KR20020077212A

KR20020077212A - 인쇄 회로용 패널의 표면을 노출하기 위한 장치

Info

Publication number: KR20020077212A
Application number: KR1020020017145A
Authority: KR
Inventors: 비베질리스; 소렐알렝
Original assignee: 오토마 테크
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2002-10-11
Also published as: CN1391137A; EP1245998A3; US20020167788A1; US6646279B2; EP1245998A2; CN1266546C; CA2379101A1; TW594384B; FR2822967A1; JP2002333720A; FR2822967B1

Abstract

인쇄 회로 패널(20)의 적어도 한 면(18)을 노출시키는 장치에 있어서, 적어도 하나의 광원과, 상기 면(18)에 균일하고 조준된 광 스트립(26)을 생성시키기 위하여 광 비임을 처리하는 수단을 포함하는 것으로서, 광 스트립(26)은 상기 면(18)의 폭() 이상의 길이(L₁₂₆)를 가지는 구성으로 된, 광학 시스템; 상기 광 스트립(26)과 상기 면(18) 사이의 상대 변위를 상기 광 스트립(26)의 길이 방향 (X_IX_I')에 대해 실질적으로 횡단하는 방향(Y_IY_I')으로 발생시키는 변위 수단 (121); 그리고 상기 광 스트립(26)과 상기 면(18) 사이의 상대 변위 속도를 광 스트립(26)의 조도와 상기 노출되는 면(18)의 감광도에 정합시키는 정합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.

Description

인쇄 회로용 패널의 표면을 노출하기 위한 장치{APPARATUS FOR EXPOSING A FACE OF A PRINTED CIRCUIT PANEL}

본 발명은 패널(panel), 특히 인쇄 회로용 패널의 적어도 한 면을 노출하기 위한 장치에 관한 것이다.

그러한 장치는 인쇄 회로상에서 생성될 트랙의 패턴을 유지하도록 전방에 놓인 아트워크(artwork)를 구비하여 감광성 재료로 코팅된 패널로 인쇄 회로를 제조하기 위해 사용되었다. 광 비임(light beam)은 부품을 관통하여 통과하고 따라서 패널을 노출하기 위해 사용된다.

그러한 노출 장치는 예를 들면, 유럽 특허 EP 618 505, EP 807 505 및 EP 807 856으로부터 공지되었고, 광원과 노출되는 패널은 둘 다 고정되고 노출은 주사 (scan)없이 노출되기 위한 전체 표면위에서 수행된다.

그러나, 전체 표면이 동시에 노출되는 장치의 형태에 있어서, 감광성 재료의 화학 반응도는 낙관적이지 못하다. 반응의 효율성은 노출이 더 강하고 순간 노출 시간이 더 짧을 때 개선되었다.

또한 그러한 장치는 패널의 표면이 광원으로부터 나오는 광 비임이 회전 거울에 의해 반사되어지면서 주사에 의해 노출되는 것으로 공지되었다.

불행하게도, 트랙이 그려지는 한정 범위와 그러한 트랙의 섬세함은 아트워크에 대한 광 비임의 입사각에 직접적으로 관계된다. 각 광 비임은 피노출면에 관계하여 더 크거나 더 작은 각으로 경사지고, 편차로 언급된 축에 관한 원추(circular cone)를 점유한다. 원추의 정점에서 반각은 표준, 즉 광 비임들 사이의 평행 수준을 나타낸다. 따라서 광 비임의 입사각은 그의 표준과 그의 편차에 의존하는 것으로 이해되어졌다. 결과적으로, 빛이 조준되지 않을 때 및/또는 약간의 광 비임이너무 큰 입사각으로 노출하기 위한 표면에 도달할 때, 트랙의 크기 및 그들을 따르는 통로는 일반적으로 아트워크에 관계하여 변경된다.

유사하게, 노출이 균일하게 수행되지 않을 때, 그 후 트랙은 균일하지 않게 형성되고 얻어진 인쇄 회로의 품질은 불충분하다.

본 발명의 목적은 주사를 통해, 특히 양호한 균일성과 패널에 관계한 양호한 입사각을 나타내는 광 스트립(light strip)을 제공하므로써 표면의 노출 개선을 가능하게 만드는 노출 장치를 제공하기 위한 것이다.

그러한 장치는 메우 높은 컨덕터 트랙 밀도를 가지는 인쇄 회로를 제조하는 것을 가능하게 만들고, 트랙이 매우 미세하고 매우 정확한 통로를 이행하는 것을 확보, 즉, 노출을 위한 표면이 완전하게 노출되는 것을 확보한다. 그러한 장치를 사용하여 만들어지는 인쇄 회로의 컨덕터 트랙의 크기는 25 마이크로미터(㎛) 내지 50㎛ 범위이고, 그들은 대략적으로 동일한 양에 의해 일정한 간격으로 떨어져 형성된다.

따라서 불충분한 편차각으로 피노출면에 도달하는 광 비임은 피노출면상에 오프셋될 빛을 야기하는 시차오차를 발생하고, 그것에 의해 컨덕터 트랙은 설계 위치로 부터 멀어져 이동한다. 동일성이 증가하는 트랙의 크기에 적용되고 피노출면에 관계하여 비임의 악화된 조준으로 정확성이 덜하게 된다. 극한 상황에서, 이러한 함께 얻어진 두 현상은 트랙이 서로 접촉하기 때문에 회로 단축을 초래한다.

또한, 현상의 특징, 즉 에칭하는 동안 다음 트랙이 겹치지 않은 일부 감광성재료의 제거 특징과 결과적으로 에칭의 특징은 감광성 재료의 이전 변형에 의존하고, 변형은 그 자체가 수용된 빛 에너지의 양에 관계된다. 따라서, 광 비임이 균일하지 않을 때 감광성 재료의 비균일 변형을 야기하고 따라서 트랙이 부정확한 통로를 좇아 이행하는 것을 야기하고, 극한의 상황에서 트랙이 저지되는 것을 초래할 수 있다.

아래 기술을 통하여, "광 스트립" 용어는 피노출면에 도달하는 광 비임의 세트를 설계하기 위해 사용되었고, "평균 입사각" 은 실질적으로 피노출면의 평면에 실질적으로 가로지르는 임의의 평면에서 측정된 각과 일치하고, 광 비임의 절반은 표면에 도달하고, 나머지 절반은 임의의 각의 표면에 도달한다.

각 광 비임은 피노출면의 평면에 실질적으로 수직한 축의 원추형에 놓인다. 그러한 상황하에, 조준을 나타내는 정점에서 반각은 평균 입사각보다 작거나 동등하다.

광 스트립의 길이가 노출되는 패널의 측부 중 하나의 길이 이상이기 때문에, 패널의 전체 표면을 노출시키기 위해서 단일 방향으로 주사하는 것이 충분하다. 광 스트립은 전체 표면을 주사하기 위해서 광 스트립의 길이에 대하여 횡단으로 연장하는 방향으로 노출되는(또는 반대로) 표면에 비례하여 이동된다. 패널이 주사되어지는 방향은 패널의 측부 중 하나의 방향과 일치한다. 따라서, 패널의 측부 중 하나와 평행한 제 1 방향에서 광 스트립을 발생시키므로써, 주사는 실질적으로 상기 제 1 방향에 대하여 횡단하는 제 2 방향에서 실행된다.

또한, 노출되는 동안 비춰진 영역은 스트립을 형성하기 때문에, 주사 시간은전체 표면을 노출할 때보다 더 큰 광속 밀도의 협소한 광속(light pencil)을 사용하므로써 감소된다. 동등한 광속 밀도에 대해서, 광 스트립에 의해 구성된 4변형의 높이가 클 수록 주사 시간은 짧다. 그러나, 4 변형의 높이가 클 수록, 전체 4 변형위에 조준되고 균일한 작은 입사각에서 빛을 얻기란 더욱 어렵고, 광속 밀도가 낮다. 따라서 절충안의 발견이 요구된다.

또한, 주사되는 동안 균일한 노출을 보장, 즉 균일성을 보장하는 것이 가능해야 하고, 광 비임의 입사각이 광 스트립이 변위되는 동안 일정하게 유지되어야 한다.

첫 번째 양상에서, 본 발명은 단일 정지 광원으로부터 발산된 광 비임을 처리하므로써 표면의 노출을 개선하기 위한, 특히 인쇄 회로를 제조하기 위한 장치를 제공하였다.

상기 첫 번째 양상에서, 본 발명은,

적어도 하나의 아트워크와 상기 패널을 프레임 위에 유지시키는 수단과,

광 비임을 방출하는 광원과, 피노출면에 대한 평균 입사각이 2°미만이고 평균치로부터 ±10% 미만으로 벗어나는 조도 균일성을 갖는 균일하고 조준된 광 비임을 발생시키기 위하여 상기 광 비임을 처리하는 처리기 수단과, 상기 균일하고 조준된 광 비임이 패널의 아트워크를 포함한 피노출면 상에서 균일하고 조준된 광 스트립으로 변환되도록 할 수 있는 성형기(shaper) 수단을 포함하는 것으로서, 상기 균일하고 조준된 광 스트립은 피노출면의 어느 한 측면의 길이 이상의 길이를 가지며 상기 광 비임을 처리하는 처리기 수단은 반사기와 적분기-조준기 조립체를 구비하는 구성으로 된, 광학 시스템과,

상기 광 스트립과 상기 피노출면 사이의 상대 변위를 상기 광 스트립의 길이 방향에 대해 실질적으로 횡단하는 방향으로 발생시키는 변위 수단과,

상기 광 스트립과 상기 피노출면 사이의 상대 변위의 속도를 광 스트립의 조도와 피노출면의 감광도에 정합시키는 정합 수단을 포함하는 장치를 제공한다.

실질적으로 직사각형인 보통의 패널의 경우에서, 주사가 패널의 폭에 평행한 방향으로 수행되어지므로써, 즉 광 스트립이 패널의 길이 방향에 평행할 때 가속화되는 것으로 이해되어졌다. 상기 첫 번째 상황에서, 광 스트립의 길이는 패널의 긴 측부의 길이 이상이고 주사는 짧은 측부 방향에서 발생한다.

크기의 이유로, 상기는 첫 번째 형상의 것과 비교하여 패널을 회전시키고 그의 긴 방향에서 주사시키기 위해 필요할 수 있다. 상기 두 번째 형상에 있어서, 광 스트립의 길이는 패널의 폭 이상이고 주사는 긴 측부 방향에서 발생한다.

바람직하게 모든 광학 시스템은 그에 포함된 광학 수단이 조립체를 떠나는 균일하고 조준된 광 비임을 저하시킬 수 있는 조절의 불필요한 손실에 영향을 받지 않은 정지부이다.

광원 다음에 놓인 적분기-조준기 조립체의 입구에서, 빛은 조준되지도 않고 균일한 방법으로 분포되지 않는 반면, 그의 출구에서는 예를 들면, 170mm에 의해 780 밀리미터(mm)를 측정하는 광 스트립을 위한 ±10% 이하의 오차로 균일하게 분포되고, 2° 이하, 바람직하게 1°이하의 평균 입사각으로 조준된다.

바람직하게, 적분기-조준기 조립체는 실질적으로 균일한 방법으로 퍼지도록하기 위한 제 1 광학 처리 장치와 제 2 광학 처리 장치를 포함하고, 상기 제 2 장치는 제 1 장치 다음에 놓이고 빛을 조준하기 위해 사용된다.

비용 및 실행 가능성의 이유로, 각 광학 처리 장치는 특별한 기능(조준과 편차 그외 균질화)을 수행한다.

따라서 광학 처리 장치의 특징과 그들 각각의 배치는 적분기-조준기 조립체로부터 출구에서 얻어진 광 비임의 특성을 결정한다.

따라서, 바람직하게 제 1 광학 처리 장치는 첫 번째, 상기 반사기의 제 2 촛점에 놓여 상기 제 1 광학 처리 장치가 균일한 방출 광 비임을 전달하기 위해 그 안에 들어오는 광 비임을 처리할 수 있도록 하고, 두 번째, 상기 제 2 광학 처리 장치의 목표 촛점에 놓여 상기 제 2 장치가 균일하고 조준된 광 비임을 생성하기 위해 들어오는 균일한 광 비임을 처리할 수 있도록 하였다.

빛이 균일하기 때문에, 광 스트립의 임의의 점에 있는 노출 배율의 변화는 제어되고 트랙의 손상 위험에 미치는 최대 값을 초과하지 않는다. 유사하게, 빛이 조준되기 때문에, 광선은 평행하고 그들 모두는 2°보다 적은 입사각에 도달한다.

또한 적분기-조준기 조립체는 바람직하게 제 1 광학 장치의 부근에 놓인 제 1 마스크와 제 2 광학 장치의 부근에 놓인 제 2 마스크를 포함한다.

제 1 마스크는 반사기로부터 방출구에 주요 전파 방향으로 훨씬 멀리 제거되는 평균 입사각을 가진 빛 방사의 파괴(불균일, 비조준)를 제거하기 위해 사용된 반면, 제 2 마스크는 제 1 광학 처리 장치를 관통하여 통과된 균일한 광 비임을 위한 동일한 작용을 가진다. 이러한 두 개의 마스크는 과도하게 발산하는 광선을 제거하므로써 그리고 조준을 수행하기 위해 사용한 제 2 광학 장치에 빛이 들어오기 전에 두 개의 연속적인 상황에 따라서 행해지므로써 조잡한 조준을 실행한다. 따라서 조준은 발산 광선이 미리 제거되므로써 더욱 효과적이다.

아트워크의 온도는 상기 온도 성분이 아트워크 변형을 초래하고 따라서 트랙에 의해 수반되는 통로에 있어서도 변형을 초래하기 때문에 품질을 결정하는 중요한 요소이다. 예를 들면, 2℃보다 적은 온도차에서도 상 뒤틀림을 초래할 수 있다.

따라서, 아트워크에서 온도 변화를 최소화하기 위해서 바람직하게 장치는 2색 거울을 포함한다.

적외선은 노출을 위해 유용하지 않고 인접한 부재들, 특히 아트워크를 가열하고, 따라서 적외선과 자외선부로 광 비임을 분리하는 내열 필터를 위해, 그런 다음 "냉광(cold light)", 즉 본질적으로 자외선인 빛에 노출되는 패널을 위해 바람직하다.

성형기는 바람직하게 발산과 볼록인 제 1 거울 및 수렴과 오목인 제 2 거울을 포함하고, 상기 거울들은 적분기-조준기 조립체의 출구에 연속적으로 놓인다.

성형기 수단의 입구에서, 광 비임이 균일하고 조준되지만, 여전히 광 스트립의 형태가 아니고 일반적으로 패널의 측부중 하나를 따라 주사하기 위해 바람직한 크기보다 더 작은 크기인 2차원 직사각형의 형태를 이룬다. 제 1 거울은 광 비임을 처음 길이보다 더 큰 길이의 광 스트립으로 펼치기 위해서 2 차원중 하나에 발산을 야기시키므로써 거울의 평면내에 광 비임을 비조준하기 위해 사용되었다.

제 2 거울은 광 스트립이 성형기 시스템으로 들어오는 광 비임의 광 스트립과 동일한 조준 특성을 가지도록 동일 면적내에서 수렴을 만들므로써 동일 평면내에서 광 비임을 다시 조준하기 위해 사용되었다.

광 비임 그리고 광 스트립의 균일성은 형상 전체에 있어서 불변을 유지한다.

적분기-조준기 조립체와 관계한 거울의 위치는 광 스트립의 특성에 영향을 받지 않지만, 서로에 관계하여 그들의 위치, 특히 그들 사이의 형상과 상기 거울의 특징들이 광 스트립의 형상을 결정하는 것으로 이해되어졌다.

따라서, 상기 균일하고 조준된 광 스트립의 길이는 바람직하게 수렴과 발산 거울 사이의 거리, 상기 거울들의 만곡의 반경 및 특히 발산 거울의 만곡의 반경의 함수이다. 광 스트립의 높이는 조준 렌즈와 그의 지지대의 기하학적 특징에 의존한다. 광 스트립의 높이는 수렴과 발산 거울에 의해 매우 작은 영향을 받는다.

변위 수단은 바람직하게 노출되는 패널의 표면의 축에 의해 형성된 평면내에서 이동가능한 평면 거울을 포함한다.

상기 거울은 광 스트립의 특성에 영향을 미치지 않고, 광 비임을 처리하고 형상화하기 위해 사용되는 광학 시스템의 출구에 놓인다. 이 거울은 장치의 유일한 이동 부이고 노출되는 패널을 향하여 변화를 통해 이동하는 광 스트립을 주사, 반사시키므로써 전체 표면이 연속적으로 노출되는 것을 가능하게 한다.

당연히, 거울의 차수는 원하지 않는 길이가 단축되는 것을 피하기 위해서 광 스트립의 바람직한 길이에 맞추어진다.

광 스트립의 모양은 성형기 광학 시스템에 의하여 직접적으로 결정되기 때문에 용이하게 조정될 수 있다.

세기를 균일하게 하기 위하여, 상기 광원은 반사기의 제 1의 초점에 위치시키는 것이 바람직하다. 아크 램프를 사용하는 경우, 상기 반사기의 제 1의 초점에 위치시키는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 광원으로부터 방축되는 빛의 많은 부분이 상기 반사기의 제 2 의 초점으로 반사된다. 이것은 처리와 형상화를 수행하는 제 1의 광학 처리 장치로 구성되는 처리기 및 성형기 시스템의 입구와 일치한다.

본 발명의 두 번째 특징에서, 특히 인쇄 회로를 제조하기 위하여, 움직이는 광원을 사용함으로써, 표면의 노출을 향상시키는 기구를 제공한다.

상기의 두 번째 특징에서 본 발명은,

틀 위에 하나 이상의 도판과 상기 패널을 지지하는 수단과;

광원을 담고 있는 최소한 하나 이상의 광 상자와 첫 번째 초점을 가지는 제 1의 포물선과 제 2의 초점을 가지는 제 2의 포물선을 포함하는 반사기를 포함하여 구성되는 광학 시스템으로서, 상기 제 1 과 제 2의 초점은 노출면을 주사하기 위한 방향과 일치되는 좌표축 상에 놓여 있고, 상기 광원은 노출된 상기 패널의 표면에 광 스트립을 형성하는 상기 제 1의 초점 위에 놓여지며 상기의 도판을 포함하고, 상기 광 스트립의 평균 입사각이 15° 미만이고 그 조도의 균일성이 평균값에 대하여 ±10%의 편차를 보이고, 상기 광 스트립의 길이가 노출되는 표면의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 시스템과;

상기 광 스트립과 상기 노출면 사이에서 상기 노출면의 길이 방향으로의 상대 변위를 생성하는 변위 수단으로서, 상기 방향은 실질적으로 상기 광 스트립의길이 방향을 실질적으로 가로지르는 것을 특징으로 하는 변위수단 ; 및

상기 광 스트립과 상기 노출면사이의 상대적 변위를 상기 광 스트립과 상기 노출면의 감광도와 정합시키는 정합 수단을 포함하여 구성되는 장치를 제공한다.

상기 반사기의 특징적인 형체는 광선의 성질과 모양을 결정한다.

상기 첫 번째 포물선은 상기 주사방향을 포함하는 축에 의하여 정의되는 첫 번째 평면에 놓여 있고, 상기 두 번째 포물선은 상기 주사방향을 포함하는 축에 의하여 정의되는 두 번째 평면으로서 실질적으로 상기 첫 번째 평면을 가로지르는 평면에 놓여 있는 것이 바람직하다.

제조를 용이하게 하고 경비를 줄이기 위하여, 상기 반사기는 두 개의 대칭적인 부분으로부터 만들어지는 것이 바람직하다. 나아가, 램프 교환을 용이하게 하기 위하여, 상기 반사기는 중앙 통로를 포함하는 것이 바람직하다.

대략 635 ×130mm²의 광 스트립을 얻기 위하여, 상기 광학 시스템은 상기 주사 방향을 가로지르는 방향을 따라 정렬된 다섯 개의 광 상자를 포함하여 구성되고, 상기 박스는 전체 패널을 스캔하기 위하여 평행이동으로 주사 방향, 즉, 실질적으로 광 스트립을 가로지르는 방향으로 옮겨지는 것이 바람직하다. 이러한 광학적 사양에서는, 다섯 개의 미디엄 아크 램프에 의하여 얻어지는 평균 입사각은 약 11°도이다. 미디엄 아크 램프는 광선을 같은 방향으로 하기는 어려우나, 상기 광원을 포개 놓기는 쉽다.

결과적으로, 다른 형태의 광 스트립을 얻기 위하여, 광 상자의 개수와 광 방출 세기 및 각각의 아크 길이를 조절하고 반사기를 수정하는 것이 적절하다.

상기 박스 사이의 간격은 145mm로 하는 것이 바람직하다. 이것은 광 상자의 제조상의 부정확함을 보상하기 위하여 광 스트립의 길이방향으로 조절하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 상기 두 개의 측면과 다른 어떤 주어진 상황에서, 상기 같은 방향으로 된 광 스트립은 노출면의 옆길이 중 하나보다 작은 100-150mm의 높이를 가진 사변형을 노출면상에서 형성하는 것이 바람직하다.

상기 광 스트립을 생성하기 위하여, 상기 광원은 미디엄 또는 쇼트 아크 방전 램프로 구성되는 것이 바람직하다.

일반적으로, 쇼트 아크는 10mm 미만의 길이를 가지고, 미디엄 아크는 10-25mm사이의 길이를 가진다. 25mm를 넘으면, 롱 아크로 불린다. 램프의 아크가 짧을수록 같은 방향으로 평행하게 하는 것(Collimation) 더 잘 된다. 그러나, 쇼트 아크 램프는 더 정교한 전원 공급을 요한다.

따라서, 선택된 램프와 광학 시스템의 형태에 따라, 상기 광 스트립은 2° 또는 15°보다 작거나 같은 평균 입사각을 나타내는 것이 바람직하다.

상기 장치는 광원의 눈금을 표시하거나 여러개의 광원이 있을 때 각 광원의 눈금을 다른 광원과 독립적으로 표시하는 눈금자를 또한 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

복수의 광원이 있는 경우에, 상기 눈금자는 각 광원 앞에서 연속적으로 움직이는 단일 센서를 포함하는 것이 바람직하다. 하나의 광원에 대하여 특정된 광 세기에 기초하여, 상기 센서에서 나오는 신호는 대응하는 광원에 대한 전원 공급을 제어하고 광원으로부터 방출되는 빛의 세기를 제어하는 서보 조정 루프 (servocontrol loop)를 경유하여 동작한다.

일단 각 광원의 세기가 조절되면, 광 스트립에 대한 균일한 세기가 얻어진다. 이 세기의 평균값과 노출면의 성질이 주어지면, 상기 장치 내 컴퓨터가 광 스트립의 주사을 조절하고, 광 스트립의 이동속도를 빛의 세기 및 노출면의 성질과 매칭한 것을 조절하여 바람직한 노출 조건을 얻는다.

본 발명은 비제한적인 의미로 주어지는 후술하는 실시예에 대한 상세한 설명에 의하여 더 잘 이해되고, 그 잇점이 나타내질 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1특징에 해당하는 노출 장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 장치안에서 광선이 따라가는 경로를 보여주는 선도이다.

도 3은 적분기와 조준기 조립체의 사시도이다..

도 4는 도 1을 위에서 바라본 평면도이다.

도 5는 도 4를 옆에서 바라본 옆면도이다.

도 6은 변위 수단에 대한 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제 2특징에 해당하는 광 상자를 나타낸다.

도 8은 도 7의 VIII-VIII에 대한 단면도이다.

도 9는 도 7의 IX-IX에 대한 단면도이다.

도 10은 다섯 개의 광 상자 세트를 뒤에서 볼 때의 사시도이다.

도 11은 다섯 갱의 광 상자 세트를 앞에서 볼 때의 사시도이다.

도 12는 눈금자의 사시도이다.

상세한 설명은 수반하는 도면에 대하여 언급하고 있으며, 아래와 같다.

본 발명의 제 1특징으로, 도 1내지 도 6이 나타내는 바와 같이 인쇄 회로를 제조하기 위한 노출 장치는 방전 램프와 다양한 광학 요소로 이루어진 광학 시스템을 포함하여 구성된다. 본 사양에서는, 상기 램프, 처리기, 램프에서 나오는 광선에 작용하는 성형기 및 노출되는 패널은 모두 고정되고, 하나의 광학 요소로서 거울이 노출된 패널의 표면을 주사하는 역할을 한다.

도 1은 노출된 패널(120)이 있는 그러한 장치의 개략도이다. 상기 장치는 광원(112)에서 나오는 광선의 처리과 형체형성을 수행하여 스트립을 형성하는 광학시스템(S1)을 포함하여 구성된다. 특히, 상기 장치는 두 개의 각각의 광원(112, 112')에서 나오는 두 개의 광선을 처리하고 형체형성을 수행하는 두 개의 광학 시스템(S1,S2)을 포함하여 구성된다. 상기 광원(112,112')는 패널의 양면을 노출시키기 위하여 옆으로 나란히 놓여져 있다. 두 개의 유사한 광학 시스템(S1,S2)을 각 노출면 근방의 패널(120)상 어느 쪽에 놓아도 상관없다. 상기 두 개의 광학 시스템 (S1,S2)은 고려되는 장치에 따라 동시에 또는 독립적으로 제어된다.

도 1에 나타난 바와 같이, 광원(112,112')이 크세논 수은 형태와 같은 아크 램프라면, 그것들이 동작하기 위하여 위로 향하여야 한다. 따라서, 양 램프 (112,112')는 같은 방향을 향하게 된다. 경우에 따라, 차리 성형기 시스템 (S1,S2)은 램프(112,112') 각자에 대하여 특유하고, 상기 시스템은 램프(112,112')의 양 측면 중 어느 곳에서나 대칭적으로 놓여질 수 있다.

아래에서는 하나의 램프와 하나의 처리기와 하나의 성형기 시스템, 특히 상기 처리기 성형기 시스템(S1)에 대하여 설명되어 있다.

상기 보다 소형으로 만들기 위하여, 노출장치는, 광선을 처리하지 않지만 장치내 특히, 처리기 성형기 시스템(S1)에서 굽힘을 형성하는 역할을 수행하는 복수의 거울을 포함한다.

상기 거울들은 단순한 평면 거울이 바람직하다. 상기 거울들은 광선의 처리 및 형체형성과정에 아무런 영향을 미치지 않는다. 그럼에도 불구하고, 상기의 거울들은 2색(dichroic)으로 하여, 광선을 적외선과 자외선으로 분리하는 방열필터의 역할을 수행하도록 하는 것이 바람직하다. 거울에 대한 그러한 표면 처리는 약 70%의 적외선을 통과시키면서 약 97%의 자외선을 반사하게 할 수 있다. 적외선은 노출과정에 아무런 소용이 없고 도판(본 명세서에 나타나 있지 않음)과 광학 요소와 같은 인접해 있는 요소를 가열하기 때문에, 적외선을 가능한한 빨리 특히 처리기와 성형기 시스템을 통과하기 전에 광선에서 분리하는 것이 바람직하다는 것이 이해될 수 있다.

도 2는 그러한 광학 시스템에 대한 선도이다. 이러한 광학 시스템은 예를 들어 5 또는 8 kW의 전원으로 동작되는 쇼트 아크 방전 램프(112)를 포함하여 구성되고, 상기 램프는 타원형의 반사기(116)의 제 1초점(122')에 위치한다. 3×3×7mm³의 아크를 생성하는 5kW 램프(112)를 사용하는 것이 바람직하다.

다종의 광학 요소가 위치하는 축이 Z_IIZ_II'로 나타내져 있다. 이 축은 타원체의 일부 형상을 가지는 반사기(116)의 회전축과 일치하고 상기 반사기(116)의 두 개의 초점(122',124')을 통과한다. 실질적으로, 축 Z_IIZ_II'는 수직 방향이고 램프(112)와 반사기(116)를 떠나는 광선의 전파경로와 일치한다. 실질적으로, 두 개의 축(X_IIX_II', Y_IIY_II')은 축 Z_IIZ_II'와 수직하며 참조용 직교 프레임을 정의한다.

적외선(IR)의 상당 부분이 상기 램프(112)와 반사기(116)를 떠날 때 제 1거울(117₁)을 통과하면서 걸러진다. 상기 거울(117₁)은 찬 공기를 불어넣는 냉각 시스템(119)에 의하여 냉각되는 것이 바람직하다. 이 제 1거울(117₁)은 램프(112) 위 45°방향에 위치하고, 광선(I)를 제 2거울(117₂)로 반사한다(도 1, 2 참조). 이 제 2거울(117₂)은 위로, 보다 바람직하게는 45°방향으로, 향하게 함으로써, 광선(I)은처리기 성형기 시스템의 입구로 반사된다. 처리 성형기 시스템은 적분기-조준기 조립체(151)에서 시작된다.

도 3에 상세하게 보여지는 바와 같이, 상기 적분기-조준기 조립체(151)는 다양한 광학적 표면 집합체로 되어 있고, 이 집합체는 첫 번째로 조도를 평균화하고 광 세기를 분산시켜 균일하게 하고, 두 번째로 같은 방향을 평행하게 한다.

적분기-조준기 조립체(151)의 축은 축 Z_IIZ_II'과 일치하고, 그 입구(151A)에 적분 렌즈(150)로 구성되는 제 1 처리기 광학 단위를 가지고 있고, 그 출구(151B)에 조준 렌즈(156)로 구성되는 제 2 처리기 광학 단위를 가진다. 이 각각의 렌즈(150, 156)는 각각의 지지대(152,154) 안에 위치한다. 도에 나타난 광학 시스템에서, 두 개의 지지대(152,154)는 마스크로 이루어진 것이 바람직하고, 실질적으로 적분기-조준기 조립체(151)의 입구에서에 수직하게 확장되어 있어 반사기(116)의 출구에서 평균 진행 경로에서 너무 멀리 떨어져서 임의의 각으로 입사하는 광선을 제거하고, 적분기-조준기 조립체(151)의 광학적 축이 축 Z_IIZ_II'와 일치됨으로써 노출된 표면의 광선에 대한 좋은 경사각이 얻어진다.

적분 렌즈(150)은 볼록 원통형 렌즈이다. 상기 렌즈의 곡률은 조준기 렌즈 (156)으로 향하고, 곡률 반경(R150)은 30-40mm이고 실질적으로 35mm가 바람직하다.

상기 적분 렌즈(150)는 반사기(116)의 제 2초점(124')에 위치한다. 광선(I)은 적분기-조준기 조립체(151)의 입구에서, 실질적으로 축 Z_IIZ_II'를 따라 높이가 확장되는 회전 원뿔의 형태로 존재한다. 실린더 형태의 렌즈(150)로 통하는 입구에서의 광선(I)은 균일하지도 아니하고 같은 방향으로 평행하게 되어 있지도 않으나, 출구에서의 광선(II)은 ±10% 이내의 세기차로 균일한 상태이다. 또한, 상기 광선(II)은 지지대(152)에 의하여 아주 작은 범위에서 같은 방향으로 평행하게 된다.

상기 광선(II)은 계속하여 조준기 렌즈(156)로 전진해 나간다. 상기 조준기 렌즈(156)는 구형 렌즈로서, 그 곡률은 적분기-조준기 조립체(151)의 출구로 향하고, 그 곡률 반경(R156)은 150-200mm이고 실질적으로 170mm가 바람직하다.

상기 구형 렌즈(156)는 원통형 렌즈(150)가 구형 렌즈(156)의 대물 초점 (156')에 위치하도록 원통형 렌즈(150)와 공간적으로 떨어져 있다. 구형 렌즈(156)의 출구에서의 광선(III) 약 1°의 평균 입사각으로 같은 방향으로 평행하게 된다.

따라서, 상기 두 개의 초점(124',156')이 서로 일치하고, 상기 구형 렌즈 (156)와 반사기(116)는 상기 원통형 렌즈(150)의 반대편에 놓여지게 된다. 결과적으로, 적분기-조준기 조립체(151) 출구에서의 광선(III)은 ±10% 미만의 편차로 균일한 상태이고, 같은 방향으로 평행하게 된다.

적분기-조준기 조립체(151)에 있는 렌즈(150,156) 초점은, 광선이 경사를 나타낼 수 있도록 램프(112)의 초점(124')과 동일한 축상에 즉, 축 Z_IIZ_II'을 따라 위치한다. 상기 경사는 가능한한 작고, 광선으로 하여금 실질적으로 수직하게 노출되어 있는 패널 표면을 노출시키는 것을 가능하게 한다.

따라서, 적분기-조준기 조립체(151)의 출구에서의 광선(III) ±10% 미만의편차로 균일한 상태이고, 약 1°의 평균 입사각을 나타낸다.

도 1과 도 2로 되돌아 가서, 제 3의 거울은 적분기-조준기 조립체(151)의 출구에 위치하여 광선 경로(III)상에 마지막 굽힘을 형성한다.

성형 수단은 연속적으로 광 비임을 발산하도록 하여 광이 평행하지 않도록 하고, 이후에 다시 광속(III)을 다시 평행하게 하여 광 스트립(162)을 획득하고, 제 3 거울(117₃)의 바로 뒤에 위치하는 성형 광학 장치를 포함하고 있다.

예를 들어서, 제 1 성형 광학 장치, 특히 발산 거울(158)은 구면 렌즈(156)를 지지하고 있는 제 2 마스크(154)를 지나서 거울(117₃)과 대면하여 위치해 있으며, 제 2 성형 광학 장치, 특히 수렴 거울(160)은 발산 거울(158)을 지나서 위치해 있다. 두 개의 거울(158 및 160)는 서로 대면하고 있으며, 유리하게는 가능한한 수평면(X_IIX_II', Y_IIY_II')으로 향해서 경사져서 어떠한 광학적인 수차라도 회피할 수 있게 된다. 특히, 두 개의 거울(158 및 160)은 축(Y_IIY_II')에서 45° 이하로 벗어나 있다. 발산 거울(158)은 수렴 거울(160)을 향해서 지향되는 곡률을 가진 볼록한 거울이며, 유리하게는 그 곡률 반경(R₁₅₈)이 150 mm 내지 200 mm 범위 내에 있다. 수렴 거울(160)은 발산 거울(158)과 마찬가지로 동일한 방향으로 지향된 곡률을 가진 오목한 거울이며, 유리하게는 그 곡률 반경(R₁₆₀)이 1200 mm 내지 1500 mm 범위 내에 있다.

이 구조에 있어서, 두 개의 거울(158 및 160)은 길이(L₁₆₂: 도 4에 도시됨)의 광 스트립(162: 도 2에 도시됨)을 획득하는 기능을 한다. 길이(L₁₆₂)는 발산 거울(158)의 곡률 반경(R158)과 발산 및 수렴 거울(158 및 160) 사이의 거리(d)의 함수이다. 광 스트립(162)의 폭 또는 높이(H₁₆₂)는 마스크(154)의 기하학적인 형상의 특징에 의존하며, 특히 구면 렌즈(156)의 특징에 의존한다.

덧붙일 것은, 거울(160)의 곡률 반경은 광 스트립의 길이(L₁₆₂)에 작은 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 산업적인 이유로해서, 상기 곡률 반경은 일정하게 유지된다.

제 4 거울(164)은 수렴 거울(160)과 대면하여 위치하므로, 수평면(X_IIX_II', Y_IIY_II')에 위치하는 노출되는 패널(120)의 표면(118)으로 향해 광 스트립을 반사한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제 4 거울(164)은 길이(L₁₆₂)의 전부 또는 일부를 반사하도록 되어 있다. 따라서 거울(164) 폭에 의해, 프레임(도시하지 않음) 내에 유지되는 인쇄 회로 패널(120)의 피노출면(118)에 도달하는 광 스트립 (126)에 대한 길이(L₁₆₂)가 획득된다.

축(X_IIX_II' 및 Y_IIY_II': 도 2, 도 4 및 도 5에 도시됨)에 평행한 평면 내에서 실질적으로 수평으로 놓여 있는 노출될 패널(120)의 표면(118)의 폭 방향에 대응하는 축(X_IIX_II')을 수평축으로 잡으면, 거울(164)를 축(X_IIX_II'), 즉 표면(118)의 길이를 따라 이동시켜서 전체 표면(118)을 주사하는데 충분하다. 따라서 상기 제 4 거울(164)는 장치 내에서 이동하는 유일한 광학 요소이다. 명백한 것은 패널의 표면(118)이 다른 방식으로 위치될 수도 있다는 것이다. 따라서, 축(X_IIX_II')을 따라서 위치하는 피노출면의 길이 방향이라면, 주사는 피노출면의 폭 방향에서, 즉 여전히 축(Y_IIY_II')을 따라서 발생한다.

주사는 항상 광 스트립의 길이 방향을 횡단하여 수행되며, 이 주사 방향은 유리하게는 피노출면의 폭 또는 최소한 길이에 대해서 평행하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제 4 거울(164)은 축(Y_IIY_II')에 대해서 45°로 되어 있으므로 축(X_IIX_II' 및 Y_IIY_II')으로 한정되는 평면 내에서 피노출면(118)으로 광 스트립을 반사하게 된다. 유일한 주사 방향(Y_IIY_II')으로 패널(120)을 노출하기 위해서는, 거울(164)의 폭은 피노출면(118)의 폭(ℓ₁₁₈) 보다 커야 한다. 또 다른 표면을 노출하기 위해서는, 거울(164)을 교체하거나 성형 수단의 파라미터를 변경하는 것으로 충분하다.

결론적으로, 다양한 광학 장치에 사용된 형상에 따르고 또한 이들이 어떻게 삼 차원 내에 배치되는가에 따라서, 피노출면(118)에 도달하는 높이(H₁₂₆) 및 길이(L₁₂₆)의 광 스트립(126)을 획득할 수 있게 된다.

또한 수단(도시하지 않음)으로 수직 및 수평면에 대해서 거울(164)을 각이 지게 조절하여 변위 중에 패널에 대해서 평행하게 유지되도록 보장해야 한다.

광학 시스템에 관한 상술한 구조에 있어서, 소정의 순간에 피노출면(118) 상에, 590 mm 내지 1 미터(m) 범위 내에 들어가는, 유리하게는 약 780 mm인 길이(L₁₂₆)와, 100 mm 내지 200 mm의 범위 내에 들어가는, 유리하게는 약 170 mm인 높이(H₁₂₆)의 광 스트립(126)을 획득하는 것이 유리하며, 이와 동시에 평균 조명 강도에 대해서 약 ±10 %의 균일성에서의 편차는 평방 센치미터당 대략 80 밀리와트(mW·cm^-2)이고 평균 입사 각도는 2° 이하, 바람직하는 약 1°이다.

거울(164)의 이동 속도는 노출 품질 및 지속 기간을 결정한다. 광원(112)이 고정되어 있고, 거울(164)이 이동하는 경우에, 이들 두 개의 요소 사이의 거이는 주사 중에 증가하게 된다. 따라서 주사 속도를 변경하여 노출 중에 노출될 전체 표면에 걸쳐서 보다 높은 품질의 균일성을 나타내는 조명을 획득하는 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 이동 속도가 일정한 경우, 상술한 균일성 조건을 달성하는 것이 여전히 가능하다는 것을 알 수 있었다.

상기 속도를 결정하기 위해서는, 자외선(UV) 반응형 광 측정 센서(138: 도 6에 도시됨)를 노출될 패널 위치의 광속 내에 위치시키고, 이를 노출 장치(도시하지 않음)의 제어 장치에 접속한다. 측정된 광속의 역률값은 제어 장치로 전송되고 제어 장치는 상기 측정된 광속 역률 및 피노출면(118)의 파라미터, 특히 재료의 감도의 함수로서 이동 속도를 계산하며, 상기 파라미터는 조작자가 제어 장치에 명시한 것이다.

장치를 조준하기 위해서는, 레이저를 노출될 패널 위치에 위치시키고광원(112 또는 112': 도 1 참조) 중의 하나를 향해서 가시광을 방출하여 각각의 램프의 위치를 변위 수단(도시하지 않음)으로 기계적으로 조절하도록 하고, 따라서 각각의 반사기의 위치를 조절하여 각각의 시스템(S₁및 S₂)의 각각의 적분기-조준기 조립체의 광학 축이 축(Z_IIZ_II') 상에 제대로 위치시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 조준은 장치가 조립될 때만 수행된다.

그러나, 전체 노출 중에 광 스트립(126)에 대해서 일정한 에너지를 보장하기 위해서라면, 정합 수단(도시하지 않음)을 사용하여 제 4 거울(164)를 변위시키기 위한 수단(121)의 속도와 정합시킨다(도 6 참조). 보다 명확하게는, 장치(도 6에서는 도시되어 있지 않음)와 협동하는 이들 변위 수단(121)은 두 개의 풀리 벨트(121B)를 구동하는 가변 속도 모터(121A)와 레일(121C) 상에서 이동하고 거울(164)이 부착된 지지부(121D)를 포함하고 있다. 공지된 변위 수단 중의 어떠한 것이라도 거울(164)을 이동시키는데 사용할 수 있다.

램프가 일정한 전력 상태에서 동작하기 때문에 변위 수단의 속도를 변경하여 거울(164)이 램프(112)로부터 점진적으로 멀어짐에 따른 광 출력의 손실을 보상한다.

따라서, 예를 들어, 거울(164)이 램프(112)에 가장 가까이 있는 경우의 (노출의 시작 시점의) 초기 속도(V_max)는 점차적으로 감소되어 일단 전체 표면(118)이 주사되면 최소값(V_min)에 도달하게 된다. 정합 수단에는 제어 장치 내에서 프로그램된 서보 제어 방식의 루프를 포함하며, 상기 루프는 거울(164)의 속도를 계산하고거울의 속도와 정합한다.

최초 사용이 끝난 후에, 램프를 다시 켜도록 전환하기 전에 상당한 시간 동안 (수십분간),특히 램프가 충분히 냉각되었는지를 확인하기 위해서 장치를 정지시키는 것이 필수적이다. 또한 이 비가동 시간에는 램프를 안정시키는데 필요한 시간이 포함되므로 램프가 방출하는 광이 균일하게 된다.

또한, 램프의 수명은 램프가 켜고 끄는 횟수에 역으로 비례한다. 이들 단점을 완화하기 위해서 램프(112)를 끌 필요없이 원통형 렌즈(150)의 근처에 위치되는, 방사(radiation)를 차단하는 셔터(도시하지 않음)를 장치에 포함시킨다.

본 발명의 제 2 측면에 있어서, 도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같은 인쇄 회로를 제작하기 위한 노출 장치는 광 박스 세트로 형성된 광학 시스템을 구비하며, 각각의 광 박스는 특정한 형태의 반사기와, 평행하고 균일한 광 스트립을 획득할 수 있는 방전 램프를 구비한다.

이런 측면에 있어서, 패널이 고정되어 있는 동안에 전체 광학 시스템, 특히 광원은 이동하게 된다.

도 7은 중간에 아크 방전 램프(12)를 포함하고 있는 이상과 같은 광 박스(10) 중의 하나를 도시하고 있으며, 여기에서 아크의 길이는 20 mm인 것이 유리하며, 그 출력은 500 와트(W)이다. 램프(12)는 반사기(16) 또한 포함하고 있는 박스(14) 내에 위치해 있다.

광속를 가능한한 평행하게 만들어야 한다는 필요 때문에 반사기는 초점에 광원이 위치하게 되는 포물선 형상이라야 한다. 그러나, 이는 비임이 약하게 발산해야 할 필요가 있기 때문에 각각의 광 박스(10)에서 전달된 광속 간의 중첩이 양호해야 한다는 것과 상반된다. 따라서 타협점을 찾아내야 한다. 반사기(16)는 원형 대칭이지는 않지만, 그 곡률은 다음의 수학식

z = ax²+ by²에 의해서 기준점(X_IX_I', Y_IY_I', Z_IZ_I')의 직각 프레임으로 한정된다.

축(X_IX_I')을 실질적으로 수직으로 배치되는(도 10에서 지지 프레임 또는 아트워크 없이 도시되어 있음) 노출될 패널(20) 표면(18)의 폭 방향에 대응하는 수평축으로 잡으면, 축(X_IX_I')에 대해서 실질적으로 횡단하는 축(Y_IY_I')을 따라서 광 박스를 이동시켜 전체 표면(18)을 조사하는데 충분하다.

반사기(16)는 축(Y_IY_I' 및 Z_IZ_I': 도 9 참조)에 의해서 한정되는 수직면 내의 제 1 포물선(24)과, 축(X_IX_I' 및 Z_IZ_I': 도 8 참조)에 의해서 한정되는 수평면 내의 제 2 포물선(22)에 의해서 형성되며, 이들 포물선은 각각 축(Z_IZ_I')에 제 1 초점(24')과 제 2 초점(도면 부호를 표기하지 않음)을 구비하는 표면을 구비한다. 램프(12)를 이상의 반사기(16) 내에 적절하게 위치시키면 평행광의 형성과 광 비임의 편차가 결정된다. 상술한 수학식을 만족시키는 형상의 반사기(16) 내에 중간 아크 램프(12)를 위치시켜서, 15° 미만의 입사 각도를 얻었다.

이상과 같은 구조를 보다 용이하게 형성하기 위해서는, 수평면에 대해서 대칭적인 두 개의 부분(16A 및 16B)으로 반사기(16)를 형성한다. 또한, 램프(12)의교체를 더욱 용이하게 하기 위해서는, 반사기(16)의 양 부분(16A 및 16B)에 형성되는 중앙 개구(16C)를 반사기에 형성한다. 상기 두 개의 부분(16A 및 16B)은 만나지 않고 상기 개구(16C)에 의해서 서로로부터 이격되어 분리되어 있다. 개구(16C)의 형태는 램프(12)의 형태에 따라서 적절하게 한정되는 형태이다.

길이(L₂₆)가 표면(18)의 폭(ℓ₁₈)과 동일하며, 유리하게는 635 mm이고, 높이 (H₂₆)는 100 mm 내지 150 mm 범위 내에 있으며, 유리하게는 130 mm인, 축(X_IX_I')을 따르는 길이 방향으로 표면(18)에 실질적으로 직사각형의 형상의 광 스트립(26)을 얻기 위해서는, 이상에서 한정한 바와 같이 다섯 개의 광 박스(10)를 사용하는 것이 바람직하다.

패널(20)이 실질적으로 수직으로 위치한다고 가정하는 경우에, 수평축을 따라서 다섯 개의 광 박스(10)를 정렬하여 광 스트립(26)을 형성하는 것은 충분하다. 광 박스(10)는 145 mm의 소정의 공칭 거리를 두고 서로로부터 이격 분리되어 있으며, 광 박스 사이에서의 상기 거리는 광 비임의 균일성을 결정하게 된다. 각각의 광 박스(10)의 위치를 조준하면, 광 박스(10)의 제조시에 있었던 오차를 보상할 수 있게 된다. 이 조절은 공칭 위치에 대해서 ±5 mm의 진폭에 걸쳐서 행하는 것이 바람직하다.

이와 같은 상태하에서, 광 스트립(26)의 입사 각도는 약 11°의 중간 입사 각도이며, 평균값에 대해서 ±10 %의 광 균일성으로부터의 편차는 대략 120 mW·cm^-2이다. 그 결과, 표면(18)에 도달하는 광속의 절반은 입사각이 11° 이하이다.

광 박스(10)의 세트는 지지부(28) 상에 위치하며, 이 지지부는 수평면에서 병진하여 이동할 수 있으므로 광 박스(10)의 세트와 노출될 패널(20) 사이의 거리가 피노출면의 위치의 함수로서 및 지지 프레임(도시하지 않음)의 위치에 의존하여 조절할 수 있게 된다. 램프의 중심으로부터 패널까지의 거리는 180 mm인 것이 바람직하다. 이 거리는 광 스트립의 품질 균일성을 결정한다. 예시로서, 지지부(28)는 수직 방향, 즉 주사 방향으로 병진 이동할 수 있는 구동 지지부(34)에 고정된 숫놈 부분(32) 상에서 활주하는 도브테일로 된 암놈 부분(30)을 구비하는 레일 상에 위치한다. 변위 수단(도시하지 않음)은 상기 구동 지지부(34)를 구동하기 위한 구동 시스템을 포함한다.

본 발명의 제 1 측면에 있어서 기술된 장치에 관한 한, 상기 장치는 지지부 (28)에 고정되고 램프(12)를 전방으로 선회시키는데 적합한 셔터(36)를 포함한다. 폐쇄된 위치(예를 들면, 패널(20)을 적재하는 중의)에 있어서, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 광 스트립(26)의 광속이 차단되고 따라서 램프(12)는 켜진 상태로 남아있게 된다. 도 11에 있어서 셔터(36)는 개방 위치로 도시되어 있으며, 한편으로 패널(20: 도시하지 않음)은 노출된 상태로 되어 있다. 이와 같은 셔터(36)를 이용함으로써 매번 노출될 패널(20)을 변경할 때 마다 램프(12)를 끄지 않아도 되고, 따라서 인쇄 회로의 제조에 필요한 시간을 감소시킬 수 있게 된다.

구동 지지부(34)의 이동 속도는 노출의 품질 및 지속 시간을 결정한다. 상기속도를 결정하기 위해서, 피노출면의 특성, 특히 사용된 재료의 감도를 노출 장치(도시하지 않음)용의 제어 장치의 컴퓨터에 조작자가 입력한다. 노출될 패널(20) 상의 표면(18) 형태가 변함에 따라서 매번 이동 속도를 결정한다.

이 때문에 제어 장치는 각각의 램프(12)의 광 출력에 근거하여 광 스트립 (26)의 광 출력을 계산한다. 조준 셀(40)과 2색 부재(42)를 포함하고 있는 조준 수단(38)은 이동식 지지부(44) 상에 위치하여 있다. 조준 수단은 노출 장치(도시하지 않음)의 제어 장치에 접속되어 조준될 램프(12)의 광 출력을 전송하게 된다. 서보로 제어되는 루프를 사용함으로써, 제어 장치는 램프(12)로 공급되는 출력을 수용하고, 따라서 조준 수단(38)에 의해서 측정되는 것과 같은 소정의 출력을 얻게 된다.

램프(12)는 장치가 켜졌을 때 램프(12)의 안정성을 검사하기 위해서 및 램프(12)의 교체가 있을 때나 피노출면의 형태가 바뀌는 경우에도 조준된다.

조준 수단(38)은 또한 전체 수명 주기 동안 정규적으로 램프(12)를 검사하는데 사용할 수도 있다.

램프는 오래 사용함에 따라 전력이 일정하게 공급되는 동안에도 점점 더 적은 광원을 공급하게 된다. 따라서, 램프로 공급되는 전력을 공급된 광원에서의 측정 손실의 함수로서 규칙적이게 정합시키는 것은 광 스트립(26)의 강도가 수명 시간에 걸쳐 실질적으로 일정하게 유지되도록 하는 역할을 한다.

측정 수단(38)은 광 박스(10)의 세트 내의 램프(12) 각각의 전방에 배치될 수 있도록 모터(46)에 의해 이동될 수 있다.

각 램프(12)의 전력이 일단 점검되고 또한 작업자가 피노출면에 대한 새로운 특성을 적절하게 일단 입력하게 되면, 컨트롤러의 컴퓨터는 채택할 주사 속도를 결정한다. 정합 수단(도시되지 않음)은 드라이브 지지 부재(34)를 배치하기 위한 수단을 서보 제어한다. 이러한 정합 수단은, 예를 들면, 장치의 컨트롤러를 포함하는 서보 컨트롤 루프에 의해 서보 제어되는 모터를 포함할 수 있다. 서보 컨트롤 루프는 소정의 광원과 표면의 형태의 함수로서 컨트롤러에 의해서 직접 한정된다.

아트워크(artwork)(도시되지 않음)가 과도하게 가열되는 것을 피하기 위해 아트워크에 찬 공기를 송풍시켜 냉각시킨다. 상세하게는, 도 10 및 도 11을 참고하면, 장치는, 피노출면(18)과 아트워크, 특히 광 스트립(26)에 노출시킬 아트워크의 구역을 향하여 전파할 공기 연속 층을 발생시키는 역할을 하는 변류기 (deflector)(19')를 향하여 찬 공기를 송풍할 수 있도록 광 박스(10) 아래에 배치된 접선 팬(19)을 포함한다.

상기한 바와 같이. 본 발명의 인쇄 회로용 패널과 같은 패널의 적어도 한 면을 노출시키는 장치에 있어서, 양호한 균일성과 패널에 관계한 양호한 입사각을 나타내는 광 스트립을 제공하므로써 표면의 노출 개선을 가능하게 만들었다.

Claims

인쇄 회로용 패널과 같은 패널(120)의 적어도 한 면(118)을 노출시키는 장치에 있어서,

적어도 하나의 아트워크와 상기 패널(120)을 프레임 위에 유지시키는 수단;

광 비임(I)을 방출하는 광원(112)과, 피노출면(118)에 대한 평균 입사각이 2°미만이고 평균치로부터 ±10% 미만으로 벗어나는 조도 균일성을 갖는 균일하고 조준된 광 비임(III)을 발생시키기 위하여 상기 광 비임(I)을 처리하는 처리기 수단과, 상기 균일하고 조준된 광 비임(III)이 패널(120)의 아트워크를 포함한 피노출면(118) 상에서 균일하고 조준된 광 스트립(126)으로 변환되도록 할 수 있는 성형기(shaper) 수단(158, 160)을 포함하는 것으로서, 상기 균일하고 조준된 광 스트립(126)은 피노출면(118)의 어느 한 측면의 길이() 이상의 길이(L₁₂₆)를 가지며 상기 광 비임(I)을 처리하는 처리기 수단은 반사기(116)와 적분기-조준기 조립체 (151)를 구비하는 구성으로 된, 광학 시스템;

상기 광 스트립(126)과 상기 피노출면(118) 사이의 상대 변위를 상기 광 스트립(126)의 길이 방향(X_IIX_II')에 대해 실질적으로 횡단하는 방향(Y_IIY_II')으로 발생시키는 변위 수단(121); 그리고

상기 광 스트립(126)과 상기 피노출면(118) 사이의 상대 변위의 속도를 광 스트립(126)의 조도와 피노출면(118)의 감광도에 정합시키는 정합 수단을 포함하는것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 반사기(116)가 제1 초점(122')과 제2 초점(124')을 제공하는 타원 회전체의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 적분기-조준기 조립체(151)가, 광을 실질적으로 균일하게 분배하는 제1 광학 처리기 유니트(150)와, 대물 초점(156')을 나타내는 제2 광학 처리기 유니트(156)를 포함하고, 상기 제2 광학 처리기 유니트(156)는 상기 제1 광학 처리기 유니트(150) 다음에 배치되며 광을 조준하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 광학 처리기 유니트(150)는 그 안으로 들어오는 광 비임(I)을 균일한 배출 광 비임(II)으로 변환할 수 있도록 반사기(150)의 제2 초점(124')에 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학 처리기 유니트(150)는 그 안으로 들어오는 균일한 광 비임(II)이 균일하고 조준된 비임(III)으로 변환할 수 있도록 상기 제2 광학 처리기 유니트(156)의 대물 초점(156')에 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학 처리기 유니트(150)는 30mm 내지 40mm 범위의 곡률 반경(R₁₅₀)을 갖는 원통형 통합 렌즈(150)인 것을 특징으로 하는 장치.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 광학 처리기 유니트(156)는 150mm 내지 200mm 범위의 곡률 반경(R₁₅₆)을 갖는 구형 조준기 렌즈(156)인 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적분기-조준기 조립체(151)가, 제1 광학 유니트(150)의 근처에 배치된 제1 마스크(152)와, 제2 광학 유니트(156)의 근처에 배치된 제2 마스크(154)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서, 광원(112)이 상기 반사기(116)의 제2 초점(122')에 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 2색 거울(117₁, 117₂, 117₃)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형기 수단(158, 160)은, 상기 적분기-조준기 조립체(151)의 출구에 연속하여 배치된 제1 성형기 광학 유니트(158)와 제2 성형기 광학 유니트(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성형기 광학 유니트는 제1 곡률 반경(R₁₅₈)을 갖는 볼록한 발산 거울(158)이고, 상기 제2 성형기 광학 유니트는 제2 곡률 반경(R₁₆₀)을 갖는 오목한 수렴 거울(158)인 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발산 거울(158)과 수렴 거울(160)이 이격 거리(d)로 서로 이격되어 있고, 상기 균일하고 조준된 광 스트립(126)의 길이(L₁₂₆)는 상기 이격 거리(d)와 상기 수렴 및 발산 거울(158, 160)의 곡률 반경(R₁₅₈, R₁₆₀)의 함수인 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변위 수단은 패널(120)의 피노출면(118)의 축(X_IIX_II', Y_IIY_II')에 의해 구획된 평면에서 움직일 수 있는 평면 거울(164)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
인쇄 회로용 패널과 같은 패널(20)의 적어도 한 면을 노출시키는 장치에 있어서,

적어도 하나의 아트워크와 상기 패널(20)을 프레임 위에 유지시키는 수단;

제1 초점(24')을 갖는 제1 파라볼라(24) 및 제2 초점을 갖는 제2 파라볼라(22)를 적어도 포함하는 반사기(16)와 광원(12)을 내장하는 적어도 하나의 광 박스(10)를 포함하는 것으로서, 상기 제1 및 제2 초점은 피노출면(118)을 향하여 광 전파 축(Z_IZ_I') 상에 위치되고, 상기 광원(12)은 패널(20)의 아트워크를 포함한 피노출면(18) 상에 균일하고 조준된 광 스트립(26)을 발생시키기 위하여 상기 제1 초점(24')에 배치되고, 상기 광 스트립의 평균 입사각은 15°미만이며 그 조도의 균일성은 평균치로부터 ±10% 미만의 편차를 나타내고, 상기 광 스트립(26)은 피노출면(18)의 폭()보다 긴 길이(L₂₆)를 갖도록 구성된, 광학 시스템;

상기 광 스트립(26)과 상기 피노출면(18) 사이의 상대 변위를 상기 광 스트립(26)의 길이 방향(X_IX_I')에 대해 실질적으로 횡단하는 방향(Y_IY_I')으로 발생시키는 변위 수단(121); 그리고

상기 광 스트립(26)과 상기 피노출면(18) 사이의 상대 변위의 속도를 광 스트립(26)의 조도와 피노출면(18)의 감광도에 정합시키는 정합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 파라볼라(24)는 상기 전파 축(Z_IZ_I')을 포함한 축(Y_IY_I', Z_IZ_I')에 의해 구획된 제1 평면에 위치되고, 상기 제2 파라볼라(22)는 상기 전파 축(Z_IZ_I')을 포함한 축(X_IX_I', Z_IZ_I')에 의해 구획되고 상기 제1 평면에 대해 실질적으로 횡단하는 제2 평면에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 반사기(16)는 그 자체가 2개의 대칭부(16A, 16B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사기(16)는 램프(12)를 용이하게 변경시킬 수 있게 하는 중앙 개구(16C)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 시스템이 상기 주사 방향(Y_IY_I')에 대해 실질적으로 횡단하는 방향(X_IX_I')을 따라서 정렬된 5개의 광 박스(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 박스(10) 각각이 광 스트립(X_IX_I')의 길이 방향을 따라서 다른 광 박스에 대해서 상대 이동을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 균일하고 조준된 광스트립(26, 126)이, 100mm 내지 150mm 범위에 있는 높이(H₂₆, H₁₂₆)와 피노출면(18, 118)의 폭(,) 이상의 길이(L₂₆, L₁₂₆)로 이루어진 사변형을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(12, 112)이 전기 방전 램프(12, 112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 스트립(26, 126)의 평균 입사각은 15°이하인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 스트립(26, 126)의 평균 입사각은 2°이하인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(12, 112)이 중간 아크 전기 방전 램프(12)인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(12, 112)이 짧은 아크 전기 방전 램프(112)인 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 광원(12) 각각을 서로 독립되게 측정하기 위한 측정 수단(38, 40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제27항에 있어서, 상기 측정 수단(38)은 각 광원(12)의 전방에서 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 광속 배율을 측정하기 위한 광도 측정 센서(138)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 정합 수단은 또한 상기 광 스트립(26, 126)과 피노출면(18, 118) 사이의 상대 변위 속도가 노출 중에 변화되게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.