CN106066581A - 一种双台面直写式曝光机的曝光系统和曝光方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于直写式曝光机的技术领域，具体涉及一种双台面直写式曝光机的曝光系统和曝光方法；解决的技术问题为：提供一种结构稳定、曝光效率较高的双台面直写式曝光机的曝光系统和曝光方法；采用的技术方案为：包括支撑板，支撑板通过支撑柱设置于双台面上方，支撑板上设有挖空部，挖空部的两侧分别设置有两根线性导轨，两根线性导轨上设有光路安装板，光路安装板通过驱动机构可在两条线性导轨上作步进运动，步进运动的方向垂直于双台面运动的方向，光路安装板上设有用于发射曝光光束的光路镜筒，光路镜筒的曝光方向朝向所述双台面；本发明适用于PCB板曝光领域。

Description

一种双台面直写式曝光机的曝光系统和曝光方法

技术领域

本发明属于直写式曝光机的技术领域，具体涉及一种双台面直写式曝光机的曝光系统和曝光方法。

背景技术

直写式(LDI：Laser Direct Imaging)光刻机设备又称影像直接转移设备，可应用于半导体及PCB生产领域。区别于传统半自动曝光设备，它利用图形发生器取代传统光刻机的掩模板，从而可以直接将计算机的图形数据曝光到晶圆或PCB板上，节省制板时间和制作掩模板的费用。为了提升直写式曝光机的曝光效率，双台面曝光设备应运而生。传统曝光机只有一个台面，所以光路不移动，光路镜筒的固定方式采用侧挂式，侧挂式光路使固定轴的侧向力较大，不稳定，且传统曝光机光路范围不能覆盖两个台面的PCB板，不能满足双台面曝光设备的曝光需求。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种结构稳定、曝光效率较高的双台面直写式曝光机的曝光系统和曝光方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双台面直写式曝光机的曝光系统，包括支撑板，所述支撑板通过支撑柱设置于双台面上方，所述支撑板上设有挖空部，所述挖空部的两侧分别设置有两根线性导轨，两根线性导轨上设有光路安装板，所述光路安装板通过驱动机构可在两条线性导轨上作步进运动，所述步进运动的方向垂直于所述双台面运动的方向，所述光路安装板上设有用于发射曝光光束的光路镜筒，所述光路镜筒的曝光方向朝向所述双台面。

可选地，所述驱动机构包括：驱动器和两个马达，两个马达分别位于两根线性导轨的外侧、并带动所述光路安装板在两根线性导轨上运动，两个马达的动子并联在一起，两个马达的控制线均与所述驱动器电气连接。

可选地，所述光路镜筒为多个，间隔设置在所述光路安装板上。

可选地，所述光路安装板上开有安装孔，所述光路镜筒穿过所述安装孔卡设在所述光路安装板上，所述安装孔外侧设有紧固件。

可选地，所述支撑板和所述支撑柱均由大理石制成。

一种双台面直写式曝光机的曝光方法，包括以下步骤：

S101、光路镜筒发射曝光光束，双台面带动其上的PCB板进行移动，PCB板上被扫描到条带区域被曝光，得到所需图形；

S102、上述条带图形扫描结束后，光路镜筒沿着垂直于双台面运动的方向作步进运动，使得曝光光束移动到下一个条带图形所在的位置；

S103、重复步骤S101。

可选地，步骤S101中，光路镜筒发射曝光光束为紫外光束。

可选地，步骤S101中，双台面带动其上的PCB板进行移动时，光路镜筒保持不动。

可选地，步骤S102中，光路镜筒沿着垂直于双台面运动的方向作点对点的步进运动。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中，曝光时，曝光光束通过光路镜筒的运动，能够覆盖双台面上的PCB板，具有较高的曝光效率；光路镜筒固定在光路安装板上，用光路安装板固定光路镜筒，使光路镜筒固定牢固，光路安装板固定在并排的线性轨道上形成工字型结构，光路安装板对光路镜筒进行有力支撑，结构稳定，避免传统曝光机一字型结构因重心不均所导致的运动曲线较差的问题。

2、本发明采用一个驱动器就能控制两个马达同时运动，不仅降低了成本，而且防止双驱动器差异引发的运动特性差异造成的扭力，避免控制器报错的可能，使运动机构平稳。

3、本发明中的支撑板和支撑柱均由大理石制成，整个工字型结构固定在大理石上，光路镜筒既能通过大理石中间的挖空部进行光束投射，又能利用大理石的不变形、硬度高、使用寿命长、不导电、不导磁、场位稳定等特性，保证光路结构的稳定特征。

4、本发明中的光路镜筒为多个，间隔设置在所述光路安装板上，多光路镜筒同时投射曝光光束，提升了曝光效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；

图1为本发明实施例一提供的一种双台面直写式曝光机的曝光系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种双台面直写式曝光机的曝光系统中光路镜筒的安装示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种双台面直写式曝光机的曝光系统中曝光机扫描第一个条带的示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种双台面直写式曝光机的曝光系统中曝光机扫描第二个条带的示意图；

图中：1为支撑板，2为支撑柱，3为双台面，4为线性导轨，5为光路安装板，6为光路镜筒，7为安装孔，8为紧固件，9为挖空部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的一种双台面直写式曝光机的曝光系统的结构示意图，图2为本发明实施例一提供的一种双台面直写式曝光机的曝光系统中光路镜筒的安装示意图，如图1、图2所示，一种双台面直写式曝光机的曝光系统，可包括支撑板1，所述支撑板1可通过支撑柱2设置于双台面3上方，所述支撑板1上可设有挖空部9，所述挖空部9的两侧可分别设置有两根线性导轨4，两根线性导轨4上可设有光路安装板5，所述光路安装板5通过驱动机构可在两条线性导轨4上作步进运动，所述步进运动的方向可垂直于所述双台面3运动的方向，所述光路安装板5上可设有用于发射曝光光束的光路镜筒6，所述光路镜筒6的曝光方向可朝向所述双台面3。

本实施例中，光路安装板5对光路镜筒6进行有力的支撑，结构稳定，避免了传统曝光机一字型结构因重心不均所导致的运动曲线较差的问题。

具体地，为了满足使用需求，所述光路镜筒6可为多个，可间隔设置在所述光路安装板5上。例如，考虑到PCB板的实际宽度，可将多个光路镜筒6并排放置，多个光路镜筒6同时发出光束进行曝光，可提升整个曝光系统的曝光效率。

本实施例中，可将光路镜筒6选定为四个，光路镜筒6发出的光束可为紫外光束。双台面直写式曝光机工作时，双台面3带动PCB板分别进行交替曝光，曝光光束通过光路镜筒6的运动，使光束能覆盖双台面3上的PCB板，曝光时，紫外光束通过DMD(数字微镜晶片)反射并经过光路镜筒6放大一定倍率后，照射到感光介质上(干膜等)进行曝光，PCB板上的图像由经多个光路曝光出来的图形拼接而成。

具体地，所述驱动机构可包括：驱动器和两个马达，两个马达可分别位于两根线性导轨4的外侧、并带动所述光路安装板5在两根线性导轨4上运动，两个马达的控制线均可与所述驱动器电气连接，即两个马达的动子并联，由同一驱动器驱动。

更具体地，所述驱动机构还可包括：两个滑块，两个滑块可分别位于两根线性导轨4上，两个滑块可与所述光路安装板5联动、并能带动所述光路安装板5在两根线性导轨4上运动，两个滑块可分别由同样位于两根线性导轨4外侧的两个马达驱动。

本实施例采用一个驱动器就能控制两个马达同时运动，减小了双驱动马达造成的扭力，使运动机构平稳。

具体地，所述光路安装板5上可开有安装孔7，所述光路镜筒6可穿过所述安装孔7卡设在所述光路安装板5上，所述安装孔7外侧设有紧固件8。

具体地，所述安装孔7可为椭圆形。

具体地，所述支撑板1和所述支撑柱2均可由大理石制成。

本实施例中，整个工字型结构固定在大理石板上，大理石板中间设有挖空部9，使光路镜筒6既能通过大理石中间的挖空部9进行光束投射，又能利用大理石的不变形、硬度高、使用寿命长、不导电、不导磁、场位稳定等特性，保证光路结构的稳定特征。

本发明中，所述双台面3的切换工作过程为：第一台面在曝光时，第二台面做上下板和对位操作，对位操作完成后进行等待，此时光路镜筒6在第一台面上进行曝光操作，待曝光结束，光路镜筒6移动到第二台面上直接进行曝光。同时因第一台面曝光完成，退出该台面进行下板、上板和对位操作，对位操作完成后进行等待，待第二台面曝光完成后，光路镜筒6移动到第一台面上方，对第一台面上的PCB板进行曝光。这样，当一个台面曝光，一个台面进行上下板和对准操作，上下板和对位时间不额外占用曝光时间，两台面进行交替曝光，提高了曝光效率。

相应地，一种双台面直写式曝光机的曝光方法，可包括以下步骤：

S101、光路镜筒6发射曝光光束，双台面3带动其上的PCB板进行移动，PCB板上被扫描到条带区域被曝光，得到所需图形。

S102、上述条带图形扫描结束后，光路镜筒6沿着垂直于双台面3运动的方向作步进运动，使得曝光光束移动到下一个条带图形所在的位置。

S103、重复步骤S101。

本实施例中，可将双台面3运动的方向设为Y方向，则光路镜筒6步进的方向为X方向。图3为本发明实施例一提供的一种双台面直写式曝光机的曝光系统中曝光机扫描第一个条带的示意图，图4为本发明实施例一提供的一种双台面直写式曝光机的曝光系统中曝光机扫描第二个条带的示意图，如图3、图4所示，当曝光光束扫描同一个条带时，两并置台面分别带动PCB板沿着Y方向做扫描，光路镜筒6不动；紫外光经过DMD翻转后，通过光路镜筒6发出，照射到PCB板上使感光介质进行化学反应，实现曝光过程；一个条带图形扫描结束后，马达带动光路安装板5上的光路镜筒6做点对点的步进运动，沿X方向移动到下一个位置，到达指定位置后停止，PCB板沿Y方向匀速运动，光路继续扫描，曝光第二个条带。依次类推，多条带扫描结束后，各条带所得曝光图形拼接成整个IC电路图形。

具体地，步骤S101中，光路镜筒6发射曝光光束可为紫外光束。

具体地，步骤S101中，双台面3带动其上的PCB板进行移动时，光路镜筒6保持不动。

具体地，步骤S102中，光路镜筒6沿着垂直于双台面3运动的方向作点对点的步进运动。

本实施例中，光路镜筒6步进运动，多条带图形拼接成大图；一个台上的图形曝光完成后，控制光路移动到另一个台面，使双台面曝光设备两台面交替曝光成为可能；当一个台面曝光，一个台面进行上下板和对准操作，提高了曝光效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种双台面直写式曝光机的曝光系统，包括支撑板(1)，所述支撑板(1)通过支撑柱(2)设置于双台面(3)上方，其特征在于：所述支撑板(1)上设有挖空部(9)，所述挖空部(9)的两侧分别设置有两根线性导轨(4)，两根线性导轨(4)上设有光路安装板(5)，所述光路安装板(5)通过驱动机构可在两条线性导轨(4)上作步进运动，所述步进运动的方向垂直于所述双台面(3)运动的方向，所述光路安装板(5)上设有用于发射曝光光束的光路镜筒(6)，所述光路镜筒(6)的曝光方向朝向所述双台面(3)。

2.根据权利要求1所述的一种双台面直写式曝光机的曝光系统，其特征在于：所述驱动机构包括：驱动器和两个马达，两个马达分别位于两根线性导轨(4)的外侧、并带动所述光路安装板(5)在两根线性导轨(4)上运动，两个马达的动子并联在一起，两个马达的控制线均与所述驱动器电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种双台面直写式曝光机的曝光系统，其特征在于：所述光路镜筒(6)为多个，间隔设置在所述光路安装板(5)上。

4.根据权利要求1所述的一种双台面直写式曝光机的曝光系统，其特征在于：所述光路安装板(5)上开有安装孔(7)，所述光路镜筒(6)穿过所述安装孔(7)卡设在所述光路安装板(5)上，所述安装孔(7)外侧设有紧固件(8)。

5.根据权利要求1所述的一种双台面直写式曝光机的曝光系统，其特征在于：所述支撑板(1)和所述支撑柱(2)均由大理石制成。

6.一种双台面直写式曝光机的曝光方法，其特征在于：包括以下步骤：

S101、光路镜筒(6)发射曝光光束，双台面(3)带动其上的PCB板进行移动，PCB板上被扫描到条带区域被曝光，得到所需图形；

S102、上述条带图形扫描结束后，光路镜筒(6)沿着垂直于双台面(3)运动的方向作步进运动，使得曝光光束移动到下一个条带图形所在的位置；

S103、重复步骤S101。

7.根据权利要求6所述的一种双台面直写式曝光机的曝光方法，其特征在于：步骤S101中，光路镜筒(6)发射曝光光束为紫外光束。

8.根据权利要求6所述的一种双台面直写式曝光机的曝光方法，其特征在于：步骤S101中，双台面(3)带动其上的PCB板进行移动时，光路镜筒(6)保持不动。

9.根据权利要求6所述的一种双台面直写式曝光机的曝光方法，其特征在于：步骤S102中，光路镜筒(6)沿着垂直于双台面(3)运动的方向作点对点的步进运动。