无光罩激光直写曝光机制造技术

本发明专利技术关于一种无光罩激光直写曝光机，其包括可在一Y方向上相对位移的一载台及一激光曝光装置，且在相对位移过程中，该激光曝光装置可在一X方向上对该载台上的待曝光基板进行扫描，以在该待曝光基板上形成一潜像图案。该激光曝光装置具有一激光模块，其包括一线性激光光源、一穿透式扫描器、多个聚焦透镜以及修正像差的一补偿透镜。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。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待曝光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。

【技术实现步骤摘要】
无光罩激光直写曝光机
本专利技术关于一种无光罩激光直写曝光机(MasklessLaserDirectImagingSystem)，尤其是一种利用线性扫描方式成像的无光罩激光直写曝光机。
技术介绍
近年来，在印刷电路板(PCB)的工艺中对精密度的要求不断提高，使得传统接触印刷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激光直写曝光机以解决良品率及产出率的问题。相较于传统的光刻技术，此激光直写曝光机能在不使用光罩的情况下，在电路板的电路图案数据送入电脑后直接在待曝光基板上写入对应所需的电路图案，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号揭露一种激光直写曝光机，其能在无光罩使用下，直接在一待曝光基板表面上形成一潜影图案(latentimage)。其中，该激光直写曝光机主要包括一激光光源及设于该激光光源与待曝光基板之间的一反射式扫描器。该激光光源用以输出一载有影像信息的激光光束。该反射式扫描器具有一多面镜，其在转动时对待曝光基板进行扫描，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，待曝光基板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成像时产生影像周围失焦的情形。为改善此些缺点，前述中国台湾专利所教示的直接激光影像系统需要在该反射式扫描器与该基板之间的光学路径上设置一平场聚焦透镜(F-thetalens)来补正，以提高成像品质。
技术实现思路
有别于以往的反射式无光罩激光直写曝光机，本专利技术提供一种新的穿透式无光罩激光直写曝光机，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，且其搭配的光学系统更可配置适当的补偿透镜以进一步提高光学品质。此外，本专利技术无光罩激光直写曝光机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，本专利技术无光罩激光直写曝光机主要包括一载台及一激光曝光装置。该载台供承载一待曝光基板，该待曝光基板表面涂布有一感光层。该激光曝光装置可与该载台于一Y方向上相对位移，且在相对位移的过程中，该载台上的待曝光基板的感光层在一X方向上的位置点也能受到该激光曝光装置的选择性曝光，以构成一潜像图案。详言之，该激光曝光装置具有一第一激光模块，该第一激光模块包括一线性激光光源、一穿透式扫描器、多个聚焦透镜以及至少一补偿透镜。其中，该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，供该些激光光束射入。该些聚焦透镜设于该线性激光光源与该多棱镜之间，用以对应地将该些激光二极管的激光光束聚焦至该待曝光基板。该补偿透镜设于该多棱镜与该待曝光基板之间，以修正该些聚焦透镜于聚焦时所造成的像差。值得注意的是，该穿透式扫描器的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出光后在该待曝光基板的感光层形成一光点，且该多棱镜在转动过程中所形成的光点会在该待曝光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，该至少一补偿透镜可以是一柱面透镜，与该多棱镜平行设置。或者，该至少一补偿透镜可以包括多个球面透镜，分别对应该些该些激光二极管。又或，该至少一补偿透镜可以包括多个非球面模造透镜，分别对应该些该些激光二极管。较佳地，该激光曝光装置更包括一第二激光模块，其结构相同于该第一激光模块，且该第一激光模块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块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块更包括一水冷却系统，用以对该第一激光模块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块更包括多个镜筒，每一镜筒恰轴向套设于对应的激光二极管的一基座上，而该些聚焦透镜分别设于该些镜筒内。较佳地，该激光曝光装置更包括一控制单元，该控制单元控制该穿透式扫描器的多棱镜的转动以及该线性激光光源的激光二极管的开关，使得该些激光光束被限定在以一预定范围内的一入射角进入该多棱镜的刻面，其中该预定范围是介于正20度角至负20度角之间。本专利技术的无光罩激光直写曝光机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，且其搭配的光学系统更可配置适当的补偿透镜以进一步提高光学品质。此外，本专利技术无光罩激光直写曝光机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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术无光罩激光直写曝光机的立体结构示意图。图2为图1的无光罩激光直写曝光机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块与待曝光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块的立体结构示意图。图6为图5的激光模块的部分结构的断面结构示意图。图7为图6中沿着VII-VII线剖切的一断面示意图。图8A至图8C显示本专利技术的多棱镜扫描器在转动中使得激光光束在待曝光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为显示本专利技术的多棱镜扫描器在进行激光光束扫描时，激光光束垂直入射待曝光基板表面的情形。图11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显示已知镜面因转动角度不同而在反射激光光束时造成影像周围失焦的情形。附图标号：无光罩激光直写曝光机100机台1载台11龙门12激光曝光装置2控制单元3待曝光基板4感光层41第一激光模块5线性激光光源51激光二极管510激光光束511/511a/511b/511l基座512舟架513光学组件52聚焦透镜单元520镜筒521聚焦透镜522补偿透镜523穿透式扫描器53多棱镜531马达532刻面533水冷却系统54第二激光模块6多面镜9镜面91激光光束92具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域相关技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护的范围。图1至图10显示本专利技术无光罩激光直写曝光机100的一个较佳实施例，用以将一数字图案信息直接写入一待曝光基板4，以在该待曝光基板4表面的一感光层41(图8A至图8C)形成一潜像图案。如图1所示，该无光罩激光直写曝光机100大致包括一机台1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无光罩激光直写曝光机，其特征在于，包括：一载台，供承载一待曝光基板，该待曝光基板表面涂布有一感光层；及一激光曝光装置，可与该载台于一Y方向上相对位移，且在相对位移的过程中，该载台上的待曝光基板的感光层在一X方向上的位置点也能受到该激光曝光装置的选择性曝光，以构成一潜像图案，其中该激光曝光装置具有一第一激光模块，该第一激光模块包括：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，其中该线性激光光源的长度方向倾斜于X方向；一穿透式扫描器，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，供该些激光光束射入；多个聚焦透镜，设于该线性激光光源与该多棱镜之间，用以对应地将该些激光二极管的激光光束聚焦至该待曝光基板；及至少一补偿透镜，设于该多棱镜与该待曝光基板之间，以修正该些聚焦透镜于聚焦时所造成的像差；其中，该穿透式扫描器的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出光后在该待曝光基板的感光层形成一光点，且该多棱镜在转动过程中所形成的光点会在该待曝光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。...

【技术特征摘要】
2016.12.29 TW 105143997;2017.10.31 TW 1061376251.一种无光罩激光直写曝光机，其特征在于，包括：一载台，供承载一待曝光基板，该待曝光基板表面涂布有一感光层；及一激光曝光装置，可与该载台于一Y方向上相对位移，且在相对位移的过程中，该载台上的待曝光基板的感光层在一X方向上的位置点也能受到该激光曝光装置的选择性曝光，以构成一潜像图案，其中该激光曝光装置具有一第一激光模块，该第一激光模块包括：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，其中该线性激光光源的长度方向倾斜于X方向；一穿透式扫描器，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，供该些激光光束射入；多个聚焦透镜，设于该线性激光光源与该多棱镜之间，用以对应地将该些激光二极管的激光光束聚焦至该待曝光基板；及至少一补偿透镜，设于该多棱镜与该待曝光基板之间，以修正该些聚焦透镜于聚焦时所造成的像差；其中，该穿透式扫描器的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出光后在该待曝光基板的感光层形成一光点，且该多棱镜在转动过程中所形成的光点会在该待曝光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...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪国书，刘俊贤，张明宏，廖述政，
申请(专利权)人：旭东机械工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71