Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Граверное дело
Учебник

       

58. Оборудование для фотографирования

Полученный на координатографе или ручным способом оригинал, содержащий топологию рисунка шкалы, сетки или подобной им детали, с помощью специальных высокоточных редукционных камер уменьшается до размеров рабочего изделия. Только иногда при больших размерах оригинала осуществляют двойное уменьшение.

Принципиальная схема редукционной камеры показана на рис. 103. Свет от источника 2, отразившись от экрана 1, через рассеивающее стекло 3 освещает оригинал сетки, расположенный в специальном держателе 4. Изображение рисунка оригинала, минуя фильтр 5, объективом 6 проецируется на фотопластинку 7, расположенную в кассете. Для наблюдения за оригиналом во время настройки камеры, фокусировки и изменения масштаба в приборе имеется микроскоп 8 с окуляр-микрометром.

Принципиальная схема редукционной камеры

Рис. 103. Принципиальная схема редукционной камеры

Общий вид редукционной камеры показан на рис. 104. На литой станине 1, установленной на амортизаторах 2 и 3, располаг гается экран 4 и кассетодержатель с фотопластинкой 6. Освещение экрана осуществляется стержневыми люминесцентными лампами, управляемыми с центрального пульта 5. В приборе имеются специальные механизмы, позволяющие манипулировать перемещением кассеты с помощью маховичков 7 я 8. Объектив на резкость наводится вращением маховичка 9. Для фокусировки и измерения имеется микроскоп 10. При налаживании работы редукционной камеры особое,внимание уделяется выбору наиболее подходящего объектива, который должен иметь минимальные дисперсию и искривление поля. Поэтому объективы представляют собой сложные дорогостоящие многолинзовые планехроматы.

Общий вид редукционной камеры

Рис. 104. Общий вид редукционной камеры

При изготовлении эталонных сеток, фотошаблонов и подобных им изделий используются системы мультипликации, которые служат для уменьшения изображения структуру до требуемого размера. Часто осуществляют одновременно съемку и мультипликацию единичного изображения с помощью линзовых растров или последовательную мультипликацию на фотоповторителях. Кроме того, рисунок фотошаблона (рис. 105, а) можно получать многоступенчатым уменьшением изображения с использованием специального оборудования, позволяющего обеспечивать наименьший элемент размером 5 мкм на поле 2,5—4,0 мм с нечеткостью края 0,5—1 мкм. Общая кратность уменьшения, выполняемая в две ступени, составляется 250—500, причем мультипликация осуществляется на последней ступени уменьшения.

Схема технологических процессов

Рис. 105. Схема технологических процессов многоступенчатого (а) и одноступенчатого (б) уменьшения оригинала:
1 — оригинал — единичное топологическое изображение слоя схемы с увеличением в 250—500х; 2 — оптическое устройство для первичного уменьшения в 25—50х; 3—4 — промежуточный фотошаблон — единичное изображение слоя схемы с увеличением, в 5-10х: 5 — оптическое устройство для окончательного уменьшения в 5—10х и мультипликации; 6 — эталонный фотошаблон; 7 — рабочий фотошаблон, полученный контактным перепечатыванием с эталонного; 8 — лиизово-растровая оптика, служащая для одноступенчатого уменьшения в 250—500х и оптического мультиплицирования

Одноступенчатое уменьшение с мультиплицированием микроизображений можно осуществлять с помощью линзово-растровой оптики (рис 105, б). Этот способ позволяет получить минимальное изображение элемента (10—15 мкм) на поле 0,7—0,8 мм с нечеткостью края менее 1 мкм. Для осуществления обоих методов мультипликации имеется специальное оборудование. Наиболее перспективным является метод, совмещающий процессы шагового размножения отдельного изображения с окончательным уменьшением на фотоповторителях, которые представляют собой камеру проекционной печати промежуточного фотошаблона на полученный контактным перепечатыванием с эталонного, 8 — лиизово-растровая оптика, служащая для одноступенчатого уменьшения в 250—500х и оптического мультиплицирования пластину со светочувствительным слоем. Пластина устанавливается на рабочем органе (столе), который перемещается в заданную координату специальными серводвигателями, управляемыми по программе от ЭВМ.

Контроль перемещения рабочего органа производится прецизионными измерительными системами.

Схема однопозиционного фотоповторителя показана на рис. 106. а, для повышения производительности изготовления фотошаблонов используются многопозиционные фото повторители (рис. 106, б).

Схемы фотоповторителей

Рис. 106. Схемы однопозиционного (а) и многопозиционного (б) фотоповторителей:
1 — источник: 2 — конденсор; 3 — промежуточный оригинал; 4 — объектив; 5 — фотопластинка; 6 — координатный стол; 7 — измерительная система: 8 — система управления работой блока экспонирования

Существуют разнообразные по принципу действия и конструктивным особенностям приборы, позволяющие методом фотолитографии получать фотошаблоны. Наиболее распространенным является метод проекционного печатания с уменьшением оригинала, изготовленного в увеличенном виде.

Как показано на рис. 107, а, с помощью редукционной камеры 2 уменьшается до размера 25x25 мм оригинал 1 единичного изображения, увеличенный в 500 раз. Полученный промежуточный негатив 3 с помощью фотоповторителя с прецизионным объективом 4 уменьшается до натуральной величины. Перемещая столик фотоповторителя 5, можно получить фотошаблон 6 с размноженным изображением, имеющим размер 25x25 мм.

Затем иа стадии совмещения 7 фотошаблон 6 перемещают относительно подложки 8 с фоторезистом, чтобы их элементы совпали, после чего осуществляются операции экспонирования, проявления, травления и удаления фоторезиста с напыленной на нем металлической пленкой.

Кроме того, можно получить фотошаблон, без фотоповторителя в мультипликацией увеличенного оригинала фотошаблона и уменьшением его без фотоповторителя. Использование растрового объектива 10 (рис. 107. б) позволяет иметь в увеличенном размере промежуточный шаблон 11, содержащий все множество элементов. Изображение элементов промежуточного фотошаблона проектируется объективом 12 непосредственно на подложку. Обычное совмещение фотошаблона с подложкой заменяется совмещением элементов подложки с фотошаблоном 6. С эталонного фотошаблона контактным печатанием получают рабочие фотошаблоны 13.

Схемы проекционного изготовления шкал и сеток

Рис. 107. Схемы проекционного изготовления шкал и сеток

Весьма важным узлом фотоповторителей является проекционная система (рис. 108), состоящая из осветителя 1, конденсора 2, светофильтра 3, промежуточного фотошаблона 4, базировочной рамки 5, объектива 6 и фотопластинки 7. Выбор источника света и объектива в сильной степени зависит от марки светочувствительных материалов, но источник света должен иметь достаточную мощность, стабильное во времени и пространстве светящееся тело и т. д.

Проекционная	система	фотоповторителя

Рис. 108. Проекционная система фотоповторителя

При выборе проекционной системы необходимо особое внимание уделять техническим характеристикам объективов и методам их фокусировки. Имеется несколько конструктивных решений механизмов подфокусировки и автоподфокусировки фотоповторителей.

Объективы характеризуются высокой разрешающей способностью, достигаемой 500—1000 лин/мм в зависимости от требуемой минимальной ширины линии и минимальной аберрации в центре изображения, минимальными потерями разрешающей способности по полю изображения, плоскостью изображения и т. д. Оценка качества объективов производится на оптической скамье, на которой производят оценку качества сборки и юстировки оптической системы дифракционным методом, измерение визуальной разрешающей способности и другие испытания.

Оценка основных параметров фотоповторителей осуществляется по специальной методике с получением фотошаблонов с заданными характеристиками. Разрешающая способность оптической проекционной системы проверяется по специальным тестам.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru