CN108255020A - 穿透式激光直接成像*** - Google Patents

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洪国书
吴松峻
廖述政
张明宏
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Abstract

本发明为关于一种穿透式激光直接成像***，其主要包括可在一Y方向上相对位移的一载台及一激光曝光装置，且在位移过程中，该激光曝光装置可在一X方向上对该载台上的基板进行扫描，以在该基板上形成一潜像图案，详言之，该激光曝光装置具有一激光模组，其包括一线性激光光源及一穿透式扫描器，该线性激光光源的长度方向倾斜于X方向，该穿透式扫描器具有一多棱镜，其转轴平行于该线性激光光源的长度方向，此外，该转动的过程中，该多棱镜的刻面允许每一激光光束穿透并在该基板上形成倾斜的一条状曝光光斑，且相邻的两激光光束所形成的曝光光斑在X方向上的投影存在部分重叠。通过本发明可以大幅降低设备成本，且能大幅提高扫描速度。

Description

穿透式激光直接成像***
技术领域
本发明为关于一种激光直接成像***(Laser Direct Imaging System，LDI)，尤其是一种利用线性扫描方式成像的激光直接成像***。
背景技术
近年来，在印刷电路板(PCB)的制造工艺中对精密度的要求不断提高，使得传统接触印刷制造工艺逐渐无法符合要求。对此，许多印刷电路板厂商转而使用直接成像***(LDI system)以解决成品率及产出率的问题。相较于传统的光刻技术，此激光直接成像***能在不使用掩膜的情况下，而在电路板的电路图案数据送入计算机后即可直接在基板上写入对应所需的电路图案以制造电路板，至此不仅精密度大幅提升，兼能有效降低生产成本。
中国台湾专利第523968号揭露一种直接激光成像***，其能在无掩膜使用下，直接在一基板表面上形成一潜影图案(latent image)。其中，该直接激光成像***主要包括一激光光源及设于该激光光源与基板之间的一反射式扫描器。该激光光源用以输出一载有图像信息的激光光束。该反射式扫描器具有一多面镜，其在转动时对基板进行扫描，以形成该潜影图案。
值得注意的是，传统反射式的扫描方法会产生诸多缺点。首先，如图11所示，在使用反射式多面镜9时，基板4的高度变化会造成聚焦点F3、F4的位置偏移，连带影响其潜影图案的成像品质。再者，如图12所示，传统镜面91对激光光束92的聚焦点F会因为镜面91转动角度而有所不同，导致基板4成像时产生图像周围失焦的情形。为改善此诸多缺点，前述中国台湾专利所示的直接激光图像***即是在该反射式扫描器与基板之间的光学路径上设置一平场聚焦透镜(F-theta lens)来补正，藉以提高成像品质。
发明内容
有别于以往的反射式激光直接成像***，本发明提供一种新的穿透式激光直接成像***，通过其穿透式的扫描器来直接成像，可以避免反射式扫描器的失焦或焦点偏移等问题，且其所搭配的光学***也得以大幅简化，得以大幅降低设备成本。此外，本发明穿透式激光直接成像***的激光曝光装置采用成排的多颗激光二极管的线性扫描方式，更可以大幅提高扫描速度。
具体而言，本发明穿透式激光直接成像***主要包括一载台及一激光曝光装置。该载台供承载一基板，该基板涂布有一感光层。该激光曝光装置可与该载台于一Y方向上相对位移，且能在相对位移的过程中在一X方向对该基板的感光层线性扫描，以在该感光层上形成一潜像图案。
详言之，该激光曝光装置具有一第一激光模组，该第一激光模组主要包括一线性激光光源、一光学组件及一穿透式扫描器。该线性激光光源包括多个激光二极管，沿其长度方向间隔排列，用以输出相互平行的多道激光光束，且该线性激光光源的长度方向倾斜于X方向。该光学组件具有多个聚焦透镜单元，用以分别对应地将该多个激光光束聚焦至该基板。该穿透式扫描器具有可转动的一多棱镜，该多棱镜的转轴平行于该线性激光光源的长度方向，且具有多个刻面，供该多个激光光束射入，其中该多棱镜的每一刻面皆能使每一条入射的激光光束产生偏折，并经该多棱镜的折射后平行出光，并在转动一角度后在该基板的感光层的一斜向扫描路径上形成一条状曝光光斑，且相邻的两激光光束所形成的条状曝光光斑在X方向上的投影存在部分重叠。
较佳地，该激光曝光装置更包括一第二激光模组，其结构相同于该第一激光模组，其中该第一激光模组的最后一道激光光束所形成的条状曝光光斑与该第二激光模组的第一道激光光束所形成的条状曝光光斑在X方向上的投影存在部分重叠。
较佳地，该激光曝光装置的第一激光模组更包括一水冷却***，用以对该第一激光模组的线性激光光源进行散热。
较佳地，该激光曝光装置的第一激光模组的每一聚焦透镜单元包括一镜筒及设于该镜筒内的一聚焦透镜，且该镜筒恰轴向套设于对应的激光二极管的一基座上。
较佳地，该多棱镜设于该光学组件的该多个聚焦透镜与该载台之间的一光学路径上。
附图说明
图1为本发明穿透式激光直接成像***的立体结构示意图。
图2为图1的穿透式激光直接成像***中的激光曝光装置的立体结构示意图。
图3为图2的一局部放大示意图。
图4为图2的激光曝光装置的两激光模组与基板的俯视平面示意图。
图5为图2的激光曝光装置的其中一激光模组的立体结构示意图。
图6为图5的激光模组的部分断面结构示意图。
图7为图6中沿着VII-VII线剖切的一断面示意图。
图8的A图至C图为显示本发明的多棱镜扫描器在转动一角度时使得激光光束在基板上形成一条状激光光斑的过程。
图9为在X-Y坐标轴上呈现该激光曝光装置所形成的条状激光光斑的示意图。
图10为显示本发明的多棱镜扫描器在扫描时激光光束能垂直入射基板表面，不因基板高度变化而造成聚焦点偏移。
图11为显示已知多面镜扫描器在进行激光光束扫描时因基板高度变化造成聚焦点偏移的情形。
图12为显示已知镜面因转动角度不同在反射激光光束时造成图像周围失焦的情形。
附图标号
100 穿透式激光直接成像***
1 机台
11 载台
12 龙门
2 激光曝光装置
3 控制单元
4 基板
41 感光层
5 第一激光模组
51 线性激光光源
510 激光二极管
511/511a/511b/511l 激光光束
512 基座
513 舟架
52 光学组件
520 聚焦透镜单元
521 镜筒
522 聚焦透镜
53 穿透式扫描器
531 多棱镜
532 电机
533 刻面
54 水冷却***
6 第二激光模组
9 多面镜
91 镜面
92 激光光束
具体实施方式
图1至图10为显示本发明穿透式激光直接成像***100的一个较佳实施例，用以将一数字图案信息直接写入一基板4，以在该基板4表面的一感光层41(图8)形成一潜像图案。如图1所示，该穿透式激光直接成像***100大致包括一机台1、一激光曝光装置2及一控制单元3。该激光曝光装置2设于该机台1的一龙门12上。该机台1具有一载台11，供承载该基板4。
具体而言，该载台11连同其上的基板4可沿一Y方向前进，而与该龙门12上的该激光曝光装置2相对位移。此外，该激光曝光装置2能在与该载台11相对位移的过程中，使得该基板的感光层41在X方向上的每个位置点皆能受到该激光曝光装置2的选择性曝光，以在该感光层41上形成二维的潜像图案(未显示)。该潜像图案可经由后续的一显影制造工艺而在该基板4上被具象化。
图2为显示图1中的该激光曝光装置2与该基板4的位置关系示意图。其中，该激光曝光装置2具有结构完全相同的一第一激光模组5及一第二激光模组6。如图4的平面图所示，该第一及第二激光模组5、6彼此相互平行，但倾斜于该基板4的前进方向(也就是Y方向)。
为简化起见，今仅以该第一激光模组5为例说明，该第二激光模组6的结构得比照该第一激光模组5的结构。如图5及图6所示，该第一激光模组5包括一线性激光光源51、一光学组件52、一穿透式扫描器53及一水冷却***54。其中，该线性激光光源51的长度方向(M)倾斜于X方向(如图4所示)，且包括多个激光二极管510(如图6所示)，沿该线性激光光源51的长度方向(M)间隔排列，用以输出相互平行的多道激光光束511。同样地，该光学组件52具有成排沿该线性激光光源51的长度方向(M)设置的多个聚焦透镜单元520，用以分别对应地将该多个激光光束511聚焦至该基板4。每一聚焦透镜单元520包括一镜筒521及设于该镜筒521内的聚焦透镜522。如图7所示，该镜筒521恰轴向套设于对应的激光二极管510的一基座512上，而该基座512复再被固定于一舟架513上。如此，可以省去每一个激光二极管510与对应的聚焦透镜522之间原本在光学轴上需要彼此繁复精准的对位问题。如图5所示，该水冷却***54连接该线性激光光源51的该多个舟架513，用以对该线性激光光源51的该多个激光二极管510进行散热，以防止过热失效。
复参阅图6，该穿透式扫描器53具有一多棱镜531及用以驱使该多棱镜531转动的一电机532。该多棱镜531的转轴平行于该线性激光光源51的长度方向(M)，且该多棱镜531具有多个刻面533，供该多个激光光束511射入。图8的A图至C图显示该多棱镜531相对于该激光二极管510转动一角度的过程。在此过程中，该激光二极管510的激光光束511首先是从该多棱镜531的一刻面533上的一起始点位置(图8的A图)入射，随后换作从一中间位置(图8的B图)入射，最后则是由一终点点位置(图8的C图)入射。由图可知，该多棱镜531的每一刻面533皆能使每一条入射的激光光束511产生偏折，并经该多棱镜531的折射后平行出光，并在转动一角度后在该基板4的感光层41的一斜向扫描路径(N)上形成一条状曝光光斑S，如图8的C图所示。
参阅图3的放大图所示，相邻的两激光光束511a、511b所形成的条状曝光光斑S11、S12在X方向上的投影存在部分重叠。同样地，如图9所示，相邻两激光模组5、6所产生的条状激光光斑也存在部分重叠，其中该第一激光模组5的最后一道激光光束511l所形成的条状曝光光斑S1N与该第二激光模组6的第一道激光光束611a所形成的条状曝光光斑S21在X方向上的投影存在部分重叠。换言之，该第一激光模组5的该多个激光二极管510确实能够在X方向上对该基板4的感光层41的不同位置曝光，且在该基板4前进被扫描的过程中，该控制单元3(图1)可控制该激光曝光装置2的该多个激光二极管510的开关，并使得每一曝光光斑或未曝光的位置形成该潜像图案的一画素点，且相邻画素点不会产生空白间隙。此外，如图10所示，本发明的穿透式扫描器53的多棱镜531更具有对焦精准的优点，激光光束在经过该多棱镜531的折射后，基板4的高度变化并不会造成聚焦点F1、F2的位置偏移。
通过上述设置，本发明的穿透式激光直接成像***通过其穿透式的扫描器来直接成像，可以避免反射式扫描器的失焦或焦点偏移等问题，且其所搭配的光学***也得以大幅简化，得以大幅降低设备成本。此外，本发明穿透式激光直接成像***的激光曝光装置采用成排的多颗激光二极管的线性扫描方式，更可以大幅提高扫描速度。
无论如何，任何人都可以从上述例子的说明获得足够教导，并据而了解本发明内容确实不同于先前技术，且具有产业上的利用性，及足具进步性。是本发明确已符合专利要件，爰依法提出申请。

Claims (5)

1.一种穿透式激光直接成像***，其特征在于，所述穿透式激光直接成像***包括：
一载台，供承载一基板，所述基板涂布有一感光层；
一激光曝光装置，可与所述载台于一Y方向上相对位移，且在位移过程中，所述载台上的基板的感光层在一X方向上的位置点也能受到所述激光曝光装置的选择性曝光，以构成一潜像图案，其中所述激光曝光装置具有一第一激光模组，所述第一激光模组包括：
一线性激光光源，包括沿其长度方向间隔排列的多个激光二极管，用以输出相互平行的多道激光光束，其中所述线性激光光源的长度方向倾斜于X方向；
一光学组件，具有多个聚焦透镜单元，用以分别对应地将所述多个激光光束聚焦至所述基板；及
一穿透式扫描器，具有可转动的一多棱镜，所述多棱镜的转轴平行于所述线性激光光源的长度方向，且具有多个刻面，供所述多个激光光束射入，其中所述多棱镜的每一刻面皆能使每一条入射的激光光束产生偏折，并经所述多棱镜的折射后平行出光，并在转动一角度后在所述基板的感光层的一斜向扫描路径上形成一条状曝光光斑，且相邻的两激光光束所形成的条状曝光光斑在X方向上的投影存在部分重叠。
2.根据权利要求1所述的穿透式激光直接成像***，其特征在于，所述激光曝光装置更包括一第二激光模组，其结构相同于所述第一激光模组，其中所述第一激光模组的最后一道激光光束所形成的条状曝光光斑与所述第二激光模组的第一道激光光束所形成的条状曝光光斑在X方向上的投影存在部分重叠。
3.根据权利要求1所述的穿透式激光直接成像***，其特征在于，所述激光曝光装置的第一激光模组更包括一水冷却***，用以对所述第一激光模组的线性激光光源进行散热。
4.根据权利要求1所述的穿透式激光直接成像***，其特征在于，所述激光曝光装置的第一激光模组的每一聚焦透镜单元包括一镜筒及设于所述镜筒内的一聚焦透镜，且所述镜筒恰轴向套设于对应的激光二极管的一基座上。
5.根据权利要求1所述的穿透式激光直接成像***，其特征在于，所述多棱镜设于所述光学组件的所述多个聚焦透镜与所述载台之间的光学路径上。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109491212A (zh) * 2018-11-02 2019-03-19 深圳市先地图像科技有限公司 一种激光器多点线性机械扫描成像的装置及其使用方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI746320B (zh) 2020-12-18 2021-11-11 財團法人工業技術研究院 產生及更新定位分布圖的方法及其系統

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1677237A (zh) * 2004-03-31 2005-10-05 日立比亚机械股份有限公司 图形曝光方法以及图形曝光装置
US20090002669A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Optical Associates, Inc. Ultraviolet light-emitting diode exposure apparatus for microfabrication
TW201543178A (zh) * 2014-04-15 2015-11-16 Tno 曝光頭、曝光裝置及用於操作曝光頭的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6560248B1 (en) * 2000-06-08 2003-05-06 Mania Barco Nv System, method and article of manufacture for improved laser direct imaging a printed circuit board utilizing a mode locked laser and scophony operation
US6396616B1 (en) * 2000-10-10 2002-05-28 3M Innovative Properties Company Direct laser imaging system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1677237A (zh) * 2004-03-31 2005-10-05 日立比亚机械股份有限公司 图形曝光方法以及图形曝光装置
US20090002669A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Optical Associates, Inc. Ultraviolet light-emitting diode exposure apparatus for microfabrication
TW201543178A (zh) * 2014-04-15 2015-11-16 Tno 曝光頭、曝光裝置及用於操作曝光頭的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109491212A (zh) * 2018-11-02 2019-03-19 深圳市先地图像科技有限公司 一种激光器多点线性机械扫描成像的装置及其使用方法

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Publication number Publication date
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TW201823871A (zh) 2018-07-01

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