激光圖案化偏斜校正的制作方法
【技術領域】
[0001]總體來講，本發(fā)明的領域是激光圖案化。更確切地說，本發(fā)明涉及針對工件相對于一個或多個激光器的定向的校正。
【背景技術】
[0002]對更小型和更便攜的計算裝置的強烈需求已引起許多相對應領域(包含智能電話和平板計算機的觸摸屏)中的實質創(chuàng)新。但是，創(chuàng)新之路跟不上制造，特別是在觸摸式傳感器圖案化和印刷電子設備的領域中。包含光刻、絲網印刷和激光處理的現(xiàn)有技術部分歸因于所必需的處理步驟的數(shù)目而遭受糟糕節(jié)拍(周期)時間的困擾。除與糟糕的周期時間相關聯(lián)的成本之外，光刻和絲網印刷技術還包含大量缺點，這些缺點包含與昂貴消費品和有毒廢料相關聯(lián)的成本的增加。常規(guī)激光處理技術同樣遭受大量缺點的困擾，這些缺點包含激光系統(tǒng)與處理目標之間的未對準(misalignment)。因此，不幸地，當前的技術發(fā)展水平尚未產生一種高效且優(yōu)異的技術來處理襯底上的印刷電子設備和觸摸式傳感器。因此，仍然需要用于處理襯底而無伴隨而來的缺點的方法。
【發(fā)明內容】
[0003]根據本發(fā)明的一個方面，一種激光圖案化對準方法包含以下步驟:在激光圖案化系統(tǒng)中將目標定位于工作距離處，使得所述目標上的基準標記定位于至少三個激光圖案化系統(tǒng)相機的視圖中；使用每一個激光圖案化系統(tǒng)相機來查找所述目標上的基準標記的位置，并將已查到位置的基準標記的位置數(shù)據發(fā)送到控制器；確定使預期基準標記位置與已發(fā)送的基準標記位置數(shù)據對準所必需的校正；以及使用已確定的校正來調節(jié)所述激光圖案化系統(tǒng)。
[0004]根據本發(fā)明的另一個方面，激光圖案化對準系統(tǒng)包含:三個或三個以上的相機，所述相機相對于系統(tǒng)激光掃描場而定位且每一個相機被配置以檢測其視圖中的基準標記；至少一個激光掃描儀，所述激光掃描儀被配置成在所述系統(tǒng)激光掃描場中掃描相對應的激光束，以用于使用用以限定所述系統(tǒng)激光掃描場的預期基準標記數(shù)據來處理其中的目標；以及控制器，其被配置以從所述三個或三個以上的相機接收檢測到的基準標記數(shù)據且被配置以基于檢測到的基準標記數(shù)據來調節(jié)所述系統(tǒng)激光掃描場，使得所述至少一個激光掃描儀被配置以根據經調節(jié)的系統(tǒng)激光掃描場來掃描光束。
[0005]—種對激光圖案化目標的高精度激光材料處理方法包含:相對于預期基準標記位置來對準三個或三個以上的相機，所述預期基準標記位置由可在激光掃描場中掃描的一個或多個激光束來照明，所述激光掃描場至少部分由所述預期基準標記位置來限定；加載上面具有實際基準標記的第一目標，使得所述實際基準標記在所述三個或三個以上的相機的視圖中；檢測所述第一目標上的所述實際基準標記位置并將檢測到的實際基準標記位置發(fā)送到控制器；在所述控制器中確定仿射變換激光掃描場校正并將所述仿射變換激光掃描場校正應用于所述激光掃描場，使得可在所述經校正的激光掃描場中掃描所述一個或多個激光束；以及使用經校正的激光掃描場來處理所述第一目標。
[0006]前述和其它目標、特征及優(yōu)點將從以下參考附圖進行的詳細描述而變得更加顯而易見。
【附圖說明】
[0007]圖1是根據本發(fā)明的一方面的方法的流程圖。
[0008]圖2是根據本發(fā)明的另一個方面的方法的流程圖。
[0009]圖3是根據本發(fā)明的另一個方面的設備的立體圖。
[0010]圖4是根據本發(fā)明的另一個方面的方法的流程圖。
[0011]圖5A到圖?是有待于激光處理的目標的平面圖。
【具體實施方式】
[0012]激光掃描系統(tǒng)將一個或多個光束提供到目標表面，以便在掃描光束的視場中處理一個或多種材料。處理可通過不同波長、不同類型(即，脈沖波或連續(xù)波)的激光器以及通過各種可配置的光束、脈沖或運動參數(shù)而發(fā)生?？捎眉す馄魈幚砀鞣N材料，包含例如透明導電膜等薄膜、復合結構以及例如玻璃和金屬等更為硬質的表面。對于一些應用來說，激光束以高精度掃描橫越由圖案文件和控制器提供的復雜圖案中的目標。此類高精度激光圖案化可代替例如光刻或絲網印刷等常規(guī)方法，且提供伴隨而來的優(yōu)點。
[0013]在本文中的激光掃描系統(tǒng)和方法中，可使用一個或多個激光掃描儀來掃描激光束橫越全局激光場以處理目標區(qū)域。在具有多個掃描儀的實施例中，獨立激光場被拼接在一起以便處理目標區(qū)域。處理區(qū)域通常包涵片材或卷材的全部或一部分。但是，由于每一新片材或卷材的每一新部分相對于一個或多個激光束掃描儀和關聯(lián)的掃描場而排成隊以被處理，所以所述片材或所述卷材部分的位置可不與將由激光器掃描的預期區(qū)域對準。對于許多材料處理應用來說，即便是幾微米的失配(mismatch)仍可能是不可接受的，特別是在精度苛刻的技術中(例如，在印刷電子設備、智能電話和其它電子小配件等的制造中)或在執(zhí)行相對于先前或后續(xù)步驟中所執(zhí)行的處理而需要準確放置的多個處理步驟的情況下。在大型場或具有幾個鄰接的重疊激光場的激光掃描中提供準確度呈現(xiàn)了挑戰(zhàn)，特別是由于誤差可能橫越掃描場而增加或在掃描場是大型掃描場的情況下。
[0014]為了相對于一個或多個激光器的掃描場來對準材料目標，應用偏斜校正以使材料目標上的三個或三個以上先存在的基準標記與存儲于圖案數(shù)據文件中的三個標記位置對準。可通過三個或三個以上相機來捕獲未對準，所述相機經配置以檢測相對于預期標記位置的先存在的基準標記。代替執(zhí)行機械操作來調節(jié)材料目標自身的位置的做法是，經由校正一個或多個激光掃描場的形狀的操作來執(zhí)行對準。可處理并從激光掃描場的視圖中移除材料目標，從而為例如前進到新位置的獨立片材或卷材的另一部分等新材料目標騰出空位。由于本文中用于校正激光掃描場的方法可能發(fā)生得相對快，所以后續(xù)材料目標可方便地對準以對其進行處理。
[0015]圖1示出用于相對于一個或多個激光掃描場來對準激光圖案化材料目標的示范性方法100。在102處，將材料目標移到供處理的位置中并移到多個例如相機等檢測器的視圖中。可在由相機進行檢測之前或和檢測一起，將細微的移動應用于目標。在104處，通過對應的相機來查找預先安置在目標上的多個基準標記的位置，或通過對應的相機來檢測預先安置在目標上的多個基準標記。在106處，確定將使目標上的實際基準標記的位置與存儲于控制器中的預期基準標記位置對準的一次或多次校正。在108處，在控制器中基于先前確定的校正來調節(jié)與例如光纖激光器等高精度激光源相關聯(lián)的一個或多個激光掃描場。
[0016]因此，縱使材料目標不與控制器所預期的位置排成一行，仍可以校正掃描場，使得掃描光束以校正方式圖案化所述目標?？纱械鼗虿⑿械剡M行在106中所確定的校正和在108中被應用于場的校正。舉例來說，可在掃描場數(shù)據文件中更新針對一個預期基準標記位置的平移的校正，且可在掃描場數(shù)據文件中更新針對另一個預期標記位置的旋轉的校正，或可執(zhí)行針對平移和旋轉的校正且可用這兩種校正來更新掃描場數(shù)據文件?？蓪⒉煌Ｕ龖糜陬A期基準標記位置，包含針對縮放、平移、旋轉和剪切的校正。通過使用目標上的至少三個基準標記，可以校正目標相對于所存儲的激光掃描場數(shù)據的大部分未對準。舉例來說，在多個鄰接或重疊的掃描場的情況下，可使用全局坐標系以有效地將校正擴展到使用前述三個基準點的分量掃描場中的每一個。也可使用三個以上基準點，包含與特定分量掃描場相關聯(lián)的基準點。
[0017]在激光圖案化制造中，在數(shù)微米范圍內的公差可能是必需的，可將本文中用以提供對準校正的方法應用于單掃描場或多掃描場激光掃描系統(tǒng)，以減少未對準且實現(xiàn)此類高精度制造。為了以支持快速檢測材料目標上的基準標記的配置來提供檢測器，應將檢測器定位于與目標材料基準點的預期位置相關聯(lián)的位置中。在圖2中，示出了用于將檢測相機提供于適當位置中以用于檢測實際基準標記位置中隨目標而定的變化的示范性方法200。在202處，在一個或多個激光掃描場下面從真空夾盤清除目標，所述真空夾盤用于將目標緊固于適當位置中。在204處，使用與相對應的激光掃描場相關聯(lián)的一個或多個種子激光器來照明預期基準標記位置，所述預期基準標記位置是來自于激光圖案化系統(tǒng)數(shù)據文件中的位置數(shù)據。舉例來說，對于兩個鄰接和重疊的激光掃描場來說，兩個基準標記可在掃描場的一個中位于目標上，而第三基準標記可在另一個掃描場中位于目標上。在206處，在工程圖形用戶接口上示出每一相機的實時視圖。在208處，例如使用數(shù)字編碼器、用手或其它手段來定位每一相機，使得激光種子光束照明靠近相機的視圖中心。在210處，出于記入、與其它位置數(shù)據相比較或操縱位置數(shù)據的目的來找到并記錄每一經種子照明的基準標記的位置。舉例來說，可將經種子照明的標記的檢測到的位置記錄為相機坐標系數(shù)據并翻譯成激光坐標系數(shù)據。在212處，去激勵掃描光束并將其移離相機的視圖。
[0018]參看圖3，示出了根據本發(fā)明的另一方面的激光圖案化系統(tǒng)300的示范性實施方案。激光圖案化系統(tǒng)300包含一個或多個激光