用于计算机化直写的改进系统和方法

摘要

一种在图案化基板上计算机化直接光学书写的方法，包含下列步骤：提供印刷指令数据库，其含有用于在图案化基板上印刷的精确指令；使该图案化基板成像以提供图案化基板图像；以及采用计算机来至少参考印刷指令数据库和图案化基板图像以指示光学书写器根据精确指令在该图案化基板上书写，而无需在该成像和该指示之间的时间期间执行该印刷指令数据库和该图案化基板之间的基准配准。

权利要求

1.一种在图案化基板上计算机化直接光学书写的方法，包括下列步骤：提供印刷指令数据库，其含有用于在所述图案化基板上印刷的精确指令；

使所述图案化基板成像以提供图案化基板图像；以及

采用计算机至少参考所述印刷指令数据库和所述图案化基板图像以指示光学书写器根据所述精确指令在所述图案化基板上书写，而无需在所述成像和所述指示之间的时间期间执行所述印刷指令数据库和所述图案化基板之间的基准配准。

2.如权利要求1所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的方法，其中，所述至少参考所述印刷指令数据库和所述图案化基板图像以指示光学书写器根据所述精确指令在所述图案化基板上书写包括：提供对应于所述图案化基板的CAM数据；

使所述图案化基板的成像图案与对应于所述图案化基板的CAM数据计算机化相互覆盖；以及利用从所述覆盖得到的信息提供所述精确指令。

3.如权利要求2所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的方法，其中，所述利用从所述覆盖得到的信息提供所述精确指令包括利用所述CAM数据来修改在所述印刷指令数据库中含有的所述精确指令。

4.如权利要求2所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的方法，其中，所述印刷指令数据库用来修改在所述利用步骤中使用的CAM数据。

5.如权利要求1所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的方法，其中，通过自动化光学检测子系统执行所述成像。

6.如权利要求1所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的方法，其中，所述光学书写器是直接成像子系统。

7.一种在图案化基板上计算机化直接光学书写的系统，包括：

印刷指令数据库，其含有用于在所述图案化基板上印刷的精确指令；

成像功能性，其可操作成使所述图案化基板成像以提供图案化基板图像；以及计算机，其可操作成至少参考所述印刷指令数据库和所述图案化基板图像，并指示光学书写器根据所述精确指令在所述图案化基板上书写，而无需在所述成像和所述指示之间的时间期间执行所述印刷指令数据库和所述图案化基板之间的基准配准。

8.如权利要求7所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的系统，其中，所述计算机还可操作成使所述图案化基板的成像图案与对应于所述图案化基板的CAM数据相互覆盖，并利用从所述覆盖得到的信息来提供所述精确指令。

9.如权利要求8所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的系统，其中，所述计算机还可操作成采用所述CAM数据来修改在所述印刷指令数据库中含有的所述精确指令。

10.如权利要求8所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的系统，其中，所述印刷指令数据库用来修改由所述计算机使用的CAM数据。

11.如权利要求7所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的系统，其中，所述成像功能性封装在自动化光学检测子系统中。

12.如权利要求7所述的在图案化基板上计算机化直接光学书写的系统，其中，所述光学书写器是直接成像子系统。

说明书

用于计算机化直写的改进系统和方法

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及计算机化直写。

背景技术

[0002] 现有技术中已知关于计算机化直写的各种方法。本发明寻求提供用于计算机化直写的改进系统和方法。例如，通过引用并入本文的美国专利7508515描述了现有方法的状态。

发明内容

[0003] 本发明寻求提供一种计算机化直写的改进系统及方法。

[0004] 根据本发明的系统和方法的优势在于，其可产生优于基于基准配准的方法的改进印刷精度，因为其可提供每个元素或元素组的更好精度，且该印刷方法可补偿基板的总体和局部变形。

[0005] 因此，根据本发明的优选实施例提供了一种用于在图案化基板上计算机化直接光学书写的方法，包含下列步骤：提供印刷指令数据库，其含有用于在图案化基板上印刷的精确指令；使该图案化基板成像以提供图案化基板图像；以及采用计算机来至少参考(reference)该印刷指令数据库和该图案化基板图像以用于指示光学书写器根据该精确指令在该图案化基板上书写，而无需在该成像和该指示之间的时间期间执行该印刷指令数据库与该图案化基板之间的基准配准。

[0006] 优选地，至少参考该印刷指令数据库和该图案化基板图像以用于指示光学书写器根据精确指令在该图案化基板上书写还包含：提供对应于该图案化基板的CAM数据；使该图案化基板的成像图案与对应于该图案化基板的CAM数据计算机化相互覆盖；以及利用来自该覆盖的信息来提供精确指令。

[0007] 优选地，利用来自该覆盖的信息来提供精确指令包含利用CAM数据来修改包含在印刷指令数据库中的精确指令。另外，该印刷指令数据库用来修改在该利用步骤中使用的CAM数据。

[0008] 优选地，通过自动化光学检测子系统来执行该成像。优选地，该光学书写器是直接成像子系统。

[0009] 根据本发明的另一优选实施例还提供了一种用于在图案化基板上计算机化直接光学书写的系统，包含：印刷指令数据库，含有用于在图案化基板上印刷的精确指令；成像功能性，可操作用于使该图案化基板成像以提供图案化基板图像；以及计算机，可操作用于至少参考该印刷指令数据库和该图案化基板图像，并用于指示光学书写器根据精确指令在该图案化基板上书写，而无需在该成像与该指示之间的时间期间执行该印刷指令数据库与该图案化基板之间的基准配准。

[0010] 优选地，计算机还可操作用于使该图案化基板的成像图案与对应于该图案化基板的CAM数据相互覆盖，且用于利用来自该覆盖的信息来提供精确指令。

[0011] 优选地，该计算机还可操作用于利用该CAM数据来修改包含在该印刷指令数据库中的精确指令。另外，该印刷指令数据库用来修改由该计算机使用的CAM数据。

[0012] 优选地，该成像功能性封装在自动化光学检测子系统中。优选地，该光学书写器是直接成像子系统。

附图说明

[0013] 参考附图从下列详细描述中更完全地理解和明白本发明，在附图中：

[0014] 图1A是根据本发明的一个优选实施例建构和操作的用于计算机化直写的系统的简化图；

[0015] 图1B是根据本发明的另一优选实施例建构和操作的用于计算机化直写的系统的简化图；

[0016] 图2是示出图1A和图1B的系统的操作步骤的简化流程图；

[0017] 图3是示出图1A至图2的系统的操作中的可选额外步骤的简化流程图；

[0018] 图4A是图1A至图3的系统的一部分的实施例的简化框图；以及

[0019] 图4B是图1A至图3的系统的一部分的另一实施例的简化框图。

具体实施方式

[0020] 现参考图1A，图1A是根据本发明的一个优选实施例建构和操作用于计算机化直写的系统的简化图。

[0021] 如在图1A中可见，系统优选地包括机架101，机架101优选地安装在常规光学台102上。机架101限定基板支撑表面104，图案化基板106可放置在基板支撑表面上。基板106可以是例如电路板，焊料掩模要印刷至该电路板上。

[0022] 一桥112布置用于沿第一轴线114(相对于机架101限定)关于基板支撑表面104线性运动。读/写组件116布置用于沿第二轴线118(垂直于第一轴线114)关于桥112线性运动。

[0023] 该系统优选地还包含控制组件124，其优选地包含具有使用者接口128的计算机126。计算机126优选地包含操作成操作读/写组件116的软件模块。

[0024] 控制组件124优选地还包含印刷指令数据库130，其含有用于在图案化基板106上印刷的精确指令。

[0025] 根据本发明的优选实施例，读/写组件116优选地包含：自动化光学检测子系统(AOI)132，其可操作成使图案化基板106成像以将给计算机126提供图案化基板106的图案化基板图像134；以及直接成像子系统(DI)136，其包含可操作成在图案化基板106上书写的光学书写器。

[0026] 本发明的该实施例的特定特征是，计算机126可操作成参考储存在印刷指令数据库130中的精确印刷指令及图案化基板图像134，并用于给DI136提供精确印刷指令138，以用于在图案化基板106上书写，而无需在通过AOI 132使图案化基板106成像和通过DI 136在图案化基板106上书写之间的时间期间执行印刷指令数据库与图案化基板106之间的基准配准。

[0027] 现参考图1B，其是根据本发明的另一优选实施例建构和操作的用于计算机化直写的系统的简化图。

[0028] 如在图1B中可见，系统优选地包括运动机架201，其优选地安装在下部固定式机架202上并布置成沿相对于下部固定式机架202限定的轴线203线性运动。机架201限定基板支撑表面204，图案化基板206可放置在基板支撑表面上。基板206可例如是电路板，焊料掩模要印刷至该电路板上。

[0029] 固定桥212优选地支撑在运动机架201上方且允许运动机架201在其下方沿轴线203线性移动。

[0030] 该系统优选地还包含控制组件224，其优选地包含计算机226和印刷指令数据库230，印刷指令数据库包含用于在图案化基板206上印刷的精确指令。

[0031] 根据本发明的优选实施例，桥212优选地支撑自动化光学检测子系统(AOI)232(其可操作成使图案化基板206成像以将图案化基板206的图案化基板图像234提供给计算机226)以及直接成像子系统(DI)236(其包含可操作成在图案化基板206上书写的光学书写器)。

[0032] 本发明的该实施例的特定特征是，计算机226可操作成参考储存在印刷指令数据库230中的精确印刷指令及图案化基板图像234，并将精确印刷指令238提供给DI 236以在图案化基板206上书写，而无需在通过AOI232使图案化基板206成像与通过DI 236在图案化基板206上书写之间的时间期间执行印刷指令数据库与图案化基板206之间的基准配准。

[0033] 尽管图1B的系统提供运动机架201关于固定式机架202的一维移动，但应了解，还可提供运动机架201关于固定式机架202的二维移动的系统。

[0034] 现参考图2，其是示出图1A和图1B的系统的操作步骤的简化流程图。如在图2中所示，在步骤250处，一板(诸如图1A和图1B的图案化基板106和206)首先装载于系统上。此后，在步骤252，处优选地扫描板且在步骤254处使板成像。接着，在步骤256处优选地处理所获取的图像，该处理可包含单独元素或元素组的检测和特征化。该特征化可包含大小、位置、形状及类型。在步骤258处，参考印刷指令数据库以提供与所获取的图像的元素相关联的精确印刷指令。此后，在步骤260处采用精确印刷指令来在板上直接书写。

[0035] 本发明的特定特征是，图2所示方法包括：提供印刷指令数据库，其含有用于在图案化基板上印刷的精确指令；使图案化基板成像以提供图案化基板图像；参考印刷指令数据库及图案化基板图像以指示光学书写器根据精确指令在图案化基板上书写，而无需在成像与指示之间的时间期间执行印刷指令数据库与图案化基板之间的基准配准。

[0036] 现参考图3，其是示出图1A至图2的系统的操作中的可选额外步骤的简化流程图。优选地，如上文参考图1A至图2所描述的参考印刷指令数据库以提供精确印刷指令包含提供对应于图案化基板的CAM数据及使图案化基板图像与对应于图案化基板的CAM数据计算机化相互覆盖，以及自动采用来自该覆盖的信息来提供精确指令。应了解，CAM数据优选地储存在印刷指令数据库中。

[0037] 如在图3中所示，在步骤300处提供与所获取的图像的元素相关联的精确印刷指令首先包含在步骤302处检索对应于图案化基板的CAM数据及在步骤304处接收基板的经处理的图像数据。此后，在步骤306处对应于图案化基板的CAM数据被覆盖在图案化基板图像上，在步骤308处从该覆盖得到的信息被用于提供精确指令。应了解，从该覆盖得到的信息可包含例如CAM数据中含有的图案与基板的接收的经处理图像数据中出现的图案的图案匹配。如上文描述，本发明的特定特征是，执行提供精确指令，而无需在成像与提供精确指令之间的时间期间执行系统与图案化基板之间的基准配准。

[0038] 现参考图4A和图4B，它们是图1A至图3的系统的一部分的两个替代实施例的简化框图。图4A示出基于规则的实施例，图4B示出CAM数据和基于规则的实施例。在图4A或在图4B中示出的元素有助于执行图2的步骤258，在该步骤中，参考印刷指令数据库以提供与所获取的图像的元素相关联的精确印刷指令。在图4B中示出的元素有助于执行图3的步骤
308，在该步骤中，采用从将对应于图案化基板的CAM数据覆盖到图案化基板图像中得到的信息来提供精确指令。

[0039] 如在图4A所示，该系统优选地包含多个规则410，其管理将任何覆盖部件层404放置在对应基底部件层402上。应了解，规则410可储存在数据库中，比如图1A和1B的数据库130和230。

[0040] 例如，规则410可规定覆盖部件层404和对应基底部件层402之间的放置角度的容许变化。规则410还可管理覆盖部件层404中的多个覆盖部件的相互对准，多个覆盖部件中的每个对应于基底部件层402中的多个基底部件之一，基底部件具有不同的相互对准。例如，规则可确立，在X×Y大小的任何方形形状周围印刷预定宽度的框架。这种形状可对应于印刷电路板中的衬垫。此外，规则可确立，在X×Y大小方形形状的预定成形阵列的每个周围印刷预定宽度的相互对准框架。这种阵列可对应于将给定电路部件安装在PCB上的衬垫阵列。

[0041] 作为另一示例，规则可确立，具有大于R的纵横比的所有纵长形状均使用具有厚度T的框架套印。这种类型的规则可应用于例如纵长导体。

[0042] 此外，规则410可包含顺从性规则(compliance rule)，其管理覆盖部件层404和对应的基底部件层402。例如，规则410可包含与部件层404的覆盖部件关于基底部件层402的基底部件的最小尺寸有关的规则。因此，将了解，规则410操作成修改覆盖部件层404在对应的基底部件层402上的精确放置。

[0043] 如在图4B中所示，CAM数据400包含多个设计层对，每对优选地包含基底部件层402和被书写至对应的基底部件层402上的覆盖部件层404。基底部件层402和覆盖组件层404可具有不同类型，并可指定用于对得到的电路板执行不同功能。

[0044] 应了解，封装在CAM数据400中的数据可规定对规则410的修改。例如，封装在CAM数据400中的数据可规定部件层404的覆盖部件关于基底部件层402的基底部件的最小尺寸，并由此可支配规则410中的至少一个。此外，CAM数据可用于选择或确认规则410中的适当几个的正确选择。

[0045] 优选地，提供成像子系统420(比如图1A和1B的AOI子系统132和232)以使图案化基板(比如图1A和1B的图案化基板106和206)成像。一旦获取图案化基板图像422(比如图1A和1B的图案化基板图像134和234)，则优选地采用轮廓化功能性424来提供图案化基板图像的轮廓化图像426。在申请人的美国专利7,181,059中描述了该轮廓化工艺。

[0046] 优选地，提供图像重叠功能性428来使轮廓化图像426重叠在基底部件层402上，从而将轮廓化图像426中的现有元素与基底部件层402中的对应元素匹配。图像重叠功能性428可采用在申请人的美国专利7,388,978中描述的熟知几何形状匹配工艺或方法。

[0047] 优选地，提供功能标记功能性430以功能标记基底部件层402的元素。在申请人的美国专利7,388,978中描述了功能标记的方法。

[0048] 接着，采用基底部件层402的元素的功能标记结合对应覆盖部件层404和规则410以提供图像设计432。之后，将图像设计提供给直接成像子系统440，直接成像子系统可操作成在图案化基板上书写。

[0049] 本领域技术人员将了解，本发明不受在上文中已特定展示和描述的内容的限制。本发明的范围包含在上文中描述的各种特征的组合和子组合以及其修改，本领域技术人员在阅读了以下描述后将认识到这些修改且这些修改不在现有技术中。