CN108710266B - 一种触发式对位结构的直写式曝光系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触发式对位结构的直写式曝光系统及方法，属于印刷线路板技术领域。所述系统包括：监测装置、位置获取装置和计算装置。本发明通过将待曝光样品的实时位置信息输入至位置获取装置，以便在待曝光样品运动至预定位置时触发位置获取装置通过获取所述待曝光样品上的对位标记的位置，并同时记录所述待曝光样品的位置，根据该待曝光样品的位置直接计算对位标记在曝光坐标系中的位置，以便根据计算出的对位标记在曝光坐标系中的位置进行曝光，解决了在对位过程中运动平台需要多次启动与停止从而导致的对位时间长和对位精度达不到要求的问题，应用在双面台系统中时，减少了对位时间，提高了对位精度并达到最大的生产稼动率。

Description

一种触发式对位结构的直写式曝光系统及方法
技术领域
本发明涉及一种触发式对位结构的直写式曝光系统及方法，属于印刷线路板技术领域。
背景技术
在直写式曝光系统中，多采用CCD/CMOS加光学成像光路组成的对位结构，来进行曝光图形的定位。即根据对位结构所识别PCB基板上的Mark点，来确认所要曝光图形的正确位置。在对位结构对PCB基板进行对位过程中，承载PCB基板的运动平台运动至预先指定的位置，然后停止，软件控制CCD/CMOS开始采集图像，识别Mark点，并计算Mark点在相机视场中的位置，对其进行预定补偿或继续运动该运动平台，直至所计算的Mark点在曝光坐标系中的位置在所设定的阈值范围内。从而对PCB基板进行曝光，其中的预定补偿是根据Mark点在相机视场中的位置做出。
目前在主流的双台面设备中，采用一个台面上下板加对位，另一个台面曝光的方式，循环往复进行，来达到最大的生产稼动率。目前随着曝光方式及工艺的改进，使得曝光速度越来越快，在上述双台面对位与曝光结构中，一个台面的上下板加对位时间远远超出另一个台面的曝光时间，这使得双台面在循环往复的对位曝光中，处于曝光的一个台面，会经常性的出现等待的现象。虽然设备有了更短的曝光时间，但实际的生产速率并没有提升。
另一方面，随着PCB行业的发展，对于对位精度的要求越来越高。上述对位过程中，承载PCB基板的运动平台出现一次或多次的停止与启动动作，例如，将PCB基板放置在运动平台后，运动平台需要运动至预定位置停止，若软件检测到该运动平台没有到达至预定位置或者到达运动位置时Mark点不在CCD/CMOS的视场范围内，该运动平台还需要再次启动并运动，如此反复直至Mark点在曝光坐标系中的位置在所设定的阈值范围内，导致整个对位流程耗时较长，且由于运动平台的多次启动与停止导致对位精度很难满足越来越高的精度要求。
发明内容
为了解决目前存在的对位时间长且由于运动平台的多次停止与启动动作导致的精度达不到要求的问题，本发明提供了一种触发式对位结构的直写式曝光系统及方法，所述技术方案如下：
本发明的第一个目的是提供一种触发式对位结构的直写式曝光系统，所述系统包括：
监测装置和位置获取装置，所述监测装置用于监测待曝光样品的实时位置，并将所述待曝光样品的实时位置输入至所述位置获取装置中，以便在所述待曝光样品运动至预定位置后触发位置获取装置获取所述待曝光样品上对位标记的位置，以便根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行曝光；
所述预定位置为所述对位标记位于位置获取装置的获取范围内时待曝光样品的位置。
可选的，所述系统还包括：
计算装置，所述计算装置用于在所述待曝光样品运动至预定位置时记录所述待曝光样品的位置，并根据所述待曝光样品的位置计算所述对位标记在曝光坐标系中的位置。
可选的，所述系统还包括：
承载运动装置，所述承载运动装置用于承载所述待曝光样品并运动至预定位置；
可选的，所述系统还包括：
曝光装置，所述曝光装置用于根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行曝光。
可选的，所述系统应用于单台面设备中。
可选的，所述系统应用于双台面设备中。
本发明的第二个目的是提供一种触发式对位结构的直写式曝光方法，所述方法应用于上述触发式对位结构的直写式曝光系统中，所述方法包括：
通过监测装置监测待曝光样品的实时运动位置；
当所述待曝光样品运动至预定位置时位置获取装置获取所述待曝光样品上对位标记的位置；
根据所述对位标记的位置对所述基板进行对准曝光；
所述预定位置为所述对位标记位于位置获取装置的获取范围内时待曝光样品的位置。
可选的，所述获取所述待曝光样品上对位标记的位置包括：
获取所述待曝光样品运动至预定位置时所述待曝光样品的位置；
根据所述待曝光样品的位置计算所述对位标记在曝光坐标系中的位置。
本发明有益效果是：
通过将待曝光样品的实时位置信息输入至位置获取装置，以便在待曝光样品运动至预定位置时触发位置获取装置通过获取所述待曝光样品上的对位标记的位置，并同时记录所述待曝光样品的位置，根据该待曝光样品的位置直接计算对位标记在曝光坐标系中的位置，以便根据计算出的对位标记在曝光坐标系中的位置进行曝光，解决了在对位过程中运动平台需要多次启动与停止从而导致的对位时间长和对位精度达不到要求的问题，应用在双面台系统中时，减少了对位时间，提高了对位精度并达到最大的生产稼动率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是双台面直写式曝光装置及对位结构示意图，其中1为CCD/CMOS相机及对位结构，2为曝光结构，3为吸盘，4为双台面结构，5为支撑结构；
图2是本发明实施例二提供的触发式对位结构的直写式曝光系统应用于双台面设备中的方法流程图；
图3是本发明实施例二提供的触发式对位结构的直写式曝光系统应用于双台面设备中任一台面的曝光流程示意图；
图4是触发对位示意图，其中6为PCB基板，7为PCB基板承载吸盘；
图5是对位计算示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本实施例提供一种触发式对位结构的直写式曝光系统及方法，所述系统包括：
监测装置和位置获取装置，所述监测装置用于监测待曝光样品的实时位置，并将所述待曝光样品的实时位置输入至所述位置获取装置中，以便在所述待曝光样品运动至预定位置后触发位置获取装置获取所述待曝光样品上对位标记的位置，以便根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行曝光；
所述预定位置为所述对位标记位于位置获取装置的获取范围内时待曝光样品的位置。
应用于上述触发式对位结构的直写式曝光系统中的方法如下：
通过监测装置监测待曝光样品的实时运动位置；
当所述待曝光样品运动至预定位置时位置获取装置获取所述待曝光样品上对位标记的位置；
根据所述对位标记的位置对所述基板进行对准曝光；
所述预定位置为所述对位标记位于位置获取装置的获取范围内时待曝光样品的位置。
本发明通过将待曝光样品的实时位置信息输入至位置获取装置，以便在待曝光样品运动至预定位置时触发位置获取装置通过获取所述待曝光样品上的对位标记的位置，根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行曝光，解决了在对位过程中运动平台需要多次启动与停止从而导致的对位时间长和对位精度达不到要求的问题。
实施例二
参见图1，本实施例以该触发式对位结构的直写式曝光系统应用于双台面直写式曝光装置及对位结构中为例进行说明，如图1所示，双台面直写式曝光装置及对位结构包括两个具有PCB基板承载功能的Y轴方向可运动的吸盘，以及两个承载对位结构的X轴方向运动部件：CCD/CMOS相机和曝光结构。CCD/CMOS相机对PCB基板进行对位后，曝光结构对其进行曝光，循环往复。
本实施例提供一种触发式对位结构的直写式曝光系统及方法，所述系统包括：
监测装置、位置获取装置、计算装置、承载运动装置和曝光装置；
所述监测装置用于监测待曝光样品的实时位置，并将所述待曝光样品的实时位置输入至所述位置获取装置中，以便在所述待曝光样品运动至预定位置后触发位置获取装置获取所述待曝光样品上对位标记的位置，以便根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行曝光；
所述预定位置为所述对位标记位于位置获取装置的获取范围内时待曝光样品的位置。
所示计算装置，所述计算装置用于在所述待曝光样品运动至预定位置时记录所述待曝光样品的位置，并根据所述待曝光样品的位置计算所述对位标记在曝光坐标系中的位置。
所示承载运动装置，所述承载运动装置用于承载所述待曝光样品并运动至预定位置；
所示曝光装置，所述曝光装置用于根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行曝光。
应用于上述触发式对位结构的直写式曝光系统中的方法如下：
通过监测装置监测待曝光样品的实时运动位置；
当所述待曝光样品运动至预定位置时获取所述待曝光样品运动至预定位置时所述待曝光样品的位置；
根据所述待曝光样品的位置计算所述对位标记在曝光坐标系中的位置；
根据所述对位标记的位置对所述基板进行对准曝光；
所述预定位置为所述对位标记位于位置获取装置的获取范围内时待曝光样品的位置。
具体的，本实施例中，以待曝光样品为PCB板、承载运动装置为可运动的吸盘，位置获取装置为CCD/CMOS相机为例进行说明；
在实际对位曝光过程中，参见图2，为该触发式对位结构的直写式曝光方法应用于双台面设备中的循环工作流程图；任一单台面对位曝光流程示意图如图3所示；(单台面设备中对位曝光流程示意图即如图3所示)；
对位曝光过程中，系统初始化后，将PCB板通过手动或者自动的方式放置在可运动的吸盘上，可运动的吸盘承载着PCB板运动至预定位置，该预定位置为根据CCD/CMOS相机的视场及CCD/CMOS相机距离吸盘的Z轴上的距离预先设定好的位置，当吸盘承载着PCB板运动至预定位置时，该PCB板上的对位标记进入CCD/CMOS相机的视场范围内时，平台发出触发信号触发CCD/CMOS相机进行图像采集，该PCB板上的对位标记出现在CCD/CMOS相机的视场范围内，此时以CCD/CMOS相机视场的中心位置A来记录吸盘在X轴、Y轴的运动位置(X1，Y1)，如图4所示；参见图5，当CCD/CMOS相机采集到带有Mark点的图像后，软件开始进行基于CCD/CMOS相机视场坐标的计算。此时以相机视场中心A为坐标0点，分别计算出Mark点中心B在CCD/CMOS相机视场中x、y方向上的坐标(X2，Y2)。然后将此坐标映射到X轴、Y轴坐标系中，即(X1+X2，Y1+Y2)为Mark点在X轴、Y轴的精确坐标位置，即曝光坐标系中的精确坐标位置，以此作为图形曝光的坐标参考，实现快速、精确的图形对位曝光。
本发明通过将待曝光样品的实时位置信息输入至位置获取装置，以便在待曝光样品运动至预定位置时触发位置获取装置通过获取所述待曝光样品上的对位标记的位置，并同时记录所述待曝光样品的位置，根据该待曝光样品的位置直接计算对位标记在曝光坐标系中的位置，以便根据计算出的对位标记在曝光坐标系中的位置进行曝光，解决了在对位过程中运动平台需要多次启动与停止从而导致的对位时间长和对位精度达不到要求的问题，应用在双面台系统中时，减少了对位时间，提高了对位精度并达到最大的生产稼动率。
本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种触发式对位结构的直写式曝光系统，其特征在于，所述系统包括：
监测装置和位置获取装置，所述监测装置用于监测待曝光样品的实时位置，并将所述待曝光样品的实时位置输入至所述位置获取装置中，以便在所述待曝光样品运动至预定位置后触发位置获取装置获取所述待曝光样品上对位标记的位置，以便根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行曝光；
所述预定位置为所述对位标记位于位置获取装置的获取范围内时待曝光样品的位置；所述系统还包括：
计算装置，所述计算装置用于在所述待曝光样品运动至预定位置时记录所述待曝光样品的位置，并根据所述待曝光样品的位置计算所述对位标记在曝光坐标系中的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
承载运动装置，所述承载运动装置用于承载所述待曝光样品并运动至预定位置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
曝光装置，所述曝光装置用于根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行曝光。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统应用于单台面设备中。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统应用于双台面设备中。
6.一种触发式对位结构的直写式曝光方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1～5任一所述的系统中，所述方法包括：
通过监测装置监测待曝光样品的实时运动位置；
当所述待曝光样品运动至预定位置时，位置获取装置获取所述待曝光样品上对位标记的位置；
根据所述对位标记的位置对所述待曝光样品进行对准曝光；
所述预定位置为所述对位标记位于位置获取装置的获取范围内时待曝光样品的位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述待曝光样品上对位标记的位置包括：
获取所述待曝光样品运动至预定位置时所述待曝光样品的位置；
根据所述待曝光样品的位置计算所述对位标记在曝光坐标系中的位置。
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