光学成像的制作方法

专利名称：光学成像的制作方法
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) (B卩，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:(I)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W02010/007405，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。W02010/007405中的光刻胶也可以使用光刻或激光直接成像(LDI)来曝光。W02010/007405还单独地涉及使用固定的且不可旋转的光学工具。印刷电路板(PCB)的外表面通常涂覆有保护绝缘层，该保护绝缘层通过将其限制于特定区域(诸如电部件或焊盘)而辅助焊接。随着部件和电路尺寸减小，对于焊接掩模的精确对准的需要变得越来越重要。需要使用激光直接成像(LDI)来应用相同的成像精度。然而，焊接掩模可能是相对厚的(例如，75微米)，因此使用激光器的曝光是缓慢的作业。由于购买和操作激光器是昂贵的，因此制造公司的主要商业决定是进行该额外投资。

在此还参考通过引用合并于此的W02010/007045，其涉及使用与现有方法不同的光聚合物，在于该光聚合物由100%的固体构成，因此在相关处理中不涉及溶剂。在W02010/007405中，将墨涂覆到面板上但是在成像之前不对墨进行预干燥而是夹在聚酯或其它UV透射材料层的下方。在曝光于UV光期间，光聚合物仅在曝光区域中硬化。在成像之后，剥离保护聚酯以再使用并且洗刷掉未曝光的(液体)光聚合物。W02010/007405中的光聚合物也可以使用光刻或激光直接成像(LDI)来曝光。W02010/007405还单独地涉及使用光学工具对光聚合物进行曝光。本发明的至少一个方面的目的是避免或缓解上述问题中的至少一个或多个。本发明的至少一个方面的另一目的是提供用于对表面进行光学成像的改进方法。本发明的至少一个方面的又一目的是提供用于产生具有高分辨率和小轨迹宽度(即，细线)的电路的成本节约方法。本发明的至少一个方面的另一目的是提供用于产生适合于PCB、平板显示器和柔性电路的高密度电路的成本节约方法。本发明的至少一个方面的另一目的是提供用于在大面积范围内以高分辨率和小轨迹宽度对表面进行光学成像的改进方法。本发明的至少一个方面的另一目的是提供用于对焊接掩模的至少一部分进行曝光的改进方法。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于对基板进行光学成像的方法，所述方法包括:设置基板；将液体光聚合物沉积到基板的至少一部分上以在基板上形成液体光聚合物层；设置可旋转光学工具；以及相对于基板上的液体光聚合物膜旋转光学工具；其中，在基板上形成固化光聚合物的成像图案。本发明因此涉及使用可旋转光学工具来通过相对于基板上的液体光聚合物膜按压和旋转光学工具对基板进行成像。因此可相对于光学工具对基板上的液体湿光聚合物膜进行局部卷绕和旋转，这具有消除或移除液体光聚合物膜与通过其传送辐射的光学工具之间的任何空气(包括氧)的效果。在该光学成像处理中，在实际的成像处理之前也不存在预干燥，这与现有技术的处理是相对的。改进的光学成像处理基于如下原理:其中，在成像之前不对液体光聚合物(即，可以成像和固化的可印刷墨)进行预干燥，并且使用允许使用卷对卷(reel to reel)连续处理的可旋转处理。光聚合物被成像的部分被硬化，然后可以用于形成电路。然后可以洗刷掉未曝光的仍为液体形式的光聚合物。基板可以是薄板的形式，并且可例如包括由诸如聚酯(例如，Melinex，商标)、聚酰亚胺(例如，Kapton,商标)和聚碳酸酯(例如,Lexan,商标)的塑料材料制成的电介质或非金属层(例如，膜)。基板可 以是柔性的以允许发生卷对卷处理。在塑料材料的顶部，可存在可以是覆层形式的其它层。覆层可由诸如铜、银、金等的传导材料或者诸如Η)ΕΤ、ΙΤ0(氧化铟锡)或石墨烯(Graphene)的传导聚合物构成。可使用任何适当的技术(例如，富瑞凸版印刷(flexo)棍/丝网印刷(screen)棍/凸版印刷(letterpress)棍/凹版印刷(gravure)棍)来沉积液体光聚合物,诸如使用包括涂料辊和控制液体光聚合物沉积速率的可选的刮墨刀的辊单元。然而，可使用任何其它方法(诸如使用喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统)来沉积液体光聚合物。在施加液体光聚合物之前，可使用接触清洁处理来清洁基板，以从基板的表面移除碎片和/或污染物。液体光聚合物可由100%的固体构成并且不包含溶剂。通常，可以以根据任意以下的厚度来沉积液体光聚合物:小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约125 μ m ;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约25 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;小于或等于大约5 μ m ;小于或等于大约I μ m ;小于或等于大约0.5 μ m或者小于或等于大约0.1 μ m。替选地，可以以任意以下范围中的厚度来沉积液体光聚合物:大约177μπι至大约0.1ym;大约125μπι至大约0.1 μ m ;大约100 μ m至大约0.1 μ m ;大约75 μ m至大约0.1 μ m ;大约50 μ m至大约0.1 μ m ;大约25 μ m至大约0.1 μ m或者大约10 μ m至大约0.1 μ m。优选地,液体光聚合物可具有大约5微米的厚度。薄液体光聚合物膜的使用允许在光学成像处理中使用低强度辐射(例如，UV光)。
可使用一连串辊相对于可旋转光学工具的外表面来按压和旋转涂覆有液体光聚合物的基板。可旋转光学工具可以是旋转鼓的形式。光学工具在每次回转时建立图像，因此可以连续方式工作。基板上的液体光聚合物的旋转和按压具有移除相对于液体光聚合物按压的光学工具的部分之间的任何空气(因此氧)的特定优点。这改进了成像处理并且允许发生连续处理。可旋转光学工具可包括纯净的并且特别地UV透射/半透射的管状结构，其可由例如玻璃(例如，派热克斯玻璃)、石英或任何其它适当的UV透射/半透射材料制成。在光学工具的中心(或基本上中心)处，可存在能够例如在内部光挡板的限制内发出UV光的UV光源。UV光源可以是UV灯或优选地是LED (例如，LED阵列)。也可使用任何其它类型的辐射。可使用在UV透射/半透射管状结构附近的张紧器来张紧光学工具。光学工具的外表面可涂覆有保护泥釉涂层(slip coat)以防止一旦固化墨粘到光学工具的表面。通常，光学工具可以是可以以馈入基板的速度旋转的可旋转鼓，从而不会使得印刷图像失真。在基板与旋转光学工具接触的短时间内使得墨(即，液体光聚合物)固化。液体湿光聚合物因此可由UV光源来成像。UV辐射可具有大约200至400nm (例如，大约395nm)的波长，并且可具有与对曝光的液体光聚合物层进行固化匹配的强度。光学成像处理是极快的，这是由于在液体光聚合物层的下方没有存有空气和氧。特别优选的UV光源可以是UVLED，这是由于它们产生非常小量的热，具有长工作寿命，立即启动，基本上没有功率输出衰落，具有低维护性并且可以产生高水平的UV光强度。因此，在根据本发明的便宜光学成像处理中，LED可用于印刷细线。替选光源可以是激光光源。在固化之后，然后基板可通过辊并且被输送到例如显影单元。在本发明的特定实施例中，可对辐射进行校准以改进光学成像处理的质量和/或分辨率和/或清晰度。

基板可具有固化的图像和残留湿涂层(S卩，没有利用UV光成像的区域)。在光学成像处理之后，可经由洗刷过程使用例如碱溶液来移除尚未曝光于UV辐射的液体光聚合物。然后，可使用标准的化学蚀刻处理。例如，可使用酸或碱来产生具有覆有由聚合光聚合物覆盖的所需金属(例如，铜)电路的电介质基板。然后可以移除聚合光聚合物以产生具有所需的导电电路的基板。如本发明中所述的设备也可以完全包含在迷你干净空间中，这因此提供了光学成像处理中的显著成本节约。使用如本发明中所述的方法，获得适合于电路的高清细线。细线具有任意以下宽度:小于或等于大约200 μ m ;小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约140 μ m ;小于或等于大约130 μπι;小于或等于大约120 μπι;小于或等于大约110 μπι;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约90 μ m ;小于或等于大约80 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约70 μ m ;小于或等于大约60 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约40 μ m ;小于或等于大约30 μ m ;小于或等于大约20 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;或者小于或等于大约5μηι。替选地,细线可具有任意以下宽度:大于大约200 μ m ;大于大约150 μ m ;大于大约100 μ m ;大于大约75 μ m ;大于大约50 μ m ;大于大约20 μ m ;或者大于大约10 μ m。替选地，细线可具有任意以下宽度:大约0.1至200 μ m ;大约I至150 μ m ;大约I至IOOym ;大约20至100 μ m或者大约5至75 μ m。
本发明中的处理可用于形成多种电子部件，这些电子部件包括适合于电子市场的印刷电路板(PCB)、平板显示器和柔性电路的电子部件。该方法还可包括多个涂覆头和旋转鼓。本发明因此涉及一种对覆盖有液体可固化光聚合物(S卩，湿光刻胶)的基板进行光学成像的方法，其中，光学成像基板可用于形成诸如PCB、平板显示器和柔性电路(例如，LCDTV)的电子电路。本发明还可涉及在电介质上形成传导图像。与许多现有技术相比，本发明因此涉及使用湿膜而不是昂贵的干燥膜(诸如Riston (商标))。与湿膜的使用相比，干燥膜是相当贵的。湿膜的使用还克服了对干燥膜进行预干燥的需要，因此导致完全可控的处理。使用如本发明中所述的方法，可获得适合于电路的高清细线。细线可具有任意以下宽度:小于或等于大约200 μπι;小于或等于大约150 μπι;小于或等于大约140 μπι;小于或等于大约130 μπι;小于或等于大约120 μπι;小于或等于大约110 μπι;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约90 μ m ;小于或等于大约80 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约70 μ m ;小于或等于大约60 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约40 μ m ;小于或等于大约30 μ m ;小于或等于大约20 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;或者小于或等于大约5 μ m。替选地,细线可具有任意以下宽度:大约0.1至200 μ m ;大约I至150 μ m ;大约I至100 μ m;大约20至100 μ m或者大约5至75 μ m。细线可用在PCB和其它电部件(诸如平面屏幕显示器)中。本发明的方法可具有增加的优点，在于所有的步骤(诸如液体光聚合物的沉积和光学成像)可通过设备发生一遍。这种单步骤处理因此增加了通过设备的光学成像基板的吞吐，并且还提供了易于控制和监视的设备。本发明的设 备具有多个优点，诸如:(a)取代水银卤素灯的LED的使用节省了大量的功率并且显著地减少了热输出。LED是更紧凑的并且具有即时启动。(b)该设备允许装配的生产线速度增加多倍，从而改善了生产输出。LED系统的效率可以增加可能的倍率10。这允许在先前输出过低以致无法以合理的生产线速度实现固化的情况下使用LED。根据本发明的第二方面，提供了根据第一方面形成的光学成像基板。光学成像基板可用于形成光学成像电路。通常，光学成像电路可以是可用在例如PCB、平板显示器和柔性电路的制造中的电路。根据本发明的第三方面，提供了一种用于对基板进行成像的方法，所述方法包括:设置基板；将液体湿光聚合物沉积到基板的至少一部分上以在基板上形成液体湿光聚合物
膜层；将保护膜施加到基板上的液体湿光聚合物膜层上；使用直接成像单元；以及通过保护膜将来自直接成像单元的辐射直接施加到液体湿光聚合物上；其中，在基板上形成固化光聚合物的成像图案。
本发明因此涉及一种用于对覆盖有湿可固化光聚合物(即，湿光刻胶)的基板进行光学成像的方法，其中，光学成像基板可用于形成诸如PCB、平板显示器和柔性电路的电路。本发明还可涉及在电介质上形成电介质图像。与许多现有技术相比，本发明因此涉及100%固体湿膜而不是诸如Riston (商标)的昂贵干燥膜的使用。与湿膜的使用相比，干燥膜是相当昂贵的。100%固体湿膜的使用还克服了对湿膜进行预先干燥的需要，因此导致完全可控的处理。在本发明中，在利用例如UV辐射对湿光聚合物膜进行成像和照射之前不存在预干燥步骤。这与在照射发生之前对湿膜进行预干燥的现有技术完全相反。通常，本发明在于提供改进的光学成像处理，其中，使用直接成像并且不需要光学工具。在液体湿光刻胶(即，可以被成像和固化的可印刷墨)上发生的实际成像处理之前也没有预干燥步骤。基板可以是任意柔性材料并且可由诸如铜、银、金等的传导金属或者诸如roET、ITO或石墨烯的传导聚合物制成。替选地，基板可由非金属材料或电介质材料制成。在可选实施例中，基板可包括覆层，该覆层可包括传导材料或由传导材料构成。基板可具有被沉积到基板的一侧或两侧上的液体湿光聚合物。在基板的两侧存在液体湿光聚合物的实施例中，然后还将保护膜沉积到两个液体湿光聚合物层上。液体湿光聚合物被沉积并且保持为湿形式(即，可流动形式)直至成像。液体光聚合物的化学特性可与所需的固化特性匹配。直接利用一个或两个直接成像单元(B卩，不使用光学工具)对基板的一侧或两侧上的液体湿光聚合物进行成像。因此，使用任意适当的光成像装置(例如，激光直接成像(LDI)单元)或任意其它适当的数字光成像装置、利用直接写入处理来对液体湿光聚合物进行成像。通常，可使用UV光。液体湿光聚合物的被成像的部分被硬化，然后可用于形成例如电路。一旦发生了成像，则可移除基板的一侧或两侧上的保护膜。未曝光的光聚合物保持为液体形式并且可在洗刷处理中被洗刷掉。因此，能够使用该处理对基板的一侧或两侧同时进行成像。在直接写入处理中的液体湿光聚合物的成像之前并且在将一个或多个膜沉积到液体湿光聚合物上之后，可存在中间处理，在该中间处理发生固化处理，该固化处理在未固化的液体湿光聚合物的区域附近形成固化光聚合物的框、边和/或周界。未固化的液体湿光聚合物因此可被密封在外部的固化光聚合物的框(例如，类似于图片框)内以形成密封面板。在密封处理期间，可将保护膜密封到固化光聚合物并且该保护膜可与未固化的液体湿光聚合物相邻且邻接。这防止了液体湿光聚合物与保护膜之间的任何空气和氧。密封区域可以是大约12至15_。密封面板可以是诸如单个移动面板(例如，封装)的单个离散单元、或者是可以使用提供密封封装的连续卷纯净膜(例如，聚合物膜)和以输送器样式移动面板的方法而形成的一连串密封面板。因此，可使用任何适当的辐射源(例如，UV辐射源)在预曝光阶段期间形成固化光聚合物的密封框、边和/或周界，该辐射源能够固化液体湿光聚合物并且形成未固化的液体湿光聚合物的包( pocket)。发光二极管(LED)可用于形成固化光聚合物的密封框、边和/或周界。在该预曝光阶段期间，可通过例如聚酯的纯净(或基本上纯净)膜层来将基板支撑在上表面和下表面上。可以大约0.5至2mJ并且通常为大约I至2mJ或者更具体地为大约1.SmJ的低功率来对面板的中心区域中的未固化湿液体光聚合物进行成像。薄湿液体光聚合物膜的使用允许在光学成像处理中使用低强度辐射(例如，UV光)。用于对湿液体光聚合物进行固化的辐射可以是对液体光聚合物进行固化的任意适当辐射。在特定实施例中，UV辐射可用于对曝光的液体(例如，湿)光聚合物进行聚合和/或硬化和/或设置。UV辐射可具有大约200至400nm的波长，并且可具有与对所使用的光聚合物进行固化匹配的强度(例如，大约395nm)。特别优选的UV光源可以是UV LED，这是由于它们产生非常小量的热，具有长的灯寿命，立即启动，基本上没有功率输出的衰落，具有低维护性并且可以产生高水平的光强度。因此，LED可用于在根据本发明的便宜光学成像处理中印刷细线。替选光源可以是激光光源。在本发明的特定实施例中，可对辐射进行校准以改进光学成像处理的质量和/或分辨率和/或清晰度。在成像之后，可在诸如碳酸盐溶液的显影溶液中对图像进行显影。然后，可使用卷绕处理移除膜层，然后可洗刷掉尚未被成像和硬化的湿光聚合物。可使用任意适当的技术将湿液体光聚合物沉积到基板的第一和第二侧中的仅一个或两者。本发明因此 可涉及在例如前后对准中的单面或双面曝光。可使用任意适当的技术以基本上均匀且连续的方式来沉积湿液体光聚合物。例如，可使用喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统来沉积湿液体光聚合物层。优选地，可使用一连串辊以及控制所沉积的湿液体光聚合物层的厚度的可选的刮墨刀来沉积湿液体光聚合物。在施加湿液体光聚合物之前，可使用接触清洁处理来清洁基板，以从基板的表面移除残片和/或污染物。湿液体光聚合物可由100%的固体构成并且不包含溶剂。通常，可以以根据任意以下的厚度来沉积湿液体光聚合物:小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约125 μ m ;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约25 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;小于或等于大约5 μ m ;小于或等于大约I μ m ;小于或等于大约0.5 μ m或者小于或等于大约0.1 μ m。替选地，可以以任意以下范围中的厚度来沉积液体光聚合物:大约177 ym至大约0.1ym;大约125μπι至大约0.1 μ m ;大约100 μπι至大约0.Ιμπι;大约75μηι至大约0.Ιμπι;大约50μηι至大约0.1 μ m ;大约25 μ m至大约0.1 μ m或者大约10 μ m至大约0.1 μ m。优选地,湿液体光聚合物可具有大约5微米的厚度。薄液体光聚合物膜的使用允许在光学成像处理中使用低强度辐射(例如，UV光)。膜可以是任何适当的UV透射材料，但是特别地，可由可以是光学上或基本上光学上纯净的聚酯制成。膜还可包括保护涂层以辅助耐化学性、脱离固化光聚合物以及免除由过度湿度水平弓I起的尺寸改变。本发明中的处理可用于形成多种电子部件，这些电子部件包括印刷电路板(PCB)、平板显示器和柔性电路的电子部件。本发明的直接成像处理因此可使用UV透射光学纯净膜来将未固化的液体湿光聚合物设置在要成像的面板上方的固化框内。与标准的光聚合物相比，本发明中的曝光是非常快的并且使用低水平的UV能量。现有技术的标准光刻胶(包括其它可成像层，如焊接掩模)需要通常为50至SOmJ的能量的曝光以完成固化(交联)。已利用低至SmJ的曝光要求对一些昂贵的干燥膜进行了显影。相比之下，可以仅利用大约1.SmJ的UV能量来对本发明的液体湿光聚合物进行曝光。需要在来自直接成像单元(例如，激光直接成像单元)的改进生产力方面来理解该意义。直接成像处理的使用还允许对打算要成像的面板进行小调整以稍微进行移动，使得所有成像面板完全相同而没有由光学工具中的基部基板的拉伸而引起的变形。这利用标准的平版印刷系统无法实现。本发明的方法也可自包含在迷你干净空间中，由于不需要大的工业干净空间，因此这提供了光学成像处理中的显著成本节约。使用如本发明中所述的方法，可获得适合于电路的高清细线。细线可具有任意以下宽度:小于或等于大约200 μπι;小于或等于大约150 μπι;小于或等于大约140 μπι;小于或等于大约130 μπι;小于或等于大约120 μπι;小于或等于大约110 μπι;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约90 μ m ;小于或等于大约80 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约70 μ m ;小于或等于大约60 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约40 μ m ;小于或等于大约30 μ m ;小 于或等于大约20 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;或者小于或等于大约5 μ m。替选地,细线可具有任意以下宽度:大约0.1至200 μ m ;大约I至150 μ m ;大约I至100 μ m ;大约20至100 μ m或者大约5至75 μ m。细线可用在PCB和诸如平面屏幕显示器的其它电部件中。本发明的方法可具有增加的优点，在于，诸如液体光聚合物的沉积以及膜的沉积和移除的所有步骤都可通过设备发生一遍。例如，使用一连串辊将液体光聚合物沉积在基板的至少一侧或两侧上、使用另外一连串辊沉积和移除膜以及将辐射施加到液体光聚合物以固化光聚合物层都可通过本发明的光学成像设备发生一遍。这种单步骤处理因此增加了通过设备的光学成像基板的吞吐，并且还提供了易于控制和监视的设备。本发明因此基于多个独特特征:1.在保护纯净覆盖(例如，膜)下对湿光聚合物进行曝光。2.使用利用与稍后将用于成像的相同的湿光聚合物而创建的密封边；3.借助于也兼作被曝光的封装的一部分的纯净膜载体(例如，聚酯膜)来运送面板。本发明的处理还允许连续处理(对于效率来说是期望的)，而现有的方法包括分段式的制造步骤。本发明还具有多个优点:1.由于没有用于对光聚合物进行预干燥的热，因此有大的能量节约。2.由于膜保护而使得光聚合物的表面处的氧被除去，因此曝光更快。这导致在通常缓慢循环的直接成像单元(例如，激光直接成像(LDI)单元)中非常快速的吞吐。激光直接成像(LDI)单元成本大约为￡500k- ￡lm，并且花费在激光直接成像单元上的时间成本较闻。3.与昂贵的干燥膜相比，使用液体光聚合物节约了成本。4.由于液体光聚合物较薄(大约5微米)，因此可以印刷极其细微的细节。由于以较低功率(但是较快的速度)工作提高了图像的精度，因此这促进了激光成像。
根据本发明的第四方面，提供了根据第一方面形成的光学成像基板。光学成像基板可用于形成光学成像电路。通常，光学成像电路可以是可用在例如PCB、平板显示器和柔性电路的制造中的电路。根据本发明的第五方面，提供了用于对基板进行光学成像的设备，所述设备包括:能够将液体湿光聚合物沉积到基板的表面上以形成液体湿光聚合物膜的装置；能够将保护膜递送到液体湿光聚合物膜上的装置；直接成像单元，能够通过保护膜将辐射施加到液体湿光聚合物上并且在基板上形成固化光聚合物的成像图案。光学成像处理可如第一方面所定义的那样。能够将液体湿光聚合物沉积到基板的表面上以形成液体湿光聚合物膜的装置可为一连串辊以及控制光聚合物沉积速率的可选的刮墨刀的形式。膜可经由一连串辊来沉积。直接成像单元可以是激光直接成像(LDI)单元或任意其它适当的数字光成像装置。在曝光之后，可使用另外一连串辊移除膜。

该设备还可包括用于执行固化步骤的预曝光辐射单元，该固化步骤在未固化的液体湿光聚合物的区域附近形成固化光聚合物的框、边和/或周界。预曝光辐射单元可包括发光二极管(LED)。该设备还可为卷对卷处理的形式，在该卷对卷处理中，以卷的形式递送膜，展开该膜以建立液体湿光聚合物被沉积到其上的薄板，然后使用UV辐射进行成像。然后，该薄板继续到达显影单元以洗刷掉未固化的湿光聚合物，然后在被干燥之前到达清洗站(rinsestation),并且被带到重绕站(rewind station)以重新形成为适合于用在任何随后的处理中的卷。根据本发明的第六方面，提供了用于对基板进行光学成像的设备，所述设备包括:能够将液体光聚合物沉积到基板的表面上以形成液体光聚合物膜的装置；能够允许将辐射传送到基板上的液体光聚合物的可旋转光学工具；能够输送包括相对于可旋转光学工具按压的液体光聚合物膜的基板的输送装置；其中，固化光聚合物的成像图案形成在基板上。光学成像方法可如第一方面所定义的那样。能够将液体光聚合物沉积到基板的表面上以形成液体光聚合物膜的装置可为一连串辊以及控制沉积的膜重量的可选的刮墨刀的形式。在处理期间，可相对于输送的基板而按压和旋转可旋转光学工具。该设备还可为卷对卷处理的形式，在该卷对卷处理中，以卷的形式递送基板，对液体光聚合物进行沉积然后进行成像，然后以卷形式移除成像基板。根据本发明的第七方面，提供了一种用于成像的方法，所述方法包括:
设置具有曝光表面的基板；将电部件布置在基板的曝光表面上；利用焊接掩模层覆盖基板的曝光表面和基板的曝光表面上的电部件；将液体湿光聚合物沉积到焊接掩模层上以形成液体湿光聚合物膜层；将UV透射或基本上UV透射的保护膜施加到液体湿光聚合物膜层上；设置第一成像单元；通过保护膜将来自第一成像单元的辐射施加到位于电部件上方或基本上位于电部件上方的液体湿光聚合物的区域上，其中，液体湿光聚合物的曝光区域被固化和硬化；移除保护膜；移除液体湿光聚合物膜的仍未固化的未曝光区域；施加来自第二成像单元的另外辐射，该第二成像单元对焊接掩模的未被液体湿光聚合物的固化部分覆盖的且用作光掩模的部分进行固化；以及然后移除用作光掩模的固化且硬化的湿聚合物连同焊接掩模的未固化部分，该焊接掩模的未固化部分在固化且硬化的湿聚合物下方，被保护免于UV固化的第2阶段；其中，能够形成位于电部件上方或基本上位于电部件上方的通道或迹线。本发明因此涉及在首先使用液体湿可固化光聚合物来涂覆焊接掩模之后对基板(例如，印刷电路板)上的焊接掩模的一部分进行曝光的方法，其中，成像处理发生在焊接掩模上方的区域上。特别地，本发明在于提供了一种改进的成像处理，其中，使用第一成像阶段(例如，利用激光直接成像单元)来遮掩印刷电路板(PCB)上的焊接掩模的至少一部分，其中，对湿液体光聚合物层进行固化以在焊接掩模的顶部创建图像，此后，使用第二成像阶段，将固化的液体光聚合物用作光掩模来产生焊接掩模本身中的图像。本发明因此依赖于将湿液体光聚合物层沉积在焊接掩模层的顶部，然后对湿液体光聚合物层进行初始成像以创建光掩模，其中，然后可以利用第二成像阶段对下方的焊接掩模进行成像。基板可以是印刷电路板。替选地，基板可以是任意其它平坦结构，其可以是柔性的并且可由诸如铜、银、金、氧化铟锡(ITO)等的传导材料制成。替选地，基板可由诸如也称为PEDT的聚(乙烯二氧酚酊)、聚苯胺、聚吡咯或石墨烯的非金属材料或电介质材料制成。电部件可以是焊盘形式的任意类型的标准电部件。可使用任何适当的手段(诸如任何形式的粘附和/或焊接)而将电部件附接到基板。焊接掩模可使用任意适当的手段(诸如喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统)来沉积。焊接掩模层优选地是连续的并且可具有大约5 μ m至大约75 μ m的厚度。焊接掩模可由任意适当的材料(诸如可聚合环氧树脂液体)制成。可使用任意适当的手段(诸如喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统)来沉积液体湿光聚合物层。可使用任何适当的技术以基本上均匀且连续的方式来沉积湿液体光聚合物。湿液体光聚合物可由100%的固体制成并且不包含溶剂。通常，可以以根据任意以下的厚度来沉积湿液体光聚合物:小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约125 μ m ;小于或 等于大约100 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约25 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;小于或等于大约5 μ m ;小于或等于大约I μ m ;小于或等于大约0.5 μ m或者小于或等于大约0.1 μ m。替选地，可以以任意以下范围中的厚度来沉积湿液体光聚合物:大约177 ym至大约0.1ym;大约125 μ m至大约0.1 μ m ;大约100 μ m至大约0.1 μ m ;大约75 μ m至大约0.1 μ m ;大约50 μ m至大约0.1 μ m ;大约25 μ m至大约0.1 μ m或者大约10 μ m至大约0.1 μ m。优选地,湿液体光聚合物可具有大约5微米的厚度。薄湿液体光聚合物的使用允许在光学成像处理中使用低强度辐射(例如，UV光)。UV透射或基本上UV透射的保护膜可以是任意适当的柔性膜。膜可以是任意适当的材料，但是特别地，可由可以是UV光学或基本上光学纯净的聚酯制成。替选地，膜可以是UV半透射的。膜还可包括保护涂层，该保护涂层用于辅助化学光聚合物、脱离固化光聚合物以及免除由过度湿度水平引起的尺寸改变。膜移除(B卩，挤出)了可能对光学成像处理不利的、邻近液体湿光聚合物的任何空气(包括氧)。在本发明中，在利用例如UV辐射对湿光聚合物膜进行成像和照射之前也不存在预干燥步骤。这与在成像发生之前对湿膜进行预干燥的现有技术是完全相对的。通常，本发明在于提供一种改进的光学成像处理，其中，使用直接成像并且不需要光学工具。在发生在液体湿光聚合物(即，可以成像和固化的可印刷墨)上的实际成像处理之前也没有预干燥。第一和第二成像单元可以是例如激光直接成像(LDI)单元的直接成像单元或任意其它适当的数字光成像装置。通常，可使用UV光，但是也可使用可见光或其它波长的电磁辐射。对液体湿光聚合物的由第一成像单元成像的部分进行硬化。用于对湿液体光聚合物进行固化的辐射可以是对液体光聚合物进行固化的任意适当辐射。在特定实施例中，UV辐射可用于对曝光的液体(例如，湿)光聚合物进行聚合和/或硬化和/或设置。UV辐射可具有大约200至400nm的波长，并且可具有与对所使用的光引发剂进行固化匹配的特定波长(例如，大约254nm或355nm或365nm或375nm或395nm或405nm)。薄湿液体光聚合物膜的使用允许在光学成像处理中使用低强度辐射(例如，UV光)。可利用大约0.5至2mJ并且通常为大约I至2mJ的低功率来 对液体湿光聚合物进行成像和固化。在来自第一成像单元的成像之后，可利用诸如剥离的任意手段来移除保护膜。可使用例如洗刷过程来移除湿液体光聚合物膜的仍未固化的未曝光区域。来自对焊接掩模的未被液体湿光聚合物的固化部分覆盖的部分进行固化的第二成像单元的另外辐射可以来自诸如UV光源的任意适当光源。在本发明的特定实施例中，可对辐射进行校准以改进光学成像处理的质量和/或分辨率和/或清晰度。UV辐射可具有大约200至400nm的波长。因此，液体湿光聚合物的固化部分可被视为用作光掩模。可经由另外的洗刷过程来移除焊接掩模的未固化部分。位于焊盘上方或基本上位于焊盘上方的通道或迹线可为适合于电路的高清晰度细线或管的形式。细线或管可具有任意以下的宽度或直径:小于或等于大约200 μ m ;小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约140 μ m ;小于或等于大约130 μ m ;小于或等于大约120m ;小于或等于大约110 μ m ;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约90 μ m ;小于或等于大约80 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约70 μ m ;小于或等于大约60 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约40 μ m ;小于或等于大约30 μ m ;小于或等于大约20 μπι ;小于或等于大约10 μ m ;或者小于或等于大约5 μ m。替选地，细线或管可具有任意以下的宽度或直径:大约0.1至200 μ m ;大约I至150 μ m;大约I至IOOym ;大约20至100 μ m或者大约5至75 μ m。细线或管可与PCB和其它电部件结合使用。
本发明的方法也可自包含在迷你干净空间中，由于不需要大的工业干净空间，因此这提供了光学成像处理的显著成本节约。本发明因此具有多个优点:1.处理可以是没有操纵因此具有提高的效率的连续高速处理。2.不需要干净空间。3.处理在成像单元中使用最小量时间，从而提供了最大利用率。4.显著的产量提高。5.低功耗。6.由于没有用于对光聚合物进行预干燥的热，因此有大的能量节约。7.由于膜保护而在湿液体光聚合物的表面处的空气被排除，因此曝光较快速。这导致在通常缓慢循环的直接成像单元(例如，激光直接成像(LDI)单元)中非常迅速的吞吐。激光直接成像(LDI)单元成本大约为￡500k- ￡lm，并且花费在激光直接成像单元上的时间成本较高。8.与昂贵的干燥膜相比，使用液体光聚合物节约了成本。9.由于液体光聚合物较薄(大约5微米)，因此可以印刷极其细微的细节。由于以较低功率(但是较快的速度)工作提高了图像的精度，因此这促进了激光成像。根据本发明的第八方面，提供了根据第一方面形成的成像基板。

光学成像基板可用于形成光学成像电路。通常，光学成像电路可以是电路。根据本发明的第九方面，提供了一种用于成像的设备，所述设备包括:能够利用焊接掩模层覆盖基板的曝光表面和基板的曝光表面上的电部件的装置；能够将液体湿光聚合物沉积到焊接掩模层上以形成液体湿光聚合物膜层的装置；能够将UV透射或基本上UV透射的保护膜施加到液体湿光聚合物膜层上的装置；第一成像单元，能够通过保护膜将液体湿光聚合物的一部分成像到位于电部件上方或基本上位于电部件上方的聚合物的区域上，其中，液体湿光聚合物的曝光区域被固化和硬化；第二成像单元，能够对焊接掩模的未被液体湿光聚合物的固化部分覆盖的部分进行固化；以及其中，能够形成位于电部件上方或基本上位于电部件上方的通道或迹线。该设备可用于执行如之前所定义的光学成像处理。能够覆盖焊接掩模层和液体湿光聚合物的装置可以是任意适当的装置，诸如喷射、涂刷、棍和/或浸涂系统。第一和第二成像单元可以是任意适当的UV光源。优选地，成像单元可以是诸如激光直接成像(LDI)单元的直接成像单元或任意其它适当的数字光成像装置。


现在将仅作为示例，参照附图描述本发明的实施例，在附图中:
图1是根据本发明的包括可旋转光学工具的设备的代表性侧视图；图2是根据本发明的实施例的基板的截面侧视图；图3是根据本发明的实施例的、其上沉积有湿光聚合物层的、图2所示的基板的截面侧视图；图4是根据本发明的实施例的、在光学成像处理中正使用可旋转光学工具的、图2和3所不的基板的截面侧视图；图5是根据本发明的另一实施例的、包括可旋转光学工具的设备的代表性侧视图；图6是根据本发明的实施例的、在光学成像处理中正使用可旋转光学工具的、图5所示的基板的截面侧视图；图7是根据本发明的实施例的、在预曝光模式下并且准备被成像的基板的截面侧视图；图8是预曝光模式下并且准备被成像的图7所示的基板的顶视图；图9是示出 将发生通过直接激光成像进行的成像的情况的、图7和8所示的基板的另一顶视图；图10是图7至9所示的以及在处理的在碳酸盐溶液中对直接写入的图像进行显影的另一阶段中的基板的又一顶视图；图11根据本发明的实施例的卷对卷成像设备的代表性侧视图；图12是准备要被成像的并且使用图11所示的卷对卷成像设备形成的两个基板的顶视图；图13是准备要被成像的并且使用连续成像设备形成的两个基板的顶视图；图14是根据本发明的实施例的印刷电路板(PCB)上的曝光电部件(例如，焊盘)的截面侧视图；图15是根据本发明的实施例的、沉积有焊接掩模层的、图14所示的印刷电路板(PCB)的截面侧视图；图16是根据本发明的实施例的、沉积有湿液体光聚合物层的、图15所示的印刷电路板(PCB)的截面侧视图；图17是根据本发明的实施例的、沉积有透明膜层的、图16所示的印刷电路板(PCB)的截面侧视图；图18是根据本发明的实施例的、准备要利用激光直接成像单元(LDI)进行曝光的、图17所示的印刷电路板(PCB)的截面侧视图；图19是根据本发明的实施例的、在利用激光直接成像单元(LDI)进行曝光之后的、图18所示的印刷电路板(PCB)的截面侧视图；图20是根据本发明的实施例的、在来自激光直接成像单元(LDI)的曝光之后利用UV辐射曝光的、图19所示的印刷电路板(PCB)的截面侧视图；图21是根据本发明的实施例的、示出了利用激光直接成像单元(LDI)固化的光聚合物用作焊接掩模上的光掩模的、图20所示的印刷电路板(PCB)的截面侧视图；以及图22是根据本发明的实施例的、光掩模和未反应的焊接掩模已被剥落的、图21所示的印刷电路板(PCB)的截面侧视图。
具体实施例方式一般而言，本发明在于提供一种使用可旋转光学工具的改进光学成像处理。在本发明的光学成像处理中，与现有技术的处理相对，在实际的成像处理之前也没有预干燥。改进的光学成像处理基于如下原理:在成像之前没有对液体光聚合物(即，可以被成像和固化的可印刷墨)进行预干燥，并且使用允许使用卷对卷连续处理的可旋转光学工具。光聚合物的被成像的部分被硬化，然后可以用于形成电路。未曝光的光聚合物保持为液体形式，然后可以被洗刷掉。在现有技术中，存在许多由卷对卷生产方法制成的电路。柔性电路本身适合于该方法。逐渐地，对于“印刷电子”市场需要印刷电路的高输出。卷对卷生产理想地适合于一个零件号(part number)的较长运行(高容量)。使用本发明的原理,可通过任意装置(例如，辊涂机)利用液体光聚合物来涂覆材料薄板(例如，具有薄铜层的聚酯膜)、并且通过被固定在干净旋转鼓外部的光学工具来进行成像，该干净旋转鼓由辐射源(例如，可以是LED的UV光源)从内部照亮。薄板将被保持为与可旋转光学工具紧密接触，并且该光学工具将随着鼓的每次回转而产生新曝光的图像。现在将在下文参照图1至4更详细地描述该处理。图1表示根据本发明的光学成像设备，一般标记为100。图1示出了点110处的基板(例如，材料薄板)首先从右手侧被全部馈入。图2是点110处的基板的截面侧视图。这示出了基板包括第一层150,第一层150可例如是由塑料材料(诸如聚酯(例如,Melinex,商标)、聚酰亚胺(例如，Kapton,商标)和聚碳酸酯(例如，Lexan,商标))制成的电介质或非金属层。在第一层150上方可以是覆层152，覆层152可例如由诸如铜、银、金等的传导材料或诸如PDET、ITO或石墨烯的传导聚合物制成。图1示出了使用包括辊114的辊涂单元而涂覆有液体光聚合物的基板，辊114具有支撑薄板的加压辊112。刮墨刀116控制来自辊114的液体光聚合物的沉积速率。辊涂单元113以基本上均匀且连续的方式来沉积液体光聚合物。然而，可以使用任意其它方法(诸如使用喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统)来沉积液体光聚合物。图3是点118处的基板的截面图并且示出了薄液体光聚合物层156已被沉积到基板上。如图1所示，基板然后与辊130接触并且相对于光学工具120的外表面122被滚动。光学工具120围绕UV透射/半透射管状结构131而延伸，该UV透射/半透射管状结构131可由例如玻璃(例如，派热克斯玻璃)、石英或任意其它适当的UV透射/半透射材料制成。UV透射/半透射管状结构131可涂覆有保护/释放涂层。在UV透射/半透射管状结构131的中心处，存在在内部光挡板126的限制内通过光学工具120发出UV光的UV光源124。使用张紧器121来张紧光学工具120。光学工具120在每次回转期间创建图像，因此可以用于操作连续处理。图4示出了点132处的基板和相对于基板上的薄液体光聚合物层156滚动的光学工具120的成像部160。然后，由UV光源124对基板进行成像。UV辐射具有大约200至400nm的波长，并且具有与对曝光的液体光聚合物层进行固化匹配的强度。由于液体光聚合物层下方没有存有空气因此存有最小量的氧，因此光学成像处理是极快的。在固化之后，基板然后通过辊134，并且在点136处，基板具有固化图像和残留的湿涂层(即，没有利用UV光成像的区域)。在光学成像处理之后，经由洗刷过程使用例如碱溶液来移除尚未曝光于UV辐射的液体光聚合物。 然后可使用标准的化学蚀刻处理。例如，可使用酸或碱来产生覆有由聚合光聚合物覆盖的所需金属(例如，铜)电路的电介质基板。然后，可以移除聚合光聚合物以产生具有所需的导电电路的基板。如本发明中所述的设备还可以完全包含在迷你干净空间中，这因此提供了光学成像处理中的显著成本节约。使用如本发明中所述的方法，获得适合于电路的高清细线。细线具有任意以下宽度:小于或等于大约200 μπι;小于或等于大约150 μπι;小于或等于大约140 μπι;小于或等于大约130 μ m ;小于或等于大约120m ;小于或等于大约110 μ m ;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约90 μ m ;小于或等于大约80 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约70 μ m ;小于或等于大约60 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约40 μ m ;小于或等于大约30 μ m ;小于或等于大约20 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;或者小于或等于大约5 μ m。替选地,细线具有任意以下宽度:大于大约200 μ m ;大于大约150 μ m ;大于大约IOOym ;大于大约75 μ m ;大于大约50 μ m ;大于大约20 μ m ;或大于大约10 μ m。替选地,细线具有任意以下宽度:大约0.1至200 μ m ;大约I至150 μ m ;大约I至100 μ m ;大约20至100 μ m或者大约5至75 μ m。优选地，细线可具有大约5微米的宽度。本发明中的处理可用于形成多种电子部件，这些电子部件包括适合于在电子市场内制造的印刷电路板(PCB)、平板显示器和柔性电路的电子部件。尽管未示出，但是设备100可包括多个涂覆头和旋转鼓。图5是根据本发明的另一光学成像设备的表示，一般被标记为200。设备200与图1所示的设备100类似 ，仅有一些差别。图5示出了存在从设备200的右手侧馈入的基板210 (例如，材料薄板)。如之前所述，基板210可包括第一层，该第一层可以例如是由塑料材料(诸如聚酯(例如，Melinex,商标)、聚酰亚胺(例如，Kapton,商标)和聚碳酸酯(例如，Lexan，商标))制成的电介质或非金属层。在第一层上方可以是覆层，该覆层可例如由诸如铜、银、金等的传导材料或诸如PDET、ITO或石墨烯的传导聚合物制成。图5示出了使用包括辊214的辊涂单元213为基板210涂覆液体光聚合物以形成涂覆基板218。与图1所示的设备100相比，设备200仅具有一个涂布辊214。UV墨槽216控制来自辊214的液体光聚合物的沉积速率。由辊涂单元213以基本上均匀且连续的方式沉积液体光聚合物。辊214可以是富瑞凸版印刷/丝网印刷/凸版印刷/凹版印刷辊。然而，可以使用任意其它方法(诸如使用喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统)来沉积液体光聚合物。图5然后示出了涂覆基板218然后与张力辊230接触并且相对于光学工具220的外表面222被滚动。光学工具220围绕UV透射/半透射管状结构231而延伸，该UV透射/半透射管状结构231可由例如玻璃(例如，派热克斯玻璃)、石英或任意其它适当的UV透射/半透射材料制成。UV透射/半透射管状结构231可涂覆有保护/释放涂层。在UV透射/半透射管状结构231的中心处，存在在内部光挡板226的限制内将UV光发射到光学工具220上的UV光源224。光学工具220在每次回转期间创建图像，因此可以用于操作连续处理。图5因此示出了由辊230与234之间的UV光源224对涂覆基板218进行成像，辊230和234相对于光学工具224的外表面滚动涂覆基板218，因此将基板210上的液体光聚合物曝光于UV辐射。在该处理期间，相对于光学工具的外表面按压基板210上的液体光聚合物，这保证了在被曝光的液体光聚合物与UV辐射之间没有空气因此没有氧。图6是固化处理的放大视图。这示出了 UV光源224，UV光源224朝向并通过UV透射/半透射管状结构231将光辐射到基板210顶部的用于印刷图像的UV墨252上。要注意的重要方面是，在夹在UV透射/半透射管状结构231与基板210之间的墨之间的紧密接触的区域中排除了空气因此排除了氧。UV辐射具有大约200至400nm的波长并且具有与对曝光的液体光聚合物层进行固化匹配的强度。由于在液体光聚合物层下方没有存有空气和氧，因此光学成像处理极快。在固化之后，基板然后通过辊234，并且在点236处，基板210具有固化图像和残留湿涂层(即，没有利用UV光成像的区域)，然后可以被馈入到另一打印单元238。在光学成像处理之后，经由洗刷过程使用例如碱溶液来移除尚未被曝光于UV辐射的液体光聚合物。然后可使用化学蚀刻处理。例如，酸或碱可用于产生覆有由聚合光聚合物覆盖的所需金属(例如，铜)电路的电介质基板。然后，可以移除聚合光聚合物以产生具有所需的导电电路的基板。本发明还在于提供了一种改进的成像处理，其中使用直接成像并且不需要光学工具。在本发明的成像处理中，与现有技术的处理相对，在实际成像处理之前也没有预干燥处理。改进的成像处理基于如下原理:在成像之前没有对液体湿光聚合物(即，可以被成像和固化的可印刷墨)进行预干燥，并且液体湿光聚合物位于(即，夹在)上部与下部UV透射(或基本上UV透射)膜之间。使用诸如任意适当的光成像装置(例如，激光直接成像(LDI)单元或任意其它适当的数字光成像装置)的直接写入处理对液体湿光聚合物进行成像。光聚合物的被成像的部分被硬化，然后可以用于(例如，作为抗蚀剂或种子层)形成电路。膜然后可以被移除和再使用。未曝光的光聚合物仍为液体形式，然后可以被洗刷掉。能够使用该处理来对基板的一侧或两侧进行成像。现在将在下文中参照图1至6来更详细地描述该处理。

图7是本发明的湿光聚合物袋(pouch)的表不,一般标记为300。湿光聚合物袋300具有湿液体光聚合物层310。湿液体光聚合物优选地由100%的固体构成并且不包含溶齐U。湿液体光聚合物层310的厚度可例如小于大约178 ym (0.007英寸)并且在该特定实施例中为大约5微米。湿液体光聚合物层310在光学成像之前没有被预干燥。还示出了在湿液体光聚合物层310下方延伸的层312。层312是能够被成像的基板材料，并且例如由诸如铜、银、金等的传导材料或诸如PEDOT、ITO或石墨烯的非金属导体甚至电介质材料制成。在湿液体光聚合物层310上方，存在是例如聚酯的纯净UV透射膜状材料层316。用在本发明中的膜可涂覆有保护涂层以辅助耐化学性、脱离固化光聚合物以及免除由过度的湿度水平而引起的尺寸改变。位于层312下方的是例如是聚酯的另一纯净膜状层318。如所示出的，在湿光聚合物袋100的两端，存在已被曝光于辐射并且被固化从而导致一些膜与膜层压的区域320、322的密封固化光聚合物区域313、314。图8是湿光聚合物袋300的顶视图。位于湿光聚合物袋的中间的是未被固化的湿液体光聚合物层310。在湿光聚合物袋300的边缘附近，示出了密封边缘320、322、324、326，即，边。边缘具有大约12至15mm的密封宽度。湿液体光聚合物层310因此可被视为被装入且密封在袋或套中以准备好用于在随后处理阶段进行光学成像。湿液体光聚合物层310因此夹在层316、318之间。密封边缘320、322、324、326在预曝光阶段中被创建，其中湿光聚合物袋300由例如聚酯的纯净(或基本上纯净)膜层支撑在上表面和下表面上。由于未固化的湿液体光聚合物310被密封，因此这具有保持未固化的湿液体光聚合物被保护和干净的优点。由于光聚合物是湿的，湿光聚合物比固化的光聚合物成像快，因此这还允许更快的曝光。形成层316、318的膜还具有的优点在于，当被放在湿光聚合物上时，其与湿光聚合物紧密接触因此移除(即，挤出)了可能对光学成像处理不利的、邻近光聚合物的任何空气(包括氧)。显然，在将层316、318沉积到湿光聚合物上期间，不应该形成有气泡。形成层316、318的膜还可被再使用。图9是示出可在湿液体光聚合物层310中发生成像(即，写入)的湿光聚合物袋300的视图。湿液体光聚合物层310可被光学成像为任何适当的或所需的图案。如图9所示，图像写入可以以大约1.SmJ的低功率通过大约5至6微米的湿光聚合物而发生，与现有技术的处理相比，这允许更快的写入速度且更详细。图10是光学成像处理中的下一阶段的视图，其中，在成像之后，可以在诸如碳酸盐溶液的显影溶液中对图像进行显影。然后可移除膜层316、318，并且然后可洗刷掉未被成像和硬化的湿光聚合物。图11是根据本发明的卷对卷成像设备的表示，一般标记为400。在设备的右手侧，存在能够沿着设备400的长度移动基板414的一连串辊410、412、420、426。首先在清洁器单元(未示出)中清洁基板414。辊410、412将湿液体光聚合物沉积到基板414 (例如，铜面板)上。刮墨刀411、413可用于控制沉积的湿液体光聚合物的馈送和厚度。辊420、426用于将膜层418、424 (例如，聚酯膜)沉积到液体湿光聚合物上。其它辊416、422用于将膜418、424馈送到辊420、426上。在图11所示的点428处，基板面板414因此具有夹在两个膜层418、424之间的未固化湿液体光聚合物层。然后示出了具有两个辐射源430、432的边曝光单元，该边曝光单元围绕未固化的湿光聚合物层形成密封边以创建湿光聚合物袋。图12示出了这可以形成一连串密封湿光聚合物袋478、479。袋478具有沿着密封膜区域482、484的密封边缘286、487、488、489。袋479具有沿着密封膜区域492、496的密封边缘491、493、494,4980湿光聚合物袋478、479中的每个还分别具有未固化中心区域480、490。图12还示出了在基板414、428中分别存在未曝光区域510和512。这些未曝光区域510和512(有时称为“鼠啮”)可用于形成 电连接。返回到图11，然后，将具有其固化边缘491、493、494、498的湿袋428传递到具有上部曝光单元430和下部曝光单元432的曝光设备中。上部和下部曝光单元430、432是直接成像单元，这表示不存在光学成像掩模(即，成像是无掩模的)。曝光单元430、432可以是分别直接写入到湿光聚合物袋478、479中的未曝光区域410和412上的激光直接成像单元。然后，曝光的湿光聚合物袋428移动到远离曝光设备的设备400中的区域434。然后，设备400的上部设置有一连串另外的辊450、456、458、460、462，并且设备400的下部上设置有一连串辊436、442、444、446、448，其可用于移动膜418、424。还存在可以用于对移除的膜进行清洁和干燥的UV后干燥和清洁器单元440、454。最终，移除了膜的曝光后且成像后的基板470被传递到显影器单元(未示出)。本发明中的处理可用于形成多种电子部件，这些电子部件包括印刷电路板(PCB)、平板显示器和柔性电路的电子部件。因此，该直接成像处理使用光学UV透射纯净膜来将未固化的液体湿光聚合物设置在要成像的基板(例如，面板)上的固化框内。与标准光刻胶相比，本发明中的曝光是相当快的并且使用低水平的UV能量。在现有技术中，标准光刻胶(包括如焊接掩模的其它可成像层)通常需要50至SOmJ的能量来完成曝光(交联)。已利用低至SmJ的曝光要求对一些昂贵的干燥膜进行了显影。相比之下，可以仅利用大约1.SmJ的UV能量对本发明的液体湿光聚合物进行曝光。需要在来自直接成像单元(例如，激光直接成像单元)的改进生产率方面来理解该意义。直接成像处理的使用还允许对打算要成像的面板进行小调整以稍微进行移动，使得所有成像的面板完全相同而没有由光学工具中的基部基板的拉伸而引起的变形。这利用标准平版印刷系统无法实现。图13是使用连续成像处理的设备600。本发明还在于提供了一种改进的成像处理，其中，使用第一成像阶段(例如，利用激光直接成像单元)对印刷电路板(PCB)上的焊接掩模的至少一部分进行曝光，在第一成像阶段中对湿液体光聚合物层 进行固化，此后进行另一成像步骤以在焊接掩模上方创建图像。本发明因此依赖于焊接掩模层顶部的湿液体光聚合物层的沉积以及然后对湿液体光聚合物层进行初始成像，其中，直到稍后的成像阶段才对下方的焊接掩模进行成像。图14是基本上平坦且平面的基板710 (例如，印刷电路板)的视图。在基板710的一侧，存在从基板710的表面突出的一连串曝光电部件712 (例如，焊盘)。图15示出了处理的第一阶段，其中，以大约20 μπι的厚度来沉积焊接掩模714的层。焊接掩模是标准焊接掩模，因此是通常用于提供用于印刷电路板(PCB)中的铜迹线的永久保护涂层的聚合物层。焊接掩模因此可由环氧树脂液体制成。一旦形成焊接掩模的材料沉积在基板710和电部件712上，将溶剂驱离焊接掩模材料以形成焊接掩模714的干燥层。使用诸如喷射、涂刷、浸涂的任何适当技术和/或使用辊甚至具有干燥膜的层压来沉积焊接掩模714。图16然后示出了在焊接掩模714的干燥层的顶部，使用诸如喷射、涂刷、浸涂的任何适当技术和/或使用辊来沉积光聚合物716的湿液体层。光聚合物716的湿液体层是UV可固化的并且以大约5微米的厚度来沉积。应注意，在该阶段光聚合物716保持潮湿而没有固化。本发明因此涉及一种对覆盖有湿液体可固化光聚合物(即，湿光聚合物)的基板进行光学成像的方法。与许多现有技术相比，本发明因此涉及使用湿膜而不是诸如Riston(商标)的昂贵干燥膜。与使用湿膜相比，干燥膜是相当贵的。湿膜的使用还克服了对湿膜进行预干燥的需要，因此导致完全可控的处理。如以下将说明的，光聚合物716的湿液体层结束用作“驻留”光学工具。如图17所示，处理中的下一阶段是在光聚合物716的湿液体层的顶部施加保护膜.118。膜718由任意适当的材料制成，但是特别地可由可以是UV透射或半透射的聚酯制成。可选地，膜还可以是光学或基本上光学纯净的。膜还可选地包括保护涂层以辅助耐化学性、脱离固化光聚合物以及免除由过度湿度水平引起的尺寸改变。在替选实施例中，可取代膜718而使用诸如氮、氩或二氧化碳的惰性覆盖。图18然后示出了位于电部件712上方的激光直接成像(LDI)印刷头720。激光直接成像(LDI)印刷头720因此将对位于下方的区域722进行固化。这可以发生多次或者可以存在一连串印刷头720以对如图18所示的电部件712上方的区域进行固化。激光直接成像(LDI)印刷头720不需要光掩模并且仅对光聚合物716的湿液体层的印刷头720下方的部分进行成像并且使用诸如UV辐射的激光辐射。图19示出了通过激光直接成像(LDI)印刷头720进行照射之后，移除保护膜718并且利用标准洗刷过程洗刷掉保持湿的光聚合物716的湿液体层的未固化部分。这剩下了光聚合物716的湿液体层的固化且硬化后的部分722。在图20中示出了处理中的下一阶段，其中，在第二成像步骤中将来自UV光源(未示出)的准直UV光723引导到光聚合物716的湿液体层的固化区域722的顶部上和焊接掩模714的曝光部分上。图21示出了光聚合物716的湿液体层的固化部分722因此用作关于下方的焊接掩模层714的光掩模，以及保护光聚合物716的湿液体层的固化部分722下方的焊接掩模的区域724并且不将其暴露于准直UV光723。最终，图22示出了移除光聚合物716的湿液体层的固化部分722和焊接掩模层714的未反应部分724。利用含水和/或基于溶剂的化学溶液、使用洗刷过程来执行脱模。在该移除之后，在固化焊接掩模728的区域之间形成通道726。在所形成的通道的底部是电部件712。位于焊盘上方或基本上位于焊盘上方的通道或迹线可为适合于电路的高清细线或管的形式。该方法的优点在于，电路板制造者现在可以在激光直接成像单元(LDI)中高速高效地对其焊接掩模进行成像，从而实现所有强度的激光精度，同时最小化工作机器中的时间。同样的途径可以用于需要使用UV光来成像的任何厚涂层(墨、光反应聚合物)。尽管以上已描述了本发明的具体实施例，但是应理解，关于所描述的实施例的偏离仍可落入本发明的范围内。例如，可使用任何适当类型的可成像基板。另外，可使用任何适当的液体光聚合物或其组合。所使用 的固化辐射可具有能够对湿液体光聚合物进行固化的任何适当波长。
权利要求
1.一种用于对基板进行光学成像的方法，所述方法包括: 设置基板； 将液体光聚合物沉积到所述基板的至少一部分上，以在所述基板上形成液体光聚合物膜层； 设置可旋转光学工具；以及 相对于所述基板上的液体光聚合物膜旋转所述光学工具； 其中，在所述基板上形成固化光聚合物的成像图案。
2.根据权利要求1所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，在利用例如紫外辐射对湿光聚合物膜进行成像和照射之前不存在预干燥步骤。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，所述可旋转光学工具包括紫外透射/半透射管状结构，诸如由例如玻璃(例如，派热克斯玻璃)、石英或任何其它适当的紫外透射/半透射材料制成的可旋转鼓。
4.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，在所述光学工具的中心(或基本上中心)处存在紫外光源，所述紫外光源能够例如在内部光挡板的限制内发出紫外光。
5.根据权利要求4所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，所述紫外光源是发光二极管或基本上中心位于所述 光学工具中的发光二极管阵列。
6.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，能够使用一连串辊相对于所述可旋转光学工具的外表面按压和旋转涂覆有所述液体光聚合物的基板，这具有消除或移除所述液体湿光聚合物膜与传送辐射的所述光学工具之间的任何空气(即，氧)的效果。
7.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，所述可旋转工具是旋转鼓的形式。
8.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，使用在紫外透射/半透射管状结构附近的张紧器来张紧所述光学工具。
9.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，紫外辐射具有大约200至400nm (例如，大约355nm或365nm或375nm或385nm或395nm或405nm)的波长，并且具有与对暴露的液体光聚合物层进行固化匹配的强度。
10.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，所述基板是由塑料材料制成的电介质或非金属层(例如，膜)，所述塑料材料诸如为聚酯(例如，Melinex,商标)、聚酰亚胺(例如，Kapton,商标)和聚碳酸酯(例如，Lexan,商标)。
11.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，所述基板是柔性的以允许发生卷到卷处理。
12.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，在所述基板的顶部存在覆层形式的另一层。
13.根据权利要求11所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，所述覆层由诸如铜、银、金等的传导材料或者诸如TOET或氧化铟锡或石墨烯的传导聚合物制成。
14.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，在成像之后，所述基板具有固化图像和残留湿涂层区域(即，没有利用紫外光成像的区域)，并且能够经由洗刷过程利用例如碱溶液移除尚未曝光于紫外辐射的液体光聚合物。
15.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，在施加所述液体光聚合物之前，使用接触清洁处理来清洁所述基板，以从所述基板的表面移除碎片和/或污染物。
16.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，使用任何适当的技术来沉积所述液体光聚合物，诸如使用包括涂料辊和控制所述液体光聚合物的沉积速率的可选的刮墨刀的辊单元。
17.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，使用喷射、涂刷、辊、富瑞凸版印刷辊/丝网印刷辊/凸版印刷辊/凹版印刷辊和/或浸涂系统来沉积所述液体光聚合物。
18.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，以根据任意以下的厚度来沉积所述液体光聚合物:小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约125 μ m ;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约25 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;小于或等于大约5 μ m ;小于或等于大约I μ m ;小于或等于大约0.5 μ m或者小于或等于大约0.1 μ m。
19.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，以任意以下范围中的厚度来沉积所述液体光聚合物:大约177 μ m至大约0.1 μ m ;大约125 μ m至大约0.1 μ m ;大约100 μ m 至大约0.1 μ m ;大约75 μ m至大约0.1 μ m ;大约50 μ m至大约0.1 μ m ;大约25 μ m至大约0.1 μ m或者大约10 μ m至大约0.1 μ m。
20.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，在对所述液体光聚合物的一部分进行固化之后，将固化后的基板传递到辊并且输送到例如显影单元。
21.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，以具有任意以下宽度的细线来获得适合于电路的高清细线:小于或等于大约200 μ m ;小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约140 μ m ;小于或等于大约130 μ m ;小于或等于大约120 μ m ;小于或等于大约110 μ m;小于或等于大约100 μ m;小于或等于大约90 μ m;小于或等于大约80 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约70 μ m ;小于或等于大约60 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约40 μ m ;小于或等于大约30 μ m ;小于或等于大约20 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;或者小于或等于大约5 μ m。
22.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，以具有任意以下宽度的细线来获得适合于电路的高清细线:大约0.1至200 μ m;大约I至150 μ m;大约I至100 μ m ;大约20至100 μ m或者大约5至75 μ m。
23.根据任意上述权利要求所述的用于对基板进行光学成像的方法，其中，所述处理用于形成多种电子部件，所述多种电子部件包括适合于在卷对卷市场内制造的印刷电路板PCB、平板显示器和柔性电路的电子部件。
24.根据权利要求1至23中任一项所形成的光学成像基板。
25.根据权利要求24所述的光学成像基板，其中，所述光学成像基板用于形成光学成像电路。
26.根据权利要求24所示的光学成像基板，其中，所述光学成像电路用于形成用在例如PCB、平坦显示器和柔性电路的制造中的电路。
27.一种用于对基板进行光学成像的设备，所述设备包括: 能够将液体光聚合物沉积到基板的表面上以形成液体光聚合物膜的装置； 可旋转光学工具，能够允许将紫外辐射传送到所述基板上的所述液体光聚合物上； 输送装置，能够输送所述基板，包括相对于所述可旋转光学工具按压的所述液体光聚合物膜； 其中，固化光聚合物的成像图案形成在所述基板上。
28.根据权利要求27所述的设备，其中，所述设备用于执行如权利要求1至23中任一项所限定的成像方法。
29.根据权利要求27和28中任一项所述的设备，其中，相对于所输送的基板而按压和旋转所述可旋转光学工具。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的设备，其中，所述设备为卷对卷处理的形式，在所述卷对卷处理中，以卷的形式递送所述基板，对所述液体光聚合物进行沉积然后由所述可旋转光学工具进行成像，然后一旦发生了成像则以卷形式移除所述液体光聚合物。
31.根据权利要求2 7至30中任一项所述的设备，其中，能够将液体光聚合物沉积到所述基板的表面上以形成液体光聚合物膜的装置是辊以及控制膜重量沉积速率的可选的刮墨刀的形式。
32.一种用于对基板进行成像的方法，所述方法包括: 设置基板； 将液体湿光聚合物沉积到所述基板的至少一部分上，以在所述基板上形成液体湿光聚合物膜层； 将保护膜施加到所述基板上的液体湿光聚合物膜层上； 设置直接成像单元；以及 通过所述保护膜将来自所述直接成像单元的辐射直接施加到所述液体湿光聚合物上; 其中，在所述基板上形成固化光聚合物的成像图案。
33.根据权利要求32所述的用于对基板进行成像的方法，其中，在利用例如紫外辐射对湿光聚合物膜进行成像和照射之前不存在预干燥步骤。
34.根据权利要求32或33中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，在所述液体湿光聚合物的光学成像中不使用光学工具。
35.根据权利要求32至34中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，将所述液体湿光聚合物沉积到所述基板的一侧或两侧(即，第一侧和第二侧)上。
36.根据权利要求32至35中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，所述基板由柔性材料制成或包括所述柔性材料。
37.根据权利要求32至36中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，所述基板由诸如铜、银、金等的传导材料制成，或者替选地由非金属材料或电介质材料制成，或再者能够由诸如toet、氧化铟锡或石墨烯的传导聚合物制成。
38.根据权利要求32至37中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，所述液体湿光聚合物是所述基板的一侧或两侧上的薄膜的形式，并且利用一个或两个直接成像单元对所述液体湿光聚合物直接进行成像。
39.根据权利要求32至38中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，所述直接成像单元是使用例如激光直接成像LDI单元的任何适当的光成像装置或者任何其它适当的数字光成像装置的直接写入处理。
40.根据权利要求32至39中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，对所述液体湿光聚合物的被成像的部分进行硬化，然后能够用于形成例如电路。
41.根据权利要求32至40中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，一旦发生了成像，则然后移除所述基板的一侧或两侧上的保护膜，并且洗刷掉未曝光的保持为液体形式的光聚合物。
42.根据权利要求32至41中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，因此能够对所述基板的一侧或两侧进行光学成像。
43.根据权利要求32至42中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，在直接写入处理中对所述液体湿光聚合物进行成像之前并且在将一个或多个膜沉积到所述液体湿光聚合物上之后，存在中间处理，在所述中间处理中发生固化处理，所述固化处理在未固化的液体湿光聚合物的区域附近形成固化光聚合物的框、边和/或周界。
44.根据权利要求43所述的用于对基板进行成像的方法，其中，将所述未固化的液体湿光聚合物密封在外部固化光聚合物的框(例如，类似于图片框)内以形成密封面板，并且在密封处理期间，将所述保护膜密封到所述固化光聚合物。
45.根据权利要求44所述的用于对基板进行成像的方法，其中，所述密封面板是诸如单个移动面板(例如，袋)的单个离散单元、或者能够使用提供密封封装的纯净保护膜(例如，聚酯膜)的连续卷绕和以输送器样式移动所述面板的方法而形成的一连串密封面板。
46.根据权利要求42至44中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，在预曝光阶段期间使用任何适 当的辐射源来形成固化光聚合物的密封框、边和/或周界，所述辐射源能够固化所述液体湿光聚合物并且形成未固化液体湿光聚合物的袋。
47.根据权利要求42至44中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，使用例如紫外辐射的发光二极管LED来形成固化光聚合物的密封框、边和/或周界。
48.根据权利要求32至47中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，以大约0.5至2mJ、大约I至2mJ或者大约1.8mJ的低功率来对所述湿液体光聚合物进行成像。
49.根据权利要求32至48中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，用于对所述湿液体光聚合物进行固化的辐射是对所述液体光聚合物进行固化的任意适当辐射，诸如激光发出的紫外辐射。
50.根据权利要求32至49中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，用于对所述湿液体光聚合物进行固化的辐射具有大约200至400nm的波长，并且通常是大约355nm或365nm或375nm或385nm或395nm或405nm的紫外光。
51.根据权利要求32至50中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，在成像之后，在诸如碳酸盐溶液的显影溶液中对所述图像进行显影，移除膜层，并且洗刷掉尚未被成像和硬化的湿光聚合物。
52.根据权利要求32至51中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，使用任意适当的技术将所述湿液体光聚合物沉积到所述基板的第一侧和第二侧中的仅一侧或两侧，所述技术包括喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统的技术。
53.根据权利要求32至52中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，使用一连串辊来沉积所述湿液体光聚合物，从而允许在卷对卷处理中发生成像基板的形成。
54.根据权利要求32至53中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，在施加所述湿液体光聚合物之前，使用接触清洁处理来清洁所述基板，以从所述基板的表面移除碎片和/或污染物。
55.根据权利要求32至54中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，以根据任意以下的厚度来沉积所述湿液体光聚合物:小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约125 μ m ;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约25 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;小于或等于大约5 μ m ;小于或等于大约I μ m ;小于或等于大约0.5 μ m或者小于或等于大约0.1 μ m。
56.根据权利要求32至55中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，以在任意以下范围中的厚度来沉积所述液体光聚合物:大约177 μ m至大约0.1 μ m ;大约125 μ m至大约0.1 μ m ;大约100 μ m至大约0.1 μ m ;大约75 μ m至大约0.1 μ m ;大约50 μ m至大约0.1 μ m ;大约25 μ m至大约0.1 μ m或者大约10 μ m至大约0.1 μ m。
57.根据权利要求32至56中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，所述保护膜具有任意适当的材料，诸如光学上或基本上光学上纯净且对紫外辐射透射的聚酯膜。
58.根据权利要求32至57中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，所述保护膜包括保护涂层以辅助耐化学性、脱离固化光聚合物以及免除由过度湿度水平引起的尺寸改变。
59.根据权利要求32至58中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，所述方法用于形成多种电子部件，所述多种电子部件包括印刷电路板PCB、平板显示器和柔性电路的电子部件。
60.根据权利要求32至59中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，能够获得具有任意以下宽度的、适合于电路的高清细线:小于或等于大约200μπι;小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约140 μ m ;小于或等于大约130 μ m ;小于或等于大约120 μ m ;小于或等于大约110 μ m;小于或等于大约100 μ m;小于或等于大约90 μ m;小于或等于大约80 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约70 μ m ;小于或等于大约60 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约40 μ m ;小于或等于大约30 μ m ;小于或等于大约20 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;或者小于或等于大约5 μ m。
61.根据权利要求32至60中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，能够获得具有任意以下宽度的、适合于电路的高清细线:大约0.1至200 μ m ;大约I至150 μ m ;大约I至100 μ m ;大约20至100 μ m或者大约5至75 μ m。
62.根据权利要求32至61中任一项所述的用于对基板进行成像的方法，其中，诸如所述液体光聚合物的沉积以及所述保护膜的沉积和移除的所有步骤都通过设备发生一遍。
63.根据方法权利要求32至61中的任一项所形成的成像基板。
64.根据权利要求63所述的成像基板，其中，光学成像基板能够用在印刷电路板PCB、平板显示器和柔性电路的制造中。
65.一种用于对基板进行成像的设备，所述设备包括: 能够将液体湿光聚合物沉积到所述基板的表面上以形成液体湿光聚合物膜的装置；能够将保护膜递送到所述液体湿光聚合物膜上的装置； 直接成像单元，能够将辐射施加到所述液体湿光聚合物上并且在所述基板上形成固化光聚合物的成像图案。
66.根据权利要求65所述的设备，其中，所述设备用于执行权利要求32至64中任一项所限定的成像方法。
67.根据权利要求65或66中任一项所述的设备，其中，能够将液体湿光聚合物沉积到所述基板的表面上以形成液体湿光聚合物膜的装置是辊以及控制光聚合物沉积速率的可选的刮墨刀的形式。
68.根据权利要求65至67中任一项所述的设备，其中，所述液体湿光聚合物膜是经由一连串辊而沉积的。
69.根据权利要求65至68中任一项所述的设备，其中，所述直接成像单元是激光直接成像LDI单元或任意其它适当的数字光成像装置。
70.根据权利要求65至69中任一项所述的设备，其中，在曝光之后，使用另外一连串辊移除所述保护膜。
71.根据权利要求65至70中任一项所述的设备，其中，所述设备还包括用于执行固化步骤的预曝光辐射单元，所述固化步骤在未固化液体湿光聚合物的区域附近形成固化光聚合物的框、边和/或周界。
72.根据权利要求71所述的设备，其中，所述预曝光辐射单元包括发光二极管LED。
73.根据权利要求65至71中任一项所述的设备，其中，所述设备允许发生连续的卷对卷处理，在所述卷对卷处理中，以卷的形式将所述保护膜递送到所述液体湿光聚合物上，然后一旦发生了成像则移除所述保护膜。
74.一种用于成像的方法，所述方法包括: 设置具有曝光表面的基板； 将电部件布置在所述基板的曝光表面上； 利用焊接掩模层覆盖所述基板的曝光表面和所述基板的曝光表面上的所述电部件； 将液体湿光聚合物沉积到所述焊接掩模层上以形成液体湿光聚合物膜层； 将紫外透射或基本上紫外透射的保护膜施加到所述液体湿光聚合物膜层上； 设置第一成像单元； 通过所述保护膜将来自所述第一成像单元的辐射施加到位于所述电部件上方或基本上位于所述电部件上方的液体湿光聚合物的区域上，其中，所述液体湿光聚合物的曝光区域被固化和硬化； 移除所述保护膜； 移除所述液体湿光聚合物膜的仍未固化的未曝光区域； 施加来自第二成像单元的另外辐射，所述第二成像单元对所述焊接掩模的未被所述液体湿光聚合物的固化部分覆盖的部分进行固化；以及 移除所述焊接掩模的未固化部分连同硬化的湿光聚合物膜； 其中，能够形成位于所述电部件上方或基本上位于所述电部件上方的通道或迹线。
75.根据权利要求74所述的用于成像的方法，其中，所述基板是印刷电路板。
76.根据权利要求74或75中任一项所述的用于成像的方法，其中，使用喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统或者任意其它方法来沉积所述焊接掩模。
77.根据权利要求74或75中任一项所述的用于成像的方法，其中，所述焊接掩模层是连续的并且具有大约5 μ m至大约75 μ m的厚度。
78.根据权利要求74至77中任一项所述的用于成像的方法，其中，所述焊接掩模由环氧树脂液体制成。
79.根据权利要求74至78中任一项所述的用于成像的方法，其中，使用喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统来沉积所述液体湿光聚合物层。
80.根据权利要求74至79中任一项所述的用于成像的方法，其中，使用任意适当的技术以基本上均匀且连续的方式沉积所述液体湿光聚合物层。
81.根据权利要求74至80中任一项所述的用于成像的方法，其中，所述湿液体光聚合物由100%的固体制成并且不包含溶剂。
82.根据权利要求74至81中任一项所述的用于成像的方法，其中，以根据任意以下的厚度来沉积所述湿液体光聚合物:小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约125 μ m ;小于或等于大约100 μ m;小于或等于大约75 μ m;小于或等于大约50 μ m;小于或等于大约25 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;小于或等于大约5 μ m ;小于或等于大约I μ m ;小于或等于大约0.5 μ m或者小于或等于大约0.1 μ m。
83.根据权利要求74至82中任一项所述的用于成像的方法，其中，以任意以下范围中的厚度来沉积所述液体光聚合物:大约177 μ m至大约0.1 μ m ;大约125 μ m至大约0.1 μ m ;大约100 μπι至大约0.Ιμπι;大约75μηι至大约0.Ιμπι;大约50μηι至大约0.Ιμπι;大约25 μ m至大约0.1 μ m或者大约10 μ m至大约0.1 μ m。
84.根据权利要求74至83中任一项所述的用于成像的方法，其中，通过使用薄液体光聚合物膜允许在光学成像处理中使用低强度辐`射(例如，紫外光)。
85.根据权利要求74至84中任一项所述的用于成像的方法，其中，所述紫外透射或基本上紫外透射的保护膜由柔性聚酯膜制成。
86.根据权利要求74至85中任一项所述的用于成像的方法，其中，所述紫外透射或基本上紫外透射的保护膜包括保护涂层，以辅助耐化学性、脱离固化光聚合物以及防止由过度的湿度水平引起的尺寸改变。
87.根据权利要求74至86中任一项所述的用于成像的方法，其中，所述保护膜移除(即，挤出)可能对光学固化处理不利的、邻近所述液体光聚合物的任何空气(包括氧)。
88.根据权利要求74至87中任一项所述的用于成像的方法，其中，所述第一成像单元是例如激光直接成像LDI单元的直接成像单元或任意其它适当的数字光成像装置。
89.根据权利要求74至88中任一项所述的用于成像的方法，其中，使用紫外辐射对曝光的液体(例如，湿)光聚合物进行聚合和/或硬化和/或设置。
90.根据权利要求89所述的用于成像的方法，其中，所述紫外辐射具有大约200至400nm的波长。
91.根据权利要求89所述的用于成像的方法，其中，通过使用薄湿液体光聚合物膜允许使用大约0.5至2mJ并且通常为大约I至2mJ的低强度辐射(例如，紫外光)。
92.根据权利要求74至91中任一项所述的用于成像的方法，其中，在来自所述第一成像单元的成像之后，通过剥离移除所述保护膜。
93.根据权利要求74至92中任一项所述的用于成像的方法，其中，使用洗刷过程移除所述液体湿光聚合物膜的仍未固化的未曝光区域。
94.根据权利要求74至93中任一项所述的用于成像的方法，其中，来自所述第二成像单元的另外辐射使用诸如紫外光源的任意适当光源，对所述焊接掩模的未被所述液体湿光聚合物的固化部分覆盖的部分进行固化。
95.根据权利要求94所述的用于成像的方法，其中，对所述辐射进行校准以改进所述光学成像处理的质量和/或分辨率和/或清晰度。
96.根据权利要求94或95中任一项所述的用于成像的方法，其中，所述紫外辐射具有大约200至400nm的波长。
97.根据权利要求74至96中任一项所述的用于成像的方法，其中，经由另外的洗刷过程来移除所述焊接掩模的未固化部分。
98.根据权利要求74至97中任一项所述的用于成像的方法，其中，位于所述电部件上方或基本上位于所述电部件上方的通道或迹线为适合于电路的高清细线或管的形式。
99.根据权利要求74至98中任一项所述的用于成像的方法，其中，位于所述电部件上方或基本上位于所述电部件上方的通道或迹线具有任意以下的宽度或直径:小于或等于大约200 μ m ;小于或等于大约150 μ m ;小于或等于大约140 μ m ;小于或等于大约130 μ m ;小于或等于大约120m ;小于或等于大约110 μ m ;小于或等于大约100 μ m ;小于或等于大约90 μ m ;小于或等于大约80 μ m ;小于或等于大约75 μ m ;小于或等于大约70 μ m ;小于或等于大约60 μ m ;小于或等于大约50 μ m ;小于或等于大约40 μ m ;小于或等于大约30 μ m ;小于或等于大约20 μ m ;小于或等于大约10 μ m ;或者小于或等于大约5 μ m。
100.根据权利要 求74至99中任一项所述的用于成像的方法，其中，位于所述电部件上方或基本上位于所述电部件上方的通道或迹线具有任意以下的宽度:大约0.1至200μπι;大约I至150 μ m ;大约I至100 μ m ;大约20至100 μ m或者大约5至75 μ m。细线可与印刷电路板PCB和其它电部件结合使用。
101.根据权利要求74至100中的任一项所形成的成像基板。
102.根据权利要求101所述的成像基板，用于形成例如电路的光学成像电路。
103.一种用于成像的设备，所述设备包括: 能够利用焊接掩模层覆盖基板的曝光表面和所述基板的曝光表面上的电部件的装置； 能够将液体湿光聚合物沉积到所述焊接掩模层上以形成液体湿光聚合物膜层的装置； 能够将紫外透射或基本上紫外透射的保护膜施加到所述液体湿光聚合物膜层上的装置； 第一成像单元，能够通过所述保护膜将所述液体湿光聚合物的一部分成像到位于所述电部件上方或基本上位于所述电部件上方的聚合物的区域上，其中，所述液体湿光聚合物的曝光区域被固化和硬化； 第二成像单元，能够对所述焊接掩模的未被所述液体湿光聚合物的固化部分覆盖的部分进行固化；以及 其中，能够形成位于所述电部件上方或基本上位于所述电部件上方的通道或迹线。
104.根据权利要求103所述的用于成像的设备，其中，所述设备用于执行如权利要求74至100中任一项所定义的成像方法。
105.根据权利要求103和104中任一项所述的用于成像的设备，其中，能够覆盖所述焊接掩模层和所述液体湿光聚合物的装置为喷射、涂刷、辊和/或浸涂系统中的任意一个。
106.根据权利要求103至105中任一项所述的用于成像的设备，其中，所述第一成像单元和第二成像单元是适 当的紫外光源，诸如例如为激光直接成像LDI单元的直接成像单元或者任意其它适当的数字光成像装置。
全文摘要
这里描述了一种用于光学成像的方法和设备。更具体地，描述了用于对覆盖有湿可固化光聚合物的基板(例如，薄板)进行光学成像的方法和设备，其中，相对于基板按压和旋转可旋转光学工具以创建成像基板，该成像基板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。还描述了一种对覆盖有湿可固化光聚合物的基板直接进行光学成像的方法和设备，其中，光学成像基板用于形成诸如电路的图像，并且还描述了用于使用湿可固化光聚合物对印刷电路板(PCB)上的焊接掩模的至少一部分进行曝光的方法和设备，其中，此后可在焊接掩模上方的区域上发生成像处理。
文档编号G03F7/20GK103229105SQ201180056461
公开日2013年7月31日 申请日期2011年11月11日 优先权日2010年11月23日
发明者乔纳森·肯尼特, 约翰·坎宁安, 罗伯特·吉卜森 申请人:彩虹科技系统有限公司