CN111145273B - 一种陶瓷标定板基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种陶瓷标定板基板的制造方法，包括如下步骤：提供陶瓷基板，抛光，洗净，备用；在陶瓷基板的至少1个表面镀一层金属薄膜，在所述金属薄膜的表面制作光刻胶层；对陶瓷基板依次进行曝光、显影、蚀刻、去胶处理后，将陶瓷基板置于20‑45℃的强碱溶液中浸泡1‑15min，清洗，干燥后，获得陶瓷标定板基板。本发明的陶瓷标定板基板的图案精度高，标定图案和陶瓷基板的颜色对比度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷标定板基板的制造方法，属于标定板制造工艺。
背景技术
标定板在计算机视觉、图像测量、摄影量测以及三维重建等应用中，可以用来校正镜头畸变，确定物理尺寸和像素间的换算关系，以及确定空间物体表面某店的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，需要建立相机成像的几何模型。目前，普遍使用玻璃材料或陶瓷材料制作标定板基板，玻璃材料制备的标定板化学性能稳定，但是易碎以及镜面反射高，影响标定图像质量。陶瓷材料具有良好的耐高温和耐磨损，镜面反射低，缺点是制作成本较高。其中，标定板基板图案的制作主要通过打印或丝网印刷的方式，这些方式获得的标定图案精度较低，一般为±0.1mm，难以满足高精要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明涉及一种全新的陶瓷标定板基板的制造方法，以进一步提升标定图案精度，并提高标定图案和标定板基板的颜色对比度。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种陶瓷标定板基板的制造方法，包括如下步骤：
S1、提供陶瓷基板，抛光，洗净，备用；
S2、在S1获得的陶瓷基板的至少1个表面镀一层金属薄膜，在所述金属薄膜的表面制作光刻胶层；
S3、对S2处理后的陶瓷基板依次进行曝光、显影、蚀刻、去胶处理后，在陶瓷基板上获得标定图案；
S4、将S3获得的带有标定图案的陶瓷基板置于20-45℃的强碱溶液中浸泡1-15min，清洗，干燥后，获得陶瓷标定板基板。
进一步地，S1中，抛光后，通过超声清洗，去除陶瓷基板表面的脏污。
进一步地，S2中，通过磁控溅射法、电子束镀膜法、蒸发镀膜法中的一种在陶瓷基板表面制作金属薄膜。
进一步地，S2中，所述金属薄膜为低反射薄膜，包括由内至外依次堆叠的第一氧化铬层、氮化铬层和第二氧化铬层。
进一步地，S2中，所述金属薄膜的厚度为100-200nm。在陶瓷基板表面镀金属薄膜是为了制作标定图案，图1中的黑色方格就是曝光显影蚀刻后的金属薄膜。申请人反复研究发现，金属薄膜的厚度如果过薄，图案效果不好，如果过厚，膜层附着会变差。
进一步地，S2中，光刻胶层的厚度为500-700nm。通过将该厚度控制在合适范围，可进一步保证获得精度高的标定图案。
进一步地，S4中，将陶瓷基板置于25-40℃的强碱溶液中浸泡2-10min，清洗，干燥后，获得陶瓷标定板基板。
进一步地，S4中，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
进一步地，S4中，所述强碱溶液的质量浓度为15-25wt%。
进一步地，所述陶瓷基板由白色陶瓷材料制成，如可选自氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等。
本发明采用曝光蚀刻工艺制备标定图案，可获得高精度标定图案，但由于陶瓷基板表面为哑光，粗糙度较高（因为表面粗糙度较高所以可以有效减少镜面反射），因此在曝光蚀刻工艺中存在微缺陷污染导致基板发黄的现象，基板发黄大大降低了标定图案和基板的颜色对比度，对此，申请人反复研究，发现通过强碱浸泡可有效解决陶瓷基板发黄的问题，且不会对标定图案造成不利影响。
本发明人突破丝印等常规思路，通过蚀刻工艺在陶瓷基板上制作标定图案，标定图案精度高；并通过强碱溶液浸泡手段解决蚀刻工艺导致的陶瓷基板发黄的问题，可有效提高标定图案和陶瓷基板的颜色对比度。
通过传统的丝网印刷方式获得的标定板基片图案精度低，±0.1mm，图案边缘不清晰；而通过本发明的制造方法获得的标定板基片的图案精度高，为±1μm，精度高（±0.001mm精度要求）。
附图说明
图1是本发明的一种陶瓷标定板基板带有标定图案的一面的示意图。
具体实施方式
以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域普通技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域普通技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。
对比例1
本对比例中，陶瓷标定板基板的制造方法如下：
将陶瓷基板通过抛光处理后获得高表面质量；
将抛光后的陶瓷标定板基板通过超声波清洗去除表面脏污；
将超声清洗后的陶瓷标定板通过磁控或电子束或蒸发镀膜等方式在基板表面溅镀一层金属薄膜，本步骤中，金属薄膜要求为低反射薄膜，其中与陶瓷基板接触的第一层为氧化铬，第二层为氮化铬，第三层为氧化铬，薄膜厚度约100-200nm。
将镀膜后的陶瓷基旋涂涂光刻胶，光刻胶厚度500-700nm，将涂胶后的基片烘烤去除溶剂；
将匀胶烘烤后的基板进行曝光、显影、蚀刻、去胶后（上述一系列图案制备手段可参考现有技术进行），用纯水漂洗后气枪吹干，获得陶瓷标定板基板。
基板图案精度可达±1μm，图案颜色反射率低，但是白色陶瓷基片偏黄。
对比例2
本对比例中，陶瓷标定板基板的制造方法如下：
将陶瓷基板通过抛光处理后获得获得平面度±10μm的基板；
将抛光后的陶瓷标定板基板通过超声波清洗去除表面脏污；
将超声清洗后的陶瓷标定板通过磁控溅射镀膜在基板表面溅镀一层金属薄膜，本步骤中，金属薄膜要求为低反射薄膜，其中与陶瓷基板接触的第一层为氧化铬，第二层为氮化铬，第三层为氧化铬，金属薄膜的厚度为180nm。
将镀膜后的陶瓷基旋涂涂光刻胶，光刻胶厚度550nm，将涂胶后的基片烘烤去除溶剂；
将匀胶烘烤后的基板进行曝光、显影、蚀刻、去胶后，采用超声波清洗，获得陶瓷标定板基板；
其中超声波清洗频率为20-45KHz。
实施例1
本实施例中，陶瓷标定板基板的制造方法如下：
将陶瓷基板通过抛光处理后获得平面度±10μm的基板；
将抛光后的陶瓷标定板基板通过超声波清洗去除表面脏污；
将超声清洗后的陶瓷标定板通过磁控溅射镀膜方式在基板表面溅镀一层金属薄膜，本步骤中，金属薄膜要求为低反射薄膜，其中与陶瓷基板接触的第一层为氧化铬，第二层为氮化铬，第三层为氧化铬，金属薄膜的厚度约180nm。
将镀膜后的陶瓷基旋涂涂光刻胶，光刻胶厚度550nm，将涂胶后的基片烘烤去除溶剂；
将匀胶烘烤后的基板进行曝光、显影、蚀刻、去胶后，在陶瓷基板上获得标定图案；再将去胶后的陶瓷基板置于20 wt %氢氧化钠溶液中浸泡10min，获得陶瓷标定板基板。
实施例2
本实施例中，陶瓷标定板基板的制造方法如下；
将陶瓷基板通过抛光处理后获得平面度±10μm的基板；
将抛光后的陶瓷标定板基板通过超声波清洗去除表面脏污；
将超声清洗后的陶瓷标定板通过磁控溅射镀膜等方式在基板表面溅镀一层金属薄膜，本步骤中，金属薄膜要求为低反射薄膜，其中与陶瓷基板接触的第一层为氧化铬，第二层为氮化铬，第三层为氧化铬，薄膜厚度约180nm。
将镀膜后的陶瓷基旋涂光刻胶，光刻胶厚度550nm，将涂胶后的基片烘烤去除溶剂；
将匀胶烘烤后的基板进行曝光、显影、蚀刻、去胶后，在陶瓷基板上获得标定图案；再将去胶后的陶瓷基板置于40℃，20wt%氢氧化钠溶液中浸泡2min，获得陶瓷标定板基板。
各对比例及实施例获得的陶瓷标定板基板的外观情况，结果如表1
| 序号 | 去胶后的处理方式 | 外观 | 图案精度 |
| 对比例1 | 纯水漂洗 | 发黄 | ±1μm |
| 对比例2 | 超声波清洗 | 发黄 | ±1μm |
| 实施例1 | 常温，20% 氢氧化钠溶液 | 浸泡10min，恢复初始色度 | ±1μm |
| 实施例2 | 40℃，20%氢氧化钠溶液 | 浸泡2min，恢复初始色度 | ±1μm |
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (7)
1.一种陶瓷标定板基板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、提供陶瓷基板，抛光，洗净，备用；
S2、在S1获得的陶瓷基板的至少1个表面镀一层金属薄膜，在所述金属薄膜的表面制作光刻胶层；
S3、对S2处理后的陶瓷基板依次进行曝光、显影、蚀刻、去胶处理后，在陶瓷基板上获得标定图案；
S4、将S3获得的带有标定图案的陶瓷基板置于20-45℃的强碱溶液中浸泡2-10min，清洗，干燥后，获得陶瓷标定板基板；
其中，所述强碱溶液的质量浓度为15-25wt%；所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，S1中，抛光后，通过超声清洗，去除陶瓷基板表面的脏污。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，S2中，通过磁控溅射法、电子束镀膜法、蒸发镀膜法中的一种在陶瓷基板表面制作金属薄膜。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，S2中，所述金属薄膜包括由内至外依次堆叠的第一氧化铬层、氮化铬层和第二氧化铬层。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，S2中，所述金属薄膜的厚度为100-200nm。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，S2中，光刻胶层的厚度为500-700nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制造方法，其特征在于，S4中，将陶瓷基板置于25-40℃的强碱溶液中浸泡2-10min，清洗，干燥后，获得陶瓷标定板基板。
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