KR102590195B1

KR102590195B1 - 권취된 엔드리스 기판에 방사선을 이용하여 패턴을 도입하는 장치

Info

Publication number: KR102590195B1
Application number: KR1020227016812A
Authority: KR
Inventors: 피터 보그트; 토니 스트로벨; 레네 파겔; 우베 클로우스키; 스테펜 루에커; 크리스티안 코에니그; 마르쿠스 비터
Original assignee: 레이저 이미징 시스템스 게엠베하
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2023-10-17
Anticipated expiration: 2040-10-12
Also published as: DE102019128198B3; TWI792076B; CN114586474A; US11738579B2; US20230136467A1; KR20220082905A; WO2021073687A1; JP7312320B2; EP4045446A1; JP2022546629A; TW202129428A; CN114586474B; EP4045446B1

Abstract

본 발명은 권취된 연속 기판(3) 상에 방사선에 의해 패턴을 도입하기 위한 장치에 관한 것이다. 재료의 미끄러짐이 없고 재료의 왜곡을 최소화하면서 연속적인 롤-투-롤 이동 동안 패터닝을 허용하는, 권취된 연속 기판(3)에 패턴을 도입할 수 있는 새로운 가능성을 찾는 목적은, 연속 기판(3)을 미끄러짐 없이 구동하기 위해, 댄서 롤(43)이, 처리 드럼(2)의 원주의 적어도 절반의 접촉면(36)을 따라 연속 기판(3)을 팽팽하게 안내하기 위해, 처리 드럼(2)과 일측의 언와인더 롤(41)과 타측의 와인더 롤(44) 사이에 제공되고, 평형은 안정화 장치에 의해 정의된 반력과 댄서 롤(43)에 대한 일정한 힘 작용 사이에서 조정 가능하며, 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 회전 속도를 제어함으로써 댄서 롤(43)의 측정된 편향에 기초하여 컨트롤러 유닛(47)에 의해 일정하게 유지되는 점에서, 본 발명에 의해 충족된다.

Description

권취된 엔드리스 기판에 방사선을 이용하여 패턴을 도입하는 장치

본 발명은 권취된 연속 기판 상에 방사선에 의해 패턴을 도입하기 위한, 특히 전도성 트레이스(traces)의 후속 에칭을 위한 가요성 감광성 회로 포일(foils)의 노광(exposure)을 위한 장치에 관한 것이다.

가요성 캐리어에 전도성 트레이스를 생성하기 위한 선행 기술에서, 높은 공간 정밀도로 수행되는 노광에 필요한 밀리미터에서 서브밀리미터 범위의 포일을 처리하기 위한 정의된 프로세스가 제한 요소이다. 한 면 또는 양면에 금속으로 라이닝된 포일, 예를 들어 한 면 또는 양면에 포토레지스트 라미네이션이 있는 포일 또는 한 면 또는 양면에 포토레지스트 라미네이션이 있는 금속 클래딩이 없는 포일은 포일 섹션 또는 권취된 연속 기판으로 사용된다. 특히, 노광에 대한 정의된 지지는 롤 또는 롤러를 통해 이송되는 유연한 연속 기판을 처리할 때 독점적인 곡선 방식으로 실현될 수 있으므로 기존의 마스크 노광 방법은 연속 방식으로 실행될 수 없다.

권취된 가요성 포일에 의한 마스크 노광과 관련된 이러한 일련의 문제를 해결하는 솔루션이 US 2012/0241419 A1에 기재되어 있다. 이 경우, 추가 롤과 노광 드럼을 통해 두 개의 롤(언와인더 롤 및 와인더 롤) 사이를 안내하는 준연속 포일 웹이 마스크 패턴을 노광하기 위해 부분적으로 이동된다. 포일은 진공에 의해 노광 드럼에 흡입되고, 노광 드럼의 모선을 따라 포일에 라인 단위로 마스크 패턴을 노광하기 위해 노광 유닛의 이동과 동기화되어 구동 노광 드럼에 의해 이동된다. 레이저 라인의 수단. 노광 드럼에서 포일이 움직이고 와인더 롤과 언와인더 롤이 고정된 상태에서 두 개의 교대로 포지티브 유도 댄서 롤이 노광 드럼으로 포일을 팽팽하게 안내하고 다음 포일이 있을 때 수동적으로 전환된다. 영역은 구동되는 언와인더 롤과 와인더 롤을 통해 이동한다. 이 시스템은 노광부와 포일의 정확한 동기 운동과 노광시의 진공흡착으로 인해 불연속적인 포일의 움직임 자체가 인쇄회로(PCB)의 높은 처리량을 방해한다는 단점이 있다.

연속적인 포일 이동 동안의 노광을 위한 패턴 노광 공정 및 장치는 EP 1 922 588 B1에서 일련의 유사한 문제에 대해 설명되어 있다. 이 경우, 규칙적인 격자 패턴을 갖는 포토마스크가 마찬가지로 노광 드럼 부근에 배치되지만 견고하게 유지되고, 노광 스트라이프는 그 위에 안내된 호일 상의 노광 드럼에 비해 좁은 간극을 통해 투영되는데, 이 노광 스트라이프 근접 노광을 위한 (균일한) 노광 패턴의 적어도 하나의 기간을 조명하는 단계를 포함한다. 포토마스크에 불균일하거나 비주기적인 패턴을 만드는 과정은 설명하지 않는다.

또한, WO 2010/075158 A1에는 호일 웹이 이송 드럼과 함께 제1 위치에서 제2 위치로 이동되고, 포일 웹은 정렬 마크를 기반으로 포일 웹의 왜곡을 계산하고 포일 웹이 첫 번째 위치에서 두 번째 위치로 이송되었을 때 노출을 수행하기 위해 드럼의 첫 번째 위치에서 측정된다. 정렬 마크의 결정된 위치에 대응하는 포일 웹의 가능한 계산된 왜곡에 대해 교정된 노출 패턴으로 노광이 수행된다. 그러나 이 간행물은 호일 웹의 균일하고 미끄러지지 않고 왜곡이 적은 움직임이 어떻게 수행되는지 공개하지 않는다.

포일에 연속 기판의 관련 영역에 천공으로 삽입된 타겟이 있는 경우, 포일 웹의 레지스트레이션(registration) 및 안내에 추가적인 문제가 발생한다. 카메라 종속 광원을 통한 입사광 감지는 레지스트레이션을 더 어렵게 하므로 투과광 감지가 선호된다. 이러한 레지스트레이션을 위해, 처리 드럼 자체가 조명되어야 하거나 포일 웹이 처리 드럼과 접촉하기 전에 이미 "부유 안내된(floatingly guided)" 포일 웹에서 조명이 영향을 받아야 하며, 이에 따라 교대 하중이 없는 연속 기판의 저장력 안내에 대한 관련 요구가 특히 높다.

본 발명은 재료 미끄러짐이 없고 재료 왜곡을 최소화하면서 연속적으로 전진하는 롤-투-롤(roll-to-roll) 운동으로 패턴이 고정밀로 도입될 수 있도록 하는 권취된 연속 기판에 방사선을 사용하여 패턴을 도입하는 새로운 가능성을 찾는 목적에 기반을 두고 있다.

또 다른 목적은 문제없이 다양한 재료 두께 및 재료 폭에 적응하는 것을 가능하게 하고 실질적인 가동 중지 시간을 요구하지 않고 처리 드럼의 간단하고 신뢰할 수 있는 정렬 및 표적 마크의 검출을 가능하게 하는 것으로 구성된다. 또한, 연속 기판에 존재하는 천공된 표적 마크의 투과광 레지스트레이션이 가능해야 하며, 처리 및 조사 중에 기판 웹의 영역에서 영역으로의 좌우 편향을 검출하고 보상해야 한다.

연속 기판이 처리 드럼을 통해 언와인더 롤로부터 와인더 롤로 회전가능하게 안내되는 권취된 연속 기판 상에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치, 및 타겟 마크 및 방사 패턴을 도입하기 위한 방사선 소스를 광학적으로 기록하기 위한 레지스트레이션 유닛이 2개의 상이한 방향으로 처리 드럼으로 향하고, 방사 패턴과 연속 기판 사이의 정렬을 제어하고 방사 패턴의 공간적 차별화를 위한 컨트롤러 유닛이 구비되며, 방사 패턴을 전자적으로 적응시키기 위한 수단이 제공된다. 타겟 마크에 기초하여 레지스트레이션 유닛에 의해 결정된 연속 기판의 위치 편차가 컨트롤러 유닛에 제공되고, 정의된 접촉을 따라 연속 기판의 팽팽한 안내를 위한 댄서 롤이 본 발명에 따라 위에서 언급된 목적이 충족된다. 처리 드럼 둘레의 적어도 절반의 영역은 처리 드럼과 언와인더 롤 사이 및 처리 드럼과 와인더 롤 사이에 각각 제공되어 처리 드럼의 드라이브에 의해 처리 드럼에서 정의된 접촉 영역을 통해 연속 기판으로 미끄러짐 없이 이송 운동을 전달한다. 댄서 롤이 연속 기판의 전진 기판 웨브와 연속 기판의 복귀 기판 웨브를 처리 드럼의 접촉 영역에 역방향으로 작용하는 일정한 힘으로 팽팽하게 안내하도록 구성되고, 안정화 장치가 제공된다. 정의된 반력과 댄서 롤에 작용하는 일정한 힘 사이의 평형을 조정하기 위해 각 댄서 롤의 처짐 변화를 기록하기 위한 측정 유닛에 연결되며, 언와인더 롤과 와인더 롤에는 조정 가능한 드라이브가 있다. 측정 장치에 의해 획득된 댄서 롤에서 힘 평형의 섭동을 기반으로 회전 속도에 대해 제어된다.

안정화 장치는 바람직하게는 선회 동작을 실행하기 위해 댄서 롤이 연결되는 레버 장치를 가지고 있고, 정의된 반력과 댄서 롤에 작용하는 일정한 힘 사이의 평형을 유지하기 위해 레버 장치에 연결되는 공압식 압력 제어식 또는 유압식 압력 제어식 실린더를 포함하고, 레버 장치는 원호를 따라 댄서 롤의 편향을 가능하게 한다.

댄서 롤의 편향 변화를 기록하기 위한 측정 유닛은 바람직하게는 레버 장치의 선회 축에서 각도 변화를 측정하기 위한 증분 각도 변환기로 형성된다.

더 바람직한 구성에서, 측정 유닛은 압력 제어 실린더의 푸시로드의 선형 변위 변화를 측정하기 위한 증분 변위 센서로 형성된다.

또한, 댄서 롤의 편향 변화를 기록하기 위한 측정 유닛은 광학 인코더로서 유리하게 형성될 수 있으며, 레버 장치의 레버 암에서 편향 미러를 통해 라인 센서에 충돌하는 광선에 의해, 레버 장치의 각도 변화는 라인 센서에서 광선의 공간적 변화로 얻을 수 있다.

또한, 측정 유닛은 바람직하게는 레버 장치의 레버 암에서의 편향을 측정하기 위한 스트레인 게이지로 형성될 수 있다.

각각의 댄서 롤의 위치를 위한 안정화 장치는 바람직하게는 측정 유닛과 언와인더 롤 또는 와인더 롤의 회전 속도 컨트롤러 사이의 제어 루프를 갖는 컨트롤러 유닛에 결합된다.

언와인더 롤 및 와인더 롤 각각의 언와인더 방향 또는 와인더 방향을 선택적으로 변경하기 위해 제공되는 편향 롤은 기판 안내 유닛에서 댄서 롤에 인접하게 제공되는 것이 바람직하다.

편향 롤이 기판 안내 유닛에서 댄서 롤에 인접하게 제공되는 경우, 편향 롤이 연속 기판을 안내하기 위해 제공되어 처리 드럼을 향해 진행하는 기판 웹 및 복귀 기판 웹이 공간적으로 서로 위에 배열되어 롤과 와인더 롤에서 그리고 롤과 와인더 롤로 안내된다.

선 형의(line-shaped) 처리 빔을 가진 방사선 소스와 줄무늬 모양의 스캐닝 영역을 가진 레지스트레이션 유닛은 처리 드럼의 회전 축에 평행하도록 빔 처리 장치에 유리하게 배열되고 서로 다른 축 방향 평면에서 처리 드럼의 모선으로 향하게 된다.

추가로 권장되는 빔 처리 장치에서, 선 모양의 처리 빔이 있는 방사선 소스와 줄무늬 모양의 스캐닝 영역이 있는 레지스트레이션 장치가 처리 드럼의 회전 축에 평행하게 배열되고 하나의 동일한 축 평면에서 처리 드럼의 반경방향 반대면으로 향하게 된다.

또한, 또 다른 유리한 빔 처리 장치에서, 선 모양의 처리 빔을 갖는 방사선 소스는 회전 축에 평행하게 그리고 처리 드럼의 축 평면으로 지향되고 스트라이프 모양의 스캐닝 영역을 갖는 레지스트레이션 유닛은 다음 방향으로 지향된다. 처리 드럼의 반대 측면에 대한 축 평면에 평행한 레지스트레이션 평면, 레지스트레이션 평면은 전진하는 기판 웹 앞에 너무 멀리 있어 후면 조명을 조사하기 위한 에어 갭이 연속적인 기판의 드럼의 처리 드럼과의 접촉 영역 시작 전에 존재한다.

처리 드럼은 바람직하게는 캐리지의 이동의 결과로 방사선 소스의 처리 빔과 레지스트레이션 유닛의 스트라이프 모양의 스캐닝 영역이 처리의 모선에 접선 방향으로 변위될 수 있도록 이동 가능한 캐리지에 설치된다. 처리 빔 및 레지스트레이션 유닛의 초점이 처리 드럼에 위치한 연속 기판에 대해 조정 가능하도록 항상 더 멀리 떨어져 있다.

처리 드럼은 바람직하게는 레지스트레이션 평면과 축 평면의 처리 드럼의 모선 대신 위치에 캐리지에 추가로 설치된 정렬 수단을 위치시키기 위해 방사선 소스의 축 평면과 레지스트레이션 유닛의 레지스트레이션 평면 밖으로 이동할 수 있도록 캐리지에서 변위될 수 있다.

또 다른 유리한 구성은 처리 드럼이 양쪽 가장자리 영역에 1차 교정 마크와 2차 교정 마크를 갖고, 이들 중 적어도 2차 교정 마크가 처리 빔에 의해 일시적으로 생성 가능하고 레지스트레이션 유닛과 방사선 소스의 좌표계 사이의 공간 관계의 교정을 위해 제공된다.

바람직한 구조적 변형에서, 프로세싱 드럼의 에지 영역에는 1차 교정 마크 및 2차 교정 마크를 생성하기 위해 프로세싱 빔의 적절한 파장 범위에 민감한 광변색성 코팅이 제공된다.

대안적인 구성에서, 처리 드럼은 영구 1차 교정 마크를 도입하기 위해 가장자리 영역의 강철 밴드로 덮여 있으며, 이 강철 밴드는 2차 교정 마크를 생성하기 위하여 처리 빔의 적합한 파장 범위에 감응하는 광변색 코팅을 가진다.

본 발명의 특히 유리한 구성은 방사선 소스가 선형 주사된 레이저로 형성되고 처리 빔이 처리 드럼의 에지 영역 위로 주사할 수 있는 점에서; 레지스트레이션 유닛은 연속 기판의 타겟 마크와 프로세싱 드럼의 에지 영역에서 1차 캘리브레이션 마크 및 2차 캘리브레이션 마크를 캡처하기 위한 적어도 2개의 카메라를 가지는 점에서; 그리고 적어도 하나의 광검출기는 처리 빔의 강도의 반복된 측정을 수행하기 위해 처리 드럼에 인접하여 축 방향으로 배열된다는 점에서; 달성된다.

수정된 변형예에서, 모든 광검출기는 처리 드럼의 방향으로 회전축에 평행하게 정렬되고, 처리 드럼에 인접하여 방사상으로 입사하는 처리 빔의 광을 반사하기 위한 편향 미러가 처리 드럼과 광검출기 사이에 각각의 경우에 위치된다. 처리 빔의 방사상 입사광은 각각의 광검출기의 방향으로 편향된다.

연속 기판을 가압하기 위한 닙 롤러(nip roller)는 유리하게는 처리 드럼에 설치된다. 이때, 닙 롤러는 처리빔의 축면 전방 영역에 설치됨과 동시에 청소기 롤과 접촉하여 빔 처리 전에 연속 기판을 청소할 수 있다.

닙 롤러가 처리 드럼에 설치되고 동시에 레지스트레이션 유닛과 처리 빔 사이에서 이송된 연속 기판의 기판 표면 길이를 측정하기 위해 고해상도 인코더가 장착된 경우에 권장된다.

본 발명은 가요성 연속 기판, 특히 감광성 코팅을 갖는 포일 상에 패턴을 도입하기 위한 연속 방사선 처리가 롤-투-롤에서 기판의 특히 잘 정렬되고 저장력 안내를 필요로 한다는 기본적인 고려에서 출발한다. 이러한 목적을 위해 선행 기술에서 처리 드럼에 진공 흡입을 하고 그 자체가 일반적으로 메인 드라이브인 처리 드럼 앞뒤에 댄서 롤을 사용하여 연속 기판의 기판 웹을 프리텐셔닝하여 사용하는 방법, 정의된 처리 속도를 설정하기 위해 처리 드럼의 표면에서 기판 웹의 왜곡되지 않은 균일한 안내를 손상시킨다. 그 이유는 추가로 구동되는 언와인더 롤과 와인더 롤이 속도를 유지하기 위해 기판 웹의 롤 직경(하나가 다른 레이어 위에 감겨 있기 때문에)에 따라 적절한 회전 속도를 실현해야 하기 때문이다. 기판 웹은 일정하고 가능한 한 항력이 없으며 언와인더 롤과 와인더 롤에서 발생하는 변동은 모터 제어 및/또는 중력 제어 댄서 롤에 의해 보상된다.

본 발명은 댄서 롤이 기판 웹의 표면에 직교하는 어떠한 별도의 보상 운동도 실행하지 않는다는 점에서 댄서 롤의 경로 추적으로 인해 언와인더 및 와인더 속도의 변화 동안 기판 웹에 작용하는 불균일한 견인력을 방지하지만, 오히려 롤-투-롤 처리를 시작할 때 기판 웹을 팽팽하게 하기 위한 낮은 힘으로 한 번 조정한 다음 일정한 힘으로 고정("고정")하며, 각 댄서 롤의 위치에서 가장 작은 변화는 점진적으로 증가한다. 댄서 롤 홀더의 변위나 각도의 변화로 감지하여 언와인더 롤 드라이브와 와인더 롤 드라이브의 회전 속도를 제어하는 데 사용된다. 이를 위해, 댄서 롤의 샤프트는 바람직하게 레버 장치에 장착되어 댄서 롤의 샤프트 위치의 아주 작은 변화가 각도 변화 또는 변위 변화에 따라 고도로 분해된 방식으로 감지될 수 있고 언와인더 롤과 와인더 롤을 조정하는 데 사용할 수 있다. 댄서 롤은 거의 움직이지 않고 장력 변화를 일으키지 않기 때문에 연속 기판의 천공된 표적 마크는 처리 드럼과의 접촉의 접촉 영역 직전에 연속 기판의 전진 기판 웹 영역에서 투과광 조명을 통해 레지스트레이션(registered)될 수도 있다.

또한, 프로세싱 드럼은 캐리지 가이드에 의해 기판 이동 방향(빔 프로세싱의 스캐닝 방향에 대해 횡방향)을 따라 변위될 수 있으므로 방사선 소스 및 레지스트레이션 유닛의 초점이 상이한 기판 두께에 적응될 수 있다. 최소한의 샤프트 변위와 처리 드럼의 대략적인 반경만큼 변위를 통해 표적 마크 감지를 위한 빔 처리 및 레지스트레이션 장치의 설정을 모니터링하고 정렬할 수 있다.

이 외에도 처리 드럼과 빔 처리 장치 간의 온라인 교정은 기판 웹이 차지하지 않는 처리 드럼의 가장자리 영역에 고정 교정 마크와 일시적 교정 마크를 도입하여 롤-투-롤 처리 중에 가능하다.

무엇보다도 처리 드럼 근처에서 전진 및 복귀 기판 웹의 저하중, 저 왜곡 안내는 레지스트레이션 유닛이 접촉 영역 전에 전진 기판 웹으로 이미 지향된다는 점에서 천공된 표적 마크의 레지스트레이션을 허용한다. 처리 드럼과 연속 기판 사이에 도달하여 기판 웹이 쐐기형 에어 갭의 후면에서 조명되고, 따라서 천공된 표적 마크는 입사 조명보다 투과광 방법으로 훨씬 더 정확하게 검출될 수 있다. 연속 기판의 접촉 영역이 처리 드럼의 180° 이상을 감지할 수 있을 정도로 둘러싸는 경우, 접촉 영역의 끝에 있는 기존의 닙 롤러는 기판 웹의 저장력, 저 왜곡 안내 때문에 생략될 수 있다. 그러나 연속 기판을 다시 청소하거나 처음으로 빔 처리 직전에 레지스트레이션 유닛과 처리 빔 사이의 위치에 설치되고 중요한 보조 기능으로 클리너 롤과 결합될 수도 있다.

최소한의 재료 끌림으로 그리고 재료 미끄러짐 없이 연속적으로 전진하는 롤-투-롤 운동 중에 패턴이 매우 정밀한 방식으로 기판 웹에 도입될 수 있도록 하는 방사선에 의해 감긴 연속 기판에 패턴을 도입하기 위한 본 발명을 통해 새로운 가능성이 실현된다. 또한, 다양한 재료 두께와 재료 폭을 어려움 없이 적용할 수 있으며, 천공된 타겟 마크가 있는 연속 기판의 고정밀 가공과 가공 드럼 및 타겟 마크 획득의 간단하고 안정적인 정렬이 달성되어 재료 준비에 필요한 가동 중지 시간이 동기 실행 및 왜곡을 수정하고 타겟 마크 레지스트레이션 및 빔 처리의 정렬 또는 제어 엔지니어링 수정을 위해 상당히 짧다.

본 발명은 실시예를 참조하여 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 압력 제어형 실린더에 의해 평형을 유지하는 댄서 롤에 의해 연속 기판의 기판 웹에 작용하는 일정한 힘을 보장하는 유연한 연속 기판의 롤-투-롤 처리를 위한 본 발명에 따른 장치의 개략도;
도 2는 언와인더 롤과 와인더 롤이 동일한 기계 측에 배열되고 댄서 롤을 유지하는 레버 암의 편향의 측정에 의해 제어되는 기판 웹 가이드를 사용한 롤-투-롤 처리를 위한 본 발명에 따른 장치의 유리한 구조적 변형예이고;
도 3은 댄서 롤을 지지하는 레버 장치의 광학적으로 측정된 각도 변화를 기초로 하여 언와인더 롤과 와인더 롤을 제어하고, a) 처리 공정 동안 및 b) 레지스트레이션 유닛과 프로세싱 빔의 정렬 또는 프로세싱 드럼의 단순 교환을 위한 프로세싱 사이의 간격으로 보여진 기판 웹 이동 방향으로, 캐리지 상에서 변위 가능한 처리 드럼을 구비한 본 발명에 따른 장치의 또 다른 바람직한 구성이다;
도 4는 도 2 또는 도 3에 따른 본 발명에 따른 장치의 추가적인 바람직한 변형으로서, 기판 웹 이동 방향에 대해 종방향으로 변위할 수 있는 처리 드럼을 기반으로 하는 간단한 포커싱 가능성으로, 조정을 보여주고 있고, 하위 도면 a)의 최소 초점 거리 및 하위 도면 b)의 증가된 초점 거리 조정을 보여준다;
도 5는 도 2 또는 도 3에 따른 장치에서 빔 처리 장치 및 처리 드럼의 유리한 구성으로서, 연속 기판 상의 타겟 마크의 광학적 레지스트레이션 및 광학 빔 처리를 교정하기 위한 것이다. 처리 공정이 진행되는 동안 처리 드럼의 가장자리 영역에 2개의 이동식 카메라가 제공되고 방사선 측정을 위한 광검출기가 처리 드럼에 인접하게 배치된다.
도 6은 도 5에서 수정된 빔 처리 장치 및 처리 드럼의 구성으로서, 연속 기판 상의 타겟 마크의 광학적 레지스트레이션 및 처리가 실행되는 동안 광학 빔 처리를 교정하기 위해 3개의 고정 카메라 연속 기판 및 처리 드럼 상의 마크 감지를 위해 제공되며, 방사선 소스의 광 성분은 처리 드럼에 인접한 방사선 측정을 위한 편향 미러를 통해 광검출기로 지향된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 장치를 보여주는 다이아그램이고, 상기 실시예에서는 레지스트레이션 장치에 입사 조명이 제공되며, 언와인더 롤과 와인더 롤의 진행 방향이 처리 드럼 상에 놓이는 기판 웹의 상이한 면에 대한 기판 웹의 코팅/후처리의 존재에 따라 선택적으로 전환될 수 있고, 언와인더 롤 및 와인더 롤의 속도 제어를 위한 외란 변수를 획득하기 위한 측정 유닛의 또 다른 유리한 실시예를 가진다;
도 8은 도 7에 따른 빔 처리 장치 및 처리 드럼의 유리한 구성으로서, 연속 기판 상의 타겟 마크의 광학적 레지스트레이션 및 처리 공정 동안 광 빔 처리의 교정을 위한 것이다. 진행 중이며 처리 드럼의 가장자리 영역에 두 개의 이동 가능한 카메라가 제공되고 방사선 측정을 위한 광검출기가 처리 드럼 옆에 배치된다.
도 9는 본 발명의 다른 바람직한 구조로서, 레지스트레이션 유닛이 적어도 4개의 타겟 마크로 연속 기판의 개별 세그먼트를 연속적으로 스캔하고 방사 패턴의 상관 관계가 각 세그먼트의 획득된 표적 마크 위치 및 추가 세그먼트의 표적 마크 평균화에 기초한 컨트롤러 유닛에서 수행된다;
도 10은 본 발명에 따른 장치의 또 다른 유리한 구성으로서, 연속 기판의 후면 조명이 레지스트레이션 유닛에 제공되고 거리 측정 시스템이 언와인더 및 와인더의 제어를 위한 측정 유닛을 위한 압력 제어 실린더에 제공된다;
도 11은 닙 롤러가 레지스트레이션 유닛과 처리 빔 사이에 배열되고 고해상도 인코더가 장착되고 클리너 롤과 연결된 도 10에서 수정된 본 발명의 유리한 구성이다.
도 12는 부분적으로 개방된 하우징 내부의 본 발명에 따른 장치의 유리한 구성의 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 따른 기본 구성에서, 본 발명에 따른 장치는 선형 스캔된 방사선 소스(11)를 가진 빔 처리 장치(1), 레지스트레이션 유닛(12), 필수 구성요소로서, 패턴 준비와 레지스트레이션 유닛(12)의 타겟 마크 획득의 제어 및 방사선 소스(11)의 방사선 라인을 포함하는 컨트롤러 유닛(13), 연속 기판(3)이 처리 드럼(2)의 둘레의 적어도 절반에서 안내되는 피동 처리 드럼(2), 및 기판 안내 유닛(4)을 포함하고, 상기 기판 안내 유닛(4)에서, 연속 기판(3)이 언와인더 롤(41)로부터 편향 롤(42) 및 댄서 롤(43)을 통해 처리 드럼(2)으로 안내되고, 처리 드럼(2)으로부터 편향 롤(42) 및 댄서 롤(43)을 거쳐 와인더 롤(44)로 안내되며, 댄서 롤(43)은 각 경우에 레버 장치(45)에 연결되고, 레버 장치(45)는 연속 기판(3)을 인장하기 위해 제공된 중력 또는 다른 힘에 대해 압력 제어 실린더(46)에 의해 평형 상태로 유지되며, 각각의 경우에 컨트롤러 유닛(47)을 가지며, 컨트롤러 유닛(47)은 평형 위치로부터 레버 장치(45)의 편향을 검출하기 위한 측정값 인코더를 측정 유닛으로서 포함하며, 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 회전 속도 제어기(472)에 대한 제어 루프(473)를 각각 가진다. 본 실시예에서, 측정값 인코더는 레버 장치(45)의 고정 선회 축(451)에 있는 증분 각도 변환기(471)이다.

빔 처리 장치(1)의 스캔 주파수(또는 클록 사이클)에 대한 연속 기판(3)의 전술한 고정밀 이동은 실제로 방사선 소스(11)에 의한 연속 기판(3)의 직접 조사에 필수적이다. 빔 처리 속도는 처리 드럼(2)을 통해 설정된다. 즉, 처리 드럼(2)은 처리 드럼(2) 둘레의 적어도 절반을 따라 운반되는 연속 기판(3)의 전방 공급 이동을 보장한다. 공급 이동이 원활하고 균일하게 수행되기 위해서는 연속 기판(3)이 간섭하는 힘 없이 가상으로 앞뒤로 안내되어야 한다.

또한, 연속 기판(3)의 직접 조사를 위해, 그 위에 위치한 타겟 마크(33)(타겟)에 기초하여 연속 기판(3)에 대한 정의된 공간 할당이 필요하다. 연속 기판(3)의 에지 영역에서 표적 마크(33)(도 5까지는 도시되지 않음)를 검출하기 위한 수단의 도 1에 도시된 변형은 바람직하게는 원형 구멍, 삼각형, 직사각형, 특히 정사각형, 또는 상기 언급된 천공 형상 중 둘 이상의 조합에 의해 형성된 구멍 패턴의 형태로 천공된 표적 마크(33)에 적합하다. 이러한 표적 마크(33)의 레지스트레이션 동안, 연속 기판(3)의 후면 조명(122)을 사용하여 레지스트레이션 유닛(12)에서 후자를 검출하는 것이 특히 유리한 것으로 판명되었다. 이 목적을 위해, 에어 갭(34)은 처리 드럼(2)을 향해 전진하는 기판 웹(31)(도 2에서만 지정됨)의 접촉 영역(36)의 시작(35) 전에 조명된다.

컨트롤러 유닛(47)의 기능은 언와인더 롤(41), 처리 드럼(2) 및 와인더 롤(44) 사이에서 연속 기판(3)에 작용하는 힘을 제한하여 동일한 크기의 가능한 가장 작은 힘만이 연속 기판에 작용하도록 구성된다. 연속 기판(3)이 처리 드럼(2)을 따라 운반될 수 있도록 언와인더 롤 측 및 와인더 롤 측의 처리 드럼(2)에 3이 설치되어 있다. 미끄러짐 또는 왜곡. 언와인더 롤 측과 와인더 롤 측의 힘은 다음에 설명된 방식으로 조정된다.

처리 프로세스의 시작, 즉 연속 기판(3)이 편향 롤(들)(42), 댄서 롤(43), 처리 드럼(2), 댄서 롤을 통해 (전체) 언와인더 롤(41)에서 기판 안내 유닛(4)으로 클램핑되었을 때 (빈) 와인더 롤(44)에 대한 편향 롤(들)(43) 및 편향 롤(들)(42), 연속 기판(3)은 주로 처리 드럼(2)에 의해 움직이도록 설정되고; 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)은 후자에 적응되도록 구동된다. 종래 기술에 따르면, 댄서 롤(43)은 견인력이 지속적으로 작용한다는 점에서 처리 드럼(2)의 일정한 드라이브 운동에 대한 연속 기판(3)의 언와인더 및 권취 동안 길이의 기존 차이를 보상하는 데 사용된다. 댄서 롤(43)의 샤프트는 연속 기판(3)의 주요 이동 방향으로 기판 웹(31, 32)의 표면에 수직인 댄서 롤(43)의 선형 보상 이동을 가능하게 한다.

대조적으로, 본 발명에 따른 장치에서 롤에서 롤로 이동하는 연속 기판(3)에는 정밀 인코더 수단에 의해 제어되는 처리 드럼(2)의 드라이브(22)에 추가하여, 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 2개의 독립적으로 결합된 컨트롤러들이 있다. 처리 드럼(2)이 구동되면, 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)들은 대응하게 조정되는 방식으로 구동된다.

설치를 시작하기 전에, 처음에 세 개의 모든 구동 샤프트가 정지된 정적 조건에서 정의된 힘은 댄서 롤(43)에서 각각 조정되며, 미리 결정된 일정한 견인력(예를 들어 중력, 스프링력, 자기력, 전기장력 또는 공압)은 연속 기판에 작용하는 정의된 힘과 평형 상태에서 제어 가능한 반력에 의해 "동결"된다. 프리텐셔닝(pretensioning)은 전진하는 기판 웹(31) 및 복귀하는 기판 웹(32)에서 댄서 롤(43) 모두에 대해 조정되며, 댄서 롤(43) 및 처리 드럼(2) 주위에 권취된 연속 기판(3)을 포함하는 시스템은 정적 평형 상태에 있다. 평면에서 축방향에 대해 직각으로 움직일 수 있는 댄서 롤(43)의 공간적 위치는 이하에서 더 자세히 설명될 적절한 위치 측정 시스템에 의해 검출되고 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 회전 속도를 제어하는 데 사용된다.

제어 기능을 위해 각 댄서 롤(43)의 샤프트는 레버 장치(45)에 연결되며, 첫 번째 구성에서 레버 장치(45)의 선회 축(451)에서 발생하는 각도 변화는 측정 수단에 의해 외란 변수로 결정되고, 그 다음 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 회전 속도를 각각 변경하기 위한 조작 변수로서 컨트롤러 유닛(47)에서 이용된다.

이러한 종류의 댄서 롤 가이드는, 아주 작은 편향도 언와인더 롤(41)과 와인더 롤(44)의 적절한 제어를 유발하기 때문에, 최소한의 편향만 허용되는 전진 및 복귀하는 기판 웹(31, 32)에 작용하는 불규칙한 견인력을 방지하고, 상기 불규칙한 견인력은 언와인더 및 와인더 속도의 시스템-종속적 변화의 결과로서 그리고 그렇지 않으면 댄서 롤(43)의 경로 조정의 결과로 생성될 것이다.

본 발명에 따르면, 댄서 롤(43)은 연속 기판(3)의 주요 이동 방향을 가로지르는 보상 이동을 실행하지 않고 오히려 기판 웹을 팽팽하게 하기 위해 작은 정의된 견인력(10- 150 N, 바람직하게는 10 - 40 N)으로서, 롤-투-롤 처리의 초기에한번 조정된 일정한 힘으로써 고정된다. 초기에 조정된 정적 평형 상태는 바람직하게는 압력 제어 실린더(46)(예: 공압 또는 유압 실린더)에 의해 유지되고 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 회전 속도 제어를 재설정하기 위해 모니터링된다.

연속 기판(3)의 운송이 3개의 위에서 언급한 운송 드라이브, 즉 메인 컨베이어 드라이브로서의 처리 드럼(2), 적절하게 결합된 보조 드라이브로서의 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)을 기동함으로써 시작될 때, 댄서 롤(43)의 위치는 드라이브, 즉 처리 드럼(2), 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)이 서로 동조되지 않을 때 연속 기판(3)의 실제 이동에 따라 변경을 시도할 것이다. 이러한 위치 변화는 각 댄서 롤(43)이 회전 가능하게 연결되는 레버 장치(45)에서 각도 변화로 변환되어 댄서 롤(43)의 샤프트의 안정적인 안내가 달성되고 기존에 대한 반력의 간단한 미세 조정이 달성되고, 댄서 롤(43)에서의 존재하는 견인력이 가능해진다.

도 1에 따른 예에서, 댄서 롤(43)의 위치 변화는 레버 장치(45)의 선회 축(451)에 배열된 컨트롤러 유닛(47)의 증분 각도 변환기(471)에 의해 외란 변수로서 획득되고, 제어 루프(473)를 통해 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 회전 속도 제어기(472)에 프로세스 변수로서 공급된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 댄서 롤(43)의 편향은 또한 레버 장치(45)(도 7 및 도 10)에서의 변위 변화로서 검출될 수 있다.

변위 변화는 예를 들어 스트레인 게이지(474)(도 2에 도시됨)에 의해 레버 장치(45)의 레버 암(452)의 편향에 기초하여 획득될 수 있고 그리고나서 유사하게 외란으로서 제어 루프(473)에 공급될 수 있다.

그러나, 변위 변화는 또한 실린더(46)의 푸시로드에서 증분 변위 센서(475)에 의해 (도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이) 측정될 수 있다. 바람직하게는, 광학, 특히 간섭 또는 이미징 광전, 자기 또는 전기 센서는 이 목적으로 사용할 수 있다.

또한, 외란 변수가 레버의 각도 변화로부터 차례로 유도된다는 점에서 도 3의 컨트롤러 유닛(47)의 묘사에 따라 레버 장치(45)에서 외란 변수가 검출되는 감도를 증가시킬 가능성이 있다. 각도 변화의 검출은 이 예에서 광 반사에 의한 레버 아암(452)에서의 미러 틸트를 통해 광학적으로 수행된다. 이러한 방식으로 레버 장치(45)의 각도 변화는 각 경우에 각도 양의 2배로 확대될 수 있고 광전 라인 센서(476)에서 감지될 수 있다. 그런 다음 광 반사 위치의 이러한 고해상도 변화는 제어 장치에 입력된다. 루프(473)는 외란 변수로서 사용되고 회전 속도 제어기(472)가 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 회전 운동을 각각 적응시키기 위한 프로세스 변수로서 활용된다.

위에서 언급한 3개의 운송 드라이브 외에도 롤-투-롤 시스템에는 웹 에지 컨트롤러를 통해 제어함으로써 운송 방향을 가로질러 이동할 수 있는 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 샤프트가 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 롤-투-롤 방식의 이송방향이 정확히 유지되고 처리된 연속 기판(3)이 정확히 감겨진다는 것이 업계 관례이다. 도 3에 따른 실시예에서, 처리 드럼 상류의 연속 기판(3)으로부터 먼지 및 기타 오염물을 제거하기 위해 처리 드럼(2)을 향해 전진하는 기판 웹(31)의 웹 에지 컨트롤러(6) 후에 클리너 유닛(5)이 배열된다.

컨트롤러 유닛(47)의 제어 목적은 댄서 롤(43)의 원래 위치를 유지하는 것이다. 결과적으로, 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)에서의 연속 기판(3)의 이송은 항상 정밀 인코더 제어 드라이브(22)를 추적한다. 처리 드럼(2), 및 이는 각각 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 실제 감기 직경과 독립적으로 수행된다. 댄서 롤(43)은 제어 정확도 내에서 초기 조정된 위치에 유지되고, 전진하는 기판 웹(31) 및 복귀하는 기판 웹(32)의 조정된 프리텐셔닝은 일정하게 유지된다.

이 원리가 작동하기 위해서는 처리 드럼(2)과 연속 기판(3) 사이에 최소 마찰이 필요하다. 이것이 또한 낮은 기판 웹 장력이 있을 때 보장되도록 조정 가능한 가압력을 갖는 닙 롤러(21)가 일반적으로 사용된다. 닙 롤러(21)는 빔 프로세싱 구역의 하류에서 프로세싱 드럼(2)에 대해 연속 기판(3)을 추가로 가압하고 긍정적인 안내로 빔 프로세싱 구역과 함께 진행한다. 그러나 레지스트레이션 유닛(12)과 선형 주사된 방사선 소스(11) 사이의 처리 드럼(2)의 원통형 표면을 따라 연속 기판(3)의 미끄러짐 없는 이송을 위해 요구되는 마찰력은 주로 연속 기판(3)이 적어도 180°의 각 영역에 걸쳐 처리 드럼(2)의 표면과 접촉을 이루어낸다. 접촉면이 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 대략 270°로 더 증가된다면, 닙 롤러(21)는 또한 연속 기판(3)의 적절한 친화도로 완전히 생략될 수 있다. 닙 롤러(21)도 생략될 수 있다. 연속 기판(3)의 특정 재료에 따라 - 예를 들어 재료 의존적인 높은 정적 마찰 또는 정전기 전하의 결과로 - 후자가 처리 드럼(2)에 특히 강한 접착 효과를 나타낸다.

도 2는 특히 컴팩트하고 공간 절약적인 장치 구성이 실현될 수 있다는 점에서 도 1에 비해 이점을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한다. 기판 안내 유닛(4)의 매우 컴팩트한 구성에서, 언와인더 롤(41)과 와인더 롤(44)은 동일한 장치 측에서 서로 위에 설치되어 연속 기판(3)이 처리 드럼(2)을 향해 진행하는 하나의 기판 웹(31)을 갖고, 하나의 기판 웹(32)은 처리 드럼(2)으로부터 후방으로 진행되며, 둘 다 사실상 평행하게 안내되며, 따라서 처리 드럼(2)의 특히 큰 원주 영역이 연속 기판(3)과 접촉하여 대면적 지지 및 연속 기판(3)의 신뢰성있는 미끄럼 방지 구동에 기여한다.

도 1을 참조하여 이미 설명된 바와 같이, 연속 기판(3)을 위한 실제 운반 드라이브는 기판 웹(32)의 리프팅 직전에 닙 롤러(21)로 미끄러짐 없이 연속 기판(3)을 운반하는 처리 드럼(2)에 의해 형성된다. 처리 드럼(2)을 향해 전진하는 기판 웹(31) 및 처리 드럼(2)으로부터 복귀하는 기판 웹(32)은 레버 장치를 포함하는 편향 롤(42), 댄서 롤(43) 및 댄서 롤 안내의 완전히 동일한 공간 구조를 가질 수 있다. 이 예에서, 두 기판 웹(31, 32)은 각각의 댄서 롤(43)의 편향의 외란 변수가 스트레인 게이지(474)에 의해 검출되는 제어 루프(473)를 포함한다. 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 회전 속도의 제어는 도 1을 참조하여 이미 설명된 것과 동일한 방식으로 수행된다.

처리 드럼(2)의 둘레를 따라 연속 기판(3)의 대면적 접촉으로 인해, 표적 마크(33)(도 5, 6, 8 및 9에만 도시됨)를 검출하기 위해, 레지스트레이션 유닛(12)이 배열될 수 있다 처리 드럼(2)의 축 방향 평면(A)에 평행한 레지스트레이션 평면(R)(도 5 및 6에만 표시됨)에서 방사선 소스(11)에 의해 선형으로 스캔되는 처리 빔(L) 맞은편에서 천공된 표적 마크(33)가 특히 연속 기판(3)의 접촉 영역(36)의 시작(35) 이전에도 처리 드럼(2)의 방사선 소스(11) 반대편 위치로부터 후면 조명(122) 아래에서 캡처될 수 있습니다. 이러한 대향 평행 위치는 방사선 소스의 간단한 정렬을 허용합니다. 도 11 및 레지스트레이션 유닛(12) 뿐만 아니라 선택된 조사 패턴의 정렬이 제어 유닛(1)에서 계산적으로 교정된다는 점에서 조사 패턴의 정렬을 위한 "즉시(on-the-fly)" 표적 마크 검출 도 3에 도시된 바와 같이 방사선 소스(11)의 직접 제어를 통해 선형 스캐닝된 프로세싱 빔(L)의 스캔 라인을 따라 적응될 수 있다.

처리 드럼(2)은 라인 단위로 조사되는 방사선 소스(11)의 처리 패턴과 매우 정확한 방식으로 동기화되도록 회전한다(예를 들어, 일리노이주 Orbotech의 "Paragon", "Xpress" 또는 "Nuvogo" 제품군). 이 예에서, 타겟 마크(33)는 처리 드럼(2)의 하부에서 검출되고 "180° 이후" 이상에서 발생하는 조사에 대한 타겟 마크(33)의 획득된 데이터를 공급한다. 방사선 처리를 위한 타겟 마크(33)의 레지스트레이션을 위해, 방사선 프로세싱을 수행하기 위해 180도 회전 이동 전에 연속 기판(3) 상에서 적어도 2쌍의 타겟 마크(33)(즉, 4개의 타겟)가 검출되어야 한다. 이를 위해 복수의 카메라(121)가 축 평면(A)에 평행한 레지스트레이션 평면(R)(도 5 및 6에만 표시됨) 내에 배열되며, 이 카메라(121)는 동시에 레지스트레이션 평면®을 통해 이동하는 타겟 마크(33)를 감지한다.

연속 기판(3)의 이송 방향을 따른 총 처리 길이는 제한되지 않는다. 즉, 완전한 회로 기판 패널(38)(도 9에만 도시됨)을 포함하는 처리 작업은 원하는 만큼 연속 기판(3)의 영역으로 구성될 수 있다. "인쇄 회로 기판 패널"(38)은 구성 요소 채우기, 요구되는 에지, 납땜 및 싱귤레이션 프로세스 등과 관련하여 특히 특정 회로 기판 시리즈(생산 배치)의 총 제조 비용에 대하여 인쇄회로 기판 레이아웃의 조합으로서 인식되는 기술적으로 최적화된 복수 인쇄회로기판 장치를 의미한다.

조사는 마찬가지로 이전에 획득된 기하학적 레지스트레이션 데이터로부터 외삽함으로써 타겟 마크(33)에 의해 미리 결정된 표면 너머로 수행될 수 있다. 그러나 인쇄 회로 기판 패널(38)(도 9에만 표시됨) 내에서 세그먼트별로 훨씬 더 많은 기존 타겟 마크를 캡처하고 처리 빔 L에 대한 위치의 중복, 정확도 향상 할당 할당에 사용할 수도 있다. 도 9를 참조하여 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.

도 3은 장치의 또 다른 유리한 구성을 도시한다. 도 3의 하위 도면 a)는 도 2와 실질적으로 동일한 공간적으로 컴팩트한 구성을 보여주지만, y-방향으로 개별적으로 변위 가능한 캐리지(25)가 관련 드라이브(22), 닙 롤러(21)를 갖는 처리 드럼(2)을 운반한다는 차이점을 제외하고는 , 편향 롤(들)(42) 및 정렬 수단(23, 24)은 각각 레지스트레이션 유닛(12) 및 방사선 소스(11)의 선형 주사된 처리 빔(L)을 위한 것이다.

카메라(121)(도 5 및 6에서만 지정됨) 및 처리 빔(L)의 장치 교정(서비스 또는 유지보수 동안의 교정과는 별개)을 위해 처리 드럼(2)은 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44) 방향으로 평행하게 변위될 수 있다. 정렬 수단(23, 24)(도량형 저울 형태의 지그)은 기계적으로 결합되어 각각 스캐닝된 처리 빔(L) 아래 및 카메라(121) 위의 처리 드럼(2)의 변위와 동시에 도달한다. 프로세싱 빔(L)(스캐닝 동안) 및 카메라(121)(포지셔닝 및 이미지 캡처에 대한 레지스트레이션 동안)의 개별적인 도량형 균형은 정렬 수단(23, 24)의 이러한 도량형 스케일의 도움으로 각각 수행된다.

도 3의 하위 도면 b)는 캐리지(25)의 변위 결과를 나타내며, 캐리지(25)는 카메라(121)용 정렬 수단(23)까지 처리 드럼(2)이 스캐닝된 처리 빔(L)의 평면 밖으로 이동되는 방식으로 변위된다. 처리 빔(L)을 위한 정렬 수단(24)은 처리 드럼(2)의 대향 입사 지점의 이전 위치에 도달했다. 변위 경로를 표시하기 위해 가는 파선. 처리 사이의 간격에서 처리 드럼(2)의 이동 위치에서 처리 빔(L)과 레지스트레이션(12)의 정렬은 정렬 수단(23, 24)에 의해 수행되고 그 조정이 확인된다. 또한, 처리 드럼(2)은 예를 들어 유지보수 목적을 위해 이 위치에서 간단한 방식으로 교환될 수 있다.

이동식 캐리지(25)로 다음 기능을 수행할 수 있다:

1) 도 3의 하위 도면 a)를 참조하여 전술한 바와 같이 표적 마크(33)(도 5, 6 및 8에만 도시됨)를 레지스트레이션하기 위한 카메라(121)의 교정,

2) 연속 기판(3)의 상이한 재료 두께에 적응하기 위한 조사 프로세스를 위한 방사선 소스(11) 및 레지스트레이션 유닛(12)의 포커싱, 이는 하위 도면 a)에는 작은 기판 두께에 대해 도 4에 상세히 도시되어 있고 하위 도면 b)에는 큰 기판 두께 및

3) 보다 정확하게는 도 5와 6에 설명될 처리 드럼(2)의 에지 영역(26) 상의 교정 마크(271, 272)에 의한 연속 기판(3)의 이송 방향(x-방향)을 가로지르는 처리 빔(L)의 기하학적 빔 편향의 교정.

도 4에 따른 본 발명의 실시예에서, 상기 2)에서 언급된 포커싱 조정을 위해, 처리 드럼(2)의 기계적 회전 축선(D)은 축 평면 A(도 5 및 6에만 도시됨)에 정확히 위치된다. 방사선 소스(11) 및 레지스트레이션 유닛(2)을 포함하는 시스템을 처리할 연속 기판(3)의 가장 작은 두께에 정확히 초점을 맞추기 위해 장치의 표준 설정에서 스캔된 처리 빔 L에 의해 정의되어 두꺼운 재료가 사용될 때 거리 드럼 상단에 있는 처리 빔 L의 초점 라인 사이는 처리 드럼 2의 y-변위(몇 밀리미터)에 의해 초점 변경 Δz1만큼 증가될 수 있으며 초점 포인트의 거리 드럼의 하부에 있는 레지스트레이션 유닛(12)의 카메라(121)(도 5 및 6에서만 지정됨)는 초점 변경 -Δz₂에 의해 적응될 수 있다. 이 단계를 통해, 특히 최대 수백 마이크로미터, 바람직하게는 20㎛ 내지 200㎛, 특히 바람직하게는 30㎛ 내지 120㎛ 범위의 두께를 갖는 연속 기판(3)에 적응하기 위해 간단한 초점 조정이 가능해진다. 처리 드럼(2)의 원주 표면에 대한 처리 빔(L)의 수직 방향으로부터 허용할 수 없을 정도로 큰 편차에 도달하지 않는다. 타겟 마크(33)를 레지스트레이션하기 위한 레지스트레이션 유닛(12)의 카메라(121)의 초점 위치(도 5에만 도시됨)는 유리하게도 처리 빔(L)의 초점 변경 Δz1과 동시에 변경된다. 이것은 동일한 경향으로 발생하지만 레지스트레이션 시 연속 기판(3)의 후면 조명(122)에 대해 다른 방향(초점 변경 -Δz₂)으로 발생한다. 레지스트레이션 유닛(12)의 카메라(121)의 광축에 의해 정의된 평면 R은 축 평면 A에 평행하고 다음과 같이 배향된다. 회전축(D)의 변위로, 천공된 표적 마크(33)의 후면 조명(122)을 위해 이 예에서 제공되는 에어 갭(34)은 동일한 크기만큼 감소된다. 처리 드럼(2)의 회전축(D)의 동일한 변위는 도 4 내지 도 6의 실시예에서 입사 조명(123)(도 5 및 도 6에 도시되지 않음)으로 포커싱하기 위해 또한 이용될 수 있다.

스캐닝된 처리 빔(L) 및 레지스트레이션 유닛(12)의 카메라(121)의 동적 교정의 설명을 위해 도 5를 참조한다. 동적 교정은 빔 처리의 노출 프로세스 동안 또는 또한 독립적으로 일어날 수 있다.

이 장치는 520mm의 연속 기판(3)의 최대 웹 폭을 위해 설계되었으며, 이는 인쇄 회로 기판 산업, 특히 연성 인쇄 회로(Flex PCB)에 일반적이다. 처리 드럼(2)은 상대적으로 더 넓고 그 상부 표면으로 함몰되도록 양쪽 외부 가장자리 영역(26)의 둘레에 강철 밴드(27)를 지지하고 1차 교정 마크(271) 및 광변색 코팅을 갖는다. 1차 교정 마크(271)는 (카메라 좌표계에서) 레지스트레이션 유닛(12)의 이동식 카메라(121), 바람직하게는 2개의 이동식 카메라(121)에 의해 장치의 정상 작동 중에 감지될 수 있으며, 제어에서 데이터의 대응 처리 후에 컨트롤 유닛(13) 및 적어도 180°의 프로세싱 드럼(2)의 회전 후에, 1차 상에 (방사선 소스의 좌표계에서) 2차, 과도 교정 마크(272)를 생성하기 위해 스캐닝된 프로세싱 빔(L)에 의해 노출을 생성한다. 2차 교정 마크(272)의 과도 노출 이미지는 스틸 밴드(27) 코팅의 광변색 효과를 통해 형성되어 이상적으로는 처리 드럼(2)을 레지스트레이션 유닛(12)의 위치로 추가로 회전시킨 후, 서로 위에 위치하고 이전과 동일한 카메라(121)에 의해 캡처된 2개의 마크가 검출될 수 있다. 교정 마크(271, 272)는 바람직하게는 두 개의 계산된 중심점(273, 274) 사이의 편차가 레지스트레이션 유닛(12)(카메라 121) 및 방사선 소스(11)(이 경우, 레이저(14))의 스캐닝된 처리 빔(L)의 실질적인 기하학적 오프셋트를 제공한다.

도 5에서 방사선 소스(11)로 사용되는 레이저(14)(특히 레이저(14)의 스캐너의 경우, 스캐너는 별도로 도시되지 않음)의 가능한 위치 오류는 처리 빔(L)에 의한 처리 동안 발생하는 레지스트레이션에서 처리까지 실행 중인 처리 과정에서 수정된 데이터를 계산함으로써 간단히 제거될 수 있다.

또한, 방사선 소스(11)의 스캐닝 영역은 측면으로, 즉 프로세싱 드럼(2)의 에지 영역(26) 외부에 배열된 2개의 광검출기(28)가 현재 이용가능한 방사선 에너지를 측정할 수 있도록 전체 프로세싱 드럼(2)보다 더 넓다. 이 측정은 방사선 소스(11)로 사용되는 레이저(14)의 출력을 제어하거나 교정하는 데 사용된다.

도 5는 각각 처리 드럼(2)의 에지 영역(26)에 있는 강철 밴드(27)를 도시하며, 이 강철 밴드(27)는 감광성 코팅, 예를 들어 광변색성 코팅을 가지며, 이 강철 밴드(27)는 노광을 통해 2차 일시적 교정 마크(272)가 생성된다. 2차의 일시적인 교정 마크(272)는 규칙적인 순서로 다크 서클로 개요에 표시된다. 1차 교정 마크(271)(그 중 하나만 라이트 링으로 확대 상세하게 도시됨)는 스틸 밴드(27) 자체에 삽입된다(예를 들어, 기계적, 화학적 또는 광학적 방법 또는 이들의 조합에 의해). 2차 교정 마크(272)는 강철 밴드(27)의 광변색성 코팅에서 잠상을 먼저 생성하는 원형 라인(또는 다른 중심대칭 기하학적 형상)의 노출에 의해 생성된다.

캘리브레이션 마크(271, 271)를 사용하는 경우, 예를 들어 가볍고 작은 링은 카메라(121) 중 하나에 의해 소정의 1차 캘리브레이션 마크(271)로 검출될 수 있는 반면, 노출된 2차 캘리브레이션 마크의 색상 변화로 인해, 큰 링은 예를 들어 2차 교정 마크 272의 이전에 실행된 원형 링 노출의 일시적으로 보이는 어두운 링으로 나타난다. 이러한 방식으로 일시적으로 보이는 2차 교정 마크 27은 몇 분 후에 저절로 사라진다. 잠재적으로 생성된 링 패턴의 노출을 위해 동일한 위치를 다시 한 번 사용할 수 있다. 카메라 조명은 1차 교정 마크(271) 및 2차 교정 마크(272)를 감지하기 위한 카메라(121)에 포함된다. 항상 카메라(121)에 본질적으로 제공되지만, 카메라 조명은 도 1 및 도 2에 도시되어 있지 않다. 도 5 및 6은 천공된 표적 마크(33)(도시되지 않음)에 대한 후면 조명(122)이 있는 카메라(121)의 위치를 보여주기 때문에 입사 조명이 필요하지 않다. 그러나, 실제로, 입사 조명(123)은 입사광 레지스트레이션을 위해 도 8의 등가 다이어그램에 도시된 바와 같이 정확히 프로세싱 드럼(2)의 에지 영역(26)을 사용하여 프로세싱 빔(L)의 교정을 위해 제공된다.

도 5의 확대 상세도에 도시된 예에서, 링형 조사 패턴의 노광과 관련 카메라(121) 사이의 편차 Δx, Δy는 매우 크다. 교정의 목표는 단지 몇 마이크로미터, 바람직하게는 ≤ 20μm, 특히 바람직하게는 ≤ 10μm의 편차를 허용하는 것이다.

도 5의 구성에 특정한 특징은 레지스트레이션 유닛(2)의 카메라(121)가 적어도 동적 캘리브레이션(그러나 이에 제한되지 않음)을 위해 x-방향으로 이동할 수 있다는 점으로 구성된다. 교정을 위해, 교정 마크(271, 272)의 도량형으로 왜곡되지 않은 이미지를 캡처하기 위해 처리 드럼(2)의 에지 영역(26)에서 이동된다. 에지 영역(26)(및 그 너머)은 처리 빔(L)의 입사 방향으로 처리 드럼(2) 바로 옆에 정렬되도록 처리 드럼(2)의 회전 축(D)에 평행하게 배열되어 처리 드럼(2)에 입사하는 강도 측정을 결정할 수 있다.

그러나, 감광성 코팅을 갖는 처리 드럼(2)의 에지 영역(26)은 또한 영구적으로 실행 가능한 대안적인 교정 방법을 허용한다. 이 경우, 1차 교정 마크(271)의 영구적인 도입은 생략되고, 대신에 레지스트레이션 유닛(12)의 입력 없이 레이저(14)에 의해 노출된 1차 교정 마크(271)가 생성된다(방사선 소스 좌표계에서 생성됨). 처리 드럼(2)을 레지스트레이션 유닛(12)까지 회전시킨 후, 이 미리 결정된 1차 교정 마크(271)가 카메라 좌표계에서 검출되고 계산된 2차 교정 마크(272)의 노출 위치가 설정된다. 에지 영역(26) 중 적어도 하나의 처리 빔(11)에 의해 일시적인 2차 교정 마크(272)를 노출시킨 후, 이상적으로 다른 하나 위에 노출되는 2개의 교정 마크(271, 272)의 캡처는 다음에 의해 수행된다. 교정 마크(271, 272)의 결정된 차이는 연속 기판(3) 상의 조사 패턴의 위치를 교정하기 위해 차례로 사용될 수 있다.

도 6은 처리 드럼(2)이 그 사이에 위치된 빔 처리 장치(1)에 대한 도 5에 따른 동적 교정의 수정된 실행을 도시한다.

처리 드럼(2)의 구성은 도 5와 변함이 없다. 그러나, 이 배열에서 연속 기판(3)은 전진하는 기판 웹(31)의 에지 뿐만 아니라 중간 또는 임의의 부분에 타겟 마크(33)가 제공된다. 직사각형 회로 포일에서와 같이 인쇄 회로 기판 패널(38)(도 9에만 도시됨)의 중심에서 기하학적 왜곡도 검출하기 위해 기판 웹(31)의 중간 위치. 이 예에서, 타겟 마크(33)는 인쇄 회로 기판 패널(38)을 정렬하기 위해 레지스트레이션 유닛(12)의 3개의 카메라(121)에 의해 1-2-1 성상도에서 캡처되어야 한다. 3개 이상의 카메라(121)가 사용될 수도 있다. 또한, 2-4-2 타겟 마크 성상도와 2-2-2 타겟 마크 성상도는 이러한 카메라(121) 배열로 감지할 수 있다. 또한, 고정된 위치에 있는 두 개의 외부 카메라(121)는 기본 교정 마크(271)와 레지스트레이션 유닛(12)에 의한 레지스트레이션과 레이저(14)에 의한 프로세싱(예를 들어, 노출) 사이의 정확한 정렬을 확인하고 필요한 경우 복원하기 위해 프로세싱 드럼(2)의 에지 영역(26)에 있는 스틸 밴드(27) 상의 2차 교정 마크(272) 처리 동작이 실행되는 동안 카메라(121)를 변위시키지 않고, 또한, 도 5에 따른 구성에서, 처리 드럼(2)의 단부 측면에서 광검출기(28)에 의한 레이저(14)의 세기 또는 출력의 검출은 다음과 같은 방식으로 수행된다. 레이저(14)가 에지 영역(26)(및 그 너머)에 충돌하면, 광검출기(28)는 각각 처리 드럼(2)의 회전 축(D)에 평행하게 배향되고 빔 편향을 위해 전방에 각각 배열된 편향 미러(281)를 갖는다.

도 7은 도 2에 따른 전진 및 복귀 기판 웹(31, 32)의 저부하, 저왜곡 안내의 구성이 단지 인쇄된 입사광 레지스트레이션을 위해 수정된 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 또한, 입사광 레지스트레이션은 인쇄된 타겟 마크(33)에 대한 후면 조명(122) 또는 어떤 다른 방식으로 상부 측에 적용된 타겟 마크(33)와 함께 여기에 설명된 나머지 모든 예에 대해 추가로 또는 대안적으로 가능하다.

도 7에 따른 구조적 변형에서, 처리 드럼(2)은 별도의 유닛으로서 다시 교환 가능하거나 변위 가능하며, 이를 위해 캐리지(25)와 정렬 수단(23, 24)에 고정된 2개의 편향 롤(42)을 갖고 있다. 도 3을 참조하여 설명하면, 방사선 소스(11) 및 레지스트레이션 유닛(12)에 대한 것이다. 이 구성에서, 프로세싱 빔(L) 및 레지스트레이션 유닛(12)은 투시도에서 명확하게 식별되는 바와 같이 프로세싱 드럼(2)의 축 평면(A)을 따라 정확히 정반대로 배열된다. 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 캐리지(25)의 나머지 기능은 모두 유지된다.

이 외에도, 와인더 롤(41) 및 언와인더 롤(44)은 작동 관점에서 언와인더 롤에서 연속 기판(3)의 조사면을 선택하도록 서로 독립적인 임의의 회전 방향으로 활용될 수 있도록 구성된다. 와인더 롤(44)에 감을 때 처리된 면의 내측 또는 외측 위치는 선택 사항이다. 이러한 가능성은 풀림 롤(41) 및 와인더 롤(44)에서 연속 기판(3)의 전진 기판 웹(31) 및 복귀 기판 웹(32)의 실선 및 파선으로 도 7에 예시되어 있다.

또한, 도 7에서, 닙 롤러(21)는 처리 드럼(2)으로부터 생략되었다. 여기에 도시된 구조적 세부사항에 기초하여 이에 대한 두 가지 별도의 이유가 있다. 한편으로, 연속 기판(3)의 매우 큰 접촉 영역(36)이 처리 드럼(2)의 주변에 제공될 수 있으므로 이 경우 접촉 영역(36)은 대략적으로 (3/2)·π의 호를 포함한다. 한편, 연속 기판(3)의 추가 진공 흡입이 수행될 수 있으며, 이를 위해 진공 유닛(9)이 처리 드럼(2)의 진공 구조물(29)에 연결되며, 이 진공 구조물(29) 다공성이거나 채널이 제공된다. 대안적일 뿐만 아니라 공동으로 사용될 수도 있는 이러한 두 옵션은 처리 드럼(2)에서 연속 기판(3)의 원치 않는 미끄러짐을 방지하는 역할을 한다.

도 8은 도 7을 참조하여 이미 언급한 프로세싱 드럼(2)의 공통 축 평면 A에서 패터닝을 위한 빔 프로세싱 및 타겟 마크(33)의 레지스트레이션을 위한 평면의 통합을 도시한다. 이에 대한 전제 조건은 연속 기판(3)의 표면에 도입되고 입사 조명(123) 하에서 쉽게 검출 가능한 타겟 마크(33)이다. 도 8에 개략적으로 도시된 입사 조명(123)은 일반적으로 카메라(121)에 통합되고 외부에서는 보이지 않는다. 레지스트레이션 유닛(12)에 대한 방사선 소스(11)(또는 레이저(14))의 동적 교정을 위해 도 5를 참조하여 설명된 것과 동일한 방법이 적용된다. 가동 카메라(121)들은 연속 기판(3)의 타겟 마크(33)와 프로세싱 드럼(2)의 교정 마크(271, 272)의 위치 사전 설정에 수용하여 배치되는 고정식으로 설치된 카메라(121)로 대체될 수 있다.

레지스트레이션 유닛(12) 및 처리 빔(L)의 좌표계를 교정할 때, 2차 교정 마크(272)와 마찬가지로 1차 교정 마크(271)가 2차 교정 마크(271)의 노출을 통해 일시적으로 생성된다고 도 8에 따른 실시예에 대해 가정한다. 처리 빔(L)에 의해 처리 드럼(2)의 광변색 코팅된 에지 영역(26) 중 적어도 하나. 이 경우, 위치 지정 없이 방사선 소스(11)에 의해 노출되는 교정 마크(271) )는 기본 교정 마크(271)의 영구적인 도입을 대체합니다. 처리 드럼(2)이 180° 회전한 후, 이러한 방식으로 결정되는 기본 교정 마크(271)는 예를 들어 작은 검은색 링(도 8의 상세도에 도시됨)으로 결정된다. 또는 점, 정사각형, 정삼각형 또는 기타 점대칭 형상으로, 레지스트레이션 유닛(12)의 카메라 좌표계에서 검출되고, 노출 위치 계산된 2차 교정 마크(272)가 결정된다. 1차 교정 마크(271)와 모양 및/또는 크기가 다른 2차 교정 마크(272)가 처리 빔(L)에 의해 적어도 하나의 가장자리 영역(26)에 노출된 후, 두 개의 교정 마크(271, 272)가 카메라에 의해 캡처된다. 레지스트레이션 유닛(12)의 121, 이들 2개의 교정 마크(271, 272)는 이상적으로 서로 위에 노출된다. 교정 마크(271, 272)의 결정된 차이는 연속 기판(3) 상의 조사 패턴의 위치를 교정하기 위해 차례로 이용될 수 있다.

도 9는 특히 상이한 인쇄 회로 기판 패널(38)(연속 기판(3) 상의 혼합 패널)에 대해 연속 기판(3)의 가능한 왜곡에 대해 연속 기판(3)에 도입될 조사 패턴의 회로 데이터의 개선된 적응을 도시한다. 이러한 방식으로, 복수의 개별 회로 또는 인쇄 회로 기판 패널(38)이 왜곡 없이 노출되어야 한다. 연속 기판(3)은 타겟 마크(33)의 양이 증가하지만, 타겟 마크(33)는 특정 회로 또는 인쇄 회로 기판 패널(38)의 에지 위치의 구성 부품을 구성하지 않으며; 오히려, 도 9에 개략적으로 도시된 상이한 인쇄 회로 기판 패널(38)의 혼합 패널의 모든 인쇄 회로 기판 패널(38)은 CAM 데이터(컴퓨터 지원 제조 데이터)의 관련 세트로 통합된다. 따라서, 타겟 마크(33)의 증가된 양은 개별 회로 또는 인쇄 회로 기판 패널에 특정 위치를 할당하기 위한 수단이 아니라, 타겟 마크(33)는 연관된 CAM 데이터세트의 밀접하게 인접한 스트라이프 모양 영역과 관련하여 고정됩니다. 혼합 패널의. 따라서, 타겟 마크(33)는 레지스트레이션 유닛(12)과 스캐닝된 처리 빔(L)의 위치 사이에서 연속 기판(3)의 정의된 좁은 세그먼트 "영역 1" 내지 "영역 9"에 할당될 수 있다.

가요성 연속 기판(3)의 기하학적 왜곡은 일반적으로 점진적이고 연속적으로 변화하는 방식으로 거동하므로 충분히 정확하게 감지할 수 있을 때 회로 또는 인쇄 회로 기판 패널(38)의 노출 동안 교정을 위해 고려될 수 있습니다.

이를 위해, 원하는 인쇄회로기판 패널(38)에 대한 "영역 1" 세그먼트에서 노광될 조사 패턴은 "영역 1"에 레지스트레이션된 타겟 마크(33)를 기초로 계산될 뿐만 아니라 세그먼트, 그러나 "영역 n"이 본 예에서 "영역 7" 세그먼트일 수 있는 "영역 2"에서 "영역 n" 세그먼트의 타겟 마크(33)가 추가로 고려될 때 개선될 수 있습니다. 왜곡된 표적 마크 위치를 수정하기 위해 포함된 세그먼트의 실제 수량 n은 조사 패턴의 복잡성뿐만 아니라 무엇보다도 표적 마크(33)와 관련된 세그먼트의 치수 및 인쇄 회로 기판을 운반하는 세그먼트의 수량에 따라 달라집니다. 그러나 더 적은 수의 세그먼트(예: "영역 1"에서 "영역 5"까지 포함)가 포함된 경우 표적 마크(33)의 감지된 위치 편차를 평균화하여 정확도를 상당히 높일 수 있습니다. 따라서, 하나의 세그먼트에서 다음 세그먼트로의 "더 부드러운" 전이로 인해 동시에 복수의 인접한 인쇄 회로 기판 패널(38)에 대한 전체 국부 패터닝 정확도 및 조사 패턴 수정의 갭이 방지될 수 있다.

도 10은 압력 실린더(46)의 푸시로드의 증분 길이 변화로서 측정되는 변위 변화에 기초한 제어 루프(473)를 갖는 본 발명의 추가 실시예를 도시한다. 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이, 연속 기판(3)은 편향 롤(42)을 통해 언와인더 롤(41)로부터 원하는 방식으로 수용될 수 있고, 웹 에지 컨트롤러(6)에 의해 횡방향으로 정렬되고, 클리너 유닛(5)을 통해 추가 편향 롤(42) 사이에 의해 정의된 방식으로 이동 가능한 캐리지(25)에 장착된 처리 드럼(2)에 공급되기 전에 "동결된" 댄서 롤(43) 처리 드럼(2)과 접촉 영역(36)의 시작(35)에서 끝(37)까지 팽팽해진다. 결과적으로, 도 7에서와 같이, 닙 롤러(21)는 이 경우 생략될 수 있다. 본 발명의 이 실시예에서, 도시되지는 않았지만, 진공 구조(29)가 제공된 처리 드럼(2)은 도시된 바와 같이 진공 유닛(9)이 처리 드럼(2)에 연결될 때 연속 기판(3)의 추가적인 진공 흡입을 제공할 수도 있다.

처리 드럼(2)의 축 평면에서 접촉 영역(36)의 시작(35) 전 약 10°에서, 레지스트레이션 유닛(12)은 전진하는 기판 웹(31)에 적응되어 천공된 표적 마크(33)(도 5, 6, 8 및 9에만 도시됨)의 레지스트레이션이 이루어진다. 기판 웹(31)과 처리 드럼(2) 사이의 에어 갭(34)에 충돌하는 후면 조명(122)의 결과로 가능하다. 확장된 접촉 영역(36)으로 인해 닙 롤러(21)는 이 예에서, 처리 빔(L)에 대해 선택된 축 평면 A(도 5, 6 및 8에서만 지정됨)는 접촉 영역(36)의 단부(37) 직전에 배열된다.

도 11은 도 10에서와 같이 압력 제어 실린더(46)의 푸시로드에서의 변위 변화가 드라이브(7)에 대한 각각의 제어 루프(473)에 적용되는 도 10에서 수정된 본 발명의 실시예를 도시한다. 연속 기판(3)과 처리 드럼(2) 사이의 접촉 영역(36)은 2개의 편향 롤(42)에 의해 대략 225°의 각 영역으로 확장된다. 도 10과 대조적으로, 처리 빔(L)에 의해 정의되는 축방향 평면(A)과 레지스트레이션 유닛(12)의 레지스트레이션 평면(R)은 (도 5 및 6과 유사한 방식으로) 서로 평행하게 배향되고, 후면 조명(122)은 레지스트레이션을 위해 전진하는 기판 웹(31)과 처리 드럼(2) 사이의 에어 갭(34)에 다시 제공된다.

독특한 특징으로서, 개략적으로 도시된 캐리지(25)(점쇄선으로 둘러싸임)는 레지스트레이션 유닛(12)과 처리 빔(L) 사이의 처리 드럼(2)에 닙 롤러(21)를 가지며, 이 닙 롤러(21)는 청소기와 동시에 접촉한다 따라서, 연속 기판(3)의 표면이 빔 처리의 바로 부근에서 다시 또는 처음으로 세정되는 것이 가능하다. 따라서, 웹 에지 컨트롤(6)과 댄서 롤(43) 사이의 클리너 유닛(5)은 선택적으로 생략될 수 있고 따라서 파선으로만 도시된다.

또한, 도 11에 제공된 닙 롤러(21)에는 연속 기판(3)의 재료 표면의 길이가 레지스트레이션 유닛(12)과 처리 빔(L) 사이에서 이는 연속 기판(3)의 다른 두께에 대해. 두 노광 패턴 사이의 길이에 관계없이 간격을 처리한 후 정확하게 정의된 패턴 연속 또는 패턴 반복을 보장한다.

스케일링 측정은 휠 측정(고해상도 인코더(211)로써)을 사용하거나 처리 드럼(2)에서 높이 측정을 통해 재료 두께를 측정하고 직경 변화량을 사용하여 이송된 재료 길이를 변환하여 수행할 수도 있다. 이 경우 거리 센서 또는 높이 센서를 사용하여 재료 두께를 측정한다(예: 독일 Micro-Epsilon의 optoNCDT 1320 시리즈의 레이저 삼각 측량 센서).

도 12는 도 2에 따른 구성이 거울 방식으로 배열된 기계 하우징(8)에서의 본 발명의 다른 구성을 도시한다. 드라이브(7) 및 지지 요소(81)는 추가로 블랙 박스 및 작업자 제어 패널(82)로 표시된다.

도 2 내지 도 7에 개략적으로 도시된 본 발명의 구성요소의 내부 배열을 도시하기 위한 목적으로만 개방된 것으로 도시된 폐쇄된 기계 하우징(8)에서의 본 발명의 이러한 구성은 비교 가능한 롤-투-롤 처리 기계에 비해 실질적으로 감소된 풋프린트를 예시한다(예를 들어, 위에서 인용된 US 2012/0241419 A1 및 JP 2015-188915 A 등).

이 기계 하우징(8)의 실질적인 공간 절약은 언와인더 롤(41)과 와인더 롤(44)을 서로 위에 배열함으로써 이루어진다. 따라서, 기계 하우징(8)의 동일한 면에서 연속 기판(3)의 재료 롤을 변경할 수 있을 뿐만 아니라 전진 기판 웹(31)과 복귀 기판 웹(32)의 안내를 거의 평행하고 컴팩트한 기판으로 구성하는 것이 가능하다. 그 외에도, 본 발명에 따라 매달린 댄서 롤(43)은 공간 절약에 기여하는데, 그 이유는 기존의 공간 소모적인 선형 샤프트 움직임과 비교하여 적절한 기능을 위해 극도로 작은 편향만이 필요하기 때문이다. 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)의 드라이브(7)의 제어를 개시한다. 여기에 도시된 변형에서, 도 1에서와 같이, 레버 배열(45) 및 컨트롤러 유닛(47)은 증분 각도 변환기(471)에 기초하지만, 모든 외란 변수를 획득하기 위해 앞의 예에서 설명한 측정 단위를 대안으로 사용할 수 있다. 여기에서 레이저 스캐너가 장착된 레이저(14)(도 5, 6 및 8에서만 지정됨)인 것으로 가정되는 방사선 소스(11)는 연속 기판 사이의 접촉 영역(36)이 정렬 유닛(12)에 정반대로 배열되도록 한다. 3 및 처리 드럼(2)은 처리 드럼(2)의 표면에서 180° 이상으로 확장된다. 추가 닙 롤러(21)는 연속 기판(3)의 미끄럼 방지, 저 왜곡 안내를 제공할 수 있으며 선택적으로 높은- 도 11을 참조하여 설명된 바와 같이 프로세스 드럼(2)에 의해 실제로 이송되는 연속 기판(3)의 기판 표면의 길이가 정확하게 결정될 수 있는 해상도 인코더(211)를 가진다.

작은 힘으로 처리 드럼(2)의 영역, 즉 미끄러짐 없이 처리 드럼(2) 주위에 연속 기판(3)을 권취 및 해제하는 동안 팽팽한 기판 웹(31, 32)으로 연속 기판(3)의 실질적으로 개선된 안내에 더하여, 댄서 롤(43)의 샤프트의 무시해도 될 정도로 작은 "유동"으로 인한 기판 웹(31, 32)의 힘 변동 또는 왜곡, 장치 전체의 공간 요구사항의 상당한 감소는 본 발명에 따른 장치에 의해 실현될 수 있다.

1: 빔 처리 장치
11: (선형) 방사선 소스
12: 레지스트레이션 유닛
121: 카메라
122: 후면 조명
123: 입사 조명
13: 컨트롤 유닛
14: 레이저
2: 처리 드럼(processing drum)
21: 닙 롤러(NIP roller)
211: 고해상도 인코더
22: 드라이브(처리 드럼 2)
23, 24: 정렬 수단(레지스트레이션 유닛(12)용 처리 빔 L)
25: 캐리지
26: 가장자리 영역
27: 스틸 밴드(광변색 코팅 포함)
271:(기본) 교정 마크
272: (2차, 과도) 교정 마크
273: 중심점(기본 교정 마크 271)
274: 중심점(2차 교정 마크 272)
28: 광검출기
281: 편향 미러
29: 진공 구조(처리 드럼 2)
3: 연속 기판
31, 32: (전진, 복귀) 기판 웹(연속 기판 3의)
33: 표적 마크
34: 에어 갭
35: 접촉 영역의 시작 36
36: 접촉 영역(연속 기판(3)과 처리 드럼(2))
37: 접촉 영역(36)의 끝
38: 회로/인쇄회로기판 패널
4: 기판 안내 유닛
41: 언와인더 롤
42: 편향 롤
43: 댄서 롤
44: 와인더 롤
45: 레버 장치
451: 회전축
452: 레버 암
46: (압력 제어) 실린더
47: 컨트롤러 유닛
471: (증분) 각도 변환기
472: 회전 속도 컨트롤러
473: 제어 루프
474: 스트레인 게이지
475: 증분 변위 센서
476: 라인 센서
5: 클리너 유닛
51: 클리너 롤(닙 롤러 21과 결합)
6: 웹 에지 컨트롤러
7: 드라이브
8: 기계 하우징
81: 지지 요소
82: 조작자 제어판
9: 진공 유닛
A: 축 평면(처리 드럼 2의)
R: 레지스트레이션 평면
D: 회전축(처리 드럼 2)
L: (선형 스캔) 처리 빔
Δx, Δy: 편차(교정 마크 261, 262)
Δz,-Δz: 초점 변경(처리 빔 L의; 레지스트레이션 유닛(12)의)

Claims

권취된 연속 기판(3)에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치로서, 상기 연속 기판(3)은 처리 드럼(2)을 통해 언와인더 롤(41)로부터 와인더 롤(44)로 구름가능하게 안내되고,
표적 마크(33)를 광학적으로 기록하기 위한 레지스트레이션 유닛(12)과 방사 패턴을 조사하기 위한 방사선 소스(11)는 2개의 상이한 방향으로 처리 드럼(2)으로 지향하고, 방사 패턴과 연속 기판(3) 사이의 정렬을 제어하고 방사 패턴의 공간적 차별화를 위해 컨트롤 유닛(13)이 제공되고,
표적 마크(33)에 기초하여 레지스트레이션 유닛(12)에 의해 결정된 연속 기판(3)의 위치 편차에 방사 패턴을 전자적으로 적응시키기 위한 수단이 상기 컨트롤 유닛(13)에 제공되는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치에 있어서,
상기 처리 드럼(2)의 드라이브(22)에 의해 정의된 접촉 영역(36)을 통해 처리 드럼(2)으로부터 미끄러짐 없이 이송 운동을 연속 기판(3)으로 전달하기 위해, 상기 처리 드럼(2) 둘레의 적어도 절반의 정의된 접촉 영역(36)을 따라 연속 기판(3)을 팽팽하게 안내하기 위한 댄서 롤(43)이 처리 드럼(2)과 언와인더 롤(41) 사이 및 처리 드럼(2)과 와인더 롤(44) 사이에 제공되고,
상기 댄서 롤(43)은 연속 기판(3)의 전진 기판 웹(31)과 연속 기판(3)의 복귀 기판 웹(32)을 처리 드럼(2)의 접촉 영역(36)에 작용하는 반대 방향으로 당기는 일정한 힘으로 팽팽하게 안내하도록 되어 있고,
안정화 장치(45, 46)는 정의된 반력과 댄서 롤(43)에 작용하는 일정한 힘 사이의 평형을 조정하기 위해 제공되고, 각각의 댄서 롤(43)의 편향의 변화를 기록하기 위한 측정 유닛(471; 474; 475; 476)에 연결되며,
상기 언와인더 롤(41) 및 와인더 롤(44)은 조정 가능한 드라이브(7)를 가지고 있고, 상기 드라이브(7)는 측정 유닛(471; 474; 475; 476)에 의해 획득되는, 댄서 롤(43)에서의 힘 평형의 섭동에 기초한 회전 속도에 대해 제어되는 것을 특징으로 하는 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 안정화 장치는 선회 동작을 실행하기 위해 댄서 롤(43)이 연결되는 레버 장치(45)를 가지며 정의된 반력과 댄서 롤(43)에 작용하는 일정한 힘 사이의 평형을 유지하기 위해, 상기 레버 장치(45)에 연결되는 공압식 압력 제어 또는 유압 압력 제어 실린더(46)를 포함하며, 상기 레버 장치(45)는 원호를 따라 댄서 롤(43)의 편향을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제2항에 있어서,
상기 댄서 롤(43)의 편향 변화를 기록하기 위한 측정 유닛은 상기 레버 장치(45)의 선회 축(451)에서 각도 변화를 측정하기 위한 증분 각도 변환기(471)로서 형성된 것을 특징으로 하는 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제2항에 있어서,
상기 측정 유닛은 압력 제어 실린더(46)의 푸시로드 길이의 선형 변화를 측정하기 위한 증분 변위 센서(475)로 형성된 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제2항에 있어서,
댄서 롤(43)의 편향 변화를 기록하기 위한 측정 유닛은 광학 인코더로 형성되어 레버 장치(45)의 레버 암(452)의 편향 미러를 통해 라인 센서(476)로 향하는 광 빔에 의해 레버 장치(45)의 각도 변화는 광 빔의 공간적 변화로서 라인 센서(476)에서 획득될 수 있는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제2항에 있어서,
상기 측정 유닛은 레버 장치(45)의 레버 암(452)에서 편향을 측정하기 위한 스트레인 게이지(474)로서 형성된 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안정화 장치(45, 46)는 측정 유닛(471; 474; 475; 476)과 언와인더 롤(41) 또는 와인더 롤(44)의 회전 속도 컨트롤러(471) 사이의 컨트롤 루프(473)로써 컨트롤러 유닛(47)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 언와인더 롤(41) 또는 와인더 롤(44)의 풀림 방향 또는 감기 방향을 선택적으로 변경하기 위해 제공되는 편향 롤(42)은 기판 안내 유닛(4)에서 댄서 롤(43)에 인접하게 제공되는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
편향 롤(42)은 기판 안내 유닛(4)에서 댄서 롤(43)에 인접하게 제공되고, 상기 편향 롤(42)은 상기 처리 드럼(2)을 향하여 진행하는 기판 웹(31) 및 복귀 기판 웹(32)이 언와인더 롤(41)에서 공간적으로 서로 위에 배치되는 와인더 롤(44)로 안내되도록 상기 연속 기판(3)을 안내하기 위하여 구비되는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
선 형상의 처리 빔(L)을 가진 방사선 소스(11)와 스트라이프 모양의 스캐닝 영역을 가진 레지스트레이션 유닛(12)이 빔 처리 장치(1)의 회전 축(D)에 평행하도록 빔 처리 장치(1)에 배치되고, 상기 처리 드럼(2)의 다른 축 방향 평면에서 처리 드럼(2)의 모선으로 각각 지향되는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
선 형상의 처리 빔(L)이 있는 방사선 소스(11)와 스트라이프 모양의 스캐닝 영역이 있는 레지스트레이션 유닛(12)이 회전 축(D)에 평행하도록 빔 처리 장치(1)에 배치되고, 처리 드럼(2)의 하나의 동일한 축 평면(A)에서 처리 드럼(2)의 정반대측면으로 지향되는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
빔 처리 장치(1)에서, 선 형태의 처리 빔(L)이 있는 방사선 소스(11)는 회전 축(D)에 평행하게 지향되고, 처리 드럼(2)의 축 평면(A)으로 지향되며, 스트라이프 형태의 스캐닝 영역을 갖는 레지스트레이션 유닛(12)은 축 평면(A)에 평행한 레지스트레이션 평면(R)에서 처리 드럼(2)의 대향 측면으로 지향되고, 레지스트레이션 평면(R)은 연속 기판(3)의 처리 드럼 (2)과의 접촉 영역(36)의 시작(35) 전에 후면 조명(122)을 조사하기 위한 에어 갭(34)이 존재하도록 전진하는 기판 웹(31) 앞에 배치된 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제10항에 있어서,
상기 처리 드럼(2)은 가동 캐리지(25)에 설치되어, 방사선 소스(11)의 처리 빔(L)과, 레지스트레이션 유닛(12)의 스트라이프 형상 스캐닝 영역이, 캐리지(25)의 이동의 결과로서, 항상 멀리 이격되어 있는 처리 드럼(2)의 모선에 접선 방향으로 변위 가능하여, 처리 빔(L)과 레지스트레이션 유닛(12)의 초점은 처리 드럼(2)에 위치한 연속 기판(3)에 대하여 조정가능하도록 된 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 처리 드럼(2)은 처리 드럼(2)의 모선 대신에 캐리지(25)에 추가로 설치된 정렬 수단(23, 24)을 위치시키기 위해 처리 드럼(2)이 방사선 소스(11)의 축 평면(A)과 레지스트레이션 유닛(12)의 레지스트레이션 평면(R)과 축 평면(A)에서 이동할 수 있도록 캐리지(25)와 함께 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 드럼(2)은 양쪽 가장자리 영역(26)에 1차 교정 마크(271)와 2차 교정 마크(272)를 가지고 있고, 2개 중 적어도 2차 교정 마크(272)는 처리 빔(L)에 의해 일시적으로 생성 가능하고, 레지스트레이션 유닛(12)과 방사선 소스(11)의 좌표계 사이의 공간 관계 교정을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제15항에 있어서,
상기 처리 드럼(2)의 가장자리 영역(26)에는 1차 교정 마크(271) 및 2차 교정 마크(272)를 생성하기 위해 처리 빔(L)의 파장 범위에 민감한 광변색성 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제15항에 있어서,
상기 처리 드럼(2)은 영구 1차 교정 마크(271)를 도입하기 위해 가장자리 영역(26)에서 강철 밴드(27)로 덮여 있으며, 상기 강철 밴드(27)는 2차 교정 마크(272)를 생성하기 위해 처리 빔(L)의 파장 범위에 감응하는 광변색성 코팅을 가지고 있는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제11항에 있어서,
상기 방사선 소스(11)는 선형적으로 주사된 레이저(14)로 형성되고, 처리 빔(L)은 처리 드럼(2)의 에지 영역(26) 위로 주사할 수 있으며,
상기 레지스트레이션 유닛(12)은 연속 기판(3)의 타겟 마크(33)와 처리 드럼(2)의 에지 영역(26)의 1차 보정 마크(271) 및 2차 보정 마크(272)를 캡처하기 위한 적어도 2개의 카메라(121)를 가지고 있고, 적어도 하나의 광검출기(28)는 처리 빔(L)의 강도를 반복적으로 측정하기 위해 처리 드럼(2)에 인접하여 축방향으로 배열된 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제18항에 있어서,
모든 광검출기(28)는 처리 드럼(2) 방향으로 회전 축(D)에 평행하게 정렬되고, 처리 드럼(2)에 인접하여 방사상으로 입사하는 처리 빔(L)의 빛을 반사하기 위한 편향 미러(281)는, 처리 빔(L)의 방사상 입사광이 각 광검출기(28)의 방향으로 편향되도록, 처리 드럼(2)과 광검출기(28) 사이에 위치는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제11항에 있어서,
연속 기판(3)을 가압하기 위한 닙 롤러(21)가 처리 드럼(2)에 설치되는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제11항에 있어서,
닙 롤러(21)는 처리 빔(L)의 축면(A) 전방 영역에서 처리 드럼(2)에 설치되고, 상기 닙 롤러(21)는 빔 처리 전에 연속 기판(3)을 청소하기 위해 클리너 롤( 51)과 동시에 접촉하는 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.
제11항에 있어서,
닙 롤러(21)는 처리 드럼(2)에 설치되고, 닙 롤러(21)는 레지스트레이션 유닛(12)과 처리 빔(L) 사이에서 실제로 이동한 연속 기판(3)의 기판 표면의 길이를 측정하기 위해 고해상도 인코더(211)와 동시에 장착된 것을 특징으로 하는, 권취된 연속 기판에 방사선에 의해 패턴을 도입하는 장치.