Установка для контактной фотопечатки Советский патент 1977 года по МПК C03B25/00 

Изобретение относится к устройствам непрерывного контактного фотоэкспонирования стеклопластик, используемым в произвоастве деталей из светочувствитель ных с текол и фотоситаллов для электронных и радиоэлектронных приборов. По основному авт. св. № 477117 известно устройство, выполненное в виде туннельной конвейерной электропечи, имею щей окна в боковых стенках боны экспони рования, и расположенных с внешней стороны электрспечи напротив ее окон осветительных устройств, содержащих источни ки ультраф олетового света. Оптические оси окон электропечи перпендикулярны к направлению перемещения стеклопластик и экспонируемым их поверхностям, а источники ультрафиолетового света дают круговые в поперечном сечении пучки параллельных лучей, Эта установка предназначена только пля экспонирования стеклопластин, ширипа которых меныпе пли равна диаметру свотовыпускающего окна источника ультра фнолетопого света, С увеличением ширины экспонируемых стеклоплаотин необходимо увеличивать и размеры источников ультрафиолетового света, что из-за значительной сложности изготовления высококачественной кварцевой оптики больших размеров (например диаметром в 50О мм и больше) делает такие источники трудоемкими, дорогостоящими и в отдельных случаях трудновыполнимыми. Кроме этого, при равенстве диаметра световыпускаюшего окна ширине стеклопластин последние в установке экспонируются неравномерно по ширине, что умень шает точность изготовления деталей. Причина неравномерного экспонирования в этом случае заключается в том, что длина хорды кругового пучка параллельных ультрафиолетовых лучей, равная длине хорды световыпускающего окна и эквивалентная времени экспонирования, изменяется от нуля на краях стеклопластин до величины диаметра пучка в ее центре. С целью равномерного экспонирования стеклопластин, ширина которых превышает диаметр световыпускающего окна источника ультрафиолетового света, в предлагаемой установке окна печи расположены в шахматном порядке по высоте печи и имею формы простых многоугольников, вписьгваю щихся в световыпускающиа окна источников ультрафиолетового света и складывающихся при условном горизонтальном смещении в параллелограмм, две из сторон которого расположены горизонтально и образуют острые углы с линиями сложения окон печи. Окна печи могут иметь формы четырехпяти- и шестиугольников, длины большинст ва сторон которых равны длине стороны квадрата, вписывающегося в световыпускаю щее окно источника ульграфиолегового света. На фиг. 1 показана предлагаемая уста- новка, общий вид; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант выполнения установки; на фиг. - - с-леиа, ил люстрирующая неэкспонирование или двой ное экспонирОБание участка стеклопластины; на фиг. 5 - схема, иллюстрирующая неравномерность экспонирования стеклопластины по ширине; на фи-г. 6 - вариант выполнения установки; на фиг. 7 схема, иллюстрирующая изменение величины расстояния между сторонами геометрической ф ггуры сложения окон печи от величины угла сложения; на фиг. 8 - формы окон печи, их взаимное расположение и геометрическая фигура от их сложения при вь:поляенпи установки по фиг. 1; на фиг. то же, при вьшолненц,и установки по фиг.З на фиг. 10- то же, при выполнении установки по фиг. 6; на фиг. 11 - вариант вы полнения форм окон печи, их взаимное расположение и геометрическая фигура от их сложения при выполнении установки по фипп 1; на фиг. 12 - то же, при выполнении установки по фиг. 3; на фиг. 13 - то же, при вь полнекип установки по фиг. 6; на фиг. 14 - то же, при выполнении установки по фиг. 1; на фиг. 15 - то же, при выполнении установки по фиг, 3; на фиг. 1 то выполнении установки по фиг. 6 ; на фиг. 17 - то же, при выполнении установки по фиг. 3j на фиг. 18 - то же, при выполнении установки по фиг. 6. Установка для контактной фотопечати состоит из электропечи 1 и осветительных устройств 2. Секции 3 конвекционной туннельной конвейерной электропечи 1 образуют зоны нагре ва и охлаждения, а секция 4, боковые стенки которой содержат закрытые кварцевыми стеклами 5 окна 6, образует зону экспонирования. В наружном туннеле 7 электропечи 1 смонтирован рабочий туннель 8, а внутри них проходит замкн.утая транспортирующая сетка (конвейер)9 для перемещения кассет 10 с находя1.аимися в них стеклопластинами и шаблонами или негативами. Внутри туннеля 8 в зоне экспонирования установлены направляющие 11 и шторки 12, а по всей его длине - направляющие 13. Направляющие 11 и 13 обеспечивают при экспонировании строго перпендикулярную ориентацию кассет 1О относительно пучков 14 параллельных ультрафиолетовых лучей, идущих от осветительных устройств 2. Шторки 12 исключают попадание отраженных лучей на стеклопластины, находящиеся вне зоны экспонирования. Расположенные горизонтально оптические оси 15 окон 6 перпендикулярны направлению перемещения стеклопластин и экспонируемым их поверхностям. Кассеты 1О устанавливают на сетку 9 на станции загрузки 16 электропечи 1 и снимают после обработки стеклопластин на приводной станции 17. Скорость равномерного перемещения сетки 9 регулирую-г в широком диапазоне, исходя из необходимой продолжительности экспонирования стеклопла- стин. Каждая секция 3 имеет индивидуально рет улируемые спиральные нагреватели 18 и конвекционный вентилятор 19, что позволяет получать по длине электропечи 1 нужнь;й температурнь1й режим нагрева (до 200-400°С), экспонирования и охлаждения стеклопластин. Количество секций 3 определяется требуемой производителышстью установки п режимами нагрева и охлаждения стеклопластии. Осветительное устройство 2 состоит из сопла 20 с размещенным внутри электрооборудованием и смонт1 рованнь;х на нем в шахматном порядке источников 21 ультрафиолетового сиета, цаюишх оцннакооые по мощности, с;пектралы1ому составу, форме и размерам круговьге Пучки 14 параллельных лучей. Количество одновременно используемых в осветительном устройстве 2 источников ультрафиолетового света, как и количество окон в каждой боковой стенке электропечи, зависит от ширинь экспонируемых стеклоапастнн и кр тювого пучка 14 параллельных лучей, ид щего от источника 21 ультра||)иолетового света, диаметр световыпускаюшего окна которого равен диаметру пучка JL4. Осветительные устройства 2 расположены с внешней сторонь: электропечи так, что оптические оси 22 источников 21 ультрафиолетового света совпадают с оптическими осями 15. окон 6. Окна 6 каждой боковой стенки электропечи расположены в щахматном порядке по высоте секции 4. В поперечных сечениях окна 6 имеют форму геометрических . например простых многоугольников, каждая из которых располагается внутри кругового сечения пучка 14 параллельных ультрафиолетовых лучей. Расстояния между оптическими осями 15 окон 6 как и между оптическими осями 22 источников ультрафиолетового света по высоте секдии 4 электропечи в общем случае не превыша р и не равны длине диаметра кругового пучка 14. При условном горизонтальном смещении вдоль направления перемешения стеклопластин окна 6 складываются в одну геометрическую фигуру 23, например параллелограмм, расстояние между противоположными сторонами в которой в любых направлениях, параллельных горизонтальному направлению перемещения стеклопластин, является величиной постоянной. Лини сложения 24 окон 6 при этом образуют с горизонтальным направлением перемещения стеклопластин острые углы (углы сложения), величина которых равна 1О-ЗО° При расстояниях между оптическими осями 15 и 22, превышающих или равньЬс длине диаметра кругового пучка 14 окна 6 не складываются в одну геометрическую фигуру 23. В пможные варианты вьшолнения форм окон 6 электропечи 1, взаимное их расположение и геометрические фигуры 23 от их условного сложения для различных выполнений установки приведены на фиг.818. Все эти варианты обеспечивают равнсь мерное эксЛонирование стеклопластин ширина которых превышает диаметр кругового пучка 14 параллельных лучей, идущего от источника 21 ультрафиолетового света, т.е. превышает диаметр световыпускающего окна источника 21 . Выполнение формы окон 6 электропечи в вице простых многоугольников, например четырех-, пяти- и шестиугольников , по сравнению с другими возможными формами например криволинейными, делает окна 6 более простыми в изготовлении. Для более полного использования световых потоков пучков 14 параллельных ультрафиолетовых лучей каждый многоугольник в этом случа имеет форму и размеры, обеспечивающие полное или частичное его вписывание в круговое сечение пучка 14. При этом длины большинства сторон простых многоугол ников равны длине стороны квадрата, вписанного в круговое сечение пучка 14, а расстояния между оптическими осями 15 окон 6 и оптическими осями 22 источников 21 ультрафиолетового света по высоте электропечи равны дпине стороны того же квадрата или не превышают ее. Это определяется тем, что из всех четырехугольников, вписанных в круг, только квадрат имеет наибольшую площадь. Величина расстояния между оптическими осями 15 и 22, не превышающая длину стороны квадрата, как и в любом другом случае, определяется, исходя из величины взятого угла сложения окон 6, величины диаметра пучка 14 и величины длины используемой геометрической фигуры 23. Окна в электропечи 1 по фиг. 8 одинаковы и имеют форму равнобочной трапеции, у которой длины боковых сторон равны длине стороны квадрата, упомянутого выше. По фиг. 9, 10, 11, 12, 13, 17 и 18 верхние и нижние окна одинаковы и имеют форму прямоугольной трапеции, у которой длины большего основания к меньшей боковой стороны равны длине стороны квадрата. Центральные окна по фиг. 9 имеют форму самого квадрата, центральные окна по фиг. 12 и 13 имеют форму параллелограмма, длина большей диагонали которого равна длине диаметра кругового пучка 14, а центральные окна по фиг. 17 и 18 одинаковы и имеют форму равнобочной трапеции, у которой длина большого основания равна стороне квадрата. Пр фиг. 14 одно окно имеет форму, выпуклого пятиугольникаj а другое - форму невыпуклого пятиугольника, длины трех сторон которых равны длине стороны квадрата. По фиг. 15 и 16 и нижние окна имеют форму окон, как и на фиг 14,. а центральные окна одинаковы и имеют форму невыпуклого шестиугольника, длины двух параллельных сторон которого равны детине стороны квадрата. Геометрическне фигуры 23 от сложения окон 6 представляют собой параллелограмм на фиг. 8-10 и прямоугольник на фиг. 11-18, две из сторон которых расположены горизонтально, а их линии сложения 24 - прямую на фиг. 8-13, 17,18 и ломаную прямую на фиг. 14-16. Расстояния между оптическими осями 15 окон б по фигурам 8-10 и 14-16 равны длине стороны квадрата, вписанного в пучок 14, а по фигурам 11-13, 17,18 не превышают ее. Более полно световые потоки пучков 14 используются по фигурам 14-16. Шахматное расположение окон 6 по сравнению с другими возможными расположениями позволяет уменьшить длину секции 4, что гарантирует более точное поддержание температуры в зоне экспонирования и уменьшает длину электропечи 1, Наличие острых углов между линиями сложения 24 окон 6 и горизонтальным направлением перемещения стеклопластин ис-

ключает возможность неэкспонирования или двойного экспонирования;локальных узких участков стеклопластин, что могло бы иметь место в результате возможных погрешностей изготовлен.ия окон 6 при отсутствии этих углов. На фиг, 4 незаштрихованный прямоугольник показывает неэкспокироваяньтй, а заштрихованный в центредважды экспонированный участок стеклопластины.

Из-за тех же возможных погрешностей изготовления окон 6 углы сложения MRHT ше 10 приводят к большим локальным неравномерностям экспонирования стеклопластии, 1 нежели углы больших величин, так как в этом случае расстояние между противоположными сторонами в геометрической фигуре 23 сложения окон 6, эквивалентное времени экспонирования, на участках сложения значительно уменьшается или увеличивается. Эти уменьшенные или увеличенные расстояния при погрешностях изготовления окон 6 в ту или другую сторону в сравнении для разных углов сложения окон показаны пунктиром на фиг. 7.

Углы сложения окон 6, большие 30°, не позволяют более полно использовать световые потоки круговых пучков 14 параллельных ультрафиолетовых лучей из-завынужденного уменьшения плошадей поперечных сечений используемых окон 6.

Работа описанной установки заключается в том, что сетка 9 непрерывно равномерно перемешает вдоль зон электропечи 1 кассеты 10, стеклопластинь которых в начале разогреваются до нужной температуры, затем экспонируются при прохождении. мимо окон 6 поперек Пучков 14 параллельных ультрафиолетовых лучей, а потом охлаждаютря до некотор(эй температуры.

Установка может быть юпользована как для локального (первиtuoro), так и для сплошного (вторичного) экспонирования стеклопластин..

Использование изобретения позволяет применять источники ультрафиолетового света, диаметр кругового тучка параллель-ных лучей которого меньше ширины экспонируемых стеклопластин. Это исключает необходимость изготовления трудоемких, дорогостояших и в отдельных случаях трудновыполнимых источников ультрафиолетового света с высококачественной кварцевой оптикой больших размеров.

15

Формула изобретения

Установка для контактной фотопечати по авт.-.св, № 477117, о т л и ч а ю- ш а я с я тем, что, с целью равноме1зного экспонирования стеклопластин, ширина которых превышает диаметр световыпускаю-; шего окна источника ультрафиолетового света, сЯсна расположены в шахматном порядке по высоте печи и имеют формы простых многоугольников, вписывающихся в световыпускаюшие окна источников ультрафиолетового света и складываюшихся при условном горизрнтальном смешении в параллелограмм, две из сторон которого расположены горизонтально и образуют острые углы с линиями сложения окон печи.

2. Установка поп. 1, отлича ю- ш а я с я тем, что окна печи имеют формы четырех-, пяти- и шестиугольников, длины большинства сторон которых равны длине стороны квадрата, вписываюшегося в световыпускаюшее окно источника ультрафиолетового света. /////////////У7/7. I 7 13 Y//////7//////////// 920 Раг.2

f9

5ФигЛ

-21

(

L-..-yt-,/,. .

Ш

LfS.3

Фи9.5

20

/ Фг/г.6 2 9

20

Риг.7

23 L

Фиг.З

1ft

23

vs.JO

f4 /

23

24

/

23

14

vz.i2

77

14

Рг/г. /J

24

/

25

.

/

иг. IS

f

:

24

fj

Фиг. 16

Т4

2J