EP3695278A1 - Verfahren und belichtungseinrichtung zur belichtung von zumindest einer gespeicherten darstellung auf einem lichtempfindlichen aufzeichnungsträger - Google Patents

Verfahren und belichtungseinrichtung zur belichtung von zumindest einer gespeicherten darstellung auf einem lichtempfindlichen aufzeichnungsträger

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EP3695278A1
EP3695278A1 EP18788691.6A EP18788691A EP3695278A1 EP 3695278 A1 EP3695278 A1 EP 3695278A1 EP 18788691 A EP18788691 A EP 18788691A EP 3695278 A1 EP3695278 A1 EP 3695278A1
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EP
European Patent Office
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recording medium
exposure
support
representation
detected
Prior art date
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Pending
Application number
EP18788691.6A
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French (fr)
Inventor
Robin Pagan
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Miva Technologies GmbH
Miva Tech GmbH
Original Assignee
Miva Technologies GmbH
Miva Tech GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G03F7/70141—Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
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    • G03B27/32—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera
    • G03B27/52—Details
    • G03B27/53—Automatic registration or positioning of originals with respect to each other or the photosensitive layer

Definitions

  • the invention relates to a method for exposing at least one stored representation on a photosensitive recording medium and to an exposure device for carrying out the method.
  • US 2009/0092288 A1 discloses an exposure device which comprises a plurality of exposure devices arranged along a linear axis. This linear axis is movable perpendicular to the extension direction to an object to be exposed. Furthermore, a multiplicity of individual cameras arranged side by side, each having a lens, are arranged on this linear axis. These cameras detect the orientation of a marker.
  • an exposure device is known from US 2014/0146299 A1. Before the exposure of an object is carried out, an optionally required correction in the orientation of the object to be exposed takes place. With a first camera and spaced apart therefrom with a second camera of an alignment correction device, a first and a second alignment mark are detected, in order to then optionally align the substrate to be exposed.
  • DE 20 2016 001 967 U1 discloses an exposure device which has at least two exposure heads which can be displaced on a common guide axis and which can be moved above a support for a recording medium. These exposure heads are displaceable along a movable guide axis in the X direction, wherein the movable guide axis is movable in the Y direction. This allows the exposure heads to be aligned in different positions with the record carrier to expose stored representations on a flat photosensitive record carrier.
  • each of the exposure heads comprises an industrial special camera. At least two measuring points are mounted on the recording medium in order to detect possible displacements and / or rotations of the recording medium on the support.
  • the special industrial camera is moved to the recording medium in such a way that it is aligned with the area of the measuring point in a presumed nominal position.
  • the camera then records the actual position. Deviations from the target position to the detected actual position are automatically detected by the camera and supplied to a computer program to perform a correction calculation.
  • measuring points on the recording medium also measuring points of a benefit or a representation are recorded on the recording medium to also detect the location and / or orientation of the benefit to the recording medium and with the stored target position to compare. In the case of deviations, correction calculations are also carried out for the subsequent exposure.
  • an exposure routine is started, wherein in this exposure routine a correction calculation has already taken place between the stored nominal position and the actual position.
  • this exposure routine for example, the recording medium is subdivided into columns and the first and second exposure heads are moved at a distance, for example along the gaps S1 and S3, in order subsequently to be moved in the opposite direction along the gaps S2 and S4.
  • the invention has for its object to detect the position of the recording medium and / or the at least one representation on the recording medium in a shorter process time.
  • This object is achieved by a method for exposing at least one stored representation on a photosensitive recording medium, in which the position of the recording medium and / or the position of a single representation on the recording medium is detected with at least one linear image acquisition device which is at least partially in X direction extends.
  • At least two or three points of the recording medium can be used as a basis for detecting the position and / or orientation of the recording medium on the support. It is also possible to use only two or three points on the respective use or the respective representation on the recording medium in order to determine the position and / or orientation of the respective representation. It can also be a combination thereof.
  • the exposure by means of the at least one exposure head is controlled in adaptation to the actually detected position of the recording medium and / or the at least one representation, ie the X / Y position and the orientation or orientation in the angular position of the recording medium and / or the representation.
  • a movement of movement of the image capture device along or relative to the support can be sufficient to capture the overall image of the recording medium (s) and / or representation resting on the support. This then makes it possible for the individual representations for the subsequent exposure process to be approached directly and directly with the at least one exposure head. This reduces the process time.
  • the entire recording medium or carriers are scanned and recorded on the support by the single linear imaging device by means of a movement which extends over the entire width of the support.
  • the position of the recording medium (s) and / or the position of the at least one representation of the recording medium are evaluated and then the at least one exposure head, preferably of two or more exposure heads, for exposure of the recording medium (s) taking into account deviations of the actual position from the stored nominal value Position activated.
  • the process time can be significantly minimized.
  • a further preferred embodiment of the method provides that after the detection of the overall image of the recording medium and / or the at least one representation on the recording medium, the detected actual position is compared with the stored nominal positions of the recording medium and / or the at least one representation, and a correction of the desired position is calculated and controlled to the detected actual position for the subsequent exposure process.
  • tolerances in the manufacturing process of these record carriers can be compensated.
  • the images to be exposed can be approached directly.
  • the detected actual position is compared with the stored nominal position and scaling differences are detected and a correction of such scaling differences for the following Exposure process is calculated and controlled.
  • changes in the plane of the record carrier and / or the representation such as expansions or shrinkages, can be taken into account by this method, in order subsequently to perform an optimal exposure process.
  • the at least one image capture device is operated with IR radiation and / or homogeneous visible LED illumination to capture the overall image.
  • IR radiation it may be possible for bores covered by the coating lacquer to be accurately detected in the recording medium, since the coating lacquer is not troublesome for the IR radiation.
  • individual regions on the recording medium are preferably determined and selected on the recording medium after the entire detection of the recording medium and / or the representations or uses, which regions are not taken into account, in particular not scaled, in a subsequent exposure.
  • only an adjustment in the position and in the angle for controlling the exposure head can be done. become. This is particularly advantageous in the case of objects such as, for example, a microchip without a housing or the like, which have a high degree of accuracy and are not subject to a general distortion due to the production of the single-layer or multi-layer recording medium.
  • the object on which the invention is based is furthermore achieved by an exposure device which has at least one line-shaped image capture device which extends at least partially in the X direction.
  • an exposure device which has at least one line-shaped image capture device which extends at least partially in the X direction.
  • the single linear imaging device extends at least in the X-direction along the entire surface or an exposure field of the at least one exposure head, preferably of two or more exposure heads, of the exposure device.
  • the advantage is achieved that the entire edition can be scanned by means of a single movement, and recording media resting thereon can be detected.
  • multiple record carriers with different formats can be placed on the support. A recording of the entire respective record carrier is possible.
  • this line-shaped image capture device is provided on the guide axis of the at least one exposure head. As a result, a compact design can be created.
  • the linear image capture device can be provided on a linear axis, which can be moved independently of and separated from the guide axis in the Y direction. This allows the execution of a standalone scan. With a sufficient detection of required values of the recording medium by the line-shaped image capture device, an exposure can be started by means of the exposure heads.
  • the line-shaped image capture device is fixed or movably provided on a housing opening of the exposure device, through which the exposure device is accessible and the support can be moved out of the housing opening of the housing at least partially.
  • a loading of the support outside of the housing can take place.
  • FIG. 1 shows a schematically simplified and partial illustration of an exposure device
  • FIG. 2 shows a schematic view of an alternative embodiment of the exposure device to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a perspective partial view of a further alternative embodiment of the exposure device according to FIG. 2, and FIG.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a further alternative embodiment of the exposure device to FIG. 1.
  • FIG 1 is schematically simplified and only partially an exposure device 11 is shown.
  • This exposure device 11 comprises a support 12 for one or more record carriers 14.
  • record carriers 14 are, in particular, photographic print substrate templates and other articles which use photographic structures as part of the production process.
  • resist-coated panels, UV films, solder resists, red-sensitive, orthochromatic films or masks may be provided as recording media.
  • Such exposure devices operate as so-called direct exposure systems.
  • the support 12 of the exposure device 11 is provided on a machine base not shown.
  • the support 12 may for example be formed as a vacuum table, so that after placing and aligning the recording medium 14, a vacuum is applied to fix the recording medium 14 for support for the exposure.
  • At least two exposure heads 16, 17 are provided, which are provided movable along a guide axis 18 in the X direction.
  • the guide shaft 18 is movable with a carriage assembly 19 in the Y direction along the support 12.
  • the control of the slide assembly 19 and the exposure heads 16, 17 by means of a control device not shown.
  • the control device of the exposure device 11 is computer program controlled.
  • the displacement of the slide assembly 19 in the Y direction and the exposure heads 16, 17 in the X direction is computer program controlled by means of known translationally acting drives.
  • the record carrier 14 is split into columns S1, S2... S8.
  • the exposure is preferably carried out column by column, wherein two selected and mutually spaced columns are always run over at the same time by their associated exposure heads 16, 17 and thereby exposed.
  • the column width preferably corresponds to the width of a light beam transmission field LA or LB of the respective exposure head. The exposure of such an entire record carrier 14 is described in more detail in DE 20 2016 01 967 U1, to which reference is made in its entirety.
  • the position and / or orientation of the at least one recording medium 14 on the support 12 is detected.
  • To determine a position and / or orientation of the recording medium 14 on the one hand and / or the position and / or orientation of at least one representation 21 on the recording medium 14 on the other hand at least two, preferably three or more measuring points of the recording medium 14 and / or the at least one representation 21 recorded.
  • This detection takes place with at least one line-shaped image capture device 25.
  • This at least one line-shaped image capture device 25 extends in the X direction.
  • the at least one line-shaped image detection device 25 can travel completely along the support 12 and the entire areal extent of the recording medium or carriers 14 can be detected.
  • a single line-shaped image capture device 25 is provided.
  • This can be formed, for example, in the form of a scan bar, which captures an image from the recording medium 14 line by line during the movement in the Y direction.
  • the collected data is combined into a complete image via a frame grabber card.
  • the position and / or orientation of the at least one recording medium 14 and / or the position of the at least one representation 21 can be detected.
  • the recording medium 14 has at least two, preferably three, measuring points in order to detect the X / Y position of the recording medium 14 on the support 12 and the orientation of the recording medium 14 on the support 12. The same applies to the illustrations 21.
  • the line-shaped image capture device 25 may comprise LED illumination to allow shadowless illumination of the record carrier 14 for image capture.
  • the image capture device may comprise chips, in particular CMOS chips, for high-speed image acquisition. Alternatively, an IR radiation may be provided. Also, a combination may be provided.
  • the linear image capture device 25 is provided on the carriage arrangement 19.
  • the carriage assembly 19 may be associated with a separately controllable carriage arrangement 19 ', which receives only the linear image capture device 25.
  • a scanning movement of the linear image capture device 25 can be controlled independently of the exposure heads 16, 17.
  • FIG. 2 shows a schematic view of an alternative embodiment of the exposure device 11 to FIG.
  • the linear image capture device 25 is attached directly to the guide shaft 18.
  • This line-shaped image capture device 25 can be provided laterally, ie opposite the exposure heads, on the guide axis 18, as shown in FIG.
  • the line-shaped image capture device 25 may also be positioned below the guide axis 18, ie between the guide axis 18 and the support 12. This embodiment is shown for example in FIG. In the embodiment according to FIGS. 2 and 3, the exposure heads 16, 17 and the linear image capture device 25 are moved together by means of the guide axis 18.
  • FIG. 4 shows in perspective another alternative embodiment of the exposure device 11.
  • This exposure device 11 comprises a housing 13 with a machine base frame, on which the support 12 is movably received.
  • a housing opening 15 is provided in the housing 13, through which the support 12 can be moved out for fitting with at least one recording medium 14 at least partially.
  • the support 12 can be moved out of the housing 13.
  • the line-shaped image capture device 25 may be attached. This makes it possible for the position and / or orientation of the recording medium 14 to be detected during retraction of the support 12 into the housing 13.
  • the position and / or orientation of the at least one representation 21 can be detected.
  • an overall image of the at least one resting on the support 12 recording medium 14 is detected.
  • the exposure process After retracting the support 12 into the housing 13 in a processing or exposure position to the at least one exposure head 16, the exposure process can be started.
  • the image capture device 25 is at least partially movable in the Y direction, so that it is at least partially movable from the housing opening 15 into the housing interior.
  • the detection of an overall image of the at least one recording medium 14 and / or the at least one representation 21 on the support 12 can also be made possible by means of a relative movement between the image capture device 25 and the support 12.
  • the linear image capture device 25 is preferably selected in the length such that it extends over the entire width of the support 12, ie in the X direction, at right angles to the movement of the support 12. As a result, a scan field 26 can be created, which extends linearly or in the form of a narrow strip over the entire support 12.
  • a controller 27 which comprises a user interface 28 and optionally a display 29.
  • the individual program steps and procedures can be entered and / or started.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belichtung zunnindest einer gespeicherten Darstellung (21) auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger (14), mit einer Belichtungseinrichtung (11), welche auf einer Auflage (12) zumindest einen Aufzeichnungsträger (14) aufnimmt, mit zumindest einem Belichtungskopf (16, 17), der oberhalb der Auflage (12) entlang einer Führungsachse (18) in X-Richtung verfahren wird und die Führungsachse (18) und/oder die Auflage (12) in Y-Richtung verfahren werden, mit einer Steuerung, durch welche eine Verfahrbewegung des zumindest einen Belichtungskopfes (16, 17) zur Belichtung der zumindest einen Darstellung (21) des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder des Aufzeichnungsträgers (14) angesteuert wird, wobei die Lage des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder die Lage der zumindest einen Darstellung (21) auf dem Aufzeichnungsträger (14) mit zumindest einer linienförmigen Bilderfassungseinrichtung (25) erfasst wird, die sich zumindest teilweise in X-Richtung erstreckt.

Description

  • Verfahren und Belichtungseinrichtung zur Belichtung von
    zumindest einer gespeicherten Darstellung auf einem
    lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belichtung von zumindest einer gespeicherten Darstellung auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger sowie eine Belichtungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Aus der US 2009/0092288 A1 ist eine Belichtungseinrichtung bekannt, welche mehrere entlang einer Linearachse angeordnete Belichtungsvorrichtungen umfasst. Diese Linearachse ist senkrecht zur Erstreckungsrichtung zu einem zu belichtenden Objekt verfahrbar. An dieser Linearachse ist des Weiteren eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Einzelkameras angeordnet, die jeweils eine Linse aufweisen. Durch diese Kameras wird die Ausrichtung einer Markierung erfasst.
  • Aus der US 2014/0146299 A1 ist des Weiteren eine Belichtungseinrichtung bekannt. Bevor die Belichtung eines Objektes durchgeführt wird, erfolgt eine gegebenenfalls erforderliche Korrektur in der Ausrichtung des zu belichtenden Objektes. Mit einer ersten Kamera und beabstandet dazu mit einer zweiten Kamera einer Ausrichtungskorrekturvorrichtung werden eine erste und zweite Ausrichtmarke erfasst, um daraufhin das zu belichtende Substrat gegebenenfalls auszurichten. Aus der DE 20 2016 001 967 U1 ist eine Belichtungseinrichtung bekannt, welche mindestens zwei auf einer gemeinsamen Führungsachse verschiebbare Belichtungsköpfe aufweist, welche oberhalb einer Auflage für einen Aufzeichnungsträger verfahrbar sind. Diese Belichtungsköpfe sind entlang einer verfahrbaren Führungsachse in X-Richtung verschiebbar, wobei die verfahrbare Führungsachse in Y-Richtung verfahrbar ist. Dadurch können die Belichtungsköpfe in verschiedenen Positionen zum Aufzeichnungsträger ausgerichtet werden, um gespeicherte Darstellungen auf einem ebenen lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger zu belichten.
  • Zur Erfassung des auf die Auflage aufgelegten Aufzeichnungsträgers ist bekannt, dass jeder der Belichtungsköpfe eine Industrie-Spezialkamera umfasst. Auf dem Aufzeichnungsträger sind mindestens zwei Messpunkte angebracht, um mögliche Verschiebungen und/oder Verdrehungen des Aufzeichnungsträgers auf der Auflage zu erfassen. Die Industrie-Spezialkamera wird derart zum Aufzeichnungsträger bewegt, dass sie auf den Bereich des Messpunktes in einer vermuteten Soll-Position ausgerichtet ist. Anschließend wird durch die Kamera die Ist-Position erfasst. Abweichungen von der Soll-Position zur erfassten Ist-Position werden automatisch von der Kamera erfasst und an ein Computerprogramm geliefert, um eine Korrekturberechnung durchzuführen. Ergänzend kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den Messpunkten auf dem Aufzeichnungsträger auch Messpunkte von einem Nutzen bzw. einer Darstellung auf dem Aufzeichnungsträger erfasst werden, um die Lage und/oder Orientierung des Nutzens zum Aufzeichnungsträger ebenfalls zu erfassen und mit der gespeicherten Soll-Position zu vergleichen. Bei Abweichungen werden auch hier Korrekturberechnungen für die anschließende Belichtung durchgeführt.
  • Nach dem Erfassen von den zumindest zwei Messpunkten auf dem Aufzeichnungsträger und vorzugsweise von weiteren Messpunkten von dem zumindest einen Nutzen wird eine Belichtungsroutine gestartet, wobei bei dieser Belichtungsroutine bereits eine Korrekturberechnung zwischen der abgespeicherten Soll-Position und der Ist-Position erfolgt ist. Bei dieser Belichtungsroutine wird beispielsweise der Aufzeichnungsträger in Spalten untergliedert und der erste und zweite Belichtungskopf im Abstand zueinander beispielsweise entlang der Spalte S1 und S3 verfahren, um nachfolgend in entgegengesetzter Richtung entlang der Spalte S2 und S4 verfahren zu werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lage des Aufzeichnungsträgers und/oder der zumindest einen Darstellung auf dem Aufzeichnungsträger in einer kürzeren Prozesszeit zu erfassen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Belichtung von zumindest einer gespeicherten Darstellung auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger gelöst, bei welchem die Lage des Aufzeichnungsträgers und/oder die Lage von einer einzigen Darstellung auf dem Aufzeichnungsträger mit zumindest einer linienförmigen Bilderfassungseinrichtung erfasst wird, die sich zumindest teilweise in X-Richtung erstreckt. Dadurch wird ermöglicht, dass während einer Verfahrbewegung der linienförmigen Bilderfassungseinrichtung zur Auflage, auf welcher der Aufzeichnungsträger aufliegt oder während einer Verfahrbewegung der Auflage zur linienförmigen Bilderfassungseinrichtung oder einer Relativbewegung der linienförmigen Bilderfassungseinrichtung und der Auflage von dem Aufzeichnungsträger durch die zumindest eine linienförmige Bilderfassungseinrichtung ein Gesamtbild des Aufzeichnungsträgers und/oder der zumindest einen Darstellung erfasst wird. Darauffolgend werden die erfassten Daten des Gesamtbildes durch eine Steuerungseinrichtung ausgewertet. Die Auswertung des erfassten Gesamtbildes kann spezifisch erfolgen. Beispielsweise können wenigstens zwei oder drei Punkte des Aufzeichnungsträgers zugrundegelegt werden, um die Lage und/oder Orientierung des Aufzeichnungsträgers auf der Auflage zu erfassen. Es können auch nur zwei oder drei Punkte auf dem jeweiligen Nutzen bzw. der jeweiligen Darstellung auf dem Aufzeichnungsträger verwendet werden, um die Lage und/oder Orientierung der jeweiligen Darstellung zu ermitteln. Es kann auch eine Kombination hiervon erfolgen. Die Belichtung mittels des zumindest einen Belichtungskopfes wird in Anpassung an die tatsächlich erfasste Lage des Aufzeichnungsträgers und/oder der zumindest einen Darstellung, also die X/Y-Position und die Orientierung beziehungsweise Ausrichtung in der Winkellage des Aufzeichnungsträgers und/oder der Darstellung, angesteuert. Somit kann eine Verfahrbewegung der Bilderfassungseinrichtung entlang oder relativ der Auflage genügen, um das Gesamtbild von dem beziehungsweise den auf der Auflage aufliegenden Aufzeichnungsträgern und/oder Darstellung zu erfassen. Dies ermöglicht daraufhin, dass die einzelnen Darstelllungen für den daran sich anschließenden Belichtungsprozess unmittelbar und direkt mit dem zumindest einen Belichtungskopf angefahren werden können. Dadurch wird die Prozesszeit reduziert.
  • Bevorzugt werden der oder die gesamten Aufzeichnungsträger auf der Auflage durch die einzige linienförmige Bilderfassungseinrichtung mittels einer Verfahrbewegung abgescannt und erfasst, welches sich über die gesamte Breite der Auflage erstreckt. Die Lage des oder der Aufzeichnungsträger und/oder die Lage der zumindest einen Darstellung des Aufzeichnungsträgers werden ausgewertet und anschließend der zumindest eine Belichtungskopf, vorzugsweise von zwei oder mehreren Belichtungsköpfen, zur Belichtung des oder der Aufzeichnungsträger unter Berücksichtigung von Abweichungen der Ist-Position zur gespeicherten Soll-Position angesteuert. Somit kann die Prozesszeit erheblich minimiert werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass nach der Erfassung des Gesamtbildes des Aufzeichnungsträgers und/oder der zumindest einen Darstellung auf dem Aufzeichnungsträger die erfasste Ist-Position mit den abgespeicherten Soll-Positionen des Aufzeichnungsträgers und/oder der zumindest einen Darstellung verglichen wird und eine Korrektur der Soll-Position auf die erfasste Ist-Position für den nachfolgenden Belichtungsprozess errechnet und angesteuert wird. Somit können Toleranzen bei dem Fertigungsprozess dieser Aufzeichnungsträger ausgeglichen werden. Zudem können die zu belichtenden Darstellungen unmittelbar angefahren werden.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass nach der Erfassung des Gesamtbildes des Aufzeichnungsträgers und/oder der zumindest einen Darstellung auf dem Aufzeichnungsträger die erfasste Ist-Position mit der abgespeicherten Soll-Position verglichen wird und Skalierungsunterschiede erfasst werden und eine Korrektur von solchen Skalierungsunterschieden für den nachfolgenden Belichtungsprozess errechnet und angesteuert wird. Durch dieses Verfahren können also Veränderungen in der Ebene des Aufzeichnungsträgers und/oder der Darstellung, wie beispielsweise Ausdehnungen oder Schrumpfungen, berücksichtigt werden, um im Anschluss daran einen optimalen Belichtungsprozess durchzuführen.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass zur Erfassung des Gesamtbildes die zumindest eine Bilderfassungseinrichtung mit einer IR-Strahlung und/oder einer homogenen sichtbaren LED-Beleuchtung betrieben wird. Beispielsweise kann bei einer IR-Strahlung ermöglicht sein, dass durch den Beschichtungslack überdeckte Bohrungen in dem Aufzeichnungsträger exakt erfasst werden können, da für die IR-Strahlung der Beschichtungslack nicht störend ist.
  • Des Weiteren werden bevorzugt nach der gesamten Erfassung des Aufzeichnungsträgers und/oder der Darstellungen bzw. Nutzen auf dem Aufzeichnungsträger einzelne Bereiche auf dem Aufzeichnungsträger bestimmt und ausgewählt, welche bei einer nachfolgenden Belichtung nicht berücksichtigt, insbesondere nicht skaliert belichtet werden. Dabei kann nur eine Anpassung in der Position und im Winkel zur Ansteuerung des Belichtungskopfes erfolgen. werden. Dies ist insbesondere bei Gegenständen, wie beispielsweise Mikrochip ohne Gehäuse oder dergleichen, von Vorteil, welche eine hohe Genauigkeit aufweisen und einem allgemeinen Verzug aufgrund der Produktion des ein- oder mehrlagigen Aufzeichnungsträgers nicht unterliegen.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Belichtungseinrichtung gelöst, welche zumindest eine linienförmige Bilderfassungseinrichtung aufweist, welche sich zumindest teilweise in X-Richtung erstreckt. Dadurch ist mittels einer Verfahrbewegung der Führungsachse entlang der Auflage und/oder des Aufzeichnungsträgers relativ zur Führungsachse eine vollständige Erfassung der Lage des Aufzeichnungsträgers zur Auflage und somit zur Führungsachse mit dem zumindest einen daran angeordneten Belichtungskopf mit nur einer Verfahrbewegung ermöglicht. Unter der Erfassung der Lage und/oder Orientierung des Aufzeichnungsträgers einerseits und/oder der Lage und/oder Orientierung der zumindest einen Darstellung auf dem Aufzeichnungsträger andererseits wird sowohl die Positionierung in X-/Y-Richtung als auch die Ausrichtung bzw. die Verdrehung bzw. der Winkelversatz verstanden. Dadurch kann aufgrund einer Korrektur der Soll-Werte durch die erfassten Ist-Werte eine exakte Belichtung der Darstellungen durch den zumindest einen Belichtungskopf basierend auf gespeicherten Soll-Werten zur Belichtung der Darstellungen auf dem Aufzeichnungsträger ermöglicht sein.
  • Bevorzugt erstreckt sich die einzige linienförmige Bilderfassungseinrichtung zumindest in X-Richtung entlang der gesamten Auflage oder eines Belichtungsfeldes des zumindest einen Belichtungskopfes, vorzugsweise von zwei oder mehreren Belichtungsköpfen, der Belichtungseinrichtung. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass mittels einer einzigen Verfahrbewegung die gesamte Auflage abgescannt und darauf aufliegende Aufzeichnungsträger erfasst werden können. Beispielsweise können auf der Auflage mehrere Aufzeichnungsträger mit unterschiedlichen Formaten aufgelegt sein. Eine Erfassung des gesamten jeweiligen Aufzeichnungsträgers ist möglich.
  • Vorteilhafterweise ist diese linienförmige Bilderfassungseinrichtung an der Führungsachse des zumindest einen Belichtungskopfes vorgesehen. Dadurch kann eine kompakte Bauweise geschaffen werden.
  • Alternativ kann die linienförmige Bilderfassungseinrichtung an einer Linearachse vorgesehen sein, welche unabhängig und getrennt von der Führungsachse in Y-Richtung verfahrbar ist. Dies ermöglicht die Durchführung eines eigenständigen Scans. Bei einer hinreichenden Erfassung von erforderlichen Werten des Aufzeichnungsträgers durch die linienförmige Bilderfassungseinrichtung kann bereits eine Belichtung mittels der Belichtungsköpfe gestartet werden.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Belichtungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass die linienförmige Bilderfassungseinrichtung an einer Gehäuseöffnung der Belichtungseinrichtung feststeht oder verfahrbar vorgesehen ist, durch welche die Belichtungseinrichtung zugänglich ist und die Auflage zumindest teilweise aus der Gehäuseöffnung des Gehäuses herausfahrbar ist. Dadurch kann beispielsweise ein Bestücken der Auflage außerhalb des Gehäuses erfolgen. Beim Einfahren der Auflage in eine Belichtungsposition im Gehäuse der Belichtungseinrichtung werden durch die der Gehäuseöffnung zugeordnete Bilderfassungseinrichtung eine Erfassung des Gesamtbildes des Aufzeichnungsträgers und/oder der zumindest einen Darstellung durchgeführt. Nach dem Positionieren der Auflage in der Belichtungsposition für den nachfolgenden Belichtungsprozess liegen bereits die errechneten Korrekturwerte ausgehend von den abgespeicherten Soll-Positionen vor. Der Belichtungsprozess kann unmittelbar beginnen und angesteuert werden.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
  • Figur 1 eine schematisch vereinfachte und teilweise Darstellung einer Belichtungseinrichtung,
  • Figur 2 eine schematische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform der Belichtungseinrichtung zu Figur 1,
  • Figur 3 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der Belichtungseinrichtung gemäß Figur 2, und
  • Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der Belichtungseinrichtung zu Figur 1.
  • In Figur 1 ist schematisch vereinfacht und nur teilweise eine Belichtungseinrichtung 11 dargestellt. Diese Belichtungseinrichtung 11 umfasst eine Auflage 12 für einen oder mehrere Aufzeichnungsträger 14. Bei solchen Aufzeichnungsträgern 14 handelt es sich insbesondere um fotografische Vorlagen für gedruckte Leiterplatten sowie andere Gegenstände, welche fototechnische Strukturen als Teil des Produktionsverfahrens einsetzen. Insbesondere können als Aufzeichnungsträger resistbeschichtete Paneele, UV-Filme, Lötstopplacke, rotempfindliche, orthochromatische Filme oder Masken vorgesehen sein. Solche Belichtungseinrichtungen arbeiten als sogenannte Direktbelichtungssysteme. Die Auflage 12 der Belichtungseinrichtung 11 ist an einem nicht näher dargestellten Maschinengrundgestell vorgesehen. Die Auflage 12 kann beispielsweise als ein Vakuumtisch ausgebildet sein, sodass nach dem Auflegen und Ausrichten des Aufzeichnungsträgers 14 ein Vakuum angelegt wird, um den Aufzeichnungsträger 14 zur Auflage für die Belichtung zu fixieren. Der Auflage 12 zugeordnet, insbesondere oberhalb der Auflage 12, sind zumindest zwei Belichtungsköpfe 16, 17 vorgesehen, die entlang einer Führungsachse 18 in X-Richtung verfahrbar vorgesehen sind. Die Führungsachse 18 ist mit einer Schlittenanordnung 19 in Y-Richtung entlang der Auflage 12 verfahrbar. Die Ansteuerung der Schlittenanordnung 19 sowie der Belichtungsköpfe 16, 17 erfolgt mittels einer nicht näher dargestellten Steuerungseinrichtung. Die Steuerungseinrichtung der Belichtungseinrichtung 11 ist computerprogrammgesteuert. Die Verschiebung der Schlittenanordnung 19 in Y-Richtung und der Belichtungsköpfe 16, 17 in X-Richtung erfolgt computerprogrammgesteuert mittels an sich bekannter translatorisch wirkendender Antriebe.
  • Zur Belichtung des Aufzeichnungsträgers 14 beziehungsweise von der zumindest einen darauf vorgesehenen Darstellung 21 können verschiedene Belichtungsstrategien eingesetzt werden. Beispielsweise wird der Aufzeichnungsträger 14 in Spalten S1, S2 ... S8 aufgeteilt. Die Belichtung erfolgt bevorzugt spaltenweise, wobei zwei ausgewählte und zueinander beabstandete Spalten immer gleichzeitig von den ihnen zugeordneten Belichtungsköpfen 16, 17 überfahren und dabei belichtet werden. Die Spaltenbreite entspricht bevorzugt der Breite eines Lichtstrahlen-Sende-Feldes LA bzw. LB des jeweiligen Belichtungskopfes. Die Belichtung eines solchen gesamten Aufzeichnungsträgers 14 ist in der DE 20 2016 01 967 U1 näher beschrieben, auf welche vollumfänglich Bezug genommen wird.
  • Vor dem Beginn der Belichtung wird die Lage und/oder Orientierung des zumindest einen Aufzeichnungsträgers 14 auf der Auflage 12 erfasst. Zur Ermittlung einer Lage und/oder Ausrichtung des Aufzeichnungsträgers 14 einerseits und/oder der Lage und/oder Ausrichtung von zumindest einer Darstellung 21 auf dem Aufzeichnungsträger 14 andererseits werden wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder mehrere Messpunkte des Aufzeichnungsträgers 14 und/oder der zumindest einen Darstellung 21 erfasst. Diese Erfassung erfolgt mit zumindest einer linienförmigen Bilderfassungseinrichtung 25. Diese zumindest eine linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 erstreckt sich in X-Richtung. Durch eine Verfahrbewegung der Schlittenanordnung 19 in Y-Richtung kann die zumindest eine linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 vollständig entlang der Auflage 12 verfahren und die gesamte flächige Erstreckung des oder der Aufzeichnungsträger 14 erfasst werden.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist eine einzige linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 vorgesehen. Diese kann beispielsweise in Form einer Scanleiste ausgebildet sein, welche von dem Aufzeichnungsträger 14 zeilenweise ein Bild während der Verfahrbewegung in Y-Richtung erfasst. Die erfassten Daten werden über eine Frame-Grabber-Karte zu einem kompletten Bild zusammengefasst. Dadurch lassen sich die Lage und/oder Orientierung des zumindest einen Aufzeichnungsträgers 14 und/oder die Lage der zumindest einen Darstellung 21 erfassen. Bevorzugt weist der Aufzeichnungsträger 14 zumindest zwei, vorzugsweise drei, Messpunkte auf, um die X/Y-Position des Aufzeichnungsträgers 14 auf der Auflage 12 und die Ausrichtung des Aufzeichnungsträgers 14 auf der Auflage 12 zu erfassen. Analoges gilt für die Darstellungen 21.
  • Die linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 kann eine LED-Beleuchtung umfassen, um eine schattenfreie Ausleuchtung des Aufzeichnungsträgers 14 zur Bilderfassung zu ermöglichen. Die Bilderfassungseinrichtung kann Chips, insbesondere CMOS-Chips, für die Hochgeschwindigkeits-Bildaufnahme aufweisen. Alternativ kann eine IR-Strahlung vorgesehen sein. Auch kann eine Kombination vorgesehen sein.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist die linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 an der Schlittenanordnung 19 vorgesehen. Alternativ kann der Schlittenanordnung 19 eine separat ansteuerbare Schlittenanordnung 19‘ zugeordnet sein, welche ausschließlich die linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 aufnimmt. Dadurch kann eine Scanbewegung der linienförmigen Bilderfassungseinrichtung 25 unabhängig von den Belichtungsköpfen 16, 17 angesteuert werden.
  • In Figur 2 ist eine schematische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform der Belichtungseinrichtung 11 zu Figur 1 dargestellt. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist die linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 direkt an der Führungsachse 18 befestigt. Diese linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 kann seitlich, also den Belichtungsköpfen gegenüberliegend, an der Führungsachse 18 vorgesehen sein, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
  • Alternativ kann die linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 auch unterhalb der Führungsachse 18, also zwischen der Führungsachse 18 und der Auflage 12, positioniert sein. Diese Ausführungsform ist beispielsweise in Figur 3 dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 2 und Figur 3 werden die Belichtungsköpfe 16, 17 und die linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 gemeinsam mittels der Führungsachse 18 verfahren.
  • In Figur 4 ist perspektivisch eine weitere alternative Ausführungsform der Belichtungseinrichtung 11 dargestellt. Diese Belichtungseinrichtung 11 umfasst ein Gehäuse 13 mit einem Maschinengrundgestell, auf welchem die Auflage 12 verfahrbar aufgenommen ist. Bedienerseitig ist in dem Gehäuse 13 eine Gehäuseöffnung 15 vorgesehen, durch welche die Auflage 12 zur Bestückung mit zumindest einem Aufzeichnungsträger 14 zumindest teilweise herausgefahren werden kann. Ebenso kann zur Entnahme des zumindest einen Aufzeichnungsträger 14 von dieser Auflage 12 die Auflage 12 aus dem Gehäuse 13 herausgefahren werden. An einer oberen Stirnseite der Gehäuseöffnung 15 des Gehäuses 13 kann die linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 befestigt sein. Dies ermöglicht, dass während dem Einfahren der Auflage 12 in das Gehäuse 13 bereits die Lage und/oder Orientierung des Aufzeichnungsträgers 14 erfasst werden kann. Des Weiteren kann die Lage und/oder Ausrichtung der zumindest einen Darstellung 21 erfasst werden. Bevorzugt wird ein Gesamtbild des zumindest einen auf der Auflage 12 aufliegenden Aufzeichnungsträgers 14 erfasst.
  • Nach dem Einfahren der Auflage 12 in das Gehäuse 13 in einer Bearbeitungs- oder Belichtungsposition zu dem zumindest einen Belichtungskopf 16 kann der Belichtungsprozess gestartet werden.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Bilderfassungseinrichtung 25 in Y-Richtung zumindest teilweise verfahrbar ist, so dass diese ausgehend von der Gehäuseöffnung 15 zumindest teilweise in das Gehäuseinnere verfahrbar ist. Dadurch kann mittels einer Relativbewegung zwischen der Bilderfassungseinrichtung 25 und der Auflage 12 ebenfalls die Erfassung eines Gesamtbildes des zumindest einen Aufzeichnungsträgers 14 und/oder der zumindest einen Darstellung 21 auf der Auflage 12 ermöglicht sein.
  • Die linienförmige Bilderfassungseinrichtung 25 ist bevorzugt in der Länge derart ausgewählt, dass diese sich über die gesamte Breite der Auflage 12, also in X-Richtung, rechtwinklig zur Verfahrbewegung der Auflage 12 erstreckt. Dadurch kann ein Scanfeld 26 geschaffen werden, welches sich linienförmig oder in Form eines schmalen Streifens über die gesamte Auflage 12 erstreckt.
  • Für die Belichtungseinrichtung 11 ist eine Steuerung 27 vorgesehen, welche eine Bedienoberfläche 28 sowie ggf. ein Display 29 umfasst. Dadurch können die einzelnen Programmschritte und Verfahrensabläufe eingegeben und/oder gestartet werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Belichtung zumindest einer gespeicherten Darstellung (21) auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger (14), mit einer Belichtungseinrichtung (11), welche auf einer Auflage (12) zumindest einen Aufzeichnungsträger (14) aufnimmt, mit zumindest einem Belichtungskopf (16, 17), der oberhalb der Auflage (12) entlang einer Führungsachse (18) in X-Richtung verfahren wird und die Führungsachse (18) und/oder die Auflage (12) in Y-Richtung verfahren werden, mit einer Steuerung, durch welche eine Verfahrbewegung des zumindest einen Belichtungskopfes (16, 17) zur Belichtung der zumindest einen Darstellung (21) des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder des Aufzeichnungsträgers (14) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder die Lage der zumindest einen Darstellung (21) auf dem Aufzeichnungsträger (14) mit einer einzigen linienförmigen Bilderfassungseinrichtung (25) erfasst wird, die sich in X-Richtung erstreckt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (12) für den zumindest einen Aufzeichnungsträger (14) durch die einzige linienförmige Bilderfassungseinrichtung (25) mittels einer Verfahrbewegung entlang des Aufzeichnungsträgers (14) abgescannt und die Lage des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder die Lage der zumindest einen Darstellung (21) auf dem Aufzeichnungsträger (21) erfasst und ausgewertet wird und anschließend der zumindest eine Belichtungskopf (16, 17) in Anpassung an die erfasste Ist-Position des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder der zumindest einen Darstellung (21) zur Belichtung des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder der zumindest einen Darstellung (21) angesteuert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erfassung des Gesamtbildes des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder der zumindest einen Darstellung (21) auf dem Aufzeichnungsträger (14) die erfasste Ist-Position mit der abgespeicherten Soll-Position verglichen wird und eine Korrektur der Soll-Position auf die erfassten Ist-Positionen für den nachfolgenden Belichtungsprozess errechnet und angesteuert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erfassung des Gesamtbildes des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder der zumindest einen Darstellung (21) auf dem Aufzeichnungsträger (14) die erfasste Ist-Position mit der abgespeicherten Soll-Position verglichen und Skalierungsunterschiede erfasst werden und darauffolgend eine Korrektur der erfassten Ist-Position für den nachfolgenden Belichtungsprozess errechnet und angesteuert werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erfassung des Gesamtbildes des Aufzeichnungsträgers (14) und/oder der zumindest einen Darstellung (21) auf dem Aufzeichnungsträger (14) durch die linienförmige Bilderfassungseinrichtung (25) einzelne Bereiche bestimmt und ausgewählt werden, welche bei einer nachfolgenden Belichtung durch den zumindest einen Belichtungskopf (16, 17) nicht skaliert belichtet werden, sondern nur in der Position und im Winkel angepasst werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des Gesamtbildes eine IR-Strahlung und/oder eine homogene sichtbare LED-Strahlung eingesetzt wird.
  7. Belichtungseinrichtung zur Belichtung von zumindest einer gespeicherten Darstellung (21) auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger (14) mit zumindest einem Belichtungskopf (16, 17), der entlang einer Führungsachse (18) in X-Richtung zumindest mit einer Verfahrbewegung größer als ein Lichtstrahlen-Sende-Feld des zumindest einen Belichtungskopfes (16, 17) verfahrbar ist, mit einer Auflage (12), auf welcher der zumindest eine Aufzeichnungsträger (14) positionierbar ist und mit einer Steuerung, durch welche die Führungsachse (18) und/oder die Auflage (12) zueinander in Y-Richtung verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine linienförmige Bilderfassungseinrichtung (25) vorgesehen ist, welche sich in X-Richtung erstreckt und zur Erfassung eines Gesamtbildes auf die Auflage (12) zuweisend ausgerichtet ist.
  8. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzige linienförmige Bilderfassungseinrichtung (25) sich zumindest entlang einer Ausrichtung in X-Richtung über die gesamte Auflage (12) erstreckt.
  9. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmige Bilderfassungseinrichtung (25) an der Führungsachse (18) positioniert ist.
  10. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmige Bilderfassungseinrichtung (25) an einer Linearachse vorgesehen ist, welche unabhängig von der Führungsachse (18) in Y-Richtung zur Auflage (12) verfahrbar ist.
  11. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmige Bilderfassungseinrichtung (25) einer Gehäuseöffnung (15) eines Gehäuses (13) der Belichtungseinrichtung (11) feststehend oder verfahrbar zugeordnet ist und die Auflage (12) zumindest teilweise aus der Gehäuseöffnung (15) des Gehäuses (13) herausfahrbar.
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