УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ К ФОТОШАБЛОНУ ФИКСИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ШТЫРЕЙ Советский патент 1995 года по МПК H05K3/00 

Изобретение относится к производству печатных плат, в частности к устройствам для присоединения к фотошаблону фиксирующих элементов, преимущественно штырей.

Целью изобретения является повышение производительности в работе за счет обеспечения возможности производить параллельно совмещение фотошаблонов и приклеивание к ним фиксирующих элементов.

На фиг.1 показано предложенное устройство; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез В-В на фиг.1, закрепление кондуктора на фотошаблоне; на фиг.5 разрез В-В на фиг.1, съем фотошаблона с закрепленными на нем кондукторами с основания; на фиг.6 установка штырей в кондукторы; на фиг.7 вид Г на фиг.6; на фиг.8 расположение штырей на одной из осей симметрии фотошаблона; на фиг.9 расположение штырей вдоль длинной стороны фотошаблона; на фиг.10 расположение реперных знаков на фотошаблоне, размеры которого больше расстояния между периферийными пальцами, а штыри расположены вдоль длинной стороны фотошаблона; на фиг.11 расположение реперных знаков на фотошаблоне при размещении штырей по диагонали фотошаблона.

Устройство содержит основание 1, выполненное в виде плиты ступенчатой формы (см. фиг.1), по которой скользит стол 2. В столе 2 выполнены полости (выборки), сообщающиеся поочередно через штуцер 3 и гибкий шланг 4 с источником вакуума или атмосферой. В основании 1 также выполнены полости, сообщающиеся через штуцер 5 с источником вакуума или атмосферой. Соединение полостей стола и основания с источником вакуума или атмосферой осуществляется распределителем, не показанным на чертежах. Полости в столе и плите, распределитель и источник вакуума составляют вакуумную систему.

Сопряженные поверхности основания 1 стола 2 тщательно подогнаны друг к другу. Стол 2 перемещается по основанию 1 с помощью трех микровинтов 6. Пружины 7 прижимают стол 2 к микровинтам 6. На основании 1 расположен механизм базирования фиксирующих элементов, выполненных в виде планки 8, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения перпендикулярно плоскости основания 1 по колонкам 9, укрепленным в основании 1. Планка 8 снабжена установочными элементами, выполненными в виде неподвижно установленных на ней трех пальцев для фиксации кондукторов, центрального 10 и двух периферийных 11.

Устройство снабжено упорами для фиксации фотошаблонов, выполненными в виде штырей 12, укрепленных неподвижно на основании 1 напротив пальцев 10 и 11 планки 8 механизма базирования фиксирующих элементов, при этом пальцы 10 и 11 выполнены с отверстием для прохода штырей 12. Периферийные пальцы 11 расположены симметрично центральному 10. Торцы штыpей 12 обработаны так, что находятся в плоскости стола 2. Штыри 12 предохраняют фотошаблон от поломки при движении планки 8 вниз.

На верхней поверхности планки 8 закреплены две прозрачные пластины 13 и 14 с нанесенными на них реперными знаками. Реперные знаки и установочные пальцы расположены строго на одной оси. Возможно и иное расположение реперных знаков относительно установочных пальцев, например такое когда ось реперных знаков параллельна оси установочных пальцев. Один из реперных знаков, в данном случае знак на пластине 13, служит началом координат и имеет штрихи соответствующего очертания. Расстояние от реперного знака на пластине 13 до центров установочных пальцев выполнено с высокой точностью. В планке 8 (см. фиг.2) под реперными знаками выполнены отверстия для подсветки знаков.

Механизм вертикального перемещения планки 8 (см. фиг.3) состоит из винта 15, прикрепленного к планке 8 своим фланцем, и гайки 16 с маховичком, вращающейся в расточке основания 1. Основание 1 снабжено упорами для фиксации планки 8 механизма базирования, выполненными в виде шайбы 17, гайки и контргайки 18, установленных на конце винта 15. Шайба 17 ограничивает перемещение планки 8 вверх. Гайки 18 регулируются таким образом, чтобы в крайнем верхнем положении планка 8 и пластины 13 и 14 находились бы в плоскости стола 2, и торцы пальцев 10 и 11 обрабатывают так, чтобы они не выходили за плоскость стола 2.

Устройство снабжено кондукторами 19 (фиг.4 и 5), выполненными в виде втулки с отверстиями для размещения фиксирующих элементов, и струбцинами 20 для закрепления кондукторов на фотошаблоне. Для повышения точности присоединения фиксирующих элементов к фотошаблону втулки кондукторов 19 выполнены в виде цанги с тремя лепестками, расположенными в отверстии для размещения фиксирующих элементов. Кондукторы 19 (см. фиг.4) надевают на пальцы 10 и 11 с небольшим натягом.

Конструкция струбцины 20 ясна из рассмотрения фиг.6 и 7. Для того чтобы прижать бортик кондуктора 19 к фотошаблону 21 равномерно всей площадью, контактная поверхность струбцины 20 выполнена в виде трех точек (трех шаровых поверхностей 22), равномерно расположенных по окружности.

Опорная шайба 23 (см. фиг.6) располагается на неэмульсионной стороне фотошаблна 21 под винтом струбцины 20. Чтобы винт струбцины 20 не расколол фотошаблон, опорная шайба 23 имеет кольцевой упругий элемент 24, например резиновое кольцо.

На фиг. 2 показан один из возможных вариантов оптической системы. Она состоит из двух источников света 25, освещающих реперные знаки на прозрачных пластинах 13 и 14, двух объективов 26, двух зеркал 27 и общего экрана 28. Возможен другой вариант оптической системы, когда реперные знаки на фотошаблоне совмещаются с визиром двупольного микроскопа. Пластины 13 и 14 при этом отсутствуют.

Устройство предназначено для присоединения к фотошаблону 21 фиксирующих элементов, выполненных в виде штырей 29. В зависимости от конкретных пpоизводственных условий устройство работает одним центральным установочным пальцем на планке или двумя периферийными пальцами. Работу устройства удобно показать на примере планки, работающей одним центральным установочным пальцем.

В исходном положении планка 8 находится в крайнем верхнем положении, а кондуктор 19 надет на палец 10. Фотошаблон 21 кладут на стол 2 эмульсионной стороной вниз таким образом, чтобы реперные знаки, имеющиеся на фотфошаблоне 21, легли на пластины 13 и 14 планки 8. Поскольку пластины 13 и 14 и торцы штырей 12 расположены в плоскости стола 2, то фотошаблон 21 одновременно будет лежать на столе 2, торцах штырей 12 и на пластинах 13 и 14 планки 8.

Стол 2 через шланг 4 соединяют с источником вакуума и прижимают фотошаблон 21 к нему. Вращая поочередно микровинты 6, перемещают стол 2 вместе с фотошаблоном по основанию 1, добиваясь совмещения реперных знаков на фотошаблоне с реперными знаками на пластинах 13 и 14. За совмещением следят на экране 28. Затем основание 1 через штуцер 5 соединяют с источником вакуума и фиксируют стол 2 вместе с закрепленным на нем фотошаблоном 21 на основании 1 и таким образом предохраняют фотошаблон 21 от возможного случайного сдвига. Далее кондуктор 19 прижимают (прикрепляют) к фотошаблону 21. Для этого на неэмульсионную сторону фотошаблона 21 кладут опорную шайбу 23, а под бортик кондуктора 19 подводят струбцину 20. Вращая за барашек винт струбцины 20, прижимают бортик кондуктора 19 к фотошаблону 21.

Ввиду того, что контактная поверхность струбцины выполнена в виде трех точек (трех шаровых поверхностей), равномерно расположенных по окружности, бортик кондуктора 19 оказывается прижатым (прикрепленным) к фотошаблону 21 равномерно всей поверхности, благодаря чему исключается смещение кондуктора 19 относительно фотошаблона 21 при последующей операции приклейки фиксирующего штыря. После прикрепления штыря 19 к фотошаблону 21 планку 8 опускают, вращая за маховик гайку 16, установочный палец 10 вытаскивается из кондуктора 19, а штырь 12 не позволяет фотошаблону 21 прогнуться вниз вслед за установочным пальцем 10 и таким образом предохраняет фотошаблон 21 от поломки. В результате перечисленных операций фотошаблон 21 оказывается точно сориентированным по отношению к реперным знакам на пластинах 13 и 14 планки 8, а так как реперные знаки на пластинах 13 и 14 расположены с высокой точностью по отношению к пальцам 10 и 11, а кондуктор 19 надет на палец 10 с натягом, то фотошаблон 21, а конкретно его рисунок, оказывается сориентированным с высокой точностью и по отношению к кондуктору 19.

Чтобы фотошаблон 21 вместе с прикрепленным к нему кондуктором 19 снять со стола 2, штуцер 4 соединяют с атмосферой и фотошаблон извлекают из устройства, а затем переворачивают на 180^о. Штырь 29 вставляют в кондуктор 19, в отверстие штыря подают клей и приклеивают штырь к фотошаблону. После затвердения клея струбцину 20 снимают и отделяют кондуктор 19 от фотошаблона 21. Ввиду того, что кондуктор точно сориентирован по отношению к рисунку фотошаблона, а фиксирующий штырь вставлен в кондуктор с натягом, то и фиксирующий штырь тоже оказывается сорентированным с высокой точностью по отношению к рисунку фотошаблона.

Так как приклейка штыря осуществляется вне устройства, а само ориентирование занимает мало времени (2-4 мин) в общем технологическом цикле изготовления фотошаблона с фиксирующими штырями, то на одном устройстве можно подготовить к приклейке (сориентировать) большее количество фотошаблонов, чем в том случае, когда приклейка осуществляется в самом устройстве, и таким образом повысить производительность изготовления фофтошаблонов с фиксирующими штырями.

Фиксирующие элементы могут располагаться на фотошаблое в разных местах в зависимости от того, какие требования по точности совмещения слоев предъявляются к печатным платам, или же расположение фиксирующих элементов определяется принятой на конкретном производстве системой базирования фотошаблона с заготовкой. Устройство позволяет варьировать положением штырей на фотошаблоне в зависимости от конкретных требований.

Штыри 29 могут быть расположены на одной из осей симметрии фотошаблона 21. К такому расположению фиксирующих штырей прибегают при работе как с обычных фотошаблонов, так и при работе с так называемых комбинированных фотошаблонов, т.е. таких, у которых рисунки первого и второго слоя расположены на одном фотошаблоне, как это показано на фиг.8. На фотошаблоне 21 рисуют четыре реперных знака, по два знака вдоль каждой стороны. Фотошаблон помещают в устройство дважды. Первый раз его ориентируют по реперным знакам, расположенным вдоль одной стороны, прикрепляют кондуктор, извлекают из устройства и приклеивают штырь. Затем фотошаблон помещают в устройство вторично и операцию повторяют, используя вторую пару реперных знаков. В приведенном примере в устройстве работает один центральный палец 10.

На фиг.9 изображен фотошаблон 21 с фиксирующими штырями 29, расположенными вдоль длинной стороны фотошаблона. Такое расположение фиксирующих штырей выгодно с точки зрения рационального использования заготовки, так как ширина заготовки может быть меньше ширины фотошаблона. На фотошаблоне рисуют два реперных знака, расположенных вдоль длинной стороны. В устройстве работают два периферийных пальца 11 одновременно. Фотошаблон помещают в устройство один раз, ориентируют и прикрепляют одновременно два кондуктора. Расстояние между центрами штырей в этом случае равно расстоянию между центрами пальцев на планке 8.

В том случае, когда в производстве используют несколько типоразмеров фотошаблонов 21 со штырями 29 (см. фиг.10), расположенными вдоль длинной стороны фотошаблона 21, при этом необходимо иметь фотошаблон 21 с разными расстояниями между штырями 29, штыри 29 наклеивают поочередно. Для этого на фотошаблон 21 рисуют четыре реперных знака, по два для каждого штыря, и располагают их на одной оси. Фотошаблон помещают в устройство дважды, ориентируют по каждой паре реперных знаков, прикрепляют по одному кондуктору и приклеивают по одному штырю. В данном примере используют оба периферийных пальца 11, работающих попеременно.

Наиболее точное совмещение слоев печатных плат достигается в том случае, когда штыри 29 расположены по диагонали фотошаблона 21. Чтобы изготовить фотошаблон с диагональным расположением штырей, на нем рисуют две пары реперных знаков, расположенных вдоль противоположных сторон фотошаблона 21, как это показано на фиг.11. Фотошаблон 21 помещают в устройство дважды, ориентируют по каждой паре реперных знаков, прикрепляют по одному кондуктору и приклеивают по одному штырю. В этом случае используют периферийные установочные пальцы 11, работающие попеременно.

Изобретение относится к производству печатных плат. Устройство для присоединения к фотошаблону фиксирующих элементов (ФЭ), преимущественно штырей, содержит основание 1 и стол 2 с полостями, сообщающимися с источником вакуума или атмосферой. На основании 1 расположен механизм базирования ФЭ в виде планки 8, которая имеет установочные элементы в виде неподвижно установленных пальцев 10 и 11 для фиксации центрального и периферийных кондукторов соответственно. Штыри 12 предохраняют фотошаблон от повреждения и установлены неподвижно на основании 1 напротив пальцев планки 8, имеющих отверстия для прохода штырей 12. Для вертикального перемещения планки 8 по колонкам 9 имеются винт 15 и гайка с маховичком, вращающимся в расточке основания 1. Изобретение повышает производительность устройства за счет обеспечения возможности производить параллельно совмещение фотошаблонов и приклеивание к ним ФЭ. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ К ФОТОШАБЛОНУ ФИКСИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ШТЫРЕЙ, содержащее основание с механизмом базирования фиксирующих элементов, выполненным в виде планки с установочными элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности в работе, оно снабжено кондукторами, выполненными в виде втулки с отверстием для размещения фиксирующих элементов, и струбцинами для закрепления кондукторов на фотошаблоне, планка механизма базирования фиксирующих элементов установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения перпендикулярно плоскости основания, а установочные элементы планки выполнены в виде неподвижно установленных на ней пальцев для фиксации кондукторов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности присоединения фиксирующих элементов к фотошаблону, втулка кондукторов выполнена в виде цанги, лепестки которой расположены в отверстии для размещения фиксирующих элементов. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения повреждения фотошаблонов, оно снабжено упорами для фиксации фотошаблонов, выполненными в виде штырей, неподвижно установленными на основании напротив пальцев планки механизма базирования фиксирующих элементов, при этом пальцы выполнены с отверстием для прохода штырей. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание снабжено упорами для фиксации планки механизма базирования.