AT396846B - Einrichtung zum doppelseitigen belichten von leiterplatten - Google Patents

Description

AT396846B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum doppelseitigen Belichten von Leiterplatten mit einem Rahmen, welcher nach Aufnahme der zu belichtenden Leiterplatte unter Unterdrück setzbar ausgebildet ist und die Leiterplatte sowie die Master in definierter Position zueinander hält.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise der DE-OS 31 43 358 zu entnehmen. Die bekannte Einrichtung besteht aus einem Kopierrahmen mit einem an einem Unterrahmen hochklappbar angelenkten Oberrahmen. Sowohl die Bodenplatte als auch die Deckplatte des Unterrahmens bzw. des Oberrahmens bestehen aus lichtdurchlässigem Material und der vom Unterrahmen und Oberahmen begrenzte Raum kann evakuiert werden. Im Inneren dieses Aufnahmeraums des Kopierrahmens sind das Werkstück und die für die Belichtung erforderlichen Master entsprechend justiert anzubringen. Als Master wurden in der Vergangenheit, insbesondere im Fall einer doppelseitigen Belichtung von Werkstücken bzw. Leiterplatten, Filme verwendet, deren exakte händische Ausrichtung zeitaufwendig und problematisch war. Die üblicherweise eingesetzten Filme weisen aufgrund ihrer klimatischen Empfindlichkeit eine Reihe von Problemen mit der Paßgenauigkeit und der Wiederholgenauigkeit auf, da insbesondere Temperaturschwankungen und Luftfeuchtigkeitsschwankungen zu einer Relativverschiebung des Belichtungsbildes führen. Temperaturschwankungen werden hiebei nicht zuletzt durch die für die Belichtung erforderlichen Lichtquellen verursacht. Feuchtigkeitsschwankungen führen im Fall der Verwendung von Filmen zu einem mehr oder minder ausgeprägten Quellen und damit zu einer Beeinträchtigung der Wiederholgenauigkeit. Die Dimensionsstabilität und Wiederholgenauigkeit war daher bei den bekannten Einrichtungen für die doppelseitige Belichtung von Leiterplatten nicht ohne weiteres gegeben. Für die Belichtung von Leiterplatten, insbesondere die einseitige Belichtung von Leiterplatten, ist es bereits bekannt, Glasmaster zu verwenden, welche sich durch bessere Dimensionsstabilität, insbesondere durch geringere Schwankungen bei Änderung der klimatischen Bedingungen, auszeichnen. Mit den bisher vorgeschlagenen Einrichtungen war aber bei der Verwendung von Glasmastem immer nur eine einseitige Belichtung von Leiterplatten möglich.

Eine derartige Ausbildung, mit welcher lediglich eine einseitige Belichtung möglich ist, ist beispielsweise derUS-PS 3 625 611 zu entnehmen, bei welcher ein schwenkbarer, an einem Untergehäuse angelenkter Deckel mit einem Glasmaster eingesetzt wird. Bei dieser bekannten Ausbildung sind Positioniereinrichtungen nur am Rand des Deckels außerhalb der Glasscheibe vorgesehen, wobei bei dem bekannten Rahmen lediglich eine Führung der Schwenkachse des Deckels zu entnehmen ist Der DE-PS 1 123 206 ist ein Maskenrahmen für photographische Papiere zu entnehmen, dessen Aufbau im wesentlichen dm Aufbau gemäß der US-PS 3 625 611 entspricht Auch bei dieser Ausbildung kann somit lediglich eine einseitige Belichtung erfolgen.

Aus der US-PS 2 834 273 ist eine Einrichtung für photographisches Drucken bekanntgeworden, wobei in einem Rahmen ein Film eingelegt werden kann. Eine im Rahmen an einer Seite vorgesehene Ausnehmung kann von einer entsprechenden Lichtquelle belichtet werden, um derart von einem Filmnegativ Bilder zu erhalten.

Aus der FR-PS 847 320 ist eine Vorrichtung für eine Superponierung von einer Vielzahl von Bildausschnitten bekanntgeworden, mit welcher eine relative Positionierung der einzelnen Bildausschnitte möglich sein soll.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher in einfacherWeise und unabhängig von klimatischen Bedingungen reproduzierbare und paßgenaue doppelseitige Belichtungen von Leiterplatten ermöglicht werden. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Einrichtung der eingangs genannten Art im wesentlichen darin, daß der Rahmen von zwei relativ zueinander schwenkbaren Glasmaster gebildet ist, daß die Glasmaster unmittelbar Positioniereinrichtungen, wie z. B. Paßstifte, Registrierausnehmungen oder dgl., aufweisen und unter Zwischenschaltung eines umlaufenden Dichtungsbandes den Aufnahmeraum für die Leiterplatte begrenzen, daß an die Glasmaster ein Anschluß zum Anlegen eines Unterdruckes angeschlossen ist und daß die Schwenkachse eines der beiden Glasmaster relativ zum anderen normal auf die Ebene des Masters verlagerbar ausgebildet ist Dadurch, daß als Grundplatte bzw. Deckplatte unmittelbar ein Glasmaster eingesetzt wird, wird gleichzeitig eine hohe mechanische Stabilität und eine weitgehende Unabhängigkeit von den klimatischen Bedingungen geschaffen. Um derartige Glasmaster nun unter Einschluß der zu belichtenden Leiterplatte paßgenau und reproduzierbar relativ zueinander positionieren zu können, wird zu der von anderen Kopierrahmen bekannten Schwenkbarkeit des Oberrahmens relativ zum Unterrahmen vorgeschlagen, daß die Glasmaster unmittelbar Positioniereinrichtungen, wie z. B. Paßstifte, Registrierausnehmungen oder dgl. aufweisen, mittels welcher auch die exakte Positionierung der zu belichtenden Leiterplatte innerhalb der beiden Glasmaster gewährleistet werden kann. Die Paßstifte bzw. Registrierausnehmungen dienen aber auch der exakten Positionierung der beiden Glasmaster relativ zueinander, und um eine derartige exakte Positionierung der Glasmaster zueinander bei Verwendung derartiger Positioniereinrichtungen ohne Gefahr einer Zerstörung der Glasmaster zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Schwenkachse eines der beiden Glasmaster relativ zum anderen normal auf die Ebene des Masters verlagerbar auszubilden. Auf diese Weise wird es möglich, die Schließbewegung der schwenkbaren Glasmaster zur Erzielung eines entsprechend abgedichteten und evakuierbaren Aufnahmeraumes für die Leiterplatten ohne Gefahr einer Beschädigung von Registrierausnehmungen bzw. von Paßstiften oder anderen Positioniereinrichtungen sicherzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Ausbildung so getroffen, daß die Schwenkachse eines der -2-

AT 396 846 B beiden Glasmaster in wenigstens einem Gelenk angeordnet ist, welches in zwei Koordinaten der Ebene des Glasmasters verschiebbar und in seiner Verschiebelage feststellbar ist. Auf diese Weise wird ein konstruktiv relativ einfaches Gelenk geschaffen, welches überaus enge Toleranzen im Bereich der Positioniereinrichtungen ermöglicht, ohne daß dies zu einer Beschädigung des oder der Glasmaster führen kann. Die Verschiebbarkeit in zwei Koordinaten der Ebene des Glasmasters dient hiebei der exakten Ausrichtung der Glasmaster zueinander und zum zu belichtenden Werkstück, wobei die Höhenverschiebbarkeit normal auf die Ebene des Masters für den letzten Bereich des Schwenkbewegungsablaufes beim Schließen von Bedeutung ist

Eine besonders einfache Ausbildung läßt sich dadurch erzielen, daß die Schwenkachse des Glasmasters als in Richtung seiner Achse verschiebbare und in der Verschiebelage festlegbare Zapfen ausgebildet ist, wodurch das seitliche Ausrichten der beiden Glasplatten zueinander in einfacher Weise erzielt werden kann. Eine zusätzliche, in der zweiten Koordinatenachse mögliche Verschiebung ist nicht in allen Fällrar eine unbedingte Voraussetzung. Sofern eine solche zusätzliche Justierbarkeit gewünscht ist, läßt sich dies konstruktiv besonders dadurch verwirklichen, daß der den Zapfen tragende Lagerteil und/oder der Widerlagerteil quer zur Schwenkachse und parallel zur Ebene des den jeweiligen Lagerteil tragenden Glasmasters in einer Führung verschiebbar und in sein» Verschiebelage feststellbar ist.

Um auch im Bereich der Höhenführung möglichst geringes Spiel und enge Toleranzen bei einfacher Handhabung der Einrichtung zu ermöglichen, ist die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß die von Zapfen gebildete Schwenkachse mit einem der beiden Glasmaster verbunden ist und in einer Höhenführung, insbesondere einem Langloch, einer Nut oder dgl., eines mit dem anderen Glasmaster verbundenen Widerlagerbauteiles geführt ist, wodurch eine konstruktiv besonders einfache und exakte Höhenführung erzielt werden kann. Die Verschiebebewegung in Höhenrichtung kann dadurch weiter gegen Verkanten bzw. Störungen gesichert werden, wenn die Ausbildung, wie es einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, so getroffen ist, daß der in der Höhenführung geführte Teil des Zapfens ballig, insbesondere als Kugel, ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausftihrungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Einrichtung zum doppelseitigen Belichten von Leiterplatten; Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Einrichtung gemäß Fig. 1 in teilweise geöffneter Stellung; die Fig. 3a und 3b eine Darstellung in vergrößertem Maßstab einer ersten Ausführungsform eines Scharniers einer Einrichtung gemäß Fig. 1 und 2, wobei Fig. 3a eine Seitenansicht in einer teilweisen Explosionsdarstellung ist und Hg. 3b ein Schnitt nach der Linie (ΠΜΠ) der Fig. 3a ist; und die Fig. 4a und 4b in einer zu den Fig. 3a und 3b ähnlichen Darstellung eine zweite Ausführungsform eines Scharniers für eine erfindungsgemäße Einrichtung, wobei Fig. 4a wiederum eine teilweise Seitenansicht in Explosionsdarstellung zeigt und Fig. 4b einen Schnitt nach der Linie (IV-IV) der Fig. 4a zeigt.

In Fig. 1 und 2 ist mit (1) ein Grundglasmaster bezeichnet, an welchem schwenkbar in Scharnieren (2), welche in den Fig. 3a und 3b und 4a und 4b näher dargestellt sind, ein Deckglasmaster (3) schwenkbar angeordnet ist. Am Grundglasmaster (1) sind Paßstifte bzw. Registrierstifte (4) vorgesehen, welche mit am Deckglasmaster (3) vorgesehenen Ausnehmungen (5) Zusammenwirken. Die für ein Belichten zwischen dran Grundglasmaster (1) und dem Deckglasmaster (3) anzuordnende Leiterplatte ist mit (6) bezeichnet. Um den von den Glasmastern (1) und (3) begrenzten Aufnahmeraum zur Aufnahme der Leiterplatte evakuieren zu können, ist eine umlaufende Dichtung (7) sowie ein Vakuumanschluß (19) vorgesehen. Da Paßmarker bzw. Registrationsstifte (4) sowie damit zusammenwirkende Ausnehmungen bzw. Sackbohrungen (5) direkt am Grundglasmaster (1) bzw. am Deckglasmaster (3) vorgesehen sind, müssen die Scharniere (2) zumindest normal zur Drehbewegungsebene verstellbar sein.

Bei dem in Fig. 3a und 3b dargestellten Scharnier (2) ist am Grundglasmaster (1) ein Widerlagerbauteil (8) vorgesehen, welcher eine in vertikaler Richtung verlaufende Nut (9) aufweist, in welcher eine Lagerkugel (10) höhenverstellbar geführt ist Zur Begrenzung der Höhenbewegung ist ein Anschlag (11) angedeutet. Die in der Nut bzw. Vertikalausnehmung (9) geführte Lagerkugel (10) wirkt weiters mit einem Zapfen (12) zusammen, welcher die Schwenkachse bildet und welcher für ein teilweises Umgreifen der Lagerkugel (10) an seinem der Kugel zugewandten Ende (13) konkav ausgebildet ist. Der die Schwenkachse bildende Zapfen (12) ist dabei in einem Drehlager (14) gelagert und in Richtung seiner Achse im Sinne des Doppelpfeiles (15) verlagerbar und mit Hilfe einer Klemmvorrichtung, beispielsweise einer Klemmschraube (16), festlegbar. Zusätzlich zur Möglichkeit der Verlagerung des die Schwenkachse bildenden Zapfens (12) in Richtung seiner Achse und zur Verlagerung des Zapfens (12) über die Lagerkugel (10) in vertikaler Richtung ist normal auf die Verschieberichtung (15) der Drehlagerbauteil (14) am Deckglasmaster (3) in einer beispielsweise als Schwalbenschwanzführung ausgebildeten Führung (17) verlagerbar und mittels Klemmeinrichtungen, wie beispielsweise Schrauben (18), in seiner Position festlegbar. Das in den Fig. 3a und 3b dargestellte Scharnier ermöglicht somit eine Drehbewegung sowie eine Vertikalbewegung des Deckglasmasters (3) relativ zum Grundglasmaster (1). Das Scharnier (2) ermöglicht weiter eine horizontale Verstellung in der Drehbewegungsebene über die Führung (17).

Das in den Fig. 4a und 4b dargestellte Scharnier weist wiederum einen am nicht näher dargestellten Grundglasmaster festgelegten Widerlagerbauteil (8) mit einer Vertikalführung (9) auf, in welche die -3-

Claims (6)

1. AT 396 846 B Lagerkugel (10) eingreift; die Schwenkachse wird wiederum von einem Zapfen (12) gebildet, welcher mit der Lagerkugel zusammen wirkt und im am Deckglasmaster (3) festgelegten Drehlager (14) mittels einer schematisch angedeuteten Klemmschraube (16) festlegbar ist. Bei dieser Ausbildung wird auf eine zusätzliche horizontale Verschiebbarkeit in der Drehbewegungsebene verzichtet. Für die Montage der direkt am Glasmaster (1) bzw. (3) festgelegten Registrierstifte bzw. Paßmarker (4) werden diese Registrierstifte in in den jeweiligen Glasmastem vorgesehenen Bohrungen verklebt, wobei die Bohrungen mittels präziser Koordinaten-Glasbohrmaschinen hergestellt werden. Die Anordnung der Registrierstifte erfolgt dabei derart, daß auf markante Punkte des Fotoimages Bezug genommen wird oder Bezugspunkte in geeigneter Form und Konfiguration in Form von Paßmarkem hergestellt werden. Die Montage der Registrierstifte kann jedoch auch dadurch erfolgen, daß an der Stiftposition ein Loch hergestellt wild, das mit einem bohrbaren Material vergossen wird, wodurch ein Bohrkem hergestellt wird, der mit einer Koordinatenbohrmaschine, insbesondere einer optischen Referenzloch-Koordinatenbohrmaschine aufgebohrt wird, worauf die Stifte nachfolgend befestigt werden. Für die Montage der Scharniere wird so vorgegangen, daß vorerst die Glasmaster deckungsgleich übereinander befestigt werden, wobei die Einzelkomponenten leicht vorgespannt zueinander verklebt werden. Nach einer derartigen Festlegung des Widerlagerbauteiles (8) am Grundglasmaster (1) bzw. dem Drehlager (14), gegebenenfalls mit einer Führung (17), am Glasmaster (3) werden die montierten Glasmaster mit Hilfe der Verstellmöglichkeiten der Schamierkomponenten, insbesondere durch die Verstellung des als Schwenkachse dienenden Zapfens (12) in Richtung seiner Längsachse im Sinne des Doppelpfeiles (15) sowie der bei der Ausführung gemäß den Fig. 3a und 3b möglichen Verstellung in einer dazu normalen Richtung über die Führung (17) paßgenau nachjustiert. Derart wird es möglich, Registrationsstifte bzw. Paßmarker sowie damit zusammenwirkende Ausnehmungen direkt an den Glasmastem vorzusehen, da durch die Justiermögliclikeit der Scharniere (2) sowie durch die Vielzahl der Bewegungsfreiheitsgrade des Schamieres eine Beschädigung der Glasmaster beim Schließen durch die Paßstifte bzw. Registrierstifte (4) vermieden werden kann. PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum doppelseitigen Belichten von Leiterplatten mit einem Rahmen, welcher nach Aufnahme der zu belichtenden Leiterplatte unter Unterdrück setzbar ausgebildet ist und die Leiterplatte sowie die Master in definierter Position zueinander hält, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen von zwei relativ zueinander schwenkbaren Glasmaster (1,3) gebildet ist, daß die Glasmaster (1,3) unmittelbar Positioniereinrichtungen (4,5), wie z. B. Paßstifte, Registrierausnehmungen oder dgl., aufweisen und unter Zwischenschaltung eines umlaufenden Dichtungsbandes (7) den Aufnahmeraum für die Leiterplatte (6) begrenzen, daß an die Glasmaster (1,3) ein Anschluß (19) zum Anlegen eines Unterdruckes angeschlossen ist und daß die Schwenkachse (12) eines der beiden Glasmaster (1, 3) relativ zum anderen normal auf die Ebene des Masters verlagerbar ausgebildet ist
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (12) eines der beiden Glasmaster (1,3) in wenigstens einem Gelenk (2) angeordnet ist, welches in zwei Koordinaten der Ebene des Glasmasters verschiebbar und in seiner Verschiebelage feststellbar ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Glasmasters (1,3) als in Richtung seiner Achse verschiebbarer und in dar Verschiebelage festlegbarer Zapfen (12) ausgebildet ist
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von Zapfen (12) gebildete Schwenkachse mit einem der beiden Glasmaster (1,3) verbunden ist und in einer Höhenführung (9), insbesondere einem Langloch, einer Nut oder dgl. eines mit dem anderen Glasmaster verbundenen Widerlagerbauteiles (8) geführt ist
5. 5. Einrichtung nach Anbruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der in der Höhenführung (9) geführte Teil des Zapfens (12) ballig, insbesondere als Kugel, ausgebildet ist
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Zapfen (12) tragende Lagerteti und/oder der Widerlagerteil (8) quer zur Schwenkachse und parallel zur Ebene des den jeweiligen Lagerteil tragenden Glasmasters (1,3) in einer Führung verschiebbar und in seiner Verschiebelage feststellbar ist Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-