用于高精度网版制作的数字化双面同时直写曝光设备 |
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| 申请号 | CN201710063890.4 | 申请日 | 2017-02-04 | 公开(公告)号 | CN106873314A | 公开(公告)日 | 2017-06-20 |
| 申请人 | 深圳市优盛科技有限公司; | 发明人 | 韩建崴; 廖平强; 李源; 曲鲁杰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于高 精度 网版制作的数字化双面同时直写曝光设备，其特征在于：包括主控计算机、设置于曝光 基板 两侧且能够通过光速扫描曝光基板的光引擎、及能够使曝光基板与光引擎两者产生相对平面运动的移动平台，所述移动平台及光引擎均受主控计算机控制，该光引擎包括光学系统及内设微反射镜阵列的DMD芯片，且两相对应的所述光引擎所发出的光束的光轴重合，并与曝光基板相垂直。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于高精度网版制作的数字化双面同时直写曝光设备，其特征在于：包括主控计算机、设置于曝光基板两侧且能够通过光速扫描曝光基板的光引擎、及能够使曝光基板与光引擎两者产生相对平面运动的移动平台，所述移动平台及光引擎均受主控计算机控制，该光引擎包括光学系统及内设微反射镜阵列的DMD芯片，且两相对应的所述光引擎所发出的光束的光轴重合，并与曝光基板相垂直。 |
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| 说明书全文 | 用于高精度网版制作的数字化双面同时直写曝光设备技术领域[0001] 本发明涉及一种平面印刷网版制作的微纳加工技术，特别是一种用于高精度网版制作的数字化双面同时直写曝光设备。 背景技术[0002] 目前，平面网版印刷技术在PCB行业、平板显示行业、集成电路封装等行业有着广泛的应用。传统的网版制作是采用菲林工艺，将要印刷的问题及图形做在菲林底片上，再用菲林底片作为文字与图案的掩模板，通过传统的平行曝光机将文字、图案曝光复制在涂有感光胶的丝网上，再通过显影、清洗等工艺，在丝网上形成印刷母版用的文字及图案。很显然，传统工艺存在产能低下、工艺复杂且不易控制、菲林成本较高等固有缺点。 [0003] 基于数字微反射镜（Digital Micro-mirror Device,DMD）为核心部件的单面直写系统在PCB行业及网版制作行业广泛应用，并以其低廉的成本及高效清晰、高对比度的成像效果等优势正逐步替代传统的菲林工艺。然而，现有的激光直写式曝光机仍存产能低、系统适应性弱、非智能化控制等缺点。特别是对于高精度金属网版双面涂胶曝光工艺中由于金属网版不透明，需要两次曝光，因而采用单面直写式系统在效率、对准精度、产品质量、产能等方面仍然存在难以克服的问题。 [0004] 发明内容[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于大面积印刷网版制作的双面数字式直写设备，目的在于克服单面激光直写式曝光机产能低、系统适应性弱、非智能化控制等缺点。 [0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于高精度网版制作的数字化双面同时直写曝光设备，其特征在于：包括主控计算机、设置于曝光基板两侧且能够通过光速扫描曝光基板的光引擎、及能够使曝光基板与光引擎两者产生相对平面运动的移动平台，所述移动平台及光引擎均受主控计算机控制，该光引擎包括光学系统及内设微反射镜阵列的DMD芯片，且两相对应的所述光引擎所发出的光束的光轴重合，并与曝光基板相垂直。 [0007] 所述移动平台为龙门式移动平台，且其包括工作平台，工作平台上相对安装有可移动的龙门架，所述龙门架上安装有可移动的所述光引擎, 且该光引擎能够发射光束扫描安装于工作平台上的曝光基板。 [0008] 所述移动平台为桥架式移动平台，且其包括工作平台，工作平台上相对安装有固定的桥架，且桥架下方设置有可于工作平台上移动的滑架，所述桥架上安装有可移动的所述光引擎, 且该光引擎能够发射光束扫描安装于工作平台或是滑架上的曝光基板。 [0009] 所述光学系统是由光源系统及光学成像系统组成，光源系统由能够对光束进行匀化处理使光束光强分布均匀的匀光系统和将光源系统发出的光整形进入匀光系统并将匀光后的光束准直后按一定角度发射到DMD芯片上准直系统组成。 [0010] 所述的匀光系统采用的是光学积分器光棒或复眼或DOE光学器件。 [0011] 所述的光学成像系统是由多组光学镜片组成。 [0012] 本发明的有益效果是：本发明采用了双面同时曝光的计算机直写式设备对于不透明介质的双面图形同时一次曝光完成，具有双面对准精度高、效率高、曝光图形质量好、节省人力及生产成本，可广泛用于网版、PCB板、半导体晶元、显示面板等具有双面同时进行图形曝光的产品上，无需掩模板、菲林等。 附图说明 [0013] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0014] 图1是立式龙门单光引擎双面曝光结构；图2是立式桥架单光引擎双面曝光结构； 图3是立式龙门多光引擎双面曝光结构； 图4是立式桥架多光引擎双面曝光结构； 图5是卧式龙门单光引擎双面曝光结构； 图6是卧式桥架单光引擎双面曝光结构； 图7是卧式龙门多光引擎双面曝光结构； 图8是卧式桥架多光引擎双面曝光结构。 具体实施方式[0015] 参照图1至图8，本发明公开了一种用于高精度网版制作的数字化双面同时直写曝光设备，本设备包含两种结构,一种是龙门式结构,另一种是桥架式结构；龙门式曝光设备具体结构在于包括主控计算机1、工作平台2、工作平台2的两面均安装有可移动的龙门架4，工作平台2可以平行于地面设置，也可立起来垂直于地面设置，龙门架 4上安装有可移动的光引擎3, 且该光引擎3能够发射光束扫描安装于工作平台2上的曝光基板6，工作平台2上设置有通孔，曝光基板6固定安装于通孔周边，因而与通孔同侧的光引擎3的光束才可透过通孔扫描到曝光基板6，该光引擎3包括DMD芯片、微反射镜阵列、光学系统，所述光引擎3的移动方向与龙门架4的移动方向互相垂直，从而两相对应的所述光引擎3所发出的光束的光轴重合，并与曝光基板6相垂直,这样可更好保证曝光基板6两面的曝光图形的准确性。 [0016] 如图所示，龙门架4及光引擎可通过龙门式移动结构一实现移动，龙门式移动结构一具体在于：龙门架4通过龙门架4直线导轨及龙门架4滚珠丝杆安装于工作平台2上，且工作平台2上安装有驱动龙门架4滚珠丝杆转动的龙门架驱动电机；而光引擎3的移动结构简述如下：光引擎3通过引擎直线导轨及引擎滚珠丝杆安装于龙门架4上，且龙门架4上安装有驱动引擎滚珠丝杆转动的引擎驱动电机，因而通过龙门架4的左右移动合成光引擎3的上下移动就构成了光引擎3在与曝光基板6平行的平面移动的轨迹，从而可以将曝光基板6的整个平面扫描到，龙门架驱动电机为伺服电机。 [0017] 当然本结构中, 龙门架4及光引擎也可通过龙门式移动结构二实现光引擎在平面的移动, 龙门式移动结构二具体在于:龙门架通过龙门架直线导轨安装于工作平台上，且工作平台上安装有驱动龙门架移动的龙门架直线电机；述光引擎通过引擎直线导轨安装于龙门架上，且龙门架上安装有驱动引擎移动的引擎直线电机, 从而在龙门架直线电机及引擎直线电机的推动下使龙门架4或光引擎移动，而且龙门架及光引擎也可分别采用移动结构一或是移动结构二其中的一种实现移动。 [0018] 桥架式曝光设备具体结构在于包括主控计算机1、工作平台2、工作平台2的两面均固定安装有桥架5，且桥架5下方设置有可于工作平台2上移动的滑架，曝光基板6固定于滑架7上，滑架7具体为一四方形的框架因而不会阻碍光束对曝光基板6的扫描，工作平台2上设置有通孔，滑架7于通孔上移动，工作平台2可以平行于地面设置，也可立起来垂直于地面设置，桥架5上安装有可移动的光引擎3, 且该光引擎3能够发射光束扫描安装于工作平台2上的曝光基板6，工作平台2上设置有通孔，因而与通孔同侧的光引擎3的光束才可透过通孔扫描到曝光基板6，该光引擎3包括DMD芯片、微反射镜阵列、光学系统，所述光引擎3的移动方向与滑架7的移动方向互相垂直，从而两相对应的所述光引擎3所发出的光束的光轴重合，并与曝光基板6相垂直。 [0019] 如图所示，滑架7及光引擎可通过滑架式移动结构一实现移动，滑架式移动结构一具体在于：滑架7通过滑架7直线导轨及滑架7滚珠丝杆安装于工作平台2上，且工作平台2上安装有驱动滑架7滚珠丝杆转动的滑架7驱动电机；因而滑架7通过上述结构可于工作平台2上左右移动，而光引擎3的移动结构简述如下：光引擎3通过引擎直线导轨及引擎滚珠丝杆安装于桥架5上，且桥架5上安装有驱动引擎滚珠丝杆转动的引擎驱动电机，因而通过滑架7的左右移动合成光引擎3的上下移动就构成了光引擎3在与曝光基板6平行的平面移动的轨迹，从而可以将曝光基板6的整个平面扫描到。 [0020] 当然本结构中, 滑架7及光引擎也可通过滑架式移动结构二实现光引擎在平面的移动, 滑架式移动结构二具体在于: 滑架7通过滑架直线导轨安装于工作平台上，且工作平台上安装有驱动滑架移动的滑架直线电机；述光引擎通过引擎直线导轨安装于滑架上，且滑架上安装有驱动引擎移动的引擎直线电机,从而在滑架直线电机及引擎直线电机的推动下使滑架7或光引擎移动，而且滑架及光引擎也可分别采用移动结构一或是移动结构二实现移动。 [0021] 所述光学系统是由光源系统及光学成像系统组成，光源系统由发出光束的光源、能够对光束进行匀化处理使光束光强分布均匀的匀光系统和将光源系统发出的光整形进入匀光系统并将匀光后的光束准直后按一定角度发射到DMD芯片上准直系统组成，光源是由蓝紫激光或蓝紫LED光源或UV灯光源或激光与LED光源混合光源，所述的匀光系统采用的是光学积分器光棒或复眼或DOE光学器件，所述的光学成像系统是由多组光学镜片组成，上述结构中，准直系统、光学积分器光棒或复眼或DOE光学器件、光学成像系统均是现有技术制造，因而具体结构不详述。 [0022] 本设备工作原理简述如下：主控计算机1将CAD设计的矢量双面图形转换为设备曝光的点阵图，并根据移动平台的座标位置将该位置相应的图形传给曝光基板6两侧的光学引擎，由设计的图形控制DMD芯片上的像素光点相对于成像镜头成像光点的亮暗“开关”，即亮点为曝光点，暗点为非曝光点。激光或LED或混合光源经匀光系统和准直系统按一定的角度投射到DMD芯片上，出射光的方向受加在DMD微反射镜上的高低电平的控制，可通过编程用图形点阵信号控制成像图形点阵的亮暗，形成与设计图形相一致的曝光图形。主控计算机1再控制移动平台的移动，光引擎3就可完成在涂有感光材料的基板上实现大面积的图形的扫描曝光，移动平台包括龙门架或是滑架7及光引擎3的移动。 [0023] 以上对本发明实施例所提供的一种用于高精度网版制作的数字化双面同时直写曝光设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 |
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