本发明一般性地涉及一种曝光装置，尤其用于直接曝光用光敏层覆层的基底以制造电路板或印刷电路板或成型刻蚀件的直接曝光装置或光刻曝光装置，以及涉及用于借助根据本发明的直接曝光装置进行曝光的相应的方法。尤其地，本发明涉及一种曝光装置，所述曝光装置具有至少一个uv光束，所述uv光束通过可改变的偏转装置相对于基底偏转，以便在光敏层中产生结构。优选地，光束由不同uv波长的两个或更多个激光束形成。尤其地，空间上在图像平面中和时间上在曝光中，将空间限制的、优选外部支承的热源与激光束叠加，其中优选地将具有行式光学装置的红外激光二极管(ir激光二极管)用作为热源。
背景技术：
电路板(电路卡，印刷电路板)是具有粘紧的导电连接装置的由绝缘材料构成的载体或基体。电路板用于机械固定和电连接电子组件。连接线路(印制导线)通常通过掩模刻蚀(刻蚀的电路板，英语为etchedwiringboard＝ewb)由在绝缘基底(所谓的基础材料)上的能导电材料、例如铜的薄层制造。
在借助于掩模刻蚀产生接线结构或连接线路时，通常在覆盖掩模上提供电路图案。涂覆在设有能导电的覆层的板坯件上的光敏层(光刻胶或光刻漆)通过覆盖掩模曝光，由此将电路图案从覆盖掩模传递到光刻胶上。
通过借助uv光进行曝光，改变光刻漆的特性，使得曝光的和未曝光的结构可不同地由显影剂液体溶解。因此，在光刻漆通过具有期望的印刷电路板布图的掩模曝光之后，根据使用的光刻漆，漆的曝光的或者未曝光的部分能够在适合的显影剂溶液中溶剂并且移除。如果将这样处理的电路板置于适当的刻蚀溶液中(例如在水中溶解的铁(iii)氯化物或过氯酸钠或借助盐酸+h2o2)，那么仅侵蚀金属化表面的露出的部分；由光刻漆覆盖的部分保持不变，因为漆相对于刻蚀溶液是稳定的。
在构成电路板的印制导线之后，施加止焊漆。完成的电路板的止焊漆应优选地结构化成，使得所述止焊漆覆盖印制导线，并且仅露出焊接部位。所述止焊漆通常构成为电路板上的绿色的漆层。与术语止焊漆同义地，也使用术语止焊掩模、焊料掩模或停止漆。通过止焊漆，例如能够避免焊接缺陷；在波峰焊接时，节约锡，并且保护印制导线不受腐蚀。露出的焊接部位(焊盘和焊接孔)能够借助物理方法(热风整平)用锡层并且附加地用助熔剂包覆，所述锡层和助熔剂能够实现更好的焊接。
止焊漆原则上能够分成两组，所述两组的特征能够在于涂覆方法。涂覆要么结构化地进行，要么整面地进行与随后进行借助光刻工艺结构化。
在结构化的丝网印刷方法中，将止焊漆例如借助于刮板挤压通过丝网。此外，越来越多地也可以借助于直接印刷方法将液态漆结构化地印刷到电路板上，例如在喷墨印刷方法中。
根据第二方法，将止焊漆通过喷射、帘幕式浇注、辊涂或其他的覆层面状地施加到电路板上。止焊漆的结构化、即图案的构成随后借助于曝光进行。尤其在此为所谓的可光结构化的止焊漆(lpi，liquidphotoimageablesoldermask，液态照片成像焊料掩膜)。典型地，可光结构化的止焊漆是干燥薄膜形式的光聚合物薄膜或粘性的液体。在施加之后，将其优选干燥、曝光和随后显影。
优选地，止焊漆的辐照或曝光借助一个或多个波长的uv光来进行。在曝光止焊漆时，将曝光的区域通过曝光改变，使得所述区域经受住随后的显影工艺。所述止焊漆通常称作为uv硬化的止焊漆。
根据第一实施方式，止焊漆的未曝光的区域由显影剂液体冲洗掉和/或溶解掉。根据另一实施方式，止焊漆的曝光的区域由显影剂液体冲洗掉和/或溶解掉。
在电路板上其余保留的止焊漆防止：在随后的热烘烤工艺之后，安置的组件在随后的回流焊接工艺时流走。同样地，止焊漆保护刻蚀的电路结构以及基础材料不受外部影响。此外，尤其能够将止焊漆的颜色用于，借此控制印刷电路板的特性，例如光反射的改进。
从现有技术中，已知借助于掩模的曝光和从中得到的硬化(掩模曝光；通常也已知接触曝光)。借助于掩模方法进行的所述止焊漆硬化具有速度方面的优点。普遍地，对于止焊漆曝光需要在350nm-450nm紫外波长范围中的大剂量的光强。为了能够在所述光谱范围中实现对于曝光足够的光功率，在常规的掩模工艺中，将uv灯或uv光源特定地掺杂。所述高能的uv光源的缺点是高的损耗功率。典型的燃烧器灯或接触曝光设施需要大于15kwh的端子功率，其中主能量也在燃烧器掺杂之后位于红外(ir)光谱范围中。尝试将所述ir能量尽可能地最小化，因为所述ir能量加热成像介质、掩模，并且介质通过所述加热能够延展或改变。因此，造成掩模的不可限定的、非线性的缩放，从而造成止焊漆图像的成像错误。因此，例如结构大小改变，并且造成电路板设计中的错误，另一方面，非线性的缩放负面地影响要曝光的止焊漆与已经结构化的印制导线的匹配精度。虽然存在用于消除ir光谱的大量措施，电路板和掩模在接触曝光设施中在曝光止焊漆时发热，尤其在曝光高能的止焊漆、例如白色的止焊漆时发热。基于此，第一接触曝光设施配设有uv-led源，所述uv-led源不再具有ir光谱。由此，排除在掩模方法中曝光降低质量的上述效果。
掩模方法的一个替选方案是直接曝光。直接曝光具有不同于传统的掩模曝光的特性：能够将要曝光的结构在没有成像机构(掩模)的情况下借助于不同的直接结构化方法来引入。所述技术的优点在于在生产准备材料(例如掩模)时没有损耗时间的处理的快速性，以及提高的分辨和记录质量。从现有技术中例如已知激光直接曝光，在所述激光直接曝光中，激光束借助流电扫描仪镜方法以及多边形扫描方法偏转。此外，存在基于光调制器的方法，所述光调制器具有连同激光二极管或发光二极管一起使用的微镜技术。
在直接曝光止焊漆时，在现有技术中使用uv激光器或uv发光二极管，所述uv激光器或uv发光二极管仅在大量级联的情况下能够实现在曝光的像场中的高的输出功率。尤其从现有技术中已知，单个uv-led或激光二极管的输出功率对于得到止焊漆的快速的uv聚合过小。因此，在现有技术中将多个二极管连接在一起(级联)，以便得到足够高的能量密度。但是因为单个激光二极管是昂贵的，所以在过高级联的情况下，uv直接曝光是过于昂贵的，从而不再是经济的。
此外放射uv范围中的光的其他激光器也是昂贵的，使得借助高光强的uv光的曝光要么是昂贵的和快速的，要么是便宜的和缓慢的。对此，全部直接曝光技术不可能将无限高的光功率传输到图像平面中，因为光学元件处的损耗功率能够引起高的温度影响，从而引起组件的小的使用寿命。
因此存在对如下解决方案的需要，所述解决方案出于技术和经济观点降低用于曝光止焊漆的能量需要。
技术实现要素：
所述目的通过在权利要求中限定的根据本发明的方法以及根据本发明的设备来实现。
根据第一方面，本发明涉及一种直接曝光装置，所述直接曝光装置用于直接地、优选无掩模地曝光和硬化可uv硬化的漆、优选止焊漆中的期望的结构。根据本发明的设备例如也能够用于曝光液态的聚合物化合物，所述聚合物化合物是可借助uv光硬化的。
优选地，本发明也能够用于装配印刷(通常也称作为装配压印)。装配印刷为电路板的标记方法。现有技术中的装配印刷通常在丝网印刷中施加。然而，对于原型件和小批量也存在如下方法，所述方法类似于喷墨印刷。根据本发明，也能够为装配印刷使用可uv硬化的漆。通常，压印器件的轮廓，以便简化手动装配从而避免错误。通常，也将各个组件连续编号，以便能够借助于电路图、例如在随后的维修工作时找到所述组件。作为用于印刷颜色的颜色，白色和黄色是最广泛的，原则上然而也能够考虑其他颜色。
根据本发明的直接曝光装置优选地包括至少一个曝光装置，所述曝光装置具有至少一个uv激光光源以产生uv激光光束。此外，根据本发明的直接曝光装置优选地包括偏转装置，所述偏转装置设计用于，将uv激光光束偏转到曝光平面上，以便曝光和优选硬化设置在曝光平面中的漆、优选止焊漆中的期望的结构。直接曝光装置具有热源装置，所述热源装置设计成，使得在空间上和优选在时间上叠加地由偏转的uv激光光束和由热源装置发射的热辐射对曝光平面中的区域进行曝光。
优选地，直接曝光装置附加地具有用于容纳覆层的基底的容纳装置。优选地，基底借助可uv硬化的止焊漆覆层。此外优选的是，直接曝光装置具有至少一个运动装置，以便在至少一个曝光装置和基底之间产生相对运动。
至少一个曝光装置优选具有至少两个uv激光光源，优选至少两个uv激光二极管，所述uv激光光源发射处于350nm-450nm范围中的优选两个不同波长的uv激光。然而本发明不局限于两个uv激光二极管，即也能够设有更多个相同的和/或不同的uv激光二极管。根据本发明能够使用耦合光学装置，所述耦合光学装置设计用于，将多个uv激光光源的光组合，以便将组合的uv激光经由偏转装置定向到曝光平面，尤其止焊漆上。
优选地，热源装置包括至少一个ir激光器，所述ir激光器与直接曝光装置耦联成，使得优选地在曝光平面中产生基本上固定的曝光面。优选地，ir激光器在曝光面上曝光特定几何形状、例如四边形、平行四边形、梯形、三角形或椭圆形或圆形的ir曝光面。此外优选的是，uv激光光源的激光由偏转装置偏转到曝光平面上，使得分别由uv激光光束曝光的点同时由ir光曝光。换言之，优选地将uv激光光源的光偏转，使得在曝光平面中曝光的点处于ir激光器的曝光面之内。
根据另一优选的实施方式，曝光面在uv激光曝光期间也能够改变，例如扩大、缩小和/或移动，由此可能得出如下曝光面，所述曝光面根据uv激光曝光优化。
根据另一优选的实施方式，直接曝光装置能够具有如下设备，所述设备用于直接在曝光平面上方、优选在曝光面上方提供惰性气体。
此外，本发明的特征尤其在于用于直接地、优选无掩模地曝光可uv硬化的漆中的期望的结构的根据本发明的方法。尤其地，根据本发明的曝光引起有效地曝光连同更有效地硬化止焊漆。根据本发明的方法优选包括下述步骤：借助曝光装置产生uv激光光束，并且将uv激光光束偏转到设置有止焊漆的曝光平面中，以便曝光止焊漆中的期望的结构(uv曝光)。此外优选的是，与uv曝光同时地，将热源装置的热辐射定向到止焊漆上，尤其使得uv曝光的部位同时由uf和热辐射曝光。换言之，发射的热辐射在空间上和在时间上与偏转到曝光平面上的uv激光光束叠加，由此偏转的uv激光光束射到止焊漆的由发射的热辐射加热的区域上。
热辐射优选是ir光，所述ir光优选由ir激光器发射，所述ir激光器优选在曝光平面中产生基本上几何形状固定的曝光面，其中偏转的uv激光光束优选在所述固定的由uv光曝光的该曝光面之内偏转。
优选地，uv激光光束包括在uv范围中、优选在350nm-450nm的范围中的至少两个、优选三个不同的波长。
此外能够有利的是，在uv曝光期间，直接在曝光平面上方提供惰性气体。
通常，本发明的目的尤其能够通过如下方式来实现：止焊漆的uv曝光或uv硬化通过有针对性地引入的热量来支持。
通常，一些止焊漆制造商推荐：在曝光期间的最大温度不应超过35℃。此外，在精密工具、如直接曝光装置中的普通的热引入强制性地也引起环境温度的变热，从而引起装置本身中的、例如直接曝光装置的如下构造的不期望的热膨胀效应，所述构造例如具有金属或铝部件。通常的、整面的发热因此应被避免，或负面地影响环境从而应用的准确性。涂覆有要结构化的止焊漆的电路板的借助于加热元件的普遍的发热同样也引起：不期望的膨胀效应。所述膨胀效应可能能够通过用于直接曝光的数据的非线性的缩放来修正或补偿，使得在真正的曝光工艺之前发生的记录工艺中，点状地识别和补偿膨胀效应。这然而仅对于波动程度小的温度稳定的工艺或温度稳定的情形是可行的。
此外，除了直接曝光的优选的精度之外，还优选的是，实现高的处理量，即曝光用止焊漆覆层的电路板应要求尽可能少的时间。铜蒙护的和用止焊漆包覆的板(标准尺寸610mm×457mm)借助非过于侵略性的温度轮廓进行正面的加热以便避免大的扭曲，需要过长的时间周期。此外，整面加热强烈地与材料厚度以及铜厚度相关，使得精确的板参数的预先检查是必需的，所述预先检查在实践中在电镀工艺的构造容差下在生产公差中是部分过高的。
在此示出的新的根据本发明的方法将直接曝光具有止焊漆的电路板的无掩模的特性与通过ir激光器、优选通过具有特定光谱的ir激光器的点精确的和高能的行加热组合。根据本发明的ir激光器优选作为外部部件设置在曝光装置上，优选呈多头系统的形式，并且在此实现与行加热方法并行进行的uv多波长聚合的“催化”作用的类型。根据本发明的方法的特征尤其在于有针对性的加热，而没有对曝光设施的光学部件和机械部件产生其他外部环境影响，以及没有对载体材料面加热。此外，根据本发明的方法优选与铜蒙护的高度(厚度)无关。
在示出的具有行实施方案的激光曝光器的方法实施方案中，uv聚合的并且根据导体图像调制的激光束通过外部的ir行激光束整面地叠加，从而对于止焊漆聚合实现限制的、强烈加热的和在时间上短暂理想的环境条件。
ir光的作用暂时快速地并且精确地放射到小的行部段上，而没有其他负面影响，所述其他负面影响如在上文中描述的那样在其他方法中是不可避免的。
ir辐射的重要作用能够在行长度为80mm并且行宽度为1-2mm时在能量输入为0.3w/mm2的情况下实现。在此，之前在没有ir加热时对于需要的最终聚合所需的uv能量以与要处理的漆系统相关的各种系数下降。下面的表格示出能量密度为0.4w/mm2的根据本发明的ir辐照在不同漆中的效果。尤其是，对于期望的“灰度值”来确定需要的uv能量，该期望的灰度值对应根据已知的灰度锥定义的灰度值。例如，所谓的stouffer灰度锥(例如t2115)提供相应的灰度值分类。
在此能够示出，加热的边缘锐利的能量边界或面功率分布通过光学部件传递到载体板上，使得ir辐射仅点精确地在所述部位上作用或者能够仅点精确地在所述部位上作用。
根据本发明的直接曝光装置包括用于曝光具有光敏层(例如止焊漆)的基底的曝光装置。曝光装置包括至少一个光源，以便放射在uv波长范围中、优选在350nm至450nm之间的范围中的光，即优选放射如下波长范围中的光，光敏层在所述波长范围中是敏感的。优选地，光借助一个或多个uv激光二极管或半导体激光器产生。
尤其，根据本发明的直接曝光装置为无掩模的直接曝光装置，借助所述直接曝光装置，能够将图案或结构由于激光光束在曝光期间偏转而直接曝光到基底，优选止焊漆上。
本发明一般而言涉及一种用于光刻地直接地、优选无掩模地曝光和硬化止焊漆中的图案或结构的直接曝光装置，所述止焊漆在350nm-450nm的uv范围中硬化。直接曝光装置具有至少一个曝光装置，优选多个曝光装置，其中每个曝光装置优选地具有可调制的光源，其具有一个或多个uv激光光源来产生uv激光，优选在350nm-450nm的波长范围中，更优选地具有375nm、395nm和/或405nm波长的uv激光。优选地，uv激光在曝光装置之内和/之外准直，以便得到准直的激光。准直例如借助于耦合光学装置进行。此外，直接曝光装置也具有可改变的偏转装置，所述偏转装置适合于，通过偏转uv激光，优选通过偏转准直的uv激光，将图案在基地上曝光。
可改变的偏转装置优选能够将射到偏转装置上的光根据时间控制以不同的角度偏转。对此，在最简单的情况下能够使用镜，所述镜移动或可围绕轴线调节/改变。但是优选地，镜能够围绕至少两个轴线或两个平面调节或旋转。根据另外的优选的实施方式，多个可改变的镜也能够用于偏转光。本发明意义上的可改变的偏转置也能够借助如下装置实现，所述装置不可机械地改变，而是仅改变反射性能。例如，能够使用声光调制器(aom)，借助于所述声光调制器，能够调制激光束的强度和频率。同样可行的是，借助于aom改变激光束的方向。
作为另一本发明意义上示例性的应用形式，可改变的偏转装置能够借助至少一个旋转的或可倾斜的多边形镜来构成，以便将uv激光偏转到基底上的不同位置上。根据另一实施方式，可改变的偏转装置能够具有一维的或二维的检流扫描仪。
另一本发明意义上示例性的应用形式能够通过基于半导体的微镜装置进行成像。
此外优选的是，光源或激光二极管是可调制的，这就是说，所述光源或激光二极管能够优选切换到0％、100％上，并且更优选地切换到其功率的任意中间级上。这例如能够实现棱边和倾斜的带的更好的、轮廓一致的成像。
根据另一优选的实施方式，曝光装置附加地安置在运动装置上，其中运动装置产生在曝光装置和基底之间的相对运动。优选地，然而基底关于环境是固定的并且运动装置相对于基底移动曝光装置。在下文中，平坦的基底位于xy平面中，其中曝光装置通过运动装置优选能够在平行于xy-平面的平面中运动(优选x轴和y轴彼此垂直)。更优选地，曝光装置能够通过运动装置也沿着垂直于xy平面的z轴(优选平行于重力)运动。换言之，优选调整运动装置，以便能够实现在一个维度中、优选平行于基底或垂直于基底的相对运动，和/或能够实现在二个维度中、优选平行于基底的相对运动，和/或能够实现在三个维度中、优选平行于和垂直于基底的相对运动。
根据一个优选的实施方式，曝光装置具有至少两个uv激光光源，优选至少两个uv激光二极管。此外优选地，两个uv激光光源或uv激光二极管发射不同波长的激光，其中两个波长优选处于350nm-450nm的范围中。但是也可行的是，两个uv激光光源或uv激光二极管以相同的波长发射，这例如能够是有利的，以便提高激光光源或uv激光二极管的功率。此外也可行的是，提供多于两个的uv激光光源或uv激光二极管，其中优选地，至少两个或更多个光源发射不同波长的光。
为了以期望的尺寸在基底上曝光期望的图案，此外能够提出用于图像处理措施的图像处理设备，使得借助于缩放、转动、移动和/或倾斜能够改变或修正基地上的要曝光的图案。
为了提供精确的和可靠的曝光，根据本发明，多个光源、优选uv激光光源或uv激光二极管的光束借助于光学元件组合成共同的光束。所述共同的光束随后能够借助于可改变的偏转装置偏转到基底上，犹如出自唯一的光源的射束。
优选地，要曝光的基底仅从一侧、优选从上部借助根据本发明的直接曝光装置曝光。根据另一优选的实施方式，基底也能够从两侧、例如从上部和下部或侧部，例如从右侧和左侧曝光。因此，例如至少一个曝光装置能够设置在基底之上，并且至少一个曝光装置设置在基底之下，其中两个曝光装置优选能够彼此独立地运动。
除了在上文中讨论的设备之外，本发明也涉及一种用于光刻地直接地、优选无掩模地曝光基底上的图案的方法，所述基底具有在350nm-450nm的uv范围中的光敏层，所述方法具有提供直接曝光装置的步骤，所述直接曝光装置具有至少一个曝光装置，所述曝光装置具有调制的光源，所述光源具有一个或多个uv激光光源，其优选用于产生在350nm-450nm的波长范围中的准直的uv激光。随后，将基底相对于直接曝光装置设置成，使得由曝光装置发射的uv激光能够偏转到基底上。随后，将基底用曝光装置曝光，其中图案借助于可改变的偏转装置通过时间变化的偏转和/或调制uv激光在基底上实现。
在曝光装置和基底之间的间距优选能够在曝光期间改变，由此随后在基底上产生的曝光光斑的扩展优选改变，由此曝光基底上的不同宽的线。
可变的偏转装置将光优选以两个维度偏转至基底，其中所述在时间上变化的偏转过程优选以两个相同的振荡频率执行，以便以45°扫描平行线，由此扫描速度能够提高了系数√2。换言之，扫描仪的偏转速度能够通过如下方式提高：所述扫描仪不相对于行式机械装置的运动方向在90°下工作(快速的和缓慢的扫描轴线)，而是二者在45°下以相同的速度扫描。如果激光点通过所述工作方式更快地相互运动，那么当然也需要更多的激光功率，以相应地固化。
用于产生曝光装置和基底之间的相对运动的运动装置的速度优选匹配于可变的偏转装置的扫描速度，使得曝光装置相对于基底的相对运动与扫描速度相关地执行。
可变的偏转装置优选地对于沿着处于基底平面中的y轴的偏转具有呈检流计镜形式的第一镜级，和优选对于沿着处于基底平面中并且垂直于y轴的x轴的偏转具有优选呈一维电磁振荡的微镜形式的第二镜级。
根据另一优选的实施方式，第一和/或第二镜级优选地能够以一维或二维工作的多边形扫描仪的方式构成。
根据另一优选的实施方式，第一和/或第二镜级优选地能够以一维或二维检流计镜的形式构成。
根据另一优选的实施方式，第一和/或得让镜级优选以一维或二维mem镜(微电机镜；mem)的形式构成。mem是电机工作的镜系统，所述镜系统由微小的镜构成，所述镜在光学开光中切换光束。
根据另一优选的实施方式，第一和/或第二镜级优选地以微扫描仪(英语为micro-scanner微扫描仪或microscanningmirror微扫描镜)的形式构成。微扫描仪是用于动态调制光的微镜执行器类别中的微光电机系统(moems)。根据结构方式，单镜的起调制作用的运动能够平移地或围绕一个或两个轴线旋转地进行。在第一种情况下，实现相移作用，在第二种情况下，实现进入的光波的偏转。
优选地，曝光装置在多重应用中并排地彼此构造成，使得在扫描过程中，得到闭合的、乘以曝光装置数量的扫描线。只要通过尤其集成的结构方式构造曝光单元，例如使得在四个单元的情况下各个扫描区域无缝地彼此排列，那么得到连续的扫描线。在正常的、迄今为止的工作方式中，这是不可能的，因为必须执行至少两次移动(向前和返回)。
优选地，曝光装置设有射束扩宽光学装置，以便将uv激光、优选准直的uv激光扩宽到更大的、限定的直径上。
优选地，一个或多个uv激光二极管能够类似地电学地、优选根据馈送源的成像的灰度值来调制。
根据另一优选的实施方式，一个或多个uv激光二极管能够数字电学地、优选根据馈送源的成像的灰度值来调制。
最后，根据本发明，通过将投影的单个图像和/或突出的边缘区域的薄弱部或未曝光部的叠加，能够在曝光过程之前，优选在馈送源中进行单个图像的调整。
对于在上文中描述的工作方式，根据本发明的直接曝光装置包括优选在外部安置的部件，所述部件用于由具有行式光学装置的优选红外半导体高功率二极管通过将uv聚合的光束与均匀的加热面的叠加在图像平面中空间限制地和时间同步地输入热量。优选地，红外激光器通过纤维输送装置以锐角安置到直接曝光装置上。
优选地，准直的ir激光束通过均匀化光学装置、优选微镜装置以及行光学装置传输到优选宽度为2mm并且行长度为80mm的面中。
为了通过根据本发明的行加热实现uv曝光的描述的“催化效果”，优选的是，将具有高的面辐照功率的ir激光束引导到漆平面中。根据本发明，相应高的面功率优选通过具有焦点的行光学装置实现。本发明优选使用焦距在200-350mm、优选240-320mm的范围中、例如为大约280mm的行光学装置，以便成行地生成尽可能均匀的和优选高能的曝光面。
根据一个优选的实施方式，均匀的辐照强度首先通过激光源的均匀化来实现，其中优选地，使用微透镜的布置。优选地，微透镜具有若干毫米、优选小于10mm或小于5mm、优选大约1.3mm的“节距”。随后，将光优选借助聚焦和/或行式透镜的布置聚焦，由此在要曝光的漆上例如产生80mm宽的并且优选大约2mm高的线。与借助于uv光的直接曝光的速度相关地，ir光的宽度和/或高度也能够更大或更小。例如，在40-160mm之间或在60-100mm之间的宽度是优选的。曝光面的优选的高度优选在1-5mm之间的范围中，优选为1-3mm，更优选为大约2mm。
优选地，在行(宽度)之内产生近似矩形的强度轮廓(tophat)；而在线的高度中优选描绘高斯强度轮廓(参见图3)。
本发明的发明人已经发现，ir范围中的高能激光源、均匀化级和随后的聚焦或行式级能够产生ir曝光面的强度轮廓，所述强度轮廓同时提供高的和同时高度均匀的行加热，以便以优选的方式和方法影响载体材料的uv曝光，即以便实现“催化效果”。
此外已经示出：应避免在ir曝光面之内的点强度轮廓，即不均匀的ir光强。例如，如果光从一个或多个玻璃纤维耦合输出装置中直接地传导到基底上(例如如果多个耦合输出装置并排地以线的形式设置)，如例如出现的点强度轮廓不产生足够均匀的以及强度相关的和足够边缘锐利限制的成像或加热。此外，在纤维耦合输出的情况下，辐射离开典型数值孔径为0.2和更高值的纤维的出射角以物理方式证明，使得纤维输出端必须在要曝光的漆上方若干毫米进行，以便理论上终归实现在本发明意义上的值得注意的加热。实际上这无法实现快速的和根据本发明的uv曝光。纤维出射面相对于要曝光的基底的倾斜同样如距基底的大的间距那样也是不可能的。
uv曝光的根据本发明的系统优选地借助曝光单元工作，所述曝光单元优选平行地定位在二轴门架装置上。优选地，uv曝光在限制的曝光面中进行，例如在60-100mm的范围中，优选在宽度/高度为大约80mm的曝光面中。
ir光行加热应根据本发明优选地边缘锐利地限制于uv曝光的区域，由此能够减少或抑制在相邻的uv曝光区域中的“催化效果”。尤其地，在相邻的地区中不期望的“催化效果”能够负面地影响曝光的各个子区域中的成像质量。曝光单元的加热源对相同轴线之内的第二曝光单元和其曝光区域的可能的“串扰”优选能够通过外部的均匀化级和/或聚焦或行式级来解决或防止。
优选地，uv行曝光应定位在ir行曝光之内。外部的光学组件优选应可在x、y和/或z位置中定向，以便能够将uv和/或ir曝光的聚焦平面彼此叠加。定向例如能够借助于校准装置进行，其中校准装置优选机械地构造成，使得所述校准装置可手动地调节，例如借助于校准或调节螺丝机构。根据另一实施方式，校准装置也能够具有用于校准的机电机构。此外，能够使用马达控制装置、传感器以及反馈信号传感器。也能够优选的是，将校准的一个或多个位置电子存储，并且随后简单地匹配于优选的条件。
换言之，根据本发明尤其有利的是，将用于均匀化和/或聚焦热辐射(ir辐射)的外部光学组件机械耦联到uv曝光光源上。这例如具有如下优点，在不同的载体材料厚度的情况下以简单的方式可行的是：始终在两个系统的焦点区域中工作。由此例如能够实现，能够执行具有保持不变的工艺参数的工艺。
此外，借助于根据本发明的光学装置可行的是，将最大ir功率强度的点优选调节到漆表面上，甚至在位于其下的基底的厚度不同的情况下也如此。也可行的是，将最大ir功率强度的点调节到基底铜面上，以便单独地调节或校准“催化效果”。这能够优选地通过外部光学组件的校准装置进行，其中校准能够优选机械手动地或电马达地进行。
此外，本发明还涉及一种在图像平面上的沿x和y方向定向、沿z的焦距再调整以及行激光器面的旋转角度α的机械的定向装置。
根据另一优选的实施方式，一个或多个ir激光二极管能够数字电学地、优选根据馈送源的成像的灰度值来调制。
最后，用于高精度的热剂量引入的热源一方面能够经由脉宽调制、也可经由cw连续波方法运行。
根据另一优选的实施方式，热源在需要的相关的功率提高的情况下能够级联地构造，优选地通过多个单个二极管激光器的激光纤维耦合来构造。
此外，根据另一优选的实施方式，由多个红外波长构成的热源能够优选地组合成单个射束或单个面，以便在厚的漆层中将不同的漆平面同样地加热。
优选地，可变的透镜或光学元件能够引入到光路或热传输通道中，以便能够动态地优选以软件的方式可控地调整图像平面中的热分布、热面和聚焦平面的空间特性。
附图说明
下面参考附图详尽描述本发明的优选的实施方式。附图示出：
图1示出具有外部的热源装置的根据本发明的直接曝光装置的立体图；
图2示出具有外部的热源装置的根据本发明的直接曝光装置的立体图，所述外部热源装置呈在曝光装置中具有四级的投影单元的双轴门架装置的形式；和
图3示出曝光装置的uv激光线与外部的热源装置的行面的叠加的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的直接曝光装置1的立体图(下面也称作为光刻曝光装置)，所述直接曝光装置具有曝光装置20和外部的热源装置10。例如，热源装置10能够经由校准装置60安装在曝光装置20上。
所述构造优选包括具有耦合光学装置50的激光二极管模块，所述激光二极管模块具有在350nm-450nm的紫外光谱范围中透射的激光光束。优选地，耦合在激光器模块之内发生，并且通过现有技术的光学元件执行。对此，例如使用极六面体和半透光的镜以及其他的组合光学装置。优选地，能够将具有主最大值不同的离散的单模波长的激光在耦合光学装置50中耦合或组合。例如，能够将主最大值为大约375nm、390nm和405nm的三个激光源的光束耦合。
优选为激光二极管源的uv激光光源的单个射束或耦合的射束经由偏转装置(下面也成作为激光偏转装置30)成像到曝光平面40上。优选地，要曝光的面位于曝光平面40中或基本上平行于曝光平面40。优选地，根据本发明应将基底的或电路板100的用止焊漆覆层的面曝光。
激光偏转装置30例如能够为检流扫描仪，所述检流扫描仪具有反射uv波长的镜覆层，所述检流扫描仪优选经由消色差的、远心的f-theta物镜70成像到曝光平面40或聚焦平面上。在图1中示出的、在物镜70下方的方形为物镜70的工作区域。根据另一优选的实施方式，工作区域也能够更小或更大或更宽。
图2示出另一根据本发明的直接曝光装置1的立体图，所述直接曝光装置具有四个曝光装置201、202、203和204。这四个曝光装置20x中的每个曝光装置还与外部的热源装置10x耦合，所述热源装置再次经由相应的校准装置60x安装在曝光装置20x上。
此外，图2示出曝光装置20安装在运动装置90上。借助于运动装置90在曝光装置20和要曝光的基底100之间产生相对运动，由此能够曝光基底100的更大面积。
根据本发明的直接曝光装置能够替选地或附加地具有第二运动装置110。第二运动装置110优选地能够构成为真空台，在所述真空台上能够借助于负压安置基底100。第二运动装置110的运动能够例如提供在x-y平面中的运动，优选平行于曝光平面。运动能够借助于一个电动马达或多个电动马达进行，优选借助于具有相应的引导装置的线性电动马达进行。
借助于一个运动装置或多个运动装置，曝光装置20能够以级联的方式移出曝光平面，优选地级联地以列形式移出。换言之，借助多个曝光单元并行化是可行的。
在此，聚焦平面或曝光平面40能够通过集成的伺服马达80再校准，所述伺服马达允许曝光装置20沿着z轴运动。优选地，曝光平面20的校准在曝光工艺之前进行。
图3示出具有外部的热源装置10的根据本发明的曝光装置20的示意侧视图，所述热源装置在该实施方式中一起经由校准装置60安装在曝光装置20上。
发射的uv激光在曝光平面上的光路51在图3中不符合比例地、纯示意地示出。例如，将uv激光束借助于偏转装置30沿着行或列偏转，所述偏转装置优选为检流扫描仪系统30。光路51根据本发明在曝光平面上与ir激光束叠加。尤其优选的是，由热源装置10发出的光在曝光平面40上基本上为矩形的曝光面11，并且沿着一个方向具有高斯光强度分布。
在此，将调制的从而结构化的uv激光束线51、优选典型的激光线尺寸为80mm宽和优选5-25μm高的1-6个射束(fwhm，高斯强度轮廓)直接定心地通过校准装置60定位在ir激光束的热场11之上。
在此形成的热场11的强度轮廓优选是矩形的，强烈下降并且优选通过行式匹配在二个维度中调整。优选地，平顶型(top-hat)强度轮廓分布在宽度中发生，以及高斯强度轮廓分布在高度中发生。热场尺寸的设计优选不仅在宽度方面、而且在高度方面设计成大于uv激光束线51。在此，优选可观察大约85mm的宽度和大约2mm的高度，使得温度变化在uv激光束线51的区域中二维均匀地分布。
附图标记列表：
1直接曝光装置，光刻曝光装置(整个系统)
5止焊漆
6基底
10热源装置，热源
11曝光面，热场
20曝光装置(具有uv激光器的“激光器系统”)
30偏转装置，激光偏转装置
40曝光平面，曝光平面(x-y平面)
50耦合光学装置
51光路
60校准装置
70物镜
80伺服马达
90第一运动装置
100电路板，基底
110第二运动装置