[发明专利]光学成像

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对基板进行光学成像的方法和设备。更具体地，本发明涉及一种用于对基板（诸如覆盖有液体可固化光聚合物的薄板（web））进行光学成像（例如，直接地）的方法和设备，其中，相对于基板对可旋转光学工具（phototool）进行按压和旋转以创建用于形成适合于形成电路（诸如，用于印刷电路板（PCB）、平板显示器和柔性电路）的图像的成像基板。本发明还涉及一种用于对焊接掩模（solder mask）的至少一部分进行成像和曝光的方法和设备。更具体地，本发明涉及一种用于使用湿可固化光聚合物对诸如印刷电路板（PCB）的基板上的焊接掩模的至少一部分进行成像和曝光的方法和设备，其中，此后可在焊接掩模上方的区域发生成像处理。

背景技术

尽管本领域中存在用于产生适合于形成诸如PCB的电路的细线的现有技术，但是这些技术中的许多技术具有多个显著缺点。例如，许多先前的技术具有差的分辨率。另外，不能提供高分辨率的技术通常需要复杂的设备。另一问题在于先前的技术需要使用通常在聚酯（例如，Mylar（聚酯薄膜））膜上被支撑的干燥光聚合物膜。这些干燥膜的厚度对光学成像表面的分辨率和/或清晰度具有不利影响，这是由于其允许在光学成像处理期间发生不期望的底切（undercutting）（即，遮光）。还存在当将局部固化的干燥膜粘附到基板时的问题以及再次引起光学成像处理中的问题的污染问题。当大量使用时，干燥膜也是昂贵的。在US4,888,270和US4,954,421中描述了这样的系统，其通过引用合并于此。

目前，对于印刷电路成像的市场可被识别为具有两种分开类型的光刻胶：

（1）湿光刻胶，其通过多种手段而被涂覆在面板上，然后利用热空气进行预干燥以驱除溶剂。这剩下了可使用UV光进行光学成像的“干燥”表面。用于湿光刻胶的原材料是便宜的，但是处理成本（热等）基本上增加到使用湿光刻胶的总体成本。

（2）干燥膜光刻胶，其开始作为被预干燥且被夹在两个保护膜层之间而提供的液体涂层。用户使用热和压力将干燥膜层压在铜板上。在该处理中，移除了保护膜，这需要劳动力并且呈现出需要处理的填埋（landfill）问题。

在现有技术中，通过光刻或通过激光直接成像（LDI）、使用UV光对湿光刻胶和干燥膜光刻胶进行曝光。

今天，在印刷工业中对UV固化墨的使用在增长。这是由于从环保的立场来看，溶剂的避免是有吸引力的。在湿墨被印刷在移动的材料薄板之后立即使用诸如水银放电灯的高功率灯来固化湿墨已成为习惯。然而，这样的灯消耗大量的电力，产生显著量的不期望热并且还产生需要提取的臭氧。尽管这些类型的灯消耗了大量的功率，但是可用UV能量的量是总体输出的小百分比。

相比之下，与填充水银卤素的管子相比，UV LED具有较高的UV输出百分比。它们没有产生臭氧并且散热是最小的，并且它们不需要大体积的管道。另外，由于当水银卤素灯被切断然后再次接通时，水银卤素灯不会立即再点亮，因此即使线路可能已由于某种原因而停止，它们也可以依赖于部分功率而保持运行。由于来自水银卤素灯的输出通常需要受制于变得非常热的光阀，因此这还涉及热管理。

再者，使用具有或多或少的即刻启动的LED节省了待机时的功率浪费，并且用于LED的总体电力是用于传统水银卤素灯的电力的一小部分。

LED的一个弱点在于，它们产生显著较低的总体UV功率水平，但是它们高效地进行工作。这意味着试图使用LED用于固化的打印机通常将需要较慢地运行其线路以允许有较长的时间用于对墨进行固化。

关于慢固化的一个原因是称为氧抑制的现象，从而在固化表面处的空气的存在干扰了在UV光下墨进行固化的趋势。为了避免该问题，一些打印机在固化区域中建立惰性气体（例如，氮）的环境，这有效地防止氧干扰该处理。这是用于实现目的的昂贵手段。

在此还参考通过引用合并于此的WO2010/007405，其涉及使用与现有技术的光刻胶不同的光刻胶，在于该光刻胶由100%的固体构成，因此在相关处理中不涉及溶剂。在该处理中，将墨涂覆在面板上，但是在成像之前不对墨进行预干燥而是夹在纯净膜层的下方。在曝光于UV光期间，光刻胶仅在曝光的区域中硬化。在成像之后，剥离保护聚酯以再使用，并且从面板上洗刷掉未曝光的（液体）光刻胶。WO2010/007405中的光刻胶也可以使用光刻或激光直接成像（LDI）来曝光。WO2010/007405还单独地涉及使用固定的且不可旋转的光学工具。