專利名稱：用于支持平板曝光裝置布線圖的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到支持平板特別是印刷電路板曝光裝置布線圖的設(shè)備。
在印刷電路制造領(lǐng)域中，很多情況下為了曝光而需要使印刷線路布線圖相對于印刷電路板定位。
在曝光步驟中更是如此，以便用光刻蝕方法確定印刷電路的條形導(dǎo)線。采用相應(yīng)的裝置，使覆蓋有薄膜即光敏抗蝕劑的印刷電路通過安裝在可移動(dòng)的支持件上的布線圖暴露于紫外線一定時(shí)間，從而使由布線圖確定的光敏抗蝕劑膜的相應(yīng)部分曝光。
顯然，這一操作的要點(diǎn)在于布線圖相對于待要曝光的印刷電路的定位精度。布線圖被安置在通常由固定有玻璃的矩形金屬框架所構(gòu)成的水平支持件上，布線圖被安放在玻璃上以便曝光。在本發(fā)明的具體情況下，此支持設(shè)備涉及到布線圖相對于平板特別是相對于印刷電路板精確定位移動(dòng)的情形。
在絕大多數(shù)的這類機(jī)器中，只在印刷電路板的一側(cè)進(jìn)行紫外曝光。此時(shí)，機(jī)器只有一個(gè)布線圖支持件即下方支持件。但是越來越普遍的雙面型印刷電路板的情況下，采用可通過二個(gè)布線圖而同時(shí)對印刷電路進(jìn)行曝光的機(jī)器是特別令人感興趣的。在美國專利5,337,151和歐洲專利申請EP618505中已提出了這種機(jī)器。在這種機(jī)器中，由于存在二個(gè)布線圖，故必須提供安置在印刷電路板二側(cè)的二個(gè)布線圖支持件。
在迄今提出的解決方法中，與布線圖支持件的數(shù)目無關(guān)，布線圖支持件都有一定的重量，特別是由于存在支持布線圖的玻璃以及必須很堅(jiān)固的框架的重量，位移是利用二個(gè)通常稱為平臺(tái)的設(shè)備來獲得的，每個(gè)平臺(tái)使支持件能夠沿X一個(gè)方向或沿相互正交的X和Y二個(gè)方向移動(dòng)。這些平臺(tái)機(jī)械上支持著整個(gè)支持件且必須同時(shí)沿水平面位移設(shè)備并沿垂直方向機(jī)械支持。這意味著在位移沿二個(gè)軸的情況下，馬達(dá)必須有很大的功率。而且，考慮到所需的定位精度，待要移動(dòng)的整個(gè)支持件的重量即慣性使位移很慢，雖然很有限，這就需要相當(dāng)長的時(shí)間來使支持件因而也是布線圖相對于參考板定位，即大約十分之幾秒。
在例如以自動(dòng)供給印刷電路的方法運(yùn)行的從安置在支持件上的布線圖對印刷電路進(jìn)行曝光的裝置的情況下，定位支持件所需的時(shí)間極大地降低了整個(gè)裝置的工作速率。
這樣就實(shí)在需要有一種能夠非常精確地而又能在比已知解決方法更短的時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的布線圖支持設(shè)備。
本發(fā)明的目的是提供一種布線圖支持設(shè)備，更確切地說是一種可減少最終定位所需時(shí)間又能保持同等精確定位的用來移動(dòng)此支持件的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，為達(dá)到此目的，平板曝光裝置的布線圖支持設(shè)備包括一個(gè)固定的水平支持結(jié)構(gòu)，其特征是它包含一個(gè)由矩形框架和與上述框架成一整體的玻璃構(gòu)成的適于承接布線圖支持件，用來支持或提升上述支持件的能夠?qū)⑸鲜鏊街С旨S持在一給定平面內(nèi)并能夠在上述支持件與上述支持結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生基本上無任何摩擦的配合的裝置，用來使上述支持結(jié)構(gòu)暫時(shí)固定于上述支持件的框架上的可控裝置，以及與上述支持結(jié)構(gòu)成一整體的用來使上述支持件相對于上述支持結(jié)構(gòu)在水平平面內(nèi)沿二個(gè)正交方向移動(dòng)的位移裝置。
于是不用說，在上方支持件的情況下，位移裝置即平臺(tái)只用來移動(dòng)布線圖支持件而決不支持或提升它。而且，支持件相對于固定的支持結(jié)構(gòu)的支持動(dòng)作是利用摩擦力極小的裝置來獲得的。由于牽涉到的慣性小，于是就可能得到非常精確和非常迅速的定位。但由于在支持結(jié)構(gòu)上有支持件的暫時(shí)固定裝置，布線圖支持件相對于支持結(jié)構(gòu)的最終定位可在曝光過程中一直保持住。
閱讀下列用非限制性舉例方法給出的本發(fā)明最佳實(shí)施例的描述，將看到本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。
本敘述將參照附圖進(jìn)行，這些圖中


圖1a是曝光裝置的下部平面示意圖，示出了下方布線圖支持件；圖1b是裝置的簡化剖面圖，示意地示出了下方和上方支持件；圖2是用來將布線圖支持件固定于支持結(jié)構(gòu)的固定裝置的立面圖；圖3是詳圖，示出了帶支持結(jié)構(gòu)的布線圖支持件的支持裝置；以及圖4是詳圖，示出了用來使下方支持件或上方布線圖支持件相對于固定的支持結(jié)構(gòu)而移動(dòng)的位移馬達(dá)的實(shí)施例。
在這類裝置中，眾所周知第一步是用可伸縮的定位銷使印刷電路相對于布線圖支持件進(jìn)行預(yù)定位。印刷電路相對于下方和上方布線圖支持件一旦達(dá)到了預(yù)定位，就用光學(xué)裝置對這三個(gè)部件測量定位誤差。用這些定位誤差測量來控制位移馬達(dá)以便實(shí)現(xiàn)定位誤差對應(yīng)于小于10μm的最終定位。本發(fā)明涉及到裝置的部件，此部件使沒有可能從對應(yīng)于預(yù)定誤差的測量而獲得最終定位。
歐洲專利申請618505中詳細(xì)描述定位誤差的光學(xué)探測。對于這部分裝置，該專利申請的描述被用作參考且必須認(rèn)為是本發(fā)明的一個(gè)整體部分。
首先參照圖1a和1b來描述裝置的不同部分，更準(zhǔn)確地說是用來支持下方布線圖以及以某種方式支持印刷電路的此裝置的下部，更確切的說是下方布線圖支持件。
圖1a示出了此機(jī)器的固定的下方支持結(jié)構(gòu)10以及下方布線圖支持件12。此下方支持件12由其上固定有玻璃16的矩形金屬框架14構(gòu)成，在玻璃上實(shí)際上安置著下方布線圖。
在曝光裝置中，下方布線圖支持件12直接位于支持結(jié)構(gòu)10的水平上側(cè)。為使支持件12能夠位移，用例如18所示的無摩擦的滾珠支持系統(tǒng)將它置于支持結(jié)構(gòu)10上。在此特例中，由排列在框架14四個(gè)邊上的四個(gè)滾球來提供支持。利用下面將詳細(xì)描述的滾珠的這種系統(tǒng)可使支持結(jié)構(gòu)能機(jī)械上支持整個(gè)下方支持件同時(shí)確保支持件的摩擦力極度降低。顯然，由于這一安排，為移動(dòng)下方支持件12而要施加的力將非常小，這就可相應(yīng)地減小用來獲得位移的馬達(dá)的功率以及尺寸。只有在框架與支持結(jié)構(gòu)之間確實(shí)產(chǎn)生極為減小的摩擦?xí)r，才可使用諸如氣墊之類的其它支持裝置。
此圖還示出了用來沿X和沿XY方向分別移動(dòng)下方支持件12的位移設(shè)備20和22。如已經(jīng)解釋的那樣，與支持結(jié)構(gòu)10成一整體的位移平臺(tái)不起任何支持功能而只用來使支持件相對于支持結(jié)構(gòu)移動(dòng)，此二部件之間的摩擦非常小，且由于滾珠的存在而降低了所需的能量。圖1a還在24示意地示出了電磁制動(dòng)裝置或任何其他相似的制動(dòng)系統(tǒng)。這些規(guī)則地分布在框架14上的制動(dòng)系統(tǒng)24使得有可能在得到了正確定位時(shí)使框架14從而整個(gè)下方布線圖支持件12相對于支持結(jié)構(gòu)10固定。由于支持結(jié)構(gòu)與下方支持件之間的無摩擦連接以及由于用來獲得位移平臺(tái)20和22的馬達(dá)的功率非常小，這些制動(dòng)設(shè)備24是必須制作的。
除了下方支持結(jié)構(gòu)10在水平平面內(nèi)和垂直平面內(nèi)都穩(wěn)定，而上方支持結(jié)構(gòu)天然地在水平平面內(nèi)穩(wěn)定但在垂直平面內(nèi)可動(dòng)以使上方布線圖能應(yīng)用于印刷電路上和下方布線圖上之外，此機(jī)器的上方部件的制作完全相同。因而不描述此機(jī)器的上方部件。
圖1b示出了整個(gè)曝光裝置的示意剖面圖。用來承接下方布線圖12a的下方支持件12位于固定的下方支持結(jié)構(gòu)上。此圖還示出了由使整個(gè)上方支持結(jié)構(gòu)30可升降的齒輪齒條裝置系統(tǒng)之類的機(jī)構(gòu)31支持的上方布線圖30。而且，此支持結(jié)構(gòu)30當(dāng)然固定于水平平面內(nèi)。與下方支持件12相同的上方支持件32被安裝在上方支持結(jié)構(gòu)30上且用來承接上方布線圖32a。圖1b示意地示出了沿X和XY的位移馬達(dá)34和36，它們使得有可能控制支持件32相對于上方支持結(jié)構(gòu)30的位移。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置的一般操作就一目了然首先，上方支持結(jié)構(gòu)30被分隔而布線圖12a和32a在應(yīng)有位置，待曝光的印刷電路被安置在支持件12和32之間。待曝光的印刷電路由固定設(shè)備(未示出，它使印刷電路能在水平平面內(nèi)相對于上方和下方支持結(jié)構(gòu)而固定)處置。用光學(xué)系統(tǒng)(未示出)測量下方支持件12和上方支持件32相對于印刷電路的預(yù)定位誤差。由于印刷電路保持穩(wěn)定，為了得到三個(gè)元件的對準(zhǔn)，或如可能的情況那樣得到上方支持件32與印刷電路上側(cè)的對準(zhǔn)以及下方支持件12與印刷電路下側(cè)的對準(zhǔn)，用馬達(dá)20、22和34、36控制上方支持件32以及下方支持件12的適當(dāng)位移。當(dāng)?shù)玫秸_定位時(shí)，固定設(shè)備24被激活。顯然，本發(fā)明也適用于生產(chǎn)只含有一個(gè)布線圖的曝光裝置的下方或上方支持件。此時(shí)只有一個(gè)支持件，通常是下方支持件。
現(xiàn)參照圖2來描述帶有下方支持件12的框架14的下方支持結(jié)構(gòu)10的固定設(shè)備24的實(shí)施例?？捎猛耆嗤脑O(shè)備將上方支持件32固定在上方支持結(jié)構(gòu)30上。此固定系統(tǒng)主要由一個(gè)在被激活時(shí)與一個(gè)同下方支持件12的框架14的下側(cè)連成一體的鐵磁片42協(xié)同動(dòng)作的電磁頭40構(gòu)成。當(dāng)磁頭70被激活時(shí)，就在下方支持結(jié)構(gòu)10與下方支持件12之間獲得固定。電磁頭40經(jīng)由彈性系統(tǒng)44和滾珠系統(tǒng)46而被安裝。這些固定設(shè)備使得有可能在上方支持件下降以便在二個(gè)布線圖與印刷電路40的側(cè)面之間建立接觸時(shí)保持上下方支持件的嚴(yán)格定位。顯然，其它的固定系統(tǒng)也可用于支持結(jié)構(gòu)上的布線圖支持件的框架，例如低壓系統(tǒng)或反之帶加壓噴氣嘴的系統(tǒng)。它們必須是可控的，以使支持件相對于支持系統(tǒng)的位移與激活狀態(tài)無關(guān)。
現(xiàn)參照圖3未描述支持滾珠18的實(shí)施例，支持滾珠18使得有可能支持或分別相對于上下支持結(jié)構(gòu)而提升支持件。圖3示出了一個(gè)提升設(shè)備18，它使上方支持件12′的框架14′連接到上方支持結(jié)構(gòu)30。滾珠設(shè)備主要是用轉(zhuǎn)軸裝在隔圈52中的金屬滾珠50，形成一個(gè)肘節(jié)。隔圈52經(jīng)由夾緊裝置54連接于上方支持件的框架14′。因此，夾緊裝置的臂56和58經(jīng)由60之類的孔穿過結(jié)構(gòu)30。為了確保更好的運(yùn)行并進(jìn)一步減小磨擦，滾珠50與同支持結(jié)構(gòu)30上側(cè)面連成一體的移動(dòng)表面62協(xié)同動(dòng)作。
在支持結(jié)構(gòu)支持下方支持件的框架時(shí)，滾珠系統(tǒng)是相同的，但其軸相反，使?jié)L珠50的隔圈52與下方支持結(jié)構(gòu)10成一體，且滾珠與下方支持件12的框架14下側(cè)協(xié)同動(dòng)作。
支持或提升系統(tǒng)也可由支持件框架與支持結(jié)構(gòu)之間的氣墊系統(tǒng)來構(gòu)成。
現(xiàn)參照圖4來描述位移設(shè)備20和22或34和36的一個(gè)最佳實(shí)施例，它可使各個(gè)支持件相對于對應(yīng)的支持結(jié)構(gòu)作最終定位。圖4示出了例如允許下方支持件12作X方向和Y方向位移的位移設(shè)備22。相似的位移系統(tǒng)被用于上方支持結(jié)構(gòu)30。位移系統(tǒng)22包括一個(gè)與支持結(jié)構(gòu)10成一整體的機(jī)箱70。對每一X或Y方向的位移，有一個(gè)馬達(dá)，例如與支持結(jié)構(gòu)70連成一體的72。此馬達(dá)包括一個(gè)軸74，其頂端有一凸輪76，使平臺(tái)78能夠沿X方向作第一位移。第二平臺(tái)80與第一平臺(tái)協(xié)同動(dòng)作并與控制Y方向位移的第二馬達(dá)結(jié)合，圖中未予示出。利用與第二平臺(tái)連成一體的機(jī)械齒輪82和84，X和Y方向的組合位移被加至確定垂直孔88a的片88。與支持件框架14下側(cè)連成一體的垂直銷釘86可自由地插入孔88a。片88與銷釘86之間的水平平面間距很小但不密合。為了適應(yīng)這一間距，部件88最好是一個(gè)配備有螺帽90的用來使孔徑88a精確配合銷釘86直徑的開口環(huán)。位移裝置22與支持件12之間的這種連接方法被用來避免引入扭力偶。也可制成銷釘與平臺(tái)連成一體而軸孔在支持件框架上的相反的安裝。
為了進(jìn)一步改善支持件的位移精度而不管凸輪外形的任何不準(zhǔn)確性，可以采用電子控制來控制各馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)。這種控制是通過一個(gè)在所用的特定凸輪的旋轉(zhuǎn)角與平臺(tái)沿X或Y方向有效位移之間有對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)表來執(zhí)行的。此數(shù)據(jù)表儲(chǔ)存在控制電路中。此電路根據(jù)要執(zhí)行的X或Y方向位移的數(shù)據(jù)而確定要實(shí)行的旋轉(zhuǎn)角度，并將相應(yīng)的控制加于馬達(dá)。
權(quán)利要求
1.一種用來支持平板曝光裝置的布線圖的設(shè)備，上述裝置包含一個(gè)固定的水平支持結(jié)構(gòu)，其特征是包含一個(gè)由矩形框架和與上述框架連成一體的玻璃構(gòu)成的適于承接布線圖的布線圖支持件，用來支持或提升上述支持件的適于保持上述水平支持件在一給定平面內(nèi)并適于產(chǎn)生一個(gè)在上述支持件與上述支持結(jié)構(gòu)之間基本上無磨擦的協(xié)同動(dòng)作的裝置，用來使上述支持結(jié)構(gòu)暫時(shí)固定于上述支持件框架的可控裝置，以及與上述支持結(jié)構(gòu)連成一體以在水平平面內(nèi)沿二個(gè)正交方向相對于上述支持結(jié)構(gòu)移動(dòng)上述支持件的位移裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征是支持或提升裝置包括支持框架與支持結(jié)構(gòu)之間的滾珠裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一個(gè)的設(shè)備，其特征是用來控制暫時(shí)固定的可控裝置包括與上述支持結(jié)構(gòu)連成一體的電磁裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一個(gè)的設(shè)備，其特征是上述位移裝置包括至少二個(gè)位移單元，其中一個(gè)包括一個(gè)與上述支持結(jié)構(gòu)連成一體的第一馬達(dá)、與上述第一馬達(dá)的輸出軸連成一體以使第一平臺(tái)沿X方向移動(dòng)的凸輪裝置、與上述沿X方向移動(dòng)的第一平臺(tái)同步地協(xié)同動(dòng)作的第二平臺(tái)、與上述第一平臺(tái)連成一體的第二馬達(dá)裝置、與上述第二馬達(dá)的輸出軸連成一體以使上述第二平臺(tái)沿正交于X方向的Y方向移動(dòng)的凸輪裝置，第二平臺(tái)與支持框架之間的連接用自由地插入垂直軸向孔的位移垂直銷來實(shí)行，此銷與支持件或與第二平臺(tái)連成一體，孔與另一零件連成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的設(shè)備，其特征是每個(gè)馬達(dá)包括一個(gè)連接于儲(chǔ)存有相應(yīng)數(shù)據(jù)表的存儲(chǔ)器的控制電路，以便提供安裝在馬達(dá)上的凸輪的旋轉(zhuǎn)角與相關(guān)平臺(tái)直線位移之間的對應(yīng)關(guān)系。
全文摘要
支持平板曝光裝置布線圖的設(shè)備，上述裝置包含固定的水平支持結(jié)構(gòu)。此設(shè)備包含由矩形框架和與其連成一體且適于承接布線圖的玻璃所組成的布線圖支持件、支持和提升支持件的適于使支持件在一給定平面內(nèi)保持水平且適于產(chǎn)生支持件與支持結(jié)構(gòu)之間基本上無摩擦的協(xié)同動(dòng)作的裝置、使支持結(jié)構(gòu)暫時(shí)固定于支持件框架的可控裝置、以及與支持結(jié)構(gòu)連成一體以使支持件在水平平面內(nèi)沿二個(gè)正交的方向相對于支持結(jié)構(gòu)移動(dòng)的位移裝置。
文檔編號(hào)G03F9/00GK1165981SQ97111188
公開日1997年11月26日 申請日期1997年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月15日
發(fā)明者阿萊·索萊爾, 瑟格·查博尼爾 申請人:奧托瑪-泰克公司