Die Rundlochpassung in der ersten Paßscheibe 2 fixiert das Filmdruckwerkzeug
1 in einem Punkt exakt zu der Ausrichtplatte 5 und damit auch zu dem Halbzeug 8,
das an dieser Stelle einebensolce Passung besitzt. Abstandstoleranzen zwischen den
beiden Paßscheiben 2 und 3 werden nun durch das Langloch in der Paßscheibe 3 ausgeglichen,
dessen längere Achse in Richtung der Verbindungslinie beider Paßscheiben verläuft.
Das Filmdruckwerkzeug 1 und das Halbzeug 8, das eine entsprechende Passung besitzt,
sind damit eindeutig bezüglich eines Punktes und einer Richtung gegenüber der Ausrichtplatte
5 festzulegen.
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Beim Belichtungsvorgang ist diese bisher geschilderte Anordnung zwischen
einer den Boden des Belichtungsrahmens bildcnden Glasplatte 9 und einer den Belichtungsrahmen
nach oben abschließenden Gummimätte 10 angeordnet. Beim Belichtungsvorgang stelbst
steht der Raum zwischen dieser Gummimatte 10 und der den Boden des Belichtungsrahmens
bildenden Glasplatte 9 unter Unterdruck, so daß sich die Gummimatte an die darunterliegende
Anordnung anschmiegt und dabei das Halbzeug 8 mit seiner lichtempfindlichen Schicht
81 plan
an das Filmdruckwerkzeug 1 andrückt. Schließlich ist in
Fig.
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4 noch schematisch eine parallel zu dem geschilderten Aufbau verfahrbare
Lichtquelle 11 angedeutet, deren Licht durch die Glasplatte 9, die Ausrichtplatte
5 und das Filmdruckwerkzeug 1 hindurch auf die fotoempfindliche Schicht 81 des Halbzeuges
8 gelangt.
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4 Figuren 4 Patentansprüche