專利名稱：工作臺、高速真空工作臺系統(tǒng)及高速真空形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于曝光基板上光刻物質(zhì)的系統(tǒng)和方法，更具體地講，涉及一種改進
的用于承載基板的工作臺、高速真空工作臺系統(tǒng)及高速真空形成方法。
背景技術：
傳統(tǒng)上，印刷電路板，即PCB，在制造過程中需要感光聚合物涂層來定義電路，或者 在電路印制好后需要用保護涂層對線路進行保護并防止元件裝配時電路短路。在這兩種情 形下，均使用光聚合有機涂層。紫外線在PCB的制造過程中用于激活涂層物質(zhì)的聚合，即， 固化光聚合物質(zhì)。通常的做法是，基板又稱面板置于工作臺上在紫外線曝光系統(tǒng)中曝光約 數(shù)秒至一分鐘。板上曝光區(qū)域的物質(zhì)將固化，而非曝光區(qū)域的物質(zhì)不會固化。曝光區(qū)域和 非曝光區(qū)域由滌綸片或玻璃片上的光刻原圖來定義，載有光刻原圖的片通常安裝于曝光機 的玻璃板上。 為了在曝光時形成正確的圖像，基板和原圖必須對齊。目前普遍采用基板和原圖 的手工對齊方法，其通過目視鏡來注冊驗證。對齊后的光刻原圖和基板被打包放入手工機 器的真空托盤中，然后該托盤將被抽真空，接著，整個包裹放在紫外線下曝光數(shù)秒至一分 鐘。由于使用較小的真空泵和較細管徑的真空管道，抽真空以使光刻原圖和基板平整、緊密 貼合需要花費較長的時間。可見，該做法延長了 PCB的制造時間，從而降低了流水生產(chǎn)的效 率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的之一是提供一種能夠快速形成真空的工作臺。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的工作臺包括一個上表面，所述上表面具有一組開口 ；
一個位于所述上表面之下的密閉風室；和一個大孔閥，所述大孔閥用于連接所述密閉風室
和一個高速真空泵。 由于使用大孔閥，高速真空泵能夠?qū)⒚荛]風室內(nèi)的空氣快速抽出，從而能在較短 的時間內(nèi)在工作臺上形成真空。故而，提高了 PCB的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的主要目的之二是提供一種高速真空工作臺系統(tǒng)。 為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明的高速真空工作臺系統(tǒng)包括一個工作臺，所述工作臺包 括一個具有一組開口的上表面， 一個位于所述上表面之下的密閉風室，及一個可置換的大 孔閥，所述大孔閥的內(nèi)徑至少為25mm，所述大孔閥用于將所述密閉風室連接到大氣和一個 高速真空泵；一個與所述大孔閥相連的高速真空泵，其中，所述高速真空泵可通過所述大孔 閥以2. 83至4. 25立方米/分鐘速度從所述密閉風室抽氣。 由于使用內(nèi)徑至少為25mm的大孔閥，高速真空泵可通過所述大孔閥以2. 83至 4. 25立方米/分鐘速度從所述密閉風室抽氣，能夠?qū)⒚荛]風室內(nèi)的空氣快速抽出，從而能 在較短的時間內(nèi)在工作臺上形成真空。故而，提高了 PCB的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的主要目的之三是提供一種適用于本發(fā)明工作臺和高速真空工作臺系統(tǒng)的高速真空形成方法。該方法包括密封工作臺所述上表面之下的一個密閉風室；將一個 沿工作臺邊緣設置的密封件充氣，以密封工作臺與所述玻璃板之間的空間；向所述密閉風 室提供一個高速真空，空氣從所述開口被抽出；將所述風室通過一個大孔閥與大氣連通。
該方法需要利用本發(fā)明工作臺和高速真空工作臺系統(tǒng)的密閉風室和連通用的大 孔閥，并最終在工作臺形成一個高速真空。類似地，該方法提高了 PCB的生產(chǎn)效率。


以下結合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。
圖1是包括本發(fā)明工作臺的高速真空工作臺系統(tǒng)一個實施例的透視圖；
圖2是圖1另一個方向的透視圖；
圖3給出了本發(fā)明工作臺的一個實施例；
圖4給出了圖3所示工作臺的內(nèi)部機械結構；
圖5為圖3所示工作臺的俯視圖； 圖6為圖3所示工作臺的俯視圖，其中，墊片已經(jīng)降下。
具體實施例方式
以下描述用于使本領域技術人員再現(xiàn)和利用本發(fā)明，并利用本發(fā)明人所述的最佳 實施例來實施本發(fā)明。本發(fā)明有各式各樣的、對于本領域技術人員來說很明顯的變形。任 何這些變形、等同替換及代替均在本發(fā)明的發(fā)明思想和范圍之內(nèi)。 由于工作臺為組成高速真空工作臺系統(tǒng)的重要部件，故先對高速真空工作臺系統(tǒng) 進行說明。圖l給出了包括本發(fā)明工作臺的高速真空工作臺系統(tǒng)。高速真空工作臺系統(tǒng)2 主要作為一個用于處理PCB基板的特定的系統(tǒng)來進行描述。本發(fā)明的教導可用于任何需經(jīng) 紫外線曝光系統(tǒng)處理的帶光聚合物質(zhì)的基板。高速真空工作臺系統(tǒng)2可處理的基板的尺寸 范圍為356毫米X 356毫米至610毫米X720毫米。當然，本系統(tǒng)可根據(jù)需要調(diào)整以處理更 大或更小的基板。 一般來說，可處理的普通的基板的厚度值從最小0. 2毫米到最大5毫米。 整個高速真空工作臺系統(tǒng)2通過計算機控制器4來控制(或通過計算器來控制)。
高速真空工作臺系統(tǒng)2自一個傳送設備(圖中未示，位于左邊)接收一個基板放 入入料輥A1 ;入料輥A1將基板(外輪廓線在圖中示出，未標注)預對齊，并在A面曝光區(qū)域 A需要基板前將基板準備好。然后基板被傳送輥向前傳送到達A面面板工作臺A2。在工作 臺A2，基板承載在空氣膜上(通過氣體浮力供給泵86)。然后，面板被更準確地預對齊，將 氣流漂浮模式改變成真空模式(通過圖6中的面板把持真空泵85)而使面板被真空固定， 然后，將基板提升到A面原圖對準模塊A3。如后面所述，四個CCD(或CMOS圖像感應器)相 機比較原圖的目標位置與基板上待對準的目標位置，從而使對準達到可接受的公差，接著， 整個腔被抽真空，激活紫外燈曝光模塊A4進行紫外線曝光。 然后，工作臺A2降低，氣流模式從真空轉(zhuǎn)換至漂浮，基板在空氣膜上被傳送到面 板翻轉(zhuǎn)模塊90 ;基板在面板翻轉(zhuǎn)模塊90中依然被空氣膜支撐并翻轉(zhuǎn)180度，然后被傳送至 B面面板工作臺B2?；宓腁面相反的一面(B面)然后被對齊，接著以與A面相同的方式 曝光。曝光后，基板傳至出料輥組合B1，于該處，基板送出系統(tǒng)以進行后續(xù)處理。圖2是圖 1中所述系統(tǒng)2的另一個方向的透視圖。在圖l和圖2中，對應地，B、B3、B4分別為B面曝光區(qū)域、B面原圖對準模塊和B面紫外燈曝光模塊。
A面和B面面板工作臺 面板工作臺A2和B2分別為曝光區(qū)域A、B的核心。每個工作臺均提供一個功能和 結構組合，包括物料傳送、更準確的預對齊、用于對齊和曝光的PCB把持功能，和一個對齊 后使基板和原圖緊密貼合以便紫外線曝光的腔室抽真空系統(tǒng)。
傾斜、漂浮、預對齊和把持基板以曝光 面板工作臺A2和B2均在初始位置沿基板的前進方向向下傾斜5度，以使基板運 動的下游端比上游端低，因此，每片基板進入工作臺后，由于高度差的存在，基板的重力勢 能將轉(zhuǎn)化為動能，從而使基板更快地進入。面板工作臺A2和B2均具有光滑、硬化的表面， 并有承載空氣的設計，這樣，能使基板在重力作用下向下移動時在較小的摩擦下漂浮起來。 作為空氣的提供者，空氣漂浮系統(tǒng)具有一個向面板工作臺和/或翻轉(zhuǎn)模塊提供空氣流的空 氣泵(圖6中的86)。如果需要，也可設置其他空氣泵系統(tǒng)。作為優(yōu)選的一個實施例，面板 工作臺A2和B2由鐵氟龍的硬質(zhì)浸漬陽極化鋁制成，其能進一步阻止其他物質(zhì)的粘貼。這 樣的設計能夠使基板在傳輸過程中保護其抗蝕的表面從而不被刮傷。同時，也減少了拾取 和運輸?shù)臋C械臂，降低了系統(tǒng)的復雜性；另外，空氣墊在曝光前后和運輸過程中還給基板提 供了額外的冷卻。 當面板工作臺A2準備接收基板來進行處理后，入料輥Al將預對齊的基板向前推 進，送到工作臺A2的向下傾斜的能夠產(chǎn)生浮力的表面。如圖3所示，工作臺A2利用電機驅(qū) 動的限位件51-58將基板更準確地對齊到其中央及引導邊，該引導邊對于A面來講為左邊。 電機驅(qū)動的方式與前述入料輥A1的類似。 一旦基板處于適當?shù)奈恢茫休d空氣的表面馬上 轉(zhuǎn)變成一個獨特的真空區(qū)(以下描述)以使基板牢牢地固定于該位置，同時，限位件51-58 全部縮回。真空區(qū)具有幾個區(qū)域41、42和43，分別用于有效地把持從小尺寸到大尺寸的基 板；真空區(qū)的四周最邊上的位置設有可充氣的真空腔密封件44，其用于與原圖對準模塊A 3中安裝原圖的玻璃板接觸以形成真空腔室從而給不同厚度的基板抽真空和曝光。
工作臺A2的內(nèi)部機械結構在圖4中更詳細地示出。限位件51-58被電機驅(qū)動的 板條59-62控制，板條59-62沿著圖中的導軌移動，限位件51-58的位置基于要處理的基板 的大小由計算機控制(經(jīng)計算機控制器63)。其外，自動的墊片71-78沿工作臺A2的周邊 設置。作為優(yōu)選的實施例，墊片71-78由起重螺桿制成，并可上升和下降。
圖5為工作臺A2的俯視圖。在圖中，多個孔79允許包括氣體浮力供給泵86 (圖 6)的空氣供給系統(tǒng)供給的氣流通過以形成空氣膜，從而使基板漂浮起來?？梢钥闯龅氖牵?79布滿區(qū)域41、42和43，在該圖中，僅區(qū)域41中的孔被示意地給出?？?9除作為充氣通 道的一部分，用于基板傳送時產(chǎn)生空氣膜外；還作為抽真空的通道的一部分，用于形成基板 曝光時的基板把持真空。 從圖5中還可看出，工作臺上表面還設有允許限位件51-58來回移動以適用不同 尺寸的基板的開口槽80、81、91、92(圖6)。 如前所述，如果基板的尺寸小于曝光模塊中安裝原圖的玻璃板，當抽真空以使基 板貼向玻璃板時，玻璃板很可能破裂，因為其周邊沒有支撐。在已有的系統(tǒng)中，一個手工制 作的墊片常被安裝在面積較小的基板的四周，以填充空間。然而，該已有的手段需要大量的 人工安裝時間，且經(jīng)常產(chǎn)生由微粒侵入而引起的瑕疵。
相應地，工作臺A2和B2有一個獨特的設計，其無需手工安裝墊片以避免真空曝光 時玻璃板破裂。當基板面積較小時，電機驅(qū)動的墊片71-78自動地填充玻璃板和工作臺A2 和B2之間的空隙，即支撐玻璃板的四周。墊片71-78可伸出臺面與基板厚度相同的高度， 或根據(jù)需要稍微高于或低于基板的厚度，其可使氣流均勻快抽以快速形成真空及其加快曝 光周期。因此，本發(fā)明的墊片與已有技術相比，極大地減少了設置時間，排除了人工安裝墊 片而導致的微粒瑕疵，免除了潛在的墊片安裝的人為錯誤。 在工作中，墊片71-78根據(jù)需要可升高可降低，視基板的尺寸和厚度而定。其高度 設置，可基于操作員輸入的處理的基板的大小尺寸，通過計算機控制(經(jīng)計算機控制器4和 /或63)。墊片71-78也可人工調(diào)整。 當基板在工作臺A2完成相應的處理后，沿引導邊的限位件57和58將基板沿漂浮 面推向面板翻轉(zhuǎn)模塊90。 工作臺B2的結構與工作臺A2實質(zhì)上相同，不同點在于，工作臺B2上基板的引導 邊在右邊。 腔室抽真空系統(tǒng) 如前述，腔室抽真空用于使原圖和基板緊密貼合。在現(xiàn)有技術中，抽真空在程序上 的遲延經(jīng)常導致生產(chǎn)放慢，其原因是，操作員確保原圖和基板貼合足夠緊密以能進行曝光 需要較長時間。更深一步，大多數(shù)現(xiàn)有系統(tǒng)在將腔室抽至真空初步水平時較快，為獲得較好 的生產(chǎn)良率，在抽空原圖和基板初步接觸后兩者之間的空間時耗時較多。究其原因是，連接 到真空泵的閥門孔徑較小，以致抽真空時，流量太低，而在原圖和基板初步接觸后，該較小 的孔徑被進一步阻塞。 本發(fā)明的系統(tǒng)具有一個獨特的抽真空系統(tǒng)，其利用工作臺真空區(qū)的下方形成一個 高流速的風室，以允許快速抽至所需的真空。 下面進行更詳細的介紹。參照圖6，工作臺A2、B2具有一個真空泵84，其具有比 傳統(tǒng)的真空泵更高的流速和更大的流通通道，因此，能夠允許真空快速抽成和釋放。真空泵 84和面板把持泵85均位于工作臺的外面，分別通過軟管連接到工作臺的底部。連接面板 把持泵85的軟管穿過工作臺的內(nèi)部，通過工作臺上表面之下緊貼設置的連通腔與孔79相 通，共同形成氣流通道。該通道為面板把持真空泵85和氣體浮力供給泵86所共享。即當 該通道為面板把持真空泵85所用時，其作為抽真空通道；而當該通道為氣體浮力供給泵86 所用時，其作為充氣通道。 在PCB基板100對中后，其牢牢地被面板把持真空泵85所抽空的連通腔通過孔 79(示意性以小點畫出)而固定在工作臺上。該連通腔僅占工作臺內(nèi)一小部分空間。此時， 氣體浮力供給泵86關閉，面板把持真空泵85工作。如果需要，面板把持真空可以分許多塊， 以把持不同尺寸的基板。自動墊片71-78將上升到與基板上表面平齊的水平。
在基板對準后，可充氣的密封件44將向上接觸安裝原圖的玻璃板，以密封工作臺 和玻璃板之間的空間。工作臺內(nèi)的密閉空間82，即風室，通過可置換的大孔閥83連接到高 速流的真空泵84。該風室占據(jù)了工作臺內(nèi)除了圖4中各機械結構所占據(jù)的空間之外的絕大 部分空間。真空泵84通過開口槽80、81、91、92和墊片71-78周圍的區(qū)域而對密封工作臺 和玻璃板之間的空間進行快速、均勻地抽真空。如有需要，也可采用其他閥門。大孔閥最好 選用內(nèi)徑在25至50毫米的，優(yōu)選選38毫米的。作為一個實施例，真空泵84能夠以2. 83至4. 25立方米/分鐘的速度抽去風室中的空氣。需要說明的是，即使原圖和基板緊密貼合 后，本發(fā)明相對于已有技術仍然有大量的區(qū)域可以抽真空。 —旦PCB曝光后，密閉空間82又重新與大氣連通。因為工作臺上表面有大量的開 口槽和孔，真空能快速地被去除，從而使系統(tǒng)更快運作。在曝光過程完成后，面板把持真空 泵85被關閉，氣體浮力供給泵86重新啟動以浮起所述基板。 對于本領域普通技術人員，上述實施例有多種變形，其均包括在本發(fā)明的范圍和 思想之內(nèi)。
權利要求
工作臺，包括一個上表面，所述上表面具有一組開口；一個位于所述上表面之下的密閉風室；和一個大孔閥，所述大孔閥用于連接所述密閉風室和一個高速真空泵。
2. 根據(jù)權利要求1所述的工作臺，其特征在于，所述一組開口包括限位件開口槽。
3. 根據(jù)權利要求1所述的工作臺，其特征在于，所述一組開口包括自動墊片開口。
4. 根據(jù)權利要求1所述的工作臺，其特征在于，所述大孔閥在一個處理周期后將所述密閉風室與大氣連通。
5. 根據(jù)權利要求l所述的工作臺，其特征在于，所述高速真空泵通過所述大孔閥以 2. 83至4. 25立方米/分鐘的流速從所述密閉風室抽氣。
6. 根據(jù)權利要求1所述的工作臺，其特征在于，進一步包括一個沿工作臺邊緣設置的 可充氣的密封件。
7. 根據(jù)權利要求1所述的工作臺，其特征在于，所述大孔閥的內(nèi)徑至少為25mm。
8. 高速真空工作臺系統(tǒng)，包括 一個工作臺，所述工作臺包括 一個具有一組開口的上表面， 一個位于所述上表面之下的密閉風室，及一個可置換的大孔閥，所述大孔閥的內(nèi)徑至少為25mm，所述大孔閥用于將所述密閉風 室連接到大氣和一個高速真空泵；一個與所述大孔閥相連的高速真空泵，其中，所述高速真空泵可通過所述大孔閥以 2. 83至4. 25立方米/分鐘速度從所述密閉風室抽氣。
9. 根據(jù)權利要求8所述的工作臺系統(tǒng)，其特征在于，所述一組開口包括限位件開口槽。
10. 根據(jù)權利要求8所述的工作臺系統(tǒng)，其特征在于，所述一組開口包括自動墊片開□。
11. 根據(jù)權利要求8所述的工作臺系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括一個沿工作臺邊緣設 置的可充氣的密封件。
12. 高速真空形成方法，用于提供一高速腔室真空以使工作臺上把持的基板與安裝在 玻璃板上的原圖快速緊密接觸，所述基板工作臺包括一個具有一組開口的上表面，該方法包括密封工作臺所述上表面之下的一個密閉風室；將一個沿工作臺邊緣設置的密封件充氣，以密封工作臺與所述玻璃板之間的空間； 向所述密閉風室提供一個高速真空，空氣從所述開口被抽出； 將所述風室通過一個大孔閥與大氣連通。
13. 根據(jù)權利要求12所述的高速真空形成方法，其特征在于，所述高速真空的流速至 少為2. 83立方米/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工作臺、高速真空工作臺系統(tǒng)及高速真空形成方法。該工作臺包括一個上表面，所述上表面具有一組開口；一個位于所述上表面之下的密閉風室；和一個大孔閥，所述大孔閥用于連接所述密閉風室和一個高速真空泵。該高速真空工作臺系統(tǒng)包括一個工作臺，所述工作臺包括一個具有一組開口的上表面，一個位于所述上表面之下的密閉風室，及一個可置換的大孔閥，所述大孔閥的內(nèi)徑至少為25mm，所述大孔閥用于將所述密閉風室連接到大氣和一個高速真空泵；一個與所述大孔閥相連的高速真空泵。該高速真空形成方法，適用于本發(fā)明工作臺和高速真空工作臺系統(tǒng)。本發(fā)明提高了PCB的流水生產(chǎn)效率。
文檔編號G03B27/14GK101794067SQ20091014966
公開日2010年8月4日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權日2009年2月3日
發(fā)明者拉賈·D·辛格, 格瑞格·巴克斯特, 約韓·H·哈特, 萊昂內(nèi)爾·弗爾伍德 申請人:王氏港建經(jīng)銷有限公司