TWI408511B - Exposure machine and its exposure method - Google Patents

Description

曝光機及其曝光方法

本發明係有關一種曝光機之曝光顯影技術，旨在提供一種較不會產生聚熱現象，且相對可以降低設備體積及成本之曝光機，以其與其相關之曝光方法。

按，一般印刷電路板或半導體晶片在進行曝光顯影製程時，係先在被加工物表面上塗上一層光阻，再藉由光源之照射將原稿上之電路佈線圖案映射至被加工物表面之光阻層上，以使光阻層的化學性質因光源的照射而產生變化，然後再利用去光阻劑來將被光源照射過的光阻或未經曝光的光阻自被加工物表面去除，以形成對應於原稿之線路佈局。

其中，用以執行曝光顯影加工製程之曝光機基本結構如第一圖所示，主要係具有一由機殼11構成之曝光室12，以及設有一可相對進出曝光室12之曝光平台13，而且至少在該曝光室12內部相對應於曝光平台13之上方或下方位置，設有一光源組14；請同時參照第二圖所示，該曝光平台13係為一供放置被加工物20與原稿(圖略)之透明平台，整體曝光平台13並藉由一組線性滑軌15進出曝光室12。

該曝光平台13連同被加工物及原稿進入曝光室12至定位之後，一般必須在曝光室12內部停留一段時間(約3～5秒不等)使被加工物接受光源組14之曝光光源照射，待完成曝光之後再由曝光平台13將被加工物送出。

由於，一般習用曝光機多係採用曝光平台13停滯在曝光室12內部的方式進行曝光作業，因此該光源組14並必須具有大量採用陣列配置方式的燈泡141，方得以形成足以涵蓋整個曝光平台13之平行光源；惟，在大量燈泡141同時運作下，將使機殼11內部產生嚴重之聚熱現象，需另外用水冷系統散熱，致使設備成本偏高。

另有一種習用曝光機係透過複眼裝置將燈泡之光線修正為所需之平行光及面積大小，其動作方式乃係讓光源燈泡透過橢圓鏡將光線利用一組第一反射鏡投向複眼裝置使其光線均勻化，再利用一組第二反射鏡將光線改變前進方向，最後利用一組凸透鏡將光線修正為所需之平行光及面積大小，進而投射出所須之曝光光源，並藉以減少燈泡之數量。

惟，如次此之設計將使整體曝光機之結構趨於複雜，且整體曝光機之體機亦相對更趨龐大；尤其，必須使用大瓦數的燈泡，一般大瓦數燈泡之壽命相當短，不但增加燈泡之更換頻率，無形之中生產成本亦相對增加。

有鑒於此，本發明之主要目的即在提供一種較不會產生聚熱現象，且相對可以降低設備體積及成本之曝光機，以及與其相關之曝光方法。

為達上揭目的，本發明之曝光機係在一機台上設有至少一曝光平台，以及設有一輸送機組用以帶動該至少一曝光平台相對進出機台之曝光室，該曝光室內部係至少在相對應於該曝光平台之移動行程上方或下方位置設有一曝光光源組，在該曝光光源組外部有一出光罩；另外，設有一組控制電路供設定、整合該輸送機組與該曝光光源組以及該出光罩之運作。

其中，該出光罩係在其相對朝向該曝光平台移動行程之部位設有一長條狀之透光槽，另設有一活動遮光板控制該透光槽開啟與否，待曝光光源組之光源(本實施例為燈泡)啟動時，其光源係可透過該出光罩之透光槽向外照射，使產生朝向曝光平台移動行程照射之條狀光源；再配合輸送機組帶動該曝光平台以預定速度與該出光罩相對位移的方式接受條狀光源之照射，進而使該曝光平台上的被加工物完成曝光顯影。

具體而言，本發明之曝光機係至少在其曝光室內部相對應於曝光平台移動行程上方或下方位置，產生一朝向曝光平台移動行程照射之條狀光源；再配該曝光平台以預定速度與該條狀光源相對位移的方式接受該條狀光源之照射，進而使該曝光平台上的被加工物完成曝光顯影。

俾可大幅減少整體曝光機之燈泡配置數量，故可相對縮減整體曝光機之體積，降低設備成本，以及降低曝光室之聚熱現象；尤其，適合採用連續循環輸送之方式，讓曝光平台依序通過曝光室，藉以提升曝光機之加工產能。

本發明之特點，可參閱本案圖式及實施例之詳細說明而獲得清楚地瞭解。

本發明旨在提供一種較不會產生聚熱現象，且相對可以降低設備體積及成本之曝光機，以及與其相關之曝光方法；其曝光方法係首先在曝光機之曝光室內部產生至少一自曝光平台移動行程上方，或是自曝光平台移動行程下方朝向曝光平台移動行程照射之條狀光源；再配讓曝光機之曝光平台以預定速度與該至少一條狀光源相對位移的方式接受該至少一條狀光源之照射，進而使該曝光平台上的被加工物完成曝光顯影。

如第三圖及第四圖所示，本發明之曝光機係包括有：一機台30、至少一曝光平台40、一輸送機組50、至少一曝光光源組60、至少一出光罩70，以及一控制電路80；其中：該機台30係具有一由機殼31所包圍構成之曝光室32，該機殼31在相對於該曝光室32之外圍設有散熱排風口311及至少一循環入風口312，並且在該至少一循環入風口312處設有濾網33，以防止灰塵、異物進入曝光室32。

該至少一曝光平台40，係為供固定被加工物及原稿之透明平台；該輸送機組50係用以帶動該至少一曝光平台40相對進出該機台30之曝光室32，其具有一組橫向延伸配置於該機台30之曝光室32內、外區域的線性滑軌51供承載該曝光平台40，設有一皮帶52供與該曝光平台40連接，以及設有一馬達53用以帶動該皮帶52運轉，並在該線性滑軌51之導引下，帶動該曝光平台40相對進出該機台30之曝光室32。

該至少一曝光光源組60係設在該曝光室32內部相對於該曝光平台40之移動行程上方或下方位置，如第五圖至第八圖所示，每一組曝光光源組60係具有若干光源(本實施例為燈泡)61用以產生曝光光源。

該至少一出光罩70係設在該至少一曝光光源組60外部，如第九圖所示，其在相對朝向該曝光平台移動行程之部位設有一長條狀之透光槽71，另設有一活動遮光板72控制該透光槽71開啟與否；該活動遮光板72與該出光罩70之間係連接有至少一動力缸73，由該至少一動力缸73帶動該活動遮光板72與該出光罩相對位移，進而控制該透光槽71關閉或開啟。

如七圖所示，該控制電路80係供設定、整合該輸送機組50、該至少一曝光光源組60以及該活動遮光板72之運作，其係具有一設在機台30上的觸控螢幕81供設定相關動作參數，以及在該機台30相對於該曝光平台40之移動行程處設有至少一感應開關82用以感測該曝光平台40之相對位置。

請同時配合參照第十圖及第十一圖所示，上揭曝光光源組60之各燈泡61係呈沿著出光罩70之透光槽71直線排列，並且設有一組反光鏡62用以將燈泡61之光線投向該出光罩70之透光槽71；又，各燈泡係以特定角度(約2°)夾角朝向光線照射方向偏擺的方式配置，使各燈泡61之光源得以完全接續，各燈泡61之燈殼611內部係建構有PI鍍膜以增加其反射率(如第十二圖所示)，以及在相對於各燈泡61之配設位置設有一散熱風扇63，以增加曝光光源組60之廢熱排放效率。

如第十三圖所示，本發明之曝光機係在該曝光平台40尚未進入曝光室之前將原稿及被加工物固定在該曝光平台40上，並且經由觸控螢幕81設定曝光光源60之輸出功率以及該輸送機組50之運轉速度之後即可開始運作。

在曝光機開始運作時，係首先開啟曝光光源組60之燈泡，並啟動該輸送機組50帶動曝光平台40朝向曝光室方向移動，當曝光平台40進入曝光室並且到達接近該透光槽71槽之預定行程時，會先行啟動該控制電路80之感應開關82(如第八圖所示)，由該控制電路80操控該活動遮光板動作，使該出光罩70之透光槽71開啟，同時調升該曝光光源組60之輸出功率。

此時，該曝光光源組60之光源即可透過該出光罩70之透光槽71向外照射，使產生朝向曝光平台40移動行程照射之條狀光源；再配合輸送機組50帶動該曝光平台40以預定速度與該出光罩70相對位移的方式接受該條狀光源之照射，進而使該曝光平台40上的被加工物完成曝光顯影。

如第十四圖所示，待該曝光平台40相對移動至完成曝光顯影之預定行程即令該該控制電路80之感應開關82(如第八圖所示)關閉，由該控制電路80操控該活動遮光板72動作，將該出光罩70之透光槽關閉，同時調降該曝光光源組60之輸出功率。

在本實施例中，整體曝光機係在該曝光平台40之移動行程上方與下方位置皆設有一曝光光源組60及一出光罩70(如第五圖及第七圖所示)；亦即，在曝光機之曝光室內部相對於曝光平台移動行程上方與下方位置，皆產生有朝向曝光平台移動行程照射之條狀光源，以同時對該曝光平台40上、下兩面之被加工物進行曝光顯影。

由於本發明之曝光機用以產生曝光效果之光源係為條狀光源，而非涵蓋整個曝光平台之大面積光源，故可大幅減少曝光光源組60之燈泡數量，相對縮減整體曝光機之體積，以及相對降低設備成本；再者，該控制電路80係可在曝光平台40接受條狀光源照射時，再行調升該曝光光源組60之輸出功率，故可相對降低曝光室之聚熱現象。

附帶一提的是，由於本發明之曝光機在進行曝光顯影時，該曝光平台係以預定的速度持續朝向深入曝光室之方向移動，因此整體曝光機尤適合採用連續循環輸送之方式，讓曝光平台依序通過曝光室，俾可藉以提升曝光顯影製程之加工產能。

綜上所述，本發明提供一較佳可行之曝光機以及與其相關之曝光方法，爰依法提呈發明專利之申請；本發明之技術內容及技術特點巳揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

11．．．機殼

12．．．曝光室

13．．．曝光平台

14．．．光源組

141．．．燈泡

15．．．線性滑軌

20．．．被加工物

30．．．機台

31．．．機殼

311．．．散熱排風口

312．．．循環入風口

32．．．曝光室

33．．．濾網

40．．．曝光平台

50．．．輸送機組

51．．．線性滑軌

52．．．皮帶

53．．．馬達

60．．．曝光光源組

61．．．燈泡

611．．．燈殼

62．．．反射鏡

63．．．散熱風扇

70．．．出光罩

71．．．透光槽

72．．．遮光板

73．．．動力缸

80．．．控制電路

81．．．觸控螢幕

82．．．感應開關

第一圖係為一習用曝光機之結構剖視圖。

第二圖係為一習用曝光機之曝光平台外觀立體圖。

第三圖係為本發明之曝光機外觀立體圖。

第四圖係為本發明曝光機之曝光室內部結構立體圖。

第五圖係為本發明中設於該曝光平台移動行程上方位置之曝光光源組外觀結構圖。

第六圖係為本發明中設於該曝光平台移動行程上方位置之曝光光源組放大示意圖。

第七圖係為本發明中設於該曝光平台移動行程下方位置之曝光光源組及出光罩之外觀結構圖。

第八圖係為本發明中設於該曝光平台移動行程下方位置之曝光光源組及出光罩之放大示意圖。

第九圖係為本發明中設於該曝光平台移動行程下方位置之出光罩結構分解圖。

第十圖係為本發明中設於該曝光平台移動行程上方位置之曝光光源組及出光罩之外觀結構圖。

第十一圖係為本發明中設於該曝光平台移動行程上方位置之曝光光源組結構俯視圖。

第十二圖係為本發明中燈殼之外觀結構圖。

第十三圖係為本發明中曝光平台到達接近透光槽槽之預定行程之動作示意圖。

第十四圖係為本發明中曝光平台到達完成曝光顯影之預定行程之動作示意圖。

30．．．機台

32．．．曝光室

40．．．曝光平台

50．．．輸送機組

51．．．線性滑軌

52．．．皮帶

53．．．馬達

60．．．曝光光源組

70．．．出光罩

80．．．控制電路

81．．．觸控螢幕

82．．．感應開關

Claims (13)

1. 一種曝光機，係包括有：一機台，具有一由機殼所包圍構成之曝光室；至少一曝光平台，係為供固定被加工物及原稿之透明平台；一輸送機組，用以帶動該至少一曝光平台相對進出該機台之曝光室；至少一曝光光源組，係設在該曝光室內部相對於該曝光平台之移動行程上方或下方位置，每一組曝光光源組係具有若干光源用以產生曝光光源；至少一出光罩，設在該至少一曝光光源組外部，其在相對朝向該曝光平台移動行程之部位設有一長條狀之透光槽，另設有一活動遮光板控制該透光槽開啟與否；至少一動力缸，係連接於該活動遮光板與該出光罩之間，由該至少一動力缸帶動該活動遮光板與該出光罩相對位移，進而控制該透光槽關閉或開啟；一控制電路，供設定、整合該輸送機組、該至少一曝光光源組以及該活動遮光板之運作；以及，該曝光光源組之燈泡啟動時，其光源係可透過該出光罩之透光槽向外照射，使產生朝向該曝光平台移動行程照射之條狀光源；再配合該輸送機組帶動該曝光平台以預定速度與該出光罩相對位移的方式接受該條狀光源之照射，使該曝光平台上的被加工物完成曝光顯影。
2. 如請求項1所述之曝光機，係在該曝光平台之移動行程上方與下方位置皆設有一曝光光源組。
3. 如請求項1所述之曝光機，其中該機殼在相對於 該曝光室之外圍設有散熱排風口及至少一循環入風口，並且在該至少一循環入風口處設有濾網。
4. 如請求項1所述之曝光機，其中該輸送機組係具有一組橫向延伸配置於該機台之曝光室內、外區域的線性滑軌供承載該曝光平台，設有一皮帶供與該曝光平台連接，以及設有一馬達用以帶動該皮帶運轉。
5. 如請求項1所述之曝光機，其中該活動遮光板與該出光罩之間係連接有至少一動力缸，由該至少一動力缸帶動該活動遮光板與該出光罩相對位移，進而控制該透光槽關閉或開啟。
6. 如請求項1所述之曝光機，其中該控制電路係具有一設在機台上的觸控螢幕供設定相關動作參數，以及在該機台相對於該曝光平台之移動行程處設有至少一感應開關用以感測該曝光平台之相對位置。
7. 如請求項1所述之曝光機，其中該至少一曝光光源組之各燈泡係呈沿著該出光罩之透光槽直線排列，並且設有一組反光鏡用以將燈泡之光線投向該出光罩之透光槽。
8. 如請求項7所述之曝光機，其中該至少一曝光光源組之各燈泡係以特定角度夾角朝向光線照射方向偏擺的方式配置。
9. 如請求項7所述之曝光機，其中該至少一曝光光源組之各燈泡係以2°夾角朝向光線照射方向偏擺的方式配置。
10. 如請求項1所述之曝光機，其中該光源可為燈 泡或LED光源。
11. 一種曝光機之曝光方法，係首先在曝光機之曝光室內部產生至少一自曝光平台移動行程上方，或是自曝光平台移動行程下方朝向曝光平台移動行程照射之條狀光源；再讓曝光機之曝光平台以預定速度與該至少一條狀光源相對位移的方式接受該至少一條狀光源之照射，進而使該曝光平台上的被加工物完成曝光顯影，其中該曝光機設有至少一出光罩，設在該曝光光源組外部，其在相對朝向該曝光平台移動行程的部位設有一長條狀的透光槽，另設有一活動遮光板控制該透光槽開啟與否；當曝光平台進入曝光室時，會先行由一控制電路操控該活動遮光板動作，使該出光罩之透光槽開啟，同時調升該曝光光源組之輸出功率，待該曝光平台相對移動至完成曝光顯影之預定行程即由該控制電路操控該活動遮光板動作，將該出光罩之透光槽關閉，同時調降該曝光光源組之輸出功率。
12. 如請求項11所述曝光機之曝光方法，係在曝光機之曝光室內部相對於曝光平台移動行程上方與下方位置，皆產生有朝向曝光平台移動行程照射之條狀光源。
13. 如請求項11所述之曝光機，其中該光源可為燈泡或LED光源。