CN111221223A - 一种内层板曝光机及其标记方法 - Google Patents

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Abstract

一种内层板曝光机及其标定方法，所述内层板曝光机包括运动平台、对位机构和曝光机构，所述对位机构和曝光机构置于所述运动平台的上方，所述运动平台包括运动机构和基板台面，其还包括标记机构，所述标记机构包括设置于所述基板台面一侧边缘左右对称的多个标记装置和控制所述标记装置的标记控制装置，所述标记控制装置根据所述内层板的大小控制所述标记装置位置的选择。通过标记机构的设计，在对内层板进行背面曝光时，有效的区分同时曝光的两个内层板，提高对位精度。

Description

一种内层板曝光机及其标记方法
技术领域
本发明涉及激光直写式曝光机技术领域，具体是一种内层板曝光机及其标记方法。
背景技术
激光直写式曝光是用于在衬底表面上印刷具有特征的构图，相比于传统的掩膜版和菲林底片等曝光的影像直接转移技术，直写式曝光技术产能高，对位精度高。在半导体及PCB生产领域有着非常重要的作用。
目前市场上直写曝光多以单台面或双台面曝光机为主。单台面曝光产能较慢，每一片板曝光需要完成上板，对准，曝光，下板等工序，整个流程时间较长。双台面曝光机两个台面要分开曝光，效率也不是很高，并且在生产超大尺寸板时，效率特别低。而曝光产能又是客户需求的一项重要指标，提高直写曝光机的产能非常重要。本发明使用超大尺寸的工作台面取代双台面，可以同时曝光两块内层板，并且在进行背面曝光时，能够区分同时曝光的两块内层板。
发明内容
本发明目的是为了提供一种能够同时曝光内层板并区分同时曝光的内层板的内层板曝光机及其标记方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种内层板曝光机，其包括运动平台、对位机构和曝光机构，所述对位机构和曝光机构置于所述运动平台的上方，所述运动平台包括运动机构和基板台面，其还包括标记机构，所述标记机构包括设置于所述基板台面一侧边缘左右对称的多个标记装置和控制所述标记装置的标记控制装置，所述标记控制装置根据所述内层板的大小控制所述标记装置位置的选择。
进一步的，所述标记装置包括靠近中间位置的第一标记装置和位于左侧垂直边缘或者右侧垂直边缘的第二标记装置，所述第二标记装置自所述左侧边缘或者右侧边缘向中间位置设置。
进一步的，所述第二标记装置之间的间隔相同或者不同。
上述内层板曝光机的标记方法，所述标记控制装置根据所述内层板的大小，选择至少两个对应的标记装置对内层板进行标记，所述标记装置在内层板背面形成的内层对位标记与其相邻边缘的距离不同。
进一步的，选择至少一邻近所述中间位置的标记装置。
进一步的，根据所述内层板的尺寸，在与中间位置相对的另一侧边缘选择与所述中间位置标记装置标记的内层对位标记与边缘距离不同的标记装置。
进一步的，在与中间位置相对的另一侧边缘选择至少两个标记装置进行标记。
进一步的，邻近所述中间位置的标记装置中选择至少两个标记装置进行标记。
本发明有益效果：通过标记机构的设计，在对内层板进行背面曝光时，有效的区分同时曝光的两个内层板。
附图说明
图1为曝光机结构示意图。
图2为基板台面底部结构示意图。
图3为基板台面拼板模式示意图。
图4为基板台面超大板模式示意图。
图5为位于中间的对位相机的示意图。
图6为本发明曝光常规尺寸内层板对比流程图。
图7为本发明曝光超大尺寸内层板对比流程图。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明的曝光机包括大理石底座1，置于大理石底座1上龙门机构2和运动平台3、设置于所述龙门机构2上的对位机构4和曝光机构5，所述运动平台3沿扫描方向（垂直方向）运动依次通过对位机构4和曝光机构5，所述运动平台3包括运动机构30和基板台面31。另，与所述扫描方向（垂直方向）垂直的方向为水平方向。
所述运动平台1由运动控制系统控制，可以实现高精度运动，同时运动机构30负载能力提升100%，使得其可以带动质量翻倍的基板台面31运动。所述基板台面31与所述运动机构30之间设置有支撑板32，所述支撑板32位于所述基板台面31的中心位置。所述支撑板32位于基板台面31下方，起到支撑基板台面31的作用。支撑板保证了基板台面整体的支撑面积足够大，并且通过所述支撑板承载负载，可以使得支撑板承担绝大部分受力形变，从而减小了外界因素对吸盘工作表面的平面度的影响。
如图1-4所示，基板台面31设置有可拆卸的中间标尺33，所述中间标尺33可以通过磁铁固定于基板台面31上，也可以采用卡扣等方便安装拆卸的机械结构。当曝光常规尺寸或者较小尺寸的基板时，安装所述中间标尺33所述基板台面31，将所述基板台面31分为左右两个区域，这两个区域沿中间标尺33对称，左右两区域各可以放置一片常规尺寸基板10、13。中间标尺33的设置方便人工上板操作，在使用移栽机进行上板的自动化操作中，可以省略中间标尺33的设计。
所述曝光机还包括标记机构，所述标记机构包括在垂直所述中间标尺的一边缘上设置有关于中间标尺33对称的标记装置34和控制所述标记装置34的标记控制装置。在所述中间标尺33的每一侧，所述标记装置34的数量为至少两个，包括第一标记装置340和第二标记装置341，所述第一标记装置340靠近所述中间标尺33，所述第二标记装置341靠近与所述中间标尺33平行的所述基板台面31的另一边缘，所述第二标记装置341在所述基板上形成的定位点与边缘的距离与所述第一标记装在基板上形成的定位点与边缘的距离不同，较佳的，所述第二标记装置341设置多个，以适应不同的基板尺寸。所述第二标记装置341中间的间隔可以相同可以不同，根据所述基板尺寸的不同，选择不同的第二标记装置341，基板两侧的标记装置34形成的定位点与两侧边缘之间的距离不同。当曝光拼板内层时，内层板10、13都靠中间标尺33放置，左右对称，曝光时，左右对称的标记装置34各自在内层板背面打上内层对位标记，翻板曝光背面时，这些标记被用于使正反面图形对准一致。同时，因为左右镜像设置，左边基板的内层标记位置与右边基板的内层标记位置也是左右对称的，这有利于自动化作业时区分开左侧基板还是右侧基板，从而提供更高的内层对位精度。所述标记装置并不限于上述实施例的方式，也可以设置多个所述第一标记装置。
下面具体介绍标记方法。将内层板根据所述基板台面的中间位置对称放置，区分为左侧内层板10和右侧内层板13，所述标记控制装置根据所述单个内层板的大小，选择至少两个对应的标记装置对单个内层板进行标记，所述标记装置34在内层板背面形成的内层对位标记与其相邻边缘的距离不同。在选择时，选择至少一邻近所述中间位置的标记装置，即第一标记装置340。并根据所述内层板的尺寸，在与中间位置相对的另一侧边缘选择与所述中间位置标记装置标记的内层对位标记与边缘距离不同的标记装置，即第二标记装置341。
并对应的，同时对另一内层板做标记，所述两个内层板邻近中间位置的内层对位标记的距离相同或相近，邻近左侧垂直边缘和右侧垂直边缘的距离也相同或相近。将内层板翻转，左侧内层板内层对位标记与左侧边缘的距离和右侧内层板与右侧边缘的距离相同或相近，左侧内层板内层对位标记与右侧边缘的距离和右侧内层板与左侧边缘的距离相同或相近，二者通过内层对位标记的位置不同区分是左侧内层板和右侧内层板。由于左侧内层板和右侧内层板所处的位置不同，其相应的补偿参数也不同，因此对其进行区分，有利于提高对位精度。
上述标定方法，是通过内层对位标记与边缘的距离区分左侧内层板10和右侧内层板13，也可以通过在不同的垂直边缘选择数量不同的标记装置实现，如在与中间位置相对的另一侧边缘选择至少两个标记装置进行标记，即选择至少两个第二标记装置标记341。或者在邻近所述中间位置的标记装置中选择至少两个标记装置进行标记，即选择至少两个第一标记装置340。
如图4所示，曝光超大尺寸的基板时，移除所述中间标尺33，增大所述基板台面31可放置基板的面积。当基板台面31工作在超大尺寸模式下，由对位机构4进行对位，标记装置34也会自动切换模式，自动选取合适的位置在超大尺寸基板背面打上内层对位标记。
如图1所示的实例中，对位机构4包括由位于两侧的对位相机和位于中间的对位相机，位于两侧的对位相机分别为左运动相机40和右运动相机41，位于中间的对位相机42可以固定设置或者滑动设置，所述位于中间的对位相机42固定设置时，对位机构4以固定的中间位置对位相机42为原点对称分布，左运动相机40和右运动相机41靠近中间位置对位相机42时，可以对小尺寸板进行对位，左运动相机40和右运动相机41远离中间位置对位相机42时，可以对大尺寸板进行对位。所述位于中间位置的对位相机42可以对相邻的基板的内层对位标记进行对位，其可以采用单个大视场相机，或者采用如下结构。
如图5所示，所述位于中间对位相机42包括第一对准件、第二对准件和光源，所述第一对准件和第二对准件包括相机420和与相机420连接的镜头421，第一对准件和第二对准件并列排列，并彼此相接或者具有微小间隙，所述光源422邻接所述第一对准件和所述第二对准件的镜头421，覆盖所述第一对准件和所述第二对准件镜头的轮廓范围，所述第一对准件和第二对准件通过安装件固定。所述光源与所述镜头相接，其可以固定于所述镜头，也可以通过固定件固定于所述安装件，所述相机和所述镜头通过所述安装件固定。
通常情况下，所述镜头421的横向宽度大于所述相机420的横向宽度，所述镜头421按照最小间隔排列，彼此相接或者之间具有一个微小缝隙。所述光源422设置于所述两个镜头的下方，覆盖所述两个镜头，所述光源422为U形光源，其轮廓呈田径跑道的形状，两端为圆弧形，中间连接部分为直线连接，同时为两组对位相机提供全方位照明，采用U形光源可以实现四周没有阴影，提高照明效果。不排除，所述相机的宽度大于所述镜头宽度的情况，这样两个所述相机彼此相接或者之间具有微小缝隙。所述相机1与所述镜头按照尽可能近方式的排列，可以同时对位间隔较近的相邻板的对位标记点。
所述曝光系统8由一系列曝光镜头组成，其覆盖区域为整个工作台面2，这样可以使得效率大大提高。可以采用单条带或者多条带的方式曝光操作。
如图6所示，双台面与本发明曝光2片板时的工作流程对比。当PCB板曝光所需的能量大时，曝光时间T3会很长，双台面曝光机上板时间T1+对位时间T2<曝光时间T3。所以双台面曝光机上下板与对位结束后需要等待另一个台面曝光结束，该流程下双台面曝光机生产2片板所需时间为2T3。本发明因为曝光系统8覆盖了整个工作台面2，所以可以同时进行2片板的曝光，生产2片板的时间为T1+T2+T3，有效提高了产能。
如图7所示，双台面与本发明曝光1片超大尺寸板时的工作流程对比。双台面曝光机因为曝光系统只能覆盖一个台面范围，所以需要将超大尺寸板当做2片板曝光，耗时T1+T2+2T3。本发明因为曝光系统8覆盖了整个工作台面2，所以只需要进行一个周期的曝光即可生产1片超大尺寸板，耗时T1+T2+T3，极大的提升了产能。
在上述实施例中，以在基板台面31上设置垂直设置一个中间标尺33为例，其仅为了方便实施例的说明，所述中间标尺33也可水平设置，所述中间标尺33的数量也可以设置多个。
本发明相比于双台面设备，有效提升了曝光产能，并在极大提升了生产超大尺寸板的产能，同时得益于单台面设计，生产超大尺寸板的精度比双台面更高。通过标记机构的设计，在对内层板进行背面曝光时，有效的区分同时曝光的两个内层板，提高对位精度。

Claims (8)

1.一种内层板曝光机，其包括运动平台、对位机构和曝光机构，所述对位机构和曝光机构置于所述运动平台的上方，所述运动平台包括运动机构和基板台面，其特征在于：其还包括标记机构，所述标记机构包括设置于所述基板台面一侧边缘左右对称的多个标记装置和控制所述标记装置的标记控制装置，所述标记控制装置根据所述内层板的大小控制所述标记装置位置的选择。
2.根据权利要求1所述的曝光机，其特征在于：所述标记装置包括靠近中间位置的第一标记装置和位于左侧垂直边缘或者右侧垂直边缘的第二标记装置，所述第二标记装置自所述左侧边缘或者右侧边缘向中间位置设置。
3.根据权利要求2所述的曝光机，其特征在于：所述第二标记装置之间的间隔相同或者不同。
4.根据权利要求1-3所述的任一内层板曝光机的标记方法，其特征在于：所述标记控制装置根据所述内层板的大小，选择至少两个对应的标记装置对内层板进行标记，所述标记装置在内层板背面形成的内层对位标记与其相邻边缘的距离不同。
5.根据权利要求4所述的标记方法，其特征在于：选择至少一邻近所述中间位置的标记装置。
6.根据权利要求5所述的标记方法，其特征在于：根据所述内层板的尺寸，在与中间位置相对的另一侧边缘选择与所述中间位置标记装置标记的内层对位标记与边缘距离不同的标记装置。
7.根据权利要求4所述的标记方法，其特征在于：在与中间位置相对的另一侧边缘选择至少两个标记装置进行标记。
8.根据权利要求4所述的标记方法，其特征在于：邻近所述中间位置的标记装置中选择至少两个标记装置进行标记。
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