CN206470535U - 扫描系统 - Google Patents

Abstract

一种扫描系统，用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，该扫描系统包括:台，用于安装要被处理的印刷电路板；光学器材，用于将写入光束引导到印刷电路板表面上；以及工作底部，用于支撑所述光学器材和台，其中工作底部由多个气动阻尼器支撑，用于将扫描系统与外部振动隔离。

Description

扫描系统

技术领域

本实用新型是关于用于扫描平面的方法，例如，用于以扫描激光光束写在平面上。特别地，揭示一种用于将图案直接写在印刷电路板上的系统。

背景技术

大部份印刷电路板是通过首先以光阻材料涂覆印刷电路板基底而制造，基底具有固体铜镀层。当选择性曝光及显影时，部份光阻移除，剩余光阻形成对应于照射的光亮及黑暗区域的图案。在显影地光阻图案形成以后，铜镀层典型上接受蚀刻步骤，其中移除未由光阻涂覆的铜镀层部份。

基本上，使用二个选择性曝光光阻方法的一。一方法利用诸如薄膜的主材(master)，其上形成所需要的图案(或其反相)。光阻涂层经由此薄膜暴露于强的照射。然后曝光的板显影及蚀刻，如上述。就小物件尺寸的高精密图案而言，此方法具有很多显著的缺点。第一，薄膜可能伸展或扭曲。此伸展有时候造成图案尺寸及位置之间的显著变化，图案是形成于多层或双侧板的不同层上。第二，薄膜的磨损及撕裂需要经常换薄膜。第三，布置图的任何改变需要一组新的薄膜，而通常需要若干组新的薄膜。最后，难以补偿在板处理期间所发生的尺寸的小变化。

第二种方法，其为本实用新型的主题，利用扫描激光光束扫描光阻涂层，以将图案写于其上。此方法以直接写入方法为人所知。原则上，直接写入克服已有技术的很多缺点。实用上，传统直接写入方法经常具有它们本身的问题。特别地，传统直接写入系统大体上比薄膜曝光方法慢很多，且需要高很多的经费。虽然，原则上，直接写入的精确度及解析度高，但很多实际上的考虑，诸如快速传送高能量辐射以使光阻曝光的能力，已限制传统直接写入方法所产生的板的产出率及实际精确度与精密度。

以多个光束扫描印刷电路板以增加直接写入系统的扫描速度在此技术中是属公知。通常，此多光束扫描使用于很多领域，诸如用于印刷电路工业的标线制备及电子照相印刷机器。然而，在此应用中，功率需求低，且所扫 描物件尺寸通常较小。

美国专利5,635,976号描述一系统，用于产生标线的改进的特性定义。在此系统中，使用解析度至少为物件像素解析度四倍高的光束扫描标线。揭示单一激光扫描线或多重扫描线。

美国专利5,495,279号描述一系统，用于很大装置的图案的曝光。在此装置中，使用椭圆形激光光束。光束分成至少100平行段，每一段可独立编址(addressable)，使得100像素线可写在一起。

直接写入系统的又一需求为系统精确地知道光束在任何时间位在写入平面上的何处。做此决定之一方式为以测试光束校准写入光束。在写入光束入射印刷电路板平面以前，测试光束与写入光束分离。一刻度计选择性反射一部份测试光束。接着，检测到反射光束，所检测到的信号作为数据时钟的基准。然而，为了易于校准及特别用于校准光束的分离，光束波长不同。不幸地，波长不同的光束受光学器材的影响不同，且未能良好地追踪。此外，只有一部份相关的路径为二个光束所横越，且典型上用于此扫描器的之f-θ透镜未由二个光束完全横越。此系统的一为德国Jena，GmbH的激光影像系统，LIS DirectPrint 40。

直接写入系统通常操作于不同厚度的印刷电路板。虽然光的光学聚焦广为人知，由于光学器材的复杂性，其未用于直接写入系统。所以，已有技术系统使用一高度可以变化的台。就不同高度的板而言，台的高度调整为，使得板的平面聚焦于一预定焦平面。然而，特别就大的板而言，此台机械结构复杂，特别是如果必须做诸如板相对于台的角度的其他机械调整而言尤然。

光栅化激光扫描系统典型上受苦于用来扫描光束的多边形所造成的不精确度。颤动造成在写入激光光束于交叉扫描方向时的随机误差。扫描器光学器材的缺陷造成其他而通常是系统性的误差。

通常，将光阻的光学曝光(及随后的蚀刻图案)精密地定位于板上是重要的。虽然对于复合板的单侧内层(其用于形成在已层化的板上的外层)及双侧板(其中钻孔以连接在板内或在板或层的对立侧上的特性)而言，此并非很重要，但图案的精确定位是不可避免的。此可通过使扫描数据参考预定特性而达成，例如，就内层而言，参考出现在板二侧上的特性。此通常使用的特性的一是一钻孔。大体上，一未写入的板具有一或更多存在于板上的钻孔，该孔配合扫描器上的销。就双侧内层而言，扫描于是参考板二侧的孔。

然而，此一系统未能完全令人满意。比起所需要的印刷电路元件解析度，销对准所可能达成的精确度较有限。尝试减少孔对销的公差会导致孔的损坏及随的而来的不良对准。

实用新型内容

在一方面，本实用新型公开了一种扫描系统，用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，其特征在于，该扫描系统包括：

台，用于安装要被处理的印刷电路板；

光学器材，用于将写入光束引导到印刷电路板表面上；

工作底部，用于支撑所述光学器材和台，且

其中所述光学器材包括可变光束衰减器，其定位在扫描系统的写入光束的光束路径中，该可变光束衰减器包括：

电机，固定在可变光束衰减器的基座上；

轴，连接到电机，且被配置为由电机沿顺时针或逆时针方向旋转；以及

衰减器单元，固定到所述轴且配置为基于写入光束入射到衰减器单元的倾角来调整写入光束的功率。

优选地，衰减器单元随着所述轴的旋转而一起旋转，且所述倾角基于衰减器单元的旋转而被控制，所述轴沿垂直于写入光束的方向延伸。

优选地，所述衰减器单元包括：玻璃；以及设置在玻璃上的滤光器。

优选地，所述滤光器为平行偏振边缘滤光器，且对于所述倾角敏感；以及传输穿过衰减器单元的写入光束的功率随着所述倾角从0度到90度增大而增大。

优选地，所述玻璃由合成石英片形成；以及所述片的厚度在1mm以内。

优选地，所述可变光束衰减器还包括：

散热器，设置在基座上且配置为接收由衰减器单元反射的写入光束的部分；以及

冷却系统，连接到散热器且配置为消散由散热器吸收的热量。

优选地，所述散热器为UV吸收涂层；且所述涂层由黑陶瓷形成。

优选地，所述可变光束衰减器还包括位置开关，其连接到所述轴且被配置用于设置衰减器单元的角度位置。

优选地，所述位置开关还包括：板，被构图有限定预定角度的开口；以 及光学传感器，被对应于所述板提供，且配置为检测光学传感器的视线是被阻挡还是透过所述板，以确定是否已经抵达预定角度中的一个。

另一方面，本实用新型提供了一种扫描系统，用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，其特征在于，该扫描系统包括罩盖、底部、过滤器风扇单元，以及位于底部上且被罩在罩盖之下的光学器材，其中所述过滤器风扇单元包括：

输入过滤器，用于从外部接收空气；

输出过滤器，用于提供预清洁空气的空气流在扫描器系统的罩盖下方和底部上方；以及

风扇，布置在输入过滤器和输出过滤器之间，且风扇穿过输入过滤器朝向输出过滤器抽吸空气流，以便于在罩盖下方和底部上方产生清洁空气的正压力。

优选地，所述输入过滤器为挥发性有机化合物过滤器。

优选地，所述输出过滤器为高效颗粒空气过滤器。

优选地，所述输入过滤器、风扇和输出过滤器被包封在盒中，以形成单元。

优选地，所述输入过滤器是可移除的，以便更换。

另一方面，本实用新型提供了一种用于扫描系统的过滤器风扇单元，所述扫描系统用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，其特征在于，该扫描系统包括罩盖、底部、过滤器风扇单元，以及位于底部上且被罩在罩盖之下的光学器材，其中所述过滤器风扇单元包括：

挥发性有机化合物过滤器，用于从外部接收空气；

高效颗粒空气过滤器，用于提供预清洁空气的空气流在扫描器系统的罩盖下方和底部上方；以及

风扇，布置在挥发性有机化合物过滤器和高效颗粒空气过滤器之间，且风扇穿过挥发性有机化合物过滤器朝向高效颗粒空气过滤器抽吸空气流，以便于在罩盖下方和底部上方产生清洁空气的正压力。

另一方面，本实用新型提供了一种扫描系统，用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，其特征在于，该扫描系统包括:

台，用于安装要被处理的印刷电路板；

光学器材，用于将写入光束引导到印刷电路板表面上；以及

工作底部，用于支撑所述光学器材和台，其中工作底部由多个气动阻尼器支撑，用于将扫描系统与外部振动隔离。

优选地，每个气动阻尼器与控制阀相关联，所述控制阀用于随时间保持气动阻尼器中的期望压力。

优选地，所述控制阀包括入口，用于从压缩空气源接收压缩空气；和出口，用于供应压缩空气到气动阻尼器。

优选地，所述控制阀的出口供应空气到气动阻尼器，以补偿气动阻尼器中的任何空气泄漏，且保持底部的专用水平高度。

优选地，所述控制阀包括阀杆，其感测底部的在限定阈值之上的偏离，且当在预定阈值之上的底部的偏离被检测到时，阀杆释放空气到气动阻尼器。

优选地，当固定到底部的支架响应于底部的运动施加压力到阀杆上时，底部的偏离被阀杆感测到。

优选地，在气动阻尼器和支架之间的接触经由安装在搁置在阀杆上的可运动杆上的尖头建立。

优选地，在气动阻尼器和支架之间的接触经由阀杆上的球形轴承建立，该球形轴承安装到支架从而随底部一起运动。

优选地，控制阀被安装在弹簧上，该弹簧利用球形轴承安装到底座上的固定框架。

优选地，控制阀包括限制开关，用于检测气动阻尼器的故障。

优选地，固定到底部的第二支架被相对于限制开关定位，使得它响应于指示气动阻尼器被损坏的限定偏离而接触并激活限制开关。

优选地，当限制开关被激活时，错误消息被显示在用户屏幕上。

优选地，气动阻尼器被定位在底座上。

优选地，气动阻尼器直接放置或安装在地面上。

优选地，所述多个气动阻尼器包括三个气动阻尼器，其中两个气动阻尼器沿底座的沿交叉扫描方向延伸的第一边缘间隔开地定位，且第三、较大的气动阻尼器沿扫描方向从所述两个气动阻尼器间隔开和/或被定位为邻近底座的沿交叉扫描方向延伸的第二相对边缘。

另一方面，本实用新型提供了一种扫描系统，用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，其特征在于，该扫描系统包括:

台，用于安装要被处理的印刷电路板，其中多个真空出口设置在台上，用于保持印刷电路板的面板；

工作底部，其中台被可运动地安装在工作底部上；

真空源连接件，用于连接到真空源；

真空软管，设置在真空出口和真空源之间，其中真空软管沿其长度由多个支架支撑，且支架沿真空软管轨道骑跨。

优选地，真空软管由柔性材料形成，且为手风琴的形式，使得它可以延伸和收缩而不会在软管的材料上产生应力。

优选地，所述支架支撑软管，使其不会在软管内部的真空作用下径向坍塌。

优选地，所述扫描系统还包括位于软管内部的环，进一步支撑软管，使其不会在软管内部的真空作用下径向坍塌。

优选地，所述环处于与至少一些支架相同的软管上的位置处。

优选地，台在扫描期间被沿着轨道运输，且真空软管轨道沿与轨道相同的方向延伸，且在一端连接到真空源连接件且在相对端利用至少一个空气分配单元连接到台。

优选地，每个空气分配单元被连接到台的下侧，在与相应组真空出口对齐的位置处。

优选地，当台被沿远离真空源连接件的方向运输时，软管被台拉动，从而软管沿其长度伸长，且当软管长度增大时，支架沿着真空软管轨道滑动且在支架之间的距离增大；以及

当台被沿相反方向运输，即朝向真空源连接件运输时，软管沿其长度折叠，且在支架之间的距离减小。

另一方面，本实用新型提供了一种扫描系统，用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，其特征在于，该扫描系统包括:

台，用于安装要被处理的印刷电路板；

光学器材，包括透镜系统，用于将写入光束引导到印刷电路板表面上；

工作底部，用于支撑所述光学器材和台，以及

调整机构，用于精确地组装和/或定位透镜系统的元件。

优选地，透镜系统包括第一透镜，其被支撑在板上，该板通过调整机构可调整地连接到定位在工作底部上的支座。

优选地，所述第一透镜为准f-θ透镜。

优选地，所述支座包括一对支柱和分别布置在支柱的顶部上的一对唇部；所述板在沿交叉扫描方向相对的侧部包括一对肩部；调整机构包括一对支架，其分别固定到支座的一对支柱，和一对棒，其沿竖直方向穿过形成在支座的唇部中的一对通孔延伸；其中每根棒在上端上利用螺母安装，且在下端上利用螺帽安装，棒还延伸穿过形成在肩部中的一对通孔，从而通过螺帽支撑板的重量。

优选地，所述棒在螺母附近形成有螺纹，用于固定和调整螺母的位置，使得第一透镜沿竖直方向的高度和第一透镜在沿交叉扫描方向的竖直平面中的角度通过利用拧动动作调整一个或多个螺母的位置来调整。

优选地，板的肩部还包括沿交叉扫描方向延伸的一对盲孔，用于接收支架的销，所述盲孔允许板沿竖直方向的一些自由运动，用于调整第一透镜。

优选地，对第一透镜沿扫描方向的调整通过第一组螺杆和第二组螺杆来实现，其中第一组螺杆将第一透镜推动远离板，而第二组螺杆将第一透镜推向板。

优选地，所述透镜系统还包括圆柱形透镜，其接收从第一透镜输出的写入光束，所述圆柱形透镜被容纳在框架内，该框架在每个端部上被固定到支柱。

优选地，所述框架包括一系列推螺杆和一系列拉螺杆，其可以通过旋拧动作被调节，以在沿圆柱形透镜的长度的各个位置处施加压力到圆柱形透镜上，以使圆柱形透镜变直。

另一方面，本实用新型提供了一种扫描系统，用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，其特征在于，该扫描系统包括:

激光源，其从激光源的出口输出写入光束；

台，用于安装要被处理的印刷电路板；

光学器材，用于将写入光束引导到印刷电路板表面上；

工作底部，用于支撑所述激光源、光学器材和台；以及

抽吸单元，流体连接到从激光源延伸的管道，其中抽吸单元被连接到管道中的开口且建立将由激光源产生的颗粒重新引导向抽吸单元的空气流。

优选地，激光源的出口包括机械快门，且空气流将机械快门上的颗粒重新引导朝向抽吸单元。

优选地，管道在一端处流体连接到激光源的出口，且抽吸单元还建立将空气从另一端通过管道朝向抽吸单元拉动的第二空气流。

优选地，所述光学器材包括第一透镜，其最靠近激光源的出口且布置为邻近所述管道的所述另一端，且第二空气流将空气通过所述管道的所述另一端朝向抽吸单元拉动离开第一透镜，由此防止颗粒沿朝向第一透镜方向流动。

优选地，抽吸单元包括压缩空气源，其被用于产生穿过文丘里喷嘴的射流，且风扇流体地连接到文丘里喷嘴中的负压区域，以产生抽吸流。

优选地，阀被布置在压缩空气源和文丘里喷嘴之间，且被用于控制穿过文丘里喷嘴的空气流。

优选地，阀为节流阀。

附图说明

由本实用新型较佳实施例的下列详细说明及下列图，将可更清楚了解本实用新型，其中：

图1是依据本实用新型一较佳实施例的印刷电路板直接写入扫描器的示意透视图；

图2是图1的扫描器的示意顶视图；

图3是图1及2的扫描器的示意图，其中为了清楚起见扫描器的元件以无安装件且不照比例显示：

图4A-4D显示四个依据本实用新型较佳实施例的扫描方案；

图5是就不同重叠值，扫描重叠相关于多边形速率的示意曲线，示出一种依据本实用新型一较佳实施例用于便直接激光扫描器产出率最佳化的方法；

图6A-6C示出依据本实用新型一较佳实施例的扫描器对准补偿；

图7A及7B显示依据本实用新型一较佳实施例的主要光束光学器材加于声光调制器的二个功能性视图；

图8A及8B显示依据本实用新型一较佳实施例在声光调制器及印刷电路板之间的主要光束光学器材的二个功能性视图；

图9是数据控制系统的简化方块图，用于依据本实用新型一较佳实施例的扫描器；

图10A是依据本实用新型一较佳实施例，图9的部份系统的总体方块图；

图10B显示，依据本实用新型一较佳实施例，图10A硬件逻辑的一实例；

图11示出图10B的一部份电路的操作，其中依据本实用新型一较佳实施例，数据线是依据扫描控制信号而送至声光调制器；

图12是依据本实用新型一较佳实施例，用于提供数据时钟的装置的方块图：

图13显示用于了解图12的装置的某些时钟波形；

图14是一示意图，依据本实用新型一较佳实施例，示出一种用于精密决定印刷电路板在扫描器中的位置的方法；

图15显示，依据本实用新型一较佳实施例，一种扫描器系统，其包含用于支持印刷电路板的真空夹头的通用式零件及用于支持印刷电路板的特殊接头；

图16显示图15的真空夹头永久部份的细节；

图17A及17B各显示用于决定特定交叉扫描误差的扫描器的零件的侧及顶视图；

图18A及18B显示已有技术声光调制器及依据本实用新型一较佳实施例而构成的声光调制器；

图19A及19B分别显示了根据本实用新型的一些实施例的可变光束衰减器的透视图和侧视图；

图20显示了根据本实用新型的一些实施例的过滤器风扇单元；

图21A和21B显示了根据本实用新型的一些实施例的由多个气动阻尼器支撑的扫描系统的工作底部；

图22A和22B分别显示了根据本实用新型的一些实施例的包括三个气动阻尼器的扫描系统的底座的侧视图和俯视图；

图23A和23B显示了根据本实用新型的一些实施例的用于控制到气动阻尼器的加压流体供应的控制阀；

图24A和24B显示了根据本实用新型的一些实施例的用于控制到气动阻尼器的加压流体供应的控制阀的另一视图；

图25A和25B显示了根据本实用新型的一些实施例的可运动地安装在扫描系统的底部上的台的一些细节；

图26A、26B、26C和26D显示了根据本实用新型的一些实施例的用于精 确地组装和/或定位透镜系统的元件的调整机构；

图27显示了根据本实用新型的一些实施例的用于引导空气流离开扫描单元的第一透镜的示例性抽吸单元的简图；以及

图28显示了根据本实用新型的一些实施例的示例性抽吸单元的简化框图。

具体实施方式

系统综观

现在参考图1-3，其显示依据本实用新型一较佳实施例的示范性直接写入印刷电路板扫描器10。扫描器10包括一激光来源12，其输出波长适于将一光阻涂层曝光。在本实用新型一较佳实施例中，已发现在355毫微米操作且传送最大功率为4、8、10或16瓦的DPSS UV激光器是适用的。替代地，如WO00/02424中所述，氩离子型激光可以被使用。

光束14离开源12，且由第一光束分光器(或部份反射的反光镜)20分为二个光束，一主要光束16及一测试光束18。如下述，主要光束16(以虚线显示，最终地)用于扫描及曝光印刷电路板上的光阻。测试光束18(以点线显示)用于确定主要光束16的扫描位置，及用于特定的其他测试与对准功能，如下述。较佳地，分光器20及反光镜及下述其他分光器是前平面反光镜及分光器。较佳地，反光镜及分光器是电介质前平面反光镜。光束优选地由一系列透镜成形。

在本实用新型的优选实施例中，透镜22安装在机动化平台上，从而它可以沿着光束路径移动，以调整在调制器28上的交叉扫描光束直径。衰减器27，如下文中所述，可选地被用于调整光束的功率，以适应系统的操作模式和光阻的敏感度。

既然测试所需的功率远低于写入所需要的，因此光束分光器20较佳地为反射的功率远大于透射的功率。较佳地，99％量级的光束14的功率反射进入主要光束16。在下列说明中，垂直于光束传播轴的两个方向标示为扫描方向及交叉扫描方向。这些方向各对应于写入光束的扫描方向及垂直于光束轴与扫描方向二者的方向。应了解，此命名的全部意义在以下可明白。

为易于说明，首先讨论主要光束16的光学路径。主要光束16通过一系列光学元件20a、20b、22、26及25，其功能是在光束自第一反光镜30反射 以后，将光束聚焦于调制器28内的调制平面上。主要光束还通过衰减器27，用于针对具体应用调整光束的强度水平。就图1-3的示范性实施例而言，这些元件是第一球形透镜20a、第一球形和交叉扫描圆柱形透镜20b、第一交叉扫描圆柱形透镜22、第一扫描圆柱形透镜26以及第二球形透镜25。此外，尽管在光源出口处光束16实质上为圆形，当其进入调制器28时是椭圆形，在交叉扫描方向比在扫描方向长。当光束通过调制器28时，交叉扫描方向的光束段由调制器28独立调制。此光束可认为包括多个并排行进的独立调制光束。然而，为易于观看，仅显示用于主要光束16的单一光束路径。交叉扫描方向是在调制器28出口处的垂直方向(由图3的附图标记29指示)。

虽然在较佳示范性实施例中，主要光束描述成包括多个独立调制子光束的单一光束，但可易于了解，就本实用新型某些方面而言，光束16可由例如光束分光器、多个激光发射器或其他适当装置产生的多个离散光束形成，。

可注意到，就此示范性实施例而言，第一反光镜30并未以90°反射主要光束。实际上，光束16是自反光镜30以锐角反射，且该光束以不同于其离开调制器的角入射在调制器28上。调制器28较佳为声光调制器，如此技术所熟知的，且描述于《声光装置的设计及制造》第94页，其为AkisP.Goutzoulis及Dennis R.Papa所编辑，Marcel Dekker公司于1994年出版，附于此供参考。调制以后，光束必须进一步光学处理，较佳为经由畸变透镜系统，以使其准备用于扫描。在图1-3的示范性实施例中，光束首先通过第二球形透镜32，然后依次经过第三交叉扫描圆柱形透镜34、第三球形透镜36及第四交叉扫描圆柱形透镜38。主要光束16接着自第二、第三及第四反光镜40、42及44反射。自反光镜44反射以后，光束16瞄准转动多边形46的一面。光束较佳为在撞击在多边形46上前通过单个或双重透镜48。如下述，透镜36的Z位置可调整(例如，通过一未显示的机动安装件的移动)，以将光束聚焦于不同厚度的印刷电路板。

由图1可注意到，通过透镜38以后，光束16由反射器组50及52(为观看简便起见，未显示于图3)交叠。这些反射器的目的是增加光束路径长度及增加光束大小，使得光学平面上的光学功率密度减少。

又注意到，就示范性实施例而言，交叉扫描方向的聚焦远大于扫描方向的。在本实用新型的一较佳实施例中，光束16在交叉扫描方向聚焦于面上，其减少多边形颤动引起的误差，且在扫描方向散焦(准直)，使得该面不很满 (weLL underfilled)，以便不会损失功率。

转到测试光束18的路径，通过第一光束分光器20后，测试光束18由第五镜54反射，使其路径较佳为实质上平行于主要光束16的路径。可选地，光束转动器55使光束18绕其轴转动90°，其理由稍后将了解。除了转动以外，转动器，其可为一系列反光镜，较佳为未改变光束16的轴。

在一些示范性实施例中，光束18的一部份56由第二分光器58分离测试光束，且引导朝向激光对准装置60，其操作说明于下。在本实用新型的一较佳实施例中，分光器58是50-50分光器，但是可使用实质上不同的比例。光束18传送到第六反光镜62侧，且入射到将其反射的第七反光镜64，以致于其较佳为实质上平行于光束16，其后，光束离开调制器28。注意，光束16及18在其路径的此分支部隔得相对远。光束18由球形透镜65及圆柱形透镜66聚焦于交叉扫描方向。一对反光镜68、70将光束18反射，以致于其亦由反光镜42及44经由透镜48朝多边形46反射。然而，光束16及18到达反光镜42时不再平行。反光镜70较佳为以一角度定位，使光束16及18以一角度朝彼此行进。较佳地，该角度使得光束实质上在多边形的面处重合。自该面反射后，它们分散。

注意，当光束16及18离开反光镜42时，其较佳为位于一垂直(交叉扫描)平面中。此确保，它们在自多边形面反射后于实质上相同的扫描位置扫描。光束18于是，例如，在入射在多边形46上以前是在光束16上方，而在自多边形46反射以后是在光束16下方。

不同于主要光束16，其未充满单一面，测试光束18较佳为在交叉扫描方向聚焦于面，而在扫描方向溢出二个面以上。当多边形转动时，主要光束16被在面上跟踪，如下述。同时，面将光束18的部分分离总光束。因测试光束18是高斯形，此切离部分的总功率随着扫描角度改变。

当两个光束由多边形46扫过光学器材72时，扫描光学器材72将两个光束聚焦。通常，光学器材72是球形光学器材，使其实质上将两个光束聚焦于扫描及交叉扫描方向。光束由扫描反光镜74反射朝向透镜76。通过圆柱形(交叉扫描)透镜82后，光束16入射一光阻涂覆的印刷电路板78。透镜系统72及透镜76一起形成准f-θ光学系统，其将多边形赋予光束的角变化转换为板上的线性移动。

光束18，其在那时候已与光束16分散，入射于刻度计80上，而不通过 圆柱形透镜82。应注意，光束16及18的扫描位置实质上相同，使得测试光束18扫描位置的测量定义光束16的位置。

刻度计80较佳为以与光束18的法线方向(关于扫描方向轴)成小角度取向。以此方式，当光束18以大约相同于其到达刻度计的方向自刻度计反射时，一小角度形成于入射及反射光束之间。为了清楚解说，在说明书及图中，于可行之处，反射光束标示为光束18’。

光束18’通过透镜76、反光镜74、光学器材72、多边形46、透镜48、镜44、42、70及68，且通过透镜66及65而到达反光镜64。在光束到达反光镜62时，光束18及18’分离，使得反光镜62截取光束18’，且经由透镜85将其反射到检测器84。检测器84通过刻度计80上的标志检测施加于光束的调制。这些检测信号，其含有关于扫描光束16位置的数据，较佳地被用于控制调制器28的光束16调制，如下述。

现在，回到光束56，其是由分光器52自测试光束18得出。在一些示例性实施例中，光束56在通过第一球形透镜(未显示)以后入射于光束分光器86上。可选地，光束的一部份在通过第二球形透镜(未显示)以后送至第一个四极检测器88。第一及第二球形透镜将激光束腰投射至检测器88，使得来自检测器88的信号指示光束在扫描及交叉扫描方向的偏移。

可选地，光束56的第二部份由光束分光器52经由一对透镜(为清楚起见，未显示)送至第二个四极检测器90。该对透镜构成为如同f-θ透镜而操作，使得来自检测器90的信号在扫描及交叉扫描方向二者显示出角偏移。较佳地，电路91接收信号，且将其传至一系统控制器。替代地，仅单个检测器可以用于确定偏移。

可选地，当系统初始对准时，将检测器定位及调整，使得其偏移信号全部为零。可选地，当激光器替换时，全部系统不需要再对准。将激光定位于其安装件中且调整其高度与角位置即已足够，使得检测器88及90二者产生零偏移信号。只有当激光器适当对准以产生一光束，其光束路径完全相同于系统所初始对准的激光器时，此零偏移信号将产生。对准激光器的结果为整个系统对准。

较佳地，为求稳定，系统安装于一合成花岗石底部92上。很多部件较佳为安装于轨道94上，使用的安装方法描述于PCT公开WO00/02424中。此安装方案允许部件容易替换，不需要再对准全部光学器材，甚至于所替换 的部件。

光束调制

如上述，主要光束16由调制器28分段调制。大体上，本实用新型考虑极小元件的极高精确度写入。大体上，具有小于约50微米(2密拉)范围的特征结构(诸如线)待写入。

为此目的，光束在调制器28处调制，使得当调制光束投射于印刷电路板上时，它们形成光点，其中心间隔为待写入的最小特征结构尺寸的八分之一。然而，应注意，当中心间隔约为6.35微米(0.25密拉)时，个别编址扫描线的光点尺寸，由于衍射及其他光学效应，通常更大，即，约19微米(0.75密拉)。应注意，光束在每6.35微米的扫描线解析度下(于板上)可编址。这些尺寸的结果允许达到具有尖锐边缘的2密拉特征结构尺寸的高保真度图案及精确的线宽度控制。实用上，在本实用新型的一较佳实施例中，对应于可编址的调制光束段的板上的扫描线位置较佳被扫描多次。

图4A-4D显示依据本实用新型较佳实施例的四扫描方案。在这些图的每一图中，交叉扫描是自左至右。注意，只显示在扫描方向的单一线。上线代表扫描线数目(在印刷电路板上)及正写入的扫描线数据。欲曝光的扫描线以阴影显示，无数据待写入的以无阴影显示。在所示例子中，扫描线7-10、19-26及31-34待曝光，其他线则非待曝光。

下线代表连续扫描，数目代表调制光束段(对应的调制通道数目用于每一扫描)。光束延伸于24调制器(＝扫描线)通道。在每一情况下，一通道将使对应于上线中的指标的数据写入其中。为易于观看起见，让光束透射以曝光印刷电路板的通道以阴影显示，未透射者以白色显示。

图4A显示第一示范性方案，此处称为2x重叠，因为每一扫描线写二次。图4A显示扫描的三幅宽。在此特殊方案中，当扫描线的幅宽是24扫描线宽时，就2x重叠而言，该幅宽对于每一扫描前进12扫描线。就第一扫描(只有一部份显示)而言，调制器17-20让光束通过以便写入。就相同扫描位置的第二次扫描而言，显示于下一线，调制器5-8及17-24让光束通过以便写入。就相同扫描位置的第三扫描而言，显示于下一线，调制器5-12及17-20让光束通过以便写入。就相同扫描位置的第四扫描而言，显示于下一线，调制器5-8让光束通过以便扫描。在所提到的示范性实施例中，注意，当幅宽重叠时，光束中的线未交错。

图4B-4D各显示3x重叠(该处的幅宽对于每一扫描前进8扫描线)，4x重叠(该处的幅宽对于每一扫描前进6线)，和6x重叠(该处的幅宽对于每一扫描前进4线)。应了解，12x重叠及24X重叠亦为可能。

应了解，只显示沿着交叉扫描方向的一数据线。这代表该该幅宽的用于单一扫描位置的数据。当该幅宽前进时，数据改变，使得调制符合在特殊扫描位置正扫描的像素的需求。

在本实用新型的一较佳实施例中，扫描重叠及多边形速率的组合用于提供在最大可行写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。在本实用新型的此较佳实施例中，扫描重叠及多边形速率改变(用于不同敏感度的光阻)，以提供光阻的所需曝光能量。较佳地，激光功率设为固定的，较佳为最佳化(最大值或接近最大值)功率量级。图5显示了针对各种扫描重叠量级的一系列相关于多边形速率及曝光能量的曲线，扫描重叠量级为曲线的参数。曲线基于24”的扫描长度。就极高速光阻而言，可能需要减少激光的功率。然而，在大的光阻速率范围，如图5所显示，通过调整多边形速率及幅宽重叠，同时保持激光功率在所需的最佳化量级，则产出率可最佳化。

注意，对于只有3∶2的多边形速率比，仅使用2x、3x及4x重叠方案，可允许所传送能量的3x变化。因为功率保持在恒定最佳化(最大值或接近最大值)功率量级，因此这些曝光中的每一种是以扫描器能力所及的最大速率执行。此外，通过使用6x、8x、12x及24x重叠，当激光的功率(及曝光期间)最佳化时，曝光能量变化的范围可以大很多。

在本实用新型又一较佳实施例中，自动补偿在调制器处提供给激光光束的交叉扫描偏置。图6A-6C示出提供此自动补偿的一方法。特别地，当照射调制器的光束是24物理(扫描线)像素宽时，调制器提供若干额外物理调制通道于一中央24像素部份的每一侧上。在图6A-6C中，通道以与图4A-4D相同的方式涂成阴影，且代表下线的调制器设定。

图6A-6C显示了编号为1-24的通道，和在调制器的任一端的四个额外通道-1，-2及+1，+2。注意，若功率存在于调制器(即，x轴扫描线位置)处的光束中，则每一通道依据将扫描的线提供调制。

在图6A中，以粗外轮廓线显示的光束被正确定位。于是，就所示2x重叠，结果与图4A相同。在图6B中，光束朝左两个扫描线错误定位于调 制器上。注意，扫描位置25及26，其在图6A中，在第一扫痕中由调制器位置23及24并且在第二扫痕中由调制器位置11及12写入，现在在第二扫痕中由位置11及12并且在第三扫痕中由-1及-2写入。注意，虽然每一扫痕可能错误定位，但每一线是以正确次数及正确数据扫描。图6C显示朝右错误定位两个扫描线的光束。再次地，保存扫描功率及数据。于是，通过提供比实际幅宽所需的更多的调制通道，调制器中的光束的交叉扫描定位(及其长期稳定性)较不重要。

应注意，在本实用新型的一较佳实施例中，主要光束16的能量形状在扫描或交叉扫描方向不均匀。在两个方向，其为高斯或接近高斯形。允许光束在交叉扫描方向为高斯形增加系统的总效率，因为只有光束的末尾部(小于尖峰功率的1/e2)未使用(或至少不予考虑)。若每一像素由单一扫描线写入，将导致不同像素的变化的曝光。然而，因为印刷电路板上的每一扫描线使用交叉扫描光束幅宽的不同部份写入至少(通常多于)二次，因此传送至光阻的功率总量相当稳定，纵然使用大部份高斯剖面光束亦然。此外，因为每一个别调制扫描线约比衍射极限小三倍，如前述，因此写入线的功率再均匀化。

主要光束光学系统

依据本实用新型的一较佳实施例，提供一种改良光学系统。光学系统可依据其不同功能任务细分为两个部份：调制器照射系统及用于印刷电路板影像系统的调制器。印刷电路板影像系统亦可细分为预扫描光学器材及扫描光学器材。预扫描光学器材包括所有透镜，位于激光器及多边形之间。扫描光学器材包括在多边形及板平面之间的光学器材。因为这两个零件的非常不同的要求，此分类是需要的。预扫描光学器材元件是小尺寸，因为光束小。然而，功率密度高，其可能产生问题。

就扫描光学器材而言，关于光束尺寸及功率密度的要求通常相反。

调制器照射系统依据激光束腰变换的光学需求自激光头至调制器将光束进行变换，其为现今激光光学技术所熟知。结果，较佳为用在扫描及交叉扫描方向具有不同范围的高斯能量分布照射调制器通道。光束较佳为由此光学器材校准，以致于激光束腰在调制器处或附近。

在本实用新型的一较佳实施例中，提供一种改良激光照射系统。图7A及7B显示了直到调制器28的主要光束光学器材部份。这些元件显示于以上 的图1-3中，然而，图7A及7B显示在需要时可施加于这些元件的调整。图7A显示由上方所见的系统视图。在此视图中，扫描方向是由顶至底。图7B显示由侧面所见的光束，交叉扫描方向是由顶至底。

图7A及7B所显示的光学系统部份由五透镜(20a、20b，22，25及26)和衰减器27组成，五透镜具有在扫描及交叉扫描方向不同及组合的光学功率。在本实用新型的一较佳实施例中，透镜22是圆柱形透镜，具有一在交叉扫描方向的光学功率，透镜20a和25是球形透镜，且透镜20b和26是具有在扫描方向的光学功率的圆柱形透镜。

透镜25及26在扫描方向是作为动态光束扩张器。通过沿着光轴移动透镜26，光束在调制器处沿扫描方向的尺寸可以增加或减少。此特性能够在激光源有效期间补偿个别差异及变化，诸如其束腰直径、束腰位置及光束模式纯度(M2)。其允许对于调制器高衍射效率(即，调制器所导致的光束透射)的要求与对于施加“史柯风效应”的要求之间的妥协，调制器高衍射效率要求较大扫描方向光束尺寸，施加“史柯风效应”要求较小的扫描方向光束尺寸。史柯风效应是用于减少或移除在飞点扫描器扫描方向所产生边缘的模糊。其在以下说明，且在以上提到的《声光装置的设计及制造》第190-192页中，以及在美国专利4,205,348号中说明，二者的公开内容附于此供参考。

透镜22及25作为一用于交叉扫描方向的组合可变光束扩张器(vario)及光束转向系统。通过沿着光轴移动透镜22，调制器处的光束尺寸改变，但是保持接近准直。

通过于交叉扫描方向移动透镜22，离开轴，光束可相对于调制器处光轴的的位置设置及角度而转向。在本实用新型的一较佳实施例中，光束角度及位置是使用下述光导件152测量。为清楚起见，执行这些测量的较佳方法说明于下节，名称为“交叉扫描误差的确定”。若“p”及“a”是光束的位置及角移动的测量，则转向信息为：对于透镜22，Δy＝c*p+d*a，其中c，d，e，f为视光学设计而定的常数。如果调制器只具有与写入所需相同数目的段，则此型式的修正特别重要。如果使用具有额外通道的调制器，如相关于图6而说明的，则光束定位要求较不精确。

此光束可变扩张器及光束转向系统是必需的，用以补偿在日常使用循环期间或激光有效期间，由于热改变或者电或光学性质的激光谐振器状况的改变所引起的变化。如果这些变化不修正，则所产生的图案将变差。调制器处 的光束的不适当尺寸或位置设置，由于上述2x-24x重叠过程，会导致不均匀功率分布，因而导致所产生图案的线宽度变化或边缘粗糙度增加。不适当角变化，由于在曝光系统数值孔止动件处的光束的切割部份会导致功率损失，或导致在所产生图案边缘的非对称效果。

在上述较佳实施例中，所产生图案的所有这些变差的效果较佳被防止。

调制器-印刷电路板影像系统是用于透射调制器的影像至印刷板平面。

在本实用新型的一较佳实施例中，激光光束在印刷电路板上的焦点可以光学调整。当然，可聚焦的光学系统是公知的。然而，复杂的扫描器，诸如本实用新型的扫描器，通常为固定焦点。考虑系统上的集流管要求，及扫描与交叉扫描方向的(通常)不同聚焦方案，此不会令人惊讶。亦注意，物体必须只移动较短的距离，以使其回到焦点。然而，本实用新型人相信，为了高精确度，机构应该尽可能简单及坚固。

为了允许此聚焦，系统需求，诸如高总激光功率传递效率、高解析度及高保真度图案产生，必须予以考虑。

图8A及8B显示本实用新型较佳实施例的一功能性方案。如同图7A及7B，图8A及8B各代表沿着交叉扫描及扫描方向的视图。

调制器-板影像系统由若干模组单元组成。影像系统的开始点是声光调制器28，其较佳为一多通道调制器。在光轴上的声波中心位置视为物面。来自Crystal Technology，Inc.的AOMC 117/24-UV型式声调制器可使用24通道的调制器，适用于本实用新型的某些较佳实施例。

在扫描方向(图8A)，第一模组影像单元由球形透镜32及36组成，其在平面39处形成调制器平面(物面)的第一影像。第二模组影像单元使平面39的影像成像于印刷电路板78的平面。第二模组单元包括球形透镜48及扫描透镜系统72的球形部份与透镜76。结果，在多边形46及板平面78之间，光学系统作为准f-θ透镜工作，其较佳为远心。物理止动件31显示于透镜34及36之间。此止挡件做成足够大，以至于不会限制在此方向的扫描数值孔，扫描数值孔是由多边形的转动面定义。止挡件主要功能是阻挡来自调制器28的直接透射光束进入光学系统。交叉扫描方向的物理止挡件31’定义在此方向的数值孔。

为了达成所产生图案的陡峭侧壁及高功率效率，较佳为使用此技术中公知的史柯风效应及面追踪。史柯风效应的要求为调制器媒介中的切换信息的 声速-以调制器及板之间的光学系统减速比减小-等于板上的写入点的扫描速率，但方向相反。此导致板上预定地方上的“静止”数据信息。当作为调制器光学媒介的石英材料声速是每秒5.7公里且扫描速率为每秒0.270公里(每分钟1700转的多边形速率，见图5)时，需要约21x的减速比，如果此减速比固定，扫描速率与每秒0.270公里(达成最佳扫描次数所需)的每一差异会导致图案边缘的模糊。在不同扫描速率的模糊的大小可以通过减少在调制器处的照射光束尺寸而减少。但减少的尺寸导致增加的发散，且因而导致调制器衍射效率减少。

在多边形处达到1/e2的光束尺寸小于面的宽度。面本身作为扫描方向的数值孔止挡件，且当多边形的转动使光束偏转时，孔将移动。如果到达多边形的光束是固定位置，多边形的移动将导致减少的扫描功率。其补偿可通过改变在调制器的调制信号的载体频率进行，以造成在调制器处的光轴的角向改变，导致在多边形处的光束的平行移动。调制频率的改变是使得同步追踪光束与面的转动(面追踪)。

与其他方法(见Goutzoulis等人，第182页)比较，面追踪改良循环时间效率达约99％。其在此技术领域是公知的，如果入射光及声波前形成特殊角-布勒格角，则在调制器处达到最大衍射效率(透射)。由于布勒格角只取决于光束波长、光学媒介中的声速及调制信号的载体频率，因此光束调整只可就一频率而最佳化。此通常选为扫射的中心频率。就扫射之外位置而言，那些位置的衍射效率减少，降低传送至板的功率。本实用新型的一较佳实施例可光学性补偿此效应，结果，使沿着扫描的功率分均匀化。此是通过使光束在交叉扫描方向聚焦于多边形上及板上而完成。于是，由颤动引起的光束方向的小角度交叉扫描改变不会导致板上的光束位置的移动。

转到图8B，在交叉扫描方向，球形透镜32及36及圆柱形透镜34是模组影像单元，具有接近于用于扫描方向的焦点的实焦点，圆柱形透镜38则移走。当镜38在系统中时，在平面39处的交叉扫描焦点转变为虚焦点。连同球形复合透镜48，真实第二影像只在交叉扫描方向形成于或接近于多边形面。交叉扫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组影像单元由扫描透镜(72及76)的球形部分及圆柱形透镜82组成。

第三模组单元是用于多边形颤动补偿，因为接近第二焦点的面的角变化也以角变化而非以位置定位变化透射至板平面。然而，光学器材的缺陷会在 光束沿着其扫描路径扫描时，造成光束交叉扫描位置的系统偏差。这些偏差可如下述予以补偿。全部交叉扫描影像系统自调制器至板的减速比是由所需数据解析度预先决定。在本实用新型的较佳实施例中，作为最小可编址单元的375微米单一调制器通道的宽度依据所需要的4000DPI(每寸的点)位址解析度而减少至6.35微米。结果，选择59x的减速比以用于交叉扫描方向。

在本实用新型的一较佳实施例中，扫描及交叉扫描方向二者皆特别具有一介于调制器及印刷电路板之间的联合影像平面(调制器平面的第一影像)。应注意，影像平面可能相差小的量。较佳地，两个光束方向由单一元件聚至焦点，该元件是透镜36。自此点至板平面的减速比在两个方向相等。依此方式，透镜36的简单轴向移动允许扫描及交叉扫描方向二者的几乎相等的焦距改变。聚焦透镜36与板处的焦点移动之间的传递比由自第一焦点39至板平面78的减速比决定。

在一示范性系统中，依据本实用新型的一较佳实施例，选择下列减速比：

扫描方向：调制器至第一影像：12.35X；第一影像至板：1.7x；调制器至板：21x。

交叉扫描方向：调制器至第一影像：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；调制器至板：59x。

如上述，为了改进扫描方向的精确度及光束的边缘解析度，面追踪及史柯风效应用于调制器28中。然而，这造成调制器中的光束偏转角改变。接着，这造成光束的功率改变，因为调制器效率是偏转角的函数。这导致功率在扫描时为非均匀。为了修正这个现象，f-θ透镜是x＝f(θ)的透镜，其中f(θ)是补偿函数，其使功率低处-即在扫描末端的光束减漫。通常，简单二次修正，x＝f1*θ+f2*θ3即足以有效补偿功率非均匀性，其中f1是中央焦距，f2较佳为负数。

用于多波长的声光调制器

图18A显示一可用的调制器28，诸如上述商用调制器。在调制器320中，声波产生于转换器322，且形成用于使输入光束324及326衍射的图案。如上述，本实用新型考虑使用具有两个光谱线的激光。为了效率，两个线皆应使用。然而，如图18A所示，这将导致两个波长的衍射光束324’及326’具有不同的出口角，因为当它们进入及离开调制器时被不同地折射，且因为它们的布勒格角不同。

图18B显示当线离开调制器时该线分离的建议解决方式。在图18B的调制器28’中，调制器入口及出口面不平行。它们最好成一角度，该角度设计为使得两个光束(波长不同)在输入及输出面的折射差恰等于且相反于光束的布勒格角差。于是，一起进入的两个光束一起离开。

注意，透射光束324”及326”具有不同的出口角。然而因为只有衍射波使用于本系统，这不令人感兴趣。然而对于使用透射光束而非衍射光束的系统，输入及输出面之间的补角将导致光束以对于透射相同的角离开。当然，这将增加衍射光束的偏移。

扫描方向位置测量

印刷电路板精确直接激光写入最重要的因素置一是印刷电路板上的光束位置的认知。此认知允许在扫描线位置处利用正确数据的光束(或更精确地，扫描线)适当调制。印刷电路板沿交叉扫描方向移动，光束沿扫描方向扫描。于是，光束的位置可由对于上面安装有印刷电路板78的台79的交叉扫描位置的认知及对于光束扫描位置的认知而完全确定。

确定台的交叉扫描位置是简单的。可以使用此技术中公知的众任何编码器。在本实用新型的一较佳实施例中，台沿着两个x形轨道96输送，而光学编码器用于测量。关联编码器的刻度计98显示于图1。在本实用新型的一较佳实施例中，使用德国Jena，NumerikJena GmbH编码系统LIE 5型(精确度2微米，解析度0.2微米)。较佳地，交叉扫描位置测量设置为±2或3微米的精确度及±0.1微米的解析度，虽然可使用其他解析度及精确度，视系统需求而定。

应注意，印刷电路板上的每一特征结构是由光束16的若干段写入。于是，交叉扫描位置的认知可用于确定光束的调制到达一位置精确度，该位置精确度大于最小要求特征结构尺寸。数据位置可以调整至等于扫描线间隔的位置精确度，其通常远小于所需的精确度。

以大的精确度确定光束扫描方向位置更加困难。此问题由于使用随着位置而改变的扫描速率变得更加困难，因为此需要更精密控制来自数据源的数据流。

图9是数据控制系统100的简化方块图，用于依据本实用新型一较佳实施例的扫描器。

控制系统100接收来自检测器电路84的信号。这些信号代表由刻度计 80上的标志所调制的光束18’功率变化。通常，这些标志产生一模拟信号(“光学时钟”)，其具有较低脉冲率，远小于此系统的数据时钟频率。时钟产生器102产生来自扫描位置检测器信号的X时钟(数据时钟)及扫描信号启动。产生来自扫描信号的X时钟的较佳方法的一说明如下。然而，应注意时钟的下列特性：

1)平均X时钟频率较佳为在扫描的全长不是一个常数。

2)数据依据瞬时x时钟计数及扫描信号启动而送至调制器28。应了解，当数据回应于x时钟而送至调制器时，除了当光束是在写于印刷电路板上的正确位置时以外，无数据传送。于是，对于在光束改变面或在扫描开始或结束的时期而言，当光束不在写入位置时，无数据送至调制器，其是关闭。

时钟产生器102传送x时钟信号及扫描信号启动至数据库104，其含有一待扫描的印刷电路板二进制图。替代地，数据可为向量形式，且可在线地转换为栅格形式。此数据较佳为压缩形式。扫描信号启动的产生可依据独立检测器，其将扫描信号的启动(未显示)送到时钟产生器。较佳地，扫描信号的启动是依据扫描信号本身，例如通过在扫描开始及/或结束所产生的长信号。

时钟产生器102亦送y同步信号至一控制器(未显示)。此控制器控制与y扫描信号同步的台的移动。此信号，其与扫描器启动同步，提供一用于使台的位置与数据流同步的装置。

数据库104将多个数据扫描线送至多线数据缓冲器及扫描线产生器106。较佳地，多线数据缓冲器106含有目前扫描及下一扫描所需要的所有数据线。

依据交叉扫描位置信号及印刷电路板位置信息，多线数据缓冲器及扫描线产生器产生扫描线数据，且传送扫描线数据至扫描线缓冲器及控制器108。此数据回应于时钟，而在依扫描信号启动而定的时间处开始，一次一位地馈送至各调制器。

应了解，图9只代表一功能性方块图，而用于执行图9功能的各种装置及方法可由专精于此技术的人士思及。此外，与一个方块有关的某些功能可通过其他方块执行，或者，方块在实用上可以组合。此外，所有或某些功能可由硬件、软件或固件或硬件、软件或固件的组合及/或在一般或特殊目的的电脑上执行。然而，通常，对于很快的系统而言，专用硬件系统是所需。此 系统通常使用硬件数据解压缩、用于保持数据的FIFO、用于切换来自FIFO的数据至光束的开关及用于依据印刷电路板位置使数据延迟的可编程延迟器件。此系统(用于产生36扫描线，其中只有24线实际写至声光调制器(AOM)，而其12线是用于交叉扫描修正，说明于下)的全视图显示于图10A中。图10A显示依据本实用新型一较佳实施例的缓冲器/产生器106及扫描线缓冲及控制装置108的总方块图。图10B显示图10A硬件逻辑的一实施例。图11示出图10B的快速切换器如何依据上述扫描控制信号而操作，以控制哪些数据线送到AOM。系统允许在每一方向的调制器信号达6扫描线偏置。

应注意，图11所示的快速切换器允许相关于扫描位置的交叉扫描误差修正。此误差可例如由扫描光学器材中的残余像差造成。此误差不随时间改变，且可在扫描器有效期内测量一次。这些误差储存于存储器中，且形成到达快速切换器的信号的基准。

特别地，图11显示36个数据输入流，其在图11中显示成进入切换系统的光束，及24个输出数据流，每一个对应于离开切换系统的调制器28中的一光束调制通道(就图6的系统而言，应30个光束离开系统)。进入的数据流依据其标称位置对应于板上的一给定扫描线。三箱310-312亦显示于图11，其标示用于切换器的三个示范性“位置”。每一箱310-312对应于一用于给定扫描位置的板上光束的示范性交叉扫描偏置位置，诸如可能由于扫描光学器材中的缺陷而发生。在位置310，交叉扫描偏置为零。在此例中，输入线N＝0至N＝23送到调制器。附图标记311标示光束在交叉扫描方向偏置二扫描线的状况。为了补偿，输入线N＝-2至N＝21送到调制器，以致于子光束由来自这些输入线的数据调制。此确保即使光束在扫描期间沿交叉扫描方向移动，信息仍写入板上的正确位置。类似地，附图标记312代表在相反方向偏置一扫描线的状况，使得输入线N＝1至N＝24送到调制器。

图12是依据本实用新型一较佳实施例用于产生X时钟的时钟产生器102电路示意图。虽然此电路及其执行方法是较佳的，应了解，自低速信号产生高速时钟的其他方法，如在此技术中是属公知的，可用于本实用新型的其他实施例。图13示出用于了解时钟产生器102操作的时钟信号。

来自检测器电路84的光学时钟信号是用以提供用于PLL及VCO140的锁定信号。PLL及VCO 140通过除以16与电路142形成一回路，以依据类 似于光学时钟的PLL信号产生VCO信号。PLL时钟以下列方式而不同于光学时钟(opt时钟)：

1)PLL时钟比opt时钟更稳定(非常短期)。

2)PLL时钟具有比opt时钟更尖锐及更稳定的过渡。

3)PLL时钟是连续的。opt时钟在面切换期间消失。当opt时钟再出现时，PLL将PLL时钟锁定至opt时钟。一相差可能存在若干循环。然而，在此期间没有数据触发，因为光束是在扫描开始处，此时仍然没有数据待写入。

PLL及VCO 140产生两个时钟(VCO及反相VCO)，二者皆是PLL时钟及光学时钟的16倍快。标准电路可用于此除法。使用AD9850BRS(可由美国类比装置公司取得)以执行此除法，则其他除法(诸如15,999或16.001)能以40位精确度达成。如此使得可以产生任何需要的线性缩放比例。

VCO时钟是由逻辑电路144使用，以产生启动扫描信号及Y相信号。逻辑电路144亦接收定标因子及来自扫描修正存储器146的扫描修正值。

在本实用新型一较佳实施例中，刻度计所产生的VCO时钟具有比调制器的实际所需数据流频率略高的频率。系统的此内建式误差及其他误差由一时钟产生方案修正，其示出于图13的时钟轨迹中。注意，显示于此线的信号利用VCO时钟及反相VCO时钟二者，以形成X时钟(数据时钟)。注意，时钟之间的每一对开关导致单一计数的损失。于是，当VCO时钟的计数频率有意设定为高，则可以到达所需要程度地减少频率至所需频率。逻辑144产生足以修正下列的开关频率：

1)刻度计预扭曲造成的有意的高VCO频率。此频率可为约0.75％高。

2)板的一定标因子，如下述。

3)刻度计测量及写入光束位置之间的位置误差。这些误差的发生主要是因为两个光束未依循相同的路径，且扫描透镜虽然为远心，却具有某些残余非远心误差。于是，光束及不同长度光束之间的偏置导致某些小的可重复误差。这些误差值储存于修正存储器146中。

逻辑亦产生一启动扫描信号，较佳为来自光学时钟本身，如上述。此信号由y相信号补充，其决定多边形及台的y运动之间的实际同步性。

应了解，为了说明简单起见，其他数据修正未予说明。然而，较佳地，扫描读数中的已知误差在决定送到调制器的数据时列入考虑。又一修正是针对基于电时钟的数据切换及光束在板上的入射之间的时间延迟。时间延迟的 结果是，在扫描方向将有一额外的位置延迟，例如视目前多边形速率而定。在本实用新型的一较佳实施例中，使用如下述(图14)的一基于位置测量系统的自动对准机构。

在光导件152区域外侧的一台位置(图14)，在该位置中较佳为板不在光束下方，一数据信号在已知的X时钟位置传送。然而，在电子系统中，特别是调制器28的切换时间中的延迟装置将在板处在距数据发送的偏置时间产生调制。此导致在板处的一个位置偏置误差。此位置误差主要是多边形速率的一因子。为了测量改变多边形速率以后的位置偏置，一数据信号在第一X位置送到调制器，来自光管的光信号于第二x位置接收。

第一及第二位置之间的X时钟脉冲数目现在代表时间延迟，且作为X时钟产生器的额外延迟。

应了解，在若干X时钟位置的若干时间延迟可用于提供更好的精确度。

系统也较佳为包含一测试时钟，用于测试电路，而不需要启动激光器。

印刷电路板对准

依据本实用新型的较佳实施例，数据与板的对准是参考贯穿孔，如同已有技术。当写在已写入的板上时，写在板上的绝对位置特别重要，诸如待用于一多层板内或多层板外的层的第二侧。然而，不同于已有技术系统，其中板上的孔与扫描器是机械式对准，在本实用新型的较佳实施例中，板上的孔与扫描数据是光学对准。较佳地，用于写在印刷电路板上的系统，包含扫描及交叉扫描定位机构，是用于确定孔的精确位置，因此确定板在扫描器上的精确位置。在本实用新型的较佳实施例中，数据匹配于板的位置是通过转动板以修正板与数据的角向偏差，及/或通过扫描线数据在扫描及交叉扫描方向二者的选择性延迟，以修正残余的扫描位置偏差。较佳地，交叉扫描偏差是通过在交叉扫描方向使数据延迟或前置。通常，执行所有三种修正。

在本实用新型的一替代较佳实施例中，通过转动及平移数据以匹配测量位置，数据本身被转换到测量坐标系统。然而，难以在线地做这些转换，因此如上述数据与位置的混合对准较佳用于高产出率扫描器，其中期望来自数据库的在线转换。

图14是依据本实用新型一较佳实施例的位置测量系统示意图。印刷电路板78形成多个孔150，较佳为三孔，如所示。台79未显示于图14中，但其亦形成孔，是位于下方且略大于孔150。台下方为一顶部上涂覆以萤光材 料的光导件152，其接受通过孔的光且以光照射检测器153。当光束通过一孔时，检测器153将产生信号。当光束由印刷电路板阻隔时，检测器153没有产生信号。来自检测器153的信号与光束x位置及光束y位置一起送入位置计算器及存储器155。位置计算器及存储器确定：当信号从关闭改变为开动及从开动改变为关闭时从光束位置确定孔的边缘(扫描及交扫描方向)。由此边缘，可确定孔中心的实际位置。

所有三孔150的中心位置送至到位置误差计算器156。计算器156亦接收(或储存)孔的标称位置。依据孔的实际及标称位置之间的差，转动修正单元157确定台所需要的转动。转动机构158在扫描以前将台以所需的数量精确地转动，以将板78的x-y轴对准扫描器系统的相应轴。此外，位置修正模组160确定台的位置与待写入区域位置之间的关系。此关系用于修正由数据控制装置100送到调制器28的数据的位置。

此外，扫描方向定标因子(显示于图12)可依据孔之间距离的标称值的差而计算。在本实用新型一较佳实施例中，可提供额外的孔150’，使得孔150及孔150’之间的交叉扫描距离可以确定。此距离(相较于标称距离)可用于定标交叉扫描方向的输入数据。替代地，相同的定标因子可用于两个方向。此定标修正是在实际写于印刷电路板上以定标数据时使用，如上述。

在孔位置确定期间，将板78上的光阻曝光是不需要的。此之达成可通过减少功率以致于光束16不够强到足以将光阻曝光，或通过将辐照区域限制在孔的区域，所述孔并非待写入图案的部份。

应了解，图14本质上很通用，且大体上为功能性。其他电子结构亦可用于执行位置确定，或者，它们可以整体或部份地在软件或固件中执行。

实用上，在板的一侧写入后，板被翻转。图14最左方的孔已移动靠近台的右边缘，且在其新位置被安放于台的一额外孔上方。中间孔，其较佳为对称安置，只交换位置。再次地，计算孔的位置，及利用孔的相应位置作为参考以对应于写在第一侧上的图案确定对于第二侧的图案应写于该处的位置来写入第二侧。应注意，孔的不对称定位导致板侧的自动检测。

通常，很多层将以此方式曝光而后蚀刻。通常，当层(甚至于不同层)是批制造，全部层的尺寸变化约为相同。层是堆叠的，较佳为使用孔作为引导件，但使用诸如此技术所公知的X光影像的其他装置以对准层，所述层然后互相层合。外层(其此时在外侧完全以铜遮盖)是堆叠的部分。如同已有技术， 例如，依据X光影像而钻孔以用于过孔或供安装。较佳地，亦钻出适用于对准堆叠，用以写在外层上的孔。这些孔可用来对准用于板外侧的数据与写在内层上的图案。应注意，用于堆叠的定标因子通常与用于层的不同，是由于堆叠及组装过程中的压力所造成的扭曲。

虽然此定位方法系较佳，但就本实用新型某些较佳实施例而言，诸如安装孔(于板中)及销(于台上)的其他对准方法亦可使用。

选择性地，台可设有定位销，而板设有孔，用于在应用上述位置确定及修正方法以前，粗略对准板。依此方式，所需要的转动修正及数据位置修正减到最小。

在本实用新型一较佳实施例中，光导件152是10毫米高乘10毫米宽。较佳地，只照射单一光束段。该光束可聚焦于印刷电路板，或者，光束可有意地散焦，以致于“光学边缘”不尖锐。此将导致光的斜坡函数，作为位置函数。此函数可用于从作为位置的函数的亮度图来确定边缘关于次像素尺寸的位置。在本实用新型的替代的较佳实施例中(未显示)，个别检测器(每一检测器在每一孔下方)是用于取代光导件152及检测器153。

交叉扫描误差确定

如上述，两种型式的交叉扫描误差待确定及修正。其中之一是交叉扫描位置误差，其能以多边形角位置的函数变化，且利用结合图11而讨论的方法修正。另一误差是交叉扫描角及缓慢变化的偏置，其如结合图7B所说明的那样修正。

光束在交叉扫描方向于声波调制器28处的不正确安置可以相当容易地确定。为了进行此确定，光束扫过光管152(在没有台时)，且测量来自检测器153的信号。激发连续扫描线或小群扫描线的情况下，此扫描重复很多次。如果光束正确安置在调制器处，则以调制器段数为函数的光束功率图将为高斯形，定心于中间的二个段之间。如果其偏置于调制器中心(不论是否如同图6提供额外通道与否)，则高斯形的中心将偏置。此偏置可通过确定以调制器段为函数的光束功率图的拟合高斯曲线中心而确定。

图17A及17B是一部份扫描器的侧视及顶视图，该扫描器用于一较佳方法，以确定交叉光束角偏置。在图17中，提供与前图相同数目的元件，而新元件300代表焦平面，302代表角移动的基准。

如图17A所见，一角误差将在交叉扫描方向中光束接触光导件152的位 置的偏置中显现。基准302较佳为包括一不透明材料，其中形成隙缝304。隙缝304与扫描及交叉扫描方向成一角度而安置。注意(由图17B)，光束在交叉扫描方向的位置对于焦平面及对于光导件而言并不相同。此在交叉扫描方向的位置的不同由隙缝304转变为时间差(因而转变为扫描方向的位置)。如所述，只有当光束穿过基准时，一脉冲将由检测器153自基准收集。此扫描位置可利用X位置测量系统测量，该系统包含测量在焦平面处的位置的刻度计80。角偏置可自所接收脉冲的位置(时间)误差导出。

以上提到，通过该光学系统的设计，多边形的颤动不会导致光束在交叉扫描方向可察觉的移动。

刻度计

刻度计80具有很多特征结构，以改良位置测量的精确度及可靠性。如已提到的，面将一部份光截取出扩张的高斯分布测试光束18。结果，前向光束的总功率在扫描的外部份比其中心低。此外，因为扫描透镜非完全远心，光束在扫描方向被以与进入光束不同的方向反射。结果，反射光束未如同进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，视远心误差而定。

远心误差特征通常具有通式Θ＝a*X+b*X3，其中Θ是远心误差，X是扫描位置，自扫描中心对称测量，a及b是常数。

为了克服此问题，在本实用新型一较佳实施例中，刻度计的表面在扫描方向成型，使得光束在与入射光束相同的方向反射(即，垂直于刻度计)。如果刻度计具有一表面，其轮廓的形状为Z＝c*X2+d*X4，其中Z是与刻度计平坦度的偏差，则此可达成。然而，由于焦深的考虑，偏置限制为约0.5毫米。

然而，此修正不够完整。结果，在某些扫描位置，特别是在扫描中间，依据反射光束的信号强度是饱和，而开动时期实质上大于关闭时期。在其他位置，特别是在刻度计末端，关闭时期大于开动时期。因为数据时钟的产生传统上是依据将信号设定门槛，此可导致时间误差，特别是如果关闭时期强度未落于门槛之下或开动时期强度未升至其上尤然。在本实用新型一较佳实施例中，刻度计反射及非反射部份的尺寸随着位置改变，使得信号的开动及关闭时期相同。

印刷电路板的真空夹头

在位置测量及扫描循环期间，重要的是印刷电路板保持在位。纵然使用定位销时，它们不够精确以供定位，使得此问题变得复杂。于是，较佳为使用真空夹头，以固持印刷电路板78于板79上的定位。

图15是图1的扫描器的透视图，台79在延伸位置，印刷电路板78自台移走。台79形成分段表面200，更清楚显示于图16。分段表面200较佳为由一系列棱锥台形成，棱锥台之顶形成平坦表面。表面200又形成一或更多真空出口202，空气可由该出口在任一方向抽送。如果全部平面都被遮盖，且空气经由出口202抽出，如此形成的真空遍布于棱锥台之间的通道，而遮盖物的全部表面由真空固持。

实用上，大部份印刷电路板不能直接安置在截头圆锥上，因为大部份印刷电路板小于全部表面。于是，任何潜在的真空将在板的边缘逃逸。此外，很多印刷电路板具有在其曝光以前钻入其的孔，以致于真空亦将通过它们逃逸。

依据本实用新型一较佳实施例，中间板204安置于表面200及印刷电路板78之间。板204是设计成作为用于一特殊设计印刷电路板的真空分布器。板204典型上具有很多孔205，但仅在由印刷电路板固体区域遮盖的区域中。

可由图15及16注意到，台200端部具有不同于表面200的结构。较佳地，在使用上述位置测量系统之处，台将形成孔206，其对应于印刷电路板上的孔150及形成于板204中的孔207。应了解，孔206及207实质上大于孔150，以致于它们不会干涉上述板78的对准。亦注意，选择性的销208设在台79顶上，用于粗略定位印刷电路板。这些销配合印刷电路板78中的孔210及板204中的孔212。

亦应注意，由于台内的孔的存在，棱锥台结构不使用在台的端部。而是，较佳为使用一系列连接到棱雉台之谷的通道，以在台的端部提供固持真空。

依据本实用新型一较佳实施例，在写入完成后的印刷电路板移除借助于经由孔202及棱锥台的谷提供压缩空气至板底。此压缩空气稍微将板举起，使其易于移除。

上述真空夹头又具有的优点为，将整个板推向一平坦表面(棱锥的截头顶)且以该表面为参照。于是，整个板在相同焦平面。

根据本实用新型的一些实施例，扫描系统10可以用于不同应用，例如用于扫描不同的光阻表面且以不同速度。在一些示例性实施例中，不同应用 要求以不同的强度水平扫描。根据本实用新型的一些实施例，扫描系统10包括可变光束衰减器，用于调整用于扫描的强度水平。

现在参考图19A和19B，其分别显示了根据本实用新型的一些实施例的可变光束衰减器的透视图和侧视图。根据本实用新型的一些实施例，可变光束衰减器27定位在光束路径16中，且操作用于衰减光束。根据本实用新型的一些实施例，可变光束衰减器27包括安装在电机343的轴348上的衰减器光学器材340。根据本实用新型的一些实施例，衰减器光学器材340包括涂覆在薄玻璃上的平行偏振边缘滤光器(parallel polarization edgefilter)。通常，平行偏振边缘滤光器对于光束16’入射到衰减器光学器材340的角度θ敏感。通常，光束16的强度和/或功率，其表示光束16’的透射穿过光学器材340的部分，随角度θ从0到90度增大而增大。在一些示例性实施例中，衰减器光学器材340由合成石英玻璃的薄片形成，例如SQ1玻璃。可选地，合成石英的薄片被用于降低和/或最小化由于跨衰减器光学器材340的折射导致的光束运动。在一些示例性实施例中，该片的厚度为0.4mm。优选地，该片的厚度应该小于1mm，且如果结构可能的话，应该为0.1mm那么薄。

根据本实用新型的一些实施例，光束356，表示光束16’从衰减器光学器材340反射离开的部分，入射到散热器346。通常，散热器346由可变光束衰减器27的金属基座形成。在本实用新型的一些实施例中，在功率高的情况下，散热器346通过使冷却剂经过而被冷却，冷却剂例如为穿过散热器中的通道中的水。可选地，由散热器346吸收的热量通过冷却通道347消散，冷却通道347通常连接到冷却系统。替代地或附加地，风扇吹动空气到散热器上以冷却它。根据本实用新型的一些实施例，散热器346为专用UV吸收涂层。可选地，涂层由黑陶瓷形成。

根据本实用新型的一些实施例，电机343通过沿方向342旋转固定到衰减器光学器材340的轴而控制衰减器光学器材340的角度取向。优选地，轴348在垂直于光束16’的方向的方向上延伸。根据本实用新型的一些实施例，可变光束衰减器27附加地包括位置开关345，用于设置衰减器光学器材340的角度位置。可选地，位置开关345操作以在多个选择的和/或预先限定的角度之间切换。在一些示例性实施例中，位置开关345包括金属板344，其通过蚀刻限定选择的角度的开口形成图案；以及相应的光学传感器，用于感测何时光学传感器的瞄准线被阻挡或透过金属板344。可选地，光学传感器345 检测到瞄准线的阻挡而指示已经达到一个预先限定的角度。替代地，光学传感器345检测到瞄准线没有被阻挡指示已经达到一个预先限定的角度。

现在参考图20，其为根据本实用新型的一些实施例的扫描器的侧视图，其中壳体的一部分被移除，显示了过滤器风扇单元。根据本实用新型的一些实施例，扫描器系统10包括过滤器风扇单元500，其提供具有预清洁空气的空气流在扫描器系统10的罩盖511下方和底部92上方。根据本实用新型的一些实施例，过滤器风扇单元500包括输入端挥发性有机物(VOC)过滤器510，和输出端高效颗粒空气(HEPA)过滤器530，其中风扇520布置在它们之间。通常，VOC过滤器510、风扇520和HEPA过滤器530被包封在外壳505(例如箱)中。根据本实用新型的一些实施例，风扇520穿过VOC过滤器510朝向HEPA过滤器530抽吸空气流502，以便于在罩盖511下方和底部92上方产生清洁空气的正压力。通常，过滤器风扇单元保护在罩盖511下覆盖的和位于底部92上的光学器材，使得有机和无机颗粒不会累积在光学器材和/或系统10的其它敏感元件上。

根据本实用新型的一些实施例，VOC过滤器510被设计为按需要定期更换。在一些示例性实施例中，在机器安装期间，更换VOC过滤器510的更换周期限定在空气过滤网处理(air-screen process)之后。在一些示例性实施例中，VOC过滤器510被按需要更换为不同类型的过滤器(例如用于特定应用和/或化学成分)。

现在参考图21A，其中示出了根据本实用新型的一些实施例的由多个气动阻尼器支撑的扫描器系统的工作底部。根据本实用新型的一些实施例，工作底部92被安装在多个气动阻尼器610上，用于将扫描器系统与外部振动隔离。通常，气动阻尼器610被定位在底座690上。替代地，不是使用底座，这些气动阻尼器也可以直接放置/安装在地面上。根据本实用新型的一些实施例，每一个气动阻尼器610与用于随时间保持气动阻尼器610中的期望压力水平的控制阀650相关联。阻尼器的目的是降低台的共振频率且降低震动幅度。

现在参考图22A和22B，分别显示了根据本实用新型的一些实施例的包括三个气动阻尼器的扫描器系统的底座的侧视图和俯视图。根据本实用新型的一些实施例，底座690包括三个气动阻尼器610，例如用于支撑底部92的阻尼器610’和610”。通常气动阻尼器610与底部92支撑扫描器系统的 光学器材和曝光台。在一些示例性实施例中，两个气动阻尼器610’沿底座690的大体沿Y方向(例如交叉扫描方向)延伸的第一边缘692间隔开地定位。可选地，气动阻尼器610'定位为邻近拐角。在一些示例性实施例中，第三、通常较大的气动阻尼器610”沿X方向从气动阻尼器610'间隔开，和/或被定位为邻近底座690的第二相对边缘694，该第二相对边缘694也沿Y方向延伸。可选地，气动阻尼器610”相对于边缘694大体居中。阻尼器的通常位置和尺寸被基于负载的重量分布来选择。通常，每一个气动阻尼器610，例如610'和610”被连接到专用的控制阀650，用于保持期望的负载高度。替代地，多于三个气动阻尼器610被使用，例如四个气动阻尼器610被使用。

现在参考附图23A和24A，显示了根据本实用新型的一些实施例的用于控制到气动阻尼器的压力流体供应的控制阀。根据本实用新型的一些实施例，控制阀650包括入口652，用于从压缩空气源接收压缩空气，和出口654，用于供应压缩空气到气动阻尼器610。通常，压缩空气被通过连接在控制阀650的出口654和气动阻尼器610中的入口615之间的管道或类似物供应到气动阻尼器610。通常，控制阀650供应空气到气动阻尼器610以补偿气动阻尼器610中的任何空气泄漏，且保持底部92的专用水平高度。通常，气动阻尼器610包括一个或多个弹性隔膜，并且可以预期随时间跨弹性隔膜的一些空气扩散。

根据本实用新型的一些实施例，控制阀650包括阀杆656，其感测底部92的大和/或快速的偏离，例如在限定阈值之上的偏离。通常，大的偏离触发到气动阻尼器610的空气供应。在一些示例性实施例中，当固定到底部92的支架695响应于底部92的运动施加压力到阀杆656上时，底部92的偏离被阀杆656感测到。通常，在气动阻尼器610和支架695之间的接触经由安装在可运动杆657上的尖头655建立，可运动杆657搁置在阀杆656上。通常，底部92的一些偏离和/或振动在气动阻尼器610的正常操作期间被预期。可选地，约1mm量级的偏离被预期，而更大的偏离可指示气动阻尼器610要求附加空气供应，例如大于1cm的偏离。通常，在预定阈值偏离之上，阀杆656释放空气到气动阻尼器610。

替代地，如图21B、23B、24B中所示，在气动阻尼器610和支架695a之间的接触经由阀杆656a上的球形轴承655a建立，该阀杆656a安装到支架695a且随底部92一起运动。控制阀650a安装到弹簧上，并且弹簧利用 球形轴承安装到底座690上的固定框架。

根据本实用新型的一些实施例，控制阀650附加地包括限制开关659，用于检测气动阻尼器610的故障。根据本实用新型的一些实施例，固定到底部92的第二支架696被相对于限制开关659定位，使得它响应于指示气动阻尼器610被损坏的限定偏离而接触和促动限制开关659。可选地，当限制开关被激活时，错误消息被显示在用户屏幕上。

现在参考附图25A和25B，其显示了根据本实用新型的一些实施例的可运动地安装在扫描器系统的底部上的台的一些细节。根据本实用新型的一些实施例，由于台79在扫描期间被沿着轨道96运输，真空软管450提供在台79的真空出口202和真空泵和/或真空源410之间的空气通道。通常，真空软管450由柔性材料形成且为手风琴的形式，使得它可以延伸和收缩而不会在软管的材料上产生应力。在一些示例性实施例中，真空软管450沿其长度由多个支架420支撑，且支架420沿真空软管轨道480骑跨。优选地，支架420附接到轨道并且可沿轨道480移动。优选地，支架420或环(优选地在软管内部或结合到软管)支撑软管，使其不会在软管内部的真空作用下径向坍塌。优选地，环处于与至少一些支架420相同的软管上的位置处。通常真空软管轨道480沿与轨道96相同的方向延伸和/或平行于轨道96，且在一端连接到真空源410且在相对端利用连接器和/或空气分配单元460连接到台79。通常，空气分配单元460连接到台79的下侧79’，在与真空出口202对齐的位置处。应注意到，尽管只示出了一个空气分配单元460，软管450可替代地被连接到多个空气分配单元460，每一个单元与形成在台79上的不同组的真空出口202对准。

根据本实用新型的一些实施例，当台79被沿远离真空泵410的方向运输时，软管450被台79和/或被连接到台79的空气分配单元460拉伸，且软管450沿其长度被伸展、延伸和/或伸长。通常，当软管450伸展和/或增加其长度时，支架420沿着真空软管轨道420滑动且在支架420之间的距离增大。以类似的方式，当台79被沿相反方向运输(例如朝向真空泵410)时，软管450坍塌、折叠和/或被沿其长度压缩，且在支架420之间的距离减小。

现在参考附图26A、26B、26C和26D，显示了根据本实用新型的一些实施例的用于精确地组装和/或定位透镜系统的元件的调整机构。根据本实用新型的一些实施例，支座505定位在底部92上，用于支撑多边形46、扫描 透镜系统72、准f-θ透镜76、圆柱形透镜82以及其它光学元件(图1)。根据本实用新型的一些实施例，透镜76支撑在板550上，该板550可调整地连接到支座505。通常，支座包括一对支柱，和分别布置在支柱的顶部上的一对唇部。在一些示例性实施例中，可调整地连接和/或支撑由固定到支座505的一对支柱580的一对支架575和平行于Z方向穿过形成在支座505的唇部507中的一对通孔延伸的一对棒530来提供。通常，每根棒530在一端上装配有螺母532和垫片531且在相对端上装置有螺帽535。通常，棒530在螺母532附近形成有螺纹，用于固定和调整螺母532的位置。通常，垫片531被安装在支座505的唇部507上。通常，棒530还延伸穿过形成在肩部555中的一对通孔，且板550的重量通常由螺帽535支撑。在一些示例性实施例中，透镜76沿Z方向的高度和透镜76在Y-Z平面中的角度通过利用旋拧动作调整一个或多个螺母532的位置来调整。根据本实用新型的一些实施例，一对固定螺杆560在通过朝向板550延伸螺杆560调整之后，固定板550的位置。通常，每一个固定螺杆560利用支架固定到支座505。

在一些示例性实施例中，板550的肩部555附加地包括沿Y方向延伸的一对盲孔，用于接收支架575的销570。可选地，盲孔允许板550沿Z方向的一些运动自由度，用于在Y-Z平面中调整透镜76。通常，固定到支座505的支柱580的支架575沿Y和Z方向固定透镜76的位置。在一些示例性实施例中，透镜76在X-Z平面中的角度被用第一组螺杆590(其向外推透镜76，例如远离板550)和第二组螺杆595(其向内推透镜76，例如朝向板550)来调整(参见图26D)。

根据本实用新型的一些实施例，圆柱形透镜82被容纳在框架545内。由于透镜82的伸长长度和/或椭圆形形状，透镜82可以沿其长度形成弓形和/或S形(例如在X-Y平面中)。圆柱形透镜82的扭曲可导致在透镜76和透镜82之间的不对准，导致写入光束中的误差。在一些示例性实施例中，弯曲和/或扭曲通过在沿圆柱形透镜82的长度的各个点处压圆柱形透镜82而被避免。根据本实用新型的一些实施例，框架545包括一排推螺杆510和一排拉螺杆520，其可以被调节，例如通过旋拧动作，以在沿圆柱形透镜82的长度的各个位置处施加压力到圆柱形透镜82上，以使透镜82变直。通常，推螺杆520沿X方向施加压力到透镜82上，且拉螺杆520沿负X方向施加压力。

根据本实用新型的实施例，框架545在每个端部上利用可调整连接部540被固定到支柱580。根据本实用新型的一些实施例，透镜82的沿Z方向的高度和透镜82在Y-Z平面中的角度被利用连接部540调整。

通常，扫描器系统10的透镜容易被存在于大气中的颗粒污染，其会随时间积累在透镜上。发明人发现除了由于大气质量导致的污染之外，激光源12的机械激光器快门是另一个处于内部的颗粒源。发明人还发现第一透镜20A特别容易被源自机械激光器快门的颗粒污染。通常，由于存在于第一透镜20A处的高能量密度，在第一透镜20A上的累积是特别成问题的，且第一透镜20A的污染在使用具有高输出功率(例如16W和更高)的激光源时是个重要考虑。有时，累积有可能是因为伴随着在激光脉冲中的高峰值功率的化学蒸汽沉积导致的。

现在参考图27，其显示了根据本实用新型的一些实施例的用于引导空气流远离扫描单元的第一透镜的示例性抽吸单元的简化视图。根据本实用新型的一些实施例，抽吸单元1400流体连接到从激光源12延伸的管道1422。根据本实用新型的一些实施例，抽吸单元1400被连接到管道1422中的专门开口且建立将空气通过管道1422朝向抽吸单元1400拉离第一透镜20a的空气流1430。根据本实用新型的一些实施例，抽吸单元1400还建立将机械快门1412上的颗粒重新引导向抽吸单元1400而不是朝向第一透镜20的颗粒流1440，且由此防止颗粒沿朝向第一透镜20a的方向流动。通常，由抽吸单元1400进行的空气抽吸被排出到远离扫描器10的光学部件的机器外侧中。在一些示例性实施例中，抽吸单元1400特别地解决了由于来自机械快门1412的颗粒导致的污染问题，且在由镜头护罩1420通常提供的保护基础上提供对透镜20a的附加保护。

现在参考附图28，示出了根据本实用新型的一些实施例的示例性抽吸单元的简化视图。根据本实用新型的一些实施例，抽吸单元1400包括压缩空气源1405，其被用于建立穿过文丘里喷嘴1415的射流1435。根据本实用新型的一些实施例，风扇1425被流体连接到文丘里喷嘴1415中的负压区域中，以利用风扇1425通过空气流1430产生抽吸。根据本实用新型的一些实施例，空气流1430包括流动通过文丘里喷嘴1415且被排出在射流1435中的颗粒流1440。通常，阀1410被布置在压缩空气源1405和文丘里喷嘴1415之间，且被用于控制穿过文丘里喷嘴1415的空气流。可选地，阀1410为节流阀。

应了解，上述本实用新型较佳实施例的详细说明本质上是意图示范而非限制。特别地，较佳实施例含有很多特征结构及细节，其对于本实用新型而言并非绝对必要，虽然它们可提供系统的最佳化操作。此外，虽然揭示特殊电路及其他结构以用于较佳实施例，但是专业读者将可明白，其他结构可以取代所述结构。此外，应了解，此处使用的术语“印刷电路板”亦包含其他大的类似结构，诸如平板显示器，其上通过类似技术写入。最后，所述装置及方法包含很多观念及方面，纵然密切相关，其可分别应用至实际扫描系统。不可以依据详细说明推论这些观念及方面必须一起应用，各段的标题亦不可认为是限制本实用新型的范畴。

使用于公开内容及权利要求的术语“包括”或“包含”或其变化形式意谓“包含而不限于”。

Claims (15)

1.一种扫描系统，用于扫描写入光束且由此写入图案到印刷电路板表面上，其特征在于，该扫描系统包括:

台，用于安装要被处理的印刷电路板；

光学器材，用于将写入光束引导到印刷电路板表面上；以及

工作底部(92)，用于支撑所述光学器材和台，其中工作底部由多个气动阻尼器(610)支撑，用于将扫描系统与外部振动隔离。

2.如权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，每个气动阻尼器(610)与控制阀(650、650a)相关联，所述控制阀用于随时间保持气动阻尼器(610)中的期望压力水平。

3.如权利要求2所述的扫描系统，其特征在于，所述控制阀(650、650a)包括入口(652)，用于从压缩空气源接收压缩空气；和出口(654)，用于供应压缩空气到气动阻尼器(610)。

4.如权利要求3所述的扫描系统，其特征在于，所述控制阀(650、650a)的出口(654)供应空气到气动阻尼器(610)，以补偿气动阻尼器(610)中的任何空气泄漏，且保持底部(92)的专用水平高度。

5.如权利要求2-4中任一项所述的扫描系统，其特征在于，所述控制阀(650、650a)包括阀杆(656、656a)，其感测底部(92)的在限定阈值之上的偏离，且当在预定阈值之上的底部(92)的偏离被检测到时，阀杆(656、656a)释放空气到气动阻尼器(610)。

6.如权利要求5所述的扫描系统，其特征在于，当固定到底部(92)的支架(695、695a)响应于底部(92)的运动施加压力到阀杆(656)上时，底部(92)的偏离被阀杆(656、656a)感测到。

7.如权利要求6所述的扫描系统，其特征在于，气动阻尼器(610)和支架(695)之间的接触经由安装在可运动杆(657)上的尖头(655)建立,可运动杆(657)搁置在阀杆(656)上。

8.如权利要求6所述的扫描系统，其特征在于，在气动阻尼器(610)和支架(695a)之间的接触经由阀杆(656a)上的球形轴承(655a)建立，该阀杆(656a)安装到支架(695a)从而随底部一起运动。

9.如权利要求8所述的扫描系统，其特征在于，控制阀(650a)被安 装在弹簧上，该弹簧利用球形轴承安装到底座(690)上的固定框架。

10.如权利要求2-4中任一项所述的扫描系统，其特征在于，控制阀(650)包括限制开关(659)，用于检测气动阻尼器(610)的故障。

11.如权利要求10所述的扫描系统，其特征在于，固定到底部(92)的第二支架(696)被相对于限制开关(659)定位，使得它响应于指示气动阻尼器(610)被损坏的限定偏离而接触并激活限制开关(659)。

12.如权利要求11所述的扫描系统，其特征在于，当限制开关被激活时，错误消息被显示在用户屏幕上。

13.如权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，气动阻尼器(610)被定位在放置或安装在地面上的底座(690)上。

14.如权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，气动阻尼器直接放置或安装在地面上。

15.如权利要求13所述的扫描系统，其特征在于，所述多个气动阻尼器包括三个气动阻尼器，其中两个气动阻尼器(610’)沿底座(690)的沿交叉扫描方向延伸的第一边缘(692)间隔开地定位，且第三、较大的气动阻尼器(610”)沿扫描方向从所述两个气动阻尼器(610')间隔开和/或被定位为邻近底座(690)的沿交叉扫描方向延伸的第二相对边缘(694)。