CN106023069A - 一种基于视频流的多dmd曝光方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于视频流的多DMD曝光方法，包括视频流的生成，视频流的使用，对BMP位图的切割，多DMD的安装与使用，多DMD同时进行曝光以及图像的畸变处理。本发明改变了市场上之前一直基于图像的曝光方法，减少了内存的使用与主控FPGA芯片的使用，成本大幅度降低，同时基于多DMD，产能快速提升。

Description

一种基于视频流的多DMD曝光方法
技术领域
本发明涉及精密制造PCB曝光技术领域，具体涉及一种基于视频流的多DMD曝光方法。
背景技术
目前经过调研，国内大多数的PCB制板厂家均为有掩膜曝光设备，无掩膜曝光在国内应用的少之又少，有掩膜曝光不仅生产效率比较低，而且使用掩膜板，使用成本比较高，并且还会造成污染与浪费。
无掩膜曝光直接通过紫外线或者激光成像在光刻胶上，减少了掩膜板的使用，大幅度提高了生产效率，降低了对环境的危害。
目前，主流的无掩膜曝光方法都是通过图像的单DMD曝光方法，需要主流的FPGA芯片进行控制，制作成本比较高。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于视频流的多DMD曝光方法，来达到降低成本提高产能的目的。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于视频流的多DMD曝光方法，包括以下步骤：
1）Gerber图像的转换：将标准的待曝光的Gerber文件转化为BMP位图；
2）图像的预畸变处理：在曝光的过程中，采用CCD对步骤1）中的转化生成的BMP位图进行孔位的校准，由于板子的孔位不能与BMP图像孔位进行完好的匹配，对转换生成的标准的BMP位图进行畸变处理，得到能够匹配板子的曝光图像；
3）图像的切割：根据不同的DMD需要的图像像素的大小，将校正后的BMP图像切割为不同型号的DMD要求的对应的大小，所述的切割的时候需要进行分区化处理；
4）视频的生成：将分配给不同的DMD的图像按照指定的帧数生成视频流；
5）每个DMD对应的数据线与显示屏进行连接，通过数据线将视频流传输到DMD上进行投影，每个DMD对应的显示屏分辨率和DMD的分辨率相对应，每块DMD曝光一块连续区域，不同的显示屏传输不同的视频流，DMD内部的微镜，对每个像素的控制，快速的进行镜片的角度变换，实现每副图像的曝光，完成整个PCB板的曝光。
所述的步骤4）中，对于视频流的生成，可以任意的调整生成的视频流的帧数，可以选择任意的图片，可以在视频流生成前添加改动的图像。
所述的步骤1）中，对于生成的BMP位图，图像像素不缺失。
所述的步骤2）中，PCB图像畸变处理的时候能够根据CCD捕捉到的孔位的位置，设置不同的涨缩系数，达到图像的正确匹配。
本发明的有益效果是：
本发明使用了前后端分离技术，设置了服务器端与客户端，服务器端采用小红帽版本，64g内存，能够快速的完成图像的处理与视频流的生成，客户端是为了实现操作人员对整机的控制。同时使用多个DMD同时步进移动，统一采用405nm的紫外线光源照射，完成整个PCB板的曝光，极大的提高了产能。
视频流中有几个必须能够改变的元素，可以自由的改变待生成的视频流。需要在视频流中控制帧数，可以自由的完成在视频流中添加与删除切割的图像。
附图说明
图 1 是本发明的视频流工作原理图；
图 2 是本发明的图像涨缩处理原理图；
图 3 是本发明的多DMD同时曝光过程原理图；
图 4 是本发明的适应多DMD，对BMP位图进行分区；
图 5 是本发明的前后端分离整体框图；
其中，1为显示屏；2为数据连接线；3为DMD；4为标准的BMP图像；5为标准定位孔；6为进行校正后的图像；7为打偏的定位孔；8为光学引擎；9为PCB板；10为405nm的紫外线；11为在PCB板上的投影；12为服务器；13为发送数据客户端；14为控制终端。
具体实施方式
以下根据附图对本发明进一步叙述。
一种基于视频流的多DMD曝光方法，包括以下步骤：
1）Gerber图像的转换：将标准的待曝光的Gerber文件转化为BMP位图；
2）图像的预畸变处理：在曝光的过程中，采用CCD对步骤1）中的转化生成的BMP位图进行孔位的校准，由于板子的孔位不能与BMP图像孔位进行完好的匹配，对转换生成的标准的BMP位图进行畸变处理，得到能够匹配板子的曝光图像；
3）图像的切割：根据不同的DMD需要的图像像素的大小，将校正后的BMP图像切割为不同型号的DMD要求的对应的大小，所述的切割的时候需要进行分区化处理；
4）视频的生成：将分配给不同的DMD的图像按照指定的帧数生成视频流；
5）每个DMD对应的数据线与显示屏进行连接，通过数据线将视频流传输到DMD上进行投影，每个DMD对应的显示屏分辨率和DMD的分辨率相对应，每块DMD曝光一块连续区域，不同的显示屏传输不同的视频流，DMD内部的微镜，对每个像素的控制，快速的进行镜片的角度变换，实现每副图像的曝光，完成整个PCB板的曝光。
工作原理如下：
将转换过后的图像进行畸变处理，如图2所示，4是标准的BMP图像，每副图像上都有对应的定位孔，为了实现图像上的定位孔与5 PCB板上的定位孔保持一致，实现图像的正确匹配。在实际的曝光过程中，一般定位孔都会有一定的误差。7代表打偏的定位孔，定位孔在一定的误差范围内。为了满足曝光的需求，需要把4标准的BMP图像进行畸变。将图像进行一定范围的涨缩处理，使图像的定位孔能够与7打偏的定位孔进行匹配，这样，就完成了图像的预处理畸变过程。
实际的PCB板上的定位孔数据的读取是通过CCD相机进行孔位的抓取，计算出实际的孔位之间的距离，将孔位的距离与实际的进行对比，得到对应的上下左右的畸变数据，对图像进行涨缩处理，就得到预处理的图像。
如图4所示的进行分区，将图片进行切割，对BMP位图的分区图，每个DMD完成指定区域图像的曝光，将图像进行指定区域的切割，生成对应的视频流后发送到每块区域对应的DMD。
多DMD同时曝光的过程原理图如图3所示，多个DMD 3同时与8光学引擎相连接，每个DMD都有对应的光学引擎。通过405nm的紫外线进行照射，在9 PCB板上生成对应的图案。在实际曝光的过程中，DMD是固定的，PCB板是移动的，当PCB板从前侧移动到后侧之后，向左移动一个图像的距离，继续从后向前移动。依次移动下去。
如图1所示，每个DMD3对应的数据线2与显示屏1进行连接，通过数据线1将视频流传输到DMD3上进行投影，每个DMD3对应的显示屏1分辨率和DMD3的分辨率相对应，每块DMD3曝光一块连续区域，不同的显示屏1传输不同的视频流，DMD3内部的微镜，对每个像素的控制，快速的进行镜片的角度变换，实现每副图像的曝光，完成整个PCB板的曝光。
使用的图像必须是BMP位图，只有BMP位图才能实现涨缩之后的像素不失真，实现曝光过程中的精密控制。
图5是前后端分离整体框图。所有的图像处理均是在服务器12中完成的，客户端分为两个，一个是控制终端 14，一个是发送数据客户端 13。客户端将CAD室整理好的制板资料打包上传到12服务器端，服务器进行图片的预处理，切割，生成视频流等操作。14控制终端进行整体的控制，完成基板吸附，孔位校准，进行整机的参数调整等控制操作。服务器依次将生成的视频流发送到对应的1显示屏，通过DMD 3 实现曝光的整体流程。
由于有很大的数据量的图像进行处理，服务器端必须维持快速稳定高效的处理。采用小红帽的服务器端，64g内存，可以达到要求。

Claims (4)

1.一种基于视频流的多DMD曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）Gerber图像的转换：将标准的待曝光的Gerber文件转化为BMP位图；
2）图像的预畸变处理：在曝光的过程中，采用CCD对步骤1）中的转化生成的BMP位图进行孔位的校准，由于板子的孔位不能与BMP图像孔位进行完好的匹配，对转换生成的标准的BMP位图进行畸变处理，得到能够匹配板子的曝光图像；
3）图像的切割：根据不同的DMD需要的图像像素的大小，将校正后的BMP图像切割为不同型号的DMD要求的对应的大小，所述的切割的时候需要进行分区化处理；
4）视频的生成：将分配给不同的DMD的图像按照指定的帧数生成视频流；
5）每个DMD对应的数据线与显示屏进行连接，通过数据线将视频流传输到DMD上进行投影，每个DMD对应的显示屏分辨率和DMD的分辨率相对应，每块DMD曝光一块连续区域，不同的显示屏传输不同的视频流，DMD内部的微镜，对每个像素的控制，快速的进行镜片的角度变换，实现每副图像的曝光，完成整个PCB板的曝光。
2.根据权利要求1所述的一种基于视频流的多DMD曝光方法，其特征在于，所述的步骤4）中，对于视频流的生成，可以任意的调整生成的视频流的帧数，可以选择任意的图片，可以在视频流生成前添加改动的图像。
3.根据权利要求1所述的一种基于视频流的多DMD曝光方法，其特征在于，所述的步骤1）中，对于生成的BMP位图，图像像素不缺失。
4.根据权利要求1所述的一种基于视频流的多DMD曝光方法，其特征在于，所述的步骤2）中，PCB图像畸变处理的时候能够根据CCD捕捉到的孔位的位置，设置不同的涨缩系数，达到图像的正确匹配。
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