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一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法

阅读：1007发布：2020-05-16

专利汇可以提供一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法，用于有效的提高线路板光刻中基板的曝光处理速度。具体包括以下步骤：1、PC端读取BMP位图，并将读取到的图片发至数字微镜DMD控制设备；2、根据数字微镜DMD个数和分布情况，对BMP位图进行填补处理；3、计算每个DMD曝光停顿的关键点图片坐标信息，并存储至容器；4、将计算后的数据信息发送至DMD控制端；5、根据曝光停顿点位置控制数字微镜DMD移动并实现大面积曝光。本发明采用"盖章式"分布曝光，可以大幅度提高大面积图形曝光的曝光速率，采用HDMI进行图片传输，降低对投影设备内存的要求，节省成本，同时使得曝光时长更容易控制。，下面是一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、读取BMP位图，并将读取到待曝光的图片发至DMD控制设备；所述的BMP位图是指由PCB制版中的描述电路信息的Gerber文件转换成的BMP格式的位图；
步骤2、根据DMD分组个数和分布情况，对BMP位图进行填补预处理，图片预处理是指根据曝光特征，利用图像处理技术将待曝光图片预处理为投影图像的整数倍，填补区域采用不影响曝光效果的黑色进行填充，处理方式如下：
1)确定DMD分布为m*n组，然后对BMP位图进行填补预处理，假设投影图片尺寸宽为w、高h，BMP位图尺寸宽W、高H，则需保证处理后的W/w、H/h分别为m、n的整数倍；
2)图片填补处理需采用黑色进行填补，黑色区域不进行曝光，以保证不影响整体曝光效果；
步骤3、根据步骤2中处理后的图片尺寸，计算每个DMD曝光停顿的关键点图片坐标信息，并存储至m×n个容器中作为待发送数据信息，用于后面控制每个DMD的运动轨迹；
步骤4、将步骤3中计算后的数据信息，通过485总线发送至每个DMD控制设备，方便后面对曝光图片特定区域的读取和DMD轨迹的控制；
步骤5、解析步骤4中DMD控制设备接收到数据信息与控制指令，根据曝光停顿关键点位置信息，以及DMD投影面积尺寸，来确定当前需要读取BMP位图的区域，并通过HDMI 接口将该图片发送给DMD，从而实现大面积曝光。
2.根据权利要求1所述的一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法，其特征在于，所述关键点是由DMD的组数和曝光方式共同决定，每组DMD包括一个DMD，DMD分布决定DMD曝光的方式，从而决定每次DMD将曝光图片的起始坐标位置。
3.根据权利要求1所述的一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法，其特征在于，所述每组DMD均由独立的设备端控制，通过多个不同DMD分别读取各自指定区域的图片，并发送至DMD从而实现分布式曝光。
4.根据权利要求1所述的一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法，其特征在于，所述的控制设备可以采用常见的智能硬件板卡，带HDMI接口即可，负责完成待曝光图片区域的读取和发送以及数字微镜DMD的移动控制。

说明书全文

一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法

技术领域

[0001] 本发明属于印刷线路板(PCB)行业无掩模光刻技术领域，具体涉及一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法。

背景技术

[0002] 无掩膜曝光技术，不需要制作掩膜，所以可降低成本和缩短曝光时间，是下一代平行光曝光设备的主要发展方向，将有逐步取代掩膜曝光的趋势。但目前主要问题在于如何提高曝光效率和图像处理方面。

[0003] 传统的无掩模光刻采用DLP4500或是性能更高的硬件设备，因此自身板载的内存足够用于存储待曝光的图片，但是由于DLP本身成本较高，板载内存虽然为曝光提供了可行性，但是额外成本过高。而采用HDMI 接口进行图像传输，通过借助独立硬件控制端，实现多DMD分布式进行曝光，可以很好的绕开必备的内存存储，同时大幅度提高曝光效率。

[0004] 借助辅助的硬件设备，可以使得分布的DMD具备自主控制能力，在接受到PC端的串口指令后，根据指定的曝光关键点坐标，有序的完成整个曝光过程，从而高效低成本的完成一系列曝光动作。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提出一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法，为了提高无掩膜光刻扫描的效率，根据待曝光的图片进行预处理填充处理，进而分发给各个DMD进行分布式曝光处理，从而大幅度提高线路板光刻基板的曝光效率。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0007] 一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法，包括以下步骤：

[0008] 步骤1、读取BMP位图，并将读取到待曝光的图片发至DMD控制设备；所述的BMP位图是指由PCB制版中的描述电路信息的Gerber文件转换成的BMP格式的位图；

[0009] 步骤2、根据DMD分组个数和分布情况，对BMP位图进行填补预处理，图片预处理是指根据曝光特征，利用图像处理技术将待曝光图片预处理为投影图像的整数倍，填补区域采用不影响曝光效果的黑色进行填充，处理方式如下：

[0010] 1)确定DMD分布为m*n组，然后对BMP位图进行填补预处理，假设投影图片尺寸宽为w、高h，BMP位图尺寸宽W、高H，则需保证处理后的W/w、H/h分别为m、n的整数倍；

[0011] 2)图片填补处理需采用黑色进行填补，黑色区域不进行曝光，以保证不影响整体曝光效果；

[0012] 步骤3、根据步骤2中处理后的图片尺寸，计算每个DMD曝光停顿的关键点图片坐标信息，并存储至m×n个容器中作为待发送数据信息，用于后面控制每个DMD的运动轨迹；

[0013] 步骤4、将步骤3中计算后的数据信息，通过485总线发送至每个DMD控制设备，方便后面对曝光图片特定区域的读取和DMD轨迹的控制；

[0014] 步骤5、解析步骤4中DMD控制设备接收到数据信息与控制指令，根据曝光停顿关键点位置信息，以及DMD投影面积尺寸，来确定当前需要读取BMP位图的区域，并通过HDMI接口将该图片发送给DMD，从而实现大面积曝光。

[0015] 所述关键点是由DMD的组数和曝光方式共同决定，每组DMD包括一个DMD，DMD分布决定DMD曝光的方式，从而决定每次DMD将曝光图片的起始坐标位置。

[0016] 所述每组DMD均由独立的设备端控制，通过多个不同DMD分别读取各自指定区域的图片，并发送至DMD从而实现分布式曝光。

[0017] 所述的控制设备可以采用常见的智能硬件板卡，带HDMI接口即可，如树莓派，主要负责完成待曝光图片区域的读取和发送以及数字微镜DMD的移动控制。

[0018] 本发明的有益效果是：

[0019] 本发明使用DMD数字微镜实现线路板曝光处理，通过借助独立硬件设备控制DMD，实现分布式曝光处理。在曝光前通过对待曝光图片进行预处理，使得处理后的图片为DMD投影尺寸的整数倍，再借助辅助硬件设备读取顺序读取容器中的曝光坐标关键点，依次完成整个PCB线路图的曝光，最终通过多个DMD完成大面积图片的曝光。独立的硬件设备控制，可以使得曝光时长的控制更加方便，同时分布式DMD曝光能够有效的提高图片的曝光效率，采用HDMI接口实现图片的传输，降低了系统对硬件内存的要求。附图说明

[0020] 图1为本发明的流程图。

[0021] 图2为本发明上位机和辅助设备及DMD的连接示意图。

[0022] 图3为本发明BMP位图预处理示意图。

[0023] 图4为本发明多组DMD的“盖章式”曝光轨迹示意图。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图对本发明进一步叙述。

[0025] 如图2所示，将上位机1与DMD控制设备4及DMD 5连接，读取BMP位图，并将读取到待曝光的图片发至DMD控制设备。其中位置2为有效的待曝光基板，位置3为当前曝光部分。

[0026] 如图3所示，根据DMD组个数和分布情况，对BMP位图进行填补预处理，位置6为原始BMP位图，位置7、8阴影部分为预处理后填补的区域。假设原始图大小为15084*14204px，投影面积为1920*1080px，为了保证处理后的W/w、H/h分别为m、n的整数倍。因此需要在图片X轴方向填补276个px，Y轴方向填补916个px。

[0027] 处理完后BMP位图W为15360px，H为14204px，因此每个DMD要处理7*4个曝光区域。曝光轨迹如图4所示(此处为画图说明方便，每个DMD待曝光区域采用3*3示意)，4个区域分别对应4个DMD，以左上角DMD为例，每个曝光停顿点坐标根据每次DMD投影面积，可计算出为(0，0)、(1080，0)、(2160，0)、(3240，0)、(3240，1920)……依次内推，分别将每组DMD的关键点坐标存储到容器中并发送至各个DMD控制设备。

[0028] DMD控制设备端通过HDMI连接到DMD，根据解析到的坐标和相关命令依次进行曝光。虚线矩形框为每次曝光部分，每次读取BMP位图的一个1920*1080区域通过HDMI传输给DMD进行曝光。每次固定曝光时间，曝光完成后，关闭DMD，待DMD镜头移动到下个区域再次进行曝光。

[0029] 按照本发明的方法，若采用m*n个DMD进行曝光，BMP位图完成整个曝光基板曝光效率相比单个DMD至少可以提高m*n-1倍，曝光时长缩短为单DMD曝光的1/(m*n)。此外由于所有图片传输均采用HMDI接口，对比传统方法，将待曝光每帧图片存储到内存后依次曝光，本发明几乎无需对图片进行前期预存储，从而更大程度降低对系统内存的需求。

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