DE3249669C2 - Beleuchtungsvorrichtung in einer Leiterplattenkopiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung in einer Leiterplattenkopiervorrichtung mit zwei gleichartigen, nebeneinander angeordneten Belichtungsvorrichtungen zur beidseitigen Belichtung, die jeweils unterhalb eines Kopierrahmens ein Beleuchtungssystem aufweisen, bei dem die Lichtstrahlung über ein optisches System der zu belichtenden Fläche zugeführt wird.

Lichtempfindliche Platten, insbesondere zur Herstellung von Leiterplatten für elektronische Schaltungen, bestehen aus einer Trägerschicht, vorzugsweise aus Kombinationsmaterialien, die aus einem Isolierstoff und einer Metallfolie — vornehmlich einer Kupferfolie hergestellt sind, auf der sich eine durch eine Haftschicht aufgebrachte lichtempfindliche Kunststoffschicht befindet. An den belichteten Stellen der Kunststoffschicht erfolgt durch die Bildung von Polymeren eine Aushärtung, während die unbelichteten Stellen nach dem Belichtungsvorgang bis zum Trägermaterial herausgelöst werden. Die Belichtung der Kunststoffschicht erfolgt derart, daß eine Negativ- oder auch Positivkopie gleicher Größe unmittelbar auf die lichtempfindliche Platte gelegt wird, wobei durch darunter befindliche UV-Lichtquellen definierte Belichtungszeiten erforderlich sind. Belichten bedeutet hierbei, daß die Stellen des Resistes polymerisieren, die durch die Fotovorlage von UV-Licht durchstrahlt werden. Dabei werden die monomeren Bestandteile vernetzt und somit vor dem folgenden Entwicklungsprozeß unlößlich. Um eine exakte Abbildung der Fotovorlage zu erzielen ist es erforderlich, daß ein möglichst paralleler Lichtstrahl verwendet wird. Darüberhinaus muß eine genaue Registrierung der Fotovorlage auf dem Basismaterial erfolgen.

Bei der Herstellung von Leiterplatten ist man bestrebt, das Auflösungsvermögen möglichst weit zu treiben, so daß eine Verkleinerung der elektronischen Schaltung möglich ist.

Bei dem Kopierverfahren zur Erzielung einer hohen Auflösung ist jede Störung beispielsweise durch Staubpartikel auszuschließen, so daß man aus diesen und noch anderen Gründen, auf die später hingewiesen wird, ein »kontakloses« Kopieren anstrebt. Hierbei soll zwischen der Kopiervorlage und der Fotovorlage ein Abstand von etwa 1/10 bis 2/10 mm aufrechterhalten bleiben, so daß durch ein geeignetes Gebläse ein Luftstrom durch diesen Spalt geblasen werden kann, der das Absetzen von Staubpartikeln verhindert Darüberhinaus wird durch ein »kontaktloses« Kopieren die Fotovorlage geschont, so daß dadurch eine praktisch unendlich große Kopienzahl von einer Negativ- oder auch Positivkopie hergestellt werden kann. Um ein »kontaktloses« Kopieren zu erreichen, ist es jedoch erforderlich, für eine möglichst senkrecht einfallende Lichtstrahlung der Belichtungsquelle zu sorgen.
Hierfür ist es notwendig, daß die Lichtquelle bei großflächigen zu belichtenden Platten möglichst weit von der zu belichtenden Platte entfernt ist Damit wird gleichzeitig auch eine gleichmäßigere Ausleuchtung aller Flächenteile erzielt Eine Belichtungsvorrichtung welche diese Aufgabe nicht erfüllt, geht beispielsweise aus der EP-OS 00 86 410 hervor.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die zu belichtenden Platten mit möglichst senkrecht einfallenden Lichtstrahlen zu beaufschlagen, wobei ferner Voraussetzungen geschaffen werden sollen, um Belichtungsvorgänge, die bisher unter Vakuum oder Unterdruck durchgeführt werden müssen, zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Lichtquelle jeder Belichtungsvorrichtung in bzw. unter einer ihr zugeordneten Wendevorrichtung angeordnet ist.

Durch diose Maßnahme nach der Erfindung kann der optische Strahlengang erheblich verlängert werden, so daß der Strahleneinfallswinkel so verbessert wird, daß nunmehr ein »kontaktloses« Kopieren möglich ist.

In Weiterbildung der Erfindung wird das Licht einer Lichtquelle über ein optisches System der jeweils zugeordneten Belichtungsvorrichtung nahezu senkrecht zugeführt.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Anlage;
F i g. 2 eine Draufsicht;
F i g. 3 eine Frontansicht;

F i g. 4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Anlage mit einer teilweise geöffneten Darstellung der Belichtungsvorrichtung und

F i g. 5 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Anlage mit einer teilweise geöffneten Darstel- lung der Belichtungsvorrichtung mit dem Beleuchtungssystem.

In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Fig. 1 zeigt die gesamte Anlage in einer perspektivischen Darstellung. Die Belichtungsvorrichtungen 34 und 35 sowie die Wendestationen 36 und 37 sind zu einer geschlossenen Einheit zusammengebaut Der Belichtungsvorrichtung 34 ist ein Stapelwagen 11 zugeordnet, welcher mit Hilfe des Transportmechanismus 10 mit der Belichtungsvorrichtung 34 mechanisch lösbar verbunden ist. Die gesamte Anlage ist, wie durch die Rollen 31 angedeutet, fahrbar ausgebildet. Der Belichtungsvorrichtung 35 ist eine Plattentransportvorrichtung 12 zugeordnet, welche zur Abführung der belichteten Platten dient. Alternativ dazu läßt sich auch eine Plattentransportvorrichtung 13 der Wendestation 37 anschließen, daß der gesamte Transportfluß in einem rechten Winkel erfolgt. Hierdurch besteht die Möglichkeit, daß die Anlage den räumlichen Gegebenheiten angepaßt werden kann.

Jeder Belichtungsvorrichtung 34 und 35 ist je eine Steuereinheit 32 und 33 zugeordnet, welche jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist und daher nicht naher beschrieben wird.

3 4

Durch die Pfeile 1 bis 6b ist in Fi g. 1 der Materialfluß gang gewährleistet ist. Die Paßstifte sorgen auch hier

dargestellt. Die im Stapelwagen 11 befindlichen Platten ebenso wie in der Station 37 für ein paßgerechtes AbIe-

41 werden mit Hilfe einer Federvorrichtung jeweils so gen der Platten. Unmittelbar nach Ablage der Platte 41 hoch angehoben, daß der Transportmechanismus 10 die in der Station 36 kann der Schwenkarm 39 den oberste Platte erfassen, dem Stapelwagen entnehmen 5 Schwenk- und Transportvorgang zur Wendestation 37 und in Richtung des Pfeiles 1 zur Belichtungsstation 34 durchführen, wobei die Platte erneut um 180 Grad getransportieren kann, weiche zu diesem Zeitpunkt durch wendet wird. In der Wendestation 37 nimmt daher die Hochschwenken der Klappe 42 geöffnet ist Der Trans- Platte eine gleiche Lage ein wie in der Belichtungsstaportmechanismus 10 setzt die Platte exakt auf die Be- tion 34.

lichtungsvorrichtung ab. 10 Auch hier befindet sich der Schwenkarm 40 in ent-

Um die genaue Ausrichtung und Justierung der Plat- sprechenden Ausnehmungen in der Wendestation 37,

ten zu erreichen und zu gewährleisten, sind in jeder wenn mit Hilfe des Schwenkarmes 39 die Platte in Rich-

Belichtungsvorrichtung und Wendestation sowie im tung des Pfeiles 3 geschwenkt und abgelegt wird. Durch

Stapelwagen 11 jeweils zwei Paßstifte 20 bis 29 vorgese- ein weiteres Schwenken der zu belichtenden Platte um

hen. Die Platten weisen entsprechende Bohrungen auf, 15 180 Grad mit Hilfe des Schwenkarmes 40 erfolgt die

so daß eine paßgerechte Zuordnung erfolgt Da die Plat- lagerichtige Justierung und Ablage in der Belichtungs-

ten 41 beidseitig zu belichten sind, ist es ^forderlich, station 35. Durch ein dreifaches Schwenken der zu be-

dieseum 180 Grad zu schwenken. Eine direkte Schwen- lichtenden Platte um jeweils 180 Grad liegt diese im

kung von der Belichtungsstation 34 zur Belichtungssta- Vergleich zur Position in der Belichtungsstation 34 nun-

tion 35 ist jedoch nicht möglich, da die Abdeckklappen 20 mehr derartig, daß die bereits belichtete Seite der Platte

42 und 43, welche von der Frontseite für jeden Beiich- nach oben gerichtet ist.

tungsprozeß zu bedienen sind, hier im Wege stehen. Nach Durchführung des Belichtungsvorganges setzt Außerdem wäre es erforderlich zwei Schwenkarme vor- der Transportmechanismus 12, der ebenfalls mit Saugzusehen, welche sich die Platte übergeben, da der näpfen ausgerüstet ist, ein und erfaßt die auf de Beüch-Schwenkarm nicht die Ebene durchdringen kann, in der 25 tungsstation 35 nunmehr beidseitig belichtete Platte, um sich die Kopie befindet Aus diesen Gründen erfolgt diese aus der Anlage zu transportieren,
daher mit Hilfe des Schwenkarmes 38 ein Erfassen, Wie bereits anhend der F i g. 1 beschrieben wurde, ist Schwenken um 180 Grad und Ablegen einer Platte 41 es auch möglich, das belichtete Gut in Richtung des von der Belichtungsstation 34 zur Wendestation 36 mit Pfeiles 4 der Wendestation zuzuführen, um die belichte-Hilfe des Schwenkarmes 38. Die Schwenkbewegung ist 30 te Platte sodann über die Transportvorrichtung 31 abdurch den Pfeil 2 angedeutet. In ähnlicher Weise wird zuführen. Hierzu wird erneut der Schwenkarm 40 verdie auf der Wendestation 36 befindliche Platte mit Hilfe wendet, der synchron gesteuert nach Öffnen der Klappe des Schwenkarmes 39 erneut um 180 Grad geschwenkt, 43 der Belichtungsstation 35 die belichtete Platte erfaßt wie durch den Pfeil 3 angedeutet ist und wird auf die und sie erneut der Wendestation 37 zuführt. Eine der Station 37 gelegt. Sobald die Belichtungsstation 35 zur 35 Transportvorrichtung ähnliche Vorrichtung erfaßt so-Aufnahme einer weiteren Platte bereit ist, wird die auf dann die belichtete Platte in der Wendestation 37 und der Station 37 befindliche Platte von dem Schwenkarm transportiert diese über die Transportvorrichtung 31 40 erfaßt und in Richtung des Pfeiles wiederum um 180 weiteren Verarbeitungsstationen zu.
Grad geschwenkt und auf die Belichtungsstation 35 ab- Die F i g. 4 zeigt die Anordnung einer Lichtquelle 44 gelegt. 40 in herkömmlicher Weise, d. h. die Lichtquelle 44 befin-

Je nach Ausführungsform der Anlage kann die nun- det sich direkt unter der zu belichtenden Platte. Wie aus mehr beidseitig belichtete Platte entweder in Richtung dem angedeuteten Strahlengang ersichtlich ist, erfolgt des Pfeiles 66 zur Plattentransportvorrichtung 12 be- ein relativ schräger Lichteinfall, so daß es bei einem wegt werden oder die Platte wird erneut von dem derartigen Strahlengang bei Erzielung höchster Genau-Schwenkarm 40 erfaßt und in Richtung des Pfeiles 5 45 igkeit nicht möglich ist, »kontaktlos« zu kopieren,
wiederum zur W^ndestation 37 transportiert. Von hier Die F i g. 5 zeigt die Unterbringung der Lichtquelle 8 aus erfolgt eine lineare Transportbewegung 6a in Rieh- unter der Wendestation 36. Hierdurch ist es möglich, tung der Transportvorrichtung 13, welche die Weiter- einen längeren Strahlengang zu erzielen, so daß der führung des Transportgutes durchführt. Einfallswinkel einem rechten Winkel nahekommt. Ein

Die F i g. 2 verdeutlicht den Aufbau der Schwenk- 50 optisches System, bestehend aus der Linse 30 und dem arme. Zum Erfassen der Platten 41 ist jeder Schwenk- Spiegel 45 sorgt für den gewünschten Strahlengang,
arm 38, 39 und 40 gabelförmig ausgebildet, wobei der Die gesamte Anlage arbeitet synchron und vollauto-Abstand der Gabelzinken 14, 15 bzw 16, 17 und 18, 19 matisch, so daß ein kontinuierlicher Arbeitsfluß sichereines Schwenkarmes 38, 39 und 40 zum Abstand der gestellt ist unter maximaler Ausnutzung der Zeiten, die Gabelzinken des jeweils benachbart angeordneten 55 durch die Belichtungszeit vorgegeben sind. Durch die Schwenkarmes derartig unterschiedlich ist, daß die Anordnung der Lichtquellen in bzw. unter der jeweils durch die Zinken eines Schwenkarmes definierte Ebene zugeordneten Wendevorrichtung ist es möglich, einen die durch die Zinken eines anderen Schwenkarmes defi- nahezu senkrechten Strahleneinfall auf das zu belichtennierte Ebene durchdringen kann. Dies wird beispiels- de Gut zu erreichen. Dies wiederum hat zur Folge, daß weise durch die gestrichelte Darstellung des Schwenk- 60 ein gewünschtes »kontaktloses« Kopieren durchgeführt armes 38 in der Wendestation 36 veranschaulicht. Die werden kann. Zwischen der Fotovorlage und der zu Zinken 16 und 17 des Schwenkarmes 39 liegen bereits in kopierenden Platte besteht ein Luftspalt, durch den ein entsprechenden Aussparungen der Wendestation 36, Luftstrom geblasen wird, so daß sich das Absetzen von wenn der Schwenkarm 38 die in der Belichtungsstation Staubpartikeln verhindern läßt. Diese Arbeitsmethode 34 belichtete Platte der Wendestation 36 zuführt. Durch 65 gewährleistet jedoch darüberhinaus, daß es nunmehr die entsprechende Dimensionierung des Abstandes der nicht mehr erforderlich ist, unter Vakuum bzw. einem jeweiligen Gabelzinken können sich die Ebenen dersel- Unterdruck zu kopieren. Hierdurch fallen die notwendiben durchdringen, so daß der dargestellte Ablegevor- gen Pumpeinrichtungen und Abdichtungen fort und

darüberhinaus die für das Abpumpen erforderlichen Zeiten. Somit kann der Arbeitsfluß der gesamten Anlage erheblich beschleunigt werden, wobei lediglich nur noch die Belichtungszeiten für den Takt des Systems maßgebend sind.

Durch die Anwendung des »kontaktlosen« Kopierens wird das Werkzeug, d. h. die Negativ- oder Positivkopie äußerst schonend behandelt, so daß praktisch eine unbegrenzte Kopienzahi von einer Negativ- oder Positivkopie hergestellt werden kann. ι ο

Die Anlage nach der Erfindung eignet sich insbesondere für ein neuartiges integriertes System zur Herstellung von Leiterplatten, bei dem keine Schutzfolie mehr erforderlich ist.

Dieses System setzt voraus, daß die Belichtung in einem exakt definierten Abstand zur Negativ- oder Positivkopie durchgeführt wird, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen. Die Anlage nach der Erfindung gewährleistet absolut konstante Belichtungszeiten, so daß das integrierte System, welches ein höheres Auflösungsvermögen bei Einhaltung dieser Bedingungen garantiert, eingesetzt werden kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Beleuchtungsvorrichtung in einer Leiterplattenkopiervorrichtung mit zwei gleichartigen, nebeneinander angeordneten Belichtungsvorrichtungen zur beidseitigen Belichtung, die jeweils unterhalb eines Kopierrahmens ein Beleuchtungssystem aufweisen, bei dem die Lichtstrahlung über ein optisches System der zu belichtenden Fläche zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (8) jeder Belichtungsvorrichtung (34, 35) in bzw. unter einer ihr zugeordneten Wendevorrichtung (36 bzw. 37) angeordnet ist

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht einer Lichtquelle (8) über ein optisches System (30, 45) der jeweils zugeordneten Belichtungsvorrichtung (34,35) nahezu senkrecht zugeführt wird.