DE2437596B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Positionieren eines Halbzeuges gegenüber einem Fümdruckwerkzeug in einem Belichtungsautomaten

gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

In der Druckereitechnik und auf verwandten Gebieten, insbesondere der Ätztechnik, werden bekanntlich Druckbiider durch Kontaktkopieren von Glas- oder auch Fiimdruckwerkzeugen auf metallkaschierte, mit einer lichtempfindlichen Schicht abgedeckte Folien, die hinfort als Halbzeug bezeichnet werden, durch Belichten Obertragen. In vielen Anwendungsfällen wird dabei eine exakte Maßhaltigkeit des auf diese Weise ίο erzeugten Bildmusters auf dem Halbzeug gefordert

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

is werden. 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 gewährleisten. Insbesondere gilt dies auch für die Herstellung von Mehrlagenplatten, bei denen eine hohe Packungsdichte der Regelfall ist Die einzelnen Lagen einer Mehrlagenplatte müssen zueinander exakt positioniert sein, damit die einzelnen Raster der verschiedenen Lagen genau aufeinander ausgerichtet sind und dann auch jeweils eindeutig in einem Rasferschnittpunkt liegende Verbindungsbohrungen hergestellt werden können.

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 Kopier-Vorgang vorgeschalteten Positioniervorgang durch Paßstifte zueinander ausgerichtet werden. Mit dieser Art des Positionierens wird — wie auch bei anderen bekannten Druckverfahren — 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.

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.

Bei einer kostengünstigeren Herstellung des Filmdruckwerkzeuges 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 Wesentlich ist schließlich aber auch noch, daß mit Glasdruckwerkzeugen in einem einfacherem Ausrichtvorgang eine höhere Paßgenauigkeit erreicht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe r>aigninde, mit möglichst einfachen technischen Mitteln eine bei hoher Standzeit exakt arbeitende Vorrichtung zum Positionieren eines Halbzeuges gegenüber einem Filmdruckwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs 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 mit Filmdruckwerkzeugen zu erreichen.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches beschriebenen Merkmale.

Beim heutigen Stande der Technologie irt es möglich, zwischen elastischen Kunststoffolien, wie Filmmaterial, und metallischen Werkstoffen gut 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 einmaligen Ausrichtvorgang gegenüber dem Filmdruckwerkzeug positionieren und dann mit diesem starr verbinden. Ein derartig ausgebildetes Filmdruckwerkzeug läßt sich wie ein Glasdruckwerkzeug verwenden. Dabei wird in einem einfachen Ausrichtvorgang eine hohe Paßgenauigkeit erreicht, es ist also nicht mehr notwendig, gebleichtes Filmmaterial mit seinen nachteiligen Eigenschaften zu verwenden.

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 ermögliehen. Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet und in einer nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ausführlich dargestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Filmdruckwerkzeug,

F i g. 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 Filmdruckwerkzeug.

In Fig. 1 und Fig.2 ist mit 1 ein Filmdruckwerkzeug bezeichnet, auf dem — wie in F i g. 1 durch strichpunktierte Linien schematisch angedeutet — eine Leiterbildfläche 100 angeordnet ist Außerhalb dieser Leiterbildfläche besitzt es zwei mittig angeordnete Paßscheiben 2 und 3, die als Paßbohrungen ein Rund- bzw. ein

Langloch aufweisen.

In F i g. 2 ist mit Hl eine Einzelheit dieses Filmdruckwerkzeuges bezeichnet, die in F i g. 3 in vergrößerter Darstellung wiedergegeben ist Daraus ist zu erkennen, daß das Fümdruckwerkzeug 1 an den Stellen des Paüsystemes jeweils eine Fteilochung 101 besitzt, die mit jeweils einer der Paßscheiben, in diesem Fall der Paßscheibe 2 mit Rundlochpassung hinterlegt ist Der in Fig.3 dargestellte Teilschritt durch das Filmdruckwerkzeug zeigt deutlich den gegenüber der Rundlochpassung 200 größeren Durchmesser der Freilochung 101.

Hergestellt wird ein derartiges Filmdruckwerkzeug derart, daß der Planfilm zunächst an den Stellen des Paßsystems 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 Kcntaktkleber 4 beschichtet und dann mit Hilfe einer Meßvorrichtung, z. B. einer Meßmaschine oder einer Meßplatte zueinander positioniert und miteinander verklebt

Zur Erläuterung des Ausrichtvorganges und des anschließenden Belichtungsvorganges ist in F i g. 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

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 Paßscheiben 2 bzw. 3 je eine Einsenkung 51 besitzt In die Ausrichtplatte 5 sind außerdem an den Stellen des Paßsystems Paßstifte 6 eingesetzt, die durch eine aushärtende Vergußmasse 7 in entsprechenden Durchbrüchen festgelegt sind.

Auf dem Filmdruckwerkzeug I liegt ein Halbzeug 8, das zu dem Filmdruckwerkzeug mit Hilfe der Paßstifte 6 zentriert ist. In diesem Zusammenhang ist auf die unterschiedlichen Paßbohrungen in den beiden Paßscheiben 2 bzw. 3 hinzuweisen. 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 eine ebensolche 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.

Beim Belichtungsvorgang ist diese bisher geschilderte Anordnung zwischen einer den Boden des Belichtungsrahmens bildenden Glasplatte 9 und einer den Belichtungsrahmen nach oben abschließenden Gummimatte 10 angeordnet Beim Belichtungsvorgang selbst 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.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. s

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Positionieren eines als Basismaterial für eine Leiterplatte verwendeten Halbzeuges gegenüber einer als Film ausgebildeten Kopiervorlage, dem sogenannten Fümdruckwerkzeug in einem Belichtungsautomaten, in dem zwischen einer den Boden eines Belichtungsrahimens bildenden Glasplatte und dem durch eine Gummimatte abgedeckten Halbzeug das durch die Glasplatte hindurch beleuchtete und gegenüber dem Halbzeug exakt ausgerichtete Fümdruckwerkzeug angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fümdruckwerkzeug (1) ebenso wie das Halbzeug (3) eng tolerierte Paßbohrungen aufweist und Paßstifte (6) vorgesehen sind, mit denen die einander ZMgeordneten Paßbohrungen (2Od) im Fümdruckwerkzeug bzw. dem Halbzeug zueinander zentrierbar sind und daß dazu in das Fümdruckwerkzeug an den Stellen des Paßsystems Freilochungen (101) eingelassen sind, die auf der Glanzseite des Filmdruckwerkzeuges mit metallischen Paßscheiben (2,3) hinterlegt sind, die die Paßbohrungen tragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste mit dem Fümdruckwerkzeug (1) starr verbundene Paßscheibe (2) eine entsprechend dem Durchmesser der Paßstifte (6) eng tolerierte runde Bohrung und die zweite Paßscheibe (3) eine Toleranzen ausgleichende Langlochung aufweist, deren längere Achse in Richtung der Verbindungslinie beider Paßscheiben ausgerichtet ist

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtdurchlässige Ausrichtplatte (5) vorgesehen ist, die zwei in Durchbrüchen angeordnete und mit einer aushärtenden Eingießmasse (7) in vorgegebenem Abstand festgelegte Paßstifte (6) und konzentrisch zu diesen Durchbrüchen auf der Oberseite je eine Paßscheibe (2 bzw. 3) des Filmdruckwerkzeuges (1) aufnehmende Einsenkungen (51) aufweist und damit das Fümdruckwerkzeug beim Kopieren im Belichtungsautomaten mit einer Glanzseite plan auf der Ausrichtplatte aufliegt, während seine Emulsionsseite durch das ihm die fotoempfindliche Schicht (81) zukehrende Halbzeug (8) abgedeckt ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Filmdruckwerkzeuges nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßscheiben (2,3) aus einem verschleißfesten Material vorgefertigt werden, daß das Fümdruckwerkzeug an den Stellen des Paßsystems vorgelocht im Bereich dieser Freilochungen (101) auf seiner Glanzseite aufgerauht wird, daß die aufgerauhten Filmflächen und die Paßscheiben entfettet, gereinigt und anschließend jeweils einseitig mit einem Kontaktkleber (4) beschichtet werden und daß die Paßscheiben und das Fümdruckwerkzeug mit einer Meßvorrichiiung, insbesondere einer Meßplatte, zueinander ausgerichtet und anschließend miteinander unter Druck verklebt werden.