用于夹持印刷电路板进行曝光的夹持件 技术领域
本发明涉及一种用于夹持一块双面印刷电路板进行曝光的夹持件。
更具体而言，本发明涉及一种系统，该系统能够使两张照相原图以很高的精度被夹持在一块将被印上印刷电路的基板的两表面上，然后用光线照射由此构成的组件的两个表面，从而使光线通过照相原图照射印刷电路板的两个表面。
背景技术
当制造双面印刷电路板时，即当在一个绝缘基板的两个表面上加工导体线路时，我们知道最初的组件包括一个绝缘基板，该绝缘基板的两个表面上分别加工有导电金属层，所述导电金属层上都覆盖有一个感光覆盖层。之后，该感光层通过各自的照相原图受到光线的照射，其中照相原图以阳图或阴图的形式表示了导体线路的形状，由此感光层被局部地曝光，从而我们可以接着采用化学方法蚀刻掉被曝光的感光层部分，或者相反，蚀刻掉未被曝光的感光层部分，然后通过由此形成地覆盖层用化学方法蚀刻掉导电层，从而只保留导体线路。
这种用于使基板曝光的机器由一个被称为曝光夹持件的机械组件和一个光源构成，所述光源被用于发出两束光线，该光线将使印刷电路板的两个表面曝光。本发明更特别地涉及该曝光夹持件，即涉及曝光工作所需的机械机器。
该曝光夹持件首先被用于十分精确地将照相原图定位在印刷电路板的两个表面上，其次被用于将照相原图直接压靠在基板的表面上，以避免曝光过程中产生任何散射效应。
以本申请人的名义申请的欧洲专利申请书Nos.EP 6 18 505、EP 807 855及EP 807 856公开了数种曝光夹持件，每个夹持件皆由一个承载有一个用于底照相原图的底支撑件和一个用于顶照相原图的顶支撑件的结构以及一个用于将基板定位在两张照相原图之间的机构。通常来讲，顶支撑件可以移动，以便大体与位于两框架之间的基板相接触。另外，通过在两张照相原图之间形成真空，就可以使照相原图与基板表面紧密接触。照相原图支撑件首先包括各自的矩形框架，其次包括固定在框架上的各自的玻璃嵌板，或者玻璃也可以由其它的硬质透明材料代替。
照相原图支撑件中嵌板的存在会带来某些缺点。首先，嵌板的表面上可能带有缺陷或刮痕或灰尘，这些东西会破坏将被曝光的表面的定义，从而降低由此加工出的导体线路的精度。
另外，由于玻璃板很硬，所以其平面度难以保证，这在将照相原图压靠在印刷电路板壁上的过程中可能会增大出现缺陷的概率。
此外，照相原图支撑嵌板相对较硬，并且当顶和底照相原图支撑嵌板之间形成真空时，会导致嵌板的破碎，并从而使机器出现运行故障。
最后，不能够保证一个嵌板的两个表面都精确地相互平行。厚度的不同，尽管很小，也会导致导体线路质量的降低。
尽管如此，我们不应忘记，照相原图本身的厚度很小，所以照相原图很柔软，正因如此，如果该照相原图不受到一个本身相对坚硬并且，在现有机器中，由照相原图支撑嵌板所构成的平面的支撑，那么照相原图将会严重松弛。
本发明概述
本发明的一个目的是提供一种用于使印刷电路板曝光的夹持件，该夹持件使我们能够有效地将照相原图十分精确地压靠在该印刷电路板的两个表面上，同时避免因该曝光夹持件的照相原图支撑件中的玻璃嵌板或类似的透明支撑板的存在而带来的缺陷。
为达到这一目的，本发明提供了一种用于使印刷电路板曝光的夹持件，以便通过使用被定位在所述基板的两侧上的柔性第一和第二照相原图，加工出双面印刷电路板或类似器件，该夹持件的特征在于，它包括：
-一个第一框架，该框架不带有任何用于容纳第一柔性照相原图的透明平面支撑件；
-一个第二框架，该框架不带有任何用于容纳第二柔性照相原图的透明平面支撑件；
-用于将所述第一和第二柔性照相原图的周边分别定位和固定在所述第一和第二框架上的机构；
-用于将所述基板定位和夹持在所述第一和第二框架之间的机构；
-一个逼近机构，该机构被用于通过从一个间隔开的第一位置移动向一个曝光第二位置，使承载有所述照相原图的所述框架逐步向所述基板的表面；和
-一个机构，该机构被用于在安装有各自的照相原图的框架之间的空间内建立真空，其中所述空间内容纳有所述基板，从而使所述照相原图被逐渐压靠在所述基板的两表面上。
我们将明白，由于照相原图绕其整个周边被固定在框架上，其中该框架不带有任何嵌板，更一般而言，不带有任何透明平面支撑件，所以通过使两个框架相对移动，就可以将照相原图逐渐固定压靠在基板的两个表面上。推荐用于建立真空的机构与用于使两个框架相互移动的机构被同时启动。这更加便于使框架以及照相原图同步地相向运动，同时在延伸在安装有各自的照相原图的框架之间的空间内建立真空，从而使相对柔软的照相原图被贴靠在基板的表面上，同时避免了在照相原图和面板表面之间产生气泡的危险。
在一个优选实施例中，该夹持件包括一个用于沿框架的底边缘定义了一条枢轴轴线的机构，其中承载有各自的照相原图的所述框架通过绕该枢轴轴线转动而相向运动。
另外推荐用于产生真空的抽吸机构被置于框架顶边缘的附近，从而接近照相原图的顶边缘。
附图说明
下文将通过非限制性的例子对本发明的一个优选实施例进行说明，通过阅读该说明，我们可以更清楚地理解本发明的其它特征和优点。该说明将参考附图，附图包括：
-图1是该曝光夹持件的一个表面视图；
-图1A是一个沿图1中的线A-A的剖视图；
-图1B是一个沿图1中的线B-B的剖视图；
-图1C是一个沿图1中的线C-C的剖视图；
-图2是该曝光夹持件的一个侧视图，其中该夹持件的前框架被打开；
-图3是该曝光夹持件的一个整体透视图，其中前框架处于开启位置，而中间框架被与后框架相隔开；
-图4A和4B是装有一个印刷电路板的曝光夹持件的侧视图，分别表示了一个隔开位置和一个闭合位置；
-图5A至5D是简化的原理图，表示了两个照相原图逐渐贴靠在印刷电路板的两个表面上的过程；和
-图6是一个表示了图5A的细节的视图。
优选实施例的描述
从图3中可较清楚地看到，在该优选实施例中，曝光夹持件10包括一个前框架12、一个中间框架14及一个后框架16，其中前框架12和后框架16都不带有任何玻璃嵌板，或更一般而言，都不带有任何透明平面支撑件。前框架12被用于固定前照相原图，所述照相原图被固定在框架12的垂直立柱12A和12B以及水平交叉件12C和12D上。照相原图最初通过一个抽吸系统被固定，所述抽吸系统包括一个矩形凹槽18，该凹槽18在框架12的后表面20内向外开口，即是说，其表面面向中间框架14。由下文的详细说明可知，该凹槽18与一个抽吸系统相连接。
中间框架14也由垂直立柱14A和14B以及水平交叉件14C和14D构成。后或前框架12通过一个大体垂直的枢轴22被安装在中间框架上，枢轴22沿前框架的垂直立柱12D和中间框架的垂直立柱14A延伸。前框架12在其使用位置被压靠在中间框架14上，并通过锁定机构(未示出)被固定在中间框架14上。中间框架14的底边缘14D通过机械方式被连接在一个沿中间框架14的水平交叉件14D延伸的底枢轴23上。推荐前框架12的后表面上带有一个适于与中间框架14相配合的周边密封垫圈17。最后，推荐被作为固定件的后框架16最好被竖直放置，并且也由垂直立柱16A，16B以及水平交叉件16C和16D构成。
下面更具体地结合图1以及图1A至1C对后框架16进行更详细的说明。
为了对后照相原图进行定位和固定，后框架16的前表面24还具有一个凹槽26，该凹槽26通过管道26A与一个真空源相连接，以便建立一个真空。另外还需指明的是，一个密封真空膜盒28被固定在了后框架16的整个周边上。该真空膜盒也被固定在了中间框架14的周边上。
下面更具体地结合图1B对用于使照相原图和基板相对夹持件的框架定位的机构以及用于对前框架12和基板朝向后框架16的移动进行控制的机构进行说明。
用于使印刷电路板定位的机构由可在框架16的顶交叉件中移动的可伸缩小钉30构成。这些小钉能够刺入定位孔，所述定位孔被设置在基板的上边缘中。这些小钉30各具有一个肩部32，肩部32能够使基板的位置被限定在一个与后框架16的平面相正交的方向上，基板的后表面承靠在该肩部32上。后框架16也带有小钉34，用于保证当中间框架14和前框架12被连接在一起时允许对两个框架的运动进行控制。小钉34具有一个配合在中间框架14中的头36。为了控制接受基板的小钉30和移动中间框架的小钉34的同步位移，所有小钉都与凸轮37相配合，每个凸轮都体现为一个凹槽38或38′，这些凸轮都由一个平行于后框架16的顶边缘延伸的公共控制杆驱动。小钉30或34各自体现为与凹槽38配合工作的驱动短柱42或44。凹槽38，38′的方向被设计满足下述条件，即中间框架14的运动距离等于基板的运动距离的两倍。我们将明白，通过沿箭头F所示的方向移动杆40，小钉30和34被从后框架中移动出来，从而使基板和中间框架移动离开后框架16。
前和后照相原图最初通过移动例如46的小钉被定位，小钉46也被固定在了后框架16上，更准确地说，被固定在了其垂直立柱上。这些小钉46也是可伸缩的，并且它们在一个叉子48的控制下移动，叉子48本身最好由一个特殊的执行器进行驱动，该执行器在图中未示出。一旦照相原图被固定在框架上之后，这些小钉将被缩回。
从图1A中可清楚地看出，后框架16的顶交叉件上也装有抽吸通道50，该通道50在所述框架的顶交叉件的前表面内向外开口，并且通过例如52的管道与真空泵相连接，该真空泵最好由文氏管系统构成。这些抽吸通道50的开口位置以较大的距离位于支撑基板的小钉30的上方，从而当基板被小钉30定位之后位于基板顶边缘的上方。
上文已对本曝光夹持件的主要组成元件进行了说明，下面将说明其使用方法。
上述曝光夹持件10的使用包括一个准备阶段，在该阶段中，使照相原图分别相对前框架12和后框架16定位和固定，在所述初始定位后，还包括一个正常使用阶段，该阶段包括相继放入印刷电路板，以便使电路板的两个主要表面通过事先固定在前和后框架上的照相原图被曝光。
对于对照相原图进行定位和固定的初始阶段而言，使用的是后框架的可伸缩小钉46和基板定位小钉30。
如图3所示，当前框架12处于开启位置时，使用设置在照相原图的顶边缘内的基准孔将后照相原图定位在小钉46上，然后将一个与随后将被曝光的基板具有相同厚度的基板或者甚至一个与所述厚度相对应的间隔件定位在小钉30上，并且类似地使用间隔件调节水平铰链构成机构23，从而使夹持件与基板的厚度相匹配。最后，前照相原图被定位在短柱46上。在此位置处，照相原图仅仅通过其各自的顶边缘被悬在短柱46上。之后，前框架12绕垂直轴线22转动，然后该前框架被锁定在中间框架14上，从而将这两个框架并为一个单体件。分别在前框架和后框架中将定位凹槽18和26抽吸成真空。这使照相原图的周边能够被固定和定位在前和后框架上，并且从而保证两张照相原图精确地相互对齐。精确对齐的标准是两照相原图上任何一点的误差不大于25微米。该操作完成后，前框架12被重新打开，以便使用粘结材料等其它方法对照相原图进行固定，其中粘结材料分别被涂在前框架和后框架上，同时保持凹槽中的真空。然后取出被用于对照相原图进行初始定位的基板或间隔件。这样，该曝光夹持件被准备就绪，随时可被用于使定位在其中的印刷电路板的两个表面通过照相原图被曝光。
对于该夹持件的正常使用而言，固定有前照相原图的前框架12处于开启位置，然后一块将被曝光的基板被定位在处于延伸位置的支撑小钉30上，随后前框架12被闭合在中间框架14上并且二者被锁定在一起。
下面结合图5A至5D以及图6对当由前框架12和中间框架14所构成的组件向后框架16移动时，前和后框架逐渐被压在印刷电路板表面上的过程进行说明。
这些图是简化图。只有前框架12被示出。中间框架未被示出。实际上，在这些步骤中，前框架12和中间框架14构成了一个单体组件。
在该详细说明之前，需要指出的是，根据本发明，照相原图被控制在基板的任何一侧面上前进的操作过程都与通过孔50的抽吸操作同步，其中孔50是被加工在后框架的顶交叉件上的通孔，并且与真空泵相连接。我们将明白，由固定有前照相原图的前框架和固定有后照相原图的后框架所限定的体积被设计成防漏体积，这首先利用了置于前框架和中间框架之间的密封嘴，其次利用了安装在中间框架和后框架之间的密封膜盒。
图5A表示了夹持件的初始位置。基板P被悬在小钉30上并且前和后照相原图被分别固定在前和后框架12和16上。前框架12被锁定在中间框架14上。膜盒28对由前和后框架所限定的体积进行密封。小钉30上的肩状件以某种方式保持住基板P的顶部，以便使角度a和b大体相等。角度a和b被显著地夸张放大，以使图5A更便于理解。实际上，这些角度大约为5°至7°。如图6所示，底边缘Pa分别与前和后照相原图的底边缘CAa和Cpa相接触，同时照相原图的边缘被固定在框架上。这种状态是通过使用可拆卸的调节楔来实现的，该调节楔与铰链23相配准并且与基板的厚度相适应。自然，同样必须提供与基板厚度相适应的并且与小钉34的头相配准的可拆卸楔形件，用于使中间框架14移近，从而确保逼近机构的行程保持恒定，同时保证各个框架在最终位置处相互平行。
在如图5B所示的下一步骤中，通过后框架16的孔50进行抽吸，体积V的内部已经开始形成真空。在真空的作用下，本身比较柔软并且仅通过其周边被固定的照相原图呈现出曲线形状，该曲线形状在该图中被大大夸张，从而使该图更加清楚。相比之下，由于基板的两侧面存在同样的真空，所以基板P保持呈平面。当基板P和前照相原图CA开始接近后照相原图时，照相原图的底部逐渐地并且规则地被压靠在基板的两侧面上，同时该逼近过程使角度a和b大体保持相等。由于体积V中的真空被建立在体积V的顶部，所以照相原图从其底部开始被逐渐压靠在基板的两表面上，同时不会困入任何气泡。
图5C表示了一个中间位置，其中照相原图的大部分已被压靠在了基板P的表面上。
图5D表示了一个最终位置，其中照相原图CA和CP已被完全压靠在了基板P的表面上。然后就可以通过照相原图对基板P进行曝光。在曝光过程中，照相原图和基板之间的真空一直被保持住。
上文结合附图5A至5D对照相原图沿垂直方向被逐渐压靠在基板的两表面上的方法进行了说明。我们将明白，在水平方向上，照相原图也呈现曲线形状。当前框架12和基板P向后框架16移动时，照相原图最初用其中部与基板的表面相接触，然后接触面积逐渐扩大至照相原图的整个宽度。这就防止了气泡被围困在基板和照相原图之间。
在上述说明中，我们已假设前框架和基板通过绕一条沿前框架的底边缘延伸的轴线转动而向后框架移动。自然，这种逼近运动也可以通过其它方式被实现。
前框架和基板可以通过沿与后框架的平面相正交的方向平移而向后框架移动。另外还可能使两个框架相互相对移动而使基板保持静止。保持件必须具有使基板保持垂直的机构，该机构穿过了置于前和后框架的周边上的密封机构。
在这种情况下，底部转轴23被省去。与小钉34相类似的逼近钉被布置在后框架16的底交叉件内，这些逼近小钉与中间框架的底交叉件相配合。该底逼近小钉的位移能够受到凸轮的控制，该凸轮等同于或类似于顶交叉件的凸轮37。承载有顶凸轮的杆40可以是一个驱动杆，同时控制底凸轮的杆通过一条传动带与顶部杆40相连接。如果该传动比等于一个单一的值，那么前和后框架12和16在整个移动过程中将保持平行。
如果底凸轮由独立的机构，例如一个执行器，进行控制，那么两个框架间的相互逼近将既包括相对平移运动，又包括相对旋转运动。
在两个框架间产生的真空的影响下，两个照相原图如上所述呈现曲线形状。在照相原图逐渐接近基板的过程中，基板与两个框架保持相等的距离，照相原图的中心区域首先与基板的表面相连接。随后，该接触逐渐地并且同步地向基板的垂直和水平边缘扩展。该过程保证了没有任何气泡被围困在基板和照相原图之间。
第一框架最好是垂直的，而第二框架当处于其第一位置时，最好与第一框架之间夹一个较小的角度。