TWI448809B - 雷射處理多重元件平板 - Google Patents

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Description

雷射處理多重元件平板
本發明是關於藉由向量直接寫入雷射燒蝕來處理多重元件平板。
雷射用於直接處理安置在薄基板(例如印刷電路板、平面顯示器或醫療感測器)上之元件已經許多年。於大部分情況中要求在任何時候僅處理該基板的其中一面，俾使其可在處理期間被完全支撐在一平面夾盤上，其中，該平面夾盤具有將該基板上表面精確地保持在透鏡系統之影像平面或焦點平面處的功能。不過，於某些情況中卻要求以相同或不同圖案同時雷射處理薄基板之兩面，以便加速生產速率並且簡化反向圖樣之間定位。
US5923403揭示一種用於2面、同步、大面積、掃描及重複、1x遮罩投射成像的裝置，用以對玻璃板或PCB基板兩面上的光阻進行雷射曝光。
US6759625揭示一種裝置，其使用2個反向雷射射束掃描器單元同時直接寫入安置在該等2個掃描器單元間之平台上的PCB的兩面。
上述兩件專利說明書均假設基板平板為平坦的。完全沒有考慮到經常發生的情形是當薄平板的邊緣受到支撐以允許進行2面處理時薄平板的厚度和下垂度明顯改變。
US6396561揭示一種裝置，其使用2個反向雷射射束掃描器單元同時光柵直接寫入一PCB的兩面並且包含一相互定位機構用以確保寫入每一面的影像相對於彼此的位置非常精確。此份文件解決基板平板可能的不平坦問題，參見第8行，第36至44列，並且建議在垂直平面中處理該平板以便保持該平板的平坦性；或者，倘若在水平平面中進行處理的話，則建議合宜地支撐該平板，以便保持該平板的平坦性。
本發明和有效地處理厚度上可能改變、彎曲或者有下垂傾向之多重元件平板的工作有關。本發明特別適用於需要對該等平板進行同步、2面處理的情形中。
本發明已定義在隨附的申請專利範圍中，且根據第一項觀點，本發明可能提供：一種藉由向量直接寫入雷射燒蝕來處理多重元件平板的系統，該多重元件平板包括一具有前表面與後表面的基板，位於該前表面中的第一元件區陣列，以及位於該後表面中的第二元件區陣列，該系統包括：一第一處理站，其包括一對反向安置的處理頭，每一個處理頭皆包括一雷射射束傳送裝置以及一距離測量構件，該雷射射束傳送裝置包括一雷射射束掃描器與一透鏡單元；安置構件，用以將該平板安置在該第一處理站的處理頭之間，俾使該平板與該第一處理站的相對位置可調整而 使得該等處理頭對齊要被處理之選定的前表面元件區與後表面元件區；其中，每一個處理頭皆可運作以利用該距離測量構件來預估該透鏡單元與要被處理之元件區之表面之間的距離，相依於該預估來控制該透鏡單元的焦點，以及向量直接寫入該元件區。
根據本發明的系統能夠經由提供一包括一對反向安置的處理頭的處理站並藉由讓每一個處理頭具備自有獨立的雷射聚焦功能來有效地處理一多重元件平板。該處理站可讓一元件的兩個表面同時處理，其對每個平板之處理時間有正面效益，而讓每一個處理頭具備自有獨立的雷射聚焦功能則可讓該系統應付不平坦的平板。
較佳的是，該系統排列成用以操作在步進與掃描模式中，該第一處理站與該平板於該模式中以階梯的方式來相對移動，從而接著可藉由個別處理頭的雷射射束掃描器來處理連續的前表面元件區與後表面元件區。步進與掃描模式持續進行，直到所有元件區皆處理為止。
於其中一實施例中，該平板靠近該等兩個掃描器與透鏡單元之間的中間位置，而該平板表面則排列成接近垂直於連接該等反向掃描器單元上之透鏡的中心的直線。
於較佳的實施例中，藉由包含平行操作的額外處理站可以提升該系統的處理能力。
使用包括偶數個處理頭的系統處理單一平板的情況中，該等處理頭排列在一直線中，而讓該等個別透鏡單元之間的間距對應於該平板上平行於掃描器與透鏡單元之直線的方向中的元件之間的間距或數倍的間距。或者，它們可排列在一矩形格柵上，而讓其中一個方向中介於透鏡單元之間的間距對應於該方向中位於該平板上的元件之間的間距或數倍的間距，並且讓另一個方向中介於單元之間的間距對應於該另一方向中位於該平板上的元件之間的間距或數倍的間距。使用包括奇數個處理頭的系統處理單一平板的情況中，它們通常排列在一直線中，而讓該等單元之間的間距對應於該平板上平行於掃描器與透鏡單元之直線的方向中的元件之間的間距或數倍的間距。
該系統可能包括發射射束的一或多個雷射單元，該等射束透過各種操控面鏡與分光器單元抵達該平板之其中一面的所有掃描器單元。一或多個不同的雷射單元發出引導至該平板之相反面上所有掃描器單元的射束。用於提供該平板之其中一面的所有掃描器的雷射單元的數量可為任意數，其為在該平板上進行操作的掃描器透鏡單元對之數量的因子。用於提供該平板之另一面的所有掃描器的雷射單元的數量可為相同數量或任意其它數量，其為該掃描器透鏡單元對之數量的因子。
該透鏡單元包括一聚焦透鏡，其通常為所謂的f-西它(f-theta)類型，其附接至每一個掃描器單元，以便將該射束聚焦在該平板的表面或靠近該表面。每一個掃描器單元中的面鏡可受控俾使在附接至每一個掃描器單元的透鏡後的射束可聚焦在一特定正方形或矩形面積上。對應於每一個掃描器與透鏡單元的掃描面積夠大，俾使該平板上每一個個別電子元件的每一個元件區的全部面積均可覆蓋。
該系統可能包括一對線性平台單元，以便允許在該平板以及該等掃描器與透鏡單元之間的兩條軸線上相對運動，俾使該平板上的所有元件均可處理。
該系統可能包括一控制單元，其能夠控制該等XY平台以及所有掃描器單元與雷射的運動，俾使該平板在步進與掃描模式的操作中處理。該控制單元以該等處理頭為基準來指導該平板的移動，俾使該平板上的個別元件對齊於一對應的處理頭放置。較佳的是，該等平台固定以防止進一步的平板運動且該等掃描器與雷射運作以處理位於對應掃描器與透鏡單元之間的元件的相反面。於每一個元件的兩面的處理完成之後，該等平台便以該對掃描器與透鏡單元為基準來移動該平板，俾使一新的元件定位在每一個掃描器與透鏡對之間並重複進行該雷射處理。此步進與掃描序列重複進行，直到該平板上的所有元件皆已處理為止。
於一較佳的實施例中，該光學測量包括一相機單元。為達最佳效能，此相機單元安置在該掃描器與透鏡單元的面上，俾使其具有一光軸，該光軸垂直於落在該處理掃描場之內的平板表面與視場，或者盡可能地靠近該處理掃描場的邊緣。該相機單元的放大倍數經過選擇，俾使其夠低，而使得相機視場夠寬，以便於標稱的元件間距上步進移動時可以觀看在該平板的每一個元件上相同的對齊特徵；而且放大倍數夠高，以便足以精確觀看該等對齊特徵元件，以符合圖案與元件對齊的要求。
亦可以使用經由每一個掃描器單元上f-西它透鏡來觀看該平板上之元件的對齊標記的其它類型的相機系統。此等系統的優點是它們能夠觀看位於透鏡正下方的元件；但主要的缺點是它們要透過經過最佳化以便操作在雷射波長處的掃描器面鏡與掃描透鏡來觀看，所以，它們的光學特性不如白光、直視離軸系統。此外，當它們透過該掃描器中的兩個面鏡來觀看時，它們可能受到位置誤差的影響。
當要寫入之處理圖案及每一個元件上既有圖案或對齊標記之間需要精確對齊時，可以下面的方式使用該相機單元來進行對齊。該平板以該等掃描器與透鏡單元對為基準移動，俾使元件兩面上的對齊標記定位在每一個相機單元的視場之中。其記下每一部相機中該等對齊標記之影像與一參考位置相隔的偏移距離。該平板接著在X與Y中移動一已知的數額，俾使每一個元件上的另一對齊特徵位於該相機視場之中並且記錄該等偏移。該平板接著移動，俾使該掃描器置中放置在該元件的上方，而該偏移資訊則該掃描器控制系統用來修正該直接寫入圖案大小以及橫向與角位置，以便精確地匹配該元件。每當該平板步進移動時便重複進行此過程，以便處理一新元件。
較佳的是，該控制單元能夠同時驅動所有掃描器單元，俾使該基板正面與背面上的元件同時處理。該控制單元非常彈性，因此，對該系統的所有掃描器來說，要套用至元件的直接寫入圖案可以不同。實際上，設計成套用至一平板上之元件的其中一面的圖案通常全部相同；而套用至該等元件另一面的圖案亦全部相同，但是卻不同於第一面的圖案。然而，必要時，該裝置能夠將不同的圖樣套用至該平板上每一個元件的兩面。
較佳的是，該透鏡單元包括一光束放大器或是一望遠鏡單元。該望遠鏡單元排列成讓該望遠鏡中的其中一器件安置在一伺服馬達驅動平台之上，俾使能夠縮減或增加該等兩個光學器件之間的分離，以便針對每一個個別的掃描器與透鏡單元來控制從該聚焦透鏡至該射束焦點的距離。此等元件為眾所熟知且經常用於掃描器及f-西它透鏡來修正該透鏡之焦點平面的曲率並且調整該射束焦點平面，俾使其和一基板的平坦表面一致。於一簡單的2器件射束放大望遠鏡中增加位於標稱分離距離以外的器件之間的分離距離造成離開該望遠鏡的射束變成不準直並且聚集。這導致位於後面透鏡以外的焦點移動至更靠近該透鏡處。縮減位於標稱分離距離以外的器件之間的分離距離則造成離開該望遠鏡的射束發散。這導致位於後面透鏡以外的焦點移動遠離該透鏡。
較佳的光學測量構件包括以光學三角測量法為基礎來測量該平板表面與該透鏡間之距離的各種類型感測器。於其中一實施例中，一雷射二極體或其它受引導的光源附接至該掃描器與透鏡單元，而該射束以某個角度引導至該平板並且聚焦用以在該表面上產生一小光點。從該表面上該光點處散射或反射的輻射會由一透鏡與光偵測器所組成的相機單元收集，該相機單元同樣是安置在該掃描器與透鏡單元之上。該透鏡排列成使其在該偵測器上形成該光點的影像。2D偵測器(例如CCD相機)或1D偵測器(例如線性二極體陣列或位置感應式偵測器)皆為合宜的光學偵測器。倘若該平板表面與該掃描器與透鏡單元相隔的距離改變的話，該光點在該平板上的位置便會橫向移動，且因而該光點的影像在該偵測器上移動。來自該偵測器的電子輸出經過處理用以產生一信號，該信號傳送至用以控制該射束放大望遠鏡中移動器件之位置的伺服馬達系統。導向該平板表面的雷射射束必須與該平板表面的法線形成某個角度，以便達到在從掃描器與透鏡單元至該平板的距離改變時該光點會跨越該表面產生橫向移動的目的。對從掃描器與透鏡單元至該平板的距離的一給定改變來說，該射束與該平板法線之間的角度越大，該光點會跨越該表面產生的移動越大，而且距離測量精確性越高。實際上，通常使用與法線形成介於30度與60度之間的角度，不過，亦可使用更大的角度。
光點成像相機單元可以下面兩種方式中任一方式來設置。於其中一種方式中，該透鏡與偵測器單元以某個角度安置該平板的法線。此種排列非常方便，因為其允許在靠近該掃描器與透鏡單元之掃描場的中心的一位置點處於該平板的表面上進行距離測量。於另一種排列中，該相機單元安置成使其光軸垂直於該平板表面。於此情況中，會在遠離該掃描場的中心的某個位置點處進行距離測量，不過，此排列的優點是，該透鏡與偵測器單元能夠提供元件排列與距離感測的共同功能。
對不平坦且厚度會改變以及必須對齊於每一個個別元件的平板來說，可以設計成依照下面來進行的處理。該平板會以該等掃描器與透鏡單元對為基準來移動，俾使元件兩面中的對齊標記依序定位在該等對齊相機單元的視場中。其會記下每一個對齊位置處每一部相機中該等對齊標記之影像與參考位置相隔的偏移距離。該平板接著會移動，俾使距離感測器偵測區定位在該元件上的一合宜位置處並且測量該單元與平板表面之間的距離。該平板接著會移動，俾使該掃描器與透鏡單元集中在該元件之上，而該等各種相機單元與感測器單元所產生的資訊則藉該控制系統用來修正該圖案大小以及橫向位置與角位置並且用以調整該射束望遠鏡，以便以該平板表面為基準將聚焦設定在正確的距離處。每當該平板步進移動時便會重複進行此過程，以便處理一新元件。
平板的平坦性或厚度於每一個元件上變化很大的情況來說，對該掃描器與透鏡單元及平板表面之間的距離進行一次以上的測量可能比較適當。於此情況中，在一點矩陣上進行多次的距離測量，而該資料則會在元件處理期間用來移動該望遠鏡器件，俾使該射束聚焦會精確地跟隨元件表面輪廓。
亦可以使用其它類型的距離測量構件。可以使用以電容性或電感性處理為基礎的非表面接觸式感測器以及使用超音波與氣體動力的非表面接觸式感測器。使用共聚焦光學方法的系統亦有利於使用在某些情況中。倘若該平板的表面非常堅硬且沒有彈性的話，亦可以使用接觸機械式探針。
有眾多不同方式可以達成平板及該等掃描器與透鏡單元對之間的必要相對運動。該等單元可以保持靜止，而讓該平板在1或2條軸線中移動。或者，該平板可於處理期間保持靜止，而該等掃描器與透鏡單元則移動一滑動架上的兩條軸線，其中，該滑動架能夠在其中一方向中於該平板上方的起重架上移動，而該起重架本身則能夠在正交方向中於該平板上方移動。第三種方式是，該平板可以在其中一條軸線中移動，而該等掃描器與透鏡單元則在正交軸線中於該平板上方的一起重架上移動。最後面的案例非常方便，因為利用此排列通常最小化該系統的涵蓋範圍。
本發明的較佳實施例顯示出該平板是在水平時處理；不過，並非絕對如此。替代的方式是，該平板亦可保持垂直，或甚至與垂直面形成某個角度。於本發明的內文中，為清楚起見，於區分各面時會參考引用到該基板的前面與後面。其並未意圖隱含任何優先順序或方位。
圖1所示的是該系統的關鍵元件。一薄平板類型的基板11是安置在兩對反向的2軸掃描器與透鏡單元12、12’以及13、13’之間。雷射14會產生一射束，其透過面鏡15、15’通過一50%分光器16及可變望遠鏡射束放大單元17、17’，以便進入該等上方兩個掃描器單元。一分離的雷射18則透過雷同的光學元件排列提供射束給下面兩個掃描器與透鏡裝配件。因此，下面的雷射射束可接近該平板的下方面，其中，該平板會安置在CNC平台上的一開放框架類型支撐架19之上，該等CNC平台會讓它在該等掃描器與透鏡單元之間的2個正交方向X與Y中移動。該平板細分成一矩形的元件區陣列，其在Y方向中有偶數個元件且該等掃描器與透鏡單元在Y方向中的間距(P)設定為由下面給定的數值：
P=pxN/n
其中，p為該平板上之元件在Y方向中的間距，N為Y方向中的元件總數，而n為Y方向中的掃描器與透鏡單元的數量。該系統操作在步進與掃描模式，該平板先在Y中步進移動用以完成一Y列中的所有元件，接著在X中步進移動，用以處理新的Y列。該圖顯示出僅使用兩對掃描器與透鏡單元來處理該平板的情況；不過，實際上，必要時，亦可以使用更大數量的單元對以提高生產速率。
圖2所示的是範例為平板21細分成由32個元件區22所組成的4x8陣列，該等元件區22會對應於分離的元件。兩對掃描器與透鏡單元23、23’設定在分隔等於Y方向中之元件間距兩倍的距離處並且同時運作在兩個分離元件的兩面。該步進與掃描處理序列會讓元件A與A’一起處理，接著則為B與B’。該平板接著在X方向中移動一個元件間距，而元件C與C’會處理，接著則為D與D’。該圖顯示出於下一次步進移動中，元件E與E’會處理。此步進與掃描處理持續進行，直到該平板上的所有元件皆已經處理為止。該圖顯示出該平板細分成32個元件區的情況；不過，實際上，可能會有較大或較小數量的元件。
圖3所示的是其中一對掃描器與透鏡單元的基本排列。一平板31安置在2反向的掃描器與透鏡單元32、32’之間，俾使連接該等單元之中心的直線垂直於或接近垂直於該平板表面。該平板支撐在一開放框架上，用以讓雷射近接該平板的兩面並且能夠在垂直於連接該等掃描器與透鏡單元之直線的XY平面中移動。雷射單元33、33’(它們具有雷同或不同的輸出特徵)發射脈衝式雷射射束34、34’，該等雷射射束會透過各種面鏡與分光器抵達附接至該等掃描器與透鏡單元的射束放大望遠鏡單元35、35’。f-西它透鏡36、36’會將該等射束聚焦在該平板表面上或靠近該平板表面處。調整該望遠鏡單元可以讓射束焦點在Z方向中移動靠近或遠離該平板表面。雷射二極體單元37、37’附接至它們個別的掃描器與透鏡單元並且將雷射射束引導至平板表面上，用以形成靠近每一個掃描器與透鏡單元之視場中心的光點。具有相關聯成像光學元件的相機單元38、38’附接至它們個別的掃描器與透鏡單元並且接收從該等光點處散射或反射的雷射輻射並且將它們的位置記錄在該平板表面上。來自該等相機單元的輸出信號由電子單元39、39’處理，該等電子單元39、39’接著驅動伺服馬達系統，該等伺服馬達系統則控制該等望遠鏡中的光學器件之間的分離距離。
圖4所示的是操作一可變射束望遠鏡單元的方法。一雷射射束41通過透鏡42(其具有負焦距)，接著通過透鏡43(其具有正焦距)，且接著抵達掃描器單元44。f-西它透鏡45將射束聚焦至位置46。將該負透鏡移動至位置47俾使該等兩個望遠鏡透鏡之間的分離距離縮短會導致離開該望遠鏡的射束發散並且在該f-西它透鏡後面的射束的焦點會在Z方向中移動至更遠離透鏡的位置48。倘若該望遠鏡的負透鏡於相反方向中移動俾使器件之間的分離距離增加的話，那麼離開該望遠鏡的射束便會聚集並且在該f-西它透鏡後面的焦點會移動靠近該透鏡。本發明以可達成的焦點運動49之大小為例來探討該系統中之透鏡具有下面焦距的情況：
負望遠鏡透鏡=-100mm
正望遠鏡透鏡=+125mm
f-西它透鏡=+150mm
於此情況中，望遠鏡器件之間的標稱分離距離為25mm，該負透鏡在任一方向中運動3mm而將分離距離改變成22或28mm則會讓該f-西它透鏡焦點在Z的任一方向中移動約4.5mm。
圖5顯示出當該平板於X方向與Y方向中移動時一對掃描器與透鏡單元會如何反應以及因厚度與平坦性的變化所造成的Z方向中的表面位置改變。於圖中所示的情況中，因為Z方向中下垂的關是，平板51並非平坦，且上表面和上掃描器與透鏡單元相隔的距離已經增加，而下表面和下掃描器與透鏡單元相隔的距離則已經縮減。於此情況中，由雷射二極體52在該平板之上表面上所產生的雷射光點會在X方向中橫向移動至圖中的右邊，而由雷射二極體52’在該平板之下表面上所產生的雷射光點則會在X方向中橫向移動至左邊。於此情況中，該平板兩面上的雷射光點移動被相機單元53、53’偵測到，接著，相機單元53、53’產生由伺服控制單元54、54’處理的信號，用以導致望遠鏡55、55’中光學器件之間的分離距離改變。對圖中所示的情況來說，附接至上掃描器單元56的望遠鏡中的光學器件因而移動至更靠近處，因此，在f-西它透鏡59後面來自雷射58之射束57的焦點會移動遠離該透鏡，俾使該焦點仍以該平板表面為基礎保持在正確的位置處。在該平板的下方面則發生相反情形，附接至下掃描器單元56’的望遠鏡中的光學器件因而進一步移動分開，因此，在f-西它透鏡59’後面來自雷射58’之射束57’的焦點移動靠近該透鏡，俾使該焦點仍以該平板表面為基礎保持在正確的位置處。
圖6所示的是對一對掃描器與透鏡單元進行修正，以便讓X方向與Y方向中的雷射處理圖案精確的對齊該平板上既有圖案或對齊標記。平板61是位於一對反向的掃描器62、62’與透鏡單元63、63’之間。一相機單元64、64’附接至每一個掃描器與透鏡單元，且每一個相機單元皆具有相關聯的光學元件65、65’，以便在該相機的位置點66、66’處產生該平板表面的影像。因為該等相機系統與透鏡系統的光軸必須垂直於該平板表面，所以，觀看點偏移每一個掃描器與透鏡單元之掃描場的中心。在實際的使用中，只要精確地掌握每一個相機單元在X與Y中的偏移距離，這便不會有問題。
圖7所示的是該等偏移元件對齊相機排列成用以作為對齊與距離感測兩項功能的排列。平板71是位於兩個掃描器72、72’與透鏡單元73、73’之間。兩個雷射二極體單元74、74’排列成用以傾斜地引導它們的射束，以便在用於元件對齊的相機單元75、75’的視場內在該平板表面上產生雷射光點。於圖中所示的情況中，因為z方向中下垂的關是，該平板並非平坦，且上表面和上掃描器與透鏡單元相隔的距離已經增加，而下表面和下掃描器與透鏡單元相隔的距離則已經縮減。於此情況中，由雷射二極體74在該平板之上表面上所產生的雷射光點會在X方向中橫向移動至圖中的左邊，而由雷射二極體74’在該平板之下表面上所產生的雷射光點則在X方向中橫向移動至右邊。該平板兩面上的雷射光點移動被該等相機單元偵測到，接著，該等相機單元產生信號，該等信號經過處理且饋送至伺服馬達控制單元76、76’處理的信號，用以導致望遠鏡77、77’中光學器件之間的分離距離改變。對圖中所示的情況來說，附接至上掃描器單元72的望遠鏡中的光學器件因而移動至更靠近處，因此，在上f-西它透鏡後面來自雷射79之射束78的焦點移動遠離該透鏡，俾使該焦點仍以該平板表面為基礎保持在正確的位置處。在該平板的下方則發生相反情形，附接至下掃描器單元72’的望遠鏡中的光學器件因而進一步移動分開，因此，在下f-西它透鏡後面來自雷射79’之射束78’的焦點移動靠近該透鏡，俾使該焦點仍以該平板表面為基礎保持在正確的位置處。
圖8所示的是允許在一連續的薄彈性材料網狀物的兩面上進行雷射處理的系統的變化例之代表圖。雷射81、81’將射束引導至兩對掃描器與透鏡單元82、82’及83、83’。該等掃描器與透鏡單元對安置在該網狀物上方的一起重架及該網狀物下方的一平台上的滑動架上，俾使它們能夠跨越該網狀物於Y方向中移動。要被處理的網狀材料84會在X方向中藉由網狀物配送輪鼓85及網狀物捲取輪鼓86轉動通過該裝置。該網狀物細分成一矩形的元件區陣列，其在Y方向中有偶數個元件且該等掃描器與透鏡單元在Y方向中的間距(P)設定為由下面給定的數值：
P=pxN/n
其中，p為該網狀物上之元件在Y方向中的間距，N為Y方向中跨越該網狀物的元件總數，而n為Y方向中的掃描器與透鏡單元的數量。該系統操作在步進與掃描模式，該等掃描器與透鏡單元會先在Y中步進移動用以完成一Y列中的所有元件，接著在X中轉動該網狀物，用以處理新的Y列。實際上，額外的器件(例如對齊相機及雷射二極體)附接至每一個掃描器與透鏡單元，不過，圖中並未顯示該些器件。該圖顯示出是由非常靠近該處理區的輪鼓直接從該工具處來配送與移除網狀物材料；然而，實際上，該等輪鼓卻可能與該處理區分開某種距離而且可能使用中間滾輪來拉伸與傳輸該網狀物。
圖9所示的是允許同時在兩個平板91、91’的兩面上進行雷射處理的系統的排列。雷射92、92’會將射束引導至4對掃描器與透鏡單元93、93’、94、94’、95、95’以及96、96’。俾使下方雷射射束能夠接近兩個平板的下方面，該等兩個平板安置在多個平台上的單一開放框架類型支撐架之上，該等平台會讓它們在該等靜止的掃描器與透鏡單元之間的2個正交方向X與Y中移動。每一個平板皆細分成一矩形的元件區陣列，每一個平板上在Y方向中皆有偶數個元件且用於處理每一個平板的該等兩個掃描器與透鏡單元在Y方向中的間距(P)設定為由下面給定的數值：
P=pxN/n
其中，p為一平板上之元件在Y方向中的間距，N為一平板上在Y方向中的元件總數，而n為Y方向中用於處理每一個平板的掃描器與透鏡單元的數量。該系統操作在步進與掃描模式，該等平板先在Y中步進移動用以完成每一個平板上一Y列中的所有元件，接著在X中步進移動，用以處理新的Y列。該圖顯示出該等兩個平板中的每一個平板上有兩對掃描器與透鏡單元在運作；不過，實際上，亦可以使用更大數量的單元以提高該系統的生產速率。
11．．．基板
12．．．掃描器與透鏡單元
12’．．．掃描器與透鏡單元
13．．．掃描器與透鏡單元
13’．．．掃描器與透鏡單元
14．．．雷射
15．．．面鏡
15’．．．面鏡
16．．．分光器
17．．．可變望遠鏡射束放大單元
17’．．．可變望遠鏡射束放大單元
18．．．雷射
19．．．支撐架
21．．．平板
22．．．元件區
23．．．掃描器與透鏡單元
23’．．．掃描器與透鏡單元
31．．．平板
32．．．掃描器與透鏡單元
32’．．．掃描器與透鏡單元
33．．．雷射單元
33’．．．雷射單元
34．．．雷射射束
34’．．．雷射射束
35．．．射束放大望遠鏡單元
35’．．．射束放大望遠鏡單元
36．．．f-西它透鏡
36’．．．f-西它透鏡
37‧‧‧雷射二極體單元
37’‧‧‧雷射二極體單元
38‧‧‧相機單元
38’‧‧‧相機單元
39‧‧‧電子單元
39’‧‧‧電子單元
41‧‧‧雷射射束
42‧‧‧透鏡
43‧‧‧透鏡
44‧‧‧掃描器單元
45‧‧‧f-西它透鏡
46‧‧‧位置
47‧‧‧位置
48‧‧‧位置
49‧‧‧焦點運動
51‧‧‧平板
52‧‧‧雷射二極體
52’‧‧‧雷射二極體
53‧‧‧相機單元
53’‧‧‧相機單元
54‧‧‧伺服控制單元
54’‧‧‧伺服控制單元
55‧‧‧望遠鏡
55’‧‧‧望遠鏡
56‧‧‧上掃描器單元
56’‧‧‧下掃描器單元
57‧‧‧雷射射束
57’‧‧‧雷射射束
58‧‧‧雷射
58’‧‧‧雷射
59‧‧‧f-西它透鏡
59’‧‧‧f-西它透鏡
61‧‧‧平板
62‧‧‧掃描器
62’‧‧‧掃描器
63‧‧‧透鏡單元
63’‧‧‧透鏡單元
64‧‧‧相機單元
64’‧‧‧相機單元
65‧‧‧光學元件
65’‧‧‧光學元件
66‧‧‧位置點
66’‧‧‧位置點
71‧‧‧平板
72‧‧‧掃描器
72’‧‧‧掃描器
73‧‧‧透鏡單元
73’‧‧‧透鏡單元
74‧‧‧雷射二極體
74’‧‧‧雷射二極體
75‧‧‧相機單元
75’‧‧‧相機單元
76‧‧‧伺服馬達控制單元
76’‧‧‧伺服馬達控制單元
77‧‧‧望遠鏡
77’‧‧‧望遠鏡
78‧‧‧雷射射束
78’‧‧‧雷射射束
79‧‧‧雷射
79’‧‧‧雷射
81‧‧‧雷射
81’‧‧‧雷射
82‧‧‧掃描器與透鏡單元
82’‧‧‧掃描器與透鏡單元
83‧‧‧掃描器與透鏡單元
83’‧‧‧掃描器與透鏡單元
84‧‧‧網狀材料
85‧‧‧網狀物配送輪鼓
86‧‧‧網狀物捲取輪鼓
91‧‧‧平板
91’‧‧‧平板
92‧‧‧雷射
92’‧‧‧雷射
93‧‧‧掃描器與透鏡單元
93’‧‧‧掃描器與透鏡單元
94‧‧‧掃描器與透鏡單元
94’‧‧‧掃描器與透鏡單元
95‧‧‧掃描器與透鏡單元
96‧‧‧掃描器與透鏡單元
已經參考隨附圖式說明過本發明的示範性實施例，其中：
圖1所示的是該系統的一般性排列；
圖2所示的是一平板，其會分成對應於離散電子元件的一元件區陣列；
圖3所示的是該等多個掃描器單元中其中一對的細部圖式；
圖4所示的是一光學望遠鏡排列，用以控制該射束聚焦的位置；
圖5所示的是於該基板為不平坦之情況中的其中一對掃描器單元；
圖6所示的是一系統，其允許對齊於該等元件；
圖7所示的是一系統，其使用一共同偵測器單元來進行元件橫向對齊以及修正元件平坦性與厚度變化；
圖8所示的是一系統，其適合用於處理彈性材料；以及
圖9所示的是一系統，其配置成用以處理兩個平板。
11．．．基板
12．．．掃描器與透鏡單元
12’．．．掃描器與透鏡單元
13．．．掃描器與透鏡單元
13’．．．掃描器與透鏡單元
14．．．雷射
15．．．面鏡
15’．．．面鏡
16．．．分光器
17．．．可變望遠鏡射束放大單元
17’．．．可變望遠鏡射束放大單元
18．．．雷射
19．．．支撐架

Claims (11)

  1. 一種藉由向量直接寫入雷射燒蝕來處理多重元件平板的系統，該多重元件平板包括一具有前表面與後表面的基板，位於該前表面中的第一元件區陣列，以及位於該後表面中的第二元件區陣列，該系統包括：一第一處理站，其包括一對反向安置的處理頭，每一個處理頭皆包括一雷射射束傳送裝置以及一距離測量構件，該雷射射束傳送裝置包括一雷射射束掃描器與一透鏡單元；安置構件，用以將該平板安置在該第一處理站的處理頭之間，該安置構件及/或該第一處理站是以階梯的方式來移動，俾使該平板與該第一處理站的相對位置可以掃描和步進模式來調整而使得該等處理頭會連續地對齊要被處理之選定的元件區；其中，當每個元件區被處理時，每一個處理頭皆可針對每個元件區來排列以執行前表面和後表面兩者的下列步驟：a)利用該距離測量構件來預估該透鏡單元與該元件區之表面之間的距離，b)相依於該預估來控制該透鏡單元的焦點，以及c)向量直接寫入該元件區，並且當每個元件區被處理時，針對每個元件區重複步驟a)至c)。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包括一第二處理站，其與該第一處理站平行操作。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中，該安置構件包括一對線性平台單元，其會允許在該平板以及該等處理站之間的兩條軸線上相對運動。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其可運作用以在該等處理站已定位準備進行雷射處理時固定該平板的位置。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中，該距離測量構件包括一受引導的光源與一相機單元，該受引導的光源用於在和該平板表面之標稱法線形成某個角度處將一射束引導至該平板表面，並且該相機單元用於成像該射束所入射的平板表面中的區域。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中，每一個處理頭皆進一步包括一相機單元，用以成像該平板的表面，以便幫助對齊該透鏡單元與該元件區。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中，該距離測量構件包括一受引導的光源與一相機單元，該受引導的光源用於在該平板表面之標稱法線處將一射束引導至該平板表面，並且該相機單元用於成像該射束所入射的平板表面中的區域。
  8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中，該相機單元亦排列以用來幫助對齊該透鏡單元與該元件區。
  9. 一種藉由向量直接寫入雷射燒蝕來處理多重元件平 板的方法，該多重元件平板包括一具有前表面與後表面的基板，位於該前表面中的第一元件區陣列，以及位於該後表面中的第二元件區陣列，該方法包括：提供一第一處理站，其包括一對反向安置的處理頭，每一個處理頭皆包括一雷射射束傳送裝置以及一距離測量構件，該雷射射束傳送裝置包括一雷射射束掃描器與一透鏡單元；排列該平板與該第一處理站之該等處理頭的相對位置，俾使該等處理頭以階梯的方式來移動，俾使該等處理頭會連續地對齊要被處理之選定的元件區；針對每個選定的區的前表面和後表面兩者，每一個處理頭進行：a)利用該距離測量構件來預估該透鏡單元與該元件區之表面之間的距離，b)相依於該預估來聚焦該透鏡單元，以及c)向量直接寫入該元件區。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其是利用彼此平行操作的二個以上的處理站來實施。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之方法，其中，該距離測量構件包括一光源與一相機單元，該光源在和該平板表面之標稱法線形成某個角度處將一射束引導至該平板表面，並且該相機單元成像該射束所入射的平板表面中的區域。
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