本實(shí)用新型是關(guān)于用于掃描平面的方法，例如，用于以掃描激光光束寫在平面上。特別地，揭示一種用于將圖案直接寫在印刷電路板上的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

大部份印刷電路板是通過首先以光阻材料涂覆印刷電路板基底而制造，基底具有固體銅鍍層。當(dāng)選擇性曝光及顯影時(shí)，部份光阻移除，剩余光阻形成對應(yīng)于照射的光亮及黑暗區(qū)域的圖案。在顯影地光阻圖案形成以后，銅鍍層典型上接受蝕刻步驟，其中移除未由光阻涂覆的銅鍍層部份。

基本上，使用二個(gè)選擇性曝光光阻方法的一。一方法利用諸如薄膜的主材(master)，其上形成所需要的圖案(或其反相)。光阻涂層經(jīng)由此薄膜暴露于強(qiáng)的照射。然后曝光的板顯影及蝕刻，如上述。就小物件尺寸的高精密圖案而言，此方法具有很多顯著的缺點(diǎn)。第一，薄膜可能伸展或扭曲。此伸展有時(shí)候造成圖案尺寸及位置之間的顯著變化，圖案是形成于多層或雙側(cè)板的不同層上。第二，薄膜的磨損及撕裂需要經(jīng)常換薄膜。第三，布置圖的任何改變需要一組新的薄膜，而通常需要若干組新的薄膜。最后，難以補(bǔ)償在板處理期間所發(fā)生的尺寸的小變化。

第二種方法，其為本實(shí)用新型的主題，利用掃描激光光束掃描光阻涂層，以將圖案寫于其上。此方法以直接寫入方法為人所知。原則上，直接寫入克服已有技術(shù)的很多缺點(diǎn)。實(shí)用上，傳統(tǒng)直接寫入方法經(jīng)常具有它們本身的問題。特別地，傳統(tǒng)直接寫入系統(tǒng)大體上比薄膜曝光方法慢很多，且需要高很多的經(jīng)費(fèi)。雖然，原則上，直接寫入的精確度及解析度高，但很多實(shí)際上的考慮，諸如快速傳送高能量輻射以使光阻曝光的能力，已限制傳統(tǒng)直接寫入方法所產(chǎn)生的板的產(chǎn)出率及實(shí)際精確度與精密度。

以多個(gè)光束掃描印刷電路板以增加直接寫入系統(tǒng)的掃描速度在此技術(shù)中是屬公知。通常，此多光束掃描使用于很多領(lǐng)域，諸如用于印刷電路工業(yè)的標(biāo)線制備及電子照相印刷機(jī)器。然而，在此應(yīng)用中，功率需求低，且所掃描物件尺寸通常較小。

美國專利5,635,976號描述一系統(tǒng)，用于產(chǎn)生標(biāo)線的改進(jìn)的特性定義。在此系統(tǒng)中，使用解析度至少為物件像素解析度四倍高的光束掃描標(biāo)線。揭示單一激光掃描線或多重掃描線。

美國專利5,495,279號描述一系統(tǒng)，用于很大裝置的圖案的曝光。在此裝置中，使用橢圓形激光光束。光束分成至少100平行段，每一段可獨(dú)立編址(addressable)，使得100像素線可寫在一起。

直接寫入系統(tǒng)的又一需求為系統(tǒng)精確地知道光束在任何時(shí)間位在寫入平面上的何處。做此決定之一方式為以測試光束校準(zhǔn)寫入光束。在寫入光束入射印刷電路板平面以前，測試光束與寫入光束分離。一刻度計(jì)選擇性反射一部份測試光束。接著，檢測到反射光束，所檢測到的信號作為數(shù)據(jù)時(shí)鐘的基準(zhǔn)。然而，為了易于校準(zhǔn)及特別用于校準(zhǔn)光束的分離，光束波長不同。不幸地，波長不同的光束受光學(xué)器材的影響不同，且未能良好地追蹤。此外，只有一部份相關(guān)的路徑為二個(gè)光束所橫越，且典型上用于此掃描器的之f- θ透鏡未由二個(gè)光束完全橫越。此系統(tǒng)的一為德國Jena，GmbH的激光影像系統(tǒng)，LIS DirectPrint 40。

直接寫入系統(tǒng)通常操作于不同厚度的印刷電路板。雖然光的光學(xué)聚焦廣為人知，由于光學(xué)器材的復(fù)雜性，其未用于直接寫入系統(tǒng)。所以，已有技術(shù)系統(tǒng)使用一高度可以變化的臺。就不同高度的板而言，臺的高度調(diào)整為，使得板的平面聚焦于一預(yù)定焦平面。然而，特別就大的板而言，此臺機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是如果必須做諸如板相對于臺的角度的其他機(jī)械調(diào)整而言尤然。

光柵化激光掃描系統(tǒng)典型上受苦于用來掃描光束的多邊形所造成的不精確度。顫動造成在寫入激光光束于交叉掃描方向時(shí)的隨機(jī)誤差。掃描器光學(xué)器材的缺陷造成其他而通常是系統(tǒng)性的誤差。

通常，將光阻的光學(xué)曝光(及隨后的蝕刻圖案)精密地定位于板上是重要的。雖然對于復(fù)合板的單側(cè)內(nèi)層(其用于形成在已層化的板上的外層)及雙側(cè)板(其中鉆孔以連接在板內(nèi)或在板或?qū)拥膶α?cè)上的特性)而言，此并非很重要，但圖案的精確定位是不可避免的。此可通過使掃描數(shù)據(jù)參考預(yù)定特性而達(dá)成，例如，就內(nèi)層而言，參考出現(xiàn)在板二側(cè)上的特性。此通常使用的特性的一是一鉆孔。大體上，一未寫入的板具有一或更多存在于板上的鉆孔，該孔配合掃描器上的銷。就雙側(cè)內(nèi)層而言，掃描于是參考板二側(cè)的孔。

然而，此一系統(tǒng)未能完全令人滿意。比起所需要的印刷電路元件解析度，銷對準(zhǔn)所可能達(dá)成的精確度較有限。嘗試減少孔對銷的公差會導(dǎo)致孔的損壞及隨的而來的不良對準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一方面，本實(shí)用新型公開了一種掃描系統(tǒng)，用于掃描寫入光束且由此寫入圖案到印刷電路板表面上，其特征在于，該掃描系統(tǒng)包括：

臺，用于安裝要被處理的印刷電路板；

光學(xué)器材，用于將寫入光束引導(dǎo)到印刷電路板表面上；

工作底部，用于支撐所述光學(xué)器材和臺，且

其中所述光學(xué)器材包括可變光束衰減器，其定位在掃描系統(tǒng)的寫入光束的光束路徑中，該可變光束衰減器包括：

電機(jī)，固定在可變光束衰減器的基座上；

軸，連接到電機(jī)，且被配置為由電機(jī)沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；以及

衰減器單元，固定到所述軸且配置為基于寫入光束入射到衰減器單元的傾角來調(diào)整寫入光束的功率。

優(yōu)選地，衰減器單元隨著所述軸的旋轉(zhuǎn)而一起旋轉(zhuǎn)，且所述傾角基于衰減器單元的旋轉(zhuǎn)而被控制，所述軸沿垂直于寫入光束的方向延伸。

優(yōu)選地，所述衰減器單元包括：玻璃；以及設(shè)置在玻璃上的濾光器。

優(yōu)選地，所述濾光器為平行偏振邊緣濾光器，且對于所述傾角敏感；以及傳輸穿過衰減器單元的寫入光束的功率隨著所述傾角從0度到90度增大而增大。

優(yōu)選地，所述玻璃由合成石英片形成；以及所述片的厚度在1mm以內(nèi)。

優(yōu)選地，所述可變光束衰減器還包括：

散熱器，設(shè)置在基座上且配置為接收由衰減器單元反射的寫入光束的部分；以及

冷卻系統(tǒng)，連接到散熱器且配置為消散由散熱器吸收的熱量。

優(yōu)選地，所述散熱器為UV吸收涂層；且所述涂層由黑陶瓷形成。

優(yōu)選地，所述可變光束衰減器還包括位置開關(guān)，其連接到所述軸且被配置用于設(shè)置衰減器單元的角度位置。

優(yōu)選地，所述位置開關(guān)還包括：板，被構(gòu)圖有限定預(yù)定角度的開口；以及光學(xué)傳感器，被對應(yīng)于所述板提供，且配置為檢測光學(xué)傳感器的視線是被阻擋還是透過所述板，以確定是否已經(jīng)抵達(dá)預(yù)定角度中的一個(gè)。

另一方面，本實(shí)用新型提供了一種掃描系統(tǒng)，用于掃描寫入光束且由此寫入圖案到印刷電路板表面上，其特征在于，該掃描系統(tǒng)包括罩蓋、底部、過濾器風(fēng)扇單元，以及位于底部上且被罩在罩蓋之下的光學(xué)器材，其中所述過濾器風(fēng)扇單元包括：

輸入過濾器，用于從外部接收空氣；

輸出過濾器，用于提供預(yù)清潔空氣的空氣流在掃描器系統(tǒng)的罩蓋下方和底部上方；以及

風(fēng)扇，布置在輸入過濾器和輸出過濾器之間，且風(fēng)扇穿過輸入過濾器朝向輸出過濾器抽吸空氣流，以便于在罩蓋下方和底部上方產(chǎn)生清潔空氣的正壓力。

優(yōu)選地，所述輸入過濾器為揮發(fā)性有機(jī)化合物過濾器。

優(yōu)選地，所述輸出過濾器為高效顆?？諝膺^濾器。

優(yōu)選地，所述輸入過濾器、風(fēng)扇和輸出過濾器被包封在盒中，以形成單元。

優(yōu)選地，所述輸入過濾器是可移除的，以便更換。

另一方面，本實(shí)用新型提供了一種用于掃描系統(tǒng)的過濾器風(fēng)扇單元，所述掃描系統(tǒng)用于掃描寫入光束且由此寫入圖案到印刷電路板表面上，其特征在于，該掃描系統(tǒng)包括罩蓋、底部、過濾器風(fēng)扇單元，以及位于底部上且被罩在罩蓋之下的光學(xué)器材，其中所述過濾器風(fēng)扇單元包括：

揮發(fā)性有機(jī)化合物過濾器，用于從外部接收空氣；

高效顆?？諝膺^濾器，用于提供預(yù)清潔空氣的空氣流在掃描器系統(tǒng)的罩蓋下方和底部上方；以及

風(fēng)扇，布置在揮發(fā)性有機(jī)化合物過濾器和高效顆?？諝膺^濾器之間，且風(fēng)扇穿過揮發(fā)性有機(jī)化合物過濾器朝向高效顆粒空氣過濾器抽吸空氣流，以便于在罩蓋下方和底部上方產(chǎn)生清潔空氣的正壓力。

另一方面，本實(shí)用新型提供了一種掃描系統(tǒng)，用于掃描寫入光束且由此寫入圖案到印刷電路板表面上，其特征在于，該掃描系統(tǒng)包括:

臺，用于安裝要被處理的印刷電路板；

光學(xué)器材，用于將寫入光束引導(dǎo)到印刷電路板表面上；以及

工作底部，用于支撐所述光學(xué)器材和臺，其中工作底部由多個(gè)氣動阻尼器支撐，用于將掃描系統(tǒng)與外部振動隔離。

優(yōu)選地，每個(gè)氣動阻尼器與控制閥相關(guān)聯(lián)，所述控制閥用于隨時(shí)間保持氣動阻尼器中的期望壓力。

優(yōu)選地，所述控制閥包括入口，用于從壓縮空氣源接收壓縮空氣；和出口，用于供應(yīng)壓縮空氣到氣動阻尼器。

優(yōu)選地，所述控制閥的出口供應(yīng)空氣到氣動阻尼器，以補(bǔ)償氣動阻尼器中的任何空氣泄漏，且保持底部的專用水平高度。

優(yōu)選地，所述控制閥包括閥桿，其感測底部的在限定閾值之上的偏離，且當(dāng)在預(yù)定閾值之上的底部的偏離被檢測到時(shí)，閥桿釋放空氣到氣動阻尼器。

優(yōu)選地，當(dāng)固定到底部的支架響應(yīng)于底部的運(yùn)動施加壓力到閥桿上時(shí)，底部的偏離被閥桿感測到。

優(yōu)選地，在氣動阻尼器和支架之間的接觸經(jīng)由安裝在擱置在閥桿上的可運(yùn)動桿上的尖頭建立。

優(yōu)選地，在氣動阻尼器和支架之間的接觸經(jīng)由閥桿上的球形軸承建立，該球形軸承安裝到支架從而隨底部一起運(yùn)動。

優(yōu)選地，控制閥被安裝在彈簧上，該彈簧利用球形軸承安裝到底座上的固定框架。

優(yōu)選地，控制閥包括限制開關(guān)，用于檢測氣動阻尼器的故障。

優(yōu)選地，固定到底部的第二支架被相對于限制開關(guān)定位，使得它響應(yīng)于指示氣動阻尼器被損壞的限定偏離而接觸并激活限制開關(guān)。

優(yōu)選地，當(dāng)限制開關(guān)被激活時(shí)，錯(cuò)誤消息被顯示在用戶屏幕上。

優(yōu)選地，氣動阻尼器被定位在底座上。

優(yōu)選地，氣動阻尼器直接放置或安裝在地面上。

優(yōu)選地，所述多個(gè)氣動阻尼器包括三個(gè)氣動阻尼器，其中兩個(gè)氣動阻尼器沿底座的沿交叉掃描方向延伸的第一邊緣間隔開地定位，且第三、較大的氣動阻尼器沿掃描方向從所述兩個(gè)氣動阻尼器間隔開和/或被定位為鄰近底座的沿交叉掃描方向延伸的第二相對邊緣。

另一方面，本實(shí)用新型提供了一種掃描系統(tǒng)，用于掃描寫入光束且由此寫入圖案到印刷電路板表面上，其特征在于，該掃描系統(tǒng)包括:

臺，用于安裝要被處理的印刷電路板，其中多個(gè)真空出口設(shè)置在臺上，用于保持印刷電路板的面板；

工作底部，其中臺被可運(yùn)動地安裝在工作底部上；

真空源連接件，用于連接到真空源；

真空軟管，設(shè)置在真空出口和真空源之間，其中真空軟管沿其長度由多個(gè)支架支撐，且支架沿真空軟管軌道騎跨。

優(yōu)選地，真空軟管由柔性材料形成，且為手風(fēng)琴的形式，使得它可以延伸和收縮而不會在軟管的材料上產(chǎn)生應(yīng)力。

優(yōu)選地，所述支架支撐軟管，使其不會在軟管內(nèi)部的真空作用下徑向坍塌。

優(yōu)選地，所述掃描系統(tǒng)還包括位于軟管內(nèi)部的環(huán)，進(jìn)一步支撐軟管，使其不會在軟管內(nèi)部的真空作用下徑向坍塌。

優(yōu)選地，所述環(huán)處于與至少一些支架相同的軟管上的位置處。

優(yōu)選地，臺在掃描期間被沿著軌道運(yùn)輸，且真空軟管軌道沿與軌道相同的方向延伸，且在一端連接到真空源連接件且在相對端利用至少一個(gè)空氣分配單元連接到臺。

優(yōu)選地，每個(gè)空氣分配單元被連接到臺的下側(cè)，在與相應(yīng)組真空出口對齊的位置處。

優(yōu)選地，當(dāng)臺被沿遠(yuǎn)離真空源連接件的方向運(yùn)輸時(shí)，軟管被臺拉動，從而軟管沿其長度伸長，且當(dāng)軟管長度增大時(shí)，支架沿著真空軟管軌道滑動且在支架之間的距離增大；以及

當(dāng)臺被沿相反方向運(yùn)輸，即朝向真空源連接件運(yùn)輸時(shí)，軟管沿其長度折疊，且在支架之間的距離減小。

另一方面，本實(shí)用新型提供了一種掃描系統(tǒng)，用于掃描寫入光束且由此寫入圖案到印刷電路板表面上，其特征在于，該掃描系統(tǒng)包括:

臺，用于安裝要被處理的印刷電路板；

光學(xué)器材，包括透鏡系統(tǒng)，用于將寫入光束引導(dǎo)到印刷電路板表面上；

工作底部，用于支撐所述光學(xué)器材和臺，以及

調(diào)整機(jī)構(gòu)，用于精確地組裝和/或定位透鏡系統(tǒng)的元件。

優(yōu)選地，透鏡系統(tǒng)包括第一透鏡，其被支撐在板上，該板通過調(diào)整機(jī)構(gòu)可調(diào)整地連接到定位在工作底部上的支座。

優(yōu)選地，所述第一透鏡為準(zhǔn)f-θ透鏡。

優(yōu)選地，所述支座包括一對支柱和分別布置在支柱的頂部上的一對唇部；所述板在沿交叉掃描方向相對的側(cè)部包括一對肩部；調(diào)整機(jī)構(gòu)包括一對支架，其分別固定到支座的一對支柱，和一對棒，其沿豎直方向穿過形成在支座的唇部中的一對通孔延伸；其中每根棒在上端上利用螺母安裝，且在下端上利用螺帽安裝，棒還延伸穿過形成在肩部中的一對通孔，從而通過螺帽支撐板的重量。

優(yōu)選地，所述棒在螺母附近形成有螺紋，用于固定和調(diào)整螺母的位置，使得第一透鏡沿豎直方向的高度和第一透鏡在沿交叉掃描方向的豎直平面中的角度通過利用擰動動作調(diào)整一個(gè)或多個(gè)螺母的位置來調(diào)整。

優(yōu)選地，板的肩部還包括沿交叉掃描方向延伸的一對盲孔，用于接收支架的銷，所述盲孔允許板沿豎直方向的一些自由運(yùn)動，用于調(diào)整第一透鏡。

優(yōu)選地，對第一透鏡沿掃描方向的調(diào)整通過第一組螺桿和第二組螺桿來實(shí)現(xiàn)，其中第一組螺桿將第一透鏡推動遠(yuǎn)離板，而第二組螺桿將第一透鏡推向板。

優(yōu)選地，所述透鏡系統(tǒng)還包括圓柱形透鏡，其接收從第一透鏡輸出的寫入光束，所述圓柱形透鏡被容納在框架內(nèi)，該框架在每個(gè)端部上被固定到支柱。

優(yōu)選地，所述框架包括一系列推螺桿和一系列拉螺桿，其可以通過旋擰動作被調(diào)節(jié)，以在沿圓柱形透鏡的長度的各個(gè)位置處施加壓力到圓柱形透鏡上，以使圓柱形透鏡變直。

另一方面，本實(shí)用新型提供了一種掃描系統(tǒng)，用于掃描寫入光束且由此寫入圖案到印刷電路板表面上，其特征在于，該掃描系統(tǒng)包括:

激光源，其從激光源的出口輸出寫入光束；

臺，用于安裝要被處理的印刷電路板；

光學(xué)器材，用于將寫入光束引導(dǎo)到印刷電路板表面上；

工作底部，用于支撐所述激光源、光學(xué)器材和臺；以及

抽吸單元，流體連接到從激光源延伸的管道，其中抽吸單元被連接到管道中的開口且建立將由激光源產(chǎn)生的顆粒重新引導(dǎo)向抽吸單元的空氣流。

優(yōu)選地，激光源的出口包括機(jī)械快門，且空氣流將機(jī)械快門上的顆粒重新引導(dǎo)朝向抽吸單元。

優(yōu)選地，管道在一端處流體連接到激光源的出口，且抽吸單元還建立將空氣從另一端通過管道朝向抽吸單元拉動的第二空氣流。

優(yōu)選地，所述光學(xué)器材包括第一透鏡，其最靠近激光源的出口且布置為鄰近所述管道的所述另一端，且第二空氣流將空氣通過所述管道的所述另一端朝向抽吸單元拉動離開第一透鏡，由此防止顆粒沿朝向第一透鏡方向流動。

優(yōu)選地，抽吸單元包括壓縮空氣源，其被用于產(chǎn)生穿過文丘里噴嘴的射流，且風(fēng)扇流體地連接到文丘里噴嘴中的負(fù)壓區(qū)域，以產(chǎn)生抽吸流。

優(yōu)選地，閥被布置在壓縮空氣源和文丘里噴嘴之間，且被用于控制穿過文丘里噴嘴的空氣流。

優(yōu)選地，閥為節(jié)流閥。

附圖說明

由本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的下列詳細(xì)說明及下列圖，將可更清楚了解本實(shí)用新型，其中：

圖1是依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的印刷電路板直接寫入掃描器的示意透視圖；

圖2是圖1的掃描器的示意頂視圖；

圖3是圖1及2的掃描器的示意圖，其中為了清楚起見掃描器的元件以無安裝件且不照比例顯示：

圖4A-4D顯示四個(gè)依據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的掃描方案；

圖5是就不同重疊值，掃描重疊相關(guān)于多邊形速率的示意曲線，示出一種依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例用于便直接激光掃描器產(chǎn)出率最佳化的方法；

圖6A-6C示出依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的掃描器對準(zhǔn)補(bǔ)償；

圖7A及7B顯示依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的主要光束光學(xué)器材加于聲光調(diào)制器的二個(gè)功能性視圖；

圖8A及8B顯示依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例在聲光調(diào)制器及印刷電路板之間的主要光束光學(xué)器材的二個(gè)功能性視圖；

圖9是數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的簡化方塊圖，用于依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的掃描器；

圖10A是依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，圖9的部份系統(tǒng)的總體方塊圖；

圖10B顯示，依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，圖10A硬件邏輯的一實(shí)例；

圖11示出圖10B的一部份電路的操作，其中依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，數(shù)據(jù)線是依據(jù)掃描控制信號而送至聲光調(diào)制器；

圖12是依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，用于提供數(shù)據(jù)時(shí)鐘的裝置的方塊圖：

圖13顯示用于了解圖12的裝置的某些時(shí)鐘波形；

圖14是一示意圖，依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，示出一種用于精密決定印刷電路板在掃描器中的位置的方法；

圖15顯示，依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，一種掃描器系統(tǒng)，其包含用于支持印刷電路板的真空夾頭的通用式零件及用于支持印刷電路板的特殊接頭；

圖16顯示圖15的真空夾頭永久部份的細(xì)節(jié)；

圖17A及17B各顯示用于決定特定交叉掃描誤差的掃描器的零件的側(cè)及頂視圖；

圖18A及18B顯示已有技術(shù)聲光調(diào)制器及依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例而構(gòu)成的聲光調(diào)制器；

圖19A及19B分別顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的可變光束衰減器的透視圖和側(cè)視圖；

圖20顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的過濾器風(fēng)扇單元；

圖21A和21B顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的由多個(gè)氣動阻尼器支撐的掃描系統(tǒng)的工作底部；

圖22A和22B分別顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的包括三個(gè)氣動阻尼器的掃描系統(tǒng)的底座的側(cè)視圖和俯視圖；

圖23A和23B顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的用于控制到氣動阻尼器的加壓流體供應(yīng)的控制閥；

圖24A和24B顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的用于控制到氣動阻尼器的加壓流體供應(yīng)的控制閥的另一視圖；

圖25A和25B顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的可運(yùn)動地安裝在掃描系統(tǒng)的底部上的臺的一些細(xì)節(jié)；

圖26A、26B、26C和26D顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的用于精確地組裝和/或定位透鏡系統(tǒng)的元件的調(diào)整機(jī)構(gòu)；

圖27顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的用于引導(dǎo)空氣流離開掃描單元的第一透鏡的示例性抽吸單元的簡圖；以及

圖28顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的示例性抽吸單元的簡化框圖。

具體實(shí)施方式

系統(tǒng)綜觀

現(xiàn)在參考圖1-3，其顯示依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的示范性直接寫入印刷電路板掃描器10。掃描器10包括一激光來源12，其輸出波長適于將一光阻涂層曝光。在本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中，已發(fā)現(xiàn)在355毫微米操作且傳送最大功率為4、8、10或16瓦的DPSS UV激光器是適用的。替代地，如WO00/02424中所述，氬離子型激光可以被使用。

光束14離開源12，且由第一光束分光器(或部份反射的反光鏡)20分為二個(gè)光束，一主要光束16及一測試光束18。如下述，主要光束16(以虛線顯示，最終地)用于掃描及曝光印刷電路板上的光阻。測試光束18(以點(diǎn)線顯示)用于確定主要光束16的掃描位置，及用于特定的其他測試與對準(zhǔn)功能，如下述。較佳地，分光器20及反光鏡及下述其他分光器是前平面反光鏡及分光器。較佳地，反光鏡及分光器是電介質(zhì)前平面反光鏡。光束優(yōu)選地由一系列透鏡成形。

在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡22安裝在機(jī)動化平臺上，從而它可以沿著光束路徑移動，以調(diào)整在調(diào)制器28上的交叉掃描光束直徑。衰減器27，如下文中所述，可選地被用于調(diào)整光束的功率，以適應(yīng)系統(tǒng)的操作模式和光阻的敏感度。

既然測試所需的功率遠(yuǎn)低于寫入所需要的，因此光束分光器20較佳地為反射的功率遠(yuǎn)大于透射的功率。較佳地，99％量級的光束14的功率反射進(jìn)入主要光束16。在下列說明中，垂直于光束傳播軸的兩個(gè)方向標(biāo)示為掃描方向及交叉掃描方向。這些方向各對應(yīng)于寫入光束的掃描方向及垂直于光束軸與掃描方向二者的方向。應(yīng)了解，此命名的全部意義在以下可明白。

為易于說明，首先討論主要光束16的光學(xué)路徑。主要光束16通過一系列光學(xué)元件20a、20b、22、26及25，其功能是在光束自第一反光鏡30反射以后，將光束聚焦于調(diào)制器28內(nèi)的調(diào)制平面上。主要光束還通過衰減器27，用于針對具體應(yīng)用調(diào)整光束的強(qiáng)度水平。就圖1-3的示范性實(shí)施例而言，這些元件是第一球形透鏡20a、第一球形和交叉掃描圓柱形透鏡20b、第一交叉掃描圓柱形透鏡22、第一掃描圓柱形透鏡26以及第二球形透鏡25。此外，盡管在光源出口處光束16實(shí)質(zhì)上為圓形，當(dāng)其進(jìn)入調(diào)制器28時(shí)是橢圓形，在交叉掃描方向比在掃描方向長。當(dāng)光束通過調(diào)制器28時(shí)，交叉掃描方向的光束段由調(diào)制器28獨(dú)立調(diào)制。此光束可認(rèn)為包括多個(gè)并排行進(jìn)的獨(dú)立調(diào)制光束。然而，為易于觀看，僅顯示用于主要光束16的單一光束路徑。交叉掃描方向是在調(diào)制器28出口處的垂直方向(由圖3的附圖標(biāo)記29指示)。

雖然在較佳示范性實(shí)施例中，主要光束描述成包括多個(gè)獨(dú)立調(diào)制子光束的單一光束，但可易于了解，就本實(shí)用新型某些方面而言，光束16可由例如光束分光器、多個(gè)激光發(fā)射器或其他適當(dāng)裝置產(chǎn)生的多個(gè)離散光束形成，。

可注意到，就此示范性實(shí)施例而言，第一反光鏡30并未以90°反射主要光束。實(shí)際上，光束16是自反光鏡30以銳角反射，且該光束以不同于其離開調(diào)制器的角入射在調(diào)制器28上。調(diào)制器28較佳為聲光調(diào)制器，如此技術(shù)所熟知的，且描述于《聲光裝置的設(shè)計(jì)及制造》第94頁，其為Akis P.Goutzoulis及Dennis R.Papa所編輯，Marcel Dekker公司于1994年出版，附于此供參考。調(diào)制以后，光束必須進(jìn)一步光學(xué)處理，較佳為經(jīng)由畸變透鏡系統(tǒng)，以使其準(zhǔn)備用于掃描。在圖1-3的示范性實(shí)施例中，光束首先通過第二球形透鏡32，然后依次經(jīng)過第三交叉掃描圓柱形透鏡34、第三球形透鏡 36及第四交叉掃描圓柱形透鏡38。主要光束16接著自第二、第三及第四反光鏡40、42及44反射。自反光鏡44反射以后，光束16瞄準(zhǔn)轉(zhuǎn)動多邊形46 的一面。光束較佳為在撞擊在多邊形46上前通過單個(gè)或雙重透鏡48。如下述，透鏡36的Z位置可調(diào)整(例如，通過一未顯示的機(jī)動安裝件的移動)，以將光束聚焦于不同厚度的印刷電路板。

由圖1可注意到，通過透鏡38以后，光束16由反射器組50及52(為觀看簡便起見，未顯示于圖3)交疊。這些反射器的目的是增加光束路徑長度及增加光束大小，使得光學(xué)平面上的光學(xué)功率密度減少。

又注意到，就示范性實(shí)施例而言，交叉掃描方向的聚焦遠(yuǎn)大于掃描方向的。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，光束16在交叉掃描方向聚焦于面上，其減少多邊形顫動引起的誤差，且在掃描方向散焦(準(zhǔn)直)，使得該面不很滿(weLL underfilled)，以便不會損失功率。

轉(zhuǎn)到測試光束18的路徑，通過第一光束分光器20后，測試光束18由第五鏡54反射，使其路徑較佳為實(shí)質(zhì)上平行于主要光束16的路徑?？蛇x地，光束轉(zhuǎn)動器55使光束18繞其軸轉(zhuǎn)動90°，其理由稍后將了解。除了轉(zhuǎn)動以外，轉(zhuǎn)動器，其可為一系列反光鏡，較佳為未改變光束16的軸。

在一些示范性實(shí)施例中，光束18的一部份56由第二分光器58分離測試光束，且引導(dǎo)朝向激光對準(zhǔn)裝置60，其操作說明于下。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，分光器58是50-50分光器，但是可使用實(shí)質(zhì)上不同的比例。光束18傳送到第六反光鏡62側(cè)，且入射到將其反射的第七反光鏡64，以致于其較佳為實(shí)質(zhì)上平行于光束16，其后，光束離開調(diào)制器28。注意，光束 16及18在其路徑的此分支部隔得相對遠(yuǎn)。光束18由球形透鏡65及圓柱形透鏡66聚焦于交叉掃描方向。一對反光鏡68、70將光束18反射，以致于其亦由反光鏡42及44經(jīng)由透鏡48朝多邊形46反射。然而，光束16及18 到達(dá)反光鏡42時(shí)不再平行。反光鏡70較佳為以一角度定位，使光束16及 18以一角度朝彼此行進(jìn)。較佳地，該角度使得光束實(shí)質(zhì)上在多邊形的面處重合。自該面反射后，它們分散。

注意，當(dāng)光束16及18離開反光鏡42時(shí)，其較佳為位于一垂直(交叉掃描)平面中。此確保，它們在自多邊形面反射后于實(shí)質(zhì)上相同的掃描位置掃描。光束18于是，例如，在入射在多邊形46上以前是在光束16上方，而在自多邊形46反射以后是在光束16下方。

不同于主要光束16，其未充滿單一面，測試光束18較佳為在交叉掃描方向聚焦于面，而在掃描方向溢出二個(gè)面以上。當(dāng)多邊形轉(zhuǎn)動時(shí)，主要光束 16被在面上跟蹤，如下述。同時(shí)，面將光束18的部分分離總光束。因測試光束18是高斯形，此切離部分的總功率隨著掃描角度改變。

當(dāng)兩個(gè)光束由多邊形46掃過光學(xué)器材72時(shí)，掃描光學(xué)器材72將兩個(gè)光束聚焦。通常，光學(xué)器材72是球形光學(xué)器材，使其實(shí)質(zhì)上將兩個(gè)光束聚焦于掃描及交叉掃描方向。光束由掃描反光鏡74反射朝向透鏡76。通過圓柱形(交叉掃描)透鏡82后，光束16入射一光阻涂覆的印刷電路板78。透鏡系統(tǒng)72及透鏡76一起形成準(zhǔn)f-θ光學(xué)系統(tǒng)，其將多邊形賦予光束的角變化轉(zhuǎn)換為板上的線性移動。

光束18，其在那時(shí)候已與光束16分散，入射于刻度計(jì)80上，而不通過圓柱形透鏡82。應(yīng)注意，光束16及18的掃描位置實(shí)質(zhì)上相同，使得測試光束18掃描位置的測量定義光束16的位置。

刻度計(jì)80較佳為以與光束18的法線方向(關(guān)于掃描方向軸)成小角度取向。以此方式，當(dāng)光束18以大約相同于其到達(dá)刻度計(jì)的方向自刻度計(jì)反射時(shí)，一小角度形成于入射及反射光束之間。為了清楚解說，在說明書及圖中，于可行之處，反射光束標(biāo)示為光束18’。

光束18’通過透鏡76、反光鏡74、光學(xué)器材72、多邊形46、透鏡48、鏡44、42、70及68，且通過透鏡66及65而到達(dá)反光鏡64。在光束到達(dá)反光鏡62時(shí)，光束18及18’分離，使得反光鏡62截取光束18’，且經(jīng)由透鏡85將其反射到檢測器84。檢測器84通過刻度計(jì)80上的標(biāo)志檢測施加于光束的調(diào)制。這些檢測信號，其含有關(guān)于掃描光束16位置的數(shù)據(jù)，較佳地被用于控制調(diào)制器28的光束16調(diào)制，如下述。

現(xiàn)在，回到光束56，其是由分光器52自測試光束18得出。在一些示例性實(shí)施例中，光束56在通過第一球形透鏡(未顯示)以后入射于光束分光器 86上?？蛇x地，光束的一部份在通過第二球形透鏡(未顯示)以后送至第一個(gè)四極檢測器88。第一及第二球形透鏡將激光束腰投射至檢測器88，使得來自檢測器88的信號指示光束在掃描及交叉掃描方向的偏移。

可選地，光束56的第二部份由光束分光器52經(jīng)由一對透鏡(為清楚起見，未顯示)送至第二個(gè)四極檢測器90。該對透鏡構(gòu)成為如同f-θ透鏡而操作，使得來自檢測器90的信號在掃描及交叉掃描方向二者顯示出角偏移。較佳地，電路91接收信號，且將其傳至一系統(tǒng)控制器。替代地，僅單個(gè)檢測器可以用于確定偏移。

可選地，當(dāng)系統(tǒng)初始對準(zhǔn)時(shí)，將檢測器定位及調(diào)整，使得其偏移信號全部為零。可選地，當(dāng)激光器替換時(shí)，全部系統(tǒng)不需要再對準(zhǔn)。將激光定位于其安裝件中且調(diào)整其高度與角位置即已足夠，使得檢測器88及90二者產(chǎn)生零偏移信號。只有當(dāng)激光器適當(dāng)對準(zhǔn)以產(chǎn)生一光束，其光束路徑完全相同于系統(tǒng)所初始對準(zhǔn)的激光器時(shí)，此零偏移信號將產(chǎn)生。對準(zhǔn)激光器的結(jié)果為整個(gè)系統(tǒng)對準(zhǔn)。

較佳地，為求穩(wěn)定，系統(tǒng)安裝于一合成花崗石底部92上。很多部件較佳為安裝于軌道94上，使用的安裝方法描述于PCT公開WO00/02424中。此安裝方案允許部件容易替換，不需要再對準(zhǔn)全部光學(xué)器材，甚至于所替換的部件。

光束調(diào)制

如上述，主要光束16由調(diào)制器28分段調(diào)制。大體上，本實(shí)用新型考慮極小元件的極高精確度寫入。大體上，具有小于約50微米(2密拉)范圍的特征結(jié)構(gòu)(諸如線)待寫入。

為此目的，光束在調(diào)制器28處調(diào)制，使得當(dāng)調(diào)制光束投射于印刷電路板上時(shí)，它們形成光點(diǎn)，其中心間隔為待寫入的最小特征結(jié)構(gòu)尺寸的八分之一。然而，應(yīng)注意，當(dāng)中心間隔約為6.35微米(0.25密拉)時(shí)，個(gè)別編址掃描線的光點(diǎn)尺寸，由于衍射及其他光學(xué)效應(yīng)，通常更大，即，約19微米(0.75 密拉)。應(yīng)注意，光束在每6.35微米的掃描線解析度下(于板上)可編址。這些尺寸的結(jié)果允許達(dá)到具有尖銳邊緣的2密拉特征結(jié)構(gòu)尺寸的高保真度圖案及精確的線寬度控制。實(shí)用上，在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，對應(yīng)于可編址的調(diào)制光束段的板上的掃描線位置較佳被掃描多次。

圖4A-4D顯示依據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的四掃描方案。在這些圖的每一圖中，交叉掃描是自左至右。注意，只顯示在掃描方向的單一線。上線代表掃描線數(shù)目(在印刷電路板上)及正寫入的掃描線數(shù)據(jù)。欲曝光的掃描線以陰影顯示，無數(shù)據(jù)待寫入的以無陰影顯示。在所示例子中，掃描線7-10、19-26 及31-34待曝光，其他線則非待曝光。

下線代表連續(xù)掃描，數(shù)目代表調(diào)制光束段(對應(yīng)的調(diào)制通道數(shù)目用于每一掃描)。光束延伸于24調(diào)制器(＝掃描線)通道。在每一情況下，一通道將使對應(yīng)于上線中的指標(biāo)的數(shù)據(jù)寫入其中。為易于觀看起見，讓光束透射以曝光印刷電路板的通道以陰影顯示，未透射者以白色顯示。

圖4A顯示第一示范性方案，此處稱為2x重疊，因?yàn)槊恳粧呙杈€寫二次。圖4A顯示掃描的三幅寬。在此特殊方案中，當(dāng)掃描線的幅寬是24掃描線寬時(shí)，就2x重疊而言，該幅寬對于每一掃描前進(jìn)12掃描線。就第一掃描(只有一部份顯示)而言，調(diào)制器17-20讓光束通過以便寫入。就相同掃描位置的第二次掃描而言，顯示于下一線，調(diào)制器5-8及17-24讓光束通過以便寫入。就相同掃描位置的第三掃描而言，顯示于下一線，調(diào)制器5-12及17-20讓光束通過以便寫入。就相同掃描位置的第四掃描而言，顯示于下一線，調(diào)制器 5-8讓光束通過以便掃描。在所提到的示范性實(shí)施例中，注意，當(dāng)幅寬重疊時(shí)，光束中的線未交錯(cuò)。

圖4B-4D各顯示3x重疊(該處的幅寬對于每一掃描前進(jìn)8掃描線)，4x 重疊(該處的幅寬對于每一掃描前進(jìn)6線)，和6x重疊(該處的幅寬對于每一掃描前進(jìn)4線)。應(yīng)了解，12x重疊及24X重疊亦為可能。

應(yīng)了解，只顯示沿著交叉掃描方向的一數(shù)據(jù)線。這代表該該幅寬的用于單一掃描位置的數(shù)據(jù)。當(dāng)該幅寬前進(jìn)時(shí)，數(shù)據(jù)改變，使得調(diào)制符合在特殊掃描位置正掃描的像素的需求。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，掃描重疊及多邊形速率的組合用于提供在最大可行寫入速率的光阻的最佳曝光，及用于使光束提供的能量利用最大化。在本實(shí)用新型的此較佳實(shí)施例中，掃描重疊及多邊形速率改變(用于不同敏感度的光阻)，以提供光阻的所需曝光能量。較佳地，激光功率設(shè)為固定的，較佳為最佳化(最大值或接近最大值)功率量級。圖5顯示了針對各種掃描重疊量級的一系列相關(guān)于多邊形速率及曝光能量的曲線，掃描重疊量級為曲線的參數(shù)。曲線基于24”的掃描長度。就極高速光阻而言，可能需要減少激光的功率。然而，在大的光阻速率范圍，如圖5所顯示，通過調(diào)整多邊形速率及幅寬重疊，同時(shí)保持激光功率在所需的最佳化量級，則產(chǎn)出率可最佳化。

注意，對于只有3∶2的多邊形速率比，僅使用2x、3x及4x重疊方案，可允許所傳送能量的3x變化。因?yàn)楣β时３衷诤愣ㄗ罴鸦?最大值或接近最大值)功率量級，因此這些曝光中的每一種是以掃描器能力所及的最大速率執(zhí)行。此外，通過使用6x、8x、12x及24x重疊，當(dāng)激光的功率(及曝光期間)最佳化時(shí)，曝光能量變化的范圍可以大很多。

在本實(shí)用新型又一較佳實(shí)施例中，自動補(bǔ)償在調(diào)制器處提供給激光光束的交叉掃描偏置。圖6A-6C示出提供此自動補(bǔ)償?shù)囊环椒?。特別地，當(dāng)照射調(diào)制器的光束是24物理(掃描線)像素寬時(shí)，調(diào)制器提供若干額外物理調(diào)制通道于一中央24像素部份的每一側(cè)上。在圖6A-6C中，通道以與圖4A-4D相同的方式涂成陰影，且代表下線的調(diào)制器設(shè)定。

圖6A-6C顯示了編號為1-24的通道，和在調(diào)制器的任一端的四個(gè)額外通道-1，-2及+1，+2。注意，若功率存在于調(diào)制器(即，x軸掃描線位置) 處的光束中，則每一通道依據(jù)將掃描的線提供調(diào)制。

在圖6A中，以粗外輪廓線顯示的光束被正確定位。于是，就所示2x 重疊，結(jié)果與圖4A相同。在圖6B中，光束朝左兩個(gè)掃描線錯(cuò)誤定位于調(diào)制器上。注意，掃描位置25及26，其在圖6A中，在第一掃痕中由調(diào)制器位置23及24并且在第二掃痕中由調(diào)制器位置11及12寫入，現(xiàn)在在第二掃痕中由位置11及12并且在第三掃痕中由-1及-2寫入。注意，雖然每一掃痕可能錯(cuò)誤定位，但每一線是以正確次數(shù)及正確數(shù)據(jù)掃描。圖6C顯示朝右錯(cuò)誤定位兩個(gè)掃描線的光束。再次地，保存掃描功率及數(shù)據(jù)。于是，通過提供比實(shí)際幅寬所需的更多的調(diào)制通道，調(diào)制器中的光束的交叉掃描定位(及其長期穩(wěn)定性)較不重要。

應(yīng)注意，在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，主要光束16的能量形狀在掃描或交叉掃描方向不均勻。在兩個(gè)方向，其為高斯或接近高斯形。允許光束在交叉掃描方向?yàn)楦咚剐卧黾酉到y(tǒng)的總效率，因?yàn)橹挥泄馐哪┪膊?小于尖峰功率的1/e2)未使用(或至少不予考慮)。若每一像素由單一掃描線寫入，將導(dǎo)致不同像素的變化的曝光。然而，因?yàn)橛∷㈦娐钒迳系拿恳粧呙杈€使用交叉掃描光束幅寬的不同部份寫入至少(通常多于)二次，因此傳送至光阻的功率總量相當(dāng)穩(wěn)定，縱然使用大部份高斯剖面光束亦然。此外，因?yàn)槊恳粋€(gè)別調(diào)制掃描線約比衍射極限小三倍，如前述，因此寫入線的功率再均勻化。

主要光束光學(xué)系統(tǒng)

依據(jù)本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例，提供一種改良光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)可依據(jù)其不同功能任務(wù)細(xì)分為兩個(gè)部份：調(diào)制器照射系統(tǒng)及用于印刷電路板影像系統(tǒng)的調(diào)制器。印刷電路板影像系統(tǒng)亦可細(xì)分為預(yù)掃描光學(xué)器材及掃描光學(xué)器材。預(yù)掃描光學(xué)器材包括所有透鏡，位于激光器及多邊形之間。掃描光學(xué)器材包括在多邊形及板平面之間的光學(xué)器材。因?yàn)檫@兩個(gè)零件的非常不同的要求，此分類是需要的。預(yù)掃描光學(xué)器材元件是小尺寸，因?yàn)楣馐　Ｈ欢?，功率密度高，其可能產(chǎn)生問題。

就掃描光學(xué)器材而言，關(guān)于光束尺寸及功率密度的要求通常相反。

調(diào)制器照射系統(tǒng)依據(jù)激光束腰變換的光學(xué)需求自激光頭至調(diào)制器將光束進(jìn)行變換，其為現(xiàn)今激光光學(xué)技術(shù)所熟知。結(jié)果，較佳為用在掃描及交叉掃描方向具有不同范圍的高斯能量分布照射調(diào)制器通道。光束較佳為由此光學(xué)器材校準(zhǔn)，以致于激光束腰在調(diào)制器處或附近。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，提供一種改良激光照射系統(tǒng)。圖7A 及7B顯示了直到調(diào)制器28的主要光束光學(xué)器材部份。這些元件顯示于以上的圖1-3中，然而，圖7A及7B顯示在需要時(shí)可施加于這些元件的調(diào)整。圖 7A顯示由上方所見的系統(tǒng)視圖。在此視圖中，掃描方向是由頂至底。圖7B 顯示由側(cè)面所見的光束，交叉掃描方向是由頂至底。

圖7A及7B所顯示的光學(xué)系統(tǒng)部份由五透鏡(20a、20b，22，25及26)和衰減器27組成，五透鏡具有在掃描及交叉掃描方向不同及組合的光學(xué)功率。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，透鏡22是圓柱形透鏡，具有一在交叉掃描方向的光學(xué)功率，透鏡20a和25是球形透鏡，且透鏡20b和26是具有在掃描方向的光學(xué)功率的圓柱形透鏡。

透鏡25及26在掃描方向是作為動態(tài)光束擴(kuò)張器。通過沿著光軸移動透鏡26，光束在調(diào)制器處沿掃描方向的尺寸可以增加或減少。此特性能夠在激光源有效期間補(bǔ)償個(gè)別差異及變化，諸如其束腰直徑、束腰位置及光束模式純度(M2)。其允許對于調(diào)制器高衍射效率(即，調(diào)制器所導(dǎo)致的光束透射)的要求與對于施加“史柯風(fēng)效應(yīng)”的要求之間的妥協(xié)，調(diào)制器高衍射效率要求較大掃描方向光束尺寸，施加“史柯風(fēng)效應(yīng)”要求較小的掃描方向光束尺寸。史柯風(fēng)效應(yīng)是用于減少或移除在飛點(diǎn)掃描器掃描方向所產(chǎn)生邊緣的模糊。其在以下說明，且在以上提到的《聲光裝置的設(shè)計(jì)及制造》第190-192頁中，以及在美國專利4,205,348號中說明，二者的公開內(nèi)容附于此供參考。

透鏡22及25作為一用于交叉掃描方向的組合可變光束擴(kuò)張器(vario)及光束轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。通過沿著光軸移動透鏡22，調(diào)制器處的光束尺寸改變，但是保持接近準(zhǔn)直。

通過于交叉掃描方向移動透鏡22，離開軸，光束可相對于調(diào)制器處光軸的的位置設(shè)置及角度而轉(zhuǎn)向。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，光束角度及位置是使用下述光導(dǎo)件152測量。為清楚起見，執(zhí)行這些測量的較佳方法說明于下節(jié)，名稱為“交叉掃描誤差的確定”。若“p”及“a”是光束的位置及角移動的測量，則轉(zhuǎn)向信息為：對于透鏡22，Δy＝c*p+d*a，其中c，d， e，f為視光學(xué)設(shè)計(jì)而定的常數(shù)。如果調(diào)制器只具有與寫入所需相同數(shù)目的段，則此型式的修正特別重要。如果使用具有額外通道的調(diào)制器，如相關(guān)于圖6 而說明的，則光束定位要求較不精確。

此光束可變擴(kuò)張器及光束轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必需的，用以補(bǔ)償在日常使用循環(huán)期間或激光有效期間，由于熱改變或者電或光學(xué)性質(zhì)的激光諧振器狀況的改變所引起的變化。如果這些變化不修正，則所產(chǎn)生的圖案將變差。調(diào)制器處的光束的不適當(dāng)尺寸或位置設(shè)置，由于上述2x-24x重疊過程，會導(dǎo)致不均勻功率分布，因而導(dǎo)致所產(chǎn)生圖案的線寬度變化或邊緣粗糙度增加。不適當(dāng)角變化，由于在曝光系統(tǒng)數(shù)值孔止動件處的光束的切割部份會導(dǎo)致功率損失，或?qū)е略谒a(chǎn)生圖案邊緣的非對稱效果。

在上述較佳實(shí)施例中，所產(chǎn)生圖案的所有這些變差的效果較佳被防止。

調(diào)制器-印刷電路板影像系統(tǒng)是用于透射調(diào)制器的影像至印刷板平面。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，激光光束在印刷電路板上的焦點(diǎn)可以光學(xué)調(diào)整。當(dāng)然，可聚焦的光學(xué)系統(tǒng)是公知的。然而，復(fù)雜的掃描器，諸如本實(shí)用新型的掃描器，通常為固定焦點(diǎn)?？紤]系統(tǒng)上的集流管要求，及掃描與交叉掃描方向的(通常)不同聚焦方案，此不會令人驚訝。亦注意，物體必須只移動較短的距離，以使其回到焦點(diǎn)。然而，本實(shí)用新型人相信，為了高精確度，機(jī)構(gòu)應(yīng)該盡可能簡單及堅(jiān)固。

為了允許此聚焦，系統(tǒng)需求，諸如高總激光功率傳遞效率、高解析度及高保真度圖案產(chǎn)生，必須予以考慮。

圖8A及8B顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的一功能性方案。如同圖7A及 7B，圖8A及8B各代表沿著交叉掃描及掃描方向的視圖。

調(diào)制器-板影像系統(tǒng)由若干模組單元組成。影像系統(tǒng)的開始點(diǎn)是聲光調(diào)制器28，其較佳為一多通道調(diào)制器。在光軸上的聲波中心位置視為物面。來自Crystal Technology，Inc.的AOMC 117/24-UV型式聲調(diào)制器可使用24通道的調(diào)制器，適用于本實(shí)用新型的某些較佳實(shí)施例。

在掃描方向(圖8A)，第一模組影像單元由球形透鏡32及36組成，其在平面39處形成調(diào)制器平面(物面)的第一影像。第二模組影像單元使平面39 的影像成像于印刷電路板78的平面。第二模組單元包括球形透鏡48及掃描透鏡系統(tǒng)72的球形部份與透鏡76。結(jié)果，在多邊形46及板平面78之間，光學(xué)系統(tǒng)作為準(zhǔn)f-θ透鏡工作，其較佳為遠(yuǎn)心。物理止動件31顯示于透鏡 34及36之間。此止擋件做成足夠大，以至于不會限制在此方向的掃描數(shù)值孔，掃描數(shù)值孔是由多邊形的轉(zhuǎn)動面定義。止擋件主要功能是阻擋來自調(diào)制器28的直接透射光束進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)。交叉掃描方向的物理止擋件31’定義在此方向的數(shù)值孔。

為了達(dá)成所產(chǎn)生圖案的陡峭側(cè)壁及高功率效率，較佳為使用此技術(shù)中公知的史柯風(fēng)效應(yīng)及面追蹤。史柯風(fēng)效應(yīng)的要求為調(diào)制器媒介中的切換信息的聲速-以調(diào)制器及板之間的光學(xué)系統(tǒng)減速比減小-等于板上的寫入點(diǎn)的掃描速率，但方向相反。此導(dǎo)致板上預(yù)定地方上的“靜止”數(shù)據(jù)信息。當(dāng)作為調(diào)制器光學(xué)媒介的石英材料聲速是每秒5.7公里且掃描速率為每秒0.270公里(每分鐘1700轉(zhuǎn)的多邊形速率，見圖5)時(shí)，需要約21x的減速比，如果此減速比固定，掃描速率與每秒0.270公里(達(dá)成最佳掃描次數(shù)所需)的每一差異會導(dǎo)致圖案邊緣的模糊。在不同掃描速率的模糊的大小可以通過減少在調(diào)制器處的照射光束尺寸而減少。但減少的尺寸導(dǎo)致增加的發(fā)散，且因而導(dǎo)致調(diào)制器衍射效率減少。

在多邊形處達(dá)到1/e2的光束尺寸小于面的寬度。面本身作為掃描方向的數(shù)值孔止擋件，且當(dāng)多邊形的轉(zhuǎn)動使光束偏轉(zhuǎn)時(shí)，孔將移動。如果到達(dá)多邊形的光束是固定位置，多邊形的移動將導(dǎo)致減少的掃描功率。其補(bǔ)償可通過改變在調(diào)制器的調(diào)制信號的載體頻率進(jìn)行，以造成在調(diào)制器處的光軸的角向改變，導(dǎo)致在多邊形處的光束的平行移動。調(diào)制頻率的改變是使得同步追蹤光束與面的轉(zhuǎn)動(面追蹤)。

與其他方法(見Goutzoulis等人，第182頁)比較，面追蹤改良循環(huán)時(shí)間效率達(dá)約99％。其在此技術(shù)領(lǐng)域是公知的，如果入射光及聲波前形成特殊角 -布勒格角，則在調(diào)制器處達(dá)到最大衍射效率(透射)。由于布勒格角只取決于光束波長、光學(xué)媒介中的聲速及調(diào)制信號的載體頻率，因此光束調(diào)整只可就一頻率而最佳化。此通常選為掃射的中心頻率。就掃射之外位置而言，那些位置的衍射效率減少，降低傳送至板的功率。本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例可光學(xué)性補(bǔ)償此效應(yīng)，結(jié)果，使沿著掃描的功率分均勻化。此是通過使光束在交叉掃描方向聚焦于多邊形上及板上而完成。于是，由顫動引起的光束方向的小角度交叉掃描改變不會導(dǎo)致板上的光束位置的移動。

轉(zhuǎn)到圖8B，在交叉掃描方向，球形透鏡32及36及圓柱形透鏡34是模組影像單元，具有接近于用于掃描方向的焦點(diǎn)的實(shí)焦點(diǎn)，圓柱形透鏡38則移走。當(dāng)鏡38在系統(tǒng)中時(shí)，在平面39處的交叉掃描焦點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘摻裹c(diǎn)。連同球形復(fù)合透鏡48，真實(shí)第二影像只在交叉掃描方向形成于或接近于多邊形面。交叉掃描的影像尺寸比面高度小很多倍。自第二影像至板平面的第三模組影像單元由掃描透鏡(72及76)的球形部分及圓柱形透鏡82組成。

第三模組單元是用于多邊形顫動補(bǔ)償，因?yàn)榻咏诙裹c(diǎn)的面的角變化也以角變化而非以位置定位變化透射至板平面。然而，光學(xué)器材的缺陷會在光束沿著其掃描路徑掃描時(shí)，造成光束交叉掃描位置的系統(tǒng)偏差。這些偏差可如下述予以補(bǔ)償。全部交叉掃描影像系統(tǒng)自調(diào)制器至板的減速比是由所需數(shù)據(jù)解析度預(yù)先決定。在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，作為最小可編址單元的375微米單一調(diào)制器通道的寬度依據(jù)所需要的4000DPI(每寸的點(diǎn))位址解析度而減少至6.35微米。結(jié)果，選擇59x的減速比以用于交叉掃描方向。

在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，掃描及交叉掃描方向二者皆特別具有一介于調(diào)制器及印刷電路板之間的聯(lián)合影像平面(調(diào)制器平面的第一影像)。應(yīng)注意，影像平面可能相差小的量。較佳地，兩個(gè)光束方向由單一元件聚至焦點(diǎn)，該元件是透鏡36。自此點(diǎn)至板平面的減速比在兩個(gè)方向相等。依此方式，透鏡36的簡單軸向移動允許掃描及交叉掃描方向二者的幾乎相等的焦距改變。聚焦透鏡36與板處的焦點(diǎn)移動之間的傳遞比由自第一焦點(diǎn)39至板平面78的減速比決定。

在一示范性系統(tǒng)中，依據(jù)本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例，選擇下列減速比：

掃描方向：調(diào)制器至第一影像：12.35X；第一影像至板：1.7x；調(diào)制器至板：21x。

交叉掃描方向：調(diào)制器至第一影像：34.7x；第一影像至第二影像：0.113x；第二影像至板：15x；第一影像至板：1.7x；調(diào)制器至板：59x。

如上述，為了改進(jìn)掃描方向的精確度及光束的邊緣解析度，面追蹤及史柯風(fēng)效應(yīng)用于調(diào)制器28中。然而，這造成調(diào)制器中的光束偏轉(zhuǎn)角改變。接著，這造成光束的功率改變，因?yàn)檎{(diào)制器效率是偏轉(zhuǎn)角的函數(shù)。這導(dǎo)致功率在掃描時(shí)為非均勻。為了修正這個(gè)現(xiàn)象，f-θ透鏡是x＝f(θ)的透鏡，其中 f(θ)是補(bǔ)償函數(shù)，其使功率低處-即在掃描末端的光束減漫。通常，簡單二次修正，x＝f1*θ+f2*θ3即足以有效補(bǔ)償功率非均勻性，其中f1是中央焦距，f2較佳為負(fù)數(shù)。

用于多波長的聲光調(diào)制器

圖18A顯示一可用的調(diào)制器28，諸如上述商用調(diào)制器。在調(diào)制器320 中，聲波產(chǎn)生于轉(zhuǎn)換器322，且形成用于使輸入光束324及326衍射的圖案。如上述，本實(shí)用新型考慮使用具有兩個(gè)光譜線的激光。為了效率，兩個(gè)線皆應(yīng)使用。然而，如圖18A所示，這將導(dǎo)致兩個(gè)波長的衍射光束324’及326’具有不同的出口角，因?yàn)楫?dāng)它們進(jìn)入及離開調(diào)制器時(shí)被不同地折射，且因?yàn)樗鼈兊牟祭崭窠遣煌?/p>

圖18B顯示當(dāng)線離開調(diào)制器時(shí)該線分離的建議解決方式。在圖18B的調(diào)制器28’中，調(diào)制器入口及出口面不平行。它們最好成一角度，該角度設(shè)計(jì)為使得兩個(gè)光束(波長不同)在輸入及輸出面的折射差恰等于且相反于光束的布勒格角差。于是，一起進(jìn)入的兩個(gè)光束一起離開。

注意，透射光束324”及326”具有不同的出口角。然而因?yàn)橹挥醒苌洳ㄊ褂糜诒鞠到y(tǒng)，這不令人感興趣。然而對于使用透射光束而非衍射光束的系統(tǒng)，輸入及輸出面之間的補(bǔ)角將導(dǎo)致光束以對于透射相同的角離開。當(dāng)然，這將增加衍射光束的偏移。

掃描方向位置測量

印刷電路板精確直接激光寫入最重要的因素置一是印刷電路板上的光束位置的認(rèn)知。此認(rèn)知允許在掃描線位置處利用正確數(shù)據(jù)的光束(或更精確地，掃描線)適當(dāng)調(diào)制。印刷電路板沿交叉掃描方向移動，光束沿掃描方向掃描。于是，光束的位置可由對于上面安裝有印刷電路板78的臺79的交叉掃描位置的認(rèn)知及對于光束掃描位置的認(rèn)知而完全確定。

確定臺的交叉掃描位置是簡單的?？梢允褂么思夹g(shù)中公知的眾任何編碼器。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，臺沿著兩個(gè)x形軌道96輸送，而光學(xué)編碼器用于測量。關(guān)聯(lián)編碼器的刻度計(jì)98顯示于圖1。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，使用德國Jena，Numerik Jena GmbH編碼系統(tǒng)LIE 5型(精確度2微米，解析度0.2微米)。較佳地，交叉掃描位置測量設(shè)置為±2或3微米的精確度及±0.1微米的解析度，雖然可使用其他解析度及精確度，視系統(tǒng)需求而定。

應(yīng)注意，印刷電路板上的每一特征結(jié)構(gòu)是由光束16的若干段寫入。于是，交叉掃描位置的認(rèn)知可用于確定光束的調(diào)制到達(dá)一位置精確度，該位置精確度大于最小要求特征結(jié)構(gòu)尺寸。數(shù)據(jù)位置可以調(diào)整至等于掃描線間隔的位置精確度，其通常遠(yuǎn)小于所需的精確度。

以大的精確度確定光束掃描方向位置更加困難。此問題由于使用隨著位置而改變的掃描速率變得更加困難，因?yàn)榇诵枰芸刂苼碜詳?shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)流。

圖9是數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)100的簡化方塊圖，用于依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的掃描器。

控制系統(tǒng)100接收來自檢測器電路84的信號。這些信號代表由刻度計(jì)80上的標(biāo)志所調(diào)制的光束18’功率變化。通常，這些標(biāo)志產(chǎn)生一模擬信號(“光學(xué)時(shí)鐘”)，其具有較低脈沖率，遠(yuǎn)小于此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘產(chǎn)生器102產(chǎn)生來自掃描位置檢測器信號的X時(shí)鐘(數(shù)據(jù)時(shí)鐘)及掃描信號啟動。產(chǎn)生來自掃描信號的X時(shí)鐘的較佳方法的一說明如下。然而，應(yīng)注意時(shí)鐘的下列特性：

1)平均X時(shí)鐘頻率較佳為在掃描的全長不是一個(gè)常數(shù)。

2)數(shù)據(jù)依據(jù)瞬時(shí)x時(shí)鐘計(jì)數(shù)及掃描信號啟動而送至調(diào)制器28。應(yīng)了解，當(dāng)數(shù)據(jù)回應(yīng)于x時(shí)鐘而送至調(diào)制器時(shí)，除了當(dāng)光束是在寫于印刷電路板上的正確位置時(shí)以外，無數(shù)據(jù)傳送。于是，對于在光束改變面或在掃描開始或結(jié)束的時(shí)期而言，當(dāng)光束不在寫入位置時(shí)，無數(shù)據(jù)送至調(diào)制器，其是關(guān)閉。

時(shí)鐘產(chǎn)生器102傳送x時(shí)鐘信號及掃描信號啟動至數(shù)據(jù)庫104，其含有一待掃描的印刷電路板二進(jìn)制圖。替代地，數(shù)據(jù)可為向量形式，且可在線地轉(zhuǎn)換為柵格形式。此數(shù)據(jù)較佳為壓縮形式。掃描信號啟動的產(chǎn)生可依據(jù)獨(dú)立檢測器，其將掃描信號的啟動(未顯示)送到時(shí)鐘產(chǎn)生器。較佳地，掃描信號的啟動是依據(jù)掃描信號本身，例如通過在掃描開始及/或結(jié)束所產(chǎn)生的長信號。

時(shí)鐘產(chǎn)生器102亦送y同步信號至一控制器(未顯示)。此控制器控制與 y掃描信號同步的臺的移動。此信號，其與掃描器啟動同步，提供一用于使臺的位置與數(shù)據(jù)流同步的裝置。

數(shù)據(jù)庫104將多個(gè)數(shù)據(jù)掃描線送至多線數(shù)據(jù)緩沖器及掃描線產(chǎn)生器 106。較佳地，多線數(shù)據(jù)緩沖器106含有目前掃描及下一掃描所需要的所有數(shù)據(jù)線。

依據(jù)交叉掃描位置信號及印刷電路板位置信息，多線數(shù)據(jù)緩沖器及掃描線產(chǎn)生器產(chǎn)生掃描線數(shù)據(jù)，且傳送掃描線數(shù)據(jù)至掃描線緩沖器及控制器108。此數(shù)據(jù)回應(yīng)于時(shí)鐘，而在依掃描信號啟動而定的時(shí)間處開始，一次一位地饋送至各調(diào)制器。

應(yīng)了解，圖9只代表一功能性方塊圖，而用于執(zhí)行圖9功能的各種裝置及方法可由專精于此技術(shù)的人士思及。此外，與一個(gè)方塊有關(guān)的某些功能可通過其他方塊執(zhí)行，或者，方塊在實(shí)用上可以組合。此外，所有或某些功能可由硬件、軟件或固件或硬件、軟件或固件的組合及/或在一般或特殊目的的電腦上執(zhí)行。然而，通常，對于很快的系統(tǒng)而言，專用硬件系統(tǒng)是所需。此系統(tǒng)通常使用硬件數(shù)據(jù)解壓縮、用于保持?jǐn)?shù)據(jù)的FIFO、用于切換來自FIFO 的數(shù)據(jù)至光束的開關(guān)及用于依據(jù)印刷電路板位置使數(shù)據(jù)延遲的可編程延遲器件。此系統(tǒng)(用于產(chǎn)生36掃描線，其中只有24線實(shí)際寫至聲光調(diào)制器 (AOM)，而其12線是用于交叉掃描修正，說明于下)的全視圖顯示于圖10A 中。圖10A顯示依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的緩沖器/產(chǎn)生器106及掃描線緩沖及控制裝置108的總方塊圖。圖10B顯示圖10A硬件邏輯的一實(shí)施例。圖11示出圖10B的快速切換器如何依據(jù)上述掃描控制信號而操作，以控制哪些數(shù)據(jù)線送到AOM。系統(tǒng)允許在每一方向的調(diào)制器信號達(dá)6掃描線偏置。

應(yīng)注意，圖11所示的快速切換器允許相關(guān)于掃描位置的交叉掃描誤差修正。此誤差可例如由掃描光學(xué)器材中的殘余像差造成。此誤差不隨時(shí)間改變，且可在掃描器有效期內(nèi)測量一次。這些誤差儲存于存儲器中，且形成到達(dá)快速切換器的信號的基準(zhǔn)。

特別地，圖11顯示36個(gè)數(shù)據(jù)輸入流，其在圖11中顯示成進(jìn)入切換系統(tǒng)的光束，及24個(gè)輸出數(shù)據(jù)流，每一個(gè)對應(yīng)于離開切換系統(tǒng)的調(diào)制器28中的一光束調(diào)制通道(就圖6的系統(tǒng)而言，應(yīng)30個(gè)光束離開系統(tǒng))。進(jìn)入的數(shù)據(jù)流依據(jù)其標(biāo)稱位置對應(yīng)于板上的一給定掃描線。三箱310-312亦顯示于圖11，其標(biāo)示用于切換器的三個(gè)示范性“位置”。每一箱310-312對應(yīng)于一用于給定掃描位置的板上光束的示范性交叉掃描偏置位置，諸如可能由于掃描光學(xué)器材中的缺陷而發(fā)生。在位置310，交叉掃描偏置為零。在此例中，輸入線 N＝0至N＝23送到調(diào)制器。附圖標(biāo)記311標(biāo)示光束在交叉掃描方向偏置二掃描線的狀況。為了補(bǔ)償，輸入線N＝-2至N＝21送到調(diào)制器，以致于子光束由來自這些輸入線的數(shù)據(jù)調(diào)制。此確保即使光束在掃描期間沿交叉掃描方向移動，信息仍寫入板上的正確位置。類似地，附圖標(biāo)記312代表在相反方向偏置一掃描線的狀況，使得輸入線N＝1至N＝24送到調(diào)制器。

圖12是依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例用于產(chǎn)生X時(shí)鐘的時(shí)鐘產(chǎn)生器 102電路示意圖。雖然此電路及其執(zhí)行方法是較佳的，應(yīng)了解，自低速信號產(chǎn)生高速時(shí)鐘的其他方法，如在此技術(shù)中是屬公知的，可用于本實(shí)用新型的其他實(shí)施例。圖13示出用于了解時(shí)鐘產(chǎn)生器102操作的時(shí)鐘信號。

來自檢測器電路84的光學(xué)時(shí)鐘信號是用以提供用于PLL及VCO140的鎖定信號。PLL及VCO 140通過除以16與電路142形成一回路，以依據(jù)類似于光學(xué)時(shí)鐘的PLL信號產(chǎn)生VCO信號。PLL時(shí)鐘以下列方式而不同于光學(xué)時(shí)鐘(opt時(shí)鐘)：

1)PLL時(shí)鐘比opt時(shí)鐘更穩(wěn)定(非常短期)。

2)PLL時(shí)鐘具有比opt時(shí)鐘更尖銳及更穩(wěn)定的過渡。

3)PLL時(shí)鐘是連續(xù)的。opt時(shí)鐘在面切換期間消失。當(dāng)opt時(shí)鐘再出現(xiàn)時(shí)， PLL將PLL時(shí)鐘鎖定至opt時(shí)鐘。一相差可能存在若干循環(huán)。然而，在此期間沒有數(shù)據(jù)觸發(fā)，因?yàn)楣馐窃趻呙栝_始處，此時(shí)仍然沒有數(shù)據(jù)待寫入。

PLL及VCO 140產(chǎn)生兩個(gè)時(shí)鐘(VCO及反相VCO)，二者皆是PLL時(shí)鐘及光學(xué)時(shí)鐘的16倍快。標(biāo)準(zhǔn)電路可用于此除法。使用AD9850BRS(可由美國類比裝置公司取得)以執(zhí)行此除法，則其他除法(諸如15,999或16.001)能以 40位精確度達(dá)成。如此使得可以產(chǎn)生任何需要的線性縮放比例。

VCO時(shí)鐘是由邏輯電路144使用，以產(chǎn)生啟動掃描信號及Y相信號。邏輯電路144亦接收定標(biāo)因子及來自掃描修正存儲器146的掃描修正值。

在本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中，刻度計(jì)所產(chǎn)生的VCO時(shí)鐘具有比調(diào)制器的實(shí)際所需數(shù)據(jù)流頻率略高的頻率。系統(tǒng)的此內(nèi)建式誤差及其他誤差由一時(shí)鐘產(chǎn)生方案修正，其示出于圖13的時(shí)鐘軌跡中。注意，顯示于此線的信號利用VCO時(shí)鐘及反相VCO時(shí)鐘二者，以形成X時(shí)鐘(數(shù)據(jù)時(shí)鐘)。注意，時(shí)鐘之間的每一對開關(guān)導(dǎo)致單一計(jì)數(shù)的損失。于是，當(dāng)VCO時(shí)鐘的計(jì)數(shù)頻率有意設(shè)定為高，則可以到達(dá)所需要程度地減少頻率至所需頻率。邏輯144 產(chǎn)生足以修正下列的開關(guān)頻率：

1)刻度計(jì)預(yù)扭曲造成的有意的高VCO頻率。此頻率可為約0.75％高。

2)板的一定標(biāo)因子，如下述。

3)刻度計(jì)測量及寫入光束位置之間的位置誤差。這些誤差的發(fā)生主要是因?yàn)閮蓚€(gè)光束未依循相同的路徑，且掃描透鏡雖然為遠(yuǎn)心，卻具有某些殘余非遠(yuǎn)心誤差。于是，光束及不同長度光束之間的偏置導(dǎo)致某些小的可重復(fù)誤差。這些誤差值儲存于修正存儲器146中。

邏輯亦產(chǎn)生一啟動掃描信號，較佳為來自光學(xué)時(shí)鐘本身，如上述。此信號由y相信號補(bǔ)充，其決定多邊形及臺的y運(yùn)動之間的實(shí)際同步性。

應(yīng)了解，為了說明簡單起見，其他數(shù)據(jù)修正未予說明。然而，較佳地，掃描讀數(shù)中的已知誤差在決定送到調(diào)制器的數(shù)據(jù)時(shí)列入考慮。又一修正是針對基于電時(shí)鐘的數(shù)據(jù)切換及光束在板上的入射之間的時(shí)間延遲。時(shí)間延遲的結(jié)果是，在掃描方向?qū)⒂幸活~外的位置延遲，例如視目前多邊形速率而定。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，使用如下述(圖14)的一基于位置測量系統(tǒng)的自動對準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。

在光導(dǎo)件152區(qū)域外側(cè)的一臺位置(圖14)，在該位置中較佳為板不在光束下方，一數(shù)據(jù)信號在已知的X時(shí)鐘位置傳送。然而，在電子系統(tǒng)中，特別是調(diào)制器28的切換時(shí)間中的延遲裝置將在板處在距數(shù)據(jù)發(fā)送的偏置時(shí)間產(chǎn)生調(diào)制。此導(dǎo)致在板處的一個(gè)位置偏置誤差。此位置誤差主要是多邊形速率的一因子。為了測量改變多邊形速率以后的位置偏置，一數(shù)據(jù)信號在第一X 位置送到調(diào)制器，來自光管的光信號于第二x位置接收。

第一及第二位置之間的X時(shí)鐘脈沖數(shù)目現(xiàn)在代表時(shí)間延遲，且作為X 時(shí)鐘產(chǎn)生器的額外延遲。

應(yīng)了解，在若干X時(shí)鐘位置的若干時(shí)間延遲可用于提供更好的精確度。

系統(tǒng)也較佳為包含一測試時(shí)鐘，用于測試電路，而不需要啟動激光器。

印刷電路板對準(zhǔn)

依據(jù)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，數(shù)據(jù)與板的對準(zhǔn)是參考貫穿孔，如同已有技術(shù)。當(dāng)寫在已寫入的板上時(shí)，寫在板上的絕對位置特別重要，諸如待用于一多層板內(nèi)或多層板外的層的第二側(cè)。然而，不同于已有技術(shù)系統(tǒng)，其中板上的孔與掃描器是機(jī)械式對準(zhǔn)，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，板上的孔與掃描數(shù)據(jù)是光學(xué)對準(zhǔn)。較佳地，用于寫在印刷電路板上的系統(tǒng)，包含掃描及交叉掃描定位機(jī)構(gòu)，是用于確定孔的精確位置，因此確定板在掃描器上的精確位置。在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，數(shù)據(jù)匹配于板的位置是通過轉(zhuǎn)動板以修正板與數(shù)據(jù)的角向偏差，及/或通過掃描線數(shù)據(jù)在掃描及交叉掃描方向二者的選擇性延遲，以修正殘余的掃描位置偏差。較佳地，交叉掃描偏差是通過在交叉掃描方向使數(shù)據(jù)延遲或前置。通常，執(zhí)行所有三種修正。

在本實(shí)用新型的一替代較佳實(shí)施例中，通過轉(zhuǎn)動及平移數(shù)據(jù)以匹配測量位置，數(shù)據(jù)本身被轉(zhuǎn)換到測量坐標(biāo)系統(tǒng)。然而，難以在線地做這些轉(zhuǎn)換，因此如上述數(shù)據(jù)與位置的混合對準(zhǔn)較佳用于高產(chǎn)出率掃描器，其中期望來自數(shù)據(jù)庫的在線轉(zhuǎn)換。

圖14是依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的位置測量系統(tǒng)示意圖。印刷電路板78形成多個(gè)孔150，較佳為三孔，如所示。臺79未顯示于圖14中，但其亦形成孔，是位于下方且略大于孔150。臺下方為一頂部上涂覆以螢光材料的光導(dǎo)件152，其接受通過孔的光且以光照射檢測器153。當(dāng)光束通過一孔時(shí)，檢測器153將產(chǎn)生信號。當(dāng)光束由印刷電路板阻隔時(shí)，檢測器153沒有產(chǎn)生信號。來自檢測器153的信號與光束x位置及光束y位置一起送入位置計(jì)算器及存儲器155。位置計(jì)算器及存儲器確定：當(dāng)信號從關(guān)閉改變?yōu)殚_動及從開動改變?yōu)殛P(guān)閉時(shí)從光束位置確定孔的邊緣(掃描及交掃描方向)。由此邊緣，可確定孔中心的實(shí)際位置。

所有三孔150的中心位置送至到位置誤差計(jì)算器156。計(jì)算器156亦接收(或儲存)孔的標(biāo)稱位置。依據(jù)孔的實(shí)際及標(biāo)稱位置之間的差，轉(zhuǎn)動修正單元157確定臺所需要的轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)158在掃描以前將臺以所需的數(shù)量精確地轉(zhuǎn)動，以將板78的x-y軸對準(zhǔn)掃描器系統(tǒng)的相應(yīng)軸。此外，位置修正模組160確定臺的位置與待寫入?yún)^(qū)域位置之間的關(guān)系。此關(guān)系用于修正由數(shù)據(jù)控制裝置100送到調(diào)制器28的數(shù)據(jù)的位置。

此外，掃描方向定標(biāo)因子(顯示于圖12)可依據(jù)孔之間距離的標(biāo)稱值的差而計(jì)算。在本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中，可提供額外的孔150’，使得孔150 及孔150’之間的交叉掃描距離可以確定。此距離(相較于標(biāo)稱距離)可用于定標(biāo)交叉掃描方向的輸入數(shù)據(jù)。替代地，相同的定標(biāo)因子可用于兩個(gè)方向。此定標(biāo)修正是在實(shí)際寫于印刷電路板上以定標(biāo)數(shù)據(jù)時(shí)使用，如上述。

在孔位置確定期間，將板78上的光阻曝光是不需要的。此之達(dá)成可通過減少功率以致于光束16不夠強(qiáng)到足以將光阻曝光，或通過將輻照區(qū)域限制在孔的區(qū)域，所述孔并非待寫入圖案的部份。

應(yīng)了解，圖14本質(zhì)上很通用，且大體上為功能性。其他電子結(jié)構(gòu)亦可用于執(zhí)行位置確定，或者，它們可以整體或部份地在軟件或固件中執(zhí)行。

實(shí)用上，在板的一側(cè)寫入后，板被翻轉(zhuǎn)。圖14最左方的孔已移動靠近臺的右邊緣，且在其新位置被安放于臺的一額外孔上方。中間孔，其較佳為對稱安置，只交換位置。再次地，計(jì)算孔的位置，及利用孔的相應(yīng)位置作為參考以對應(yīng)于寫在第一側(cè)上的圖案確定對于第二側(cè)的圖案應(yīng)寫于該處的位置來寫入第二側(cè)。應(yīng)注意，孔的不對稱定位導(dǎo)致板側(cè)的自動檢測。

通常，很多層將以此方式曝光而后蝕刻。通常，當(dāng)層(甚至于不同層)是批制造，全部層的尺寸變化約為相同。層是堆疊的，較佳為使用孔作為引導(dǎo)件，但使用諸如此技術(shù)所公知的X光影像的其他裝置以對準(zhǔn)層，所述層然后互相層合。外層(其此時(shí)在外側(cè)完全以銅遮蓋)是堆疊的部分。如同已有技術(shù)，例如，依據(jù)X光影像而鉆孔以用于過孔或供安裝。較佳地，亦鉆出適用于對準(zhǔn)堆疊，用以寫在外層上的孔。這些孔可用來對準(zhǔn)用于板外側(cè)的數(shù)據(jù)與寫在內(nèi)層上的圖案。應(yīng)注意，用于堆疊的定標(biāo)因子通常與用于層的不同，是由于堆疊及組裝過程中的壓力所造成的扭曲。

雖然此定位方法系較佳，但就本實(shí)用新型某些較佳實(shí)施例而言，諸如安裝孔(于板中)及銷(于臺上)的其他對準(zhǔn)方法亦可使用。

選擇性地，臺可設(shè)有定位銷，而板設(shè)有孔，用于在應(yīng)用上述位置確定及修正方法以前，粗略對準(zhǔn)板。依此方式，所需要的轉(zhuǎn)動修正及數(shù)據(jù)位置修正減到最小。

在本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中，光導(dǎo)件152是10毫米高乘10毫米寬。較佳地，只照射單一光束段。該光束可聚焦于印刷電路板，或者，光束可有意地散焦，以致于“光學(xué)邊緣”不尖銳。此將導(dǎo)致光的斜坡函數(shù)，作為位置函數(shù)。此函數(shù)可用于從作為位置的函數(shù)的亮度圖來確定邊緣關(guān)于次像素尺寸的位置。在本實(shí)用新型的替代的較佳實(shí)施例中(未顯示)，個(gè)別檢測器(每一檢測器在每一孔下方)是用于取代光導(dǎo)件152及檢測器153。

交叉掃描誤差確定

如上述，兩種型式的交叉掃描誤差待確定及修正。其中之一是交叉掃描位置誤差，其能以多邊形角位置的函數(shù)變化，且利用結(jié)合圖11而討論的方法修正。另一誤差是交叉掃描角及緩慢變化的偏置，其如結(jié)合圖7B所說明的那樣修正。

光束在交叉掃描方向于聲波調(diào)制器28處的不正確安置可以相當(dāng)容易地確定。為了進(jìn)行此確定，光束掃過光管152(在沒有臺時(shí))，且測量來自檢測器153的信號。激發(fā)連續(xù)掃描線或小群掃描線的情況下，此掃描重復(fù)很多次。如果光束正確安置在調(diào)制器處，則以調(diào)制器段數(shù)為函數(shù)的光束功率圖將為高斯形，定心于中間的二個(gè)段之間。如果其偏置于調(diào)制器中心(不論是否如同圖6提供額外通道與否)，則高斯形的中心將偏置。此偏置可通過確定以調(diào)制器段為函數(shù)的光束功率圖的擬合高斯曲線中心而確定。

圖17A及17B是一部份掃描器的側(cè)視及頂視圖，該掃描器用于一較佳方法，以確定交叉光束角偏置。在圖17中，提供與前圖相同數(shù)目的元件，而新元件300代表焦平面，302代表角移動的基準(zhǔn)。

如圖17A所見，一角誤差將在交叉掃描方向中光束接觸光導(dǎo)件152的位置的偏置中顯現(xiàn)。基準(zhǔn)302較佳為包括一不透明材料，其中形成隙縫304。隙縫304與掃描及交叉掃描方向成一角度而安置。注意(由圖17B)，光束在交叉掃描方向的位置對于焦平面及對于光導(dǎo)件而言并不相同。此在交叉掃描方向的位置的不同由隙縫304轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間差(因而轉(zhuǎn)變?yōu)閽呙璺较虻奈恢?。如所述，只有當(dāng)光束穿過基準(zhǔn)時(shí)，一脈沖將由檢測器153自基準(zhǔn)收集。此掃描位置可利用X位置測量系統(tǒng)測量，該系統(tǒng)包含測量在焦平面處的位置的刻度計(jì)80。角偏置可自所接收脈沖的位置(時(shí)間)誤差導(dǎo)出。

以上提到，通過該光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，多邊形的顫動不會導(dǎo)致光束在交叉掃描方向可察覺的移動。

刻度計(jì)

刻度計(jì)80具有很多特征結(jié)構(gòu)，以改良位置測量的精確度及可靠性。如已提到的，面將一部份光截取出擴(kuò)張的高斯分布測試光束18。結(jié)果，前向光束的總功率在掃描的外部份比其中心低。此外，因?yàn)閽呙柰哥R非完全遠(yuǎn)心，光束在掃描方向被以與進(jìn)入光束不同的方向反射。結(jié)果，反射光束未如同進(jìn)入射光束在相同位置入射在面上。然后，反射光束由面再次截取，視遠(yuǎn)心誤差而定。

遠(yuǎn)心誤差特征通常具有通式Θ＝a*X+b*X3，其中Θ是遠(yuǎn)心誤差，X是掃描位置，自掃描中心對稱測量，a及b是常數(shù)。

為了克服此問題，在本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中，刻度計(jì)的表面在掃描方向成型，使得光束在與入射光束相同的方向反射(即，垂直于刻度計(jì))。如果刻度計(jì)具有一表面，其輪廓的形狀為Z＝c*X2+d*X4，其中Z是與刻度計(jì)平坦度的偏差，則此可達(dá)成。然而，由于焦深的考慮，偏置限制為約0.5毫米。

然而，此修正不夠完整。結(jié)果，在某些掃描位置，特別是在掃描中間，依據(jù)反射光束的信號強(qiáng)度是飽和，而開動時(shí)期實(shí)質(zhì)上大于關(guān)閉時(shí)期。在其他位置，特別是在刻度計(jì)末端，關(guān)閉時(shí)期大于開動時(shí)期。因?yàn)閿?shù)據(jù)時(shí)鐘的產(chǎn)生傳統(tǒng)上是依據(jù)將信號設(shè)定門檻，此可導(dǎo)致時(shí)間誤差，特別是如果關(guān)閉時(shí)期強(qiáng)度未落于門檻之下或開動時(shí)期強(qiáng)度未升至其上尤然。在本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中，刻度計(jì)反射及非反射部份的尺寸隨著位置改變，使得信號的開動及關(guān)閉時(shí)期相同。

印刷電路板的真空夾頭

在位置測量及掃描循環(huán)期間，重要的是印刷電路板保持在位?？v然使用定位銷時(shí)，它們不夠精確以供定位，使得此問題變得復(fù)雜。于是，較佳為使用真空夾頭，以固持印刷電路板78于板79上的定位。

圖15是圖1的掃描器的透視圖，臺79在延伸位置，印刷電路板78自臺移走。臺79形成分段表面200，更清楚顯示于圖16。分段表面200較佳為由一系列棱錐臺形成，棱錐臺之頂形成平坦表面。表面200又形成一或更多真空出口202，空氣可由該出口在任一方向抽送。如果全部平面都被遮蓋，且空氣經(jīng)由出口202抽出，如此形成的真空遍布于棱錐臺之間的通道，而遮蓋物的全部表面由真空固持。

實(shí)用上，大部份印刷電路板不能直接安置在截頭圓錐上，因?yàn)榇蟛糠萦∷㈦娐钒逍∮谌勘砻?。于是，任何潛在的真空將在板的邊緣逃逸。此外，很多印刷電路板具有在其曝光以前鉆入其的孔，以致于真空亦將通過它們逃逸。

依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，中間板204安置于表面200及印刷電路板78之間。板204是設(shè)計(jì)成作為用于一特殊設(shè)計(jì)印刷電路板的真空分布器。板204典型上具有很多孔205，但僅在由印刷電路板固體區(qū)域遮蓋的區(qū)域中。

可由圖15及16注意到，臺200端部具有不同于表面200的結(jié)構(gòu)。較佳地，在使用上述位置測量系統(tǒng)之處，臺將形成孔206，其對應(yīng)于印刷電路板上的孔150及形成于板204中的孔207。應(yīng)了解，孔206及207實(shí)質(zhì)上大于孔150，以致于它們不會干涉上述板78的對準(zhǔn)。亦注意，選擇性的銷208 設(shè)在臺79頂上，用于粗略定位印刷電路板。這些銷配合印刷電路板78中的孔210及板204中的孔212。

亦應(yīng)注意，由于臺內(nèi)的孔的存在，棱錐臺結(jié)構(gòu)不使用在臺的端部。而是，較佳為使用一系列連接到棱雉臺之谷的通道，以在臺的端部提供固持真空。

依據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，在寫入完成后的印刷電路板移除借助于經(jīng)由孔202及棱錐臺的谷提供壓縮空氣至板底。此壓縮空氣稍微將板舉起，使其易于移除。

上述真空夾頭又具有的優(yōu)點(diǎn)為，將整個(gè)板推向一平坦表面(棱錐的截頭頂)且以該表面為參照。于是，整個(gè)板在相同焦平面。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，掃描系統(tǒng)10可以用于不同應(yīng)用，例如用于掃描不同的光阻表面且以不同速度。在一些示例性實(shí)施例中，不同應(yīng)用要求以不同的強(qiáng)度水平掃描。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，掃描系統(tǒng)10 包括可變光束衰減器，用于調(diào)整用于掃描的強(qiáng)度水平。

現(xiàn)在參考圖19A和19B，其分別顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的可變光束衰減器的透視圖和側(cè)視圖。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，可變光束衰減器27定位在光束路徑16中，且操作用于衰減光束。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，可變光束衰減器27包括安裝在電機(jī)343的軸348上的衰減器光學(xué)器材340。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，衰減器光學(xué)器材340包括涂覆在薄玻璃上的平行偏振邊緣濾光器(parallel polarization edge filter)。通常，平行偏振邊緣濾光器對于光束16’入射到衰減器光學(xué)器材340的角度θ敏感。通常，光束16的強(qiáng)度和/或功率，其表示光束16’的透射穿過光學(xué)器材340的部分，隨角度θ從0到90度增大而增大。在一些示例性實(shí)施例中，衰減器光學(xué)器材340由合成石英玻璃的薄片形成，例如SQ1玻璃。可選地，合成石英的薄片被用于降低和/或最小化由于跨衰減器光學(xué)器材340的折射導(dǎo)致的光束運(yùn)動。在一些示例性實(shí)施例中，該片的厚度為0.4mm。優(yōu)選地，該片的厚度應(yīng)該小于1mm，且如果結(jié)構(gòu)可能的話，應(yīng)該為0.1mm那么薄。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，光束356，表示光束16’從衰減器光學(xué)器材340反射離開的部分，入射到散熱器346。通常，散熱器346由可變光束衰減器27的金屬基座形成。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，在功率高的情況下，散熱器346通過使冷卻劑經(jīng)過而被冷卻，冷卻劑例如為穿過散熱器中的通道中的水?？蛇x地，由散熱器346吸收的熱量通過冷卻通道347消散，冷卻通道347通常連接到冷卻系統(tǒng)。替代地或附加地，風(fēng)扇吹動空氣到散熱器上以冷卻它。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，散熱器346為專用UV吸收涂層?？蛇x地，涂層由黑陶瓷形成。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，電機(jī)343通過沿方向342旋轉(zhuǎn)固定到衰減器光學(xué)器材340的軸而控制衰減器光學(xué)器材340的角度取向。優(yōu)選地，軸 348在垂直于光束16’的方向的方向上延伸。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，可變光束衰減器27附加地包括位置開關(guān)345，用于設(shè)置衰減器光學(xué)器材340 的角度位置。可選地，位置開關(guān)345操作以在多個(gè)選擇的和/或預(yù)先限定的角度之間切換。在一些示例性實(shí)施例中，位置開關(guān)345包括金屬板344，其通過蝕刻限定選擇的角度的開口形成圖案；以及相應(yīng)的光學(xué)傳感器，用于感測何時(shí)光學(xué)傳感器的瞄準(zhǔn)線被阻擋或透過金屬板344?？蛇x地，光學(xué)傳感器345 檢測到瞄準(zhǔn)線的阻擋而指示已經(jīng)達(dá)到一個(gè)預(yù)先限定的角度。替代地，光學(xué)傳感器345檢測到瞄準(zhǔn)線沒有被阻擋指示已經(jīng)達(dá)到一個(gè)預(yù)先限定的角度。

現(xiàn)在參考圖20，其為根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的掃描器的側(cè)視圖，其中殼體的一部分被移除，顯示了過濾器風(fēng)扇單元。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，掃描器系統(tǒng)10包括過濾器風(fēng)扇單元500，其提供具有預(yù)清潔空氣的空氣流在掃描器系統(tǒng)10的罩蓋511下方和底部92上方。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，過濾器風(fēng)扇單元500包括輸入端揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)過濾器 510，和輸出端高效顆粒空氣(HEPA)過濾器530，其中風(fēng)扇520布置在它們之間。通常，VOC過濾器510、風(fēng)扇520和HEPA過濾器530被包封在外殼505(例如箱)中。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，風(fēng)扇520穿過VOC 過濾器510朝向HEPA過濾器530抽吸空氣流502，以便于在罩蓋511下方和底部92上方產(chǎn)生清潔空氣的正壓力。通常，過濾器風(fēng)扇單元保護(hù)在罩蓋 511下覆蓋的和位于底部92上的光學(xué)器材，使得有機(jī)和無機(jī)顆粒不會累積在光學(xué)器材和/或系統(tǒng)10的其它敏感元件上。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，VOC過濾器510被設(shè)計(jì)為按需要定期更換。在一些示例性實(shí)施例中，在機(jī)器安裝期間，更換VOC過濾器510的更換周期限定在空氣過濾網(wǎng)處理(air-screen process)之后。在一些示例性實(shí)施例中，VOC過濾器510被按需要更換為不同類型的過濾器(例如用于特定應(yīng)用和/或化學(xué)成分)。

現(xiàn)在參考圖21A，其中示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的由多個(gè)氣動阻尼器支撐的掃描器系統(tǒng)的工作底部。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，工作底部92被安裝在多個(gè)氣動阻尼器610上，用于將掃描器系統(tǒng)與外部振動隔離。通常，氣動阻尼器610被定位在底座690上。替代地，不是使用底座，這些氣動阻尼器也可以直接放置/安裝在地面上。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，每一個(gè)氣動阻尼器610與用于隨時(shí)間保持氣動阻尼器610中的期望壓力水平的控制閥650相關(guān)聯(lián)。阻尼器的目的是降低臺的共振頻率且降低震動幅度。

現(xiàn)在參考圖22A和22B，分別顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的包括三個(gè)氣動阻尼器的掃描器系統(tǒng)的底座的側(cè)視圖和俯視圖。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，底座690包括三個(gè)氣動阻尼器610，例如用于支撐底部92 的阻尼器610’和610”。通常氣動阻尼器610與底部92支撐掃描器系統(tǒng)的光學(xué)器材和曝光臺。在一些示例性實(shí)施例中，兩個(gè)氣動阻尼器610’沿底座 690的大體沿Y方向(例如交叉掃描方向)延伸的第一邊緣692間隔開地定位?？蛇x地，氣動阻尼器610'定位為鄰近拐角。在一些示例性實(shí)施例中，第三、通常較大的氣動阻尼器610”沿X方向從氣動阻尼器610'間隔開，和/或被定位為鄰近底座690的第二相對邊緣694，該第二相對邊緣694也沿Y方向延伸?？蛇x地，氣動阻尼器610”相對于邊緣694大體居中。阻尼器的通常位置和尺寸被基于負(fù)載的重量分布來選擇。通常，每一個(gè)氣動阻尼器610，例如610'和610”被連接到專用的控制閥650，用于保持期望的負(fù)載高度。替代地，多于三個(gè)氣動阻尼器610被使用，例如四個(gè)氣動阻尼器610被使用。

現(xiàn)在參考附圖23A和24A，顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的用于控制到氣動阻尼器的壓力流體供應(yīng)的控制閥。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，控制閥650包括入口652，用于從壓縮空氣源接收壓縮空氣，和出口654，用于供應(yīng)壓縮空氣到氣動阻尼器610。通常，壓縮空氣被通過連接在控制閥 650的出口654和氣動阻尼器610中的入口615之間的管道或類似物供應(yīng)到氣動阻尼器610。通常，控制閥650供應(yīng)空氣到氣動阻尼器610以補(bǔ)償氣動阻尼器610中的任何空氣泄漏，且保持底部92的專用水平高度。通常，氣動阻尼器610包括一個(gè)或多個(gè)彈性隔膜，并且可以預(yù)期隨時(shí)間跨彈性隔膜的一些空氣擴(kuò)散。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，控制閥650包括閥桿656，其感測底部 92的大和/或快速的偏離，例如在限定閾值之上的偏離。通常，大的偏離觸發(fā)到氣動阻尼器610的空氣供應(yīng)。在一些示例性實(shí)施例中，當(dāng)固定到底部92 的支架695響應(yīng)于底部92的運(yùn)動施加壓力到閥桿656上時(shí)，底部92的偏離被閥桿656感測到。通常，在氣動阻尼器610和支架695之間的接觸經(jīng)由安裝在可運(yùn)動桿657上的尖頭655建立，可運(yùn)動桿657擱置在閥桿656上。通常，底部92的一些偏離和/或振動在氣動阻尼器610的正常操作期間被預(yù)期?？蛇x地，約1mm量級的偏離被預(yù)期，而更大的偏離可指示氣動阻尼器610 要求附加空氣供應(yīng)，例如大于1cm的偏離。通常，在預(yù)定閾值偏離之上，閥桿656釋放空氣到氣動阻尼器610。

替代地，如圖21B、23B、24B中所示，在氣動阻尼器610和支架695a 之間的接觸經(jīng)由閥桿656a上的球形軸承655a建立，該閥桿656a安裝到支架695a且隨底部92一起運(yùn)動?？刂崎y650a安裝到彈簧上，并且彈簧利用球形軸承安裝到底座690上的固定框架。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，控制閥650附加地包括限制開關(guān)659，用于檢測氣動阻尼器610的故障。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，固定到底部92的第二支架696被相對于限制開關(guān)659定位，使得它響應(yīng)于指示氣動阻尼器610被損壞的限定偏離而接觸和促動限制開關(guān)659?？蛇x地，當(dāng)限制開關(guān)被激活時(shí)，錯(cuò)誤消息被顯示在用戶屏幕上。

現(xiàn)在參考附圖25A和25B，其顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的可運(yùn)動地安裝在掃描器系統(tǒng)的底部上的臺的一些細(xì)節(jié)。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，由于臺79在掃描期間被沿著軌道96運(yùn)輸，真空軟管450提供在臺 79的真空出口202和真空泵和/或真空源410之間的空氣通道。通常，真空軟管450由柔性材料形成且為手風(fēng)琴的形式，使得它可以延伸和收縮而不會在軟管的材料上產(chǎn)生應(yīng)力。在一些示例性實(shí)施例中，真空軟管450沿其長度由多個(gè)支架420支撐，且支架420沿真空軟管軌道480騎跨。優(yōu)選地，支架 420附接到軌道并且可沿軌道480移動。優(yōu)選地，支架420或環(huán)(優(yōu)選地在軟管內(nèi)部或結(jié)合到軟管)支撐軟管，使其不會在軟管內(nèi)部的真空作用下徑向坍塌。優(yōu)選地，環(huán)處于與至少一些支架420相同的軟管上的位置處。通常真空軟管軌道480沿與軌道96相同的方向延伸和/或平行于軌道96，且在一端連接到真空源410且在相對端利用連接器和/或空氣分配單元460連接到臺 79。通常，空氣分配單元460連接到臺79的下側(cè)79’，在與真空出口202 對齊的位置處。應(yīng)注意到，盡管只示出了一個(gè)空氣分配單元460，軟管450 可替代地被連接到多個(gè)空氣分配單元460，每一個(gè)單元與形成在臺79上的不同組的真空出口202對準(zhǔn)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，當(dāng)臺79被沿遠(yuǎn)離真空泵410的方向運(yùn)輸時(shí)，軟管450被臺79和/或被連接到臺79的空氣分配單元460拉伸，且軟管450沿其長度被伸展、延伸和/或伸長。通常，當(dāng)軟管450伸展和/或增加其長度時(shí)，支架420沿著真空軟管軌道420滑動且在支架420之間的距離增大。以類似的方式，當(dāng)臺79被沿相反方向運(yùn)輸(例如朝向真空泵410)時(shí)，軟管450坍塌、折疊和/或被沿其長度壓縮，且在支架420之間的距離減小。

現(xiàn)在參考附圖26A、26B、26C和26D，顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的用于精確地組裝和/或定位透鏡系統(tǒng)的元件的調(diào)整機(jī)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，支座505定位在底部92上，用于支撐多邊形46、掃描透鏡系統(tǒng)72、準(zhǔn)f-θ透鏡76、圓柱形透鏡82以及其它光學(xué)元件(圖1)。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，透鏡76支撐在板550上，該板550可調(diào)整地連接到支座505。通常，支座包括一對支柱，和分別布置在支柱的頂部上的一對唇部。在一些示例性實(shí)施例中，可調(diào)整地連接和/或支撐由固定到支座 505的一對支柱580的一對支架575和平行于Z方向穿過形成在支座505的唇部507中的一對通孔延伸的一對棒530來提供。通常，每根棒530在一端上裝配有螺母532和墊片531且在相對端上裝置有螺帽535。通常，棒530 在螺母532附近形成有螺紋，用于固定和調(diào)整螺母532的位置。通常，墊片 531被安裝在支座505的唇部507上。通常，棒530還延伸穿過形成在肩部 555中的一對通孔，且板550的重量通常由螺帽535支撐。在一些示例性實(shí)施例中，透鏡76沿Z方向的高度和透鏡76在Y-Z平面中的角度通過利用旋擰動作調(diào)整一個(gè)或多個(gè)螺母532的位置來調(diào)整。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，一對固定螺桿560在通過朝向板550延伸螺桿560調(diào)整之后，固定板550 的位置。通常，每一個(gè)固定螺桿560利用支架固定到支座505。

在一些示例性實(shí)施例中，板550的肩部555附加地包括沿Y方向延伸的一對盲孔，用于接收支架575的銷570?？蛇x地，盲孔允許板550沿Z方向的一些運(yùn)動自由度，用于在Y-Z平面中調(diào)整透鏡76。通常，固定到支座505 的支柱580的支架575沿Y和Z方向固定透鏡76的位置。在一些示例性實(shí)施例中，透鏡76在X-Z平面中的角度被用第一組螺桿590(其向外推透鏡 76，例如遠(yuǎn)離板550)和第二組螺桿595(其向內(nèi)推透鏡76，例如朝向板550) 來調(diào)整(參見圖26D)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，圓柱形透鏡82被容納在框架545內(nèi)。由于透鏡82的伸長長度和/或橢圓形形狀，透鏡82可以沿其長度形成弓形和 /或S形(例如在X-Y平面中)。圓柱形透鏡82的扭曲可導(dǎo)致在透鏡76和透鏡82之間的不對準(zhǔn)，導(dǎo)致寫入光束中的誤差。在一些示例性實(shí)施例中，彎曲和/或扭曲通過在沿圓柱形透鏡82的長度的各個(gè)點(diǎn)處壓圓柱形透鏡82而被避免。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，框架545包括一排推螺桿510和一排拉螺桿520，其可以被調(diào)節(jié)，例如通過旋擰動作，以在沿圓柱形透鏡82的長度的各個(gè)位置處施加壓力到圓柱形透鏡82上，以使透鏡82變直。通常，推螺桿520沿X方向施加壓力到透鏡82上，且拉螺桿520沿負(fù)X方向施加壓力。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，框架545在每個(gè)端部上利用可調(diào)整連接部 540被固定到支柱580。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，透鏡82的沿Z方向的高度和透鏡82在Y-Z平面中的角度被利用連接部540調(diào)整。

通常，掃描器系統(tǒng)10的透鏡容易被存在于大氣中的顆粒污染，其會隨時(shí)間積累在透鏡上。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)除了由于大氣質(zhì)量導(dǎo)致的污染之外，激光源 12的機(jī)械激光器快門是另一個(gè)處于內(nèi)部的顆粒源。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)第一透鏡 20A特別容易被源自機(jī)械激光器快門的顆粒污染。通常，由于存在于第一透鏡20A處的高能量密度，在第一透鏡20A上的累積是特別成問題的，且第一透鏡20A的污染在使用具有高輸出功率(例如16W和更高)的激光源時(shí)是個(gè)重要考慮。有時(shí)，累積有可能是因?yàn)榘殡S著在激光脈沖中的高峰值功率的化學(xué)蒸汽沉積導(dǎo)致的。

現(xiàn)在參考圖27，其顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的用于引導(dǎo)空氣流遠(yuǎn)離掃描單元的第一透鏡的示例性抽吸單元的簡化視圖。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，抽吸單元1400流體連接到從激光源12延伸的管道1422。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，抽吸單元1400被連接到管道1422中的專門開口且建立將空氣通過管道1422朝向抽吸單元1400拉離第一透鏡20a的空氣流1430。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，抽吸單元1400還建立將機(jī)械快門 1412上的顆粒重新引導(dǎo)向抽吸單元1400而不是朝向第一透鏡20的顆粒流 1440，且由此防止顆粒沿朝向第一透鏡20a的方向流動。通常，由抽吸單元 1400進(jìn)行的空氣抽吸被排出到遠(yuǎn)離掃描器10的光學(xué)部件的機(jī)器外側(cè)中。在一些示例性實(shí)施例中，抽吸單元1400特別地解決了由于來自機(jī)械快門1412 的顆粒導(dǎo)致的污染問題，且在由鏡頭護(hù)罩1420通常提供的保護(hù)基礎(chǔ)上提供對透鏡20a的附加保護(hù)。

現(xiàn)在參考附圖28，示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例的示例性抽吸單元的簡化視圖。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，抽吸單元1400包括壓縮空氣源1405，其被用于建立穿過文丘里噴嘴1415的射流1435。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，風(fēng)扇1425被流體連接到文丘里噴嘴1415中的負(fù)壓區(qū)域中，以利用風(fēng)扇1425通過空氣流1430產(chǎn)生抽吸。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，空氣流1430包括流動通過文丘里噴嘴1415且被排出在射流1435中的顆粒流1440。通常，閥1410被布置在壓縮空氣源1405和文丘里噴嘴1415之間，且被用于控制穿過文丘里噴嘴1415的空氣流?？蛇x地，閥1410為節(jié)流閥。

應(yīng)了解，上述本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明本質(zhì)上是意圖示范而非限制。特別地，較佳實(shí)施例含有很多特征結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)，其對于本實(shí)用新型而言并非絕對必要，雖然它們可提供系統(tǒng)的最佳化操作。此外，雖然揭示特殊電路及其他結(jié)構(gòu)以用于較佳實(shí)施例，但是專業(yè)讀者將可明白，其他結(jié)構(gòu)可以取代所述結(jié)構(gòu)。此外，應(yīng)了解，此處使用的術(shù)語“印刷電路板”亦包含其他大的類似結(jié)構(gòu)，諸如平板顯示器，其上通過類似技術(shù)寫入。最后，所述裝置及方法包含很多觀念及方面，縱然密切相關(guān)，其可分別應(yīng)用至實(shí)際掃描系統(tǒng)。不可以依據(jù)詳細(xì)說明推論這些觀念及方面必須一起應(yīng)用，各段的標(biāo)題亦不可認(rèn)為是限制本實(shí)用新型的范疇。

使用于公開內(nèi)容及權(quán)利要求的術(shù)語“包括”或“包含”或其變化形式意謂“包含而不限于”。